实验室污水处理工程设计方案，本方案包含污水处理工艺、污水处理设备、污水排放标准等详细信息。
第一章、总则
1、建设规模
本次工程确定规模为：Q=120m3/d，按每天运行24小时计算，时均处理量为5t/h。
2、标准及规范
《中华人民共和国环境保护法》 (2015年1月);
《中华人民共和国水污染防治法》 (2008年6月);
《中华人民共和国固体废弃物污染环境防治法》(1995年10月);
《建设项目环境保护管理条例》 (国务院令第253号1998年11月);
《建设项目环境保护设计规定》 (国环字(87)002号文)。
《工业企业厂界噪声标准》2008年修订 (GB12348-2008);
《土工合成材料应用技术规范》 (GB50290-98);
《建筑结构可靠度设计统一标准》 (GB50068-2001);
《建筑地基基础设计规范》 (GB50007-2002);
《混凝土结构设计规范》 (GB50010-2010);
《工业与民用供配电系统设计规范》 (GB50052-95);
《低压配电装置及线路设计规范》 (GB50054-92);
《建筑电气设计技术规范》 (JBJ/T16-2008);
《工业企业设计卫生标准》 (GBZ1-2010);
《室外排水设计规范》 (GB50014-2006);
《三废处理工程技术手册》;
《地表水环境质量标准》 (GB3838-2002);
《一般工业固体废物贮存、处置场污染物控制标准》(GB18599-2001);
《建筑结构荷载规范》 (GB50009-2001);
《建筑给水排水设计规范》 (GB50015-2009);
《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》(GB50062-2008);
其他现行国家和地方有关规范、规定、标准。
3、编制原则及依据
(1)严格执行国家和工程当地现行有效的有关规范和标准。在设计中，充分考虑新的国家规范及升级改造出水水质达标排放，选择适合工艺以满足要求。
(2)在满足工程建设目标的前提下，方案设计不仅要考虑建设的技术经济合理性，更应结合当地的生产条件、习惯和管理经验，考虑生产运行的安全、可靠、便捷和低成本。
(3)方案设计应积极响应国家近阶段提出的宏观调控政策，充分考虑节约资源、能耗和尽量减少工程建成后对周边环境的影响，积极响应最新技术规范，积极稳妥的利用新技术。
(4)设计方案的总体布局与污水处理区域现状格局及规划合理衔接，并充分考虑现状进出污水管及电力进线管。
(5)在设备选型中，充分性价比的情况下，尽可能选用国内同行业中节能效果好的新设备。污水泵采用高效不堵塞污水泵，其工作效率大多达到82%以上，大大降低常年运转电耗。
(6)在工艺设计中尽可能做到各构建筑物、各工段流程合理、布局紧凑，尽量减少各物料周转的距离，降低能耗。总图布置中，能耗大的构筑物尽可能靠近各动力站房，以降低实际生产中不必要的能源消耗。
(7)在工艺高程布置上，尽量做到合理紧凑，减少构筑物之间的水头损失，使泵的能耗降低，各构筑物之间尽量利用重力自流形式。处理构筑物进行合理分组，适应水质、水量的变化。
(8)构建筑物外观设计要体现时代风貌，简洁、美观、大方，注重环保意识和景观设计，力求升级改造范围内景观与周边环境和谐。
(9)污泥排放量小，运行能耗低，运行费用省;
(10)运转管理方便。
第二章、污水水质水量及排放标准
1、水质水量概况
1.1、设计进水水量
1.2、进水水质(取水样实测)
1.3、污水处理系统出水水质
根据二期项目环境评价报告提出的废水处理要求，该项目实施后排放的废水须达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中的三级标准
单位：mg/l
第三章、污水处理工艺论证
1、污水处理工艺方案选择原则
