博罗县福田***金属制品厂：废水整改工程设计方案

   目 录

一、概 述 3

1.1废水处理措施 3

1.2现状分析 5

1.3整改思路 6

二、 设计依据规范及原则 8

2.1  设计原则 8

2.2  设计依据 9

2.3设计范围 9

2.4设计水量、水质及治理目标 10

三、 工艺设计 12

3.1 工艺要求 12

3.2 处理工艺技术路线分析 12

3.3设计处理工艺流程 19

3.4工艺流程说明： 20

四、 新增主要构筑物设计参数 21

4.1新增主要构筑物及工艺参数 21

4.2主要设备一览表 25

五、  配电及自动控制 26

5.1 设计范围 26

5.2 电源及用电负荷 26

5.3 电缆及敷设 26

5.4 防雷接地 26

5.5 用表负荷表 26

六、  劳动定员 27

6.1劳动定员 27

七、运行成本 28

7.1 运行费用（仅供参考） 28

八、 工程估算 29

8.1 工艺设备、电气及材料 29

8.2 构筑物部分 30

8.3 总估算 31

概 述

博罗县福田***金属制品厂位于广东省惠州市石湾镇鸾岗管理区，主要经营电镀铜、镍、铬、氰等等。对工件进行预处理及镀层过程中所产生的电镀废水，如果直接排放，将会污染水域及土壤环境，给人们的生活环境带来一定影响。所以该公司废水必须重点治理。

该公司领导对环境保护十分重视，已投资建成废水处理工程一套并已运行。随着近年来，国内重金属污染问题日趋严重，部分地区有关部门已制定对一类水污染物排放作出一系列规范、要求，致使该厂污水处理系统必须进行升级整改，使废水达标排放。

受业主委托，我公司有关人员通过向厂方相关技术人员咨询，在了解掌握了车间的生产设备配置及现有污水处理配套系统使用情况的基础上，对该废水治理作出如下整改措施：

1.1废水处理措施

原有污水处理系统运行稳定，对去除铜、镍、铬、氰等效果较好，也达到相关排放标准，只是部分工艺未能达到目前的要求，例如铜、镍、铬、氰等一类污染物的独立处理。但另外一些污染物例如COD未能达到新的排放标准。根据以上情况，对一类污染物的处理，在现有的污水系统中进行管道改造。对于综合废水中的COD治理，则采用设施投资省、运行费用较为经济生化处理法。根据目前生产情况，各类废水处理水量详见下表：

1.2现状分析

1、原有污水处理系统工艺流程以下:

含氰废水→含氰调节池→一级破氰→二级破氰

含铬废水→含铬调节池→破铬反应

含镍废水                 

含铜废水                   综合调节池

酸碱废水       

2、原污水处理各反应池均配套自动加药系统。

3、部分污水均未进行分类收集。

1.3整改思路

综合考虑投资成本，操作简便，容易维护，建议如下：

①按有关部门要求，一类污染物必须先单独处理达标后再汇合其它废水进行处理。即分别将含氰废水、含铬废水、含镍废水、含铜废水单独处理后再汇合至酸碱废水调节池。

②根据本项目所去除污染物情况（主要是COD），在工艺上选取较为成熟可靠、运行费用较为经济的水解酸化+MBR工艺；

③新增污水处理系统设施摆放原污水处理系统旁空地上。

④整改后的工艺流程如下：

含氰废水→含氰调节池→一级破氰→二级破氰

含铬废水→含铬调节池→破铬反应

含镍废水→含镍调节池→含镍反应

含铜废水→含铜调节池→含铜反应                  

第二章 设计依据规范及原则

2.1  设计原则

• 严格执行国家环境保护政策，符合国家有关法律、法规、标准、规范以及当地地方法规，充分体现业主对该项目的具体要求。
• 以国家计委建设部、国家环保总局等部门的有关文件为依据。
• 认真贯彻国家关于环境保护工作的方针政策，精心编制，做到技术先进、经济合理、安全实用、质量可靠。
• 根据统一规划、分期建设的原则，统筹兼顾近、远期工程内容，以近期为主，考虑远期的发展。
• 充分利用业主规划的场地，优化平面布置，力求建构筑物造型简洁美观, 既与厂区发展相协调，又能发挥工程效益。
• 根据废水进出水要求，选用成熟可靠、高效节能、占地少、经济实用、管理方便的废水处理先进工艺，确保废水处理效果，减少工程投资及日常运行费用。
• 结合本工程实际情况，采用适合我国国情的自动化仪表、设备及监测仪器，提高自动化管理水平和供电安全程度，以减轻工人劳动强度，改善劳动条件。
• 采用优质国产化设备，以节省项目投资。
• 妥善处理、处置污水处理过程中产生的栅渣、污泥。
• 厂区环境美观，建筑简洁实用，提供较舒适工作环境。

