10万吨年燃料乙醇项目立项污水处理工程初步方案本科学位论文.doc 41页

'中国石化东乡10万吨/年燃料乙醇项目污水处理工程初步方案中冶华天工程技术有限公司中国马鞍山二零一四年十一月 1概况1.1前言该酒精废水项目东乡10万吨/年燃料乙醇项目污水处理工程，日平均排废水量约3500m3/d（146m3/h），最大按120%产能设计，最大排水量4200m3/d，考虑到建设投资，这次污水处理能力设计按4000m3/d；为坚决贯彻国家和政府对排放污水达标的要求，该公司领导认真执行环境保护法，决定对其排放的污水进行彻底治理，达标排放。以实现环境效益、经济效益和社会效益的统一。我公司工程技术人员根据业主提供的资料及我们完成的相似废水处理工程经验，对本污水处理工程做出如下初步方案设计。1.2设计依据（1）《环境工程手册》（水污染防治卷）；（2）《三废处理工程技术手册》（废水卷）（3）《给水排水设计手册》；（4）已有的木薯酒精废水治理项目经验；（5）已进行的相关实验成果。（6）本项目环评、可行性研究报告。（7）业主方确认的设计水质、水量及其他相关资料。1.3相关规范、标准1.3.1《污水综合排放标准》（GB8978-1996）；1.3.2《室外排水设计规范》（GB50014-2006）；1.3.3《给水排水工程结构设计规范》（GB50069—2002）；1.3.4《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）；1.3.5《工业企业设计卫生标准》（GBZ1-2002）； 1.3.6《城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准》（CJJ31-89）；1.3.7《供配电系统设计规范》（GB50052-95）；1.3.8《通用用电设备配电设计规范》（GB50055-93）；1.3.9《电力工程电缆设计规范》（GB50217-94）；1.3.10《工业企业设计卫生标准》（GBZ1-2002）；1.3.11《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》（GB50058-92）；1.3.12《工业企业厂界噪声标准》（GB12348-90）；1.3.13《发酵酒精和白酒工业污染物排放标准规范》（GB27631-2011）。1.4设计原则1.4.1满足环境保护的各项规定，污水经处理达标后排放；1.4.2选择工艺成熟可靠，且切实可行的方案；1.4.3占地面积小，且流程布局合理；1.4.4操作管理方便，运行费用低，处理系统运行稳定，有较长的使用寿命；1.4.5污泥产生量少；1.4.6在设计中充分考虑二次污染的防治，设备耐腐蚀，噪声达标，以免影响周围环境。1.5设计规模及进出水水质1.5.1废水性质：酒精废水（生产原料主要为木薯干片、鲜木薯）1.5.2设计水量：按4000m3/d（167m3/h）设计。1.5.3设计进水水质：根据类似项目设计经验，确认本工程的设计水质如表1。 表1设计水质一览表单位：mg/l(pH、温度除外)污染项目CODcrBOD5SSPH氨氮总氮水温综合废水6800040000400004～530040080度注：该废水水质为利用木薯或粉渣为原料时水质，未对醪液中固体物质进行分离。1.5.4出水水质根据《发酵酒精和白酒工业水污染排放标准》（GB27613-2011）中规定，自2012年1月1日起，新建企业执行下表的标准。表2新建企业水污染物排放标准单位：mg/l(pH除外)序号污染物项目限值（mg/L）污染物排放监控位置直接排放间接排放1pH值6-96-9企业总排放口2色度（稀释倍数）40803悬浮物（SS）501404五日生化需氧量（BOD5）30805化学需氧量（CODcr）1004006氨氮10307总氮20508总磷1.03.0根据当地环保部门以及环评报告的要求，本项目执行直接排放标准。 2工程方案设计2.1设计范围本工程的设计范围是：污水流入处理站界区始、至全处理工艺出水为止，其内部的各工艺单元的全部内容，其中包括工艺、土建、电气、设备等各专业内容。以下工程内容不属于本方案范围：（1）进入污水站的污水管道、自来水管、供电电缆、通讯电缆及处理后的排水管道。（2）污水处理站站区内的雨水管道不在本工程范围内，由厂区建设规划统一布置。（3）高压配电系统、变压器以及变压器至污水处理站配电房的配电线路不在工程范围内。（4）土建工程暂按无不良地基进行考虑（地基承载力按160Kpa考虑），若属不良地基，其处理费用（地基处理、降水措施、护散坡）另计。（5）污泥运输车及消防用具等的购置由厂区建设统一配套，不在方案设计范围内。2.2工艺方案比选酒精废水是属于高温高浓度的农产品加工有机废水，基本上说废水中的绝大部分有机物都是可采用生物法处理，普遍采用厌氧——好氧的处理方法，因此我们本次为贵公司设计的初步方案同样遵循此原则，采用国内及国际领先的具体工艺、技术为本工程的根本要求。木薯酒精废水治理常采两种治理思路，其一是清液发酵，以分离后的清液经厌氧、好氧处理；其二是全糟发酵，第一级进行全糟厌氧发酵后再分离SS，分离液到第二级厌氧等后处理。