工業(yè)廢水處理廠(站)的設計

工業(yè)廢水處理廠(站)的設計內(nèi)容包括：按照工廠所在地的環(huán)境與自然條件確定廠(站)址;選擇合理的工藝流程;平面布置與高程布置;構筑物的設計與計算;建設項目的技術經(jīng)濟分析。圖1工業(yè)廢水處理工程的基本工作程序工業(yè)廢水處理廠(站)的設計程序工業(yè)廢水處理廠(站)的設計分為兩部分：前期工作：編制《項目建議書》和《工程可行性研究報告》(設計任務書)。工程設計：包括擴大初步設計(初步設計)和施工圖設計。根據(jù)建設項目實際情況，有時經(jīng)建設單位與管理部門商議，設計工作程序可簡化。例如，以工程可行性方案設計(簡稱方案設計)替代工程可行性研究報告，或以方案設計替代工程可行性研究報告和擴大初步設計。此時，方案設計的深度應接近擴大初步設計，內(nèi)容應包括工程可行性研究報告。工業(yè)廢水處理廠(站)工程各設計階段的設計文件的編制，可參考上海市政工程建設規(guī)范《市政工程設計文件編制深度規(guī)定》(DGJ08—76—1999)中關于排水工程部分的規(guī)定進行。《項目建議書》編制《項目建議書》的目的是為上級部門的投資決策提供依據(jù)。《項目建議書》的主要內(nèi)容為：建設項目的必要性；建設項目的規(guī)模、技術標準；廢水處理的工藝路線(方案構思)；工程投資估算；預期達到的社會與環(huán)境效益?！俄椖拷ㄗh書》經(jīng)上級審批后，即可“立項”，進行工程可行性研究?！豆こ炭尚行匝芯繄蟾妗?設計任務書)工程可行性研究應根據(jù)批準的《項目建議書》和建設單位提出的任務委托書進行。主要任務是根據(jù)建設項目的工程目的和基礎資料，對項目建設的技術可行性、經(jīng)濟合理性和實施可能性等進行綜合分析論證、方案比較和評價，提出本工程的推薦方案；目的是保證擬建項目技術先進、可行，經(jīng)濟合理，有良好的社會與經(jīng)濟效益。工程可行性研究報告應滿足設計招標單位和建設單位向主管部門送審的要求。內(nèi)容：由總說明、工程投資估算和設計圖紙組成。總說明應包括項目概況、工程規(guī)模、處理廠位置及用地、技術方案比較及推薦方案、人員編制、工程遠近期結合問題、效益(社會、經(jīng)濟與環(huán)境)評價、存在問題與建議等。

《工程可行性研究報告》經(jīng)批準后，建設單位即作為設計任務書委托設計單位進行設計。擴大初步設計(初步設計)擴大初步設計應根據(jù)批準的工程可行性報告進行編制，其主要任務是明確工程規(guī)模、設計原則和標準，深化設計方案、工程概算、主要工程數(shù)量、主要材料設備數(shù)量，提出設計中需進一步研究解決的問題、注意事項和有關建議。擴大初步設計文件由設計說明書、工程數(shù)量、主要設備和材料數(shù)量、工程概算、設計圖紙(平面布置圖、工藝流程圖及主要構筑物布置圖等)等組成，應滿足審批、進行施工圖設計、主要設備訂貨、控制工程投資和施工準備等要求。施工圖設計施工圖設計應根據(jù)已批準的擴大初步設計進行，其主要任務是提供能滿足施工、安裝和加工等要求的設計圖紙、設計說明書和施工圖預算。施工圖設計文件應滿足施工招標、施工、安裝、材料設備訂貨、非標設備加工制作等要求，并作為工程驗收的依據(jù)。設計的基礎資料作為設計依據(jù)的原始資料自然條件資料有關編制概算、預算等方面的資料作為設計依據(jù)的原始資料建設單位的設計委托書；批準的建設項目工程可行性研究報告(設計任務書)；上級管理部門關于該項目的工程可行性研究報告和對該處理廠(站)的批復；建設項目的環(huán)境影響評價報告；工廠的生產(chǎn)發(fā)展規(guī)劃；工廠的給水排水管道系統(tǒng)與廢水處理設施的現(xiàn)狀。自然條件資料氣象特征資料包括氣溫(年平均、最高、最低)、降雨量；蒸發(fā)量、土壤冰凍和風向資料；水文資料有關河流的水位(最高水位、平均水位、最低水位)資料；地質(zhì)資料廢水處理廠(站)址的地質(zhì)鉆孔柱狀圖，地基的承載能力，地下水位(包括流沙)與地震資料；廢水處理廠(站)址和排放口附近的地形圖。有關編制概算、預算等方面的資料當?shù)刈钚碌摹督ㄖこ叹C合預算定額》和《安裝工程預算定額》，當?shù)亟ㄖ牧?、設備供應和價格等有關資料；當?shù)刈钚碌摹督ㄖ髽I(yè)單位各項工程收費標準》；當?shù)赜嘘P的基本建設費率規(guī)定；關于租地、征地、青苗補償、拆遷補償?shù)确矫娴囊?guī)定與辦法。處理廠(站)址和工藝流程的選擇工業(yè)廢水處理廠(站)址的選擇工藝流程的選擇

