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1、将乐福乐腐竹加工厂生产废水治理工程设计方案工程编号： 2006- W125设计证书： 国建设乙级第3416号福建福大德赛环保产业有限公司福州大学环境科学与技术工程开发中心二零零六年十二月项目负责人：林 锋(高级工程师)技术负责人：王良恩(教授，博导)方案编制：林 皓(工程师)工艺设计：周 晖(工程师)林 皓(工程师)土建设计：林财强(工程师)电气设计：郑 宁(工程师)工程概预算：苏兴永(工程师)目 录1. 概述12. 设计规范、范围及原则22.1. 设计依据22.2. 设计规范22.3. 设计范围22.4. 设计原则23. 污水处理工艺设计43.1. 水量与水质特性分析43.2. 工艺选择基本
2、思路43.3. 污水处理工艺的选择43.4. 处理工艺流程及特点73.5. 主要处理构筑物说明73.6. 处理效果预测94. 主要处理构筑物和设备一览表104.1. 主要处理构筑物一览表104.2. 主要处理设备一览表115. 高程设计和总图设计125.1. 高程设计125.2. 总图设计126. 结构设计126.1. 结构形式126.2. 建筑材料选用127. 电气设计137.1. 用电负荷估算137.2. 线路敷设137.3. 防雷与接地138. 防腐、防渗设计148.1. 防腐148.2. 防渗措施149. 工程估算159.1. 编制依据159.2. 工程费用表及估算书1510. 运行成
3、本及效益分析1710.1. 运行成本1710.2. 效益分析171. 概述将乐福乐腐竹厂位于将乐县文曲镇，主要产品为腐竹。整个生产过程每日排放废水5080m3，该废水若不经过治理直接排放，将对环境造成污染。为了保护环境，按照当地环保局的意见，厂方必须将生产废水处理达到国家污水综合排放标准(GB8978-1996)中规定的一级排放标准，方可外排。为此，将乐福乐腐竹厂委托我公司进行废水治理方案设计。我公司技术人员根据甲方提供的数据，经过详尽的调研和理论分析，提出以下废水治理方案，以供甲方选择采用。(1) 设计水量根据甲方提供的数据每日废水排放量为5080m3。新建废水治理站处理水量：Qd=80m3
4、/d，Qh=3.33m3/h。(2) 污水水质根据甲方提供的资料和我公司的工程经验，并参照类似企业的废水水质数据，确定废水的水质数据估计如下：表1-1 污水水质数据表污染因子CODCr(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)NH3-N(mg/L)pH数值20001000 30025 506.57.5(3) 处理后的水质目标排放标准执行GB89781996中规定的一级排放标准(表4)，其主要水质指标应达到下列要求：表1-2 一级排放污水水质数据表污染因子CODCr(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)NH3-N(mg/L)pH数值1002070156 92. 设计规范、范围及原
5、则2.1. 设计依据(1) 中华人民共和国环境保护法和水污染防治法(2) 国务院(1998)第253号令建设项目环境保护管理条例(3) 将乐福乐腐竹加工厂提供的处理场地情况资料；2.2. 设计规范(1) 污水综合排放标准GB897896(2) 给水排水工程结构设计规范GBJ6984(3) 混凝土结构设计规范GBJ1089(4) 水工混凝土结构设计规范SDJ2078(5) 工业与民用供配电系统设计规范GB5005292(6) 低压配电装置及线路设计规范GB5005492(7) 城市区域环境噪声标准GB309693(8) 环境空气质量标准GB309596(9) 建筑工程设计文件编制深度规定DBJ0