两种治理思路都能确保废水达到治理要求，增长环保投资效益，具体优缺点比较见下表： 表2-1全槽发酵与清液发酵优缺点比较单位：mg/l(pH除外)清液发酵全槽发酵优点1、工程投资大大降低了，占地减少了；2、流程简单，出水稳定；3、厌氧产沼量并没有大量减少，SS的热值较高，有助于燃烧回收能源，同时还可做部分饲料，解决了SS的问题；4、减少了泥砂对厌氧反应器及管道等的沉积、磨损；5、操作、管理比较简单。1、第一级厌氧的进水对SS处理要求较低；2、理论上厌氧产沼气量约高一点；3、固形物（木薯渣）的处理量要求约少点；4、运用的实例较多，经验也较丰富缺点1、预处理的要求较高；2、固形物的处理量约有增大；3、单体构筑物投资较大，但总投资减少了。1、工程投资较高，占地较多，构筑物较多；2、第一级厌氧容积负荷较低；3、泥砂等对管道等设备沉积、磨损，需定期检修。设备更新维护投入大；4、消化后的糟仍需要处理。5、好氧投资和运行费用大幅度提高全槽发酵和清液发酵，各自有优缺点，但考虑到全槽发酵一方面可以产生更多的沼气，回收更多的能源，从而降低酒精生产成本；另一方面解决了渣的出路问题，所以本方案采用全槽发酵处理工艺。2.2.1预处理工艺的选择考虑木薯酒精废醪液含砂量大、SS高的特点，预处理阶段主要去除废醪液中的泥砂及大块儿的木薯渣，减轻对换热器、卧式螺旋机、水泵等设备的磨损。预处理工艺主要以沉砂池为主要土建构筑物，在沉砂池内安装砂水、渣水分离器。 砂水分离器将沉砂池沉淀的泥沙排入集砂斗，集砂斗上设有滤液管，滤液排入集水池，用水泵直接打入一级厌氧调节池，集砂斗设有排砂口，排入集砂车，送去沉砂堆放厂堆放。渣水分离器将沉砂池沉淀的大块木薯渣排入集渣斗，斗上设有滤液管，滤液排入集水池，用泵打入一级厌氧调节池，集渣斗设有排渣口，排入集渣车，送去沉砂堆放厂堆放或送入螺旋挤压机挤压脱水后，送入热风炉干燥后，掺煤燃烧。沉砂池进水口、集砂斗和集渣斗都留有二沉池出水回流管，用于对沉砂和木薯渣的清洗，同时调节废醪液的粘度。2.2.2厌氧工艺的选择一种好的厌氧反应器若想获得高的处理效率、高负荷、高稳定性，必须具备如下两点：a)产气和进水的均匀分布以及内循环回流，使底部的污泥呈“流化”状态，进水（底物）和活性污泥（菌种）形成了很好的接触，增大了相互间的传质效果；b)多组三相分离器的保护，从而保证了反应器运行时有足够多的活性污泥，为反应器的稳定、高负荷运行提供安全保障。以下介绍两种目前常用的厌氧处理技术UASB处理工艺及IC处理工艺。（1）UASB处理工艺介绍升流式厌氧污泥床（UASB）反应器是荷兰学者Lettinga等人于20世纪70年代初开发的。由于这种反应器结构简单，不用填料，没有悬浮物堵塞等问题，因此一出现便立即引起了广大废水处理工作者的极大兴趣，并很快被广泛应用到工业废水和生活污水的处理中。UASB反应器在处理各种有机废水时，反应器内在条件合适时能形成厌氧颗粒污泥，而厌氧颗粒污泥不仅具有良好的沉降性能，而且有较高的比产甲烷活性。由于UASB反应器设有三相分离器，使得反应器内的污泥不易流失，所以反应器内能维持很高的生物量，平均浓度能达到80gSS/L左右。同时，反应器的STR很大，HRT很小，这使反应器有很高的容积负荷率和处理效率以及运行稳定性。UASB反应器的基本构造主要由污泥床、污泥悬浮层、沉淀区、三相分离器、及进水系统等部分组成。1)污泥床 位于UASB反应器的底部。污泥床内具有很高的污泥生物量，其污泥质量浓度（MLSS）一般为15～30g/L。污泥床的容积一般占整个UASB反应器反应区容积的30%左右，但它对UASB反应器的整体处理效率起着极为重要的作用，其对反应器中有机物的降解量一般可占到整个反应器全部降解量的70%～90%。污泥床对有机物如此有效的降解作用，使得在污泥床内产生大量的沼气，微小的沼气气泡经过不断的积累、合并而逐渐形成较大的气泡，并通过其上升的作用而使整个污泥床层得到良好的混合。2)污泥悬浮层位于污泥床的上部。它占据整个UASB反应器反应区容积的70%左右，其中的污泥浓度要低于污泥床，通常为10～20g/L，这一层污泥担负着整个UASB反应器有机物降解量的10%～30%。污泥悬浮层中絮凝性污泥的浓度呈自下而上逐渐减小的分布状态。污泥床和污泥悬浮层组成UASB的反应区，是UASB的核心组成部分，即是培养和富集厌氧微生物的区域，因而是有机污染物被降解去除的主场所。3)沉淀区位于UASB反应器的顶部，其作用是使由于水流的夹带作用而随之上升至出水区的固体颗粒（主要是污泥悬浮层中的絮凝性污泥）在沉淀区沉淀分离，并沿沉淀区底部的斜壁下滑经三相分离器而重新回到反应区内，并同时实现均匀集水。4)三相分离器由沉淀区、回流缝和气封组成，其功能是将沼气（气相）、污泥（固相）和处理水（液相）等三相进行分离。沼气进入集气罩，污泥在沉淀区下沉；并经回流缝沉降到反应区。经沉淀澄清后的废水作为处理水经排水系统排出反应器。5)布水系统位于UASB反应器的底部，其功能是将废水在UASB反应器的整个过水断面上均匀分布，以利于废水中有机污染均匀、充分地与反应区中的污泥混合接触，最大限度地发挥全部微生物的处理功能，防止反应器出现死区而降低其处理能力。6)水封箱其功能是根据UASB反应器的出水液位和集气室的布置方式，提供一定的水压，以保证一定的集气空间（高度），确保反应器正常的集气。