1t/d工业废水含CR6经过一体化设备处理设施

1.1概述

业主公司本着高度的保护环境的精神，按照清洁生产的要求，对产生的1t/d工业废水经过一体化设备处理设施,经处理达标后排放。努力实现企业经营的环境效益和社会效益的统一。

本公司根据业主提供的资料，结合我司自身的经验、专业技术及设计理念，提供一套针对业主生活废水处理系统建议方案,以供业主综合考虑。

1.2设计原则

严格执行国家有关环境保护的各项规定，确保出水指标达到国家及地方有关污染物排放标准。

采取目前国内成熟、 实用的处理工艺， 稳定可靠地达到治理目标和要求。

在上述前提要求下，做到投资少、运行费用低。

技术路线简单明了，操作管理方便。

根据现场地形地貌因地制宜，在现有的场地上建设一座外形美观，与周围建筑物相协调的废水处理站。

1.3设计依据及标准

(1)《中华人民共和国环境保护法》

(2)《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918--2002）

(3)《污水综合排放标准》（GB8978-1996）

(4)《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2003）

(5)《给水排水工程结构设计规范》（GB50069-2002）

(6)《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）

(7)《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）

(8)《供配电系统设计规范》（GB50052-95）

(9)《低压配电设计规范》（GB50054-95）

(10)《城市区域环境噪声标准》（GB3096-93）

(11)《砌体结构设计规范》（GB50003-2001）

1.4设计范围

1）从污水处理格栅井开始到处理设备的排放口为止。

2）污水工程的工艺流程，工艺设备选型，工艺设备的结构布置，电气控制等设计工作。

3）污水处理工程的钢砼结构，设备的施工、安装、调试等工作。

4）污水工程的动力配线，由业主将主电引止污水工程的配电控制箱，配电分配箱至各电器使用点将由我公司负责 。

5）不包括废水的收集管网及废水排出界区的外排水管网。

1.5设计条件

1.5.1、设计处理能力

本方案设计处理能力：废水处理系统共计：1t/d；(0.05t/h，20h)

1.5.2、废水水质

根据业主提供的水质资料，其废水水质如下：

                                                           （单位:mg/L，PH除外)

1.5.3、排放标准

根据甲方要求，执行《电镀污染物排放标准》（GB21900-2008)表三标准，详细参数如下：

（单位:mg/L(pH除外)

2．污水处理总体方案

2.1排水水量、水质

本污水处理系统的污水主要来自生活污水。该区污水经处理后，合格水回用或直接排放。

根据甲方提供资料，本方案设计处理量为： Q=1m3/d，系统每日设计运行时间20小时，即小时处理量为0.05m³/h。水质参数详见上表。

2.2污染物的去除机理

本项目中废水主要的污染物有五类，第一类为有机污染物COD和BOD5，油；第二类为重金属CR6t、铜、锌；第三类为悬浮物SS；第四类为氨氮；第五类为有机溶剂、酸碱试剂。几种污染物的基本去除机理及方法分别简述如下：

（1）COD的去除

污水中的COD去除的原理与BOD基本相同，即COD的去除率取决于原污水的可生化性，它与污水的组成有关。如果BOD/COD>0.3，污水的可生化性较好，出水中COD值可控制在较低的水平；而如果污水的BOD/COD<0.3，污水的可生化性较差，处理后污水中残存的COD会较高，污水将较难简单处理达标。对于本工程项目而言，待处理的生活废水可生化性较好，只需采用合理的工艺就能使污水稳定达标。

（2）重金属去除

铬是一种银白色的坚硬金属。主要以金属铬、三价铬和六价铬三种形式出现。所有铬的化合物都有毒性，其中六价铬毒性最大。六价铬为吞入性毒物/吸入性极毒物，皮肤接触可能导致敏感；更可能造成遗传性基因缺陷，吸入可能致癌，对环境有持久危险性。过量的（超过10ppm）六价铬对水生物有致死作用。实验显示受污染饮用水中的六价铬可致癌。六价铬化合物常用于电镀、制革等，动物喝下含有六价铬的水后，六价铬会被体内许多组织和器官的细胞吸收。

本项目采用氧化还原法，通过在PH调节池1中投加硫酸调节还原pH值在2.5~3.0以下，然后向还原池中投加还原剂亚硫酸氢钠将六价铬还原为三价铬,进入延时反应池进一步反应，最后进入物化系统通过适当提高pH值,三价铬生成Cr(OH)3沉淀,再作沉淀分离的方法。通常还原形成三价铬后,与其他重金属离子一起沉淀。

