20240830-抚宁污水处理厂水质提标工程方案建议书.md 16 KB
抚宁污水处理厂水质提标工程。。方案建议书。。金科环境股份有限公司。。2024年08月。。目 录。。1、 项目概述 2。。1.1 项目概况 2。。1.2 项目需求 2。。1.3 设计进出水水质 2。。1.4 工艺选择 3。。1.4.1 去除保障工艺 3。。1.4.2 深度处理工艺比选 7。。1.4.3 工艺确定 8。。1.5 工艺流程 8。。2、 占地及运行成本分析 10。。2.1 占地面积 10。。2.2 直接运行成本分析 10。。3、 公司简介 11。。项目概述。。项目概况。。项目名称：抚宁污水处理厂水质提标工程。。项目背景：秦皇岛抚宁污水处理厂水质提标工程，建设规模7.5万m³/d，峰值系数1.33，现状污水厂处理工艺采用“粗格栅及进水泵房+细格栅及曝气沉砂池+氧化沟（一期）/AAO（二期）+二沉池+高效沉淀池+转盘滤池+接触消毒池”工艺进行处理，处理后的出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中一级A标准。达标后尾水排入人造河，最终排入渤海湾。。。根据《关于做好污水处理厂提标改造工作的通知》（秦城管执法发【2020】15号）通知，要求抚宁污水处理厂出水主要水质指标（CODcr、BOD5、氨氮和总磷）需达到准Ⅳ类水标准。在旅游旺季（6-8月），满足地表水环境质量达到地表Ⅲ类水标准，污水处理厂出水水质达到准Ⅲ类水标准。为响应国家环保总局及河北省有关要求，迫切需要对抚宁污水处理厂进行提标改造，使其出水水质达到准Ⅲ类水标准。。。设计处理规模： 7.5万m³/d。。。项目需求。。本工程对抚宁污水处理厂尾水进行净化提标。工程实施后，抚宁污水处理厂设计出水水质达到地表准Ⅳ类水标准（TN≤10mg/L），在旅游旺季（6~8 月）达到地表准Ⅲ类水标准（主要是COD≤20mg/L，其他指标暂不考虑），其他水污染物执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）中一级A 标准，处理后尾水排入人造河。。。设计进出水水质。。本项目现行进出水水质及提标后出水执行准Ⅳ类，Ⅲ类水标准，具体各污染物指标如下所示：。。| 序号 | 项目 | 单位 | 污水厂设计进水水质 | 污水厂设计出水水质一级A | 准Ⅳ类水 | 准Ⅲ类水 |。。| --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- |。。| 1 | CODCr | mg/L | ≤500 | ≤50 | ≤30 | ≤20 |。。| 2 | BOD5 | mg/L | ≤200 | ≤10 | ≤6 | ≤4 |。。| 3 | SS | mg/L | ≤300 | ≤10 | ≤10 | ≤10 |。。| 4 | TN（以N计） | mg/L | ≤40 | ≤15 | ≤10 | ≤10 |。。| 5 | 氨氮 | mg/L | ≤30 | ≤5 | ≤1.5 | ≤1.0 |。。| 6 | 总磷（以P计） | mg/L | ≤6.0 | ≤0.5 | ≤0.3 | ≤0.2 |。。本次方案设计主要针对COD提标设计，即出水COD设计出水水质达到地表Ⅳ类水标准（COD≤30mg/L），在旅游旺季（6~8 月）达到地表Ⅲ类水标准（COD≤20mg/L）。。。工艺选择。。去除保障工艺。。抚宁污水处理厂设计进水COD 浓度为500mg/L（含高浓度工业废水），要求出水COD 浓度≤30mg/L，COD 去除率应达到94.0%，且污水厂进水中含有难降解有机污染物，仅靠生物处理工艺难以稳定达标排放，需增加COD 去除保障设施。。。