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1、污水再生回用处理项目工程施工设计方案一、方案基础设计依据和设计原则1、设计依据业主提供的原水水质、水量和要求等基础资料；低压配电的继电保护和自动装置设计规范（GB50054-92）；电力装置的继电保护和自动装置设计规范（GB50062-92）；室外排水设计规范（GB50013-2006）；生活污水排放标准（GB5749-2006）；给水排水工程结构设计规范（GBJ69-84）；给水排水设计手册（111册）；地表水环境质量标准（GB3838-2002）；土壤环境质量标准（GB15618-1995）。2、设计原则与要求设计严格执行国家及地方的有关用水法规及经济技术政策,符合建设方提出的相关要求。选
2、用先进的处理工艺,构筑物的型式及主要设备必须最大限度地满足实用的要求,以确保净水站功能的实现。设计所选用的原始数据必须准确可靠,并保证必要的安全系数。设计中在保证工程质量的前提下,尽可能采用合理的措施,降低工程造价和设备运行费用。设计中根据实际情况在合理、经济、积极、慎重的原则下,力求采用先进的工艺、设备、材料等,以提高工程的质量。根据运行维护要求,力求使水处理系统易于维护管理,自动化水平要符合实际情况。处理站设计力求工艺简捷,设备管道布局合理、美观,力求环境整洁、优美、卫生。布置紧凑合理占地少上马快、建设周期短、管理集中、操作简便、运行费低、运行安全可靠。编制范围：对被处理水提升后进入净水处
3、理站的管道混合器至纤维滤池出水后1米内的生产性构筑物进行工艺、土建、电气、仪表、自控、及总图等各专业进行方案编制。厂外供电、排水等由甲方根据现场实际情况另行委托有关单位设计。设计水量的确定：根据建设方的用水要求,同时考虑远期生产的扩建,研究确定本项目设计处理后水量规模为2万吨/日,考虑1.1的变化系数,则水量按22000m3/d,则流量为Q=22000m3/d=918m3/h。设计进水水质：被处理水主要为生化二级处理出水,按原有生活污水及部分工业废水处理后设计要求达到一级B标排放标准,其主要的出水水质指标如下： uBOD5：20mg/L; vCODcr：60mg/L; wSS：20mg/L;
4、xTP：1mg/L; yTN：20mg/L; zNH3-N：8mg/L、括号内为冬天的出水数据。设计出水要求再生水用作冷却用水的水质控制标准GB/T19923-2005序号控制项目冷却用水洗涤用水锅炉补给水工艺与产品用水直流冷却水敞开式循环冷却水系统补充水1pH值6.59.06.58.56.59.06.58.56.58.52悬浮物（SS）（mg/L） 30303浊度（NTU）5554色度（度）30303030305生化需氧量（BOD5）（mg/L）30103010106化学需氧量（COD Cr）（mg/L）6060607铁（mg/L）0.30.30.30.38锰（mg/L）0.10.10.10
5、.19氯离子（mg/L）25025025025025010二氧化硅（SiO2）5050303011总硬度（以CaCO3计/mg/L）45045045045045012总碱度（以CaCO3计 mg/L）35035035035035013硫酸盐（mg/L）60025025025025014氨氮（以N计 mg/L）10101015总磷（以P计 mg/L）11116溶解性总固体（mg/L）1000100010001000100017石油类（mg/L）11118阴离子表面活性剂（mg/L）0.50.50.519余氯（mg/L）0.050.050.050.050.0520粪大肠菌群（个/L）2000200
6、0200020002000注：当敞开式循环冷却水系统换热器为铜质时，循环冷却系统中循环水的氨氮指标应小于1 mg/L。循环冷却水的水质标准表项目单位要求和使用条件允许值悬浮物Mg/L根据生产工艺要求确定20换热设备为板式,翅片管式,螺旋板式10PH值根据药剂配方确定7-9.2甲基橙碱度Mg/L根据药剂配方及工况条件确定500钙离子Mg/L根据药剂配方及工况条件确定30-200亚铁离子Mg/L0.5氯离子Mg/L碳钢换热设备1000不锈钢换热设备300硫酸根离子Mg/L对系统中混凝土材质的要求按现行的GB50021 94的规定执行硫酸根离子与氯离子之和1500硅酸Mg/L175镁离子与二氧化硅的
7、乘积15000游离氯Mg/L在回水总管处石油类Mg/L5炼油企业10注：甲基橙碱度以碳酸钙计；硅酸以二氧化硅计；镁离子以碳酸钙计。综合上述两个国家水质标准,参照第一个水质标准,因为污水经过处理后再生用于循环冷却水,因此更合理些,更符合实际情况。说明：若循环水中含铜材质的,则要求出水中的NH3-N的指标小于1mg/L,冷却循环水除上述指标之外,其主要的控制指标为水中悬浮物SS、浊度（NTU）、BOD，因SS含量高长期运行,悬浮物会沉积或附着在冷却循环水管的管壁上,影响换热效果,同时因BOD高会长生物膜、藻类等,这也会影响换热效果,同时由于微生物的作用,容易因生物腐蚀而穿透管壁。铜材的换热管要求水
