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200吨 / 天生活废水处理设备

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  • 工艺设计
    TECHNOLOGICAL DESIGN
    1.设计依据
    《中华人民共和国环境保护法》
    《中华人民共和国水污染防治法》
    《建设项目环境保护设计规定》
    《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18978-2002)
    《给水排水工程管道结构设计规范》   GB 50332-2002
    《安全防范工程技术规范》                 GB 50348-2004
    《工业企业噪音控制设计规范》           GBJ 87-85

    2.设计参数及设计条件
    本工程依据典型市政污水进水水质设计,如表1:
    表1 设计进水水质
    序号 指标 设计进水水质
    1 化学需氧量CODcr (mg/L) 90
    2 5日生化需氧量BOD5 (mg/L) 45
    3 悬浮物SS(mg/L) 25
    4 氨氮NH4+-N(mg/L) 46
    5 总氮TN (mg/L) 48
    6 总磷TP (mg/L) 5.0
    7 PH 6~9
    8 水温 8℃~25℃

    方案以《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18978-2002)中一级标准的A标准作为基本要求,并根据其它回用用途,同时遵循《城市污水再生利用景观环境用水水质》(GB/T18921-2002)标准中观赏性河道景观环境用水水质标准和《城市污水再生利用城市杂用水水质》(GB/T18920-2002)标准,出水水质标准取上述标准中最严值,如下表2所示:
    表2 设计出水水质
    序号 指标 一级A 景观水质 杂用水水质 设计取值
    1 化学需氧量CODcr(mg/L) ≤50 / / ≤50
    2 5日生化需氧量BOD5(mg/L) ≤10 ≤10 ≤10 ≤10
    3 悬浮物SS(mg/L) ≤10 ≤20 / ≤10
    4 氨氮NH4+-N(mg/L) ≤5 ≤5 ≤10 ≤5
    5 总氮TN (mg/L) ≤15 ≤15 / ≤15
    6 总磷TP (mg/L) ≤0.5 ≤1 / ≤0.5
    7 PH值 6~9 6~9 6~9 6.5~8.5

    3.设计范围及水量
    本工程设计水量200m³/d即8.3m³/h

    4.主要污水处理方法及推荐污水处理工艺
    4.1处理方法介绍
    废水的处理可分为三大类:
    1)物理处理法;
    2)化学处理法;
    3)生化处理方法
    a、物理处理法
    物理处理法是指应用物理作用改变废水成分的处理方法。
    常用物理处理法有沉淀、气浮、过滤、微滤等。前两种工艺多用于预处理或一级处理,后两种主要用于深度处理。
    b、化学处理法
    化学处理法是指应用化学原理和化学作用将废水中的污染物成分转化为无害物质,使废水得到净化。
    污染物在经过化学处理过程后改变了化学本性,处理过程中总是伴随着化学变化。用食品工业废水的化学处理法有中和、混凝、电解、氧化还原、离子交换、膜分离法等。
    c、生化处理法
    生化处理法是有机废水处理系统中最重要的过程之一。
    在废水处理中,生物处理工艺可分为好氧工艺、厌氧工艺、稳定塘、土地处理以及由上述工艺的结合而形成的各种各样的组合工艺。生物法是主要的二级处理工艺,目的在于降解COD、BOD5、氨氮及总磷 。
    污水处理工艺选择应充分考虑污水量和污水水质以及经济条件和管理水平,优先选用技术合理先进、安全可靠、低能耗、低投入、少占地和操作管理方便的成熟工艺。下面将对各种工艺的特点进行论述,以便选择切实可行的方案。

    4.2 推荐使用的处理工艺
    根据污水进水水质、出水水质目标情况,综合考虑工艺的可靠性、成熟性、适用性、去除污染物的效率、投资省、操作管理简单、运行费用低及现场情况等因素情况下,最终确定选用出水稳定可靠、技术先进、占地少和操作管理方便的厌氧+缺氧+好氧+MBR(膜生物反应器)工艺。
    膜生物反应器(MBR)是膜技术和污水生物处理技术有机结合产生的废水处理新工艺,目前被普遍认为是性能最为稳定,效果最好,和最具发展潜力的废水处理技术。该技术的特点是以低压膜分离过程取代传统活性污泥处理过程中的重力沉降分离过程,使水力停留时间和泥龄完全分离,有效地保存了反应器中的生物量,使生物处理过程可达到除去95%以上的COD及90%左右的脱氮效功能:
    美杰景膜生物反应器技术具有许多其他生物处理工艺无法比拟的明显优势,与其他生物处理工艺相比膜生物反应器具有以下特点:
    占地面积小,约为传统工艺占地的1/2~1/5;
    能彻底去除水中的悬浮物质;
    出水可回用,真正实现污水的零排放(视具体情况而定,与进水水质有关);
    COD、固体及营养物可以在一个单元内去除;
    高负荷率,可达2~5KgCOD/m³.d
    低污泥产率,为常规方法的10~30%;
    流程启动快;
    系统不受污泥膨胀的影响;
    出水水质良好稳定。

