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六、工业废水、市政污水处理及回用系统解决方案

 

 
一、方案概况
     1.1  随着环保要求的不断提高,以及水资源日益紧张,拟对生活污水及雨水进行处理,使之达到《景观娱乐用水水质标准》(GB12941)C类水质要求,用于消防、绿化、街道清扫、车辆冲洗等用水,根据实际情况回用或排放,以达到节约用水和使废水资源化的目的。
     1.2  污水中含有大量的生活杂质、悬浮物等,除COD值和SS值较高外,动植物油的含量也较高。所排放的生活污水在处理前进入化粪池。
     1.3  污水来源:小区排水采用污、废合流制排水系统,生活污水经化粪池处理后作为中水水源。生活污水主要来自居民楼,总排放量达120m3。水处理后主要用于:消防,绿化用水,街道清扫,车辆冲洗,景观环境用水、补充水源水等。
     1.4  污水处理的必要性:生活污水中含有大量的有机污染物和病原体,如果不经处理排放将对周围环境、水体产生危害,而且会严重影响人的身体健康,所以必须对其进行严格的生化、消毒处理,以尽量减少对环境、水体的影响。污泥定期外排用作农肥,实现了社会效益和经济效益双赢。
二、设计依据
     2.1  设计规范及标准
          2.1.1《景观娱乐用水水质标准》(GB12941);
          2.1.2《地表水环境质量标准》(GB3838-2002);
          2.1.3《污水综合排放标准》(GB8978-1996),一级标准;
          2.1.4《城市污水再生利用 城市杂用水水质》(GB/T18920-2002);
          2.1.5《生活杂用水水质标准》(CJ/T48-1999);
          2.1.6《农田灌溉水质标准》(GB5084-2005);
          2.1.7《恶臭污染物排放标准》(GB14554-1993);
          2.1.8《城市污水处理厂污水污泥排放标准》(CJ/T3025-93);
          2.1.9《总图制图标准》(GB/T50103-2001);
          2.1.10《给水排水制图标准》(GB/T50106-2001);
          2.1.11《建筑结构制图标准》(GB/T50105-2001)。
          2.1.12《煤炭工业污染物排放标准》GB20426-2006
          2.1.13《室外给水设计规范》GBJ14-87-97
          2.1.14《建筑中水设计规范》GB50336-2002
          2.1.15《给排水设计手册》
          2.1.16  建设文件提供的相关数据、资料
          2.1.17《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002);
          2.1.18《钢结构设计规范》(GB50017-2003);
          2.1.19《混凝土结构设计规范》(GB50010-2001);
          2.1.20《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001);
          2.1.21《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001);
          2.1.22《湿陷性黄土地区建筑规范》(GB50025-2004);
          2.1.23《采暖通风与空气调节设计规范》(GB50019-2003);
          2.1.24《污水再生利用工程设计规范》(GB50335-2002);
          2.1.25《鼓风曝气系统设计规程》(CECS97:97)。
     2.2  设计原则
          2.2.1 设计要求:处理工艺、构筑物(建筑物)型式、主要设备、设计标准和数据等必须满足甲方提供的污水处理量要求,标准满足国家、省、市中水水质标准。
          2.2.2 设计应符合经济的要求:设计中采用合理工艺,降低工程造价,选用质优价廉的设备;工艺设计合理、操作简单、维修方便,另一方面又必须保证在工程建成投入使用后,取得最大的经济效益和使用效果。
          2.2.3 设计技术力求先进和合理:工艺设计必须满足需方提供的参数,在经济合理的原则下,尽可能采用先进技术和设备。在机械化、自动化与仪表化程度方面要达到目前国内先进水平。
          2.2.4 设计必须注意近远期的结合:一般情况下宜采取一次设计分期建设的方法。在有远期规划分期建设的情况下,应充分考虑不宜分期建设的部分,如调节水解池、生化池、中间水池等,其土建部分和相应的设备部分应一次完成。
          2.2.5 设计应注意美观和绿化及对周边环境影响:污水处理泵站的位置要考虑与周边环境相结合,首先考虑噪音对周边环境的影响,要采取相应措施,处理由于曝气产生的气味对周边环境影响。
     2.3  设计水质
          2.3.1 进水水质:根据《污水处理工艺及工程方案设计》(中国建筑工业出版社)、《给排水设计手册—工业排水(第六册)》(中国建筑工业出版社)中的有关生活污水水质,确定小区中水水质指标如下:
