第三章 方案选定
3.1 技术方案。
3.1.1 工艺流程选定的原则作为工程建设实施的关键，水处理工艺的选择直接关系到污水处理效果好坏、是否可以长期稳定运行、以及运行成本等条件[42].在选择时应结合实际情况，同时综合各方面因素，确定合适的处理工艺，以实现最佳的处理效果和效益。污水处理工艺的关键是运行管理，要求整个污水处理系统易操作维护、能够长期稳定运行、管理需要简单方便[43].
在选择处理工艺时，主要从以下几个方面考虑：
（1）原水水质，达标处理程度以及处理方法应该符合现行的国家和地方有关规定；（2）根据污水处理程度学则合理处理流程；（3）选择的过程中，应正确处理先进处理技术与合理、可行的关系，充分考虑施工阶段施工的可能性和长期发展过程中的水质和水量的要求；（4）组合流程的选择原则应当是易到难，粗到细，成本低到成本高；（5）充分利用实际地形、地质、水文、气象等自然条件以及资源情况；（6）充分考虑处理规模、投资费用，同时参考相似条件下污水处理工程的实际运行经验，结合实际项目情况，根据最终的技术经济比较后确定。
3.1.2 污水水质分析该袜业产生的染整废水产生于漂洗工艺，具有水量大、色度高等复杂性。
因此选择最佳的工艺路线、合理的技术参数制定出最优化的工程方案应针对该类纺织废水中存在的污染物类别、数量和特性进行详细分析，对于混凝、沉淀、气浮、过滤、离子交换、膜处理和生物处理方法等多种工艺进行深入比较，为选择适合该工程的工艺流程奠定基础。
3.2 污水处理方案论证。
3.2.1 达标处理方案选择对该厂废水水质进行分析，主要污染物是高浓度的 CODcr、BOD5、SS、色度，属于典型高浓度有机污水，可以采用生化处理方法进行处理。同时调查了国内成熟的该类污水处理工艺，比较厌氧、好氧处理工艺的经济技术指标，最终确定采用"水解+好氧+气浮处理"的工艺路线。
水解工艺是在缺氧条件下（DO 小于 0.3~0.5mg/L），利用水解菌和产酸菌的共同作用实现的[44,45].与厌氧处理相比较，无需搅拌器，水、气、固三相分离器，降低造价，方便维护。而且水解产酸阶段主要产生小分子有机物，可生化性较好，经水解酸化后可以提高污水的可生化性，也不会产生臭味，污泥产量较少。因为水解工艺是在缺氧条件下完成，在工程实施中可将水解工艺和后续好氧工艺串联组合，实现水解-好氧工艺对高浓度有机废水的达标处理[46].
目前采用好氧处理印染废水较为典型的处理工艺包括以下几种：
（1）SBR 工艺：相对处理效果较好，可以通过调控预处理时间保证出水水质，然而印染废水的水质波动较大，导致处理效果稳定性差。
（2）吸附生物降解工艺：该处理工艺基建投资少，反应速度快，处理效率高，耐冲击负荷强，运行稳定，但该工艺排泥量大，污泥脱水困难，运行成本高。
（3）接触氧化：接触氧化工艺投资建设较低，运行费用相对较低，占地面积小，容积负荷高，生物活性和污泥浓度较高，污泥产量低，不存在污泥膨胀问题，运行稳定性好。
比较好氧处理方案的优缺点，选用接触氧化为好氧工艺。
因此，最终确定"水解酸化+接触氧化"为污水达标处理工艺。
3.2.2 过滤方案选择过滤方法从大类分有滤池和纤维过滤器。滤池是利用滤料层进行的重力快速过滤处理设备，多以石英砂和无烟煤作为滤料。运行过程分过滤与冲洗两个过程并重复循环，过滤速度为8~10 m/h[47,48].过滤的工作机理为接触凝聚过程，随着过滤时间增加，导致沙粒间隙不断减小，水流阻力随之增大（允许达 2.5~3m），严重会导致砂空隙被堵死因而出水量急剧减小同时水质变坏[49].这时滤池必须停止过滤进行反冲洗过程，反冲洗过程一般需要 20 到 30 min.滤池常根据需求设置成单行或双行排列。这种滤池广泛用于给水及污水处理工艺[50].
