聚酯廢水處理工程設(shè)計方案(IC厭氧塔+水解酸化+AO氧化溝+BAF池工藝)聚酯廢水COD8000～12000mg/L，BOD53500～4500mg/L，pH4.5～6.5，TN180～220mg/L，TP25～35mg/L，SS600～900mg/L，水溫28～38℃，含乙二醇、對苯二甲酸、苯甲酸、甲醇、醋酸、低聚物及微量銻催化劑，B/C0.28～0.35，可生化性差，色度400～600倍，生物抑制性強。廠區(qū)用地42m×80m，高差1.2m，地下水位–1.8m，環(huán)評要求出水COD≤50mg/L、NH3-N≤5mg/L、TN≤15mg/L、TP≤0.5mg/L、色度≤20倍，排入城鎮(zhèn)下水道。設(shè)計規(guī)模2400m3/d，Kz=1.35，24h連續(xù)運行，設(shè)備備用率30%，污泥自行消化減量，無濃縮池，臭氣密閉收集，生物濾塔+光氧耦合除臭，噸水電耗0.85kWh，噸水藥耗0.32元，噸水運行成本2.15元，自動化程度95%，遠程APP監(jiān)控。一、水質(zhì)特征與工藝比選聚酯廢水高COD、低pH、含難降解芳香族有機物，直接好氧能耗高，單一厭氧產(chǎn)甲烷受抑制。小試表明：IC厭氧塔在35℃、HRT6h、上升流速6m/h、顆粒污泥粒徑0.8～2mm時，COD去除率65%，產(chǎn)氣率0.38m3CH?/kgCOD，揮發(fā)酸≤300mg/L，苯系物抑制閾值380mg/L，銻離子1.5mg/L對產(chǎn)甲烷菌抑制率8%，可通過硫化物共沉淀去除。水解酸化段HRT8h，pH6.8，B/C由0.32提升至0.55，苯甲酸降解率78%，乙二醇96%，低聚物斷鏈明顯。AO氧化溝采用倒置A/O模式，前置缺氧段HRT10h，好氧段HRT18h，MLSS4.5g/L，內(nèi)回流比250%，污泥齡25d，同步硝化反硝化，TN去除率82%，TP生化吸收4.2mg/L，剩余TP用5%液體PAC化學(xué)除磷，投加量8mgAl3?/L。BAF池采用上流式，陶粒濾料φ3–5mm，HRT45min，氣水比3:1，COD容積負荷0.85kg/(m3·d)，硝化速率1.1gNH3-N/(m2·d)，出水COD38mg/L、NH3-N1.8mg/L、TN11mg/L、TP0.3mg/L、色度15倍，穩(wěn)定達標(biāo)。綜合技術(shù)經(jīng)濟比較，IC+水解酸化+AO+BAF路線噸水投資2850元，比MBR工藝節(jié)省18%，比臭氧+曝氣生物濾池節(jié)省26%，能耗降低22%，污泥產(chǎn)量減少0.34tDS/d，無需稀釋，耐沖擊負荷1.6倍，冬季無需外加熱源。二、總平面與高程布置廠區(qū)呈長方形，主導(dǎo)風(fēng)向東北，辦公區(qū)位于上風(fēng)向西南角，生產(chǎn)區(qū)按流程自北向南布置：格柵渠→調(diào)節(jié)池→IC厭氧塔→水解酸化池→AO氧化溝→二沉池→BAF池→清水池→排放口。污泥線：IC塔排泥→污泥緩沖→板框脫水→泥餅外運。臭氣管線沿管廊架空，生物濾塔靠近廠界，遠離宿舍。高程采用重力流，一次提升，調(diào)節(jié)池后設(shè)潛水泵2臺（1用1備，Q=135m3/h，H=18m，N=15kW，變頻），其余全部重力自流，水頭損失1.7m，出水口設(shè)溢流堰，暴雨時超越管至應(yīng)急池500m3。道路4m寬，環(huán)形消防通道，綠化率18%，管廊上方設(shè)檢修通道1.2m，鋼格板防滑，夜間LED防爆燈50lx。三、單元設(shè)計參數(shù)與計算1格柵渠地下鋼砼結(jié)構(gòu)，1座，平面尺寸4.0m×0.8m，深3.5m，設(shè)機械格柵2臺，柵寬800mm，柵隙3mm，傾角75°，N=0.75kW，耙齒304不銹鋼，配套螺旋壓榨機1臺，柵渣量0.35m3/d，含水率65%，袋裝外運。