實踐表明，確定工業(yè)廢水處理工藝流程和單元處理構筑物工藝參數(shù)的工作，比較復雜，有時需要通過水質(zhì)水量調(diào)查和單元處理技術的試驗研究才能決定工藝流程。工業(yè)廢水處理廠(站)址的選擇廠(站)址應滿足廢水處理工藝設計要求。廠(站)址應在工廠廠區(qū)和工廠生活區(qū)的夏季主風向的下風向和給水水源下游。條件許可時，宜與工廠廠區(qū)、工廠生活區(qū)有一定的衛(wèi)生防護距離，以減少處理廠(站)產(chǎn)生的臭氣和噪聲的影響。便于污水和污泥的排放和利用。廠(站)址不宜設在雨季易受水淹的低洼處。若靠近水體，要考慮不受洪水威脅。工業(yè)廢水處理廠(站)址的選擇廠(站)址的地質(zhì)條件較好，地下水位較低，以方便施工，降低工程投資。如有可能，選擇在有適當坡度的位置，以利于處理構筑物的高程布置，減少土方工程量。根據(jù)工廠發(fā)展規(guī)劃，考慮遠期發(fā)展的可能性，有擴建的余地。廢水處理工藝流程的選擇廢水處理工藝流程的選擇是指對各單元處理技術(構筑物)的優(yōu)化組合。如前所述，工業(yè)廢水處理工藝流程的確定，取決于要求的處理程度、原廢水的性質(zhì)、水質(zhì)和水量的變化幅度、建設單位的自然地理條件(如氣候、地形)、可資利用的廠(站)區(qū)面積、工程投資和運行費用等因素。選擇的工藝流程應盡量做到技術先進、經(jīng)濟合理，處理過程和處理后不產(chǎn)生二次污染，盡可能采用高效、低耗的回收與處理設備，基本建設投資和運行維修費用較低。水質(zhì)水量的調(diào)查水質(zhì)水量調(diào)查的主要內(nèi)容為：廢水流量測定，水樣的采集和保存，水樣的水質(zhì)分析。水質(zhì)水量調(diào)查一般可按下述步驟進行：(1) 生產(chǎn)工藝過程與廢水排放情況的調(diào)研(2) 調(diào)查工廠排水體制，收集下水道資料(3) 選擇流量測定點和水樣采集點(4) 選擇流量測定方法水質(zhì)水量的調(diào)查(5) 選擇水樣采集方法(6) 確定樣本的保存方法(7) 選擇分析方法(8) 進行統(tǒng)計分析(9) 分析有機工業(yè)廢水的可生化性在水質(zhì)水量調(diào)研過程中，應與建設單位的有關技術管理人員共同探討，研究通過生產(chǎn)工藝改革，降低污染特別嚴重、處理難度大的污染物排放量的可能性，以使處理工藝更加經(jīng)濟合理。單元處理技術的確定單元處理技術的選擇單元處理技術的選定單元處理技術的選擇調(diào)研與試驗研究