UASB处理有机工业废水的优点：1)污泥床污泥浓度高，平均污泥浓度可达10～20gVSS/L；2)有机负荷高，中温（35～40℃）发酵时容积负荷可达6～8kgCOD/(m3·d)； 3)反应器内无混合搅拌设备，无填料，维护和管理较简单；4)系统较简单，不需另外设置沉淀池和污泥回流设施。5)UASB内的水流方向与产气上升方向相一致,一方面减少了堵塞的机率,另一方面则加强了对污泥床的搅拌混合作用而有利于微生物与进水基质间的混合接触及颗粒污泥的形成。UASB工艺的缺点：传质不理想，进一步提高有机负荷受到限制。众所周知，污泥与有机物的良好接触主要靠进水和产气的搅动。因此，强化传质过程最有效的方法是提高表面水力负荷和表面产气负荷。然而，高负荷所产生的剧烈搅动会使UASB中的污泥处于完全的膨胀状态，会导致厌氧污泥流失。为避免污泥流失，往往采取限制表面水力负荷和产气负荷，其直接措施是限制上升流速（一般工程应用的UASB上升流速都在0.5～1m/h，最大不超过2m/h），限制反应器高度。（2）IC处理工艺（沼气内循环厌氧反应器）介绍IC反应器是针对UASB反应器的诸多缺点而改进后形成的新型厌氧反应器。其特点如下：实现高负荷与污泥流失相分离。做法：中部三相分离器的设置。沼气内循环系统。气提所带来的循环量与沼气产量有关，也与循环管的管径和高度有关，一般1立方沼气在上升过程中会携带1-2方水。内循环的作用在于增大水力负荷，强化传质过程。下反应室是消化有机物的主要场所，产气负荷较大。所产沼气经集气罩收集后，沿着提升管（气提管）上升，同时将发酵液提升到气液分离器，分离出沼气后的发酵液借助于高水位的势能，沿着回流管返回到下反应室。这一循环过程可使下反应室的水力负荷比进水时的水力负荷增加0.5～20倍。在较大的水力负荷和产气负荷作用下，下反应室的污泥达到充分的流化状态，从而有着良好的传质过程，大大提高了厌氧消化速率和有机负荷。 上反应室功能是消化下反应室未完全消化的少量有机物，沼气产量不大。同时由于下反应室的沼气是沿着提升管（气提管）外逸，并未进入上反应室，故上反应室的产气负荷较低。此外，发酵液的循环是发生在下反应室，对上反应室的影响甚微。上反应室的水力负荷仅取决实际进水负荷。IC反应器具有以下特点：1）IC与第一、二代厌氧技术相比占地可减少1/2~1/3，池体容积可减少1/3~1/4，工程总投资也大幅度降低；2）有专门的分离包，使沼气收集率高；3）出水稳定，耐负荷冲击强；4）循环系统大大减少动力设备消耗及降低运行、维修费用；5）解决进水系统最易引发的结垢堵塞的问题。综合对比IC反应器与UASB反应器，在处理能力上，IC反应器的负荷是UASB反应器负荷的5-7倍，UASB反应器的容积负荷通常为3-5kgCOD/m3.d，而IC反应器的容积负荷可达到15-30kgCOD/m3.d，同时IC厌氧装置在布水系统上采用旋流布水，上下三相分离器采用差别式设计，大大提高了分离效果，确保了反应器高效稳定的运行，因此本方案厌氧工艺采用IC处理工艺，考虑到进水的COD较高，采用两级IC反应器强化对COD的去除，为后续的好氧处理减轻压力，同时尽可能的提高沼气的回收率。2.2.3好氧工艺的选择酒精废水属于高浓度有机废水，虽有两级厌氧处理，但出水还远远高于当地的排放标准。在酒精废水中常采用的好氧处理法有：接触氧化法、传统活性污泥法、氧化沟。（1）接触氧化工艺介绍接触氧化法是一种兼有活性污泥法和生物膜法特点的新的废水生化处理法。这种方法的主要设备是生物接触氧化滤池。在不透气的曝气池中装有焦炭、砾石、塑料蜂窝等填料，填料被水浸没，用鼓风机在填料底部曝气充氧，这种方式称为鼓风曝气；空气能自下而上，夹带待处理的废水，自由通过滤料部分到达地面，空气逸走后，废水则在滤料间格自上向下返回池底。活性污泥附在填料表面，不随水流动，因生物膜直接受到上升气流的强烈搅动，不断更新，从而提高了净化效果。接触氧化法具有以下优点：1）容积负荷高，耐冲击负荷能力强，处理时间短，节约占地面积； 2）生物活性高，有较高的微生物浓度；3）污泥产量低，不需污泥回流；4）出水水质好而且稳定；5）动力消耗低，节约能源及运行费；6）挂膜方便，可以间歇运行；7）不存在污泥膨胀问题。（2）氧化沟工艺介绍氧化沟又名氧化渠，因其构筑物呈封闭的环形沟渠而得名。它是活性污泥法的一种变型。因为污水和活性污泥在曝气渠道中不断循环流动，因此有人称其为“循环曝气池”、“无终端曝气池”。氧化沟的水力停留时间长，有机负荷低，其本质上属于延时曝气系统。氧化沟工艺具有以下优点：1）工艺流程简单，运行管理方便。2）剩余污泥量少，污泥性质稳定。3）耐冲击负荷。4）处理效果稳定，出水水质好。5）基建和运行费用低。（3）活性污泥法工艺介绍活性污泥法是以活性污泥为主体的废水生物处理的主要方法。活性污泥法是向废水中连续通入空气，经一定时间后因好氧性微生物繁殖而形成的污泥状絮凝物。其上栖息着以菌胶团为主的微生物群，具有很强的吸附与氧化有机物的能力。该法是在人工充氧条件下，对污水和各种微生物群体进行连续混合培养，形成活性污泥。利用活性污泥的生物凝聚、吸附和氧化作用，以分解去除污水中的有机污染物。然后使污泥与水分离，大部分污泥再回流到曝气池，多余部分则排出活性污泥系统。活性污泥具有以下优点：1）工艺成熟，处理效果稳定。