2調(diào)節(jié)池鋼砼結(jié)構(gòu)，1座，分2格，總?cè)莘e1200m3，HRT12h，池深5.5m，有效水深5.0m，設(shè)潛水?dāng)嚢铏C4臺（φ400，N=2.2kW），防止沉砂，池頂加蓋，收集臭氣。設(shè)電磁流量計DN250，4–20mA遠傳，瞬時流量、累計流量接入PLC。3IC厭氧塔鋼制搪瓷拼裝，2座并聯(lián)，單座直徑7.5m，總高22m，有效容積900m3，HRT6h，上升流速6m/h，回流比1:1，三相分離器設(shè)2層，下層斜板60°，上層波紋板，沼氣收集管φ300，水封罐1m3，沼氣產(chǎn)量1800m3/d，經(jīng)脫硫塔（干法，F(xiàn)e?O?填料）后送鍋爐燃燒。塔底設(shè)8根穿孔排泥管，排泥量120m3/d，含水率98%，泵送至污泥緩沖池。塔外壁100mm聚氨酯保溫，外包彩鋼板，冬季水溫保持35℃±1℃。4水解酸化池鋼砼結(jié)構(gòu)，1座，分2格，每格可獨立檢修，總?cè)莘e800m3，HRT8h，池深6.0m，設(shè)脈沖布水器12套，脈沖周期6min，布水管φ50，孔口流速2m/s，池頂設(shè)彈性填料層2.5m高，填料片距150mm，比表面積220m2/m3，池底設(shè)排泥斗4個，每日排泥80m3，MLSS控制12g/L。5AO氧化溝卡魯塞爾2000型，鋼砼結(jié)構(gòu)，1座，分3廊道，單廊道寬7m，總長168m，有效水深4.5m，總?cè)莘e2646m3，缺氧段882m3，好氧段1764m3，HRT分別為10h、18h，MLSS4.5g/L，污泥齡25d，F(xiàn)/M0.08kgBOD/(kgMLSS·d)，設(shè)倒傘型表曝機3臺（單臺N=37kW，充氧能力75kgO?/h），變頻控制，DO好氧段2.5mg/L，缺氧段0.3mg/L。內(nèi)回流渠寬1.2m，設(shè)潛水軸流泵2臺（Q=600m3/h，H=1.0m，N=4kW），回流比250%。氧化溝出水設(shè)可調(diào)堰，堰負荷28m3/(m·d)。6二沉池周邊進水周邊出水輻流式，1座，直徑16m，池邊水深4.2m，表面負荷0.65m3/(m2·h)，HRT3.5h，設(shè)中心驅(qū)動單管吸泥機，N=0.75kW，污泥回流比60%，回流污泥泵2臺（Q=150m3/h，H=6m，N=5.5kW），剩余污泥泵2臺（Q=25m3/h，H=12m，N=2.2kW），每日排泥240m3，含水率99.2%。7BAF池鋼制模塊化，4格并聯(lián)，單格4m×4m，高6m，陶粒濾料層高3m，粒徑3–5mm，孔隙率0.42，承托層0.3m，粒徑8–16mm，反沖洗周期24h，氣沖強度12L/(m2·s)，水沖強度6L/(m2·s)，歷時8min，反沖洗水來自清水池，設(shè)反沖洗水泵2臺（Q=230m3/h，H=10m，N=15kW），羅茨風(fēng)機2臺（Q=12m3/min，P=60kPa，N=30kW）。出水設(shè)不銹鋼三角堰，堰負荷18m3/(m·d)。8清水池鋼砼結(jié)構(gòu)，1座，容積300m3，HRT3h，設(shè)超聲波液位計，控制反沖洗泵啟停，出水設(shè)標(biāo)準(zhǔn)排放口，裝COD、NH3-N、TN、TP、流量計在線監(jiān)測，數(shù)據(jù)實時上傳生態(tài)環(huán)境局。9加藥系統(tǒng)（1）堿液：NaOH30%儲罐5m3，計量泵2臺，調(diào)節(jié)IC塔進水pH至6.8–7.2；（2）碳源：乙酸鈉20%儲罐3m3，計量泵2臺，AO缺氧段C/N<3.5時投加，投加量30mg/L；（3）除磷PAC：液體10%儲罐6m3，計量泵2臺，投加點為二沉池進水，投加量8mgAl3?/L；（4）營養(yǎng)鹽：尿素+磷酸二氫鉀，用于啟動階段，N、P按100:5:1補充。10污泥處理IC塔、水解酸化池、二沉池污泥匯合至污泥緩沖池200m3，設(shè)攪拌機1臺，進料泵2臺（Q=15m3/h，H=20m，N=3kW），高壓板框機1臺，過濾面積150m2，進泥壓力0.8MPa，循環(huán)周期2h，泥餅含水率≤60%，產(chǎn)量2.4t/d，送水泥窯協(xié)同處置。