亚硫酸氢钠(NaHSO3)与六价铬的投药比≥4∶1,其反应式为:

2H2Cr2O7+6NaHSO3+6HCl=2Cr2(SO4)3+6NaCl+8H2O 。

（3）其他离子的去除

由于在废水中还含有废酸、Fe3+、Zn2+等污染物，需要进一步处理。废酸采用投加氢氧化钠调节PH值即可，Fe3+、Zn2+、悬浮物等污染物通过物化沉淀方法进行处理。

废水经过还原反应后进入PH调节槽2，通过PH仪自动检测，投加NaOH，PH调至8-10左右，再进入混凝反应槽，通过投药
PAC混凝剂进行混凝反应后再进入絮凝反应槽，在此投加PAM（高分子絮丙烯胺）助凝剂进行絮凝反应形成矾花后废水流入高效沉淀池内进行泥水沉淀高效分离，污泥沉降底部，经沉淀后的上清液废水流入PH回调池，通过PH仪自动检测，投加硫酸，PH调至6-9左右，从而使污水达中性，达标排放。

废水集水池采用地埋式钢筋混凝土结构的水槽，内涂防腐漆防腐，即可节省占地面积，又可确保车间废水自流进调节槽。废水物化混凝及高效沉淀池处理采用成套的处理设备，还原及物化设备采用PP+钢结构、高效沉淀池采用碳钢+防腐材质，施工周期短，占地少。配药系统采用PE桶配药，进口优质加药泵，确保系统稳定运行。电气系统采用集中控制，元器件采用合资产品或国内名牌产品。

（4）SS的去除

污水中的SS去除主要靠格栅预处理及后续沉淀池的沉淀作用，污水处理站中悬浮物的浓度不仅涉及到出水的SS指标，而且出水的BOD5、COD等指标也与其有关，这是因为组成出水悬浮物主要是活性污泥絮体，所以控制污水处理站出水的SS指标是最基本的，也是很重要的环节。为了尽量去除水中的悬浮物浓度，需在工程中采用适当的措施。常用的措施是选用适当的污泥负荷,以提高污泥的沉降性能，采用较小的二次沉淀池表面负荷、较低的出水堰负荷或充分利用活性污泥悬浮层的吸附网捕作用等。

（5）PH调节

    污水中PH调节，直接加酸加碱。调节到适宜PH值。

根据以上污染物去除的分析，以及该厂废水的污染指数，要求污水做到稳定达标排放，需要设计合理的生化处理工艺，同时调节PH去除COD、BOD5和N、P等。

2.3 技术路线分析

处理工业含油污水的工艺较多，经最近二十年的实践运用，淘汰了一些不适合的处理工艺，目前国内采用较多的工艺流程主要有高级氧化+混凝沉淀+膜过滤法等。业主要求废水经处理后稳定达标、操作简便、运行费用低，因此选择的技术路线须要符合上述条件。

膜生物反应器（MBR）是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术，以膜组件取代二沉池在生物反应器中保持高活性污泥浓度减少污水处理设施占地，并通过保持低污泥负荷减少污泥量。与传统的生化水处理技术相比，MBR具有以下主要特点：处理效率高、出水水质好；设备紧凑、占地面积小；易实现自动控制、运行管理简单。

本方案以推荐“高级氧化+混凝沉淀+膜过滤法”工艺为主，在具体的工艺设计上，我们将主要围绕如何在现有的场地上合理布置工艺而展开。

因清洗废水含有多种原料，盐度较高，对生物具有毒性，废水不能直接生化处理。本方案先对清洗废水采用化学法处理，对调废水“酸析气浮+混凝沉淀”除去大部分的有机物，经预处理后再将废水泵入有机废水生物处理系统中，经厌氧、活性污泥槽和沉淀槽，进一步分解除去剩余的有机物，可确保废水稳定达标排放。有机废水处理系统的厌氧槽和活性污泥槽内悬挂生物填料，培养生物菌种，降解除去废水中的有机物。

酸析气浮处理

废水在酸性条件下，显影树脂从水中析出，树脂密度较小，易于浮在水面。本项目废水处理时，由泵将废水泵入酸析槽，投加酸液调废水酸性PH4－5，水中显影原料（树脂）从水中析出，浮于水面。为强化上浮效果，利用增加泵加压溶气形成气浮，大量微小气泡包裹悬浮物上浮于水面，有机污染物被大量去除掉。

