污水处理及强排工程的设计实例
安徽全柴动力股份有限公司是以生产柴油机为主业的多元化发展的大型企业集团。年产各种型号的柴油机50余万台。生产过程中产生的废水中主要污染物为石油类，若直接排放会对环境造成一定的危害，且公司所处地势较低，汛期易发生内涝。为确保可持续发展，公司于2000 年开始加大了废水和汛期雨水治理等环保方面的投入，处理后出水达到《污水综合排放标准》(GB8978-96)中的一级标准，系统调试达到设计要求，12月10日通过了安徽省环境监测中心站与滁州市环境监测站联合验收，后即投入正常使用。 1废水来源和设计水质水量的确定 公司所排放的废水主要为厂内各车间所排含有石油类(柴油、机油、汽油、润滑油等)、皂化液、漆渣等的工业废水和厂区雨水及少量的生活污水。经当地环境监测站取样实测后，确定其进水设计水质指标如表1所示。 根据公司统计的平均月用水量约5万 m3，扣除 15%的损耗平均月排出的废水量约4.25万 m3，日平均排放废水约1420 m3，小时平均排水量为62.5 m3，最大小时排放的废水约为100 m3，考虑到今后的发展和一般雨天排放的废水也能得到有效的处理，最终确定小时处理水量按150 m3设计。根据多年汛期的暴雨统计资料确定：在正常情况下按2000 m3/h，最大按3000 m3/h设计。 表1设计进水水质 项目 pH COD(mg/L) BOD(mg/L) 石油类(mg/L) SS(mg/L) NH3-N(mg/L) 数值 7.0 400 180 250 150 8.36 2工艺流程 2.1工艺流程选择 据表1的水质指标可知，需处理的工业废水中的主要污染物为石油类，及来自公厕、食堂、宾馆、科技大夏等生活污水中的悬浮物和有机污染物，pH值和 NH3-N没有超标。对浮油采用隔油池隔油并将废油回收，对乳化油等采用破乳气浮法予以分离，在气浮的同时也去除废水中非溶解性有机物和少量的溶解性有机物，对残存的油及溶解性有机物采用生化处理予以去除。处理后的达标水一小部分排入附近的河流内，70%经深度处理后泵至回用管网用于生产和厕所冲洗等。 2.2工艺概述 来自厂区的生产废水和生活污水经排水管网流入废水站，经格栅分离出大颗粒悬浮固体杂质后，再入隔油池分离浮油并采用浮油回收机回收，沉淀物沉于池底部，用砂泵定期排泥至污泥浓缩池，出水进入调节池，经污水泵提升至反应器，在反应器中加入混凝剂进行破乳并充分混凝反应，经过反应器的污水自流至气浮装置中，含油浮渣被气浮装置中的刮板刮至专门的浮渣贮罐贮存。气浮后的出水进入生物接触氧化池进行生化处理。曝气采用鼓风机充氧曝气，出水经斜管沉淀池进行固液分离，上清液流入中间水池。此时水质已达到排放标准，排放水可以从此直接排出。部分要回用的水再用泵泵至压力过滤器过滤后至回用水池回用。 斜管沉淀池底部的剩余污泥靠重力自流至污泥浓缩池，浓缩后用污泥泵送至污泥干化池干化，干泥外运。浓缩池上清液及干化池排水回流至沉砂隔油池。为了排除汛期厂区的内涝，并考虑此时污水经过预处理即经过沉砂池和调节池除去浮油后，通过3台潜水泵强排至附近的河道内(工艺流程见图1)。 图1污水处理工艺流程 3主要处理构筑物、设备及技术参数 (1)沉砂隔油池。采用全地下式钢筋砼结构，水力停留时间为3 h，尺寸为16000 mm×7500 mm×4700 mm。 (2)调节池。采用全地下式钢筋砼结构，水力停留时间为2 h，尺寸为16000 mm×5500 m m×4700 mm。 (3)生物接触氧化池。采用半地上式钢筋砼结构,水力停留时间为4h,气水比采用(8～10 )∶1，曝气装置采用微孔曝气软管，内置扇形填料。单池尺寸为10000 mm×7000 mm×5000 mm ，共2座。 (4)斜管沉淀池。该池与生物接触氧化池采用共一侧池壁建成半地上式钢筋砼结构，设计表面负荷为1.6 m3/(m2·h)，池尺寸为20000 mm×5500 mm×5000 mm。池内放置DN 50玻璃钢蜂窝斜管。 (5)清水池。采用半地上式钢筋砼结构，尺寸为8000 mm×8000 mm×4000 mm。 (6)污泥浓缩池。采用半地上式钢筋砼结构，尺寸为8000 mm×4000 mm×2700 mm。 (7)污泥干化池。采用地上式砖混结构，尺寸为12000 mm×4000 mm×1200 mm。 (8)污水提升泵。选用150WQ-160-15-15潜污泵，共2台，1用1备。其技术参数为：Q=160 m3/h,H=15 m,N=15 kW。 (9)雨水泵。