目前常用的COD 深度处理工艺主要有常规工艺，例如高级氧化法（臭氧氧化和芬顿试剂法）及活性焦（炭）吸附法，还有应用越来越广泛的膜法工艺。。。本方案主要从CODcr这一项污染因子的去除出发，同时结合抚宁污水处理厂原有工艺单元及实际运行情况进行深度处理单元的工艺分析。。。为了使CODcr稳定达到地表水Ⅲ类标准要求，同时考虑工艺安全稳定，运行维护方便，自动化程度高。芬顿工艺药剂投加多，污泥量大且运行维护繁琐，稳定性差，因此本项目选择臭氧工艺进行分析。。。(2).方案一：超滤+反渗透。。(1).方案二：臭氧催化氧化+活性炭。。根据本项目设计需求，工艺设计主要针对COD去除设计，工艺对比分析如下：。。超滤+反渗透工艺介绍。。膜技术最近几年发展起来的高效污水深度处理工艺，它利用生物膜或合成膜的分离透过性，截流吸附水中的悬浮物、溶解性有机 物等污染物质。可以根据不同特性或结构的膜，使不同大小的微粒或分子从污水中“渗透”出来，从而达到净化污水的目的。。。1)超滤工艺。。超滤是一种以筛分为分离原理，以压力为推动力的膜分离过程。与传统的过滤技术相比，超滤膜分离技术具有如下的优点：。。筛分孔径小，几乎能截留溶液中所有的细菌、病毒及胶体微粒、蛋白质、大分子有机物。对杂质的去除效率高，产水水质大大好于传统方法；。。大大减少化学药剂的使用，避免环境污染。。。分离过程不发生相变化，耗能少。。。仅以低压为推动力，设备及工艺流程简单，易于操作、管理及维修。。。超滤对细菌去除率>6log，对病毒去除率>4log，出水水质浊度稳定<0.1NTU。保证过滤后的出水不含任何悬浮物。超滤膜具有优异的耐化学腐蚀的性能，可以在广泛的pH值范围内进行操作，并且耐氧化，可以用来处理加氯处理后的水，以及用强氧化剂进行清洗。。。超滤典型的过滤压差是0.3～1.2bar。在膜表面沉积的固体颗粒，通过定期的反洗加以去除，这种反洗不必加入任何的化学清洗剂。污染物在定期反洗中被除去，因此避免其在膜表面的沉积。。。那些吸附在膜表面，不能被反洗去除的污物，需要通过在线的化学加强反洗（CEB）去除。此时膜组件不必移出，可以在线进行清洗。在化学加强反洗过程中，需要加入少量的化学清洗剂。通过短时间的浸泡（通常为5-10分钟）后，将化学清洗剂排出。通常本项目所采用的超滤膜不需要拆卸下来进行清洗，避免反复使用清洗剂可能产生的交叉污染。系统CEB过程中，无需人工监视。。。在一个压力容器中，最多可以置入四根膜组件。这些膜在压力容器中串联排列，通过内部连接器进行连接，每个组件都连有一个旁路，它接在膜组件的中部的位置，当反洗和化学加强反洗时，反洗污水通过旁路排出。。。超滤过程还可以通过与在线加入絮凝剂联用。这种方法不仅可以对处理过程产生积极的影响，同时还可以提高入水中溶解物质，如有机物、离子等的去除率，因此比单纯的超滤过程获得更好的水质另外对水处理过程另外一方面的积极影响，表现在这种方法可以减少膜的反洗和化学加强反洗的频率，从而提高整个系统的效率和回水率。。。2）反渗透工艺。。反渗透系统主要用于去除水中的TDS和电导率及溶解性有机物。。。反渗透具有：产水水质好，出水水质稳定；分离过程常以压力和化学势为推动力，因此几乎不造成环境污染，是一种绿色环保的物理化学过程；装置简单，操作容易且易于控制，便于维修且分离效率高，具有占地面积小，处理效率高的特点。。。反渗透膜采用卷式膜组件。该过程是采用半透膜的压力分离过程，对高价离子具有选择性脱除能力，能够有效的去除水中的溶解盐类、小分子有机物等。。。反渗透工艺在运行过程中，在生产纯化水的同时，污染物/盐分在浓水侧浓缩，超过了在水中的自然溶解度，造成浓水容易结垢。