2）废水处理程度灵活，可高可低。3）处理效果好，对COD和BOD的去除率≧90%。 4）可通过厌氧、缺氧、好氧的组合增强脱氮除磷效果。综合对比三种工艺，接触氧化法虽然容积负荷较氧化沟和传统活性污泥法高，但其增加了填料部分的投资，且生物膜只能自行脱落，剩余污泥不易排走，滞留在滤料之间易引起水质恶化，影响处理效果，同时滤料更换也比较的困难；而氧化沟工艺一般适合低负荷运行，酒精废水虽然经过两级厌氧处理后，进入好氧系统的COD仍然很高，采用氧化沟工艺占地面积大，且容易产生泡沫和污泥上浮。传统的活性污泥法工艺成熟，处理效果稳定，对COD和BOD的去除效果好，针对酒精厌氧发酵后废水的特点，本方案采用A/O工艺为好氧处理工艺，在A段，二级厌氧反应器的出水与好氧池回流的硝化液在缺氧的条件下进行反硝化脱氮；在O段，缺氧池出水在好氧的条件下进行硝化和有机物的去除，考虑到厌氧后废水的COD和氨氮比较高，所以本方案中O段采用三级好氧工艺，强化对有机物和氨氮的去除。2.2.4深度处理工艺的选择经过上述的预处理+两级厌氧处理+好氧处理已经可以完全满足《发酵酒精和白酒工业水污染排放标准》（GB27613-2011）中间接排放标准要求，但要想达到直接排放标准，必须对好氧出水进行深度处理，进一步降低废水中COD、SS等污染物。芬顿氧化工艺介绍芬顿试剂是以亚铁离子(Fe2+)为催化剂用过氧化氢(H2O2)进行化学氧化的废水处理方法。由亚铁离子与过氧化氢组成的体系，也称芬顿试剂，它能生成强氧化性的羟基自由基，在水溶液中与难降解有机物生成有机自由基使之结构破坏，最终氧化分解。芬顿反应一系列自由基反应。主要反应大致如下：Fe2++H2O2==Fe3++OH-+HO·Fe3++H2O2+OH-==Fe2++H2O+HO·Fe3++H2O2==Fe2++H++HO2HO2+H2O2==H2O+O2↑+HO·芬顿试剂通过以上反应，不断产生HO·（羟基自由基 ，电极电势2.80EV，仅次于F2），使得整个体系具有强氧化性，可以氧化氯苯、氯化苄、油脂等等难以被一般氧化剂（氯气，次氯酸钠，二氧化氯，臭氧，臭氧的电极电势只有2.23EV）氧化的物质。采用木薯干片、鲜木薯为原料产乙醇所产生的废水，经氧化+好氧处理后剩余的COD约在300-400mg/L，这部分COD主要是由木质纤维素组成，可生化性较差，要想进一步达到《发酵酒精和白酒工业水污染排放标准》（GB27613-2011）中直接排放标准需要对这部分COD进行强化处理，本方案采用芬顿氧化+混凝沉淀对好氧出水进行深度处理，使得最终出水能达到直排标准。2.3工艺流程简述2.3.1工艺流程图图2-1污水处理工艺流程图 图2-2污泥处理工艺流程图2.3.1工艺流程说明车间所排醪液至污水处理站前先经过细筛机滤去包装袋、木薯皮等杂物后，经折流沉砂槽沉淀沙粒，并进行降温后进入一级调配池内，废水经一级调配池的均质均量，由污水泵提升至一级IC反应器。污水经一级IC反应器处理后，经二次换热降温后，排入至二级调配池，再用泵提升至二级IC反应器中。二级IC反应器出水经二次沉淀池沉淀后，自流流入到反硝化池中，在缺氧微生物的作用下，将回流水中的硝化液所携带的硝态氮转化为氮气从系统去除掉，同时反硝化还具有分解有机物和产生碱度的作用。反硝化后的出水自流至一级好氧池中，一级好氧池为高负荷反应池，经一级好氧池反应后的废水，进入到二级好氧池中，二级好氧池出水进入三级好氧池后进入，经三级好氧处理去除剩余的大部分有机物，三级好氧池出水三次沉淀池进行沉淀，若采用《发酵酒精和白酒工业水污染排放标准》（GB27613-2011）中的间接排放标准三次沉淀池出水进入中间水池，并可排放至附近的市政管网中。但如果要达到《发酵酒精和白酒工业水污染排放标准》（GB27613-2011）直接排放标准，需要对中间水池出水的COD和SS进一步去除，通过中间水池内的提升泵，将废水提升至芬顿反应池中，进一步降低COD和氨氮的含量，然后通过混凝沉淀池，去除SS，斜管沉淀池出水进入接触消毒池，通过投加次氯酸钠，进一步降低色度，接触消毒池出水达到直接排放标准。系统所产生的剩余污泥分两部分收集处理，两级厌氧反应器产生的污泥排至1#污泥浓缩池，经污泥泵提升至板框压滤机进行脱水，沉淀池污泥排至2#污泥浓缩池，经污泥泵提升至带式浓缩一体机进行脱水，清液和滤带冲洗水返回到反硝化池中，处理后的污泥，通过运输车运输至附件填埋场填埋处理。 3污水处理厂工程设计3.1工程内容概述根据上述论证，确定本工程污水处理厂流程为：污水生化处理采用预处理＋厌氧+好氧＋深度处理工艺方案，污泥处理采用浓缩直接脱水方案，其主要工程内容为：污水预处理系统；污水两级厌氧处理；污水好氧处理污水深度处理；污泥处理；沼气利用系统；厂内附属建筑；供电系统、仪表、电气及控制系统；本方案中主要设计、设备都按照新建工程水量进行考虑。3.2主要构筑物及设备3.2.1、折流沉砂槽功能：沉淀醪液中的沙粒，并进行降温，使一级调配池保持合适的水温。构筑物类型：砖混数量：1座池体尺寸：L×B×H=20m×20m×0.8m（或根据来水路径进行多渠道明槽处理，具体根据醪液出口距离污水处理厂距离进行灵活设计）备注：折流沉砂的优点：操作简单易控，可不需对来水进行换热。