                 2.3.1.1 CODcr≤ 500mg/L               BOD5≤ 300mg/ L
                 2.3.12  TP≤  10mg/ L                 TN≤ 40mg/ L
                 2.3.1.3 SS≤ 100mg/ L                 PH值:6-9
          2.3.2 出水水质:达到《景观娱乐用水水质标准》GB12941中C类水质要求:
                 2.3.2.1 CODcr ≤30mg/ L               BOD5 ≤8mg/ L
                 2.3.2.2 TP ≤0. 05 mg/ L               TN ≤8mg/ L(氨氮≤1mg/ L)
                 2.3.2.3 SS ≤10mg/ L                  PH值:6.5-8.5
     2.4  工艺方案设计
          2.4.1 工艺流程的选择:根据国内外中水技术的工程实践,中水处理工艺主要有两种:
                 2.4.1.1 生物处理技术: 就是利用微生物来分解污水中的有机物,常用的工艺主要有:活性污泥法,例如,完全混合曝气法、延时曝气法、深井曝气法、纯氧曝气法、氧化沟、两级活性污泥法以及序批式活性污泥法(SBR法)、ICEAS法等。生物膜法,如生物接触氧化法、生物转盘、生物滤池等。
                 2.4.1.2 物化处理技术: 此工艺常涉及混凝沉淀、萃取、吸附、离子交换、电渗析、反渗透、超滤等方法,并且常常与生物方法相结合,使水质达到预期要求,物化处理的主要优点是维护方便。
待处理污水为生活污水,可生化性较好,水量适中,污染负荷也不是很高,所以采用好氧方式+膜生物处理比较可靠,运行管理也较方便;因处理后水要求回用,同时考虑场地和投资因素,所以本方案确定采用生物处理技术与物化处理技术相结合的工艺,即采用“膜生物反应器+消毒+活性炭过滤+超滤”的处理工艺。
                 2.4.1.3 膜生物反应器:膜生物反应器工艺(MBR工艺)是膜分离技术与生物技术有机结合的新型废水处理技术,也称膜分离活性污泥法。它是利用膜分离设备将生化反应池中的活性污泥和大分子有机物质截留住,水力停留时间(HRT)和污泥停留时间(SRT)可以分别控制,而难降解的物质在反应器中不断反应、降解。一方面,膜截留了反应池中的微生物,使用池中的活性污泥浓度大大增加,使降解污水的生化反应进行得更迅速更彻底,另一方面,由于膜的高过滤精度,保证了出水清澈透明从而省掉二沉池。因此,膜生物反应器工艺通过膜分离技术大大强化了生物反应器的功能。与传统的生物处理方法相比,具有生化效率高、抗负荷冲击能力强、出水水质稳定、占地面积小、排泥周期长、易实现自动控制等优点,是目前最有前途的废水处理新技术之一。
三、工艺简介
     3.1  污水处理:考虑污水经处理后达到《景观娱乐用水水质标准》(GB12941)C类水质要求,本设计预采用膜生物反应器对污水进行处理。主要工艺流程为来自化粪池初步处理的污水经调节池调节水质水量后,用潜污泵送入膜生物反应器内,污水中污染物经膜生物反应器内微生物的生物降解作用后去除污水中的大部分COD、BOD、NH3-N和SS等,膜生物反应器出水经消毒后进入中间水池,再经活性炭过滤器过滤,然后由超滤系统进行深度处理后存储于消防水箱,以达到回用的目的。污泥经污泥泵送入板框压滤机进行泥水分离,污泥浓缩上清液回流至调节池,泥饼外运。污水经上述工艺处理后可达到国家《景观娱乐用水水质标准》(GB12941)C类水质要求。
     3.2  污泥处理:污泥外运的处理方式可以采用以下方式:①建污泥消化池对污泥统一进行消化处理以达到减量无害的目的,同时污泥消化过程中可产生沼气等可用作能源;② 将污泥送至有运营资质的处理厂进行统一处理;③污泥脱水后进行焚烧处理。
     3.3  污水处理说明:污水经过细格栅可截留悬浮物和漂浮物,进入调节池后,池内设有预曝气装置,防止污水腐败变臭、沉淀,并起到均化水质作用;利用潜污泵将污水提升入MBR污水处理装置,处理出水用二氧化氯发生器进行消毒后自流进入中间水池,然后用增压泵提升入活性炭过滤器,经过滤后出水悬浮物浓度小于3mg/L;进入超滤系统进行进一步的深度处理,以达到回用的目的。
     3.4  污泥处理说明:本工程所产生的污泥地点主要有:
          3.4.1 调节池:考虑到调节池停留时间长,可能会有一部分沉淀,也需要定期排泥。
          3.4.2 MBR反应池:MBR反应池作为本次设计的主要生化处理反应器,是污泥产生的主要场所。池内设有排泥装置。
     3.5  污泥浓缩池:污泥中含有大量的水分,所含水大致分为四类:颗粒间的孔隙水、毛细水、污泥颗粒吸附水和颗粒内部水,其中颗粒间的孔隙水约占70%。通过污泥浓缩池可以减少絮体,减少处理成本。经污泥浓缩池的重力浓缩作用去除一部分水,然后污泥经污泥泵送至板框压滤机去除一部分的水,板框压滤机出来的泥饼送至处理单元进行处理。污泥浓缩池的上清流入调节池进入污水处理单元。
 

