實驗室廢水處理設計方案

1．項目背景

1.1項目概況

中國科學院廣州生物醫藥與健康研究院實驗樓每天產生的廢水包括清洗污水、實驗過程產生的污水等；由于該實驗樓所排出的廢水COD、BOD、SS及大腸桿菌類的細菌等水質指標都超出了廣東省水污染物排放限值中的一級排放標準，為了保護其周圍的水體環境，受該研究院的委托，華南環境科學研究所環境工程研究設計中心承擔了該廢水處理工程方案設計工作。

1.2編制目的、依據、原則和范圍

1.2.1編制目的

對廢水處理站工藝單體進行詳細優化設計，并提出主要設備材料表，據此編制投資估算。

1.2.2編制依據

1．參考同類型的實驗樓廢水水質水量資料；

   2．廢水處理后的出水指標按《廣東省水污染物排放限值》（DB44/26-2001）中一級標準執行；

   3．工程設計執行《室外排水設計規范》（GBJ14-87）；

   4．《給水排水工程結構設計規范》(GBJ69-84)；

5．《給水排水構筑物施工及驗收規范》(GBJ141-90)；

6.本中心多年來從事同類型廢水治理工程的設計與施工的成功經驗。

1.2.3編制原則

1.生產建設總體規劃的指導下，通過廢水綜合治理工程的建設達到保護環境、保護水資源、保持企業可持續發展的目的。

2.采取近遠期結合的方針，充分發揮建設項目的社會效益、環境效益和經濟效益。

3.選擇先進、技術經濟合理的處理工藝技術，為工程方案的盡早實施，為廢水處理廠的建設和運行創造良好的條件。

4.采用高效節能，簡便易行的處理工藝，降低工程投資和運行費用。

5.設備選型做到合理、可靠、先進。

6.按現行有關規定進行投資估算和經濟分析。

1.2.4編制范圍

本設計編制范圍為廢水處理站內全部建、構筑物及配套工程。

1.對廢水處理站處理工藝進行優化組合和經濟技術比較；確定經濟、可行、合理的工藝技術方案。

2.對推薦方案進行工藝、建筑、結構、電氣、機械和自控等分析評價，提出處理站定員、節能等方面說明。

2．工程目標

2.1工程范圍

本工程的范圍為廢水處理站內工程系統。

2.2建設目標

廢水處理站的設計采用先進的技術和設備、方便的管理設施，使水污染降到最小程度，同時做到投資合理，運行費用省，維護管理方便。

2.3廢水水量、水質及處理目標

2.3.1廢水水量

根據提供的資料，該實驗樓的廢水量為Q=24m3/d，本設計方案的水量按1.0m3/h，運行時間按24小時計算。

2.3.2廢水水質

廢水中主要污染物指標有大腸桿菌類、pH、CODcr、BOD5等，根據提供的水質及參考類似廢水水質，本處理工程進水水質指標如下：

CODcr≤650mg/L          BOD5：≤230mg/L

SS ≤200mg/L          氨氮≤ 25mg/L

動植物油≤20mg/l        硝基苯類≤20mg/l              

2.3.3廢水排放水質目標

廢水處理站出水排放應執行《廣東省水污染物排放限值》（DB44/26-2001）的第二時段一級標準,出水水質指標達到以下標準：

CODcr≤90mg/L              BOD5：≤20mg/L

SS ≤60mg/L               氨氮≤ 10mg/L

動植物油≤10mg/l           硝基苯類≤2mg/l        

大腸桿菌類 ：500個/L    

2.3.4污泥處理目標

污水處理站二沉池所產污泥將經過污泥泵回流到酸化池和好氧池處置。

3．處理工藝

3.1工藝的選擇

對本項目此類廢水的處理，我單位經過多年的研究和工程實踐，已掌握了一條行之有效的途徑，即先通過水解酸化處理，靠厭氧微生物長時間地生化作用，先將大分子的長鏈打斷，變成較小分子量的有機物，再經充足的曝氣，由好氧微生物將其降解至既定的濃度。以確保出水達到排放標準。

3.2工藝流程及說明

工藝流程圖如下所示：

實驗樓廢水

格柵

調節池

酸化池

鼓風機房                      接觸氧化池            

                          　　 二沉池 污泥      

加氯間  　　　　　　　　　　　　消毒池

達標排放

流程說明：

實驗樓排出的廢水由于含有其它一些較大的漂浮物，因此要預先通過格柵的處理后才能進入調節池，調節池集水坑內設置二臺潛水泵，一用一備。調節池的出水由提升泵提升到水解酸化池。

