水污染控制工程设计

水污染控制工程设计方案目录目录 (1)水控工艺设计方案 (3)一、设计方案的基本信息和要求 (3)1. 基本信息 (3)1.1 进水水质和水量 (3)1.2 处理程度 (3)2. 基本要求 (3)二、工艺方案 (4)1. 设计依据 (4)2. 工艺与工艺路线 (4)2.1 调节池 (4)2.2 预处理 (4)2.3 初沉池 (4)2.4 计量槽 (5)2.5 脱氮除磷工艺 (5)2.5.1 A2/O工艺 (5)2.5.2 SBR工艺 (6)2.5.3 氧化沟工艺 (6)2.5.4 工艺比对 (6)2.6 二沉池 (7)2.7 接触消毒池 (7)2.8 污泥浓缩池 (7)3. 工艺路线图 (7)4. 各工艺单元的主要参数 (8)4.1 集水槽 (8)4.2 调节池 (9)4.3 微电解池 (9)4.4 初沉池 (9)4.5 A2/O工艺 (11)4.6 二沉池 (12)4.7 接触消毒池 (12)4.8 污泥收集池 (13)4.9 污泥浓缩池 (13)5. 装机容量、劳动与环境保护 (13)5.1 电气工程设计 (13)5.2用电负荷 (13)5.3项目实施过程中的环境影响及对策 (13)5.4 项目建成后的环境影响及对策 (13)5.5 劳动保护及安全生产 (14)6. 设备与设施 (14)6.1 工程中主要设施统计 (14)6.2 工程中主要设备统计 (15)7. 设备与设施投资核算 (16)7.1 工程中的主要设施的价格核算 (16)7.2 工程中的主要设备的价格核算 (17)8. 费用核算 (19)8.1 总投资 (19)8.2 运行费用核算 (19)9. 工艺流程图和平面布置图 (19)三、致谢 (20)四、参考文献 (20)水控工艺设计方案一、设计方案的基本信息和要求1. 基本信息1. 1 进水水质和水量表1-1 化工厂废水主要污染物（pH 无量纲，mg/L）水量：100m3/d1. 2 处理程度污水处理厂出水水质指标执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级B标准，见表1-2。

表1-2 污水处理厂出水水质指标（pH 无量纲，mg/L）2. 基本要求2.1 提交设计依据（有关标准和规范）2.2 拟采用工艺和工艺路线要进行比对2.3 提交工艺路线方框图2.4 提交各工艺单元主要参数2.5 设置装机容量、劳动和环境保护篇章2.6 设置设备和实施篇章，并提供主要参数和工艺尺寸2.7 设备和设施投资核算2.8 运行费用核算2.9 提供工艺流程图（包括设施高程）和平面图（CAD）二、工艺方案1.设计依据本设计主要采用的标准和规范：《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB 18918-2002 《污水综合排放标准》GB8978-1996 《工业企业厂界噪声标准》GB 12348-90 《环境工程设计手册》2002年《城市污水处理工程项目建设标准》2001年修订版《给水排水设计手册5》《给水排水设计手册6》《给水排水设计标准》2. 工艺与工艺路线由于是化工厂工业废水，故可不设格栅。

2. 1 调节池：①破腈处理：由于本化工厂废水中含有苯二腈，此为有毒物质，在进行生化处理前必须要先对苯二腈进行破腈处理，故在调节池中应加入液氯进行破腈。

②pH的调节：并且在进行微电解处理工艺时，pH要求为7左右，而进水水质为4-5，故在调节池内需加入NaOH或Ca(OH)2进行调节pH至7左右。

2. 2 预处理：本方案采用微电解预处理工艺，其对进水水质中的COD、色度等有一个良好的处理作用，并且可以提高其废水的可生化性，从而为后续处理做铺垫。

在预处理工程中，要注意pH的变化，pH值对电解效果的影响是存在的，pH值太高或太低对废水COD的去除都是不利的，pH值在7左右时，电解效果相对较好；pH值对色度去除的影响比较小。