    5.设计工艺流程

    污水处理装置工艺流程示意图

    6.本项目设计特点
    本项目考虑到简化土建条件,减少施工难度,设计为模块化系统。
    本设备具有如下特点:
    1.出水水质良好,出水悬浮物和浊度接近于零,可直接回用,实现了污水资源化。
    2.膜的高效截留作用,使运行控制更加灵活稳定。
    3.系统可实现全自动化控制。
    4.占地面积小,工艺设备集中。
    本系统应用领域:
    1.有污水回用的地区或场所,如宾馆、洗车业、流动公厕等本系统设备占地面积小、设备紧凑、自动控制、灵活方便的特点。
    2.应用于无排水管网的地区,如小居民点、度假区、旅游风景区等。
    3.应用于高浓度有机废水的处理。如高浓度有机废水是一种较普遍的点污染,全国食品、中成制药、养殖废水等行业每年高浓度有机废水排放量很大。

    7.工艺流程设计说明:
    污水源水通过提篮格栅将其中大颗粒杂物滤除。自流至调节池,经提升泵至生化池,在曝气状态下大量繁殖的活性污泥微生物以及硝化菌群、磷细菌,降解或吸附水中含碳、氨氮、磷有机污染物质。MBR出水膜采用我公司合作单位优质的PVDF膜,在本项目中膜水通量采用10-15L/㎡.h,膜安装在特制的不锈钢架上,为一个整体安装、维修护养的单元。MBR膜的化学清洗是在MBR运行一段时间(具体时间需根据进水水质以及设备运行情况确定)时对膜组件进行的清洗。将配好药液(酸或次氯酸钠)的注入到需要清洗的膜池中,浸泡30分钟,打入一定量的空气吹扫,以充分去除附在膜组件上的污染物,每次化学清洗并非都需要上述两种药液浸泡,而是根据MBR的运行情况而定。膜池内的清洗药液可定时定量计量,通过次氯酸钠加药泵以及槽内的液位控制装置可自动控制槽内的药液浓度。
    本工程中采用MBR膜池置于生化池之后,通过重力流将好氧池的污水流至膜池中过滤,回流的污水通过膜池的溢流堰溢通过回流泵至生化池,形成活性污泥的循环,有利于活性污泥的新陈代谢。
    MBR膜安装、维修护养时,是以整个膜架和膜为单位。
    MBR池出水、变频回用水泵、化学清洗等操作通过PLC自动控制实现。

    自控设计
    AUTOMATIC CONTROL DESIGN
    1.设计依据
    自控仪表设计依据工艺推荐方案及工艺对自控系统的要求,结合自控仪表行业的特点进行设计。
    依据相关的设计规范如下:
    《自动化仪表选型规定》(HG/T20507-2000)
    《仪表配管、配线设计规定》(HG/T20512-2000)
    《仪表系统接地设计规定》(HG/T20513-2000)
    《控制室设计规定》(HG/T20508-2000)
    《仪表供电设计规定》(HG/T20509-2000)

    2.自动控制系统描述
    本工程自控系统方案是根据工艺流程及工艺特点而制定的。从工程的实际情况及工艺要求出发,设计采用目前先进并成熟的集散型控制系统。它集计算机技术、控制技术、通讯技术以及显示技术于一体,现场PLC子站连接起来,实现集中监测管理和分散控制。这样克服了集中控制系统危险度集中、可靠性差、不易扩展和控制电缆用量大等缺陷,实现了信息、调度、管理上的集中和功能及控制危险上的分散。现场PLC子站都能独立、稳定工作,从根本上提高了系统可靠性。而采用PLC为主体构成的集散系统性价比比较高。其主要有以下几个特点:
    1. 提高设备利用率,保证水处理质量,通过安装在现场的仪表,连续监测各种工艺参数,自控系统可以根据这些参数,协调各工段水处理工艺之间的关系,保证设备的充分利用,并根据仪表检测到的数据,及时纠正偏差,从而保证了污水的处理质量。
    2. 保证系统运行可靠,由于在各工艺流程段设置了相应的水质监测仪表,各设备的运行参数和运行状态,随时发现设备故障,并及时报警。
    3. 由于实行计算机优化控制,节省日常运行费用,降低污水处理成本。
    4. 节省人力和减轻人工劳动强度。

    3.现场检测仪表
    现场检测仪表在计算机系统控制中是不可缺少的重要部分,仪表选型的优劣直接影响到控制系统的可靠性。考虑到工作环境的适应性,特别是传感器直接与水等介质接触,极易腐蚀和结诟,因此,传感器参量选用无隔膜式、非接触式、易清洗式。兼顾到维修管理容易、方便、尽可能选用不断流拆卸式和维护周期较长的仪表。
    全部仪表均选用带有现场显示变送器的智能仪表,并带有4~20mA直流输出,信号通过通讯网络传送至PLC。
    (1)液位检测仪表:
    采用超声波液位计和电接点式液位计
    (2)流量检测仪表:
    管道中流量计要采用电磁流量计。
    (3)压力检测仪表:
    在带有污泥的管道中压力传感器采用防阻塞的膜片式传感器。
    (4)产水浊度检测仪表:
    采用性能稳定的E+H浊度仪。
    全部仪表均选用带有现场显示变送器的智能仪表,并带有4~20mA直流输出,信号通过现场终端及通讯网络传送至监控计算机,在计算机显示终端上显示。

