年产12万吨晶硅切割废浆回收项目废水处理工程方案.doc

目 录
第1章 项目概况与项目建设的必要性 1
1.1项目概况 1
1.1.1项目名称 1
1.1.2项目主管单位 1
1.1.3 项目建设单位 1
1.1.4项目建设单位负责人 1
1.1.5项目建设性质 1
1.1.6项目建设地点 1
1.1.7项目建设期 2
1.1.8项目建设内容和规模 2
1.1.9项目投资估算 2
1.1.10项目资金筹措方案 3
1.1.11项目建设效益 3
1.2项目建设背景 3
1.2.1地理气候条件 3
1.2.2工业园区发展规划 4
1.2.3工业区已具产业规模 5
1.2.4项目提出的理由与过程 6
1.3项目建设必要性分析 9
1.3.1某某市“十一五发展规划”的要求 9
1.3.2某某市总体规划的要求 10
1.3.3某某市经济发展的要求 11
1.3.4园区发展的要求 12
1.4项目社会效益分析 13
1.4.1扩大内需，促进经济增长 13
1.4.2改善工业园区投资环境 14
1.4.3促进生产发展和提高人民生活水平 15
1.4.4促进园区的可持续发展 15
1.4.5带动园区周边土地增值及房地产发展 16
1.5项目建设可行性分析 17
1.5.1政府支持 17
1.5.2资金支持 17
1.5.3建设条件满足 18
1.6结论 18
第2章 项目建设内容及方案 19
2.1项目建设内容 19
2.1.1项目建设地点 19
2.1.2项目建设内容 19
2.1.3项目建设规模 19
2.2项目建设方案 20
2.2.1项目建设目标 20
2.2.2项目建设方案 20
2.2.3项目功能分析 23
2.3项目建设原则 26
2.3.1以人为本与可持续发展的原则 26
2.3.2集聚发展原则 27
2.3.3因地制宜原则 27
2.3.4环境保护原则 27
2.3.5节能降耗原则 27
2.3.6抗震原则 28
2.4建筑造型 28
第3章 项目建设和进度安排 29
3.1项目工程建设管理 29
3.1.1施工组织管理 29
3.1.2项目资金管理 29
3.1.3严格执行工程监理制度 29
3.2建设期安排与实施计划 30
3.2.1建设工期 30
3.2.2项目实施进度安排 30
3.2.3工程进度表 31
3.3项目建设劳动安全管理 34
第4章 各项建设条件落实情况 35

4.1园区建设规划与现状 35
4.2项目建设基本条件 36
4.2.1地形地貌条件 36
4.2.2工程地质条件 36
4.2.3城镇规划、园区区域规划条件 37
4.2.4交通条件 37
4.2.5社会环境条件 37
4.2.6征地拆迁条件 37
4.2.7施工条件 38
4.2.8资金条件 38
4.3环境保护及节能、消防 38
4.3.1环境保护 38
4.3.2节能降耗 40
4.3.3消防安全 43
4.4结论 44
第5章 投资估算与资金筹措 45
5.1编制范围 45
5.2编制依据 45
5.3单位价格 45
5.4其他费用 46
5.5建设投资估算 46
5.6年度投资计划 46
5.7资金筹措 47
第6章 财务评价 48
6.1概述 48
6.2依据与说明 48
6.3收入预测 48
6.4项目赢利能力分析 49
6.5财务评价 50
第7章 社会风险和融资风险分析 52
7.1项目社会影响分析 52
7.2项目与所在地互适性分析 53
7.3社会风险分析 53
7.4社会评价结论 54
7.5融资风险分析 54
7.5.1融资风险 54
7.5.2融资偿还途径 55
7.5.3融资风险分析结论 55
第8章 结论和请求 56
8.1结论 56
8.1.1本项目的建设符合某某市总体规划 56
8.1.2各项建设条件均满足项目的建设要求 56
8.1.3项目有充足的资金保障 56
8.1.4项目具有重大的社会效益 56
8.1.5某某市建设投资有限公司具备相应的实力和资质 57
8.1.6综合结论 57
8.2请求 57