工艺选择不同的阻垢剂来破坏反渗透膜浓水侧的垢的形成及晶体晶格结构减轻结垢趋势。。。反渗透设备运行一段时间后，浓水侧的含盐量是将原水中的各种污染物浓缩了几倍，由于浓差极化的原因，可能会在反渗透膜表面产生各类污垢，致使反渗透膜性能下降、产水量下降、脱盐率下降，这时必须进行化学清洗来恢复膜的透水量。清洗周期的确定在同样产水量下膜运行压力超过10%或同等压力下产水量减少10%时清洗，膜的通量恢复较好，可使膜的产水量恢复到接近原有水平。。。当反渗透系统由于各种原因停机时，膜元件内部的水中含盐量处于几倍的浓缩状态，在水流静止的情况下，容易造成污染物质沉积、结垢，污染膜组件。反渗透系统中有在线自动冲洗装置。在系统停机时，可自动冲洗膜元件表面，将膜表面的污染水置换成净化水，减轻表面沉积物的污染，从而保证膜元件的正常寿命。。。3)本项目超滤反渗透工艺流程及水量平衡图。。根据本项目出水COD更严格的指标，COD≤20mg/L作为出水设计指标，为了更好的降低运行及投资成本，采用勾兑出水的方式，反渗透设计产水规模40,000m3/d，超滤净产水53,000 m3/d，具体流程如下：。。双膜工艺流程及水量平衡图。。臭氧催化氧化+活性炭工艺介绍。。为了保证污水中的有污染物能够得到最大的去除，需要设置臭氧催化氧化单元。臭氧催化氧化是指在常温常压下，利用催化剂将臭氧分解成氧化能力更强的羟基自由基（•OH），进而催化氧化水中的有机污染物，将高分子有机物断链，杂环有机物破环，以保证有机物的降解效果。。。臭氧溶于水后会发生两种反应：一种是直接氧化，反应速度慢，选择性高，易与苯酚等芳香族化合物及乙醇、胺等反应；另一种是臭氧分解产生•OH羟基自由基，羟基自由基是强氧化剂，其引发的链反应可使水中有机物充分降解。此反应还会产生十分活泼的、具有强氧化能力的单原子氧，可瞬时分解水中有机物质、细菌和微生物。当pH值高于7时，臭氧自分解加剧，自由基型反应占主导地位，这种反应速度快，选择性低。由于催化剂结合对水中有机物产生效应，大大提高催化剂的效率，致使水中有机物在催化剂存在下被氧化剂氧化分解，由大分子变成小分子有机物，杂环有机物破环，从而更有利于作为微生物营养物质，被微生物消化吸收，从水中将有机物去除。从而降低水中的COD值，提高水的可生化性。。。由于抚宁污水处理厂尾水要求在每年旅游旺季（6~8 月）达到准Ⅲ类水标准（COD≤20mg/L），为进一步保障CODCr、BOD5 的去除能力，增设活性炭滤池，强化CODCr去除能力，在非旅游旺季可超越。。。深度处理工艺比选。。| 项目 | 超滤+反渗透 | 臭氧催化氧化+活性炭 |。。| --- | --- | --- |。。| 工艺成熟和技术先进性 | 国内外成熟应用的工艺、技 术成熟，一般作为工艺末端的深度过滤单元，反渗透可以有效拦截有机物，实现对CODCr 的去除 | 国内外成熟应用的工艺、技术成熟，多用用于难降有机物的去除，效果好，稳定性高 |。。| 出水水质稳定性 | 稳定达标 | 稳定达标 |。。| 操作和自动化程度 | 设备数量多，集成度高，自动化程度高，运行维护劳动轻度低，除恢复性化学清洗外，均可通过PLC实现自动化运行 | 设备数量少，自动化程度高，通过 PLC实现自动化运行 |。。| 运行费用 | 反渗透电耗高，专用药剂要求高，超滤及反渗透膜元件成本高，折旧维护成本高 | 臭氧电耗较高，无需专用药剂，无高成本折旧，运行维护成本低 |。。| 占地面积 | 布置紧凑，占地较小 | 布置较紧凑，占地面积较大 |。。| 投资 | 投资成本高 | 投资成本一般 |。。