    营运服务
    OPERATION SERVICE
    1.质量保修期
    营运期间负责系统全面的质量保修责任,质量承诺:保障设备连续运转中持续停运时间不得超过48小时。
    2.提供的营运服务内容
    根据项目设备规模提供驻场/24小时远程监管方式对租赁设备进行运维托管,对远程托管项目,每季度现场巡查次数不少于1次。
    每月提供完善的设备必要的环保监测所需数据,完成数据采集及上传工作,完成治理设备环保台账记录工作。
    确保设备连续排放达标,并按合同约定处理水质承诺范围内造成排放不合格,承担相应的环保罚款等相应社会责任。


  • 主要设备及能耗计算

    1.主要设备一览表
    序 号 位 置 名 称 规 格 数 量 备 注
        工艺设备部分
    1 进水系统 原水提升系统 9m³/h 7m 0.55kw 1 /
    毛发过滤器 15³/h 1 /
    2 污泥回流系统 污泥回流单元 12m³/h 15m 1.1kw 1 /
    3 模块化生化部分 生化布气系统 盘式曝气器 1 /
    潜水搅拌器 厌氧1台缺氧2台 3 不锈钢304
    4 模块化MBR膜区 膜池排空系统 DN80 2 /
    集成化膜组件 1280*1880*1435,40片膜,1个膜架 PVDF,不锈钢304
    5 泵房 产水系统 10m³/h 18m 1.5kw 1 产水泵1用1备
    清洗系统 13m³/h 18m 1.5kw /
    加药系统 15L/h 4bar /
    6 风机及自控间 生化曝气系统 75m³/h 1 风机2用1备
    膜吹扫系统 160m³/h
    PLC控制柜 / /
    7 PLC信号采集系统 流量检测系统 0~25m³/h DN40 1 /
    压力采集系统 负1~1Mpa
    厌氧池ORP检测系统 输出4-20mA,电源-220VAC
    缺氧池ORP检测系统 输出4-20mA,电源-221VAC
    好氧池DO检测系统 输出4-20mA,电源-222VAC
    PH计 PH-14,-1000-1000mV输出4-20mA
    液位监测系统 3-5m
    8 其他 管材管件 DN40~DN100 1 /
    线缆桥架 50~100
    辅材辅料 /
        土建及机房报价
    9 模块化生化部分 模块化生化箱 14m×2.8m×3m 1 碳钢防腐
    10 模块化MBR膜区+设备间 模块化MBR膜箱 (4m×2.8m×3m) 1 碳钢防腐

    注:泵采用XYLEM等同等品牌,风机采用川源等同等品牌,生化曝气器采用瑞好等同等品牌,仪表采用E+H等同等品牌,阀门采用ACTORED等同等品牌,PLC采用西门子品牌、主要元器件采用施耐德品牌。

    2.能耗计算表 
    系统能耗计算
      运行台数 装机功率kw 运行时间 功率因数 电耗kw.h
    原水泵潜水泵 1 0.55 24 0.8 10.56
    自吸产水泵 1 1.5 24 0.8 28.8
    清洗泵 1 1.5 1 0.8 1.2
    回流泵 2 1.5 12 0.8 28.8
    排泥泵 1 0.75 1 0.8 0.6
    搅拌机 3 0.55 24 0.8 31.68
    罗茨风机 1 5.5 24 0.8 105.6
    NaClO计量泵 1 0.06 0 1 0
    Acid 计量泵 1 0.06 0 1 0
    乙酸钠加药泵 1 0.06 24 1 1.44
    NaOH加药装置 1 0.06 24 1 1.44
    PAC 1 0.06 24 1 1.44
    小计   211.56
    日处理量(m3/d) 200 电费(元/kw*h) 1.5 每日电费(元) 317.34
    吨水电耗(kw*h) 1.06 吨水电费(元/吨) 1.58    

    药耗计算表
    序号 名称 反应浓度 单膜池容积 膜池数量 年清洗次数 原药价格 原药年用量 吨水费用 年费用
    ppm m3 元/吨 元/吨
    1 维持通量次氯酸钠(10%) 200 24 2 183 800 17.568 0.019253 14054
    2 恢复通量次氯酸钠(10%) 500 24 2 2 800 0.48 0.0005 384
    3 恢复通量柠檬酸(100%) 10000 24 2 2 4500 0.96 0.0059 4320
    4 氢氧化钠
    (30%,1.33g/ml)
    中和酸用 24 2 2 1500 0.67 0.0014 999
      乙酸钠(60%) 120 200     2500 8.76 0.3 21900
      PAC(30%有效) 37 200     2800 2.701 0.103 7563
    5 药耗计算 日处理量(m3/d) 200 吨水费用(元) 0.327  

    电耗和药耗计算汇总表
    项目 电耗(元) 药耗(元) 总计(元)
    吨水 1.58 0.327 1.907

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