為能正確選擇單元處理技術和擬定試驗方案，在選擇單元處理技術和確定處理工藝流程以前，一般都需進行一些調(diào)查研究。調(diào)查研究包括查閱文獻資料、訪問交流以及對已建成運行的處理設施現(xiàn)場調(diào)查。其中，現(xiàn)場調(diào)查可以獲取可靠的生產(chǎn)運行數(shù)據(jù)和運行情況，及時吸取成功與失敗的經(jīng)驗，提高試驗水平與設計質(zhì)量。單元處理技術的選擇現(xiàn)場調(diào)查的主要內(nèi)容有：處理廠(站)規(guī)模、廢水水質(zhì)、處理效果、運行穩(wěn)定性、操作管理條件、技術經(jīng)濟指標(單位水量的投資、運行費用、用地面積、能耗等)、人員指標、是否產(chǎn)生二次污染等。試驗研究工作包括實驗室試驗和半生產(chǎn)性試驗兩種。實驗室試驗(小試)半生產(chǎn)性試驗(中試或擴大試驗)單元處理技術的選定根據(jù)上述試驗與調(diào)查研究結果，通過對處理效率、工藝參數(shù)、運行穩(wěn)定性等進行綜合分析，確定單元處理技術和工藝流程。分析過程應注意下述問題：試驗數(shù)據(jù)應是較長時間穩(wěn)定運行后的數(shù)據(jù)，不能是其中某時段相對較好的數(shù)據(jù)的平均值。單元處理技術的選定應考慮試驗設備與實際工程之間存在的放大問題?？紤]到兩者的運行條件不同以及實際工程中的可操作性，試驗所得的工藝參數(shù)應用于設計時，通常需乘以1.2~1.3的系數(shù)。應分析建設項目與調(diào)研對象之間的差異，并在設計中予以考慮。試驗與調(diào)查研究的結果、評價意見宜總結成書面材料，作為工藝流程的比選和單元處理構筑物設計的依據(jù)。工藝流程的選擇(1)設計時，應根據(jù)原廢水的性質(zhì)來確定工藝流程中的單元處理技術。大致如下：(1) 由于進入廢水處理廠(站)的輸送管渠一般都位于地面以下或地表，因此，廢水進入處理廠(站)后通常需先用泵提升，以使廢水沿整個處理流程作重力流動。(2) 工業(yè)廢水處理廠(站)的設計流量相對較小，目前多不設置單獨的提升泵站，水泵直接安裝在進水井(集水井)內(nèi)。(3) 是否設置格柵、篩網(wǎng)，應根據(jù)廢水性質(zhì)確定。當廢水含較多懸浮固體時，需設置格柵或篩網(wǎng)。粗格柵設在水泵前，細格柵、篩網(wǎng)設在水泵后。(4) 工業(yè)廢水的水質(zhì)水量變化大，因此，一般都設有調(diào)節(jié)池。(5) 預處理工藝取決于廢水水質(zhì)。例如，當廢水中含可沉或可浮懸浮物時，選用沉淀池或氣浮池；懸浮顆粒較小或呈膠體狀態(tài)時，可選用混凝沉淀池或混凝氣浮池；當含難生物降解有機物時，可考慮選用水解法(堿水解、酸水解、生物水解酸化)進行預處理。(6) 有機污染物濃度較低時，一般采用好氧生物處理法；有機污染物濃度較高時，則采用厭氧—好氧生物處理法。工藝流程的選擇(2)(7) 當需要考慮廢水再用或廢水經(jīng)生物處理后仍不能達到排放標準時，對二沉池的出水需進行進一步的深化處理。主要的工藝有混凝沉淀、混凝氣浮、砂濾、活性炭過濾、生物活性炭處理、消毒等。 對于采用物理處理法、化學處理法的工業(yè)廢水處理廠(站)，因廢水種類繁多，可選擇的工藝流程各不相同，因此，應根據(jù)具體廢水性質(zhì)確定。但除主體處理工藝(生物處理)外，其他處理單元可參照上述原則進行選擇。工藝流程的選擇(3)廠(站)的平面布置與高程布置平面布置高程布置配水、計量與水質(zhì)監(jiān)測工業(yè)廢水處理廠(站)的平面布置基本設計原則：(1)處理構筑物的布置應盡量緊湊。由于工業(yè)廢水處理廠(站)的規(guī)模一般較小，場地緊張，必要時，可考慮采用各處理構筑物合建的方式進行布置，以節(jié)約占地，縮短連接管線，便于管理操作。對于場地特別緊張的工業(yè)廢水處理廠(站)，有時可采用多層布置的方式，以提高單位用地面積的利用率。不過，這種布置方式會給工藝流程布置、管線布置及操作檢修帶來一定的困難。(2)處理構筑物與生活、管理設施宜分別集中布置，并保持一定距離，各自的位置和朝向力求合理。工業(yè)廢水處理廠(站)的平面布置(3)處理構筑物宜按流程順序布置。應充分利用原有地形，盡量做到土方量平衡。(4)處理構筑物之間的距離應滿足管線(閥)敷設和施工的要求，并應使操作運行和檢修方便，一般可采用5－10m。對于特殊的構筑物(如消化池、貯氣罐)與其他構筑物(或建筑物)之間的距離，應符合國家《建筑設計防火規(guī)范》或地方現(xiàn)行防火規(guī)范的規(guī)定。(5)各處理構筑物之間的管線應短捷，避免迂回曲折，做到水流通暢。(6)考慮到處理廠(站)發(fā)生事故的可能性與檢修的需要，應設置超越全部處理構筑物的超越管、單元處理構筑物之間的超越管和單元構筑物的放空管道。放空管道排出的廢水應回流處理。(7)對處理廠(站)內(nèi)的雨水管道、污水管道、給水管道、電氣埋地管等管線應統(tǒng)一考慮布置，以免發(fā)生矛盾。雨水、污水和污泥管道的水流應盡量設計成重力流。(8)道路的設置應滿足物品運輸、日常操作管理和檢修的需要。(9)對產(chǎn)生臭氣或噪聲的構筑物(如集水井、污泥池)和輔助建筑物(如鼓風機房)的布置，應注意其對周圍環(huán)境的影響。(10)盡量使處理廠(站)內(nèi)的綠化面積不小于全廠總面積的30%。(11)對于分期建設的項目，應考慮近期與遠期的合理布局，以利于分期建設。工業(yè)廢水處理廠(站)的平面布置平面布置圖的比例采用1:100－1:500。平面布置圖應標出坐標軸線、風玫瑰、現(xiàn)有的和擬建的構筑物與輔助建筑物，主要管渠、圍墻、道路及其相關位置。列出各構筑物與輔助建筑物的一覽表和工程數(shù)量表。對于工程內(nèi)容較復雜的處理廠(站)，應單獨繪制管道布置圖。平面布置圖內(nèi)容工業(yè)廢水處理廠(站)的高程布置注意事項如下：(1)盡量采用重力流，減少提升(進水泵站、終點泵站)，以降低電耗，方便運行。(2)應選擇距離最長、水頭損失最大的流程進行水力計算，并應留有余地，以免因水頭不夠而發(fā)生涌水，影響設施的正常運行。(3)在做水力計算時，一般以近期流量(水泵最大流量)作為設計流量。涉及遠期流量的管渠和設施，應按遠期設計流量進行計算，并適當預留貯備水頭。工業(yè)廢水處理廠(站)的高程布置(4)注意廢水流程與污泥流程間的配合，盡量減少污泥處理流程的提升，污泥處理設施排出的廢水應能自流入集水井或調(diào)節(jié)池。(5)廢水處理廠(站)的出水管渠高程，應使最后一個處理構筑物的出水能自行流出，不受后續(xù)水體的頂托。(6)調(diào)節(jié)池可采用半地下式或地下式，以實現(xiàn)一次提升的目的。高程布置圖內(nèi)容高程布置圖需標明污水處理構筑物和污泥處理構筑物的池底、池頂及水面標高，表達出各處理構筑物(廢水、污泥)之間的高程關系和處理工藝流程。高程布置圖在縱向和橫向上采用不同的比例繪制，橫向與總平面布置圖同，可采用1:100-1:500，縱向為1:50-1:100。實例圖3是某印染廢水處理站的平面布置圖。其處理水量為2600t/d。由于該處理站的可用地面積僅900m2，因此，采用多層疊加的方式進行布置。圖4為其高程布置(工藝流程)圖。圖5、圖6、圖7分別為該處理站的中間層、半地下層和上層的平面布置圖。圖8為某焦化廠的廢水處理站平面布置圖。由于該廢水處理站用地較寬裕，其處理構筑物的平面布置采用常規(guī)的方式。廠(站)的配水、計量與水質(zhì)監(jiān)測處理構筑物之間的管渠連接配水設備計量設備水質(zhì)監(jiān)測處理構筑物之間的管渠連接處理構筑物之間的連接管渠有明渠和管道兩種。按一般要求，明渠內(nèi)流速在1.0－1.5m/s之間；為防止懸浮物沉淀，最小流速不小于0.4m/s(沉淀池前的渠道中的流速為0.6m/s)。管道內(nèi)流速宜大于1.0m/s，避免管道發(fā)生淤積而難于清除。配水設備圖所示為幾種常用的配水設備。其中，(a)為管式配水井，(b)為倒虹吸管式配水井。這兩種配水設備水頭穩(wěn)定，配水均勻，常用于兩個一組或四個一組的對稱構筑物。(c)為擋板式配水槽，可用于更多個同類型構筑物。(d)為簡易配水槽，構造簡單，線路短，但配水效果較差。(e)為另一種簡易配水槽，結構復雜些，但配水效果較好。無論采用哪一種配水設備，配水支管(槽)上都應設置閥門或閘板以調(diào)節(jié)水量，使配水更均勻，必要時可以關閉。計量設備(1)計量設備的類型1)巴氏計量槽2)薄壁堰計量設備3)電磁流量計4)超聲波流量計5)玻璃轉子流量計6)計量泵(2)計量設備的選用

