機械加工廢水處理工程設計

　　評論：　更新日期：2020年12月22日

一、基礎資料

某拖拉機內燃機有限公司主要生產拖拉機和內燃機二大部分產品，公司內生產拖拉機和內燃機二塊在地理位置和生產車間布局方面都相對獨立。由于生產過程中需要潤滑，清潔和沖洗等過程，會排出相應的生產廢水；同時全廠職工在生產活動中排出相應的生活污水（浴室、食堂、廁所），因此，整個公司的廢水有生產廢水和生活污水二部分組成。

拖制部廢水水質：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

內制部廢水水質: 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

以上數據表明，拖內公司的廢水水質波動大，設計進水水質：

拖制部廢水水質：CODcr=130 mg/l；BOD5=44 mg/l ；SS=115 mg/l；NH3-N=7 mg/l ；

動植物油=3 ?mg/l。內制部廢水水質：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

根據上述實測數據以及二大塊的排水量，加權平均后得：：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，因確定以下參數作為新建污水站的設計值。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：采用《污水綜合排放標準》(DB31/199-1997) 中第二類指標值。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* 采用第一類指標值)。

設計水量：拖內公司現有的二個排放口都無計量設備，廢水量只能按常規從公司的用水量來預測。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	2900 m3/d	3100 m3/d	200 m3/h
	小計	3135/3255 m3/d	3365/3505m3/d	253/281 m3/h
內 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?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	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進行設計,時變化系數Kh=2.2。

二、設計原則和工藝流程的確定

1? 工藝選擇

各處理方法需根據水質情況、用地許可、出水指標、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。為充分發揮污水處理的投資效益，力使處理工藝合理、經濟而有效，對拖內公司的水樣進行了小試，小試結果如表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
內制部	1‰	0.1‰	590	80	7-7.2
拖制部	1‰	0.1‰	120	50	7-7.2

根據試驗結果確定以下工藝。

2? 工藝流程

食堂（隔油）

生活廢水???????????????????? 1#調節池??? 接觸氧化（Q=3032m3/d）

淋浴與廁所

其他生產廢水

混凝反應?? 氣浮? 計量??? 排放

乳化廢水

預處理裝置???????????? 2#調節池?? （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入1#調節池內的廢水，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到節約占地面積的目的。進入2#調節池內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，達標有保證。

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向。根據介紹公司內可供廢水站使用的位置在內制部的技校工場，占地面積約為408m2。因此，本廢水站需根據現有場地進行布置。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#調節池、2#調節池、接觸氧化池、污泥池和螺桿泵房；上層為房屋結構放置設備，有成套氣浮池、鼓風機房、控制室、脫水機、自動細格柵。

4? 高程布置原則

高程布置原則：希望廢水經一次提升后藉重力流經各處理構筑物，并盡量減少提升高度，節約能耗，處理后排入附近水體或管道。污水站的室內地面標高要基本保證不受雨水侵害，在滿足處理構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入廢水站的廢水先進入2#調節池，這股廢水SS及粗大垃圾較少，調節池內設人工格柵和自動細格柵各一個，最高液位標高為-0.50m。池內廢水由泵提升進入混凝反應池，反應池液位標高為2.10m；最后進氣浮池，氣浮池液位標高為1.80m。

通過地下埋管方式輸送進入廢水站的廢水有二股，內制部的可采用重力流直接進入1#調節池。內制部排水最遠點距廢水處理站約250m，管道按3‰坡度設計，進入污水站的管低標高為-1.75m，因此1#調節池的液位設計值為-1.45m。拖制部的一股廢水在進入廢水處理站前需穿越廠區外的道路，在穿越前為減小管道埋深，提高1#調節池的液位設計值，需設置一座提升井，井內配置二套潛水泵及液位控制系統。二股廢水進入1#調節池后，由泵提升進入接觸氧化池，接觸氧化池的設計液位為-0.5m。為保持較穩定的處理效果，在進接觸氧化池前設置流量分配槽，將超過處理量的廢水溢流回1#調節池。接觸氧化池內的廢水反應后，進入2#調節池，利用2#調節池內的提升泵進入混凝反應池，池前也設置流量分配槽，將超過處理量的廢水溢流回2#調節池,最后進氣浮池，在氣浮池完成固液分離后計量排出。

