一、基礎(chǔ)資料
某拖拉機內(nèi)燃機有限公司主要生產(chǎn)拖拉機和內(nèi)燃機二大部分產(chǎn)品，公司內(nèi)生產(chǎn)拖拉機和內(nèi)燃機二塊在地理位置和生產(chǎn)車間布局方面都相對獨立。由于生產(chǎn)過程中需要潤滑，清潔和沖洗等過程，會排出相應(yīng)的生產(chǎn)廢水；同時全廠職工在生產(chǎn)活動中排出相應(yīng)的生活污水（浴室、食堂、廁所），因此，整個公司的廢水有生產(chǎn)廢水和生活污水二部分組成。
拖制部廢水水質(zhì)：CODcr=78～216 mg/l，BOD5=18.8～83.0 mg/l ，SS=67～189 mg/l
NH3-N=5.05～10.1 mg/l ，動植物油=1.6～7.8? mg/l，pH值=6.46～9.33
內(nèi)制部廢水水質(zhì): CODcr=211～1230 mg/l, BOD5=74.5～2.7 mg/l , SS=103～276 mg/l
NH3-N=3.43～9.91 mg/l ,動植物油=24.7～95.5? mg/l,pH值=6.91～7.69
以上數(shù)據(jù)表明，拖內(nèi)公司的廢水水質(zhì)波動大，設(shè)計進(jìn)水水質(zhì)：
拖制部廢水水質(zhì)：CODcr=130 mg/l；BOD5=44 mg/l ；SS=115 mg/l；NH3-N=7 mg/l ；
動植物油=3 ?mg/l。 內(nèi)制部廢水水質(zhì)：CODcr=746 mg/l；BOD5=164 mg/l ；SS=167 mg/l；NH3-N=6.7 mg/l ；動植物油=49.6 ?mg/l
根據(jù)上述實測數(shù)據(jù)以及二大塊的排水量，加權(quán)平均后得：：CODcr=318 mg/l??? ?BOD5=81 mg/l ；SS=131 mg/l；NH3-N=6.9 mg/l ；動植物油=17.2 ?mg/l。通過對污廢水分流及對沖洗水的控制，預(yù)測今后廢水的濃度會有所提高，用水量有所降低，因確定以下參數(shù)作為新建污水站的設(shè)計值。CODcr=350 mg/l；BOD5=90 mg/l ；SS=150 mg/l；NH3-N=7 mg/l ；動植物油=50 ?mg/l。
處理后出水水質(zhì)：采用《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB31/199-1997) 中第二類指標(biāo)值。即CODcr≤100? mg/l ；BOD5≤30? mg/l ； SS*≤ 70 mg/l；NH3-N≤15 mg/l ；動植物油≤15? mg/l(SS* 采用第一類指標(biāo)值)。
設(shè)計水量：拖內(nèi)公司現(xiàn)有的二個排放口都無計量設(shè)備，廢水量只能按常規(guī)從公司的用水量來預(yù)測。公司目前的用水量如表9-6。
表9-6? 機械加工公司用水量分析
| 部門 | 用途 | 日平均用水量 | 日最高用水量 | 時最高用水量 |
| 拖 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?制 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?部 | 浴室 | 120 m3/d | 140 m3/d | 28 m3/h |
| 食堂 | 115/235 m3/d | 125/265 m3/d | 25/53 m3/h | |
| 生產(chǎn) | 2900 m3/d | 3100 m3/d | 200 m3/h | |
| 小計 | 3135/3255 m3/d | 3365/3505m3/d | 253/281 m3/h | |
| 內(nèi) ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?制 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?部 | 浴室 | 190 m3/d | 250 m3/d | 50 m3/h |
| 食堂 | 25/215 m3/d | 35/285 m3/d | 5/55 m3/h | |