2.2  设计依据

• 《中华人民共和国环境保护法》（1989年12月）
• 《废水综合排放标准》（GB8978-96）
• 《电镀污染物排放标准》( GB 21900—2008 )
• 《水污染物排放标准》（DB44/26-2001）
• 《水污染物特别排放限值》
• 《室外排水设计规范》GBJ14-87
• 《供配电系统设计规范》GB50052-95
• 《纸压配电设计规范》GB50054-95
• 《建筑地基基础设计规范》GBJ10-89
• 《建筑抗震设计规范》GBJ11-89 

2.3设计范围

从污水处理系统各进水口开始到总排水口为止。

污水工程的工艺流程、工艺设备选型、工艺设备的结构布置，电气控制说明等设计工作。

污水处理工程的钢砼结构、设备的施工、安装、调试等工作。

污水工程的动力配线，由业主将主电引至污水处理工程的配电控制箱，配电箱至各电器使用点将由我司负责。

  2.4设计水量、水质及治理目标

• 设计水量

根据业主提供的资料，依照目前生产情况，各类废水量如下：

• 设计水质

根据当地环保管理部门的要求，执行广东省地方标准《水污染物特别排放限值》，具体如下：

                                           单位：mg/L（PH除外）

第三章 工艺设计

3.1 工艺要求

为了实现污水处理站高效稳定运行和节约能耗、节省工程投资的目的，以及废水所具有的特点，将依据以下设计原则对污水处理工艺进行方案比较和选择。

1 ) 根据原水水质、水量，以及受纳水体的环境容量，综合考虑当地的实际情况，通过多方案技术经济比较，优先采用低能耗、低运行费、低基建费、占地少、操作管理方便、成熟的污水处理工艺。

2 ) 污水站总平面布置力求紧凑，减少占地和投资。

3 ) 污水处理过程的自动控制，力求安全可靠、经济实用，提高管理水平，降低劳动强度。

3.2 处理工艺技术路线分析

3.2.1污染物分析和治理选择

针对本项目废水的主要污染物：1、悬浮物（SS）；2、氨氮；3、COD；4、BOD；现逐项分析并选择处理工艺：

• 悬浮物（SS）：

含有一定的COD，用筛网或格栅隔除较大杂物后进行混凝沉淀，去除率90%以上。

• 氨氮：

宜在A/O生化处理或SBR活性污泥法进行硝化和反硝化处理，终产物为N₂，经吹脱去除。

• COD：

COD浓度很高宜用“水解酸化+MBR”法去除，虽然本项目中废水浓度较低，但排放标准却较高，选择MBR方式处理是比较适当的，因为MBR管理操作方便简单，出水稳定。

• BOD：

采用曝气生物处理方法具有较好的效果。只要供给其一定量空气，废水中的有机物作为微生物的营养物，将被不断吸附、氧化、分解，经过沉淀分离，从而达到不断好氧处理通常有以下方法。

3.2.2废水处理方案选择

本项目废水是经过预处理后的，其水质较一般废水要好，只有小部分污染物未达到排放要，如COD、BOD等，本方案针对去除该废水中COD、BOD采取水解酸化+MBR法。生化处理法由于技术成熟、运行成本低、操作管理简单，已成为目前工业废水处理工艺的核心。采用生物处理方法具有良好的效果，只要供给其一定量空气，废水中的有机物作为微生物的营养物，将被不断吸附、氧化、分解，经过沉淀分离，从而达到不断去除污染物的目的。

I、生化处理

当废水有机污染物含量很高，单采用一级生化处理是难以达标的，因此生化系统设计采用水解酸化＋二级好氧处理，采用先进的MBR法把关，保证出水达标排放。

• 水解酸化

厌氧生化处理废水是一个复杂的生物化学过程，依靠三大类群细菌的联合作用完成复杂的厌氧生物化学过程，这个完整过程大致分成3个连续的阶段，即水解酸化阶段、产氢产乙酸阶段和产甲烷阶段。