6、864972.3. 设计范围(1) 废水治理站的总体设计、施工和安装；包括工艺、土建、电气、仪表及自动控制设计等各工种。(2) 废水治理工艺的设计:调查研究水量、水质变化情况，结合污水本身所特有的情况，选择技术成熟、经济合理、运行灵活、管理方便、处理效果稳定的设计方案。2.4. 设计原则(1) 本设计方案严格执行有关环境保护的各项规定，污水经处理后必须确保各项出水水质指标均达到国家污水综合排放一级标准。(2) 采用简单、成熟、稳定、实用、经济合理的处理工艺，保证处理效果，并节省投资和运行管理费用。(3) 设备选型兼顾通用性和先进性，运行稳定可靠、效率高、管理方便、维修维护工作量少、价格适中。(
7、4) 系统运行灵活、管理方便、维修简单，尽量考虑操作自动化，减少操作劳动强度。(5) 设计新颖美观，布局合理。(6) 尽量采取措施，减小对周围环境的影响，合理控制噪声、气味，妥善处理与处置固体废弃物，避免二次污染。(7) 工程建设完成后，力争达到社会效益、经济效益、环境效益的最佳统一。3. 污水处理工艺设计3.1. 水量与水质特性分析该厂废水主要为洗豆、冲洗设备、冲洗地板等过程产生，排水量不稳定，水质差异也大。该厂废水的特点为： 水量波动大，水质也不稳定； 在设计中应考虑氮和磷处理； 生活污水BOD5/CODcr0.5，易于生化。3.2. 工艺选择基本思路根据上述分析，我公司考虑污水处理工艺的
8、选择必须依照如下思路：(1) 建立调节池，以便调节水质、水量；(2) 生产废水进入生化处理系统，采用厌氧好氧的生化处理系统，生化处理后污水可达标排放；(3) 工艺流程简捷、工程造价低、运行经济、便于管理。3.3. 污水处理工艺的选择(4) 调节池如前所述，该厂废水的水质水量具有周期性变化的特点，因此，在确定的处理工艺流程中必须考虑设置调节池，以调匀水量和水质。(5) 生化处理工艺 厌氧处理工艺好氧生物法主要通过好氧微生物的作用，氧化分解污水中的污染物质(特别是溶解性有机物)。但由于污水中含有一定量的难以被微生物去除的不溶性有机物(如油脂)，大分子有机污染物(如蛋白质)和长链有机污染物(如纤维)
9、，因此，必须在进行好氧处理之前，选择厌氧处理作为好氧处理的预处理工艺。同时，由于污水中氨氮的浓度较高，单纯的好氧处理无法达到除磷脱氮的功效，因此单纯采用好氧处理出水的长期排放将使受纳水体富营养化，采用厌氧好氧的工艺具有一定的脱氮效果。在厌氧酸化水解池中，进行厌氧微生物水解反应、酸化反应等，逐步将不溶性有机物消解成溶解性有机物，并把长链有机污染物和大分子有机污染物消解成短链有机物，如乙酸、丙酸等；而在反硝化细菌的作用下，将硝态氮转化为氮气，同时，反硝化也会去除部分COD。综上所述，我公司选择厌氧工艺作为污水前处理的理由是： 部分的COD在厌氧反应装置内去除，并提高污水的生化性，降低后续好氧处理的
10、负荷，提高好氧处理效率。 厌氧反应装置的污泥浓度较高，活性强，可在常温下处理，且COD负荷高。因此，处理相同水量水质的污水，厌氧反应器的容积比好氧反应器小得多，从而可节省占地面积和降低基建投资,且运行能耗低。 污泥产量小，性能稳定。 可降低整个工艺的污泥处理费用。以水解酸化为最终目的的厌氧工艺选择构造较为简单的厌氧滤池，这样，既降低了工程投资与运行费用，且运行管理也较为方便。 好氧处理工艺水解酸化后的污水进入好氧处理工艺，利用好氧微生物继续氧化分解污水中的有机污染物。好氧生物处理从机理上又分为好氧生物膜法和好氧活性污泥法两大类。我公司所采用的生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物膜法之间的生
11、物处理工艺，其主要特点如下： 生物接触氧化池内单位容积的生物固体量都高于活性污泥法曝气池及生物滤池，因此，生物接触氧化法具有较高的容积负荷，最高可达2.0kgBOD5/(m3d)，而一般的活性污泥法容积负荷最高约1.0kgBOD5/(m3d)； 生物接触氧化法不需要设置污泥回流系统，也不存在污泥膨胀问题，运行管理简便； 生物接触氧化法由于兼有活性污泥法和生物膜法的特点，因此，单位体积内的污泥浓度可达10 g/L，如此高的微生物量，使得该工艺具有一定的抗冲击负荷能力； 污泥产量较少。(6) 二沉池为了去除好氧生物处理出水中悬浮物质和加药絮凝后沉析出的磷酸盐，主要是随出水流出的活性污泥和脱落的生物