| 生產(chǎn) | 800 m3/d | 1000 m3/d | 80 m3/h | |
| 小計 | 1015/1205 m3/d | 1285/1535 m3/d | 135/185 m3/h | |
| 用水量 | 合計 | 4150/4460 m3/d | 4650/5040 m3/d | 388/466 m3/h |
| 排水量* | 合計 | 3320/3568 m3/d | 3720/4032 m3/d | 310/373 m3/h |
*排水量按用水量0.8計
廢水站按最大日污水量4032 m3/d進(jìn)行設(shè)計,時變化系數(shù)Kh=2.2。
二、設(shè)計原則和工藝流程的確定
1? 工藝選擇
各處理方法需根據(jù)水質(zhì)情況、用地許可、出水指標(biāo)、運行管理、排放水體的距離等綜合因素考慮來選擇一種或幾種組合。本污水處理站處置的對象為生活污水和生產(chǎn)污水混合的污水，污水特征為含油、可生化性能較差。為充分發(fā)揮污水處理的投資效益，力使處理工藝合理、經(jīng)濟而有效，對拖內(nèi)公司的水樣進(jìn)行了小試，小試結(jié)果如表9-7。
表9-7? 機械加工廢水混凝處理實驗效果
| 混凝劑加注量 | 助凝劑加注量 | 原水均值CODcr | ? 出水平均CODcr | pH值 | |
| 內(nèi)制部 | 1‰ | 0.1‰ | 590 | 80 | 7-7.2 |
| 拖制部 | 1‰ | 0.1‰ | 120 | 50 | 7-7.2 |
根據(jù)試驗結(jié)果確定以下工藝。
2? 工藝流程
食堂 （隔油）
生活廢水???????????????????? 1#調(diào)節(jié)池??? 接觸氧化（Q=3032m3/d）
淋浴與廁所
其他生產(chǎn)廢水
混凝反應(yīng)?? 氣浮? 計量??? 排放
乳化廢水
預(yù)處理裝置???????????? 2#調(diào)節(jié)池?? （Q=1000m3/d）
油漆廢水
圖9-6? 機械加工廢水處理工藝流程
此工藝流程是針對進(jìn)入1#調(diào)節(jié)池內(nèi)的廢水，其可生化好的特點采用生物法加以處理，降低運行成本；氣浮作為其固液分離的手段可達(dá)到節(jié)約占地面積的目的。進(jìn)入2#調(diào)節(jié)池內(nèi)的廢水可生化差采用生物法難以奏效，采用物化法加以處理，去除CODcr及油比較可靠，而且二股水混合后，達(dá)標(biāo)有保證。
3? 總平面布置原則
廢水處理站較為理想的位置是進(jìn)出管道比較順暢，離排放水體或管道近，處于生活辦公場所的下風(fēng)向。根據(jù)介紹公司內(nèi)可供廢水站使用的位置在內(nèi)制部的技校工場，占地面積約為408m2。因此，本廢水站需根據(jù)現(xiàn)有場地進(jìn)行布置。由于面積有限，廢水處理站為二層布置，下層為混凝土水池，有1#調(diào)節(jié)池、2#調(diào)節(jié)池、接觸氧化池、污泥池和螺桿泵房；上層為房屋結(jié)構(gòu)放置設(shè)備，有成套氣浮池、鼓風(fēng)機房、控制室、脫水機、自動細(xì)格柵。
4? 高程布置原則
高程布置原則：希望廢水經(jīng)一次提升后藉重力流經(jīng)各處理構(gòu)筑物，并盡量減少提升高度，節(jié)約能耗，處理后排入附近水體或管道。污水站的室內(nèi)地面標(biāo)高要基本保證不受雨水侵害，在滿足處理構(gòu)筑物容量的要求下盡量減小水池深度。通過高架方式輸送進(jìn)入廢水站的廢水先進(jìn)入2#調(diào)節(jié)池，這股廢水SS及粗大垃圾較少，調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)人工格柵和自動細(xì)格柵各一個，最高液位標(biāo)高為-0.50m。池內(nèi)廢水由泵提升進(jìn)入混凝反應(yīng)池，反應(yīng)池液位標(biāo)高為2.10m；最后進(jìn)氣浮池，氣浮池液位標(biāo)高為1.80m。
