工业园区废水处理工艺设计

工业园区废水处理工艺设计内容摘要：

使废水中不溶态污染物凝聚为可分离性的絮凝体，然后予以分离去除的过程。 中和法 西南大学学士学位论文 工业园区废水处理设计 6 中和法的原理来源于酸碱中和，利用其原理来处理酸性或者碱性的废水。 即是向偏酸性的废水当中加入碱性物质，反之向偏碱性的废水中加入酸性物质，使其发生酸碱中和反应。 以此来调节废水的 PH值， 使其达到排放标准。 化学沉淀法 化学沉淀法是指向废水中投加可与水中呈离子态的污染物发生化学反应，生成与水不互溶的化合物，析出沉淀，然后将其分离，使废水得到有效净化的废水处理方法。 它主要用于除去废水中的重金属离子。 物理化学法 物理化学法是废水处理的一种方法，它是灵活的将物理方法和化学方法有机结合，使废水得到净化。 常见的物理化学方法包括：吸附法、离子交换法、萃取法等。 吸附 [4] 是指利用多孔吸附剂，吸附废水中溶解性有机或无机污染物。 常用的吸附剂有活性炭、沸石、硅藻土、硅胶、分子筛等，其中以活性炭使用最为广泛。 离子交换 离子交换法是指利用离子交换剂上的无害离子与废水中的有害离子或要回收的离子进行交换反应以除去或者回收废水中的离子的方法。 萃取 萃取是指利用废水中有害溶质在废水中与在加入的溶剂中的溶解度的差异，使废水中的有害溶质转移到我们所加入的另一种溶剂之中，此种溶剂必须与水互不相溶。 从而将水与溶剂分离，同时也分离出了废水中的有害物质，以使废水得到净化。 生物法 生物处理法就是利用微生物的新陈代谢功 能，通过微生物的吸附、降解废水中的有机污染物 ,将废水中呈溶解、胶体以及微细悬浮状态的有机物、有毒物等污染物质 , 转化为稳定、无害的物质的废水处理方法。 生物处理法通常又分为好氧生物处理（如活性污泥法、生物膜法、生物稳定塘和土地处理法等 ) 和厌氧生物处理 (如厌氧活性污泥法和厌氧生物膜法 )两种方法。 好氧生物处理是在有溶解氧的条件下 ,依靠好氧菌及兼性厌氧菌分解氧化废水中的有机物 ,以降低其含量。 西南大学学士学位论文 工业园区废水处理设计 7 厌氧生物处理则是在无溶解氧的条件下 ,依靠兼性厌氧菌和专性厌氧菌转化和稳定有机物 ,主要用于处理高浓度有机工业废水和城市污水中的 污泥 ,且可以回收甲烷作为燃料。 一般来说，中、低浓度有机废水多采用好氧生物处理 ,高浓度 (COD超过 3 000～ 4000mg/ L) 有机废水趋于厌氧生物处理 + 好氧生物处理。 活性污泥法 当前流行的污水处理工艺有： AB 法、 SBR 法、氧化沟法、普通曝气法、 A/A/O法、 A/O 法等，这几种工艺都是从活性污泥法派生出来的，且各有其特点。 其中奥贝尔氧化沟是一种新的污水处理工艺，它是在传统氧化沟的基础上发展起来的。 随着水污染的加剧和水体富营养化问题的出现，具有优良脱氮性能的奥贝尔氧化沟技术可以说是应 运而生，成为一种新的污水处理技术。 它的典型特征是多沟道同心圆结构，污水通常从外沟进入，也可从中沟、内沟进入，回流污泥则进入外沟，沟之间有连通孔道，污水依次从外沟至中沟至内沟，再从内沟流往二沉池，内回流污泥则从内沟流向外沟。 尽管这是一种比较新的工艺，但是由于它的各种优点，现在在全国各地已经有许多应用成功的案例。 其中包括 93 年9 月 1 日建设， 98 年 5 月 1 日投产的 安徽省合肥市王小郢污水处理厂 ，处理量15 万 m3/d，出水水质达标稳定； 2020 年 9 月 1 日建成投产的 北京 大兴黄村污水处理厂 ，处理规模 8 万 m3/d，出水水质达标稳定； 山东潍坊污水处理厂 ，处理规模 10 万 m3/d，出水水质达标稳定。 