水解酸化是控制在全厌氧过程的水解和酸化两个过程（酸化也可能不十分*）。采用水解池较之全过程的厌氧池（消化池）具有以下的优点。

• 在水解细菌胞外酶作用下，将不溶性有机物水解为溶解性物质，在产酸菌协同作用下，将大分子物质、难以降解的物质转化为易于生物降解的小分子物质，故水解池可以改变原污水的可生化性，从而减少反应的时间和处理的能耗。
• 对固体有机物的降解可减少污泥量，其功能与消化池一样。工艺仅产生很少的难厌氧降解的生物活性污泥，故实现污水、污泥一次性处理，不需要经常加热的中温消化池。
• 不需要密闭的池，不需要水、气、固三相分离器，降低了造价和便于维护。由于这些特点，可以设计出适应大、中、小型污水处理厂所需的构筑物。
• 反应控制在第二阶段完成之前，出水无厌氧发酵的不良气味，改善处理厂的环境。
• 充分利用水解产酸菌世代周期短，反应迅速，故水解池体积小，与初次沉淀池相当，节省基建投资。

2、MBR

MBR（膜生物反应器）工艺的工作原理：首先通过活性污泥来去除水中可生物降解的有机污染物，然后采用膜将净化后的水和活性污泥进行固液分离。

本工程使用的膜为中空丝膜，膜的孔径在0.4μm左右，能够截留住活性污泥以及绝大多数的悬浮物，取得清澈的出水。为了使得膜能够连续长期稳定的使用，在中空丝膜的下方以一定强度的空气不断对膜进行抖动，既起到为生物氧化供氧作用，又防止活性污泥附着在膜的表面造成膜的污染。其样例如下：

（1）膜的强度高：

由于聚丙烯中空纤维膜的制备方法采用的是“熔融挤出、拉伸成型”的制膜方法，聚丙烯大分子规则取向，因而膜的强度高，在高强度曝气和定期的化学清洗过程中，膜不容易断裂。

（2）膜的化学稳定性能好：

聚丙烯中空纤维膜生产过程中，没有投加任何添加剂和致孔剂等，因而化学稳定性能好，可以采用强酸或者强碱清洗。可以采用含氯消毒剂清洗，以清除膜表面的大量微生物污染。化学清洗后的流量回复性好。

（3）膜片示意图

（4）中空丝膜是适合于MBR技术应用的膜材料之一，主要基于以下性能特点：

MBR工艺的优点如下：

• 运行管理方便

传统的好氧活性污泥处理工艺，在高污泥负荷的情况运行会出现污泥膨胀现象，使得泥不难于分离导致系统不能正常运行、出水不达标。而MBR工艺是用膜抽吸作用来进行泥水分离，污泥膨胀不会影响MBR系统的正常运行和出水水质，因此运行管理极为方便。

• 占地面积小

传统的活性污泥工艺的活性污泥浓度一般在3000～5000mg/l，而MBR工艺的活性污泥浓度一般在8000～12000mg/l，且不需生化沉淀池，故大大减少了占地面积和土建投资，其土建占地约为传统工艺的1/3。

• 处理水质稳定

中空丝膜能够截留几乎所有的微生物，尤其是针对难以沉淀的、增殖速度慢的微生物，因此系统内的生物相极大丰富，活性污泥驯化、增量的过程大大缩短，处理的深度和系统抗冲击的能力得以加强，处理水质稳定。

• 具有很好的脱氮效果

MBR系统有利于增殖缓慢的硝化细菌的截留、生长和繁殖，系统硝化效率得以提高。

• 泥龄长

膜分离使污水中的大分子难降解成分，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的降解效率。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。

• 动力消耗低

中空丝膜所需的吸引压力仅为－0.1～－0.4公斤/cm²左右，动力消耗低。

     膜生物反应器易于一体化，易于实现自动控制，操作管理方便；

MRB的工艺过程如下：

3.3设计处理工艺流程

3.3.1根据确定的工艺技术路线，本项目的具体工艺流程如下：

含氰废水→含氰调节池→一级破氰→二级破氰

含铬废水→含铬调节池→破铬反应

含镍废水→含镍调节池→含镍反应

含铜废水→含铜调节池→含铜反应                  

 3.4工艺流程说明： 

• 含氰、含铬、含镍、含铜废水分别经过独立反应池，汇合沉淀池3进行泥水分离，上清液自行流入酸碱综合调节池中，经提升泵泵至混凝池充分反应后，依次流入沉淀池1和沉淀池2,上清液均匀自行流入新增水解酸化池中。
• 污水中高分子、复杂的有机物被厌氧菌或兼性菌分解成低分子、易生化处理的有机物，如有机酸等。然后自流入MBR池进行好氧处理。
• MBR生物处理工艺是膜分离技术与生物处理技术有机结合的新型污水处理工艺。反应器内活性污泥中的微生物在池内曝气管不断充氧的条件下，以水中的有机物质，溶解氧为营养源，通过自身的新陈代谢，使有机物质分解为简单的碳水化合物（CO2、H2O），从而使污水中的有机物得到降解。同时反应器内设置了具有高效截留作用的膜组件，这些膜组件可将生化反应过程中的活性污泥和大分子有机物截留于反应器内，在反应器内实现了固液分离，因此反应器内的活性污泥的浓度会逐渐加强，微生物活性大大提高，非常有利于有机污染物的降解，同时实现了水力停留时间与污泥停留时间的*分离和分别控制。MBR膜生物反应系统中设置了自吸式离心清水泵，通过水泵的吸水，使膜内部形成负压状态，外部污水通过膜内、外部的压差和膜组件的高效截留作用，将水中污染物质截留在膜组件之外，清洁的水顺利通过膜孔隙进入膜内腔，并通过自吸水泵提升，进入清水池，从而完成固液分离和处理污水的目的。