主要设备：◇细筛机2套 材质：不锈钢规格：非标制作3.2.2、一级调配池功能：对污水水质水量进行调节，对来水PH、温度进行均衡，一级厌氧运行温度控制在60±5度构筑物结构：钢筋混凝土数量：1座池体尺寸L×B×H=20m×10m×5m(有效水深4.5m)停留时间：5.4h有效容积：900m3主要设备◇淀粉泵3台(2用1备)流量：150m3/h扬程：40m功率：45KW◇气搅拌系统功能：进行气搅拌，防止池底沉积泥沙等杂质材质：不锈钢数量：3套3.2.3一级IC反应器数量：8座池体尺寸：Ф16m×26m，单座容积：5225m3容积负荷：6.5kgCOD/（m3·d）水力停留时间：251小时（10.4天） 备注:由于单个IC的厌氧反应器面积大，采用分4格布水装置，确保布水点均匀，防止布水孔堵塞。由于进水的SS太高，厌氧污泥很多，但有部分为小颗粒的木薯渣，所以要大量排泥，其中在外排污泥里的木薯渣的同时，微生物也会大量外排，很难做成“高负荷”厌氧反应器。根据我们的工程经验以及国内外采用全糟发酵方式时，厌氧只可以控制容积负荷在６~８kgCOD/(m3.d)。在高浓度悬浮液的情况下，虽不能或很难形成颗粒污泥，但高效厌氧装置可以培养出沉淀性能很好和活性很高的污泥，这对于保证COD去除率是关键的。配套设备：◇电磁流量计8套规格：DN200◇温度在线检测装置8套3.2.4、初次沉淀池功能：一级厌氧出水中携带的污泥在沉淀池泥水分离，污泥进入污泥浓缩池，作为厌氧处理的污泥沉淀、污泥回流、储备系统，可以提高厌氧系统的抗冲击能力、保证厌氧污泥浓度。清液进入二级厌氧调配池。构筑物结构：钢筋混凝土数量：2座单池尺寸：Φ16m×5.4m表面负荷：0.4m3/(m2·h)配套设备◇钢制曲筛池（钢制，含曲筛）功能：通过曲筛拦截掉厌氧出水中所携带的木薯渣等杂物，建于初次沉淀池旁边数量：4座单座曲筛过滤面积：40平米斜筛池尺寸为L×B=12m×8m◇刮泥机数量：2台直径：Ф16m（深度与池深相配套） 驱动方式：中心驱动材质：水下部分不锈钢功率：2.2KW◇污泥泵数量：4台（2台用于排泥、2台用于排浮渣）单台流量：30m3/h扬程：15m功率：4KW水泵形式：卧式离心泵3.2.5、二级调配池功能：对初次沉淀池来水进行均衡，并将来水降温到中温厌氧范围（37～40℃）构筑物结构：钢筋混凝土数量：1座池体尺寸L×B×H=15m×10m×5m（有效水深4.5m）停留时间：4.0h有效容积：675m3配套设备◇潜污泵3台(2用1备)流量：150m3/h扬程：32m功率：37KW◇螺旋板换热器设备数量：4台单台换热面积：200平米采用可拆卸螺旋板换热器 3.2.6、二级IC反应器功能：对经一级IC反应器处理后废水进行厌氧精处理，考虑此级反应器负荷相对较低，在设计细节上不同于一级IC反应器设计，主要是对气提管、气液分离器进行了调整。构筑物结构：钢制数量：3座单座反应器尺寸：Ф16m×22m单座容积：4420m3容积负荷：3kgCOD/（m3·d）停留时间：80h(3.3d)罐体配套分水器、气液分离器、三相分离器等单座罐体连同罐内部及外部的附属件，总重量不低于95吨。配套设备◇电磁流量计数量：3台规格：DN200◇温度在线检测装置数量：3套3.2.7、配水井功能：均匀分配水量至二次沉淀池，防止二个系列存在配水不均匀现象。构筑物结构：钢筋混凝土数量：1座构筑物尺寸：L×B×H=4m×6m×6m3.2.8、二次沉淀池功能：对二级IC反应器出水进行沉淀分离构筑物结构：钢筋混凝土数量：2座 构筑物尺寸：Ф20m×5.4m表面负荷：0.26m3/(m2·h)主要设备：◇刮泥机数量：2台驱动方式：中心传动直径：Ф20m功率：2.2KW材质：水下部分不锈钢◇污泥泵数量：4台（2用2备）单台流量：30m3/h扬程：15m功率：4KW水泵形式：卧式离心泵3.2.9反硝化池功能：利用回流水中的硝态氮在缺氧环境下进行反硝化构筑物结构：钢筋混凝土数量：2座单座构筑物尺寸：L×B×H=30m×12m×5.4m(有效水深5.0m)单池有效容积:1800m3停留时间:21.6h（两座反硝化池合计停留时间）配套设备：◇水下推流器规格型号：Ф1500mm材质：碳钢机架，玻璃钢或聚氨脂叶轮数量：16套 配套：起吊装置备注：由于水下推流器为潜水设备，因此必须控制来水温度，不得使进反硝化池水温超过40度。3.2.10、一级好氧池功能：对二次沉淀池出水进行好氧处理构筑物结构：钢筋混凝土数量：2座单座构筑物尺寸L×B×H=24m×18m×5.4m(有效水深5.0m)停留时间：26h（2座一级好氧池的合计停留时间）配套设备：◇管式微孔曝气规格型号：Ф69mm×580mm材质：橡塑复合材料数量：2600套3.2.11、二级好氧池功能：对一级好氧池再进行好氧精处理，确保最终处理效果构筑物结构：钢筋混凝土数量：2座构筑物尺寸L×B×H=24m×18m×5.4m（有效水深5.0m）停留时间：26h配套设备：◇管式微孔曝气器规格型号：Φ69×580材质：橡塑复合材料数量：1640套3.2.12、三级好氧池功能：对三级好氧池出水进行好氧处理 