厌氧消化法 厌氧生物处理是指在无分子氧条件下通过厌氧微生物 (包括兼氧微生物 )的作用 ,将废水中的各种复杂有机物分解转化成甲烷和二氧化碳等物质的过程，也称为厌氧消化。 厌氧法 ,据资料介绍 ,对于高浓度有机废水的处理是最好的方法。 有机废物经厌氧生物的降解、转化，不仅可以去除有机污染物，而 且还可获得大量的沼气。 1970年，荷兰教授 Lettinga先生发明了“上流式厌氧污泥床反应器 (简称 UASB) ” ,加拿大科学研究会生物科学部研究出“复合式上流厌氧反应器”。 吉林化工学院用 UASB进行过高浓度有机废水的处理研究 ,北京市环保所曾 UASB 研究处理华北制药厂等三厂高浓度有机废水 ,效果均良好 ,COD去除率可达 80 %以上 [5]。 西南大学学士学位论文 工业园区废水处理设计 8 生物膜法 使废水连续流经固体填料 (如碎石、炉渣或塑料蜂窝等 )，在填料上形成污泥状的生物膜。 生物膜上繁殖着的微生物，能够起与活性污泥同样的净化作用，吸附和 降解废水中的有机污染物，从填料上脱落下来的衰死生物膜随废水流入沉淀池，经沉淀分离，废水得以净化。 生物稳定塘 使废水在自然或经人工改造或人工修造的池塘内缓慢流动、贮存，通过微生物等的代谢活动，降解废水中的有机污染物，从而使废水得到净化。 生物塘按功能的不同可分为好氧塘、兼性塘、厌氧塘等。 随着水资源的世界性危机越来越严重，各国对废水处理技术越来越重视，为防止水质资源恶化而对国家经济的可持续性发展产生瓶颈效应，投入大量人力物力开发新的水处理技术。 新世纪我国水质科学与工程学科的时代性挑战与任务是：在 2025年前，开发出具有突破性的水处理新工艺以及强化现有工艺的改造技术，使水处理的各项费用比现在降低约 25%— 33%，并在 2050年前水资源不再出现 IV类以及低于 IV类水质的现象。 因此我们除了积极改造现有工艺，还必须积极创新，开发新材料，利用生物技术如利用现有的 EM技术（有效微生物群）、天然微生物种、开发高效的人工菌种等，发展水处理技术任重而道远。 西南大学学士学位论文 工业园区废水处理设计 9 设计说明书 引 言 工业废水中污染物成分极其复杂多样，任何一种处理方法都难以达到完全净化的目的，而常常要集中方法组成处理系统， 才能达到处理的要求。 废水处理流程的组合，一般遵循先易后难、先简后繁的原则。 先取出大块垃圾和漂浮物质，然后再一次取出悬浮固体、胶体物质及溶解性物质。 即首先使用物理法，然后再使用化学法或物化和生物处理法 [6]。 中国现有工业废水处理厂，多为各企业自行修建，先期对其进行预处理达到排放标准后排入城市生活污水厂再进行处理，最后排入水体。 本设计拟建设一个对工业园区所有企业的污水（包括生活污水）进行综合性的统一处理。 1 设计规模 污水处理规模 通过对该工业园区进行实地调查后，预测其每日污水 平均流量为 30000m3/d。 污水总变化系数 KZ=，最大小时流量 ；考虑远期水量变化，远期工程平均污水量 6 万 m3/d，污水总变化系数 KZ=，最大小时流量 3400m3/ h。 为节省工程投资，并考虑到近期工程与远期工程的结合，近期工程粗格栅进水泵房、接触消毒池建设规模为 60000m3/d，近期工程的其它主体处理构筑物及生产性建筑物的建设规模为 30000m3/d。 