| 工艺应用难点分析 | 反渗透工艺是一种纯物理处理过程，有机污染物没有得到真正分析，只是转移到浓水中，浓水的妥善处置是此工艺的瓶颈，浓水处理成本极高，一般在5~10元，且很难稳定达标。 | 臭氧工艺能耗高，控制能耗是工艺难点； 活性炭滤池的难点是如何延长活性炭使用寿命，采用合理有效的再生工艺是核心和关键 |。。工艺确定。。污水处理工艺的选择应根据设计进水水质水量、处理程度要求、用地面积和工程规模等多因素进行综合考虑，选择切实可行且经济合理的处理工艺方案，经全面比较后优选出最佳的总体工艺方案和实施方式；综合考虑本工程设计规模较大，对水量水质负荷的抗冲击能力，运行费用、运营操作及占地等因素。。。我公司自主研发的臭氧催化技术，通过协同氧化剂投加控制系统、快速管道反应器和臭氧接触氧化塔等核心技术单元，解决臭氧工艺高能耗的问题，技术特点如下：。。1、臭氧经催化后引发羟基自由基反应，可以解决臭氧选择性、利用率低、矿化能力低、污染物分解不彻底等问题；。。2、臭氧高效投加装置可实现臭氧在管道或者小型接触氧化塔内即可快速完成氧化反应（2~30min），大幅度缩减反应器容积；。。3、智能投加控制系统保证臭氧、药剂、水质的最佳匹配；。。低能耗臭氧氧化技术达到节能、高效、降低投资和运行成本的目的，有效解决了臭氧能耗问题。。。综上，本方案推荐“臭氧催化氧化+活性炭”深度处理工艺作为抚宁污水处理厂的提标改造工艺。。。工艺流程。。本项目设计采用“臭氧催化氧化+活性炭滤池”， 其中“臭氧催化氧化”是我公司针对难生物降解废水，开发出具有自主知识产权的臭氧催化氧化技术。活性炭滤池，主要是强化CODCr去除能力，作为CODCr出水达标的保障单元，在非旅游旺季可超越。。。工艺及水量平衡流程如下：。。占地及运行成本分析。。占地面积。。经过初步工艺计算及平面布置，现有厂区地块无法满足提标工艺设计要求，需要征地，征地面积约12亩，位置在红线左下角的蓝色地块。详见下图。。直接运行成本分析。。直接运行成本主要含药耗，电耗及活性炭折旧，其中电价按0.533元/KWH考虑。。。直接运行成本为0.71元/吨水。。。公司简介。。金科环境股份有限公司简介。。金科环境创立于2004年，是科创板上市的国家高新技术企业（股票代码：688466）。公司专注水的深度处理和污废水资源化领域，采用投资、建设、运营和服务模式为客户提供全生命周期的解决方案。。。公司率先探索出“污废水资源化”的商业模式，让污废水再生回用，把水中其他污染物转化为具有商业价值的产品，从根本上解决水污染、水短缺和水安全问题。公司提出“工程产品化”的创新理念，以工业产品思维彻底颠覆传统水厂的工程建设模式，应用公司自主开发基于AI算法的智慧软件，将全厂的设备、设施和建/构筑物集成为一个产品化的智能机组-新水岛，实现无人值守、高效运行，为工业企业、工业园区、城镇提供高品质水，解决水资源短缺、环境容量不足、水安全、成本高等问题。。。金科环境承接了大量国家重要项目，包括北京冬奥会崇礼和延庆主会场饮用水厂，雄安新区第一自来水厂，北京南水北调石景山水厂，国内首座30万吨级反渗透深度处理项目-张家港第四水厂等，其中张家港第四水厂获得GWI“2022全球水奖-年度最佳市政供水项目”金奖，雄安新区第一自来水厂获得2022-2023年度国家优质工程奖；在污废水资源化领域，公司负责无锡锡山、无锡安镇、无锡健鼎、唐山南堡、开封兰考等多个再生水项目，为光伏、PCB、化纤、印染、钢铁等行业提供高品质再生水。。。“与客户共创价值，以科技赋能发展”，金科环境将继续开发满足客户和环境需求的产品与技术，在实现业务发展的同时助力行业实现高质量发展目标。。。金科环境二维码 新水岛二维码