 

 

四、工艺说明
     4.1  调节池:小区用水排水的特点是水质水量不均衡,日变化较大。为保持生物处理的稳定运行和处理效率,特设调节池,调节水质水量。
     4.2  潜污泵:潜污泵用于污水加压。
     4.3  MBR污水处理装置
          4.3.1 MBR反应器装置特点:
                 4.3.1.1 能够高效的进行固液分离,分离效果远好于传统的沉淀池,出水水质良好,出水悬浮物和浊度接近于零,可直接回用,实现了污水资源化。
                 4.3.1.2 膜的高效截留作用,使微生物完全截留在反应器内,实现了反应器水力停留时间(HRT)和污泥龄(SRT)的完全分离,使运行控制更加灵活稳定。
                 4.3.1.3 反应池内的微生物浓度高,可达到常规活性污泥的2~3倍,耐负荷冲击。
                 4.3.1.4 有利于增殖缓慢的硝化菌的截留、生长和繁殖,系统的硝化效率得以提高,运行方式的控制亦有脱氮和除磷的功能。
                 4.3.1.5 泥龄长。膜分离使污水的大分子难降解的成分在体积有限的生物反应器内有足够的停留时间,大大提高了难降解有机物降解效率。反应器在高容积负荷、低污泥负荷、长泥龄下运行,可以实现基本无剩余污泥排放。
                 4.3.1.6 系统可实现全自动化控制。
                 4.3.1.7 占地面积小,工艺设备集中。
          4.3.2 应用范围:
                 4.3.2.1 主要用于旅游区、风景区、别墅小区、渡假区、疗养院、部队、农村、生活小区、经济开发区、宾馆饭店等的生活污水处理。通过添加不同的污水处理单元设备,也可用于制药、印染、纺织、电镀、造纸、养殖屠宰和制革等行业废水的治理。
          4.3.3 主要优点:
                 4.3.3.1 施工和安装方便省时;
                 4.3.3.2 结构紧凑,节省占地面积;
                 4.3.3.3 污泥产率低,基本上没有剩余污泥;
                 4.3.3.4 安装灵活,设备可全埋、半全埋或放置地表以上;
                 4.3.3.5 进水过程是连续的,控制简单;
          4.3.4 工作原理:
                 4.3.4.1 膜生物反应器(MBR)内截留存活有大量的活性污泥微生物,污水中的有机污染物质在活性污泥微生物的吸附降解作用下,一部分降解为无污染的小分子物质,一部分为微生物生长繁殖提供能量。净化后的污水经膜的高效截留作用实现泥水分离进入下一处理单元。
                 4.3.4.2 反应器内多余的污泥由排泥系统进入污泥浓缩池,然后进入到污泥处理单元进行处理。
          4.3.5 填料:
                 4.3.5.1 本设计方案拟在MBR生物反应器内投加组合填料,投加组合填料不仅可以提高反应器内污泥的浓度,提高反应器的单位处理效率并且组合填料具有截留污泥的作用从而减轻膜的污染,提高膜的使用周期。
     4.4  消  毒:选用二氧化氯消毒。
     4.5  中间水池:为过滤装置提供稳定水源。
     4.6  过滤系统增压泵:用于给过滤系统加压。
     4.7  活性炭过滤器:进一步去除水中的颗粒物、浊度和部分和有机物,保证回用水的COD、SS、BOD达标。
     4.8  超滤系统:去除水中难以去除的悬浮物、微生物、细菌、病毒、大分子有机物,降低COD、BOD和浊度。
     4.9  中水回用水池:用于贮存回用水。
五、电气控制系统
 

 

