随州高新化工园区污水处理厂
随州高新区淅河片区污水处理厂
（20000m3/d）
设
计
方
案
武汉森泰环保股份有限公司
二○一六年十月
目录
第一章概述
1.1项目背景
随州高新区位于随州市经济开发区的东南部，是随州经济开发区的重要组成部分。为了贯彻我国的环境保护政策、执行国家和地方的环保法规、控制污染、保护环境，该区拟于淅河片区新建一套20000m3/d污水处理设施，分两期建设，其中一期10000m3/d，出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中一级B标准。
武汉森泰环保股份有限公司针对该区废水特性及处理要求，编制此污水处理工程设计方案。
1.2设计单位概况
武汉森泰环保股份有限公司成立于2005年，是一家从事废水、废气和固体废弃物治理新技术新工艺开发、环保工程总承包和环保设施运营管理服务于一体的环保高科技企业。2015年，公司在全国中小型企业股份转让系统新三板成功挂牌，股票代码832774。
公司是湖北省环保产业协会理事单位，取得ISO9001：2008环境质量管理体系认证，具备废水、废气、固体废物治理及生态修复等方面的设计和工程总承包资质。公司下设2个子公司，1个分公司，9个职能部门和1个环保技术研发中心。公司建立了一支由教授、高级工程师、工程师等各层次专业人员组成的高素质技术队伍，现有在职员工120余名，其中高级技术及管理人员20多名，中级技术人员50多名。
公司十分重视环保技术研发和科技创新，长期以来与武汉理工大学、武汉科技大学、中南民族大学、武汉工程大学、湖北省环科院等多所高校和科研院所保持良好合作关系。公司充分利用院校丰富的科研资源，发挥自身环保设备加工制造能力和强大的工程实施能力，实行产、学、研一体、优势互补、互惠互利、共同发展的模式，研究开发了10多项具有国内领先水平并拥有自主知识产权的专利技术成果，并迅速地将科技成果实现了产业化，形成了以“多元催化氧化技术”和“脉冲升流厌氧反应技术”为核心处理高浓度、难降解有机废水的独有的技术优势。
公司以“高浓度、难降解废水处理及工业园环境综合治理服务商”为产业发展方向，致力于成为工业水处理行业的领军企业，可提供环保工程设计、工程施工、设备制造、
运营管理、技术咨询服务一揽子的综合解决方案，业务范围涵盖工业园、印染、化纤、化工、制药、制革、造纸、食品、酿造、屠宰、养殖、市政公用等众多行业，为客户提供可靠的环境污染治理解决方案，客户遍及全国各地和东南亚、印度、俄罗斯等地。公司本着“质量就是生命，客户就是上帝”的经营理念，严密组织，科学施工，贴心服务，树立了200多项各行业废水处理工程成功案例，赢得了客户的广泛赞誉。
森泰环保一直秉承“风范、品质、艺术”的企业文化，以“森泰环保，保护生态”为己任，本着严谨务实的作风、开拓创新的精神、服务至上的理念，为您提供系统的、全方位、全过程的优质环保技术服务。
企业文化
企业愿景：做全国最好的高浓度、难降解废水及工业园环境综合治理服务商
企业使命：森泰环保，保护生态
企业价值观：行大家风范，臻服务品质，创环保艺术
企业荣誉
2011年，我公司获得湖北省环境保护产业协会颁发的“2011年优秀会员单位”荣誉称号；
2011年，我公司与中南民族大学共同承担的“甲硝唑废水处理与综合利用的新技术”获得湖北省重大科学技术成果三等奖；
2012年，我公司获得武汉市人民政府颁发的“2012年度武汉市和谐企业”荣誉称号；
2012年，应用我公司专利技术并由我公司承建的“湖北川东环保能源开发有限公司汉川新河工业园区污水处理工程”（项目编号：2012-S-34）获得中国环境保护产业协会颁发的“二0一二年国家重点环境保护实用技术示范工程”荣誉称号；
2013年，公司与中南民族大学合作的项目“硫酸和制药行业典型难处理废水的处理与综合利用”获得环保部环境保护科学技术二等奖；
2014年，公司获得湖北省高新技术企业认定（鄂认定办[2014]19号）
2015年，公司发明专利“酿酒污泥制备水处理生物活性促进剂”获得武汉市科技成果证书；
2015年，我公司获得湖北黄州火车站经济开发区管委会授予的“园区建设优质服务单位”（污水处理厂运营单位）荣誉称号；
2015年，应用我公司专利技术并由我公司承建的“湖北白云边股份有限公司600t/d