各種液體(計量對象)宜使用的計量裝置建議如下：1)廢水:可選用薄壁堰、電磁流量計、超聲波流量計、巴氏槽等。2)污泥測定:污泥回流量等可以選用電磁流量計等。排泥量、單元污泥處理量可用容器法計量(在污泥池中設置帶浮標的標尺進行計量)。3)藥劑:可以使用玻璃轉子流量計、計量泵等。溶藥池、儲藥池可以來用容器法計量。水質(zhì)監(jiān)測工業(yè)廢水處理廠(站)水質(zhì)監(jiān)測指標，因廢水性質(zhì)和處理方法不同而異。對于有機工業(yè)廢水，采用生物處理法時，監(jiān)測指標主要為水溫、pH值、BOD、COD、DO、NH3—N，TKN、TP、SS和污泥濃度等。當廢水含有毒有害污染物時，應根據(jù)具體情況增加監(jiān)測項目。技術經(jīng)濟分析基本建設投資廢水處理廠(站)的成本計算建設項目的效益分析基本建設投資基本建設投資(又稱工程投資)指項目從籌建、設計、施工、試運行到正式運行所需的全部資金。其計算程序分為工程投資估算、工程建設設計概算(簡稱概算)和施工圖預算三步。工程可行性研究階段或方案設計階段用工程投資估算，初步設計階段用概算，施工圖設計階段用施工圖預算。工程投資估算工程投資概算施工圖預算投資估算工程投資的估算方法有兩種。(1) 參照同類型廢水處理工程，以單位廢水所需要的投資值(元/處理水噸數(shù))，進行類比估算。(2) 在確定基本工藝參數(shù)、處理構筑物尺寸、輔助建筑物尺寸和主要設備的前提下，參照概算項目進行估算。投資概算工程投資概算由下述幾部分組成：(1) 建筑工程費用，包括各種建筑物和構筑物的建筑工程、管道敷設、道路、采暖通風和照明工程等項費用；(2) 設備安裝工程費用；(3) 設備購置費用；(4) 工具、器具和生產(chǎn)用房的家具購置費用；(5) 其他費用，即非生產(chǎn)性費用，包括建設單位的管理費、操作管理人員培訓費、勘察設計費、運行調(diào)試費等。