构筑物结构：钢筋混凝土数量：2座单座构筑物尺寸L×B×H=24m×18m×5.4m(有效水深5.0m)停留时间：26h（2座三级好氧池的合计停留时间）配套设备：◇管式微孔曝气规格型号：Ф69mm×580mm材质：橡塑复合材料数量：2600套◇硝化液提升泵数量：3台（2用1备）流量：200m3/h扬程：8m功率：11KW3.2.13、鼓风机房功能：AO生化池风机和滤池风机集中安置在此车间内建筑物类型：框架结构数量：1座建筑物尺寸：L×B×H=30m×9m×6.5m配套设备：◇电动葫芦数量：1套规格：3吨◇罗茨鼓风机说明：一级好氧池、二级好氧池和三级好氧池共用罗茨鼓风机，数量：4台（3用1备） 风量：60m3/min升压：63.7KPa功率：110KW3.2.14、三次沉淀池构筑物结构：钢筋混凝土构筑物数量：2座构筑物尺寸：Ф24m×4.8m配套设备：◇全桥式刮泥机数量：2台直径：Ф24m（深度与池体相配套）驱动方式：周边驱动功率：2.2KW材质：水下部分不锈钢◇回流污泥泵数量：3台（2用1备）单台流量：150m3/h扬程：10m功率：11KW◇回流污泥控制电磁流量计数量：1台规格：DN350◇剩余污泥泵数量：3台（2用1备）单台流量：30m3/h扬程：15m 功率：4KW水泵形式：卧式离心泵3.2.14污泥贮池数量：3座构筑物结构：钢筋混凝土构筑物尺寸：L×B×H=10m×8m×6.5m有效容积：1440m3配套设备：◇螺杆泵数量：3台单台流量：15～30m3/h压力：0.3MPa功率：4KW带电磁调速功能3.2.15、脱水机房建筑物结构：框架建筑物数量：1座建筑物尺寸L×B×H=40m×12m×14.6m（双层结构，上层为板框压滤机、带式压滤机放置及工作场所，下层为污泥卸料车间及进料泵房、压缩机房）配套设备：◇带式污泥脱水机数量：3台滤带宽度：2m配套空气压缩机、加药螺杆泵、泥药混合器、冲洗水泵、电磁流量计、水平无轴螺旋输送机，倾斜装可移动无轴螺旋输送机等◇聚丙烯酰胺自动加药装置数量：1台 制备量：8kg干粉/小时◇板框压滤机功能：因厌氧污泥的压滤性能很好，而使用板框压滤机又需要投加脱水药剂聚丙烯酰胺（PAM），所以对厌氧污泥单独采用板框压滤机进行脱水。数量：3台规格：单台压滤机过滤面积300平方◇清洗机数量：1台（定期清洗滤布用）◇气动污泥斗数量：3台规格：5立方（单个气动泥斗容积）◇储气罐数量：1座规格：5m3◇渣浆泵功能：板框压滤机进料用数量：2台单台流量：45m3/h扬程：40m功率：30KW◇电动双轨道吊车数量：1台规格：5吨3.2.16、配电室、值班室、化验室、控制室建筑物结构：框架建筑物数量：1座 建筑物尺寸L×B×H=10m×9m×8m（双层结构，底层配电室，上层化验室、值班室、控制室）配套设备：◇低压配电柜数量：16台◇PLC柜数量：2台◇工控机数量：1套3.2.17、剩余污泥池功能：初次沉淀池和二次沉淀池污泥排放用数量：1座（分2格，分别用于初次沉淀池和二次沉淀池）结构：钢筋混凝土半地下式工艺尺寸：L×B×H=6m×3.5m×3m(每格的尺寸为3m×3.5m×3m)3.2.18、回流污泥池功能：三次沉淀池污泥回流用数量：1座（分2格）结构：钢筋混凝土半地下式构筑物尺寸：L×B×H=10m×6m×3.5m(每格的尺寸为5m×6m×3.5m)备注：该泵房与回流污泥池合建，结构处理上，地面以下部分为钢筋混凝土结构，地面以上为框架结构。同时该泵房还兼作三次沉淀池和四次沉淀池剩余污泥泵房用。配套设备：◇电动单轨吊车数量：1台规格：1吨3.2.20、剩余污泥池功能：三次沉淀池污泥排放用 数量：1座（分2格，用于三次沉淀池）结构：钢筋混凝土半地下式构筑物尺寸：L×B×H=10m×2.5m×3.5m(每格的尺寸为5m×2.5m×3.5m)3.2.21、中间水池功能：三次沉淀池出水临时储存，当出水执行间接排放标准时，中间水池内的水直接外排；当需要达到直接排放标准时，在中间水池内设提升泵，将废水提升至芬顿反应池中。数量：1座构筑物结构：钢筋混凝土构筑物尺寸：L×B×H=10m×8m×4.5m配套设备：◇潜污泵数量：3台流量：150m3/h扬程：12m功率：18.5KW配套：自动耦合装置3.2.22沼气利用工艺◇气柜按照二级厌氧COD去除率为95%考虑，新增系统每天可产生沼气10万方左右。新建200m3湿式气柜两座，碳钢防腐结构。气柜基础：Φ10*2.5m◇沼气净化系统新增沼气利用系统一套。3.2.23、芬顿反应池 功能：投加酸碱药剂，双氧水和硫酸亚铁，对难降解的COD、色度和总磷的去除数量：1座构筑物类型：钢筋混凝土结构（玻璃钢防腐）构筑物尺寸：L×B×H=8m×5m×6m配套设备：◇立式搅拌机数量：8台单台功率：1.1KW3.2.24、沉淀池功能：芬顿反应的泥水分离数量：2座直径：Ф20m×6.5m表面负荷：0.26m3/m2.h构筑物类型：钢筋混凝土结构3.2.25、混凝反应池功能：对芬顿出水的悬浮物和色度进行进一步处理。