12、膜，设计采用斜管沉淀池作为污水的末端处理设施。其主要特点如下： 沉淀效率高； 占地面积小。斜管二沉池的污泥可定期用潜污泵抽回水解酸化池进行消解处理，这样，既减少整个流程的污泥产量，又提高水解酸化池的降解能力，促进水解酸化池内生物共代谢作用和厌氧还原作用。3.4. 处理工艺流程及特点(1) 工艺流程根据以上分析，确定本工程的工艺流程如下：图3-1将乐福乐腐竹加工厂废水治理工艺流程图(2) 工艺特点本方案拟采用“A/O接触氧化技术”处理生活污水。“A/O接触氧化技术”具有以下特点： 污水处理效果好，出水清澈，水质稳定可靠，优于国家一级排放标准； 具有良好的去除氨氮作用和一定的脱氮除磷作用； 泥龄长
13、，因此基本不存在剩余污泥处置问题； 占用空间体积小，节省土建费用； 操作管理较方便； 低动力能消耗，低运行成本费用。(3) 主要技术参数 设施日处理总量为：80 m3/d。 占地面积小于60m2。3.5. 主要处理构筑物说明(1) 格栅井在格栅井中放置一个人工格栅，尺寸为：1.2m1.0m。(2) 调节池调节时间取18小时，调节容积需60m3。设计超高为0.3米，最低水位为0.2米，则净尺寸为4.0m3.0m5.5m。采用跌水堰进水，出水采用潜污泵提升至厌氧滤池。 一级提升泵其作用是将生活污水一次提升后，利用位差流入后续构筑物，以节省能耗。提升泵采用潜水泵的形式，可以不设泵房，减少土建费用及管
14、理工作。所选水泵采用先进的抗堵塞专有技术，不易堵塞。水泵安装自藕导轨装置，安装及检修极为方便。在池内设置自动控制液位计，控制池内最高和最低水位。两台一级提升泵为50WQ10-10-0.75型，一用一备。单台Q=10 m3/h，H=10 m，N=0.75kW，转速=1450r/min。(3) 厌氧滤池采用厌氧滤池对生活污水进行预处理，不但可以大大提高污水原水的生化性，提高好氧工艺的去除效率，更为重要的是，它还能有效地去除污水中部分有机物，降低后续好氧处理工艺的负荷。新建厌氧滤池一座，其净尺寸为4.0m5.0m5.5m。池内设置新型弹性填料80m3。进水采用穿孔管，以便均匀布水；出水通过跌水堰进入
15、接触氧化池。(4) 接触氧化池厌氧预处理的出水指标是不可能达到一级排放标准的，为了使出水达标，必须采用后续好氧处理工艺。我公司采用接触氧化法作为污水的后续处理工艺。新建接触氧化池一座，其净尺寸为4.0m5.0m5.5m。池内设置新型弹性填料80m3。进水采用穿孔管；最后出水采用跌水堰出水，进入斜管沉淀池。 曝气系统在好氧处理系统中，曝气器是至关重要的一个设备，担负着供氧、搅拌、冲刷生物膜等多种功能，曝气装置性能的优劣直接影响到污水处理的效率及经济效益。我公司拟采用射流曝气机，该曝气设备具备如下优点： 组装方便、安装人员水平要求低，体积小，包装运输方便。 该设备产生的气泡直径较小，这种气泡直径既
16、能保证很高的氧转移率，又能达到混合搅拌要求。 该设备的氧转移率达到了世界先进水平，一般至少可达到15%，这就可以减少鼓风机的容量，大大降低日常运行的能耗。池内设置QSB5.5型射流曝气机2台，1用1备，电机功率为5.5kW。(5) 斜管沉淀池为了去除好氧生物处理出水中悬浮物质，使出水悬浮物达标排放，设计采用斜管沉淀池作为污水的末端处理设施。新建斜管沉淀池一座，其净尺寸为4.0m1.5m5.5m，斜管长为1米，倾斜角为60，该池需斜管6 m3。进水采用穿孔花墙布水；出水采用三角堰溢流出水。排泥方式为污泥泵抽吸至厌氧滤池，每天排泥2次,每次30分钟。将剩余污泥回流至厌氧池，既减少整个流程的污泥产量
