TNT废水设计方案.doc

水污染控制理论与技术学 院： 环境与生物工程学院 专 业： 环境工程 学 号： 111020306 学生姓名： 王飞龙 1.2参照资料及规范 本次污水编写的基本编写依据和基本资料主要有进水水质和水量以及排放标准。污水处理厂出水水质指标执行城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）一级B标准。给水排水设计手册5 给水排水设计手册6污水综合排放标准（GB8978-1996）水污染控制工程给水排水设计标准给水排水制图标准（GB/T 50106-2001）室外排水设计规范（GBJ14-87）室外排水设计规范（GB50101-2005）1.3进水水质、水量及处理程度表1化工厂废水主要污染物（pH 无量纲，mg/L）项目pHCODBOD5SS2,5二氯对苯二胺TP数值4-5500060030020010水量：100m3/天污水处理厂出水水质指标执行城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）一级B标准，见表2-3。表2-3 污水处理厂出水水质指标（pH 无量纲，mg/L）项目CODBOD5SS氨氮总磷色度pH总硝基化合物数值6010105(8)0.5306-922工艺方案初步分析 (1) 污水以有机物为主，BOD5/CODcr=0.12 可生化性一般，主要处理有毒有害物质苯二胺化合物。(2) 污水中主要污染物指标BOD5和CODcr及硝基化合物的处理要求都要大于90%，并且氮的去除效果较好。针对以上特点及出水要求，拟用微电解法去除原污水中的有毒有害物质硝基化合物，并且通过微电解预处理能够提高废水的可生化性，后续工艺用城市污水中最经济有效的生化处理技术去除有机物及氮。3工艺选择对于化工废水，特别是当废水呈酸性时，微电解工艺具有广泛的应用，不仅可以消耗废水中的酸度，还可通过电化学反应破坏某些大分子有机物的分子结构，而且溶解在水中的亚铁离子还可在混凝沉淀池中作为絮凝剂使用。由于本废水呈酸性，适宜采用微电解工艺。在酸性水溶液条件下，利用铁碳形成的微电池，并产生新生态原子H，对水中有机物有较强还原性，特别对于杂环物质开环和高毒性物质的降低毒性有较好作用，并且新生态二价铁（Fe2+）和三价铁(Fe3+)絮凝作用可以有效去除水中油脂类；调整适宜的pH值对于脱除水中硫化物等无机盐离子都有较高贡献。各类微电解工艺，如固定床式、塔式微电解均存在易板结、沟流现象，填料更换困难等。而搅拌釜式微电解塔反应效率高，不存在板结问题，易于运行管理，缺点是能耗相对较大。综合考虑，可选用搅拌釜式微电解工艺。同时，在微电解工艺之前应除去废水中的油类，否则会影响微电解的效果。由于化工废水污染物成分的复杂性，采用单一的预处理工艺很难保证良好的处理效果，在微电解后可采用混凝沉淀法和氧化法继续处理。混凝沉淀是利用加入无机或有机絮凝剂形成絮花对水中悬浮物进行凝结、吸附形成大的絮团而去除。因此，综合考虑到本项目的工程实际和运行费用，综合废水处理工艺采用“铁碳还原混凝沉淀A/A/O”工艺。具体流程如下： 废水 调节池脱水机房混凝沉淀池浓缩池泥饼外运微电解池上流式厌氧污泥 床缺氧池接触氧化池二沉池综合调节池中沉池出水3.1 调节池工业废水在水质和水量上总是处于变化的，特别当生产中出现突发事故，废水的水质和水量的波动更大，这种波动常使污水管道和处理构建物不能正常工作。因此，为了避免受到废水高峰流量和高峰浓度的影响，使废水在进入任何一级处理装置以前都有一个稳定的水量的均匀的水质，必须使用调节池对水质和水量进行有效的调节。