实验室废水处理设计方案

1．项目背景

1.1项目概况

中国科学院广州生物医药与健康研究院实验楼每天产生的废水包括清洗污水、实验过程产生的污水等；由于该实验楼所排出的废水COD、BOD、SS及大肠杆菌类的细菌等水质指标都超出了广东省水污染物排放限值中的一级排放标准，为了保护其周围的水体环境，受该研究院的委托，华南环境科学研究所环境工程研究设计中心承担了该废水处理工程方案设计工作。

1.2编制目的、依据、原则和范围

1.2.1编制目的

对废水处理站工艺单体进行详细优化设计，并提出主要设备材料表，据此编制投资估算。

1.2.2编制依据

1．参考同类型的实验楼废水水质水量资料；

   2．废水处理后的出水指标按《广东省水污染物排放限值》（DB44/26-2001）中一级标准执行；

   3．工程设计执行《室外排水设计规范》（GBJ14-87）；

   4．《给水排水工程结构设计规范》(GBJ69-84)；

5．《给水排水构筑物施工及验收规范》(GBJ141-90)；

6.本中心多年来从事同类型废水治理工程的设计与施工的成功经验。

1.2.3编制原则

1.生产建设总体规划的指导下，通过废水综合治理工程的建设达到保护环境、保护水资源、保持企业可持续发展的目的。

2.采取近远期结合的方针，充分发挥建设项目的社会效益、环境效益和经济效益。

3.选择先进、技术经济合理的处理工艺技术，为工程方案的尽早实施，为废水处理厂的建设和运行创造良好的条件。

4.采用高效节能，简便易行的处理工艺，降低工程投资和运行费用。

5.设备选型做到合理、可靠、先进。

6.按现行有关规定进行投资估算和经济分析。

1.2.4编制范围

本设计编制范围为废水处理站内全部建、构筑物及配套工程。

1.对废水处理站处理工艺进行优化组合和经济技术比较；确定经济、可行、合理的工艺技术方案。

2.对推荐方案进行工艺、建筑、结构、电气、机械和自控等分析评价，提出处理站定员、节能等方面说明。

2．工程目标

2.1工程范围

本工程的范围为废水处理站内工程系统。

2.2建设目标

废水处理站的设计采用先进的技术和设备、方便的管理设施，使水污染降到最小程度，同时做到投资合理，运行费用省，维护管理方便。

2.3废水水量、水质及处理目标

2.3.1废水水量

根据提供的资料，该实验楼的废水量为Q=24m3/d，本设计方案的水量按1.0m3/h，运行时间按24小时计算。

2.3.2废水水质

废水中主要污染物指标有大肠杆菌类、pH、CODcr、BOD5等，根据提供的水质及参考类似废水水质，本处理工程进水水质指标如下：

CODcr≤650mg/L          BOD5：≤230mg/L

SS ≤200mg/L          氨氮≤ 25mg/L

动植物油≤20mg/l        硝基苯类≤20mg/l              

2.3.3废水排放水质目标

废水处理站出水排放应执行《广东省水污染物排放限值》（DB44/26-2001）的第二时段一级标准,出水水质指标达到以下标准：

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

SS ≤60mg/L               氨氮≤ 10mg/L

动植物油≤10mg/l           硝基苯类≤2mg/l        

大肠杆菌类 ：500个/L    

2.3.4污泥处理目标

污水处理站二沉池所产污泥将经过污泥泵回流到酸化池和好氧池处置。

3．处理工艺

3.1工艺的选择

对本项目此类废水的处理，我单位经过多年的研究和工程实践，已掌握了一条行之有效的途径，即先通过水解酸化处理，靠厌氧微生物长时间地生化作用，先将大分子的长链打断，变成较小分子量的有机物，再经充足的曝气，由好氧微生物将其降解至既定的浓度。以确保出水达到排放标准。

3.2工艺流程及说明

工艺流程图如下所示：

实验楼废水

格栅

调节池

酸化池

鼓风机房                      接触氧化池            

                          　　 二沉池 污泥      

加氯间  　　　　　　　　　　　　消毒池

达标排放

流程说明：

实验楼排出的废水由于含有其它一些较大的漂浮物，因此要预先通过格栅的处理后才能进入调节池，调节池集水坑内设置二台潜水泵，一用一备。调节池的出水由提升泵提升到水解酸化池。