17、，又提高水解酸化池的降解能力，促进水解酸化池内生物共代谢作用和厌氧还原作用。采用25ZW8-22-1.5型自吸式排污泵1台 ，Q=8 m3/h，H=22 m，N=1.5kW，转速=2900r/min。(6) 标准排放口设置标准排放口，便于观测出水流量及取样分析。3.6. 处理效果预测污水处理工艺过程各阶段的去除效果见表3-1。污水处理工艺设计处理效果一览表 表3-1构筑物名称CODCrBOD5进水(mg/L)出水(mg/L)去除率(%)进水(mg/L)出水(mg/L)去除率(%)厌氧滤池2000100050100065035接触氧化池100070936501597.7出水水质优于国家污水综合排
18、放标准(GB8978-1996)中的一级排放标准。4. 主要处理构筑物和设备一览表4.1. 主要处理构筑物一览表主要处理构(建)筑物一览表 表4-1序号名 称设计参数数量单位备 注1隔栅井1.2m1.0m2.0m(砖混)1座2调 节 池4.0m3.0m5.5m(钢砼)1座3厌氧滤池4.0m5.0m5.5m(钢砼)1座4接触氧化池4.0m5.0m5.5m(钢砼)1座5斜管二沉池4.0m1.5m5.5m(钢砼)1座6标准排放口(砖混)1座4.2. 主要处理设备一览表主要处理设备一览表 表4-2序号设备名称规格型号数量单位性能参数备注1污水提升泵50WQ10-10-0.752台Q=10 m3/h，H
19、=10m，Nv=0.75kW1用1备2泥浆提升泵25ZW8-22-1.51台Q=8m3/h，H=22m,，Nv=1.5kW3射流曝气机QSB-5.52台Nv=5.5kW1用1备4填 料WST-80m3H=4.0m厌氧滤池用5填料架非标1套20 m2厌氧滤池用6填 料WST-80m3H=4.0m接触氧化池用7填料架非标1套20 m2接触氧化池用8斜管PXB-6m31.0m1.0m9隔 栅/1套1.2m1.0m10液位控制器ZGM-41套11电控柜非标1套12管配件/1套13电缆/1套14微生物菌种/5. 高程设计和总图设计5.1. 高程设计(1) 污水经过调节池潜污泵提升后，重力流经以后各处理构
20、筑物，并尽量减少提升高度，以节约能源。(2) 根据出水标高，从而依次确定各构筑物水位标高。5.2. 总图设计(1) 合理确定处理构筑物之间间距，考虑各管道施工维修方便。6. 结构设计6.1. 结构形式本着安全、经济、利于施工及结构合理的原则选择结构形式。本工程构筑物均采用钢筋混凝土结构。抗震设防烈度按七度考虑。钢筋砼根据其水位与地下潜水位间的最大水头，考虑其池壁厚度，确定其抗渗要求为S6。地下结构抗浮安全系数取1.05。6.2. 建筑材料选用钢筋混凝土结构采用C25砼，抗渗标号S6。所有构筑物垫层采用C10。钢筋：d10，I级钢；d12，II级钢。水泥采用325普通硅酸盐水泥，钢材采用Q235
21、A。7. 电气设计7.1. 用电负荷估算负荷估算见表7-1。从表中计算得，总装机功率14.0kW。废水治理站装机负荷算表 表7-1序号设备名称规格型号数量单位装机容量(kW)1污水提升泵50WQ10-10-0.752台1.52泥浆提升泵25WQ8-22-1.51台1.53射流曝气机QSB5.52台11.0合计147.2. 线路敷设室外线路均采用电缆直埋或沿电缆沟敷设。室内线路采用电缆沿电缆沟或桥架敷设以及导线穿钢管敷设。7.3. 防雷与接地(1) 防雷为防止直接雷损害电气设备，拟建筑物顶侧和水处理构筑物通道边装设避雷带，作为直接雷保护。防雷引下线采用404镀锌扁钢。(2) 接地本系统采用TN-
22、S制保护。利用门槽、处理池主钢筋等自然接地体，接地电阻小于4。中央控制室设专用接地线，接地电阻小于2。8. 防腐、防渗设计8.1. 防腐本污水处理工程中，部分物品和材料处于腐蚀性环境，需进行防腐考虑，以减少水中污染物和腐蚀性气体对构筑物、设备和设施等的腐蚀，确保设备和设施的运行安全。(1) 防腐对象水泵、射流曝气机等设备；输水管、输气管等生产性设备和设施。(2) 防腐措施 防腐原则在价格合理的情况下，根据所应用的条件，关键部件和材料的材质选用耐腐蚀和抗腐蚀的材质。针对使用条件，选用合适的防腐涂料和防腐方法。 抗腐蚀材质的选用水泵、射流曝气机等设备的轴心部件，均为抗腐蚀金属。水管、污泥管等工艺管