酿酒废水处理工程”获得中国环保产业协会“2015年国家重点环境保护实用技术及示范工程” 荣誉称号；
2015年，我公司申报的“武汉森泰环保股份有限公司企业研究开发中心”获得武汉市科技局审核认定；
2015年，我公司和中南民族大学合作申报的“洪山区校企合作产学研基地建设”获得洪山区科技局审核认定。
长期以来，公司秉承“风范、品质、艺术”的企业文化，行大家风范，做精品工程，创环保艺术！
公司类似工程业绩：
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1.3设计依据、原则和内容
1.3.1设计依据
（1）《中华人民共和国环境保护法》（2014年4月24日修订）
（2）《中华人民共和国水污染防治法》（2008年2月26日修订）
（3）《污水综合排放标准》GB8978-1996
（4）《污水排入城镇下水道水质标准》CJ343-2010
（5）《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002
（6）《地表水环境质量标准》GB3838-2002
（7）《室外排水设计规范》GB50014-2006（2014版）
（8）《给排水设计手册》（1—12卷）
（9）《建设项目环境保护管理条例》（1998年11月29日国务院令）
（10）《给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程》CECS138-2002
（11）《声环境质量标准》GB3096-2008
（12）《混凝土结构设计规范》GB50010-2010
（13）《建筑结构荷载规范》GB50009-2012
（14）《砌体结构设计规范》GB50003-2011
（15）《建筑设计防火规范》
（16）《建筑照明设计标准》GB50034-2013
（20）《供配电系统设计规范》GB50052-2009
（21）《低压配电装置及线路设计规范》GB50054-2011
（22）《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》GB50060-2008
（23）《建筑防雷设计规范》GB50057-2010
（24）《通用用电设备配电设计规范》GB50055-2011
（25）其它专业规范及标准
1.3.2设计原则
（1）合国家、地方的法律、法规以及业主的要求，采用先进成熟的处理工艺，确保废水经处理后出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级B排放标准。
（2）采用高效节能和简便易行的工艺方法，力求污水处理厂达到能耗低、投资省、占地少、运行管理方便、出水水质好的目的；
（3）设备、器材及电气部分采用名牌厂家产品，质量可靠；
（4）采用切实可行的技术手段，提高装备水平，降低劳动强度；
（5）妥善处理污水处理过程中产生的栅渣、污泥、气味和噪声，不对环境产生二次污染；
（6）厂区平面布置按照工艺流程顺序布置，井然有序，按照不同功能，分区建设，整体布局经济、合理；厂区绿化面积满足规范要求，使厂区布局美观、适用。
1.3.3设计内容
（1）废水处理工艺方案的设计说明；
（2）废水处理系统中主要建、构筑物的参数设计；
（3）工艺设备、电气设备及自控仪表的选型；
（4）工程投资估算及运行成本分析。
第二章工艺设计
2.1工程设计规模、进水水质及排放标准
2.1.1工程设计规模
随州高新区淅河片区污水处理厂设计规模为20000m3/d，分两期建设，一期10000m3/d，其中工业废水7000m3/d、生活污水3000m3/d。
2.1.2进水水质
本项目工业废水进水执行《综合污水排放标准》（8978-1996）的三级标准，并满足《污水排入城镇下水道水质标准》（CJ343-2010)B级标准，水质见表2-1。
表2-1不同排放标准污染物排放限值（单位mg/L，pH无量纲）
通过分析以上主要污染物排放限值，并结合化工园区废水特点，本工程进水BOD5浓度低于一般城市污水处理厂，参考其它化工园区污水处理厂实际进水水质，废水可生化性均较差，B/C值＜0.3。同时为防止高盐分对后续处理工艺和设备影响，需对各企业排水盐分进行限定，控制其浓度。故确定本工程工业废水设计进水水质如表2-2：表2-2工业废水设计进水水质（单位mg/L，pH无量纲）