由于水解酸化池中无搅拌混合的机械设备，所以如何将废水均匀分布在酸化池的整个平面上，是充分利用酸化池的有效空间，确保水解酸化处理效率的要点之一。本设计采用一套布水系统，将废水在短时间内以数倍于平均流量的水量，进入配水管网，使得每个布水口的出水流量基本一致；配水管网采用环形布水方式，可提高池内厌氧污泥与废水的混合吸附效果。再加上酸化池上部集水槽的均匀出水，酸化池内将不存在死区，有效容积得以充分发挥处理作用。

酸化池不需消耗其它能量，是一种节能工艺。水解酸化作用能破坏难分解物质的分子结构，对一般用好氧处理难以降解的有机物均有降解作用，水解酸化作用发生后，水中低级有机酸量增加，废水pH值下降，长链、复杂有机物得以断链成为较简单、分子量较小的物质，废水的可生化性（BOD5/COD）提高，有利于后续好氧处理。废水经水解酸化处理后，COD将有所下降，但更重要的是废水的生化性有了很大的改善，可大大提高后续好氧处理的效率。

好氧池供氧采用鼓风曝气，并采用推流式生物膜法，废水由一端进入好氧池后，沿池呈活塞流向前推进，在此过程中，废水中的污染物质被附着于池内填料上的好氧微生物不断吸附和降解。由于废水中的浓度沿池长逐渐递减，池内各处生长的微生物的种群和数量将对应于该处的废水水质而自然优化，从而提高了处理效果和出水的水质。好氧池采用生物膜法，可免除常规活性污泥法用于废水处理时经常发生的污泥膨胀，污泥流失之患。

好氧池的出水在后续的二沉池中进行泥水分离，根据我们以往的工程经验，二沉池选用竖流式沉淀池的形式，设一个泥斗，该处污泥随即被回流到酸化池和好氧池。二沉池出水要经过消毒池加氯消毒处理方可达标排放。

4．工艺建构筑物设计

4.1厂区平面布置

设计时，将不同的建、构筑物分别集中布置，并考虑以下原则：

1．废水按顺序以最短距离流经各处理构筑物，避免主管道的迁回曲折；

2．风机房靠近接触氧化池，以减少主风管长度；

4.2 废水处理系统设计

4.2.1 调节池

(1) 构筑物:按1.0m3/h规模设计。

功能：接纳流出废水，提供足够的调节容量以满足水质水量的调节需要，保证废水提升系统的正常运行。

结构型式：地下式钢筋砼矩型水池。

设计流量：1.0m3/h

有效容积：V =24m3

停留时间：24.0小时

尺寸：B×L×H=2.0×4.0×3.5m3

数量：1座。

(2) 主要设备

提升泵

   性能参数：Q=1.0m3/h，H=10m，N=0.5Kw

    数量：2台，一用一备。

控制方式：池内设置液位计，根据调节池内水位高低自动

启停。

4.2.2水解酸化池

(1)构筑物:按1.0m3/h规模设计

功能：将废水中悬浮物截留并能去除部分溶解性有机物，将难于好氧生化降解的物质转化为小分子物质以便在后续生化处理构筑物中去除。

结构型式：地下式钢筋砼水池

设计流量：1.0m3/h；数量：1座。

设计参数：

停留时间：24.0小时；

有效水深:H=5.00m

有机负荷：1.60kgCOD/(m3·d)