23、道主要采用镀锌钢管或经过防腐处理的钢管。水下部分管道采用耐腐蚀的PVC管。 管材防腐小口径管道(管径DN100mm)均采用镀锌钢管及镀锌配件。大口径管道(管径DN100mm)采用钢管及钢制配件，外壁涂三道、内壁涂二道环氧煤沥青。所采用的阀门外涂一道环氧树脂漆以加强防腐。8.2. 防渗措施本污水处理主体构筑均为钢筋混凝土结构，为避免地下水渗入或池内水渗出，构筑物结构采用抗渗设计，并在池体内壁用20mm厚1：2水泥砂浆粉刷，池外壁涂851防水涂料。9. 工程估算9.1. 编制依据(1) 处理构筑物使用全国统一市政工程预算定额福建省单位估价表及相关费率标准。(2) 福建省市政工程费用定额及有关资料。
24、(3) 福建省工程造价信息。(4) 设备价格采用厂家咨询价格及参考近期相应工程设备价计算。9.2. 工程费用表及估算书(1) 土建费用(万元)编号建筑物名称规 格费用(万元)1隔栅井1.2m1.0m2.0m(砖混)0.302调 节 池4.0m3.0m5.5m(钢砼)2.973厌氧滤池4.0m5.0m5.5m(钢砼)4.954接触氧化池4.0m5.0m5.5m(钢砼)4.955斜管二沉池4.0m1.5m5.5m(钢砼)1.506标准排放口(砖混)0.25合计14.92(2) 设备费用(万元)序号设备名称规格型号数量单位费用(万元)备注1污水提升泵50WQ10-10-0.752台0.601用1备2
25、泥浆提升泵25ZW8-22-1.51台0.353射流曝气机QSB-5.52台1.501用1备4填 料WST-80m30.96厌氧滤池用5填料架非标1套0.80厌氧滤池用6填 料WST-80m30.96接触氧化池用7填料架非标1套0.80接触氧化池用8斜管PXB-6m30.309隔 栅/1套0.3510液位控制器ZGM-41套0.1011电控柜非标1套0.4012管配件/1套1.5013电缆/1套0.5014微生物菌种/1.00合计10.12(3) 其它费用(万元) 运输安装费：2.0万元 管理费：1.0万元 调试试验费：3.5万元 设计费：2.5万元 小计：9.0万元(4) 工程总投资税率取5
26、%，则工程总投资为：(1)+(2)+(3)95% 35.83(万元)其中，税费为1.79万元。10. 运行成本及效益分析10.1. 运行成本本项目建成投产后主要的运行费用为电费。用电负荷计算如表10-1所示，用电负荷计算表表10-1序号设备名称规格型号功率数量利用率用电负荷(kW)1污水提升泵50WQ10-10-0.750.75kW250%=0.752泥浆提升泵25WQ8-22-1.51.5kW14.2%=0.0633射流曝气机QSB5.55.5kW250%=5.50合计6.313用电负荷为6.313kW；电费按0.50元/度计。废水治理站建成投产后的单位运行成本：6.313kW24h0.50
27、元/kWh80m3=0.947元/ m3。10.2. 效益分析本工程为环境保护项目，以减轻污染为主要目的，其效益主要体现在社会效益和环境效益。(1) 环境效益废水治理站的建设，可以有效解决该厂生产废水排放不能达标问题，提高当地的环境质量。废水治理站投入使用后，可将外排水中的污染物大大削减，在工程运行期间的CODCr 削减量为56.35吨/年，BOD5削减量为28.76吨/年。(2) 社会效益将乐福乐腐竹厂废水治理站的建立和运行，使得该厂的生产废水达标排放，大大减少外排污染物可能造成的潜在环境危险，有利于提高当地水流域地表水环境质量，也有利于保障周围居民的身心健康，对改善周围居民的工作、生活环境都会产生明显的效益。