第四章  新增主要构筑物设计参数

4.1新增主要构筑物及工艺参数

4.1.1  水解酸化池

        作    用：对废水中的大分子有机物进行降解。

处 理 量：13m³/h 

停留时间：6h

有效水深：4.0m

有效容积：78m³

规    格：4.00m×5.00m×4.30m

数    量: 1座

结    构: 钢砼结构

配套设备

① 弹性填料高

高    度：2.5m

数    量: 50m³

4.1.2  MBR反应池

作    用：去除废水中有机物

处 理 量：13m³/h

停留时间：5h

有效水深：3.8m

有效容积：65m³

规    格：4.00m×5.00m×4.30m

数    量: 1座

结    构: 钢砼结构

配套设备

① 曝气头

通 气 量：2.5m³/h

数    量: 72套

②罗茨风机

数    量: 2台

型    号: LT-65

功    率：5.50kw

风    量: 4m³/min

压    力: 5000mmAq

③膜组件

型    号：MBR-CO-10-PVDF

类    型: PVDF中空纤维微孔膜

膜 面 积: 10 m²

工作压力: -0.01 ∽ -0.04MPa

处理能力: 3.5-5.0 m³/d/片

工作方式: 工作8min，停 2min

工作时间: 大于 3年

数    量: 60片

④混合液回流泵

        数    量：2台（1用1备）

        型    号：50QW15-15-1.5

        流    量：Q=10m³/h

        扬    程：H=20m

        功    率：N=1.5KW

       ⑤自吸泵

        数    量：2台（1用1备）

        型    号：50HYFX-22

        流    量：Q=16.5m³/h

        扬    程：H=22m

        功    率：N=3.0KW

       ⑥清洗泵

        数    量：1台

        型    号：CHL16-20

        流    量：Q=16m³/h

        扬    程：H=21m

        功    率：N=2.2KW

4.1.3 清水池

作    用：贮存处理后的废水

处 理 量：13m³/h

停留时间：2h

有效水深：3.6m

有效容积：26m³

规    格：4.00m×1.80m×4.30m

数    量: 1座

结    构: 钢砼结构

4.1.4 营养剂桶

作    用：溶药、加药。

规    格：ø1.0m×1.2m

数    量: 1套

结    构: PP

配套设备

① 计量泵

型    号：EXB100

流    量: 116L/h

数    量: 1套

4.2主要设备一览表

第五章  配电及自动控制

5.1 设计范围

配电设计包括废水处理站界区内的低压配电、自动控制等。

5.2 电源及用电负荷

废水处理站新增系统部分设一路供电电源(由业主提供)，～380/220V，50HZ，配电系统采用三相五线制，单相三线制，接地保护系统为TN-S系统。废水处理系统总安装负荷为23.44Kw，使用负荷为12.94 Kw。

5.3 电缆及敷设

电力电缆选用VV型, VV22型, 控制电缆选用KVV型, KVVP型, 照明选用BVV型, 敷设方式采用电缆沟与穿管暗敷相结合, 室内照明用难燃塑料线槽明敷。

5.4 防雷接地

采用避雷带, 避雷短针对建筑物作防雷保护。利用天然接地体加上人工接地极作为接地极, 工作接地和保护接地共用一套接地极。

5.5 用表负荷表

第六章  劳动定员

6.1劳动定员

参照建设部《城市建设各行业编制定员试行标准》, 并结合本项目的具体情况, 废水处理站人员编制如下：

主任及工艺技术员 1人

工艺操作及化验    4人（2班，每班2人）

总  计 5人

新增部分污水处理系统结合原有系统统一运行管理，所以按照原有污水处理系统操作人数不变。

第七章  运行成本

7.1 运行费用（仅供参考）

    每天处理废水量为208立方米，折合新增部分日常运行处理费用约为0.79元/m³（新增部分运行费用，不含设施设备的折旧费）。

第八章  工程估算

8.1 工艺设备、电气及材料

8.2 构筑物部分

8.3 总估算