通過地下埋管方式輸送進(jìn)入廢水站的廢水有二股，內(nèi)制部的可采用重力流直接進(jìn)入1#調(diào)節(jié)池。內(nèi)制部排水最遠(yuǎn)點距廢水處理站約250m，管道按3‰坡度設(shè)計，進(jìn)入污水站的管低標(biāo)高為-1.75m，因此1#調(diào)節(jié)池的液位設(shè)計值為-1.45m。拖制部的一股廢水在進(jìn)入廢水處理站前需穿越廠區(qū)外的道路，在穿越前為減小管道埋深，提高1#調(diào)節(jié)池的液位設(shè)計值，需設(shè)置一座提升井，井內(nèi)配置二套潛水泵及液位控制系統(tǒng)。二股廢水進(jìn)入1#調(diào)節(jié)池后，由泵提升進(jìn)入接觸氧化池，接觸氧化池的設(shè)計液位為-0.5m。為保持較穩(wěn)定的處理效果，在進(jìn)接觸氧化池前設(shè)置流量分配槽，將超過處理量的廢水溢流回1#調(diào)節(jié)池。接觸氧化池內(nèi)的廢水反應(yīng)后，進(jìn)入2#調(diào)節(jié)池，利用2#調(diào)節(jié)池內(nèi)的提升泵進(jìn)入混凝反應(yīng)池，池前也設(shè)置流量分配槽，將超過處理量的廢水溢流回2#調(diào)節(jié)池,最后進(jìn)氣浮池，在氣浮池完成固液分離后計量排出。
三、全工藝過程設(shè)計與計算
1 拖制部提升井設(shè)計
提升井有效容積：29m3 ；水泵數(shù)：2臺 (一用一備)；單泵流量：88m3/h；單泵揚程：6m；單泵功率：4.0kw。
2????? 1#調(diào)節(jié)池設(shè)計
池數(shù)1 只；有效容積308m3 ；配置自動細(xì)格柵：1臺，單機功率：0.4 kw；配置手動細(xì)格柵：1臺；配置提升水泵：3臺(二用一備)。單泵流量：70m3/h；單泵揚程：6m；單泵功率：3.0kw；配預(yù)曝氣管。
3???????? 接觸氧化池設(shè)計
池數(shù)：1 只；有效容積：632m3，填料充填率：30%，計有190 m3? ?；填料型號：SNP球形填料；配膜式曝氣管：180根。
4????? 混凝反應(yīng)池(鋼制)設(shè)計
池數(shù)2 格；每格HRT ：7min；配置PH在線儀表：1 套；配置酸堿加注泵：2 臺，單機功率：0.75 kw；配置混凝劑加注泵：2 臺；單機功率：0.75 kw。配置漿式攪拌器：2 臺；單機功率：1.5 kw。
5???????? 污泥池設(shè)計
日污泥產(chǎn)量：650 kg；污泥含水率：97%；HRT: 2天。配置污泥螺桿泵臺數(shù)：2臺；污泥泵流量：5.65m3/h；壓力：0.6Mpa，功率為 4kw。
6????? 氣浮池(鋼制)設(shè)計
氣浮池數(shù)：1套；單套處理能力：200 m3/h；平面尺寸：15×2.5 (m)
單套功率：5.435kw；
7???????? 污泥脫水機設(shè)計
自動污泥脫水機數(shù)：1臺；處理能力：120 kgSS/h。過濾面積：20m2?? 單機功率：7.5kw；每天工作時間：5.5h，平面尺寸：6.1×1.4(m)。
8? 2#調(diào)節(jié)池設(shè)計
池數(shù)1 只；有效容積： 102m3，配置自動細(xì)格柵： 1臺； 單機功率：0.4 kw配置手動細(xì)格柵1臺；配置提升水泵3臺(二用一備)。單泵流量：84m3/h；單泵揚程為 7.7m單泵功率為5.5kw； 配預(yù)曝氣管。
9? 電磁流量計
數(shù)量1只；管徑DN200。
10 鼓風(fēng)機房設(shè)計
數(shù)量： 2臺（供氧化池）；單機供氣量：7.10m3/min；風(fēng)壓：39.2kPa，單機功率：11kw 轉(zhuǎn)速n=770rpm）；數(shù)量：1臺（用于預(yù)曝氣）；單機供氣量：4.46m3/min；風(fēng)壓為34.3kPa；單機功率為7.5kw 轉(zhuǎn)速n=920rpm）。
11? 其它
根據(jù)需要在1#、2#調(diào)節(jié)池、污泥池進(jìn)行預(yù)曝氣。預(yù)曝氣單獨由一臺小鼓風(fēng)機供氣。廢水處理站內(nèi)設(shè)置送排風(fēng)系統(tǒng)，換風(fēng)次數(shù)8次/h。