由于水解酸化池中無攪拌混合的機械設備，所以如何將廢水均勻分布在酸化池的整個平面上，是充分利用酸化池的有效空間，確保水解酸化處理效率的要點之一。本設計采用一套布水系統，將廢水在短時間內以數倍于平均流量的水量，進入配水管網，使得每個布水口的出水流量基本一致；配水管網采用環形布水方式，可提高池內厭氧污泥與廢水的混合吸附效果。再加上酸化池上部集水槽的均勻出水，酸化池內將不存在死區，有效容積得以充分發揮處理作用。

酸化池不需消耗其它能量，是一種節能工藝。水解酸化作用能破壞難分解物質的分子結構，對一般用好氧處理難以降解的有機物均有降解作用，水解酸化作用發生后，水中低級有機酸量增加，廢水pH值下降，長鏈、復雜有機物得以斷鏈成為較簡單、分子量較小的物質，廢水的可生化性（BOD5/COD）提高，有利于后續好氧處理。廢水經水解酸化處理后，COD將有所下降，但更重要的是廢水的生化性有了很大的改善，可大大提高后續好氧處理的效率。

好氧池供氧采用鼓風曝氣，并采用推流式生物膜法，廢水由一端進入好氧池后，沿池呈活塞流向前推進，在此過程中，廢水中的污染物質被附著于池內填料上的好氧微生物不斷吸附和降解。由于廢水中的濃度沿池長逐漸遞減，池內各處生長的微生物的種群和數量將對應于該處的廢水水質而自然優化，從而提高了處理效果和出水的水質。好氧池采用生物膜法，可免除常規活性污泥法用于廢水處理時經常發生的污泥膨脹，污泥流失之患。

好氧池的出水在后續的二沉池中進行泥水分離，根據我們以往的工程經驗，二沉池選用豎流式沉淀池的形式，設一個泥斗，該處污泥隨即被回流到酸化池和好氧池。二沉池出水要經過消毒池加氯消毒處理方可達標排放。

4．工藝建構筑物設計

4.1廠區平面布置

設計時，將不同的建、構筑物分別集中布置，并考慮以下原則：

1．廢水按順序以最短距離流經各處理構筑物，避免主管道的遷回曲折；

2．風機房靠近接觸氧化池，以減少主風管長度；

4.2 廢水處理系統設計

4.2.1 調節池

(1) 構筑物:按1.0m3/h規模設計。

功能：接納流出廢水，提供足夠的調節容量以滿足水質水量的調節需要，保證廢水提升系統的正常運行。

結構型式：地下式鋼筋砼矩型水池。

設計流量：1.0m3/h

有效容積：V =24m3

停留時間：24.0小時

尺寸：B×L×H=2.0×4.0×3.5m3

數量：1座。

(2) 主要設備

提升泵

   性能參數：Q=1.0m3/h，H=10m，N=0.5Kw

    數量：2臺，一用一備。

控制方式：池內設置液位計，根據調節池內水位高低自動

啟停。

4.2.2水解酸化池

(1)構筑物:按1.0m3/h規模設計

功能：將廢水中懸浮物截留并能去除部分溶解性有機物，將難于好氧生化降解的物質轉化為小分子物質以便在后續生化處理構筑物中去除。

結構型式：地下式鋼筋砼水池

設計流量：1.0m3/h；數量：1座。

設計參數：

停留時間：24.0小時；

有效水深:H=5.00m

有機負荷：1.60kgCOD/(m3·d)