     5.1  系统的组成:本系统由避雷、配电、PLC触摸屏系统等组成。该系统具有可靠性高、抗干扰能力强、维护方便等优点。
     5.2  系统组成的电气功能
          5.2.1 配电系统:来自变电所的总电源接入配电柜内。经配电柜内的空气开关,铜排连接分配到现场电器柜、监控、照明其它控制柜等。
          5.2.2 PLC动力控制系统:控制柜集中控制污水处理过程中设备运行状况、设备报警保护、水池液位信号等参数的采集、处理、调节及现场电机顺序控制。一旦发生故障报警,自动显示报警点,发出声光报警。系统画面分为两级:一级是工艺流程总图,二级是设备参数设定、显示、报警信息等。实现污水处理过程的自动化和生产数据的综合管理,从而达到污水处理质量,提高处理效率,改善企业管理水平等目的。
          5.2.3 避雷、过压保护系统:本系统选用ABB OVR电涌保护器可让设备免受瞬态过电压损害,同时也可省却金钱以及维修所导致的停产和营业中断的损失。选用插拔式OVR只需换旧的芯体便可继续工作,节省时间和成本。电涌保护器具有安全储备,在遇到特别强的电击时,瞬间值可能会超过电涌保护器的最大额定值。在电涌保护器受到破坏后,res∆安全全储备系统便提供相同同等级的后备保护。
     5.3  COD在线测试仪:根据国家环保部门要求,对所有污水处理的主要污染物要进行在线监测,确保处理后的出水达到国家标准。
          5.3.1 COD在线速测仪:化学耗氧量(COD)是水体中还原性污染物被强氧化剂氧化所消耗的氧量,是评价水体被污染程度的一项重要的综合性指标。它常作为净水的评价以及污水监测,研究与处理时必不可少的一项测定参数。本仪器分为控制系统、制动系统和比色系统3大部分,控制系统的主要作用是控制整个分析过程的全自动化;制动系统是实现整个分析过程的流程系统;比色系统为整个分析过程提供结果,工作人员对整个仪器的控制完全通过键盘操作,可实现对分析仪的控制,并得到分析结果及反映系统工作状态的各种信息。控制系统内部主要由微机主控制器、温控仪、打印机、多路控制板五个部件组成。控制系统与制动系统之间的紧密结合依靠多路控制线路板对整个系统的输入/输出信号的有效控制达到整体动作部分的协调反应。
     5.4  主要技术指标及功能:
          5.4.1 连续自动地分析污水、地表水中化学耗氧量(COD);
          5.4.2 采用微机技术对分析结果进行数据处理,准确地得到真实值;
          5.4.3 随时指示,记录COD值,并实现实时打印,可以进行手动打印;
          5.4.4 测量范围:5-1500mg/L;尺寸:600×400×1500mm;
          5.4.5 数据输出:液晶显示、打印输出,准确度:小于5%FS;
          5.4.6 完善的自动报警功能,当COD值超限、仪器出现不正常工作,可发出声和光报警。
     5.5  氨氮在线监测议:氨氮是国家对水环境实施污染物排放量控制的重要指标之一,本仪器分为控制系统,制动系统和比色系统3大部分,控制系统的主要作用是控制整个分析过程的全自动化;制动系统是实现整个分析过程的流程系统;比色系统为整个分析过程提供结果,工作人员对整个仪器的控制完全通过键盘操作,可实现对分析仪的控制,并得到分析结果及反映系统工作状态的各种信息。主要技术指标及功能:
          5.5.1 连续自动分析工业废水的氨氮;
          5.5.2 液晶显示,连续记录数值,实时打印或手工打印,存储100万个数据;
          5.5.3 当出水氨氮超标、仪器故障,可发出声光报警;
          5.5.4 测量范围:8-150mg/L
六、工程管理及技术措施
     6.1  质量:我们负责工程质量的确认与审核,做好每一步工作,如设备采购,指导施工,安装调试和运行,待环保部门验收合格后方可移交给甲方,设备采购和设备交货须由甲方验收批准。规格须与设计所选用的质量和性能一致。
     6.2  调试:污水站调试和试运行是污水处理工程的主要阶段,是检验污水站的设计、施工、安装等工程质量的重要环节,在单车试机的同时再进行联合试运转,以对系统进行全面检查。
     6.3  培训:我们将在试车期间为甲方培训4名操作人员(电气操作工1名,机械维修操作工2名,监测化验员1名),并提供临时技术手册,使操作人员熟悉工艺流程和管理污水站的方法。对操作人员进行各种项目分析、化验、易耗品补充、开启各种设备,设备控制参数和日常检修等培训。
     6.4  安全与卫生
          6.4.1 防雷接地:所有电气设备的金属外壳,穿线钢管和电缆桥架均与可靠的接地网相连,并在电源进线处作重复接地处理。
          6.4.2 消防:在平面布置上考虑了与厂区现有道路可以环通的消防通道,在配电室,控制室内设手提式灭火器两只、黄沙箱两只(具体由建设单位负责设置)。
          6.4.3 安全:污水站内所有走道和绿化带无安全隐患。
     6.5  仪表与自控系统设计依据
          6.5.1 《低压配电设计规范》                     GB50054-95
          6.5.2《民用建筑电气设计规范》                 JGJ/T16-92
          6.5.3 《电力工程电缆设计规范》                 GB50217-94
          6.5.4 《自动化仪表工程施工及验收规范》         GB500093-2002
     6.6  给水、消防与采暖、通风:生活给水管从就近的生活供水管线接入。
     6.7  消防:按照国家《建筑设计防火规范》,各建筑物配备干粉灭火器。
     6.8  采暖设计
          6.8.1 污水处理站内各建筑物设置采暖系统。
          6.8.2 热力管采用直埋敷设,管道采用无缝钢管。

 

 

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