江苏金鼎自动化仪表有限公司 ：姚佳明
*章废水扩容系统设计依据和设计原则
1.0概述
根据电子有限公司的要求，由于该公司生产规模的扩大，生产产品种类的增多，废水的水量增大，水质的变化也很大，现有的一套废水处理设备已不能满足当前生产的需要，须对现有的废水处理系统进行改造和扩容，特委托宜兴市新谊环保设备有限公司针对某电子的生产实际情况，进行废水处理系统的扩容改造方案设计。
1.1设计依据
1.1.1.国家现行的建设项目环境保护设计规定。
1.1.2.电子（苏州）有限公司提供的废水及生产工艺相关资料。
1.1.3.本公司酸洗类废水治理的工程经验和技术。
1.1.4.本公司有机类废水处理的工程经验和技术。
1.1.5.设计技术规范与标准
本污水处理项目的设计，施工与安装严格执行国家的专业技术规范与标准，其主要规范与标准如下：
（1）《室外排水设计规范》（TJ14—87）
（2）《室外给水设计规范》（TJ13—86）
（3）《给水排水工程结构设计规范》（GBJ69—84）
（4）《建筑给水排水设计规范》（GBJ15—88）
（5）《地下工程防水技术规范》（GBJ108—87）
（6）《给水排水构筑物施工及验收规范》（GBJ141—90）
（7）《钢筋混凝土工程施工及验收规范》（GBJ204—83）
（8）《电气装置施工及验收规范》（GBJ232—82）
（9）《建筑安装工程质量检验评定标准》（TJ307—74）
（10）《机械设备安装工程施工及验收规范》（TJ231—75）
（11）《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》（GBJ236—82）
1.2设计原则
本次废水扩容系统设计在坚持“投资省、占地少、操作简便、运行费用低”，尽zui大可能利用原有废水处理设施和设备的原则基础上，重点针对现有生产的水质变化大，金属离子含量高等特点，首先确保设计处理工艺耐冲击负荷，效果可靠、稳定，其次尽量简化处理流程，投加药计量准确，方便操作管理。
第二章设计水质参数的确定
2.1.1．废水种类：
该公司的生产废水主要来自于酸洗废水和酸洗清洗废水，清洗时采用混酸（HF、H2SO4、HNO3、冰醋酸、H3PO4），所以废水中富含Cu2+、F-、PO42-等有害重金属离子、非金属离子和由乙酸造成的有机物污染。
2.2处理前水质参数的确定
根据我们的了解，产生的废水水量、水质具体见表2—1。
表2—1处理前废水水质
污染指标
废水种类水量
（T/D）PHCODcr
（ppm）金属离子浓度（ppm）F-
（ppm）TP
（ppm）
Cu2+
酸洗清洗废水
改造扩容前3603-4800150200160
改造扩容后7503-4600150200160
生活废水507-83503
扩容后废水总量为800T/D，其中生活废水50T/D，生产排水750T/D。
其主要污染物为生产废水中危害很大的重金属离子和非金属离子，磷酸根离子以及由乙酸而造成的COD。而大量的生活废水其COD、N、P等污染项目也超标，都需要经过处理才能达标排放。
2.3处理后水质参数的确定
本次废水扩容设计处理后水质是生产废水和生活污水经处理后的综合水质，根据当地环保部门要求，该公司废水处理总排放出水执行中华人民共和国国家标准—《污水综合排放标准》（GB8978—1996）中:
表1：*类污染物zui高允许排放浓度；
表4：第二类污染物zui高允许排放浓度一级排放标准要求。
确定设计处理后水质参数具体见表2—2
表2—2处理后排放废水水质
主要废水指标CODcrPH总铜总P总氟
预期处理后浓度（mg/l）<1006.5-7.5<0.5<1.0<10
排放标准浓度（mg/l）1006-90.51.010
主要废水指标氨态氮
预期处理后浓度（mg/l）<15
排放标准浓度（mg/l）15
第三章设计范围、设计规模
3.1设计范围
本设计范围按照建设单位委托，包括电子（苏州）有限公司厂区综合废水处理站扩容的处理流程工艺、土建工艺、配电，非标设备的设计、设备制造。
3.2设计规模