3.2 铁碳微电解法铁碳微电解法是利用铁碳粒料在电解质溶液中形成的微电解过程来处理废水的一种电化学技术，并且集原电池反应、氧化还原、絮凝吸附、共沉淀等作用于一体。在酸性条件下，用铁屑处理废水时会产生Fe2+，在混凝阶段，如果进行曝气， Fe2+被氧化成Fe3+，进一步发生氧化还原反应，降解有机物。同时它们也是很好的絮凝剂，将pH值调至碱性，会形成Fe(OH)2和Fe(OH)3絮凝体，具有很强的絮凝功能。并且新生态的Fe(OH)2和Fe(OH)3的吸附能力高于一般三氯化铁、聚合硫酸铁等混凝药剂水解得到的络离子的吸附能力。这样废水中原有的悬浮物、通过微电池反应产生的不溶物、构成色度的部分物质均可被其吸附凝聚，最后通过絮凝沉淀而被去除。电池反应的产物Fe2+和Fe3+，将和一些无机物发生反应生成沉淀物，从而去除这些无机物，减少其对后续生化工艺的毒害性。如S2-、CN等将生成FeS、Fe3Fe(CN)62、Fe4Fe(CN)63等沉淀而被去除。废水在适宜的pH条件下，通过（曝气）铁炭微电解反应，降解部分有机物，同时破坏一些生化难降解有机物结构，降低或去除废水生物毒性。将微电解出水的pH值调节至碱性条件下，发生混凝反应，铁离子形成Fe(OH)2和Fe(OH)3，再供氧充足条件下，可以将Fe2+氧化成Fe3+，进一步发生氧化还原反应，降解有机物，同时新生态的Fe(OH)3具有更好的混凝吸附效果。最后Fe(OH)2和Fe(OH)3在助凝剂作用下，发生絮凝吸附作用，再次吸附去除部分有机污染物，并减少污泥体积量。多种综合作用之后，废水COD浓度得到降低，可生化性得到增强，然后进入生化处理系统，以达到废水处理的目的。3.3混凝反应沉淀池 该厂排放的废水中含磷,主要含磷物质为无机盐,采用化学混凝的方法处理较生物除磷效率要高,效果要好。药品： 混凝剂PAC，助凝剂PAM, 石灰乳主要构筑物设计参数： 桨板混合池TNT废水为酸性废水,工程中将中和反应池和混凝沉淀池设计为一体。选用石灰乳为中和剂,废水经中和后由穿孔墙进入斜管沉淀池,选用聚合氯化铝(PAC) 作为混凝剂,pH 控制在7.58.0 ,泵前加药,聚铝加药量为1.0 1.2 , 此段对废水中的CODcr 、总磷和悬浮物具有良好的去除效果。实际运行表明CODcr平均去除率达50 %以上,总磷的平均去除率> 90 % ,SS 的平均去除率> 80 %。3.4沉淀池沉淀池一般是在生化前或生化后泥水分离的构筑物，多为分离颗粒较细的污泥。在生化之前的称为初沉池，沉淀的污泥无机称为较多，污泥含水率相对于二沉池污泥低些。位于生化之后的沉淀池一般称为二沉池，多为有机污泥，污泥含水率较高。3.5 AAO工艺AAO法（厌氧-缺氧-好氧法），是一种常用的污水处理工艺，可用于二级污水处理或三级污水处理，以及中水回用，具有良好的脱氮除磷效果。该工艺的特点：1、本工艺在系统上可以称为最简单的同步脱氮除磷工艺，总水力停留时间少于其他类工艺； 2、在厌氧（缺氧）、好氧交替运行条件下，丝状菌不能大量增殖，不易发生污泥丝状膨胀，SVI值一般小于100； 3、污泥含磷高，具有较高肥效； 4、运行中勿需投药，两个A段只用轻轻搅拌，以不增加溶解氧为度，运行费用低；3.5.1上流式厌氧污泥流化床（UASB）由于在上流式厌氧污泥流化床反应器内可以培养出大量厌氧颗粒污泥，使反应器的负荷很大。对一般的高浓度有机污污水，当水温在30°左右时，负荷可达到1020kgCOD/(m3·d)。它是一种目前应用很广泛的厌氧处理设备。