濾液COD1200mg/L，回流至調(diào)節(jié)池。11臭氣處理加蓋區(qū)域：格柵、調(diào)節(jié)池、水解池、污泥緩沖池，總臭氣量4500m3/h，收集管道φ400，F(xiàn)RP材質(zhì)，設(shè)離心風(fēng)機2臺（1用1備，Q=5000m3/h，P=2.2kPa，N=7.5kW），先經(jīng)生物濾塔（填料為樹皮+火山巖，高1.5m，空床停留15s），再經(jīng)光氧催化（185nm紫外+TiO?板），最終經(jīng)15m排氣筒排放，H?S去除率≥98%，NH?去除率≥95%，廠界濃度≤0.06mg/m3，滿足GB14554-93二級新擴改建標(biāo)準(zhǔn)。四、主要設(shè)備清單與材質(zhì)潛水泵6臺，葉輪2205雙相鋼，電纜防海水腐蝕；IC塔內(nèi)件316L，三相分離器PP增強；曝氣機葉輪QT600-3，軸2Cr13，表面熱噴涂Al?O?；BAF濾板ABS模板，長柄濾頭36只/m2；所有閥門DN≤200為UPVC，DN>200為304不銹鋼軟密封蝶閥；管道室外部分采用鋼塑復(fù)合管，室內(nèi)UPVC化工級，耐1.0MPa；自控儀表：pH電極HT-PH501，帶PTFE護套，自動清洗；DO電極熒光法，0–20mg/L，精度±0.1mg/L；超聲波液位計8套，4–20mA，防爆型；電磁流量計6套，分體式，IP68；PLC選用西門子S7-1500，I/O點320，以太網(wǎng)通訊，觸摸屏15寸，帶歷史曲線，手機APP遠程查看，報警短信推送。五、自控與儀表控制模式：就地手動、PLC自動、遠程遙控三級。邏輯：調(diào)節(jié)池液位>3.0m啟泵，<1.2m停泵；IC塔進水pH<6.5開堿泵，>7.5停；氧化溝DO>3.0mg/L降頻曝氣機，<1.5mg/L升頻；內(nèi)回流泵根據(jù)TN儀反饋自動調(diào)流量；BAF池運行24h或水頭損失1.5m啟動反沖洗；反沖洗時先氣沖3min，再氣水聯(lián)合4min，最后水沖1min，全程8min；所有泵故障自動切換備用，故障信號10s內(nèi)上傳。中控室設(shè)55寸大屏，顯示流程圖、實時數(shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài)，歷史數(shù)據(jù)保存3年，支持U盤導(dǎo)出Excel。手機APP可查看實時流量、COD、NH3-N、累計電量、藥耗，異常推送微信，支持多人分級權(quán)限。六、運行調(diào)試要點1啟動階段：IC塔接種同類顆粒污泥120t，控制初始負荷2kgCOD/(m3·d)，每3d提升0.5kg，第20d達8kg，產(chǎn)氣量穩(wěn)定，VFA<250mg/L；水解池投加復(fù)合菌60kg（含Pseudomonas、Bacillus），溫度30℃，pH6.8，第5d乙二醇降解率>90%；AO氧化溝接種400m3市政脫水污泥，含水率80%，悶曝24h后逐步進水，第15dSVI120mL/g，鏡檢菌膠團致密，鐘蟲活躍；BAF池投加硝化菌20kg，初始氣水比4:1，第7dNH3-N去除率>80%。2運行優(yōu)化：夏季水溫38℃，IC塔產(chǎn)氣量大，設(shè)變頻風(fēng)機將沼氣抽力控制在–0.3kPa，防止沖出；冬季水溫28℃，IC塔外壁保溫，必要時蒸汽換熱器將進水升溫2℃；AO段C/N低時，乙酸鈉投加點改至缺氧段前端，配合攪拌，避免好氧段碳源浪費；BAF反沖洗排水含大量硝酸鹽，設(shè)臨時泵回流至缺氧段，反硝化回收堿度1.2kgCaCO?/kgNO3-N，節(jié)省NaOH用量15%。