根据厂方要求，在不改变现有废水处理厂土建占地面积的前提下，尽zui大可能地进行扩容设计，拟定厂方总排水量为800m3/d，具体为生活废水以50T/D设计，酸洗混酸清洗废水750T/D。折算小时处理量为33.3m3/hr，本设计按34m3/hr。即zui大处理水量为816T/D。
第四章污水处理工艺流程的确定
4.1拟定工艺流程说明
酸洗混酸清洗废水首先进入调节池，进行水质水量的调节后，用泵提升至内电解塔，经过铁屑置换后，降低一部分铜离子和酸度，并溶入大量的二价铁离子作为一种良好的混凝剂进入后续处理设施。然后废水进入反应槽，加入石灰乳进行反应，以去除大部分的铜离子、氟离子和磷酸根离子，然后废水进入混凝槽，加入硫酸铝进行混凝反应，使废水中的悬浮物形成絮体以利进行泥水分离，然后废水进入絮凝槽，加入PAM进行絮凝反应，使废水中的絮体继续增大，增强泥水的分离速度。含有大量大颗粒絮体的废水进入沉淀槽进行泥水分离，分离出来的污泥被排入污泥浓缩池，进行脱水处理，上清液进入中间水槽，由泵提升到二沉池进行进一步的沉淀，出水进入NO。2中间池，由水解泵提升至水解酸化池，进行厌氧水解，利用水解和产酸作用，将污水中难降解的大分子有机物转化为易分解的有机物，出水进入出水进入SBR池（序批式生物反应器）进行好氧生物处理，利用微生物有氧状态下的生物机理和特性，来降解废水的COD，该反应器同时具备了曝气和沉淀的作用，减少了二次沉淀池的设置，且产生的剩余污泥量很少。生化出水排放到厂内污水管道。
4.2改造扩容说明
利用原废水调节槽进行水质水量调节，由于原铁屑置换塔的设计余量很大，可利用原铁屑置换塔进行预处理，停留时间仍可达1小时左右，可满足废水预处理要求；但原水泵的流量已不能满足要求，需增加两台原水泵；同时增加一套混凝反应沉淀系统；并对原废水处理的混凝沉淀系统进行改造；原中间水泵的处理量也太小，不能满足水量的增加，需进行更换；原水解泵的处理水量太小，应更换；原水解槽的布水系统基本处理瘫痪，应进行改造；由于处理水量的增大，原SBR槽的曝气量已不能满足要求，应进行改造；由于某电子有限公司废水处理的水量发生变化，物化处理和生化处理的污泥量也随之增加，因此对于污泥的处理应增加一套污泥脱水机，以满足污泥脱水的需要；由于增加了一套水处理装置，电器控制系统应统一进行更换和改进；一部分的管路系统应进行改进和更换。
表4-1模拟生物处理工艺处理效率
指标
工段处理水量
（m3/d）进水COD
（ppm）出水COD
（ppm）去除率%
物化处理81680060025
酸化水解81660055010
SBR反应器81655010082
则SBR处理zui后出水为100mg/l，生化处理总去除率为84%。综合排放口CODCr低于100mg/l。
4.5拟定工艺流程特点
4.5.1.电子（苏州）有限公司生产中使用混酸带来大量的有机污染物，而公司产品多样化，数量又是不确定的数值，其镀种、镀件又不尽相同，这类混酸的用量会发生变化，因此不可避免的会造成废水的水质和水量的波动，完全有可能对处理系统产生比较大的冲击负荷，本公司设计采用酸化+SBR反应器的工艺具有抗冲击负荷的优点，进水COD浓度及水量既使有大变化也可保证出水水质稳定良好。
4.5.2.生物处理工艺中，厌氧水解酸化池的特殊构造，并添加子以利微生物附着的填料，保证了厌氧污泥的浓度和污泥龄。SBR具有调节池、曝气池、沉淀池的功能，兼有厌氧与好氧的特性，可直接排水，能承受较高负荷，也能适应水量、COD等波动大的污水，具有处理效果稳定的特点，同时对有机物有较高去除率，有较好污泥特性。
4.5.3.电子（苏州）有限公司由于是扩建，很难调节出供废水处理的使用面积，因此需要控制占地，采用此工艺基本只需要在原来的废水处理站进行改造，即可满足新增废水处理的要求。
4.5.5.传统生物处理管理水平要求高，由于人为因素造成系统不稳定的情况比较多。如果因管理不善，生物处理系统发生抑制或好氧微生物活性降低，如重新启动短则需约一个月的时间，长则需约3个半月时间。这样势必影响有机废水处理系统，造成出水不能达标；而本系统中既使酸化厌氧部分出现波动，而SBR池的好氧部分，由于菌种齐全，降解能力强，且全部为自动操作，可以基本不受人为或其它波动因素影响，保证出水水质稳定。
第五章系统设备和构筑物设计与选型