必要时可以用NaOH或Ca(OH)2进行调节pH。

2. 3 初沉池：在微电解预处理后，可设一个沉淀池，用于废水中沉积物和悬浮物的沉降与预排除，并且可以对微电解中的沉积物进行处理。

2. 4 计量槽：主要用于分析污水的性质，便于后续的管理工作。

2. 5 脱氮除磷工艺：从表1-1中可以看出，此化工废水的氮磷含量都较高，故要想满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）中的要求，必须进行脱氮除磷，虽然表1-1中的废水BOD5/COD=0.12<0.3，可生化性不好，故不可以进行生化处理，但是在预处理中，我们采用了微电解工艺，不仅可以提高废水的可生化性，而且还去除了一部分的COD与色度，并对一些悬浮固体颗粒物SS有很好的处理效果，在调节池中对苯二腈进行了破腈处理，因此废水中对微生物有抑制作用的有毒物质可以去除，转化为氮类化合物，因此，我们可以采用生物脱氮除磷工艺进行脱氮除磷。

下面对其可行性进行分析：BOD5:N:P的比值是影响生物脱氮除磷的重要因素，氮和磷的去除率随着BOD5:N和BOD5:P比值的增加而增加。

从理论上讲，BOD5:N>3时才能使反硝化正常进行，在BOD5:N=4~5时，氮的去除率大于60%，磷的去除率也达到60%左右。

对于生物除磷工艺，要求BOD5:P=33~100且BOD5:N≥4，本废水进水水质为BOD5:P=60且BOD5:N经微电解预处理后可以满足生物脱氮条件。

2.5.1 A2/O工艺：上图为A2/O工艺的一般工艺流程图，从上图中的工作程序与流程中可以看出，A2/O工艺的优点是厌氧、缺氧、好氧交替进行，达到同时降解有机物脱氮除磷的目的，而且在这种运行状况下，丝状菌不宜生长繁殖，基本不存在污泥膨胀的问题。

A2/O工艺流程简单，总HRT少于其他同类工艺，并且不需外加碳源，缺氧、厌氧段只需缓慢搅拌，运行费用低。

相应的，其缺点是除磷效果因受到污泥龄、回流污泥中夹带的溶解氧和NO3-N的限制，可能不会十分理想。

同时，由于脱氮效果取决于混合液的回流比，而A2/O工艺的混合液的回流比不宜太高，故脱氮效果不能满足较高的要求。

2.5.2 SBR工艺：序批式反应器系统（SBR）由于良好的工艺性能和灵活的操作，故可以容易引入厌氧、缺氧、好氧工程，通过改变运行方式，合理分配曝气阶段和非曝气阶段的时间，创造交替运行的厌氧、好氧条件，实现生物脱氮除磷。

2.5.3 氧化沟工艺：氧化沟脱氮除磷工艺是将氧化沟和其他脱氮除磷工艺结合起来，用氧化沟来实现本应有多个反应器来承担的任务，使脱氮除磷工艺更加紧凑，氧化沟的功能更加强大。

2.5.4 工艺比对：各工艺进行比对，可得出：⑴由于本化工厂的化工废水处理量比较大，故用传统的SBR工艺不合理，并且其各种改良流程存在设备投资大，管理不方便，因此在此处不采用SBR工艺。

⑵氧化沟工艺虽然在小型污水处理厂具有工艺流程短,处理效率高，出水水质稳定等优点，但是由于本化工厂要建的污水处理厂，规模比较大，如果采用氧化沟必须加大，施工又不方便，基建费用和运行费用会很高，所以，在此不采用氧化沟工艺。

⑶根据比较可知，虽然各工艺都可以达到预期的效果，但是A2/O工艺相对于其他工艺有以下优势：①该工艺最简单的脱氮处理工艺，总的水力停留时间（HRT）、总的占地面积少于其他工艺；②在厌氧、缺氧、好氧交替运行的条件下丝状菌得不到大量增殖，无污泥膨胀之虑，SVI一般小于100；③污泥中含磷浓度高，具有很高的肥效；④运行过程中不需要投加药剂，厌氧和缺氧段只需缓慢搅拌，用于不增加溶解氧浓度，运行费用低。

因此本工艺欲采用A2/O工艺进行此化工废水的脱氮除磷。

2. 6二沉池：主要用于进出水配水均匀，存排泥方便，并且对污水中的污泥进行回流，提高对污水中污染物的去除效果。

2. 7接触消毒池：根据《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）中的要求，污水处理后必须要进行消毒处理，才可以排放。