综合以上因素并考虑运行费用等问题，本方案选用滤池为过滤装置。
3.2.3 消毒方案选择常用的消毒方法可分为物理法和化学法。物理法包括加热、紫外线等。化学方法主要使用氯气、二氧化氯、臭氧、次氯酸盐等化学药剂。
目前液氯消毒、二氧化氯消毒和紫外线消毒三种是比较普遍的消毒方法。对三种常用的消毒方法技术进行比较。
从使用难易程度考虑，紫外线消毒所需设备最简单，其次为液氯，设备最复杂的为二氧化氯消毒。紫外线消毒法的操作简单安全，不占用过多空间，而且维护简单；液氯消毒需要配有单独的加氯间，操作过程中存在不安全因素；二氧化氯消毒需要氯酸钠等原料，但是其投加量较少，而且适用范围广，对于除臭、脱色具有良好效果。
从经济上看，紫外线消毒投资运行成本高；二氧化氯消毒法适中，液氯消毒运行成本最低。比较各种方法的优缺点后，本项目方案选择二氧化氯消毒方法。
3.3 污水处理方案选定。
经过对各阶段处理方案优缺点的比较，考虑处理效果和建设成本等因素，最终确定"水解酸化+接触氧化+二沉池+气浮"处理废水，废水经消毒处理后达标排放，废水深度处理部分采用"絮凝沉淀+过滤+消毒"处理工艺，确保达到回用水水质指标。
3.4 方案设计。
3.4.1 设计水量、水质3.4.1.1 水量分析根据企业生产水量平衡分析，确定项目改造建设规模为处理废水1200 吨/天。本着水资源可持续利用的原则及企业的要求确定项目中水回用建设规模 600 吨/天。
3.4.1.2 水质分析（1）进水水质将企业生产废水的水质与同类生产工艺产生污水进行比较分析后确定改造后的污水处理站水质，确定本项目的设计进水水质如表 3.2 所示。水质波动范围如下：pH 值为 9~10,COD 为 800~1500 mg/L,BOD5为 300~450 mg/L,SS为 400~600 mg/L,氨氮为 35~40 mg/L,色度为 350~500 倍。根据企业的主要生产状况，和主要生产产品的参数，参照废水水质以往的监测数据。
（2） 排水水质该公司废水处理总量为 1200 吨/天，出水达到《纺织工业水污染物排放标准》中一级排放标准，经厂区外排水管网排至东辽河。
3.5 工艺流程。
通过对国内外相关工程实例调查比选，并结合该公司污水水质组成情况以及目前的实际处理以及运行情况，以及该公司污水深度处理改造工程的目的，最终确定采用"水解酸化+接触氧化+二沉池+气浮"方案，经消毒处理后排放；废水深度处理部分采用"絮凝沉淀+过滤+消毒"工艺。
污水进入调节池后进入中间沉淀池，加入脱色剂。随后进入水解酸化池和接触氧化池，进行废水处理。出水经过二沉池、气浮池、调节水池后进行消毒处理，达标后方可排放。回用水部分经由调节池后先后进入到絮凝反应池和絮凝沉淀池，随后进入到中间水池、滤池后经过消毒处理后，进入清水池，才可以作为回用水使用。
3.6 工艺设计。
3.6.1 项目主要建（构）筑物（1）格栅井设格栅井 1 座，采用机械格栅一道，安装角度 70?.有效容积 1.5 m3,格栅井平面尺寸为 1.5 m ×1.0 m,总深 2.0 m,有效水深 1.0 m.设潜水提升泵二台（一用一备），型号为 100QW-80-18-7.5,Q=80 m3/h,H=18 m,N=7.5 W,污水泵根据调节池水位的变化实现"高开低停"的自动控制方式。出水进入调节池。
（2）调节池采用钢筋砼结构，1 座，平面尺寸为 12.5 m ×8.0 m,总深 4.5 m,有效水深 4.0 m.停留时间 8.0 h,设提升潜水提升泵二台（一用一备），型号为100QW-80-18-7.5,Q=80 m3/h,H=18 m,N=7.5 W,污水泵根据调节池水位的变化实现"高开低停"的自动控制方式。
（3）中和沉淀池采用钢结构，结构尺寸为 8.5 m ×6.0 m ×6.0 m,有效水深 5.0 m,有效容积 240 m3,沉淀时间 4 h.排泥方式采用气提排泥，斜管采用 ф80,数量 72 m3,材质选用 PVC,出水进入水解酸化池。
（4）水解酸化池采用钢筋砼结构，2 座，平面尺寸为 11.6 m ×4.0 m,总深 5.0 m,水深 4.6 m;水力停留时间为 12 h.池中设置弹性立体填料，填料直径为 150 mm,采用并列形安装方式，纵横间距均为 150 mm,池底曝气系统采用中微孔曝气器。出水进入接触氧化池。
（5）生物接触氧化池采用钢筋砼结构，6 座，平面尺寸为 11.0 m ×4.0 m,总深 5.0 m,水深 4.55m,停留时间 24 h.供气量设计为 16.6 m3/min,池中设置弹性立体填料，填料直径为 200 mm,采用并列形安装方式，纵横间距均为 200 mm,池底曝气系统采用中微孔曝气器，直径为 260 mm.