混凝沉淀处理

因废水中还存在一定时的重金重污染物，须采用混凝沉淀法将其去除。废水中的重金属离子在碱性条件下与OH－形成絮体沉淀分离，一般控制pH为7.5~8.5，其化学原理是：

Mn+＋nOH－ → M(OH)n↓

根据经验，将沉淀出水再经生化处理方可达到环保出水要求，可确保重金属稳定达标排放。

生化处理

厌氧槽

厌氧槽采用UASB(上流式厌氧污泥床)的形式，废水穿过槽中由微生物所形成的污泥床，污染物（有机物）被污泥床所截留，微生物将高分子、复杂的有机物分解成低分子、简单的有机物。废水的可生化性得到大大提高，与污泥分离后,废水自流入活性污泥槽。

活性污泥工艺

活性污泥技术工艺特点

食物链长，生态系统稳定，适于微生物栖息增殖；

有可能形成立体结构的生物网，类似“过滤”，能有效提高净化效果；

能够保持较高浓度的活性生物量，处理效率较高，有利于减少占地面积；

污泥生成量少，颗粒大易于沉淀。

操作简单，运行方便，易于维护管理；

耐冲击负荷。

根据以上论述，从运行管理方面考虑，本设计主体工艺采用活性污泥MBR膜生物反应系统，该系统操作简单，运行方便，易于维护管理。

MBR膜生物反应系统

MBR简介

膜生物反应器（MBR）是高效膜分离技术与活性污泥法相结合的新型废水处理技术，可用于有机物含量较高的市政或工业废水处理。虽然有氧MBR过程的技术应用可以追溯到20世纪70年代，但是它在废水处理领域的大规模商业应用也是在过去的10年间刚刚开始的。

MBR是高效膜分离技术与生化技术相结合的新型废水处理技术。 它继承了膜分离技术和生化处理技术的特点并强化了生化处理效果。

   与传统的活性污泥法相比，MBR具有以下优点：

0.05微米膜过滤产水，出水悬浮物和浊度接近于零，可直接回用；

与传统处理系统相比，可节省50%的土地使用面积；

由于膜的高效截流作用，微生物完全截流在反应器内，实现了反应器水力停留时间(HRT)和污泥龄(SRT)的完全分离，使运行控制更加灵活稳定；

反应器内的微生物浓度高达5000-8000毫克／升，生化效率高，耐冲击负荷强；

泥龄(SRT)长，有利于增值缓慢的硝化细菌的截流、生长和繁殖，系统硝化效率得以提高；

反应器在高容积负荷、低污泥负荷、长泥龄条件下运行，剩余污泥排放量少；

膜分离使废水中的大分子难降解成分在生物反应器内有足够的停留时间，大大提高了难降解有机物的降解效率；

系统自动化程度高，采用 PLC控制，可实现全程自动化控制；

模块化设计，结构紧凑，占地面积小，运行费用低廉。

我公司多年的废水处理工程经验，开创的MBR废水处理技术有如下特点：

膜材质为聚偏氟乙烯，抗污染性强．易清洗，适于废水处理；化学性能稳定，抗氧化性强，可采用常用氧化性药剂清洗。

膜通量远高于其它材质(比如PP或PE)的同类产品。采用独有的定期水反洗、化学反洗及化学清洗工艺保证了膜组件的产水能力和膜通量。

跨膜压力(TMP)低，通常为0.01～0.06 MPa，可利用虹吸原理而无需外加抽吸动力即可产水，系统运行费用低。

MBR工艺采用缺氧和好氧组合形式。废水先进入缺氧区，在此将大分子量长链有机物分解为易生化的小分子有机物，然后废水进入好氧区进行有机物生物降解，同时进行生物硝化反应，并通过回流到缺氧区进行反硝化，完成脱氮功能。

好氧区，在硝化菌的作用下进行如下化学反应：

   2NH4++3O2→2NO2-+4H++2H2O

   2NO2-+O2→2N03-。

缺氧区，在反硝化菌的作用下进行如下化学反应：

   6NO3-+2CH30H→6NO2-+2CO2↑+4H20

2N02-+3CH3OH→3N2↑+3H20+60H-+3C02。

MBR过程描述

MBR是一种将活性污泥法和一体化浸没式膜分离系统相结合的新型废水处理技术。这一过程可广泛应用于市政和工业废水处理领域，包括水资源回用，社区发展，公园景点水资源回用等。