2. 8 污泥浓缩池：主要是对初沉池、二沉池中的污泥进行浓缩脱水。

3. 工艺路线图：根据上述的工艺方案的确定，则此化工厂的化工废水的处理工艺流程图如下，见图1。

4. 各工艺单元的主要参数：本文中的工艺单元主要分为三个部分：一为预处理工艺单元，二为生化处理单元，三为污泥处理部分。

根据《环境工程设计手册》（2002年）和《城市污水处理工程项目建设标准》（2001年修订），对以下各工艺单元进行主要参数设计。

4. 1 集水槽：由于集水槽主要用于防止进水流量的变化和突发事件的发生，所以一般设计集水槽的收集水量为2h，并且应该考虑增加理论集水槽容积的10 %~20 %，因此设置有效水深h为2 m，超高为0.6m，进水管标高为-1.50，把集水槽设置为正方形底面积，设置为2座，则根据流量为100m3/d，则：S=(100×2×1.2)/(2×24)=5m2=S/2=2.5m2S单L=B=1.581m≈1.6m4. 2 调节池：设置有效水深h 为2 m ，，超高为0.6 m ，长L 取2.5 m ，时间t=2h ，则：m LS B m S h m Q Max 25225/5242.110023===⨯==⨯= 4. 3 微电解池：在预处理的微电解中要加入Fenton 试剂和铸铁屑，从而对废水进行预处理，降低废水的COD ，色度和SS 值。

在此处，一般微电解对COD 的去除率可达到40%~70%，并且本文中加入了Fenton 试剂，故根据文献的研究可知，COD 去除率可设置为70%，BOD 5去除率可为30%左右，色度去除率可为60%~80%，SS 去除为70%~80%。

设计水力停留时间HRT 为3h ，底部为圆形池底，有效水深H 为5 m ，池子地下埋深2 m ，超高0.6 m 。

因此：m m S R m H t Q S HRT Max 1977.035352≈===⨯=⨯=π4. 4 初沉池：采用混凝沉淀池，重力排泥方式，由于化工废水的水量很小，所以只设一个沉淀池，主要是接微电解的后续处理。

经过沉淀池的化工废水，SS 去除率达到50%~60%，BOD 5的去除率达到20%，污泥含水率为95%~97%。

取初沉池的表面负荷q ΄为1.0 m 3/(m 2·h)，流量Q Max 为5m 3/h ，水力停留时间t 1为1.3 h 。

⑴ 沉淀池的总表面积2515m q Q A Max =='= ⑵ 沉淀部分的有效水深m t q h 3.112=•'=有效水深：⑶ 池子部分有效容积 315.6m t Q V Max =⨯=' ⑷ 池子的长度L取最大设计流量时的水平流速v 为1mm/s ，则：m vt L 68.46.31==⑸ 池子宽度Bm m L AB 07.10684.1≈==⑹ 校核长宽比符合要求之间与)54(374.407.168.4∈==B L ⑺ 污泥区部分所需的容积V根据上面预处理后的SS 浓度为进水悬浮物浓度C 1，即：361/1060/60m t L mg C -⨯==，出水悬浮物浓度C 2 ，即：362/1024/24m t L mg C -⨯==，两次清污间隔时间t 2= 2d ，污水变化系数K Z 取1.2，污泥容重3/0.1m t =γ，污泥含水率 ρ0=97% 因此，3022124.0)100(10024)(m K t C C Q V Z Max =-⨯⨯-=ργ⑻ 污泥斗容积1V斗上口面积2107.107.1m f ⨯=，斗下口面积225.05.0m f ⨯=泥斗高度m h 494.060tan 25.007.14=-="ο因此，321214132.0)(31m f f f f h V =++"=⑼ 污泥斗以上的梯形部分污泥容积2V 梯形上底长m l 48.55.03.068.41=++= 梯形下底长m l 07.12=梯形高度m h 0391.001.0)07.13.068.4(4=⨯-+='34212137.02m B h l l V ='+=⑽ 池子的总高度H超高h 1取0.5m ，有效水深h 2取1.3m 缓冲层高度h 3取0.5m ，沉淀部分高度m h h h 5331.0494.00391.0444=+="+'=。