3.5.2接触氧化池生物接触氧化法是介于活性污泥法和生物滤池二者之间的污水生物处理技术，兼有活性污泥法和生物膜法的特点，具有下列优点：（1） 由于填料的比表面积大，池内的充氧条件良好。生物接触氧化池内单位容积的生物固体量高于活性污泥法曝气池及生物滤池。因此生物接触氧化池具有较高的容积负荷。（2） 生物接触氧化法不需要污泥回流，不存在污泥膨胀的问题，运行管理简单。（3） 由于生物固体量多，水流又属完全混合型，因此生物接触氧化池对水质水量的骤变有较强的适应能力。（4） 生物接触氧化池有机容积负荷较高时，其F/M保持在较低水平，污泥产率较低。3.6污泥浓缩池 污泥是污水处理过程中的副产物，其中含有大量水分，为了便于污泥的运输和进一步处理与处置，达到减量、稳定、无害化等目的，需先对污泥进行浓缩处理。水处理工程中常用的污泥浓缩方法有重力浓缩、气浮浓缩和离心浓缩。对于本工程建议采用重力浓缩池。该厂产生的剩余污泥的密度比水大,可利用重力自由沉降,可以节约设备费用和动力消耗。浓缩后的污泥进行脱水处理。3.7污泥脱水污泥脱水和干化的目的是除去污泥中的大量水分，缩小其体积，减轻其重量；一般经过脱水、干化处理后，污泥含水量能从90%左右下降到6080%，体积减小到仅为原来的1/101/5。自然干化多采用于干化床；机械脱水多采用板框压滤机、带式压滤机、离心脱水机等。据统计，西欧国家经脱水处理的污泥占其污泥总量的69.3%，其中机械脱水占51.4%、自然干化16.9%、其它1%；主要的脱水机械有：转筒离心机、板框压滤机、压式压滤机、真空过滤机，分别占21.7%，15.8%，11.4%和2.5%。1、真空过滤机真空过滤机是早期使用的连续机械脱水机械。2、板框压滤机板框压滤机是最早应用于污泥脱水的机械；间歇操作、基建投资大，过滤能力低；但其滤饼的含固率高、滤液清、药剂用量少。3、带压式压滤机合成有机聚合物(高分子絮凝剂)发展的结果；连续工作、制造容易、操作管理简单、附属设备较少；但由于絮凝剂较贵，使得其运行费用较高4、污泥离心机技术和转筒式离心机利用离心机使污泥中的固、液分离；离心力场可达到重力场的1000倍以上；处理量大，基建和占地少，操作简单，自动化程度高；可不投入或少投入化学调理剂；动力费用较高。主要有转筒式离心机选择带式压滤机，其连续工作、制造容易、操作管理简单、附属设备较少从而使投资、劳动力、能源消耗和维护费用较低。4 工艺参数 4.1 调节池采用长方形的调节池考虑工厂倒班情况，选择水力停留时间为8h，废水时变化系数1.2，则总量为40m3/班，调节池设计有效水深3m，超高0.5m，宽度选择4m，长度选择4m。设计量为48m3/班有效体积：40 m3工艺尺寸：4m×4m×3m池体采用钢筋混凝土结构，埋深1m4.2 综合调节池有效体积：40 m3工艺尺寸：4m×4m×3m池体采用钢筋混凝土结构，埋深1m4.3 微电解池设计流量：100m3/d停留时间：HRT=4h有效体积：20m3微电解工艺尺寸：4m×2.5m×2m斜管沉淀池工艺尺寸：5m×3m×2m4.4上流厌氧污泥流化床 停留时间：HRT=4.5d容积负荷：1kgCOD/m3.d 有效体积：450m3工艺尺寸：5m×9m×10m采用下布水，上出水，上流式厌氧流化床，池体内底部安装布水管，安装三相分离器，上部安装出水堰等。4.5 中沉池 停留时间：HRT=8.0h表面负荷：0.5m3/m2.h有效体积：35m3工艺尺寸：4m×4m中沉池采用竖流沉淀池，池体采用钢混结构，埋深1.0m。