8、中的NH3-N的指标小于1mg/L,主要是因为NH3-N与铜会形成铜氨络合物（通常所讲的铜锈）,从而对铜材产生腐蚀作用。因现在污水处理厂还在筹建阶段,污水处理厂的出水水质无从验证,在此方案中按循环冷却设备不含铜材设计。若按有铜材设计,则出水要保证NH3-N小于1mg/L,若物理、化学方法处理,通过前面的纤维滤池过滤后,则必须的通过折点加氯,然后再通过粒状活性碳过滤池过滤,通过活性碳的吸附而去除部分NH3-N以及氯离子,因为氯气的用量投加量很难控制,尽管通过理论上可以计算,但理论上的计算与实际的水质变化不相符,另外循环水中的氯离子含量高则容易对钢材特别是不锈钢钢材腐蚀很大。因建设方冷循环水系统含
9、铜材较多。因而在此方案中还是要考虑活性碳滤池方案设计。二、工艺设计工艺可行性分析悬浮物（SS）的去除：水中悬浮物质是颗粒直径约在10-4mm以上的颗粒,肉眼可见,这些微粒是由泥砂、黏土、原生动物、藻类、细菌、病毒以及高分子有机等组成,常常悬浮在水流之中,产生水的浑浊现象。这些微粒很不稳定,可以通过气浮、沉淀和过滤而除去。水在静置的时候,重的微粒（主要是砂子和黏土一类的无机物质）会沉下来。轻的微粒（主要是细小的活性污泥）会浮于水面上,用过滤等分离的方法可以去除。悬浮物是造成浑浊度、色度和气味的主要来源。污水经过污水（主要是活性污泥法）处理工艺处理,经过二沉池沉淀分离后，出水主要是一些轻的、碎的活
10、性污泥颗粒,这些颗粒经过絮凝反应、鞋管沉淀加过滤后出水完全可以达到出水要求。BOD5的去除：BOD5的去除分为物化处理和生化处理两种方法,但物化处理法与生物细菌为主体的生物处理法相比,其费用远远大于生物处理法。有机物分为可溶性与不可溶性的有机物,一般可溶形有机物是由小分子量组成的,不可溶性有机物一般是由大分子量组成的,而可溶性与不可溶性的大分子有机物在絮凝剂与水中带负电荷的悬浮物发生静电中和反应以及桥架的作用下,部分会粘附在悬浮颗粒上,这样在过滤的作用时,在去除悬浮物的同时也去除了部分可溶性与不可溶性的有机物。在污水处理工艺设计中,一般溶解性BOD5在设计出水中一般为6.4mg/L左右,而在实
11、际出水中往往高于这个值,主要的原因是出水中夹带一些轻的、碎的活性污泥颗粒而造成的。在此方案中,采用混凝沉淀加过滤的强化处理工艺,能有效地去除大部分的悬浮物,同时大大降低出水浊度,同时纤维滤池过滤工艺,重要是利用纤维滤料的强大的比表面积和吸附功能,使水中悬浮物去除率大大提高,同时也相应降低了BOD5在出水中含量,根据前面的水质分析可知,BOD5的去除率为70%,通过强化处理工艺是完全能达到的。NH3-N的去除：氨氮(NH3-N)以离子态铵(NH4+)和非离子态氨(NH3)两种形式存在于水中。两者组成比取决于水的pH值和水温。运用常规水处理工艺,难于达到除氨氮的效果。较有效地去除氨氮有曝气法、折点
12、加氯法和生物氧化法。由前面水质分析可知,此工程NH3-N的去除率为37.5%,根据根据城市污水回用设计规范给出的深度处理单元技术的处理效率和目标水质所列的数据可知,通过过滤工艺,总氮的去除率一般为5-15%左右,至于其去除的原理还有待于研究。对于NH3-N的去除还可以采用折点加氯的方式以及活性碳吸附进行去除。TP的去除：根据室外排水设计规范（2006年1月1日起,出水中磷的含量为0.5mg/L）中关于化学除磷应用范围的规定,一般城市污水经过生物除磷后,较难达到0.5mg/L,故可以采用化学除磷的方法,以满足出水中磷的出水要求。以生物反应池为界,在生物反应池前投加化学药剂为前置投加,在生物反应池
13、后投加为后置投加,在此工程中除磷为后置投加。后置投加点为生物处理之后,形成的沉淀物通过过滤后达到去除的目的。这一方法的出水水质特别好。一般化学除磷主要投加的药剂为铝盐和铁盐,主要反应生成难溶的磷酸铝和磷酸铁,其投加量与被处理水中总磷量成正比。生成的磷酸盐沉淀物通过过滤达到去除的目的。针对设计出水的水质要求及去除率,以下针对每个需要处理的水质指标进行工艺方案分析与选择,最后确定整个水处理工艺。根据在GB/T50335-2002再生水利用工程设计规范中给出的深度处理单元技术的处理效率和目标水质所列的数据见下表：（下表格得出的数据,其中过滤为砂滤料过滤得出的数据）二级出水进行混凝沉淀、过滤的处理效率与目标水质。序号项目处理效率（%）目标水质（mg/L）混凝沉淀过滤综合1浑浊度50-6030-5070-803-52SS40-6040-6070-805-83BOD530-5025-5060-705-104CODcr25-3515-2535-4540-705总氮量5-155-1510-20-6总磷量40-6030-4060-807铁含量40-6030-4060-8003其它单元过程的去除率（%）序号项目活性碳吸附氨吹脱离子交换折点加氯反渗透臭氧氧化1BOD540-6025-505020-302CODcr40-6020-3025-5050503SS60-7050504NH3-N30