生活污水设计进水水质如表2-3：
表2-3生活污水设计进水水质（单位mg/L，pH无量纲）
2.1.3排放标准
本项目出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中一级B 标准，各项指标如表2-4所示。
表2-4 出水水质（单位mg/L，pH无量纲，色度为稀释倍数）
2.2污水处理工艺方案
2.2.1预处理工艺
来水通过格栅去除大块漂浮物等杂质后经泵提升至调节池，均质均量后提升至后续处理单元。
由于工业废水在进入本项目污水处理厂前，均经过各企业内污水处理设施进行预处理，因此废水生化性较差，B/C＜0.3，故需采用化学强氧化的前处理工艺，通过氧化反应去除废水中的部分有机污染物，提高废水的可生化性，减轻后续处理设施的处理负荷，保证后续工艺的稳定运行。同时可通过氧化作用分废水中具有生物毒性的物质，减少对生化处理系统的影响。本设计方案氧化工艺采用“多元氧化”，利用初生态氧原子（羟基自由基），实现高浓度、高强度羟基自由基的产出，氧化分解难降解有机物和有毒物质。
“多元氧化”出水经絮凝沉淀去除废水中的大部分悬浮物，清液进入后续处理单元。
2.2.2生化处理工艺
生化处理工艺主要有活性污泥法和生物膜法。在普通活性污泥法的基础上又演变
出多种工艺，如接触氧化法、A/O法、MBR法等；生物膜法主要有生物接触氧化法、
生物转盘等。
以上各种工艺各有其特点、优点和不足之处。具体使用哪一种工艺需要根据设计
要求和实际情况来确定。为了选择合理的污水处理工艺，下面将几种常用生化处理方
案作一综合比较。
表2-5 污水处理方案综合比较表
一级B标准，该标准对氮磷的去除要求较高，因此必须采用脱氮除磷工艺。
通过上述工艺方案综合比较可以看出，方案二A2/O工艺具有处理效率高、脱氮效果好、运行管理简单的特点，该工艺具有以下特点：
1）总水力停留时间少于其它脱氮除磷工艺；
2）缺氧（厌氧）、好氧交替运行，不利于丝状菌繁殖，无污泥膨胀之虞；
3）A段维持缺氧（厌氧）环境，不需曝气，只需缓慢搅拌，运行费用较低。
本方案生物脱氮除磷工艺采用“水解酸化+缺氧池+好氧池”工艺：
水解酸化工艺将厌氧反应控制在水解和产酸阶段，整个系统处于厌氧状态，聚磷菌在厌氧条件下分解细胞内的聚磷酸盐同时产生ATP，并利用ATP将废水中的脂肪酸等有机物摄入细胞，以PHB（聚—β—羟基丁酸）及糖原等有机颗粒的形式贮存于细胞内，同时随着聚磷酸盐的分解，释放磷；一旦进入好氧环境，除磷菌又可利用聚—β—
羟基丁酸氧化分解所释放的能量来超量摄取废水中的磷，并把所摄取的磷合成聚磷酸盐而贮存于细胞内，通过剩余污泥的排放实现高效生物除磷目的。
另外，水解酸化工艺还有以下优点：
（1）有机物含量显著减少
水解反应器对于有机污染物（特别是悬浮物及非溶解性COD）有相对高的去除率（发酵型细菌胞外酶的作用），对于后续好氧处理是非常有利的，以传统活性污泥工
艺为例，可减少停留时间20~40%，同时曝气量减少20~30%，其基建总投资、能耗和
运行费用可分别节省30%左右。
（2）B/C比值和溶解性有机物比例显著增加
水解反应器对有机物的降解在一定程度上只是一个预处理过程，水解反应过程中
没有彻底完成有机物的降解任务，而是改变有机物的形态，将大分子物质降解为小分
子物质，将难生化降解物质降解为易生化降解的物质，使得以COD形式存在而BOD
不易检出的有机物，在水解反应过程中分解形成可被BOD测出的有机物，大大提高废
水的可生化性，改善后续生化处理的条件。因本项目污水中含有部分难降解的有机物，因此在厌氧处理过程中，选用水解酸化工艺，以分解难生物降解的有机污染物，改善
废水的可生化性。
在缺氧段，异养菌将蛋白质、脂肪等污染物进行氨化（有机链上的N或氨基酸中
的氨基）游离出氨（NH3、NH4+），在充足供氧条件下，自养菌的硝化作用将NH3-N （NH4+）氧化为NO3-，通过回流控制返回至A池，在缺氧条件下，异氧菌的反硝化作
用将NO3-还原为分子态氮（N2）完成C、N、O在生态中的循环，实现污水无害化处理。
2.3.1深度处理工艺
废水经过生化处理后，仍无法保证各项指标均达到出水要求，因此增加后物化深度处理工艺，本方案采用“芬顿氧化+絮凝沉淀+活性砂过滤器”工艺作为深度处理工艺。