作为一种新兴的废水处理技术，MBR已经被广泛的应用于世界各地的废水处理厂。

典型MBR系统的流程可以描述如下。

废水经预过1-2mm格栅流入调节池，在这里进水的水质和水量的调节。被格删拦截的杂质需要定期清理。接下来，调节池中的废水被泵输送至MBR系统，在MBR系统内实现微生物对污染物进行分解消减，包括好氧和缺氧反应区，不能被降解的杂质和活性污泥被膜组件分离后留在膜池内。膜过滤产水则达标回用或排放。

MBR膜组件说明

MBR系统使用中空纤维膜进行固液分离。浸入式中空纤维膜是专门为膜生物反应器（MBR）配套而研制和开发的膜组件。它具有较高的过滤效率，能够有效的将细菌、悬浮颗粒及杂质移除，从而获得优质的过滤水。此外，由于单片膜组件过滤面积大，所以膜的安装占用体积小，减小了反应器的体积和占地面积。

膜组件采用PVDF作为膜材料，制备中空纤维微滤膜，它具有良好的化学稳定性，非常适用于MBR系统。

本次设计使用的PVDF系列中空纤维膜特点：

1．膜通量高

通过特定工艺制作而成的中空纤维膜，在保证膜表面强度的前提下提升成孔率，且孔径均匀，并对膜表面进行了永久性亲水化处理。其单位膜面积的膜通量行业领先。其市政废水处理中最大平均膜通量可达33L/m2·hr。

2．拉伸强度大

PVDF系列膜产品结构为复合膜结构，内部为柔软空心支持体，外部为紧密结合的材质过滤膜层。膜丝抗拉伸强度≥200牛顿/fil。

3．膜丝内部流道大

新一代膜产品内径约1.2mm。中空纤维膜纵向水力流道变大，流道阻力减小，使膜丝各个部位能更均匀抽吸工作。

4．膜表面抗污染性能高

膜表面为复合结构，耐磨擦。即使长期使用后外皮层发生损伤情况下，仍然有内皮层起到截留污染物效果，防止影响产水水质。

5．膜材质抗药性高

采用高等级树脂原料，对氧化剂等化学药剂具有良好的抗药性。

膜元件规格和性能如下：

MBR膜元件需满足或优于以下技术参数：

膜组件应该安装于MBR的单元内部，按膜丝垂直方向安装，并确保纤维有一定的松弛。建议在上端和下端之间有10mm的松弛余量。

MBR系统由一系列单元组成，每个单元都有多排膜组件。这些单元独立的包括一个活性污泥槽，膜组件单元应尽量安装在MBR曝气槽的中央，并确保前后左右有足够的空间。

在膜组件的操作过程中有以下几方面是非常关键的，包括过滤、跨膜压差的设置、产水量设置。

（1）过滤

膜组件对MBR中的废水进行固液分离，能有效的去除水中的悬浮颗粒和有机杂质。

（2）跨膜压差（TMP）

跨膜压差，是保障产水的动力差，此数值的越低说明膜性能和污染越清，反之则说明膜污染比较严重，应该进行化学清洗。跨膜压差是衡量系统设计和运行是否正常的重要指标参数。

（3）产水量

设计者必须对膜组件系统的过滤流量进行设定，这一数据可以根据中试实验结果或对原水处理的经验来确定。根据河北诺恩的工程经验，根据业内专家和实际工程应用的反馈，相对经济的的膜通量可以设定在0.2～0.8m3/m2.d的范围内。

恒大兴业建议每天对透过水流量和跨膜压差进行记录，以便于更好的进行操作控制。我们还建议对悬浮颗粒浓度和浊度进行测量，以便随时评测膜分离效率。

根据以上论述，从运行管理方面考虑，本MBR膜生物反应系统建议采用MBR一体化污水处理设备，该系统操作简单，运行方便，易于维护管理。

沉淀槽

活性污泥槽出水进入沉淀槽进行泥水分离，在重力作用下，污泥沉于槽底，排入污泥槽。沉淀槽出水达标外排。

废水调节槽采用地埋式钢筋混凝土结构的水槽，内涂防腐漆防腐，即可节省占地面积，又可确保车间废水自流进调节槽。废水物化混凝处理采用成套的处理设备，设备采用钢制，施工周期短，占地少。配药系统采用PE桶配药，进口优质加药泵，确保系统稳定运行。电气系统采用集中控制，元器件采用合资产品或国内名牌产品，pH仪表采用进品优质产品。

污泥处理系统，沉淀槽产生的污泥排放污泥槽，由泵泵入污泥脱水机压干，泥饼外运，压滤液返回调节槽。

2.4工艺流程图