数量：1座构筑物类型：钢筋混凝土结构构筑物尺寸：L×B×H=12m×2.5m×5.5m配套设备：◇立式搅拌机数量：6台单台功率：1.1KW3.2.26、斜管沉淀池功能：沉淀悬浮物，去除多余的色度和COD数量：2座 构筑物类型：钢筋混凝土结构单座构筑物尺寸：L×B×H=14m×12m×6m表面负荷：0.5m3/m2.h备注：2座斜管沉淀池和混凝反应池合建配套设备：◇斜管数量：336m3规格：Φ40材质：聚丙烯◇中心刮泥机数量：2台直径：Ф12m（深度与池体相配套）驱动方式：周边驱动功率：2.2KW材质：水下部分不锈钢◇污泥泵数量：4台流量：30m3/h扬程：15m转速：1450转/分钟功率：4KW3.2.27、接触消毒池功能：投加强氧化剂，去除色度和部分COD数量：1座构筑物类型：钢筋混凝土构筑物尺寸：L×B×H=8m×6m×5m3.2.28、加药间 功能：芬顿反应药剂和絮凝药剂数量：1座构筑物类型：框架构筑物尺寸：12m×6.0m×5.5m加药池1座2格构筑物尺寸：6m×6.0m×4m构筑物类型：钢筋混凝土结构（玻璃钢防腐）其他设施说明：标准化排放口、在线监测、在线监控设备根据当地环保部门要求进行选型采购，待确定设备厂家后，根据设备厂家所提供资料进行配套设计。3.3各处理段处理效果预测主要污染物在各个装置内处理程度预测如下表3-1：表3-1污染物去除效果预测单位:mg/L 污染因子一级调配池一级厌氧罐二级厌氧罐好氧池系统芬顿斜管沉淀池CODcr进水6800060000100002000350150出水60000100002000350150100去除率11.7%83.3%80%82.5%57%33.3%BOD5进水4000035000700060010030出水35000700010001003020去除率12.5%80%85.7%83.3%70%33.3%SS进水40000200001200400100100出水20000120040010010050去除率50%94%66.7%75%—50%氨氮进水3003003003003010出水300300300103010去除率———96%—— 4配套专业设计4.1总图本污水处理站总占地面积约为24000m2（施工图设计期间可能会根据有关情况变化，略有调整）。4.2主体结构：本工程主要土建构筑物有一级调配池、一级IC反应器基础、初次沉淀池、二级调配池、二级IC反应器基础、二次沉淀池、反硝化池、一级好氧池、二级好氧池、三级好氧池、三次沉淀池、芬顿反应池、混凝反应池、斜管沉淀池、污泥贮池等采用钢筋混凝土现浇结构，值班室、配电室、鼓风机房及脱水机房等采用框架结构，整体建筑注重与整个厂区建筑风格的协调性。4.3电气、自控等工程4.3.1电源及负荷工程按三级负荷设计，单回路供电，动力与照明电源电压380/220V，采用三相四线制。4.3.2控制方式系统控制以自动控制结合手动控制，主要控制设备有水泵、鼓风机、带机等。主要有：◇调配池内液位控制◇调配池、芬顿反应池pH在线显示◇调配池内水温在线显示◇厌氧反应器温度在线显示◇进水流量在线显示 ◇回流污泥量在线显示4.3.3主要电气及仪表选用电气选用原则是立足国内，力求可靠、安全、经济，电气性能均要求达到国内领先水平。4.3.4电气保护低压配电母线采用空气断路器作短路、过流保护，馈线采用空气短路和热继电器作短路、过载和缺相保护，系统内所有配用电设备的金属外壳均做接地保护，所有埋地电缆金属外皮与金属管网接地极焊接连接。4.4给排水污水处理站在日常维护（工作人员用水）和生产检修（冲洗设备等）及溶药时需用自来水，由厂区引一根DN50自来水管至污水处理站。污水站消防、雨水排放设计由厂区总图设计统筹考虑、设计和施工。 5劳动卫生安全及防火设计5.1劳动卫生安全5.1.1主要危害分析本工程的主要危害因素可分为两类，其一为自然因素形成的危害和不利影响，包括地震、不良地质、暑热、暴雨等因素。其二为生产工程中产生的危害，包括有害尘毒、火灾爆炸事故、机械伤害、噪声震动、坠落及碰撞等各种因素。5.1.2安全卫生防范措施（1）抗震本工程区域的地震基本烈度为6度，因此本工程所有构筑物的设计按6度设防，按《建筑物抗震设计规范》的有关要求进行设计。（2）防洪待工程设计时根据业主提供的受纳水体情况统一考虑。（3）减震降噪在工艺设计中将污水泵、鼓风机等噪声设备尽量选用低噪声型号设备。强振设备与管道间采用柔性连接方式，防止产生噪声危害。在总图布置中，根据声源方向性、建筑物的屏蔽作用和绿化植物的吸纳作用等因素进行布置，减弱噪声岗位的危害作用。（4）安全防护制定必要的劳动保护、安全生产规章制度，所有的走道、平台均设置安全栏杆和防滑扶梯，室内外及露天操作场所设照明设施，以确保操作人员的安全。（5）电气防护所有用电设备金属外壳、穿线钢管均有可靠的接地网相连，并在电源进线处作重复接地处理。 5.2防火设计5.2.1建筑防火设计根据国家防火规范，对于污水处理站内不同建筑物设置不同的防火等级。除配电室为一级耐火等级外，其余建筑物均为二级耐火等级。鼓风机房，采取丁类防火标准。其它建筑物设计均按国家《建筑防火设计规范》进行设计。室外消防给水系统由业主统一考虑，本项目不另外考虑。5.2.2防火及消防措施本工程在正常情况下，一般不会发生火灾，只有在操作失误、违反规程、管理不当及非正常生产情况下或意外事故状态下，才可能导致火灾发生。为了防止火灾的发生或减少火灾发生造成的损失，根据“预防为主，防消结合”的方针，本工程在设计上采取了相应的措施。电气系统具备短路、过负荷、接地漏电等完备保护系统，防止电气火灾发生。 