4.6缺氧池停留时间：HRT=17.0h硝态氮负荷：0.15kgNO3-/m3.d有效体积：70m3工艺尺寸： 3m×6m×4m4.7 接触氧化池停留时间：HRT=4.5d工艺尺寸：19m×6m×4m容积负荷：0.8kgCOD/m3.d气水比：160：1风量：12m3/min有效体积：438m3功率选池体采用钢筋混凝土结构，埋深2.0m，曝气采用可拆卸软管微孔曝气器曝气，配备风机两台，型号：SR125， 功率P= 15KW 风量Q= 12 m3/min。4.8 二沉池 停留时间：HRT=8.0h表面负荷：0.5m3/m2.h有效体积：35m3工艺尺寸：4m×4m4.9清水沉淀池功能：沉淀加氯脱色沉淀物。停留时间：HRT=8h工艺尺寸：3×3×4m池体采用钢筋混凝土结构，埋深1.0m4.10污泥浓缩池结构：半地下钢砼防腐(1,2)工艺规格：4m×3m主要设备 板框压滤机型号：XMY16/630-U外框尺寸：2399mm´950mm´1178mm 过滤面积：12m2数量：1台功率:：1.5Kw 污泥压滤泵型号QBY-65 Q16m3/h扬程50m 空压机VA-1005 设备、设施选型5.1 电气工程设计电气设计的主要内容有：（1） 废水处理厂内电器设备配电及控制设计；（2） 动力布置及照明设计。5.2 用电负荷废水处理厂用电负荷分为动力负荷和生产辅助用电负荷两大类。主要动力设备，如提升水泵、污泥泵、风机和电化学氧化用电等工作量计算用电负荷；生产辅助用电，如照明、化验等。废水处理厂的总装机容量：147.5KW 计算用电负荷为：125.5KW6 环境保护、劳动保护及安全生产6.1项目实施过程中的环境影响及对策 （1）工程建设对环境影响 a、施工扬尘、噪声的影响 b、废弃物的影响 （2）建设中环境影响的缓解措施 a、减少扬尘 b、施工噪声的控制c、制定废弃物处置和运输计划6.2项目建成后的环境影响及对策 （2）废水处理厂对周围的环境影响 a、废水处理厂产生的污泥 b、臭味对环境的影响 （1）对环境影响的对策 a、加强管理b、加强绿化6.3劳动保护及安全生产中华人民共和国劳动法规定，其中，对操作工人的劳动安全生产进行法律保护，因此，本工程设计其劳动安全卫生设施符合国家规定的标准。 在废水处理厂运转之前，需对操作人员、管理人员进行安全教育，制定必要的安全操作规程和管理制度，除此之外，尚需考虑以下措施： a、各处理构筑物走道和临空天桥均设置保护栏杆，其走道宽度、栏杆高度和强度均符合国家劳动保护规定。 b、所有电气设备的安装、防护，均须满足电气设备有关安全规定。7 投资、运行费用核算7.1 直接费用1. 土建工程费（构筑物、土建与设备基础）侧壁厚300mm 底部厚400mm调节池：4×4×3-3.4×3.4×2.6=18m3综合调节池：4×4×3-3.4×3.4×2.6=18m3微电解池4×2.5×2-3.4×1.9×1.6=10 m3斜管沉淀池：5×3×2-4.4×2.4×1.6=17 m3厌氧污泥流化床：5×9×10-4.4×8.4×9.6=95 m3中沉池：4×4-3.4×3.6=18 m3缺氧池：3×6×4-2.4×5.4×3.6=25 m3接触氧化池：19×6×4-18.4×5.4×3.6=98 m3二沉池: 4×4-3.4×3.6=18m3清水沉淀池：3×3×4-2.4×2.4×3.6=15m3污泥浓缩池：1.4×0.35×0.4-1.2×0.15×0.2=0.2m3总共：18+18+10+17+95+18+25+98+18+7+15+0.2=339设每立方米混凝土造价1000元，则土建费为33.9万。