为了实现污水处理建成后能够稳定高效运行、同时节约工程投资以及运行费用，工艺必须满足以下几个原则：
(1)依据进水水质、水量以及出水水质，处理工艺需先进、高效、合理、经济、能稳定达标;
(2)出水标准严格按照相关标准执行。
(3)作为污水处理的工艺，合理稳妥的选取设计参数，保证运行效果稳定达标。
(4)关键的水处理仪表设备可考虑采用国外设备，其余选用国内生产设备;
(5)总平面布置时考虑构筑物合理布置，力求流程顺畅，构筑物之间紧凑少占地;
(6)工程的劳动组织、劳动定员、环境保护和安全卫生均严格执行国家和地方的有关规定。
2、污染物去除分析
处理污水中不同污染物的去除方式主要有以下几种：
(1)SS的去除
2.1、絮凝、沉淀工艺
2.1.1、混 合
混合是污水与混凝剂或助凝剂进行充分混合的工艺过程，是进行絮凝和沉淀的重要前提，混合是混凝剂的水解产物迅速混合到水体的每一个细部，并使水中胶体颗粒脱稳的过程。
混合的方式有很多种，常见的有管式混合、机械混合等。
①管式混合：管式混合是通过管道或管道零件产生局部阻力，使水流发生湍流，从而使水体和药剂混合。管式混合的优点是设备简单、不占地;缺点是当流量减小时，可能在管中絮凝沉淀。一般管道混合效果较差。
②机械混合：依靠外部机械供给能量，使水流产生紊流，它的优点是水头损失小，适应各种流量变化，能使药剂迅速而均匀的扩散至水体中，同时使胶体颗粒脱稳，具有节约投药量等特点。缺点是增加相应的机械设备、需消耗电能、同时也相应增加了机械设备的维修及保养工作，管理维修比较复杂。
③列管式混合器：它是利用水流通过列管产生高频漩涡，使数种物料充分混合，它混合效果好、构造简单、制作安装方便、水头损失小，可节约药剂20%～30%，运行费用较低。
2.1.2、絮凝
絮凝过程就是使具有絮凝性能的微絮粒相互碰撞，从而形成较大的絮粒，以适应沉淀分离的要求。为了达到完善的絮凝效果，必须具备两个主要条件：一是具有充分絮凝能力的颗粒;二是保证颗粒获得适当的碰撞接触而又不致破坏的水力条件。所以，絮凝池的设计应根据水质、水量、污水工艺高程布置、沉淀池形式及维修条件等因素确定。旋流絮凝池、折板絮凝池、机械絮凝池、网格絮凝池、小孔眼网格絮凝池等为常用的絮凝形式。
①旋流絮凝池：旋流絮凝池的优点为容积小、水头损失较小。其缺点为池体较深、在地下水位较高处施工较困难、絮凝效果较差。
②折板絮凝池：它是利用在池中加设一些扰流单元以达到絮凝所要求的紊流状态，使能量损失得到充分利用，能耗与药耗有所降低，停留时间缩短。折板絮凝池的优点为絮凝时间短、容积小、絮凝效果好。其缺点为造价较高。
③机械絮凝池：机械絮凝池的优点为絮凝效果好、水头损失小、絮凝时间约为12～15分钟。由于增加了机械设备，搅拌浆的转速调整可适应不同的水量和水质，但对机械设备质量要求较高、机械设备维护量大、管理比较复杂、机械设备投资高、运行费用大。
④网格(栅条)絮凝池：是应用紊流理论的絮凝池。絮凝池分成许多面积相等的方格，水流上下交错流动，直至出口，在全池约三分之二的分格内，垂直水流方向放置网格或栅条，在水流通过时，形成了良好的絮凝效果。但当水量发生变化时将影响絮凝效果，还存在末端池底积泥现象，堵塞网眼现象。
⑤小孔眼网格絮凝池：是在流道中设置网格，使参数达到对絮凝过程的控制。它的应用减少了絮凝时间、提高了絮凝效果，但在生产应用中会出现如下问题：
a、水流中的垃圾、杂质引起网眼堵塞，影响絮凝效果;对格栅的错误操作或维护、更换过程都会导致大量的垃圾进入后续构筑物，导致网格的完全破损;
b、矾花絮体沉降于网眼表面，导致网格变形，严重影响絮凝效果;
c、过网水流短流问题严重，对絮凝效果的影响也很大;
d、过网水头损失大、水量大时池体标高不能满足要求，絮凝效果会下降;
e、设备使用寿命短。