芬顿氧化工艺：通过芬顿试剂产生的初生态氧原子(羟基自由基)，对废水中难降解有机物的强氧化降解，可快速氧化分解绝大多数有机污染物，保证出水COD达标。
絮凝沉淀工艺：通过絮凝反应时，投加的絮凝剂铝盐或铁盐，可与废水中的磷酸
盐反应生成沉淀，达到化学除磷的目的，保证系统处理出水总磷达标。
活性砂过滤器工艺：通过砂滤截留作用去除废水中的SS，确保出水中SS达到排
放标准。
2.3污泥处理工艺方案
2.3.1污泥处理目的
在工业废水处理过程中，会产生大量生化和物化污泥。对于产生的这些污泥，由于其有机物含量含水率较高而且不稳定，并可能含有寄生虫卵，若不予以有效地处理和处置而直接任意排放，将会引起严重的二次污染，使污水处理厂的功能不能完全发挥。
污泥处理的目的是分解有机物，杀灭致病菌和寄生虫卵，使污泥稳定化，降低污泥的含水率，减少污泥运输和处置量；有条件与可能尽量利用污泥中的有用资源；防止富磷污泥磷的释放。
2.3.2污泥处理的要求
（1）减量化：由于污泥含水量很高，体积很大，且呈流动性。经浓缩处理后，污泥体积减至原来的十几分之一，且由液态转化成固态，便于运输和消纳。
（2）稳定化：污泥中有机含量很高，极易腐败并产生恶臭，经消化处理以后，易腐败的部分有机物被分解转化，不易腐败，恶臭大大降低，方便运输及处置。
（3）无害化：污泥中，尤其是初沉污泥中，含有大量病原菌、寄生虫卵及病毒，易造成传染病大面积传播。经消化处理后，可以杀灭大部分的蛔虫卵、病原菌和病毒，大大提高污泥的卫生指标。
（4）资源化：污泥是一种资源，其中含有很多热量，其热值在1000~15000kj/kg（干泥）之间，高于煤和焦炭。另外，污泥中还含有丰富的氮、磷、钾，是具有较高肥效的有机肥料。通过消化处理后，可以将有机物转化成沼气，使其中的热量得以利用，同时还可进一步提高其肥效。
2.3.3污泥处理工艺
根据本废水处理工程实际情况，选择浓缩+脱水工艺处理污泥。
本方案选择叠螺式污泥脱水机，该脱身装置占地小，运行操作简单，自动化程度高，可实现24h无人值守。经过叠螺式污泥脱水机处理后污泥含水率约80%。
2.4恶臭气体处理与处置
在污水和污泥的处理过程中会产生一定量的恶臭气体，对周围环境产生影响，对
人的身心健康产生危害。为减少污水和污泥处理过程中产生的恶臭气体对环境的影响，对产生臭气的处理单元进行除臭处理。
本污水处理厂的恶臭气体主要来源于污水和污泥的处理单元，其中水解酸化池是
污水处理单元产生恶臭的主要场所，而污泥浓缩池、污泥脱水间是污泥脱水间恶臭产
生的主要场所。
本方案拟将产生恶臭气体建构筑物加盖集中收集臭气，采用生物除臭工艺进行净化，使臭气通过一体化生物滤池，与湿润、多孔和充满生活活性微生物填料层接触，通过微生物捕获、降解臭气中污染物，分解为无害的CO2、H2O等无害物质，实现除臭的目的。
2.5工艺流程图
3
干泥外运
2.6各处理单元处理效果预测一览表
表2-5各处理单元处理效果一览表(单位：mg/L，pH无量纲)
注：*为工业废水与生活污水混合后水质
2.7污水处理系统设计
2.7.1格栅井/集水池（两期合建）
（1）功能：收集废水，拦截污水中较大悬浮物或漂浮物，出水经泵提升至调节池。（2）设计参数：
设计水量：Q=20000m3/d
总变化系数：Kz=1.5
Qmax=30000m3/d
尺寸：L×B×H=27.0×12.0×9.0m数量：1座
有效水深：2.5m
停留时间：HRT=32.6min
结构形式：钢砼结构
（3）主要设备：
一期设备
A、机械格栅数量：1台
型号：RXG-1400 功率：N=1.5kW/台
B、铸铁镶铜闸门数量：2个
C、手电两用启闭机数量：2台
型号：QDA-10 启闭力：1.0T
功率：N=0.37kW/台
D、提升泵数量：3台（2用1备）
型号：CT530-250 流量：Q=460m3/h
扬程：H=13m 功率：N=30kW/台
E、超声波液位计数量：1台
型号：UTG-2000
F、人工格栅数量：1套
G、电动葫芦数量：1台
型号：CD10.5-12 起重量：0.5t
起升高度：12m 功率：N=1.0kW/台
H、软启动器数量：3台
型号：CDRA030T4
二期设备
A、提升泵数量：3台（2用1备）
型号：CT530-250 流量：Q=460m3/h
扬程：H=13m 功率：N=30kW/台
