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第二章 本次设计工艺流程及主要构筑物
2.1 本次设计进出水水量及水质标准
该公司目前有三条纸机在生产，第四条生产线尚未建成投产，考虑到公司的实际情况以及发展规划，本次污水处理站设计处理规模确定为20000m3/d。根据近年来的进水水质统计资料，以及企业清洁生产水平逐步提升带来废水水质的变化，确定本次工程初步设计进水水质如下表2-1所示：
表2-1 设计水质水量和排放标准
水质标指 进水水质 排放标准 去除率％ CODCr/ mg·L ≤3500 ≤60 98.3 -1BOD5/ mg·L 500 ≤10 99 -1NH3-N/ mg·L ≤35 ≤5 85.7 -1SS/ mg·L ≤1000 ≤10 99 -1TN/ mg·L ≤40 ≤10 75 -1TP/ mg·L ≤5.0 ≤0.5 90 -1pH 6～9 6～9
2.2 本次设计工艺流程图
黑液中段水1白水23456回流71098污泥外运图2.1 工艺流程图
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1-斜虑网 2-调节池 3-初沉池 4-提升泵 5-预酸化池 6-IC反应器 7-SBR池 8-气浮池 9-出水池 10-达标排放/回用 11-污泥泵房 12-浓缩污泥池 13-带式脱水机
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2.3 主要构筑物介绍
2.3.1 斜虑网
筛网主要用于截留尺寸在数毫米至数十毫米的细碎悬浮杂物，尤其适用于分离和回收废水中的纤维类悬浮物。这类污染物容易堵塞管道、孔洞或缠绕水泵叶轮。用筛网分离具有简单、高效、运行费用低廉等优点。
2.3.2 调节池
因为本设计是造纸废水，设计调节池作用有三：（1）需设计调节池来均匀水质水量，为后期处理，污水处理工艺正常运行做准备；（2）调节池同时又可以做事故池来用，如果后面污水处理设备在维修检查过程时调节池可以暂时来储存工艺污水；（3）造纸过程中各个阶段产生的污水水温不同，调节池可以调节水温，使水温处于一个恒温状态有利于后面生物处理。
2.3.3 初沉池
初沉池采用圆形中心进水、周边出水的辐流式沉淀池，直径24m，池底坡度为0.05，表面负荷为1.0m3/(m2·h)，配套1台全桥式周边传动刮泥机，功率为2×2.2kW；沉降污泥在初沉池依靠刮泥机收集到初沉池中部，再由污泥泵输送到污泥浓缩池。
2.3.4 预酸化池
预酸化池有效容积为1458m3，污水有约2h的预酸化时间。池内设有一台双曲面搅拌器，功率5.5kW。预酸化池给污水创造了一定的厌氧环境发生水解酸化，在这一过程中仅发生厌氧的初级处理，即只是将难降解的有机底物（COD）分解成容易降解的有机底物（COD）。为了保证后续IC反应塔的正常运行，必须控制预酸化池的酸化度在30％~50％之间。
2.3.5 IC反应器
内循环厌氧反应器(简称IC反应器)是90年代由荷兰Paques公司在UASB反应器的基础上开发出来的新一代高效厌氧反应器，负荷约在20～30kg/(m3·d)。IC反应器实际上是由底部和上部2个UASB反应器串联叠加而成，下部为高负荷区，上部为低负荷区，利用沼气上升带动污泥循环。自1996年用于造纸废水处理以来，发展极快，在厌氧工程项目中所占的比例已经超过了UASB。2000年，福建南平纸业在国内率先采用了IC反应器，短短的8年，国内许多大型的制浆造纸厂都采用了IC反应器处理废水，造纸工业也成为了IC反应器应用最多
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的领域之一。
本系统污水经过预酸化后泵送至IC反应塔进行生化反应，IC供料泵配有备用浆，保证污水供应。反应器内部部件主要有布水器、2个三相分离器、上升管、下降管；四个重要的工艺过程集合在同一个反应器内，这四个工艺过程如下：
a．进液和混合一布水系统； b．流化床反应室； c．内循环系统； d．深度净化反应室。
整个IC反应器内部没有运转部件，不会消耗额外的电能，这是其优势之一，有利于降低污水处理的费用。
有机污染物被厌氧微生物降解后，最终转化为沼气，其中去除的COD有约2％转化为颗粒污泥，整个生物厌氧反应过程可描述为：COD→CH4↑+CO2↑+新生厌氧污泥。
IC反应器与UASB相比，优点在于其容积负荷高，水利停留时间短；处理相同COD总量时，相对UASB反应器体积更小，投资更省，加之4～8倍的高径比，占地更省，非常占地面积紧张的企业；内循环技术的采用，致使污泥活性高，繁殖快，为反应器的快速启动提供了条件。IC启动期一般为1～2个月，而UASB启动期达4～6个月；同时具有抗负荷能力强，具有缓冲pH的能力，出水稳定性好等有点。IC反应器被认为目前处理效能最高的厌氧反应器。