6.1.1#调节池（原有）：
功能：贮存车间排出的废水，进行水质、水量调节
尺寸：6000×12000×4000H
构造：RC钢筋混凝土结构，两池连通，池底标高-3.0m
池容：250m3
HRT=8小时
配置：废水原水泵2台（一用一备）——原有，
废水原水泵2台（一用一备）——新增
液位控制系统1套——原有
液位控制系统1套——新增
6.2.铁屑置换塔（原有）：
功能：利用铁屑在酸性中的置换作用，对废水进行预处理，降低废水的酸度，同时去除废水中的一部分铜离子。
尺寸：∮2000×3500H×3
构造：钢制
容积：32m3
HRT=1小时
配置：布水器两组共三套
6.3-1.混凝反应槽1（原有改造）：
功能：通过石灰乳、铁屑置换塔流入的二价铁离子和高分子絮凝剂共同的作用在高PH值的状态下去除金属离子、磷酸根离子和氟离子。
尺寸：2000×3000×2000H
构造：钢制，内衬FRP防腐
容积：12m3
处理能力：13m3/hr
HRT=45min
配置：混凝反应搅拌机2台，絮凝反应搅拌机1台，控制用PH仪1套，加药泵4台
6.3-2.混凝反应槽2（新增加）：
功能：通过石灰乳、铁屑置换塔流入的二价铁离子和高分子絮凝剂共同的作用在高PH值的状态下去除金属离子、磷酸根离子和氟离子。
尺寸：1500×4500×2000H
构造：钢制，内衬FRP防腐
容积：18m3
处理能力：21m3/hr
HRT=51min
配置：混凝反应搅拌机2台，絮凝反应搅拌机1台，控制用PH仪1套，加药泵4台
6.4-1.沉淀槽1（原有）：
功能：使混凝槽（原有改造）出水进行固液分离，澄清出水
尺寸：2500×6000×3200H
构造：钢制
处理能力：13m3/Hr
表面负荷：0.87m3/m2.h
配置：排泥电动阀3套
6.4-2.沉淀槽2（新增）：
功能：使混凝槽（新增）出水进行固液分离，澄清出水
尺寸：Φ5000×3200H
构造：钢制
处理能力：21m3/Hr
表面负荷：1.07m3/m2.h
配置：慢速刮泥机1套（0.25rpm），排泥电动阀1套
6.5.中间水槽：
功能：贮存沉淀槽出水，
尺寸：1500×3000×2800H
构造：碳钢制
有效容积：12.6m3
配置：液位控制系统1套
6.6.二沉槽（原有改造）：
功能：添加斜管填料使中间出水再次进行固液分离，澄清出水
尺寸：Φ3000×3200H
构造：钢制
处理能力：34m3/Hr
表面负荷：4.8m3/m2.h
6.7.清水池
功能：贮存处理水，以提升进入水解池
尺寸：6000×3000×3000H
构造：RC钢筋混凝土结构，池底标高-0.5m
池容：54m3
HRT=1.5小时
配置：潜水泵2台（新增加）（一用一备），液位控制系统1套
6.8.ABR厌氧水解池（原有）：
功能：利用微生物在厌氧状态下的生物活性和机理，进行废水处理，在池中布置了生物填料，以利厌氧物生物的附着，3组串联运行
尺寸：6000×4000×5500H
构造：RC
容积：150m3
停留时间：4小时
6.9.SBR生物反应槽（原有改造）：
功能：利用微生物在好氧状态下的生物活性和机理，进行废水处理，2组交替运行，运行周期为8
尺寸：5000×10000×5000H×2
构造：RC
容积：500m3
配置：由于原有射流曝气系统不能适应扩容后的废水处理，曝气改用沉水式曝气机8台，自动出水滗水器2套（新增），控制用电动阀2套（原有），污泥回流泵2台（原有），液位系统6套（新增）
6.10.污泥池（原有）：
功能：贮存沉淀槽排出的污泥
尺寸：3000×6000×3000H
构造：RC钢筋混凝土结构池下，池底标高-3.0m
池容：54m3
配置：潜水式污泥泵SUS304（一用一备），液位控制系统1套,曝气搅拌系统一套（新增）
6.11.污泥浓缩池（新增）：
功能：贮存沉淀槽排出的污泥进行浓缩，减小后续污泥处理的负荷
尺寸：Φ2500×3200H
构造：碳钢
池容：54m3
配置：气动隔膜污泥泵2台（一用一备），
6.12.板框压滤机（原有改造）,新增一台隔膜空气压榨式压滤机
功能：用于将污泥池的污泥进行固液处理,改造为隔膜式空气压榨压滤机,以减小污泥的含湿量,减小干污泥量.