B、软启动器数量：3台
型号：CDRA030T4
2.7.2调节池/地下泵房（两期合建）
（1）功能：收集格栅/集水池出水，匀质匀量，减少水质水量的波动对后续生化系统造成的冲击。调节池前端设机械细格栅，进一步拦截污水中的悬浮物或漂浮物。（2）设计参数：
设计水量：Q=20000m3/d
尺寸：L×B×H=39.0×35.0×5.5m数量：1座
有效水深：5.0m
有效容积：V=600m3
停留时间：HRT=7.2h
结构形式：钢砼结构
（3）主要设备：
一期设备
A、提升泵数量：3台（2用1备）
型号：CVD511-200A 流量：Q=210m3/h
扬程：H=10m 功率：N=11.0kW/台
B、潜污泵数量：1台
型号：CP50.75-50 流量：Q=10m3/h
扬程：H=10.0m 功率：N=0.75kW/台
C、轴流风机数量：2台
风量：2500m3/h 功率：N=0.25kW/台
D、电动葫芦数量：1台
型号：CD10.5-9 起重量：0.5t
起升高度：9m 功率：N=1.0kW/台
E、超声波液位计数量：1套
型号：UTG-2000
F、机械格栅机数量：1台
型号：RXG-1400 功率：N=1.5kW/台
G、潜水搅拌机数量：6台
型号：MA7.5/12-620-480 功率：N=7.5kW/台
H、电磁流量计数量：1台
型号：LDBE-300
I、提升泵（事故池用）数量：2台（1用1备）
型号：150FUH-26S 流量：Q=200m3/h
扬程：H=10.0m 功率：N=18.5kW/台
J、超声波液位计（事故池用）数量：1台
型号：UTG-2000
二期设备
A、提升泵数量：3台（2用1备）
型号：CVD519-200A 流量：Q=250m3/h
扬程：H=15m 功率：N=18.5kW/台
B、电磁流量计数量：1台
型号：LDBE-300
2.7.3多元氧化池
（1）功能：利用具有强氧化作用的羟基自由基，氧化废水中的有机物使之改变分子结构，氧化分解难降解有机物和有毒物质，提高废水的可生化性。
（2）设计参数：
设计水量：Q=20000m3/d
一期构筑物（10000m3/d）
尺寸：L×B×H=17.0×12.0×4.5 m数量：1座
停留时间：HRT=2.6h
结构形式：钢砼结构，池内壁防腐
二期构筑物（10000m3/d）
尺寸：L×B×H=17.0×12.0×4.5 m数量：1座停留时间：HRT=2.6h
结构形式：钢砼结构，池内壁防腐
（3）主要设备：
一期设备
A、浓硫酸罐数量：1个
型号：V=2m3材质：PE
说明：立式，含磁翻板液位计
B、双氧水罐数量：1个
型号：V=2m3材质：PE
型号：PC-350
说明：含磁翻板液位计，输出开关信号
C、在线pH计数量：1台
型号：PC-350
D、布气搅拌系统数量：1套
二期设备
A、浓硫酸罐数量：1个
型号：V=2m3材质：PE
说明：立式，含磁翻板液位计
B、双氧水罐数量：1个
型号：V=2m3材质：PE
型号：PC-350
说明：含磁翻板液位计，输出开关信号
C、在线pH计数量：1台
型号：PC-350
D、布气搅拌系统数量：1套
2.7.4絮凝初沉池
（1）功能：投加絮凝剂和助凝剂，去除废水中部分悬浮物。初沉池沉淀后的污泥由泵输送至污泥浓缩池。初沉池采用平流式，出水自流进入中间集水池。
（2）设计参数：
设计水量：Q=20000m3/d
一期构筑物（10000m3/d）
絮凝池尺寸：L×B×H=36.0×8.5×4.5m数量：2座
表面负荷：q=0.9m3/(m2·h)
结构形式：钢砼结构
二期构筑物（10000m3/d）
絮凝池尺寸：L×B×H=36.0×8.5×4.5m数量：2座
表面负荷：q=0.9m3/(m2·h)
结构形式：钢砼结构
（3）主要设备：
一期设备
A、液碱罐数量：1个
型号：V=2m3材质：PE
说明：立式，含磁翻板液位计
B、在线pH计数量：1台
型号：PC-350
C、布气系统数量：1套
材质：UPVC
D、行车式吸泥机数量：1台
型号：HXNB-16 功率：N=0.55kW/台
材质：液上碳钢，液下SUS304
E、污泥泵数量：2台（1用1备）
型号：CVD53.7-100A 扬程：H=10.0m
流量：Q=75m3/h 功率：N=3.7kW/台
二期设备
A、液碱罐数量：1个