⑥翼片隔板絮凝池：翼片隔板絮凝设备主要原理是利用边界层脱离理论和颗粒碰撞的惯性效应，在絮凝池中顺水流方向布置隔板，垂直水流方向设置翼片，使水流产生高频漩涡，为药剂和水中颗粒的充分接触提供了微水动力学条件，并产生密实的矾花，设计时可进行水力分级和流态的控制得到理想的絮凝效果，构造简单、施工方便、管理维修简单、对污水水量和水质的变化适应性较强，絮凝效果稳定。
2.1.3、本工程污水处理工艺的理论依据
混凝沉淀工艺中：列管式混合、翼片隔板絮凝和接触絮凝沉淀。
①、混凝沉淀工艺中要求混合过程中产生高密度、高强度和小尺度涡旋。列管式混合器解决了普通混合器难以控制微尺度漩涡且混合效果受设备尺寸影响较大的问题。列管式混合器比管式静态混合器对水量、水质的变化适应能力更强。同时列管式混合器相对于机械混合不占地，不需要消耗电能，不需要增加效应的机械设备。
②、絮凝池中，由于粒子尺度的增大，不能如混合过程一样忽略粒子的跟随性，需综合考虑梯度凝聚和惯性凝聚。对尺度、密度较小的粒子，粒子跟随性仍然很好，梯度凝聚仍然是主要的，随粒子尺度和密度的增大，粒子跟随性逐渐变差，惯性凝聚成为主要因素。强化梯度凝聚和惯性凝聚，以达到强化絮凝效果的目的，解决方法仍归结于紊流涡旋控制。而现有的折板絮凝池、机械絮凝池、网格絮凝池无法很好对紊流涡旋控制。综合以上因素，我公司在污水项目研制了新型的絮凝池控制工艺――星形翼片隔板絮凝设备。通过控制隔板与翼片的尺寸比，对涡旋的强度、尺度进行强化控制并实现惯性力与剪切力的优化控制。由于翼片隔板为十字对称结构，流体通过翼片隔板控制区后，隔板两侧被分隔的流体以及相邻隔板间同一流道的流体发生容并、干涉作用，加强了涡旋的宏观均布，由此通过控制翼片隔板单元结构之间的距离，可以实现涡旋宏观整体控制的均布性。星形翼片隔板设备达到了对涡旋的局部有效强化控制及整体多点均匀控制，提高了设备的可控性、高效性及灵活性，絮凝效率明显提高，这就是微涡旋絮凝的
基本原理，也是本工程所采用的絮凝反应池的基本原理。
第四章、工程设计
1、工艺流程图
2、各处理单元去除效率一览表
3、污泥处理工艺
本处理系统污泥主要包括栅渣、斜板沉淀池及以及二沉池排泥。系统污泥定期排入污泥池，只须定期处理即可。
4、主要污染指标去除措施
本方案中主要污染物的去除手段如下：
CODCr/BOD5的去除：通过反应沉淀池及生化处理，达到去除CODCr/BOD5的目的。
SS的去除：通过反应沉淀池、二沉池达到去除SS的目的。
5、工艺特点
¯生化反应工艺采用生物接触氧化法，不仅提高了污水处理效果，同时还具有一定脱氮除磷的功能，可以使污水稳定的达标。
¯设备采用埋地设置，基本不占地表面积、不需盖房、不需采暖、保温、地表可再建实验废弃物暂存库。
¯采用生物填料，生物附着力好，同时在曝气器的作用下使生物膜脱落更新，出水水质好且稳定。
¯生化后的处理水可直接达到三级标准排放，设备简单，操作方便。
¯系统控制由西门子PC机组装，具有自动化程度高，操作管理简单等特点。
6、主要工艺处理单元描述
6.1、格栅井(利旧)
实验室污水自流入格栅井，格栅井内设置粗、细两道格栅，用于阻隔污水中较大的杂质。
格栅井
结构尺寸：1000*600*1200mm
类 型：钢砼结构
数 量：1座
6.2、杂质接受池(利旧)
经格栅处理后的污水流入杂质接受池，通过格栅的细小杂质在该池中得以进一步的沉淀，保证杂质不进入后序的污水提升泵中堵塞管道和泵体。
6.3、调节池
经杂质接受池进一步处理后的污水流入调节池进行水质、水量的调节，以保证进入反应池的污水连续稳定。在调节池设置两台提升泵。接受池和调节池为一体池。
调节池(利旧)
结构尺寸：6000*4500*2500mm
类型：钢砼结构
数 量：1座
配套设备
1、调节池提升泵
设备参数：
规格：Q=5m3/h，H=13m，N=0.37kw。
数 量：2台
配套设备
2、液位计
设备参数：