概算應控制在批準的建設項目可行性研究報告的投資估算允許范圍之內(nèi)。

概算經(jīng)批準后就成了該項目工程投資的最高限額，是實行建設項目投資包干、控制預算、考核設計經(jīng)濟合理性和建設成本的依據(jù)。施工圖預算施工圖預算由原設計單位或具有相應資質(zhì)的工程造價咨詢單位編制。它是實行建設單位與施工、安裝單位簽訂合同、工程結算、經(jīng)濟核算、考核工程成本、編制工程標底的依據(jù)。廢水處理廠(站)的成本計算構成成本計算的費用項目包括能源消耗費(動力費)、藥劑費、工資福利費、檢修維護費及其他費用(如行政管理費、輔助材料費等)。工業(yè)廢水處理廠(站)成本計算有單位廢水處理運行成本和單位污染物去除成本兩種方法。單位廢水處理運行成本

單位污染物(以BOD5為例)去除成本單位廢水處理運行成本(1) 動力費E1式中P—廢水處理廠(站)內(nèi)的水泵、鼓風機和其他機電設備的功率總和(不包括備用設備)(kW)；

d—電費單價(元/kW.h)；

K—廢水量總變化系數(shù)。單位廢水處理運行成本(2) 藥劑費E2

式中Q——平均日污水量(m3/d)；

Ai——化學藥劑平均投加量(mg/L)Bi——化學藥劑單價(元/t)。(3) 工資福利費E3

E3＝AM(元/a)式中A——職工每人每年平均工資及福利費(元/a)；