池中设填料，填料体积：V=18m3

工艺尺寸：B×L×H=2.0×3.0×5.5m3

(2)主要设备

布水系统,直接布水两种方式，布水管进行环形的设计，呈网状均匀分布在池底，能充分均匀布水，并能有效混和池中厌氧污泥与废水，提高酸化池中厌氧污泥与废水的吸附效果。

4.2.3 接触氧化池

按1.0m3/h规模设计

(1)构筑物

功能：利用好氧菌群将废水中有机物质深度降解以达到水质净化的目的。

结构型式：地下式钢筋砼矩形水池。

设计流量：Q=1.0m3/h

数量：1座

停留时间：T=20.0小时

有效水深: H=5.0m。

有机负荷：1.45kgCOD/(m3·d)；气水比：15:1。

工艺尺寸：B×L×H=2.0×2.0×5.5m3

池中设填料，填料体积：V=12m3

池中设曝气头:10个（服务面积：0.4 m2/套）。

(2)主要设备

配备三叶罗茨风机二台(一用一备),

总风量：0.90m3/min，风压53.9Kpa，

型号:SSR50-50A，N=2.2KW，Q=0.90m3/min

风机安装于风机房内。

4.2.4二沉池

按1.0m3/h规模设计。根据以往同类废水的设计经验和该厂的实际情况，选用竖流式沉淀池，该型沉淀池能有效提高二沉池的沉淀效。

(1)构筑物

      功能：将从接触氧化池出来的混合液泥水分离。

   结构型式：地下式钢筋砼水池

设计流量：Q=1.0m3/h

类型：竖流式沉淀池

数量：1座，

   表面负荷：Q=1.80m3/(m2·h)

工艺尺寸：B×L×H=2.0×2.0×5.0m3

停留时间：16小时

(2)主要设备

① 回流污泥泵

性能参数：Q=1m3/h，H=10m，N=0.75kw。

数量：2台，一用一备

控制方式：定时启停

4.2.5 消毒池

  按1.0m3/h规模设计。

功能：接纳二沉池出水、对污水进行加氯消毒处理。

结构型式：地下式钢筋砼水池

数量：1座。

     平面尺寸：B×L×H=2.0×1.5×2.0m3

4.2.6 鼓风机房及加药间

  按1.0m3/h规模设计。

(1)构筑物

功能：为接触氧化池供气和消毒池加药。

结构型式：地上式框架；数量：1座。

     平面尺寸：B×L×H=3.0×4.0×3.0m3

(2)主要设备

 ①鼓风机

  设罗茨风机2台，1用1备，型号SSR50-50A。

风量Q=0.90m3/min，风压53.90Kpa,配套电机2.20kw。

     还有与鼓风机配套的止回阀、安全阀、隔声罩、过滤器及消音减振措施等。

②加氯设备：

设二氧化氯发生器一台。

加氯量：8g/h

4.3自控仪表设计

1．控制方式

所有工艺设备统一由控制箱进行控制。

2．无功功率补偿

采用低压侧无功功率自动补偿装置，补偿后功率因数不低于0.9。

3．设备选型

低压开关柜采用国产GGD及XL-21固定式开关柜。

5．运行管理

根据建设部(85)城劳字第5号文《城市建设行业编制定员试行标准》，废水站总人数1人。

为保证废水处理站的正常运行和效益目标的实现，必须在废水处理站的操作和维修管理方面采取有效的措施，主要有：

（1）对操作人员进行专门培训，经考核后才能上岗。

（2）加强对进站废水水质的监测，控制工业废水中污染物的任意排放，以保障生化处理工艺的安全运行。

（3）及时整理、定期汇总分析运行记录，建立、建全技术档案，为生产运行提供技术参数和设备工况资料，并在此基础上总结改善，不断提高运行技术水平。

（4）建立检修、保养制度。根据设备的性能要求，进行经常的维护和定期的检修工作，以提高设备的完好率，延长使用寿命。

6．投资估算

6.1设计依据

6.2投资估算

1．土建直接费（不包括基础处理费用）

2．设备直接费

（C）设备安装运输费：B×10%=1.536(万元)

（D）直接费﹙A+B+C﹚：25.60万元：

（E）设  计  费：D×6.0%=1.54(万元)

（F）调  试  费：D×3.0%=0.768(万元)

（G）税      金：（D-F）×5%=1.24(万元)

本工程总投资为：29.15万元﹙贰拾玖万壹仟伍佰圆﹚

﹙本工程总投资不包括地基处理费和调试药剂费及电费﹚

7．运行费用

1．电费

本工程装机容量（包括照明）共8.2kw

实际每天耗电量为57.6kw·h

以0.8元/kw·h计，则折合每吨水：2.88元/吨水

2．药剂费

   药剂费按每吨水1.00元计。

3．人工费

  日常运转共需员工1人,员工薪酬以600元/人·月计。

     折合每吨水：1.0元/吨水

4．不计折旧吨水运行费：

    （2.88+1.00+1.00）=4.88元/吨水

   说明：以上计算中人工、药剂及用电单价如发生变化，则运行费用相应变化。

           华南环境科学研究所环境工程研究设计中心

                       二OO四年五月