（6）二沉池采用竖流式沉淀池 1 座，钢筋砼结构，平面尺寸为 6.0 m ×4.0 m,总深 5.0m,水深 4.5 m,沉淀时间 2 h.
（7）气浮池采用钢防腐结构，1 座，平面尺寸为 8.0 m ×3.0 m,总深 3.5 m,停留时间2.0 h.反应室上升流速设计 4.2 mm/s,反应时间 10 min,接触室上升流速 16.7mm/s,分离室流速 1.9 mm/s,刮渣机 0.55 kW,空气压缩机排气压力 0.7 Mpa,溶气水泵流量 20 m3/h,扬程设计 32 m,搅拌机转速设计 65 r/min.
（8）调节水池采用钢筋混凝土结构，一座，中间水池主要用于储存二级处理后的出水，有效容积 200 m3,外形尺寸 10.6 m ×4.6 m ×5.6 m,中间水提升泵 2 台（1 用 1备），型号为 WQ2290-4215-100,流量 80 m3/h、扬程 18 m、功率 7.5 kW.
（9）絮凝反应池采用钢筋混凝土结构，一座，外形尺寸 9.0 m ×6.0 m ×2.5 m 平均有效水深：2.0 m,配备一体化加药装置 1 套（10）絮凝沉淀池采用平流式，钢筋混凝土结构，1 座，沉淀时间 3.0 h,外形尺寸 18.6 m ×4.6m ×5.6m,有效容积：360 m3,表面负荷：1.04 m3/m2·h.
（11）中间水池采用钢筋混凝土结构，一座，中间水池主要用于储存二级处理后的出水，有效容积 180 m3,停留时间 2.0 h,外形尺寸 12.0 m ×6.0 m ×4.5 m,中间水提升泵 2 台（1 用 1 备），型号为 WQ2290-4215-100,流量 80 m3/h、扬程 18 m、功率 7.5 kW.
（12）滤池钢筋混凝土结构，2 座，承托层和滤料层高 2.09 m,滤池外形尺寸 12.0 m ×5.4 m ×3.3 m,设计滤速 10 m/h,反冲洗周期 12 h.
（13）接触消毒池平接触消毒池采用钢筋混凝土结构，全地下设置，一座，有效容积 120 m3,停留时间 1.0 h,外形尺寸 6.0 m ×6.0 m ×4.5 m,配备二氧化氯发生器一台，产生的二氧化氯通入接触消毒池中。
（14）清水池采用钢筋混凝土结构，一座，有效容积 150 m3,外形尺寸 6.0 m ×6.0 m ×4.5m,回用水泵 1 台，反冲洗水泵 1 台，型号为 WQ2290-4215-100,流量 80 m3/h、扬程 18 m、功率 7.5 kW.
（15）污泥贮池全地下钢筋砼结构 1 座。平面尺寸为 8.0 m ×3.0 m,总深 4.5 m,停留时间2.0 h.贮存二沉池排放的污泥，池内设污泥泵一台，用于提升污泥至污泥脱水机，泵参数：Q=30.0 m3/h,H=18 m,N=4.5 kW,采用液位控制。
（16）事故储池为了防范污水处理站运行过程中出现的异常情况，应将污水迅速排入事故储池，防止污染事故发生，事故储池设计规模：有效容积 1200 m3,能储存 24 h的事故排放污水。事故储池内设提升泵两台，一用一备。
（17）综合处理间由污泥脱水间、鼓风机房、加药间、电控室、值班室组成。砖混结构，平面尺寸 24.0 m ×12.0 m,层高 4.8 m.
① 污泥脱水间平面尺寸 12.0 m ×6.0 m,主要包括钢制污泥浓缩罐、污泥螺杆泵和污泥脱水机。
a.螺杆泵 1 台，型号为 G50-1（H=80.0 m,N=4.5 kW）。
b.脱水机采用带式浓缩、脱水一体式式压滤机 1 台套，带宽 0.5 m.
②鼓风机房平面尺寸12.0 m ×6.0 m,选用二台罗茨鼓风机，型号为BK6015 N=30 kW.