3異常處置：當(dāng)IC塔VFA>500mg/L，立即降低負荷30%，投加NaHCO?200kg，提高堿度300mg/L；當(dāng)二沉池污泥上浮，測SVI>180mL/g，系污泥膨脹，投加PAC20mg/L，DO提高至3.5mg/L，排泥量增加20%，3d后恢復(fù)；當(dāng)BAF水頭損失突增，系濾料板結(jié)，加大氣沖強度至15L/(m2·s)，并投加10%鹽酸循環(huán)30min，溶解碳酸鈣垢，恢復(fù)通透。七、能耗與成本分析總裝機功率185kW，運行功率128kW，噸水電耗0.85kWh，年耗電75萬kWh，按0.65元/kWh計48.75萬元；藥劑：NaOH30%年耗18t，單價800元/t，1.44萬元；乙酸鈉20%年耗26t，單價1200元/t，3.12萬元；PAC10%年耗35t，單價650元/t，2.28萬元；營養(yǎng)鹽0.3萬元；合計7.14萬元；人工：4班2運轉(zhuǎn)，每班1人，工資6000元/月，年28.8萬元；維護費：備件、濾料補充、檢測5.2萬元；總計運行成本89.89萬元/年，噸水2.15元，低于當(dāng)?shù)毓I(yè)污水處理收費3.2元，年節(jié)省94.5萬元。八、勞動定員與人員培訓(xùn)定員5人：站長1名（本科環(huán)境工程，5年經(jīng)驗），主操2名（大專，持廢水處理工高級證），副操2名（中專，內(nèi)部培訓(xùn)）。培訓(xùn)內(nèi)容：工藝流程、PLC操作、安全急救、消防演練、污泥中毒應(yīng)急、在線儀表校準(zhǔn)、有限空間作業(yè)。考核：筆試80分合格，實操模擬故障排除30min內(nèi)完成，每年外送第三方機構(gòu)復(fù)訓(xùn)，持證上崗?，F(xiàn)場設(shè)MSDS柜、應(yīng)急噴淋器、防化服2套、正壓呼吸器2套、防爆對講機4部。九、應(yīng)急預(yù)案1停電：配電房設(shè)250kW柴油發(fā)電機，自啟動15s內(nèi)供電，保證IC塔循環(huán)泵、氧化溝曝氣機、自控系統(tǒng)不斷電；2設(shè)備故障：關(guān)鍵設(shè)備雙備份，故障10s切換，設(shè)應(yīng)急旁通管，可超越BAF直接排放，但COD≤80mg/L，限時8h內(nèi)修復(fù)；3水質(zhì)沖擊：設(shè)事故池500m3，可儲存5h水量，COD>15000mg/L時自動切入，分批小量泵回調(diào)節(jié)池稀釋；4沼氣泄漏：IC塔頂設(shè)防爆膜2片，爆破壓力5kPa，塔周設(shè)4只甲烷探測器，濃度>1%報警，>2%停進料泵，開啟強制通風(fēng)；5污泥膨脹：儲備PAC5t、次氯酸鈉1t，SVI>200時，次氯酸鈉投加量3mg/L，殺滅絲狀菌，24h內(nèi)SVI降回150以下。十、圖紙與計算書（摘要）1工藝流程圖：A1橫版，比例1:200，含標(biāo)高、管徑、流向、閥門編號；2高程圖：縱斷面，比例1:100，標(biāo)注池頂、池底、水面、水頭損失；3IC塔裝配圖：含三相分離器詳圖、沼氣提升管、回流縫尺寸；4氧化溝水力計算書：曼寧公式n=0.013，流速0.3m/s，推流功率37kW，氧轉(zhuǎn)移效率18%，理論需氧量1.35kgO?/kgCOD，實際供氧1.8kgO?/kgCOD，安全系數(shù)1.33；5BAF反沖洗強度校核：氣沖雷諾數(shù)4800，處于湍流區(qū)，膨脹率12%，水沖膨脹率15%，反沖洗排水含SS2800mg/L，經(jīng)沉淀池后回流；6土建結(jié)構(gòu)計算：調(diào)節(jié)池抗浮1.25，池壁厚300mm，C30防水砼，抗?jié)BP8，底板配筋Φ16@150雙層雙向；7投資概算：土建486萬元，設(shè)備398萬元，安裝76萬元，其他60萬元，合計1020萬元，噸水投資4250元，ROI3.2年。十一、運行數(shù)據(jù)記錄表（示例）日期：2024-03-15班次：白班進水：COD10500mg/L，pH5.2，溫度36℃調(diào)節(jié)池：COD9800mg/L，pH6.9IC塔：COD3400mg/L，去除率65%，產(chǎn)氣75m3/h，VFA2