进出水水质指标 （ 1） 进水水质指 COD NH3N BOD TN SS TP 1300mg/L 30mg/L 600mg/L 40mg/L 350mg/L 7mg/L （ 2） 出水水质 指标 ： 执行标准为《城镇污水处理厂污染物排放标准》（ GB189182020)一级 B标准 [7] COD NH3N BOD TN SS TP ≤60mg/L ≤15mg/L ≤20mg/L ≤20mg/L ≤20mg/L ≤1mg/L 西南大学学士学位论文 工业园区废水处理设计 10 2 工艺流程的确定 污水处理厂工艺选择原则 [8] 污水处理厂的建设和运行耗资比较大，并且受到多种因素的制约和影响。 其中，处理工艺方案的优化选择对污水处理厂投资及运行管理的影响尤为关键。 因此，须从项目整体优化的观点出发，综合考虑当地的客观条件、污水性质及处理出水要求，提出最佳的污水处理工艺方案。 污水处理工艺选择原则： （ 1） 工艺合理，技术先进，对水质变化的适应能力强，出水达标且稳定； （ 2） 运行管理方便，运转灵活，对进水水量、水质的变化有较强的抗冲击能力及应变能力； （ 3） 经济合理，电耗省，造价 低，占地省； （ 4） 工艺配套设备技术先进、质量可靠，并有广泛的选择余地； （ 5） 工艺过程自动化控制程度高，降低劳动强度； （ 6） 易于管理，操作方便，设备可靠； （ 7） 重视环境、臭气的防护，噪声的控制； 本污水处理厂进水水质特点 本电子工业园区污水处理厂除生活污水外，还含有以芯片、线路板废制造及封装测试为主的微电子产业废水，结合该地区污水排放的特点，对其进水水质特点概括如下： （ 1）水质水量波动较大，主要污染物（ COD、 SS）浓度较高 （ 2） BOD5/COD 值较低 本工程废水中 BOD5/COD 值较低，属可生物降解但又不易生物降解污水。 同时，曝气池活性污泥对废水驯化 、 适应周期长，加上进水水质变化较大，在一定程度上影响生物降解能力，因此，在生化处理系统前必须要有强化预处理设施。 （ 3）废水成分复杂，含有一定量的重金属及有毒有害物质 由于污水处理厂所接纳的污水中含有一定量的微电子产业污水，企业生产采用的原材料中含有的重金属及有毒有害物质种类较多，如铜、铅、镍、锌、铬及氟化物等，虽然企业的生产废水经过严格的预处理后才能排入下水道，但是由于企业原废水中上述物质的浓度较高，需要较高的处理效率才能达到排 放要求，在事故状态或其它原因下，很难保证任何时间，污水厂进水水质中上述物质浓度满西南大学学士学位论文 工业园区废水处理设计 11 足设计进水水质要求，因此，污水处理厂处理工艺需要考虑针对上述物质的应对处理措施。 根据本设计对水质及处理规模的要求，对比多种工艺流程 ，最终确定工艺流程为强化预处理 +奥贝尔氧化沟工艺（其中污水预处理采用调节池与反应沉淀池合建方案），主要原因是奥贝尔氧化沟除了具有 A/A/O 的效果外，还具有如下特点 [9][10][11]： （ 1） 具有独特的水力流动特点，有利于活性污泥的生物凝聚作用，而且可以将其工作区分为好氧区，缺氧区，用以进 行硝化和反硝化作用，取得脱氮效果且脱氮效果还能进一步提高。 （ 2） 不设初沉池，有机性悬浮物在氧化沟内能达到好氧稳定的程度。 （ 3） BOD 负荷 低，使氧化沟具有对水温、水质、水量的变动有较强的适应性。 （ 4） 污泥产量 少 ，污泥性质稳定。