池中設填料，填料體積：V=18m3

工藝尺寸：B×L×H=2.0×3.0×5.5m3

(2)主要設備

布水系統,直接布水兩種方式，布水管進行環形的設計，呈網狀均勻分布在池底，能充分均勻布水，并能有效混和池中厭氧污泥與廢水，提高酸化池中厭氧污泥與廢水的吸附效果。

4.2.3 接觸氧化池

按1.0m3/h規模設計

(1)構筑物

功能：利用好氧菌群將廢水中有機物質深度降解以達到水質凈化的目的。

結構型式：地下式鋼筋砼矩形水池。

設計流量：Q=1.0m3/h

數量：1座

停留時間：T=20.0小時

有效水深: H=5.0m。

有機負荷：1.45kgCOD/(m3·d)；氣水比：15:1。

工藝尺寸：B×L×H=2.0×2.0×5.5m3

池中設填料，填料體積：V=12m3

池中設曝氣頭:10個（服務面積：0.4 m2/套）。

(2)主要設備

配備三葉羅茨風機二臺(一用一備),

總風量：0.90m3/min，風壓53.9Kpa，

型號:SSR50-50A，N=2.2KW，Q=0.90m3/min

風機安裝于風機房內。

4.2.4二沉池

按1.0m3/h規模設計。根據以往同類廢水的設計經驗和該廠的實際情況，選用豎流式沉淀池，該型沉淀池能有效提高二沉池的沉淀效。

(1)構筑物

      功能：將從接觸氧化池出來的混合液泥水分離。

   結構型式：地下式鋼筋砼水池

設計流量：Q=1.0m3/h

類型：豎流式沉淀池

數量：1座，

   表面負荷：Q=1.80m3/(m2·h)

工藝尺寸：B×L×H=2.0×2.0×5.0m3

停留時間：16小時

(2)主要設備

① 回流污泥泵

性能參數：Q=1m3/h，H=10m，N=0.75kw。

數量：2臺，一用一備

控制方式：定時啟停

4.2.5 消毒池

  按1.0m3/h規模設計。

功能：接納二沉池出水、對污水進行加氯消毒處理。

結構型式：地下式鋼筋砼水池

數量：1座。

     平面尺寸：B×L×H=2.0×1.5×2.0m3

4.2.6 鼓風機房及加藥間

  按1.0m3/h規模設計。

(1)構筑物

功能：為接觸氧化池供氣和消毒池加藥。

結構型式：地上式框架；數量：1座。

     平面尺寸：B×L×H=3.0×4.0×3.0m3

(2)主要設備

 ①鼓風機

  設羅茨風機2臺，1用1備，型號SSR50-50A。

風量Q=0.90m3/min，風壓53.90Kpa,配套電機2.20kw。

     還有與鼓風機配套的止回閥、安全閥、隔聲罩、過濾器及消音減振措施等。

②加氯設備：

設二氧化氯發生器一臺。

加氯量：8g/h

4.3自控儀表設計

1．控制方式

所有工藝設備統一由控制箱進行控制。

2．無功功率補償

采用低壓側無功功率自動補償裝置，補償后功率因數不低于0.9。

3．設備選型

低壓開關柜采用國產GGD及XL-21固定式開關柜。

5．運行管理

根據建設部(85)城勞字第5號文《城市建設行業編制定員試行標準》，廢水站總人數1人。

為保證廢水處理站的正常運行和效益目標的實現，必須在廢水處理站的操作和維修管理方面采取有效的措施，主要有：

（1）對操作人員進行專門培訓，經考核后才能上崗。

（2）加強對進站廢水水質的監測，控制工業廢水中污染物的任意排放，以保障生化處理工藝的安全運行。

（3）及時整理、定期匯總分析運行記錄，建立、建全技術檔案，為生產運行提供技術參數和設備工況資料，并在此基礎上總結改善，不斷提高運行技術水平。

（4）建立檢修、保養制度。根據設備的性能要求，進行經常的維護和定期的檢修工作，以提高設備的完好率，延長使用壽命。

6．投資估算

6.1設計依據

6.2投資估算

1．土建直接費（不包括基礎處理費用）

2．設備直接費

（C）設備安裝運輸費：B×10%=1.536(萬元)

（D）直接費﹙A+B+C﹚：25.60萬元：

（E）設  計  費：D×6.0%=1.54(萬元)

（F）調  試  費：D×3.0%=0.768(萬元)

（G）稅      金：（D-F）×5%=1.24(萬元)

本工程總投資為：29.15萬元﹙貳拾玖萬壹仟伍佰圓﹚

﹙本工程總投資不包括地基處理費和調試藥劑費及電費﹚

7．運行費用

1．電費

本工程裝機容量（包括照明）共8.2kw

實際每天耗電量為57.6kw·h

以0.8元/kw·h計，則折合每噸水：2.88元/噸水

2．藥劑費

   藥劑費按每噸水1.00元計。

3．人工費

  日常運轉共需員工1人,員工薪酬以600元/人·月計。

     折合每噸水：1.0元/噸水

4．不計折舊噸水運行費：

    （2.88+1.00+1.00）=4.88元/噸水

   說明：以上計算中人工、藥劑及用電單價如發生變化，則運行費用相應變化。

           華南環境科學研究所環境工程研究設計中心

                       二OO四年五月