污水处理技术方案

半导体有限公司废水处理技术方案二○一○年十月十五日2一、工程概况随着国家半导体照明工程的发展，国内LED产业具有广阔的发展前景。目前LED正处于半导体照明应用的初期，它被广泛地用于大屏幕显示、交通信号灯、手机背光源等，并开始应用于城市美化亮化、景观灯、地灯、手电筒、汽车用灯、指示牌等特殊照明领域。随着单个LED光通亮和发光效率的提高，即将进入普通室内照明、台灯、笔记本电脑背光源、大尺寸LCD显示器背光源等市场广阔。拟建项目一期工程，将安装30台MOCVD设备及芯片生产配套设备，形成外延片72万片/a（蓝、绿光），芯片150亿粒/年的生产能力。本方案供各位领导、专家审定，不足之处敬请批评指正。二、设计依据1、原水水量分析各类生产废水水量：氨氮废水35m3/d；酸性废水15m3/d。2、原水水质分析根据业主提供的资料，参考相似生产工艺废水水质，该类废水主要水质指标估计如。表1废水主要水质指标废水类型废水量污染物名称处理前处理后酸性废水35T/dPHCOD4~6150PH6~9COD125SS7.5氨氮5.9氨气吸收塔废水15T/dCOD氨氮150147033、排放执行标准根据相关部门关于本项目环境保护设施的要求，处理后出水水质应达到六圩污水处理厂接管标准。三、工艺设计1、设计依据1.1业主的《设计委托书》；1.2建设单位提供废水水量、水质数据及其它相关资料；1.3环保部门对污染治理的指示与要求；1.4《室外排水设计规范》（GBJ14-87）有关规定；1.5《污水综合排放标准》（GB8978-1996）有关规定；1.6环境工程手册《水污染防治卷》相关设计参数与技术要求。1.7《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）；1.8《建筑给水排水设计规范》（GBJ15-88）；1.9《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50268-97）；1.10《建筑设计防火规范》（GBJ16-87，2001版）；1.11有关土建、电气设计规范。2、设计原则本方案设计的主要原则：2.1执行国家关于环境保护的基本国策，遵守国家有关法规、政策、规范和标准；2.2根据原有构筑物特点和进水水量水质特征，采用国内外技术先进可靠、高效节能、管理方便的污水处理工艺。在确保处理效果的前提下，构筑物和设备尽量减少占地、降低运行费用，最大限度地发挥工程的环境效益和社会效益；2.3妥善处理、处置污水处理过程中产生的污泥，避免二次污染；2.4尽量改善污水处理站的视觉、嗅觉效果，选用国产先进、高效、节能、运行维护简便的污水处理设备，以节省能源，降低处理成本；2.5采用适合我国国情的、先进可靠的自动化控制系统，提高污水处理站的管理水平，降低劳动强度；42.6监控仪表能运行稳定，维修方便，操作简便；2.7充分考虑污水处理系统配套的减振、降噪等措施，防止对周围环境的噪声污染；2.8充分考虑污水处理厂的总变化系数（Kz），使整个污水处理厂具有很好的耐冲击能力。2.9优化平面布置，留出适量绿化面积。3设计范围3.1总平面布置图、各构筑物竖向布置设计；3.2污水、污泥处理工艺，含污水经各构筑物处理后水质变化情况的说明；3.3各新建构筑构物设计；3.4污水处理站电气控制设计；3.5操作、设备用房设计；3.6生产组织与劳动定员；3.7安全卫生；3.8经济分析。4、处理工艺设计氨氮废水处理方案的比较：废水中的氮常以合氮有机物、氨、硝酸盐及亚硝酸盐等形式存在。生物处理把大多数有机氮转化为氨，然后可进一步转化为硝酸盐。目前采用的除氮工艺有生物硝化与反硝化、沸石选择性交换吸附、空气吹脱、MAP沉淀法及折点氯化等五种。一、生物硝化与反硝化(生物脱氮法)(一)生物硝化在好氧条件下，通过亚硝酸盐菌和硝酸盐菌的作用，将氨氮氧化成亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的过程，称为生物硝化作用。