三、全工藝過程設計與計算

1 拖制部提升井設計

提升井有效容積：29m3 ；水泵數：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#調節池設計

池數1 只；有效容積308m3 ；配置自動細格柵：1臺，單機功率：0.4 kw；配置手動細格柵：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；配預曝氣管。

3???????? 接觸氧化池設計

池數：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????? 混凝反應池(鋼制)設計

池數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???????? 污泥池設計

日污泥產量：650 kg；污泥含水率：97%；HRT: 2天。配置污泥螺桿泵臺數：2臺；污泥泵流量：5.65m3/h；壓力：0.6Mpa，功率為 4kw。

6????? 氣浮池(鋼制)設計

氣浮池數：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???????? 污泥脫水機設計

自動污泥脫水機數：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#調節池設計

池數1 只；有效容積： 102m3，配置自動細格柵： 1臺；單機功率：0.4 kw配置手動細格柵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；配預曝氣管。

9? 電磁流量計

數量1只；管徑DN200。

10 鼓風機房設計

數量： 2臺（供氧化池）；單機供氣量：7.10m3/min；風壓：39.2kPa，單機功率：11kw 轉速n=770rpm）；數量：1臺（用于預曝氣）；單機供氣量：4.46m3/min；風壓為34.3kPa；單機功率為7.5kw 轉速n=920rpm）。

11? 其它

根據需要在1#、2#調節池、污泥池進行預曝氣。預曝氣單獨由一臺小鼓風機供氣。廢水處理站內設置送排風系統，換風次數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	設備名稱	臺數	裝機容量
1	提升井潛水泵	2	2×4.0kW
2	1＃調節池潛水泵	3	3×3.0kW
3	1＃調節池自動格柵	1	1×0.4kW
4	混凝反應池加注泵	4	4×0.75kW
5	混凝反應池攪拌器	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＃調節池潛水泵	3	3×5.5kW
10	2＃調節池自動格柵	1	1×0.4kW
11	鼓風機	2	2×11.0kW
12	鼓風機	1	1×7.5kW
13	軸流通風機	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????? 格	單位	數量	價格（萬元）	???? 備?? 注
?1	調節池	?3.0×2.5×1.5m	?m3	?12	?? 1.0	?新建，改造 A3鋼
?2	中間調節池	?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	進水泵	IS50-32-200	?臺	?2	?? 0.4	?新增
?9	生化進水泵	ISG20-110	?臺	?1	?? 0.2	?新增
?10	污泥泵		?臺	?1	?? 0.3	?新增
?11	鼓風機	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???????? ? 8％				?? 1.25
?19	調試???????????? ? 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備

序號	? 名??? 稱??????? 規??? 格	? 配電功率	? 利用率	? 數量	?? 備注
? 1	進水泵? ? IS50-32-200	0.75KW	?? 20%	?? 2
? 2	生化進水泵? ? ISG20-110	0.37KW	?? 10%	?? 1
? 3	溶氣水泵?? ? 2GC-5.2	7.5KW	?? 20%	?? 2
? 4	風機????? ? TSB-50	2.2KW	? 100%?	?? 2	一用一備
? 5	污泥脫水設備	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、環境效益分析

由于廢水得到了有效的處理，因此有顯著的環境效益。使用該處理系統后，以下各項指標的年消減量為：

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	?? CODCr	??? BOD5	???? 油
	進水（ mg/l）	?? 20600	?? 8240	?? 5950
?調節隔油池	出水（ mg/l）	?? 17500	?? 6592	?? 4760
	去除率（％）	??? 15	??? 20	??? 20
	進水（ mg/l）	?? 17500	?? 6592	?? 4760
一級反應氣浮池	出水（ mg/l）	??? 2010	??? 593	??? 195
	去除率（％）	??? 88.5	??? 91.0	??? 95.9
	進水（ mg/l）	??? 2010	??? 593	??? 195
二級反應氣浮池	出水（ mg/l）	???? 795	??? 225	???? 22
	去除率（％）	??? 60.4	??? 62.1	??? 88.7
	進水（ 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
	進水（ mg/l）	????? 99.2	???? 20	????? 7.3
? 二沉池	出水（ mg/l）	????? 99.2	???? 20	????? 7.3
	去除率（％）	????? ? /?????????????????????????????	????? /	????? ? /??