③加药间平面尺寸 12.0 m ×9.0 m,加药系统与预处理加药系统共用，投加药剂采用聚合氯化铝（PAC）、聚丙烯酰胺（PAM）。由溶药罐、加药泵、流量计等部分组成。加药泵功率 N=0.37 kW,药搅拌机单台功率 N=0.25 kW.絮凝剂溶解后投加入初沉池、污泥浓缩池。溶药罐设置液位控制。平均加药量 5 kg/d 聚合氯化铝（PAC），25 kg/d 聚丙烯酰胺（PAM）。
消毒设备间与其合建，下设接触消毒池。
④电控室平面尺寸 3.0 m×6.0 m,由电气控制柜、仪表柜组成。
⑤值班室平面尺寸 3.0 m ×6.0 m,设在线监控设备。
⑥在线监测及系统控制改建的污水处理站设在线监测系统一套。
（18）在线监测以及系统控制采用"集中监控、管理，分散控制"的集散型系统。整个集散系统由两个层次构成：
① 中央监控计算机设置中央监控计算机，它进行污水站的记录、故障报警等。直观地显示全厂各工艺流程段的实时工况。
② 现场控制站根据污水站规模和工艺流程，设置一套 PLC 系统，对废水处理系统的设备进行自控和数据采集。
③ 通讯网络控制室与 PLC 控制室进行信息互换时时监测现场运转。
系统中泵采用手动/自动两种控制方式，在自动方式下，由各自池内液位控制设备的自动起、停。在手动方式下，直接在电控柜上控制。
将上述所提的项目主要构筑物的名称、尺寸以及结构汇总。
3.6.2 方案主要工艺设备方案设计中使用到的主要工艺设备主要包括格栅、各类泵、鼓风机、填料以及加药系统等，将名称、规格、数量汇总。
3.7 其他设计。
3.7.1 结构设计进行设计时需要以工程所在地区的自然条件基础数据为参考，具体数据如下：
①基本风压：0.55 kN/ m?
②基本雪压：0.45 kN/ m?
③标准冻深：1.70 m④地震设防裂度：6 度⑤基承载能力：140 kPa/ m?
3.7.1.1 池体结构设计要求设计时除进行强度计算外，还要进行抗裂度或裂缝宽高度验算；采用添加混凝土膨胀剂，合理设置后浇带等结构措施，控制裂缝宽度，防止池体漏水。
3.7.1.2 建筑物的建筑特征和结构方案污水处理间建筑耐火等级属于丁类二级，建筑面积 288 m?,建筑高度 4.8 m,砖混结构。
3.7.2 建筑设计本污水处理站目的是对厂区污水进行综合处理，不仅要体现先进的工艺设计，而且要在满足工艺要求的同时注重厂区周围环境。设计时应尽可能少占土地，合理布置总平面。
3.7.2.1 空间设计因为污水站建筑物较少，在空间设计上应尽可能集中安排辅助生产建筑，增加垂直高度，尽量使工厂空间更加紧凑。
另外污水处理站的环境美化也十分重要，应充分利用空闲地带。在空闲地带种植灌木、鲜花及草坪等绿色植物，提高绿化面积。
3.7.2.2 节能设计根据当地气候特征，设计时确保外墙采用轻质砌块，屋面采用聚苯保温热层；为提高建筑物保温隔热能力，门窗采用塑钢材质。
3.7.3 电气设计本项目供电电源由厂区配电室直接供电。采用绝缘铜芯架空线路。
3.7.3.1 线路站区内线路采用铠装铜芯电缆直埋，室内采用铜芯电缆穿钢管，照明线路采用铜芯绝缘导线穿阻燃塑料管暗设。
3.7.3.2 接地用电设备采用混合接地方式，接地电阻小于 1 Ω。
3.7.3.3 继电保护①高压进线开关设过电流保护；②低压总进线开关设速断、延时过电流保护；3.7.3.4 接地与防雷污水处理站内建筑物按第三类防雷建筑物要求设置防雷保护，利用共同接地装置作为防雷接地装置，各构筑物内实施等电位联接。
3.7.4 采暖设计污水处理站采暖热源由厂区供暖系统提供，设计仅考虑处理间内的供回水管线及散热器布置，处理间采暖采用 760 型铸铁散热器。
3.7.5 管线防腐该污水处理站处理的废水含有大量印染废水和厂区的生活污水，其中含有酸、碱、盐及各种复杂有机化学成分。因此在选择防腐蚀材料时应选择以下几种：
①环氧沥青用于液相防腐；②鳞片涂料用于气、液两相交替环境；③聚氯乙烯涂料用于气相环境。
污水处理站中埋地管道会选择一些钢质管道。因此在设计中应根据国家规定的防腐蚀工程设计，进行必要的防腐措施，以减少腐蚀发生。确保工艺管道的正常运行。