总管道（包括污泥管道和污水管道）造价2万。两个泵房，1.5×2=3万。脱水间和最终处置设备8万。 办公楼和仓库建造费15万。共计59.9万。2.设备器材与仪器仪表费 2×1000+4×2300+4×34200+38000+2×64+8×45+2×1800=190088元 取设备费为19万。7.2间接费用1.设计费（包括工艺、土建与非标设备等）估计为5万2.安装、调试与培训费安装费15万，调试费4万，培训费1万，计20万。3.技术服务费（科研、污染源调查、试验研究等）2万。4.其它费用 预计为10万。5.管理费 本工艺需3人管理，年薪2.6万，计为8万。6.不可预见费 取5万作为预算。小计：50万元。工程总造价直接费用+间接费用 =59.9+19+50=128.9万 允许与初步设计概算有±10%±15%的偏差。8.运行费用估算1.动力费（包括电费、蒸汽费、给水费等,主要考虑电费） 约为30万元2.药剂费 约为5万元。3.工资福利费 （元/人 年） 本工艺主要是自动运行，仅需工人8名，年薪2.5万，总计20万。4.折旧费=固定资产×折旧率=102×5%=5万元5.大修及维护费19×2.5%=0.5万元 合计：62万元可以得到吨水处理成本元/吨9技术经济指标1处理能力与污染物去除率 本设计工艺处理能力为100，主要构筑物去除率如下：该工艺运行效果稳定，废水中CODcr,BOD5，TP,SS ,NH,-N的平均去除率分别为98.8%,98.3%，95%,96.7%,95%。出水指标可以稳定达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）一级B标准2总投资,土建投资，设备投资 工程总投资128.9万，其中土建费59.9万，设备投资19万，其余为间接投资。3处理成本 运行费用每年60.5万，每吨水处理成本3.7元。生产用水另算。4人员编制与生产班次 设施24小时全天候运行，人员采用三班倒工作制。10其他需要说明的问题1原有处理设施的利用情况 本设计由进水部分和排放水部分、回用水部分与外围设施连接，进、出水管网采用厂方已经建好的设施来加以利用，主体工程全部为新建。2卫生防护与安全措施 办公楼内设置分析实验室，且办公楼位于全年季风主导风向上风向，避免了设施排放出的臭气对工作生活产生的影响。主要设施主体位于地面之下，管理运行方便，几乎没有泄露事故发生的可能。各设施的设计均采用了较高的保险系数，防止水质水量的变化对处理设施的冲击。3场地绿化门口设有花坛，对办公环境起了改善作用。设施之间的道路两旁设有绿化带，种植景观树和草坪。各构筑物之间种有大面积长青树木，是本工程主要绿化面积，对环境空气质量起改善作用。4施工期与进度安排 一期施工完成达标排放部分的建设，二期工程主要完成后续回用水深度处理，同时进行管道安置和一期工程的试运行。5双方分工 厂方负责主体工程之外的管网设置，我方负责全部主体工程的详细建设。11 工艺流程图和平面图11.1 污水处理工程厂区平面布置遵循如下原则 （1）功能分区明确，构筑物布置紧凑，减少占地面积； （2）流程力求简短、顺畅，避免迂回重复； （3）厂区绿化面积不小于30%； （4）道路设置顺畅，便于施工与管理。11.2 污水处理工程厂区道路、通道设计 为便于交通运输和设备的安装、维护，厂区内运输污泥道路宽4.0 m，其它道路宽3.0m。通向每一个建（构）物均设有通道。路面结构采用混凝土。11.3 污水处理工程竖向设计 竖向设计原则 尽量减少提升扬程，节省能源； 尽量减少厂区填方量、开挖量，节省投资。