6主要构筑物及设备一览表6.1土建工程一览表土建工程构筑物一览表（见表6-1）：表6-1土建工程构筑物一览表序号构筑物名称设计尺寸结构数量总容积m3备注1折流沉砂槽20m×20m×0.8m砖混13202一级调配池20m×10m×5.0m钢砼110003一级IC反应器基础Ф20m钢砼84初次沉淀池Ф16m×5.4m钢砼221705二级调配池15m×10m×5.0m钢砼17506二级IC反应器基础Ф20m钢砼37配水井4m×6m×6m钢砼11448二次沉淀池Ф20m×5.4m钢砼233909反硝化池30m×12m×5.4m钢砼2388010一级好氧池24m×21m×5.4m钢砼2544311二级好氧池27m×24m×5.4m钢砼1350012三级好氧池24m×21m×5.4m钢砼2544313三次沉淀池Ф24m×4.8m钢砼2434014污泥贮池10m×8m×6.5m钢砼3156015污泥脱水机房40m×12m×14.6m框架1双层结构 16配电间、值班室、化验室、控制室10m×9.0m×8.0m框架1双层结构序号构筑物名称设计尺寸结构数量总容积m3备注17鼓风机房30m×9.0m×6.5m框架18剩余污泥池6m×3.5m×3m钢砼16319回流污泥池10m×6m×3.5m钢砼121020回流污泥泵房10m×6m×8m混合结构1地面以下为钢砼结构，地面以上为框架结构21中间水池10m×8m×4.5m钢砼136022芬顿反应池16m×2.5m×6m钢砼（玻璃钢防腐）124023沉淀池Ф20m×6.5m钢砼2408022混凝反应池12m×2.5m×5.5m钢砼116523斜管沉淀池14m×12m×6m钢砼2201624接触消毒池6m×3m×4m钢砼17225加药间12m×6.0m×5.5m框架126加药池6m×6m×4m钢砼1144玻璃钢防腐6.2主要设备一览表表6-2主要设备一览表序号所在构筑物设备名称型号规格数量备注1细筛机非标制作，筛网不锈钢2套 一级调配池及折流沉砂槽淀粉泵Q=150m3/h，H=40m，P=45KW3台气搅拌系统3套2一级IC反应器一级IC反应器Ф16m×26m8座钢制，罐体连同附属件重量不低于195吨电磁流量计DN2008台温度在线检测装置8套3初次沉淀池曲筛系统4套螺旋板换热器200平米4套可拆卸式换热泵Q=300m3/h，H=20m，P=37KW2台刮泥机Ф16m2台中心驱动污泥泵Q=30m3/h，H=15m，P=4KW4台4二级调配池淀粉泵Q=150m3/h，H=32m，P=37KW3台5二级IC反应器二级IC反应器Ф16m×22m3座钢制，罐体连同附属件重量不低于95吨电磁流量计DN2003台温度在线检测装置3套6二次沉淀池刮泥机Ф20m2台中心驱动污泥泵Q=30m3/h，H=15m，P=4KW4台7反硝化池水下推流器Φ1500mm16套8一级好氧池管式微孔曝气器Ф69×5802600套9二级好氧池管式微孔曝气器Ф69×5801640套10三级好氧池管式微孔曝气器Ф69×5802600套 11三次沉淀池刮泥机Ф24m2台全桥周边驱动回流污泥泵Q=150m3/h，H=10m，P=11KW3台电磁流量计DN3501台剩余污泥泵Q=30m3/h，H=15m，P=4KW3台12脱水机房带式污泥脱水机带宽2m3套螺杆泵Q=30m3/h，H=30m，P=4KW3台带电磁调速聚丙烯酰胺自动加药装置6kg/h1套板框压滤机300平方3台清洗机1台气动污泥斗5立方3台储气罐5立方1台渣浆泵Q=45m3/h，H=40m，P=30KW2台电动双轨道吊车5吨1台13中间水池潜污泵Q=250m3/h，H=12m，P=18.5KW3台14沼气回收装置沼气柜200m32台沼气净化系统1套14芬顿反应池立式搅拌机1.5KW6台在线PH计2台15混凝反应池立式搅拌机1.5KW6台16斜管沉淀池斜管Φ50336m3中心刮泥机Ф12m2台污泥泵Q=30m3/h，H=15m，P=4KW2台 17值班室、配电室、控制室、化验室配电柜32套PLC柜2台工控机1台化验室1整套18鼓风机房电动葫芦3吨1台罗茨鼓风机Q=60m3/min，63.7KPa，P=110KW4台19回流污泥泵房电动单轨吊车1吨1台20缓冲水池潜污泵Q=80m3/h，H=8m，P=4KW2台21加药间玻璃钢罐15立方2台液体PAC双氧水罐10立方2台双氧水PE罐10立方2台次氯酸钠玻璃钢罐10立方2液碱玻璃钢罐10立方2稀硫酸自动PAM加药罐6kg/h1PAM螺杆泵Q=20m3/h，H=20m，P=3KW3耐腐蚀砂浆泵Q=40m3/h，H=15m，P=3KW8溶药搅拌器直径2米2硫酸亚铁22除臭设备用于脱水机房23噪声隔音鼓风机房24双膜储气囊22其他电缆1套静压式液位计8套在线溶解氧仪4套 7沼气产量估算厌氧按照95%的COD去除率计算，则每天厌氧可以去除COD：60000×4000×0.95/1000=228000kgCOD，厌氧沼气产率约为0.45m3/kgCOD去除，可日产气约10万m3左右，考虑到水量的波动及沼气收集、利用的完全率，估计每天能利用的沼气量平均在9万方以上。其热值与标准煤的热值相当，可以用于锅炉助燃。由此，一天可节省90吨煤，煤价按800元/吨计算，每天可收益7.2万元，折合吨水回收费用为18元/吨水，如果全部利用，其产生的效益可抵消全部直接运行费用，并应有节余，具体待确定沼气方案后详细计算。'