目前IC反应器技术工艺成熟，但在设计和引用时还有一些需注意：在构造上，IC反应器更为复杂，施工和安装要求高，难度大，日后的维护管理较麻烦；高径比大，三相分离器要求更为严格；要求有良好的配水系统和前处理设施，进水需要pH和温度的调节；应设避雷措施。
2.3.6 SBR好氧生化处理
SBR是序批式间歇活性污泥法（Sequencing Batch Reactor）的简称，于七十年代由美国开发，并很快在全世界得到广泛应用。我国于八十年代中期开始研究应用，目前国内已有为数不少的城市污水和工业污水处理都已采用SBR工艺。SBR池在不同时间发挥不同的作用，污水进入该单元后按顺序进行不同处理过程。一般来说，一个运行周期包括4个阶段：进水、反应（曝气）、沉降
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与滗水（排水及排泥）。
本系统采用的SBR法具有以下几个特征：
a．可省去二次沉淀池和污泥回流设备等，与标准活性污泥法比较，设备构成简单，布置紧凑，基建和运行费用低，维护管理方便；
b．泥水分离沉淀是在静止或接近静止状态下进行的，固液分离稳定； c．不易产生污泥膨胀，特别是在污水进入生化处理装置期间，维持在厌氧状态下，使SVI降低，而且还能节减曝气的动力费用；
d．在反应器的一个运行周期中，能够设立厌氧、好氧条件，实现生物脱氮除磷的目的；
e．加深池深时，与同样的BOD-SS负荷的其他方式比较，占地面积较小； f. 耐冲击负荷，处理有毒或高浓度有机废水的能力强；
g. SBR法系统本身适用于组件式构造方法，有利于处理的扩建与改造。 综上所述，SBR法的工艺特征顺应当代污水处理所要求的简易、高效、节能、灵活多功能的发展趋势，也符合“三低一少”技术要求。即低建设费用、低运行费用、低操作管理需求，二次污染物排放少的污水处理技术。
2.3.7 浅层气浮
气浮分离是将空气与水在一定的压力和条件下，使气体极大限度地溶入水中，力求处于饱和状态，然后把所形成的压力溶气水通过特殊装置释压，把压能转化为动能，气体脱离水分子引力的束缚，急速产生大量的微气泡，与水中的悬浮物（经过加药后的絮凝体）充分接触，在絮粒的“网捕”，“包卷”，“架桥”作用下，气泡和悬浮物形成一个稳定的夹气絮体，其视密度远小于水，因此夹气絮体很快升至水面，悬浮物在液面结聚成浮渣，把浮渣进行刮集，清除即达到了固液分离的目的。采用部分溶气工艺或者全溶气工艺的气浮设备，其溶气水的释压与原水的混合，微气泡与悬浮物的接触粘附及形成载体后的上升过程都是在同容器内完成的，也就是说混合反应和分离反应是相继完成。
2.4 污水厂平面和高程布置
2.4.1 平面布置
处理构筑物是污水处理厂的主体建筑物，在对它们进行平面布置时，应根据各构筑物的功能和水力要求结合当地地形地质条件，确定它们在厂区内的平面布置。
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污水处理工程的平面布置一般遵守如下原则：
（1）处理构筑物的布置应紧凑，节约用地并便于管理。
（2）处理构筑物应尽可能地按流程顺序布置，以避免管线迂回，同时应充分利用地形，以减少土方量。
（3）经常有人工作的建筑物如办公，化验等用房应布置在夏季主风向的上风一方，在北方地区，并应考虑朝阳。
（4）在布置总图时，应考虑安排充分的绿化地带，为污水处理厂的工作人员提供一个优美舒适的环境。
（5）总图布置应考虑远近结合，有条件时，可按远景规划水量布置，将处理构筑物分为若干系列，分期建设。
（6）构筑物之间的距离应考虑敷设管渠的布置，运转管理的需要和施工的要求，一般采用5到10米。
（7）污泥处理构筑物应尽可能布置成单独的组合，以策安全，并方便管理。
（8）变电站的位置应设在耗电量大的构筑物附近，高压线应 避免厂内架空敷设。
（9）污水厂内管线种类很多，应综合考虑布置，以免发生矛盾，污水和污泥管道应尽可能考虑重力自流。
（10）如有条件，污水厂内的压力管线和电缆可合并敷设在一条管廊或管沟内，以利于维护和检修。
（11）污水厂内应设超越管，以便在发生事故时，使污水能超越一部分或全部构筑物，进入下一级构筑物或事故溢流。
在污水厂内主干道应尽量成环，方便运输。主干宽6～9m，次干道宽3～4m，人行道宽1.5m～2.0m曲率半径9m，有30%以上的绿化。
2.4.2 高程布置
污水处理工程的污水处理流程高程布置的主要任务是确定各处理构筑物和泵房的标高，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；从而使污水能够在处理构筑物之间顺畅的流动，保证污水处理工程的正常运行。为了降低运行费用和使维护管理，污水在处理构筑物之间的流动以按重力流考虑为宜，厂内高程布置的主要特点是先确定最大构筑物
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