选用300WQ950-20-90 潜污泵作为汛期强排用，共3台，正常情况下，2用 1备。其技术参数为：Q=950 m3/h，H=20 m，N=90 kW。自耦变压器降压启动。 (10)加药装置。选用AHJ-I型加药装置3套，搅拌筒选用Ф1000 mm×1600 mm的圆筒，内置0.55 kW搅拌机1台和加药计量泵1台。 (11)反应器。采用钢结构，尺寸为Ф2800 mm×3600 mm，内置1.1 kW搅拌机1台，转速为32 r/min。 (12)气浮装置。选用CAF-150气浮系统1套，单台处理能力Q=150 m3/h，外形尺寸为：11100 mm×2400 mm×1800 mm。 (13)浮渣贮罐。为钢结构，尺寸为Ф2000 mm×2200 mm。 (14)鼓风机。选用SSR-100三叶罗茨鼓风机3台，2用1备，其技术参数为：Q=4.74 m 3/min,P=49 kPa,N=7.5 kW。 (15)回用水泵。选用ISG100-160的管道泵2台，1用1备，采用变频调控，其技术参数为：Q=70 m3/h,H=36.5 m,N=15 kW。 (16)压力过滤器。选钢制压力滤器2台，每台尺寸为Ф2000 mm×3900 mm，内置石英砂和无烟煤双层滤料，反冲强度为12 L/(m2·s)。 (17)污泥泵。选用2台80 WG污水泵作为污泥输送泵，其技术参数为：Q=20～53 m3 /h,H=10.2～11.6 m,N=7.5 kW。 4回用水消毒 由于废水中含有生活污水成分，经处理后的水仍含有病原微生物，为防止疾病扩散，必须对回用水进行消毒处理。消毒选用氯片做消毒剂。具体作法是：将氯片用细网兜着沉于回用水池的进水口处，让其在流动的水中自行溶化，达到消毒的目的。 5总排水管网和压力管网的设计 为了彻底消除汛期的内涝隐患，横穿厂区敷设一条主排水干管，该管埋深超过原排水管道约 300 mm，这样可确保原排水管无积水，大大降低原管道的死水位。新敷设的排水干管通至污水处理站，排水管径按汛期高峰暴雨量3000 m3/h设计，选排水干管为内径1000 mm的钢筋砼涵管，总长约400 m，因厂区地势低、管线长，坡度最大仅能按2‰敷设。污水站离排放的河道约200 m，为了保证在正常情况下自流排放和在汛期情况下强排出流共用一条管道，即排水管道和压力管道设计为一条管道，就必须建一切换井，切换井内有两个电动蝶阀，可实现阀门的快速切换，保证排水通畅。压力管道直径按最大排水流量3000 m3/h设计，取出水流速2.1 m/s，则其直径可选为700 mm。这里需要强调的是排放口在汛期的时候属于淹没出流，为了减少出水阻力，避免紧急情况下拍门被水淹没打不开，在出水口还加一旁路排放口。为保证出流射程最大，出流不破坏河堤，该排放口倾角为45°，且高程与堤顶高程相当 (即强排出流口高于自由出流口4.5 m)。上述切换井和排放口示意如图2所示。 图2切换井和排放口示意 6处理效果 经安徽省环境检测中心站检测，废水经过处理后，外排水的水质COD为38.15 mg/L，石油类为0.44 mg/L，BOD为18.14 mg/L，SS为20 mg/L，pH为7.8，NH3-N为5.8 mg/L。经过压力过滤器过滤后的回用水，水质COD为30.5 mg/L，石油类为0.38 mg/L ，BOD为8 mg/L，SS为8 mg/L，pH为7.5， NH3-N为5.0 mg/L，总大肠菌群小于等于3个/L，浊度和色度分别为5 NTU和20倍，臭味无不快感觉。 处理后排放水水质达到了《污水综合排放标准》(GB8978-96)一级标准，回用水水质达到了生活杂用水水质标准。这样不仅改善了环境，创造了社会效益，而且也带来了较大的经济效益，仅回用水和回收废油两项预计年节约50多万元，而且从根本上消除了内涝隐患，为企业的可持续发展打下了一定的基础。 7结语 该设计方案经过系统调试和正常运行认为具有如下特点： (1)占地面积小，结构紧凑，整个处理站有效占地面积不足600 m2，包括道路等附属设施也不超过1200 m2。 (2)融水处理和强排于一体，既能保证废水达标排放，又能确保汛期雨水正常排放。 (3)该处理站强排泵和污水提升泵所选用的均为不占多大空间的潜污泵，大大节约土建投资，设备也就近布置，这样可节省配管长度，从而能在满足设计要求的情况下造价最低。 ◇作者通讯处：239500 安徽全柴动力股份有限公司设备能源部 ○电话：(0550)5018888-2452(O)(0550)5010267(H)