生物硝化的反应过程为：由上式可知：(1)在硝化过程中，1g氨氮转化为硝酸盐氮时需氧4.57g；(2)硝化过程中释放出H+，将消耗废水中的碱度，每氧化lg氨氮，将消耗碱度(以CaCO3计)7.lg。(二)生物反硝化在缺氧条件下，由于兼性脱氮菌(反硝化菌)的作用，将NO2--N和NO3--N5还原成N2的过程，称为反硝化。反硝化过程中的电子供体(氢供体)是各种各样的有机底物(碳源)。以甲醇作碳源为例，其反应式为：6NO3-十2CH3OH→6NO2-十2CO2十4H2O6NO2-十3CH3OH→3N2十3CO2十3H2O十6OH-由上可见，在生物反硝化过程中，不仅可使NO3--N、NO2--N被还原，而且还可位有机物氧化分解。二、沸石选择性交换吸附沸石是一种硅铝酸盐，其化学组成可表示为(M2+，2M+)O.Al2O3.mSiO2·nH2O(m＝2～10，n＝0～9)，式中M2+代表Ca2+、Sr2+等二价阳离子，M+代表Na+、K+等一价阳离子，为一种弱酸型阳离子交换剂。在沸石的三维空间结构中，具有规则的孔道结构和空穴，使其具有筛分效应，交换吸附选择性、热稳定性及形稳定性等优良性能。天然沸石的种类很多，用于去除氨氮的主要为斜发沸石。斜发沸石对某些阳离子的交换选择性次序为：K+，NH4+＞Na+＞Ba2+＞Ca2+＞Mg2+。利用斜发沸石对NH4+的强选择性，可采用交换吸附工艺去除水中氨氮。交换吸附饱和的拂石经再生可重复利用。溶液pH值对沸石除氨影响很大。当pH过高，NH4+向NH3转化，交换吸附作用减弱；当pH过低，H+的竞争吸附作用增强，不利于NH4+的去除。通常，进水pH值以6～8为灾。当处理合氨氮10～20mg/L的城市严水时，出水浓度可达lmg/L以下。穿透时通水容积约100～150床容。沸石的工作交换容量约0.4×10-3n-1mol/g左右。三、空气吹脱在碱性条件下(pH＞10.5)，废水中的氨氮主要以NH3的形式存在。让废水与空气充分接触，则水中挥发性的NH3将由液相向气相转移，从而脱除水中的氨氮。吹脱塔内装填木质或塑料板条填料，空气流由塔的下部进入，而废水则由塔顶落至塔底集水池。空气吹脱法除氨，去除率可达60～95%，流程简单，处理效果稳定，基建费和运行费较低，可处理高浓度含氨废水。但气温低时吹脱效率低，填科结垢往往严重干扰运行，且吹脱出的氨对环境产生二次污染。四、MAP沉淀法主要是利用以下化学反应：6Mg2++NH4++PO43-=MgNH4PO4理论上讲以一定比例向含有高浓度氨氮的废水中投加磷盐和镁盐，当[Mg2+][NH4+][PO43-]2.5×10–13时可生成磷酸铵镁（MAP），除去废水中的氨氮。用向氨氮浓度较高的工业废水中投加MgCl2·6H2O和Na2HP04·12H20生成磷酸铵镁沉淀的方法，以去除其中的高浓度氨氮。结果表明，在pH为8.9l，Mg2+，NH4+，P043-的摩尔比为1.25:1:1，反应温度为25℃，反应时间为20min，沉淀时间为20min的条件下，氨氨质量浓度可由9500mg/L降低到460mg/L，去除率达到95％以上。由于在多数废水中镁盐的含量相对于磷酸盐和氨氮会较低，尽管生成的磷酸铵镁可以做为农肥而抵消一部分成本，投加镁盐的费用仍成为限制这种方法推行的主要因素。五、折点氯化投加过量氯或次氯酸钠，使废水中氨完全氧化为N2的方法，称为折点氯化法，其反应可表示为：NH4+十1.5HOCl→0.5N2十1.5H2O十2.5H+十1.5Cl-由反应式可知，到达折点的理论需氯(C12)量为7.6kg/kg(NH3-N)，而实际需氯量在8～10kg/kg(NH3-N)。在pH＝6～7进行反应，则投药量可最小。接触时间一般为0.5～2h。严格控制pH值和投氯量，可减少反应中生成有害的氯胺(如NCl3)和氯代有机物。折点氯化法对氨氮的去除率达90～100%，处理效果稳定，不受水温影响，基建费用也不高。但其运行费用高；残余氯及氯代有机物须进行后处理。根据现场情况处理方法在生物硝化与反硝化法和折点加氯法中选择。