12? 廢水處理站裝機容量計算
表9-8? 機械加工廢水處理裝機容量計算
| 序號 | 設(shè)備名稱 | 臺數(shù) | 裝機容量 |
| 1 | 提升井潛水泵 | 2 | 2×4.0kW |
| 2 | 1＃調(diào)節(jié)池潛水泵 | 3 | 3×3.0kW |
| 3 | 1＃調(diào)節(jié)池自動格柵 | 1 | 1×0.4kW |
| 4 | 混凝反應(yīng)池加注泵 | 4 | 4×0.75kW |
| 5 | 混凝反應(yīng)池攪拌器 | 2 | 2×1.5kW |
| 6 | 螺桿泵 | 2 | 2×4.0kW |
| 7 | 氣浮池 | 1 | 1×5.435kW |
| 8 | 污泥脫水機 | 1 | 1×7.5kW |
| 9 | 2＃調(diào)節(jié)池潛水泵 | 3 | 3×5.5kW |
| 10 | 2＃調(diào)節(jié)池自動格柵 | 1 | 1×0.4kW |
| 11 | 鼓風(fēng)機 | 2 | 2×11.0kW |
| 12 | 鼓風(fēng)機 | 1 | 1×7.5kW |
| 13 | 軸流通風(fēng)機 | 1 | 1×1.1kW |
| 14 | 總計 | 26 | 91.745kW |
四、平面布置圖
圖9-7?? 機械加工廢水處理站平面布置
五、投資和運行費用估算
1，? 投資
表9-9?? 機械加工廢水處理站擴建工程投資匯總
| 序號 | ? 項???? 目 | ???? 規(guī)????? 格 | 單位 | 數(shù)量 | 價格（萬元） | ???? 備?? 注 |
| ?1 | 調(diào)節(jié)池 | ?3.0×2.5×1.5m | ?m3 | ?12 | ?? 1.0 | ?新建，改造 A3鋼 |
| ?2 | 中間調(diào)節(jié)池 | ?3.0×2.5×3.2m | ?m3 | ?24 | ?? 2.0 | ?新建，A3鋼 |
| ?3 | 生化池1 | φ2000×4200 | ?m3 | ?10 | ?? 0.6 | ?填料支架等改造 |
| ?4 | 生化池2 | 2.0×2.5×3.2m | ?m3 | ?14 | ?? 1.0 | ?加高及改造 |
| ?5 | 沉淀池 | φ1700×4200 | ?座 | ?1 | ?? 1.8 | ?新建，A3鋼 |
| ?6 | 污泥池 | ?2.0×2.5×3.2m | ?m3 | ?12 | ?新建，鋼筋混凝土 | |
| ?7 | 溶氣水泵 | 2GC-5.2 | ?臺 | ?1 | ?? 0.3 | ?新增 |
| ?8 | 進(jìn)水泵 | IS50-32-200 | ?臺 | ?2 | ?? 0.4 | ?新增 |
| ?9 | 生化進(jìn)水泵 | ISG20-110 | ?臺 | ?1 | ?? 0.2 | ?新增 |
| ?10 | 污泥泵 | ?臺 | ?1 | ?? 0.3 | ?新增 | |
| ?11 | 鼓風(fēng)機 | TSB-50 | ?臺 | ?2 | ?? 2.2 | ?新增 |
| ?12 | 污泥脫水機 | ?臺 | ?1 | ?? 1.5 | ?新增 | |
| ?13 | 管道及配件 | ?? 2.5 | ?新增及改造 | |||
| ?14 | 電氣控制 | ?套 | ?1 | ?? 0.7 | ?新增 | |
| ?15 | 平臺 | ?? 0.5 | ?改造 | |||
| ?16 | 防腐 | ?? 0.6 | ||||
| ?17 | 小計 | ? 15.6 | ||||
| ?18 | 改造系數(shù)???????? ? 8％ | ?? 1.25 | ||||
| ?19 | 調(diào)試???????????? ? 4％ | ?? 0.62 | ||||
| ?20 | 運輸及安裝????? ? 10％ | ?? 1.56 | ||||
| ?21 | 管理費????????? ? 10％ | ?? 1.56 | ||||
| ?22 | 稅收???????????? ? 5.65% | ?? 0.88 | ||||
| ?23 | 總計 | ? 21.47 | ||||
2，? 運行費用