型号：XMZ40/800UK
滤室容积：0.6m3
过滤面积：40m2
尺寸：5220×1252×1300H
配置：隔膜式压力表2套
6.13.总量监控流量计（原有）
功能：对全厂废水排放量进行瞬时及累计监测记录
构造：电磁
测试范围：10—150m3/hr
6.14.投加药剂系统
功能：水处理药剂溶解和投加
溶药槽：5m3PE桶槽，3个（石灰乳溶解槽、硫酸铝溶解槽、PAM溶解槽）
配有溶药搅拌机5套，加药泵6套。
第七章配电及仪表
7.1.配电
本系统需要某电子（苏州）有限公司提供电源，厂方负责系统电源的一次进线，系统总装机容量约120KW。
7.2.仪表
本系统除通过设备的电流指示仪表以外，还配有PH控制显示仪和压力表，总量控制的瞬时及累积流量显示仪。
第九章环境保护与安全
9．1．环境保护
9.1.1.气味
污水处理厂内由于有敞开工作的池、槽，因此污水的气味发散是无法避免的。国内目前的经济条件与技术标准，还不可能也没必要对厂内的气味密闭收集进行统一处理。现行的常规做法是采取设置防护绿化带隔离的办法解决。对这一问题在污水厂区总平面布置中已考虑了防护措施。尽量将敞口池封闭，并在满足工艺要求情况下将敞口池放在厂区下风向，同时建议首先种植绿化带隔开，以减少气味的影响，其次是将散发气味值较高的池子用建筑物屏蔽起来。基本上减少气味对周围外部环境的影响。
9.1.2.噪音
本工程主要噪声源为鼓风机，设备本身附近出口处设有*和减振垫，且厂内绿化也能进一步吸音，故本工程不会造成厂界噪声超标。
9.1.3.固体废弃物
本工程产固体废弃物主要有沉淀池物化污泥、SBR池与酸化池的污泥等，对此在运行管理中应按要求堆放，外运时采用半封闭的车辆，运送到区域处置。
9.1.4.事故排放
污水系统一旦发生停电或重大故障时均需进行事故排放，事故排放主要是通过厂外进水干管上设置的溢流口来实现的。这种短时污染是无法从根本上避免的，但要减少其发生机会，则主要是通过设计中提高处理系统的保证率和加强运行维护管理两个方面解决。为此在设计中对池数设置、管道衔接、切换电源回路及设备备用方面采取了必要的措施，并设有自动保护装置，使事故发生的机率尽可能降低。
9.2、安全
9.2.1.各生产构筑物上根所操作维护条件设置操作平台与通道并在操作平台和通道上设安全防护栏扶手。
9.2.2.各类用电均按要求作好接零接地保护。
9.2.3.电气设备的布置留有足够的安全操作距离。
9.2.4.各危险设施设有危险标志。
第十章运行费估算
运行费主要包括以下几个指标：电费，药剂费及人工管理费。
10.1电费
本系统的总装机容量约120KW，实际运转功率为60KW，扣去功率因数，可以得出每日用电量为1152度，则处理费用为：1152度×0.6元/度/816m3=0.84元/T水。
10.2药剂费
各种药剂使用量及费用:
铁屑的投加量为400Kg/年，合0.01元/T废水
氢氧化钙的投加量约为400Kg/天，合0.13元/T废水
硫酸铝的投加量约为200Kg/天，合0.15元/T废水
高分子PAM每日投加量为2Kg/天，合0.07元/T废水
合计0.36元/T废水
10.3人工管理费0.07元/T废水
综合上述三项费用统计,整个废水处理系统总运行费用合计为:
1.27元/T废水。
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