酸碱废水处理方案使用简单中和法调整废水PH值。根据该项目的《建设项目环境影响报告水》及业主提供的进出水水质要求，本工程的工艺选择在满足处理能力和达到水质排放要求的前提下，结合本工程的特点，采用以下原则：（1）根据污水处理厂原有的构筑物建设特点、需要处理的污水水质、水量等综合考虑因素，选用能耗低、运行费用省、投资少、操作管理简单方便的污水处理工艺；（2）采用先进高效、经济合理的污水及污泥处理工艺，处理效果稳定可靠；（3）采用流程简捷、运行管理方便的处理工艺，占地面积小；7（4）能耐水量与水质的冲击负荷，同时去除高浓度的有机污染物和悬浮物；（5）运行安全可靠，操作简单方便，调节灵活；（6）污水处理构筑物散发臭味少，对周围环境影响小；（7）降低污泥产量，简化污泥的后处理；（8）污水处理工艺设备的配置，应在满足污水处理工艺技术要求的前提下，优先采用优质、低耗、技术先进、性能可靠的设备，尽量选用国内优质产品以降低工程造价，并尽可能选择低噪声设备，减轻噪声对周围环境的影响。四、工艺比较1、折点加氯法根据以上分析结果，本方案确定采用分流制处理方式氨氮废水经主干管进入反应池，使用次氯酸钠发生器投加次氯酸钠，反应充分后流入中和池与酸碱废水充分混合后调整PH值后排放。反应过程中以PH计控制好加药量，保证出水达标。2、生物硝化与反硝化后折点加氯四、污水处理站总图布置1.平面布置根据污水处理工艺流程和功能要求，现就在进行处理站站区平面规划、布置时，应考虑的一般原则阐述于下：85.1.1各处理单元构筑物的平面布置在作平面布置时，应根据各构筑物的功能要求和水力要求，结合地形和地质条件，确定它们在站区内平面的布置，对此，应考虑：（1）贯通、连接各处理构筑物之间的管、渠便捷、直通，避免迂回曲折；（2）土方量作到基本平衡，并避开劣质土壤地段；（3）各处理构筑物在平面布置上，应考虑适当紧凑。5.1.2管、渠的平面布置（1）在各处理构筑物之间，设有贯通、连接的管、渠。此外，还设有能够使各处理构筑物独立运行的管、渠，当某一处理构筑物因故停止工作时，使其后接处理构筑物，仍能够保持正常的运行；（2）站区设完善的给、排水系统，可满足生产、生活、消防和排除雨水的要求；（3）设超越全部处理构筑物，直接排放水体的超越管；（4）在站区内的给水管、空气管以及输配电线路，大部分都敷设在地下，根据实际需要，有的也可设在地上或采用架空的方式敷设。具体平面布置见附图。2.高程布置污水处理站污水处理流程高程布置的主要任务是：确定各处理构筑物的标高，确定处理构筑物之间连接管渠的尺寸及其标高，通过计算确定各部位的水面标高，从而能够使污水沿处理流程在处理构筑物之间通畅地流动，保证污水处理站的正常运行。五、电器与自控1.电源污水处理站电力电源为380V（220V）、50HZ电源。2.自动控制原则2.1采用集中控制的原则，利用PLC可编程序控制器进行自动控制；2.2集中控制箱有自动和手动两种控制方式，可以自由切换，集中控制箱放置于污水处理站设备间；2.3提升泵依据液位仪信号自动运行：池内分别设置两个液位仪，分别提9供高、低液位两个信号，高液位启动，低液位停止。六、投资估算工程总投资概算序号名称费用（万元）土建费用10.471设备费用46.192安装费用2.503设计费用1.504调试费用2.005运输费用0.806管理费用1.207税金1.898合计66.55以上报价已包含环保验收费用！七、服务承诺7.1我公司所承担的工程内容（除外购标准设备外）一年内免费包修，二年内保修、酌收材料费，二年后实行终身服务、酌收工料费。7.2工程项目中所选用的外购标准设备，如：水泵、气泵、污水流量计等，自安装就位试车合格起包用期一年，由设备生产单位提供终身有偿维修服务，我公司负责提供产品说明书、产品合格证、联系电话、联系人，包用期内由我公司负责。7.3在运行过程中若发生故障，接到建设单位通知后2小时内（外省48小时），我公司即派工程技术人员赶到现场，及时排除故障、恢复运行，特殊情况随叫随到。10八、其它说明1、本方案系初步理论设计方案，施工图设计前，还需结合