廢水處理系統(tǒng)運行費用包括電費，藥劑費，人工費等。水量按30噸/天計。
表9-10?? 機械加工廢水處理站主要動力設(shè)備
| 序號 | ? 名??? 稱??????? 規(guī)??? 格 | ? 配電功率 | ? 利用率 | ? 數(shù)量 | ?? 備 注 |
| ? 1 | 進(jìn)水泵? ? IS50-32-200 | 0.75KW | ?? 20% | ?? 2 | |
| ? 2 | 生化進(jìn)水泵? ? ISG20-110 | 0.37KW | ?? 10% | ?? 1 | |
| ? 3 | 溶氣水泵?? ? 2GC-5.2 | 7.5KW | ?? 20% | ?? 2 | |
| ? 4 | 風(fēng)機????? ? TSB-50 | 2.2KW | ? 100%? | ?? 2 | 一用一備 |
| ? 5 | 污泥脫水設(shè)備 | 0.5KW | ?? 15% | ?? 1 | |
| ∑5.94KW |
0.7×5.94×24/30=3.30元/噸廢水
1.58+0.15+0.125=1.86元/噸廢水
2人×1600/30×30=3.56元/噸廢水
直接運行費：3.30+1.86+3.56=8.75元/噸廢水
六、環(huán)境效益分析
由于廢水得到了有效的處理，因此有顯著的環(huán)境效益。使用該處理系統(tǒng)后，以下各項指標(biāo)的年消減量為：
1 COD：19.9×30×360=214920 kg
2 油：4.99×30×360=53892 kg
3 BOD5：9.98×30×360=107784 kg
表9-11? 機械加工廢水處理污染物去除率分析
| ? 處理單元 | ? 指?? 標(biāo) | ?? CODCr | ??? BOD5 | ???? 油 |
| 進(jìn)水（ mg/l） | ?? 20600 | ?? 8240 | ?? 5950 | |
| ?調(diào)節(jié)隔油池 | 出水（ mg/l） | ?? 17500 | ?? 6592 | ?? 4760 |
| 去除率（％） | ??? 15 | ??? 20 | ??? 20 | |
| 進(jìn)水（ mg/l） | ?? 17500 | ?? 6592 | ?? 4760 | |
| 一級反應(yīng)氣浮池 | 出水（ mg/l） | ??? 2010 | ??? 593 | ??? 195 |
| 去除率（％） | ??? 88.5 | ??? 91.0 | ??? 95.9 | |
| 進(jìn)水（ mg/l） | ??? 2010 | ??? 593 | ??? 195 | |
| 二級反應(yīng)氣浮池 | 出水（ mg/l） | ???? 795 | ??? 225 | ???? 22 |
| 去除率（％） | ??? 60.4 | ??? 62.1 | ??? 88.7 | |
| 進(jìn)水（ mg/l） | ???? 795 | ??? 225 | ???? 22 | |
| 生物接觸氧化池 | 出水（ mg/l） | ????? 99.2 | ???? 20 | ????? 7.3 |
| 去除率（％） | ??? 87.5 | ??? 91.1 | ??? 66.8 | |
| 進(jìn)水（ mg/l） | ????? 99.2 | ???? 20 | ????? 7.3 | |
| ? 二沉池 | 出水（ mg/l） | ????? 99.2 | ???? 20 | ????? 7.3 |
| 去除率（％） | ????? ? /????????????????????????????? | ????? / | ????? ? /?? |
七、設(shè)計小結(jié)
本處理系統(tǒng)根據(jù)廢水的特點，對生活污水和含油工業(yè)廢水先分開采用不同的方法進(jìn)行預(yù)處理，其中生活污水采用除油預(yù)處理，乳化油及油漆廢水采用混凝氣浮方法進(jìn)行預(yù)處理，使得各類廢水可以得到有效地前期凈化；合并后生化處理采用接觸氧化法，大大較少了裝置的占地面積，滿足本工程用地緊張的要求，而且凈化效果良好。
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