规 格：0-5m
数 量：1台
6.4、反应池
反应池内安装星形翼片隔板絮凝设备。
结构尺寸：1000*4000*4000mm
类 型：钢砼结构
数 量：1座
配套设备
翼片隔板设备
材质：LYG-1改性PVC材质
数 量：2套
列管式混合器
规 格：DN50
材 质：不锈钢
数 量：1套
PAC加药装置
加药箱：500L,PE材质,带搅拌机0.55KW
数 量：1台
PAC投药计量泵：0-6L/h，10bar
数 量：2台
PAM加药装置
加药箱：500L,PE材质,带搅拌机0.55KW
数 量：1台
PAC投药计量泵：0-6L/h，10bar
数 量：2台
6.5、斜板沉淀池
沉淀池采用斜板填料，斜板安装倾角60度，上升流速2.5mm/s，沉淀池采用1套PP排水堰集水，以保证出水均匀。沉淀池排泥采用重力斗式排泥, 采用DN100排泥管，气提排泥。
结构尺寸：2000*4000*4000mm
类型：钢砼结构
数 量：1座
配套设备
PP集水堰
数 量：1座
V形斜板
数 量：8m2
斜板支架
数 量：8m2
6.6、接触氧化池
斜板沉淀池出水自流至接触氧化池，接触氧化是一种最成熟、常用的好氧生物处理技术之一。池内设置生物填料，该填料比表面积大，约为200m2/m3;设计总气水比8-10：1，污水在该池内剧烈充氧，并最大限度地保证后续设施的处理效果，曝气头采用管式曝气头，其氧利用率可达到30%以上，接触氧化池采用固定床工艺，该工艺不仅能提高容积负荷，而且能降低污泥产量，降低投资成本及运行费用。绝大部分CODcr、BOD5在该池被降解去除，本方案中设计停留时间为14小时，以保证生物种群的多样性，提高污水处理的效率，保证出水的水质。
PGB管式曝气器：
使用寿命长，维护方便，由于采用优质的三元乙丙及天然橡胶为制作材料，具有使用寿命长的优点，而且结构为圆形管式结构，曝气变形时受力均匀。
微孔曝气管为骨架为中空结构，在使用过程中浮力小，振动小，无需特殊固定，安装方便。
氧转移效率高，我公司开发的微孔曝气器单位面积微孔数量比普通微孔曝气器高3-4倍，气泡小;结构为四周微孔均匀出气，通气量高，压力损失小，氧转移效率高。
弹性填料：
用优质的PP材料，长时间浸泡在废水中不会降解，也不会有对微生物有毒害作用的物质溶出，优于采用其它诸如聚氯乙烯等材质。
高的比表面积，单位体积的比表面积可达200 m2/m3，由于具有高的比表面积，则单位容积内生物量就高，处理效果好。
微生物的高活性。在填料的表面生长的微生物膜由于填料在曝气冲刷作用下使微生物处于高活性的对数增长期，处理效率高。
设备主要参数如下：
接触氧化池：
停留时间：14h
有效容积：70m3
数 量：1座
规格尺寸：5000*4000*4000mm
类型：钢砼结构
曝气风机：
型 号：HC801S
风 量：3.33m3/min
风 压：0.4kgf/cm2
功 率：5.5kW
数 量：2台
曝气器：
名 称：管式橡胶曝气器
型 号：PGB-65
橡胶材质：三元乙丙+天然橡胶
数 量：1套
生物填料：
材 质：PP
数 量：40m3
6.7、二沉池
污水经生化池处理后自流进入二沉池，以进一步去除脱落的生物膜及悬浮物。该沉淀池设计成斜板沉淀池，沉淀池上设排水堰，中部为沉淀区，下部为污泥斗，经过沉淀处理的水通过排水堰达标排放，沉淀池设计表面负荷为1m3/m2.h。
设备主要参数如下：
二沉池：
表面负荷：≤1m3/m2˙h
数 量：1座
规格尺寸：3.0×5.0×3.0m
类 型：钢砼结构
配套设备
PP集水堰
数 量：1座
V形斜板
数 量：8m2
斜板支架
数 量：8m2
6.8、辅助用房(利用原设备间)
控制柜、PAC、PAM加药装置、风机放置在原有设备间
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