年产12万吨晶硅切割废浆回收项目废水处理工程方案

项目经济性指标

1、污水处理量
废砂浆回收过程中产生的综合污水，日处理500m3/d。

2、处理工艺
调节+物化预处理+UASB+水解酸化+接触氧化池+二次沉淀

3、污水厂人员配置
3人

4、运行成本
每吨水为1.24元（直接费用）。

5、工程投资预算：
工程预算总投资为人民币224.92万元；平均吨水为：4498元/吨。

第一章 概 述 6
1.1 工程概况 6
1.1.1工程名称 6
1.1.2工程建设单位 6
1.1.3工程地点 6
1.1.4工程性质 6
1.1.5工程规模 6
1.1.6 工程背景 6
1.2 处理程度 7
1.2.1设计废水水量 7
1.2.2设计进水水质 7
1.2.3 设计出水水质 7
1.2.4处理程度 8
1.3 方案设计原则 8
1.4 编制主要依据、规范 9
1.4.1编制主要依据和材料 9
1.4.2相关法规、政策 9
1.4.3采用主要规范、标准 10
1.5 设计范围 11
第二章 废水处理工艺分析与选择 12
2.1 处理工艺的功能要求 12
2.1.1晶硅切割砂浆回收污水的特性 12
2.1.2 不同污染物的去除机理 13
2.2 处理工艺的选择 14
2.2.1多晶硅切割废砂浆回收污水处理主要工艺 14
2.2.2多晶硅切割废砂浆回收污水处理工艺选择 15
2.3 工艺特征 22
第三章 处理工艺设计 23
3.1处理工艺设计 23
3.1.1 处理工艺流程图 23
3.1.2 工艺流程说明 24
3.1.3处理效果设计 25
3.2各处理单元设计及说明 25
3.2.1格栅渠及栅网 25
3.2.2 调节池（钢混结构，进水负1.2米，一座） 26
3.2.3 絮凝反应池 27
3.2.4 初次沉淀池（竖流式） 27
3.2.5 UASB池 28
3.2.6 水解酸化池（上升流） 28
3.2.7 接触氧化池（分二格） 29
3.2.8 二沉池（竖流式） 30
3.2.9污泥池/（分物化污泥及生化污泥池，具体见平面） 30
3.2.11综合车间 31
3.3主要构、建筑物设备材料清单 32
第四章 建筑、结构设计 34
4.1 建筑设计 34
4.2 结构设计 34
4.3 总平面布置 35
第五章 电气和自控设计 36
5.1 设计依据 36
5.2设计范围 36
5.3供电设计 36
5.4 动力配电及电缆敷设 37
5.5 功率因数补偿 37
5.6 接地方式 37
5.7 照明 37
第六章 机构设置、劳动定员 38
6.1管理机构 38
6.1.1 机构设置 38
6.1.2 组织管理措施 38
6.1.3 技术管理措施 38
6.2劳动定员 39
第七章 安全生产、劳动保护 40
7.1 安全措施 40
7.1.1 安全目标 40
7.1.2 安全生产执行的有关规定 40
7.1.3 安全施工措施 40
7.2劳动保护措施 41
7.2.1 施工安全守则 41
7.2.2 现场安全员守则 42
7.2.3 起重工安全守则 42
7.2.4 安装工安全守则 43
7.2.5 电器操作工守则 43
7.3 消防和治安的保证措施 43
第八章 工程投资概算 45
8.1 编制说明 45
8.1.1 工程投资编制依据 45
8.1.2工程投资预算范围 45
第九章 运行费用分析 48
9.1电费 48
9.2药剂费 48
9.3人工费 48
9.4处理费用计算 48
第十章 质量保证计划 50
10.1、设计质量保证 50
10.2、施工安装质量保证 51
10.3、采用的标准及规范 53
第十一章 售后服务承诺条款 54

第一章 概 述
1.1 工程概况
1.1.1工程名称
1.1.2工程建设单位

1.1.3工程地点

1.1.4工程性质
项目新建。

1.1.5工程规模
根据业主提供资料信息，项目综合废水的处理规模为500吨/天。
1.1.6 工程背景
江苏作为光伏产业大省，产能规模已占国内总量的50％。而在太阳能硅片生产过程中，需使用切割砂浆对晶硅进行线切割，从而会产生大量晶硅切割废砂浆，如不进行妥善利用、处置，将对环境造成严重污染。晶硅切割废砂浆的主要成分为碳化硅、聚乙二醇、硅粉、水和金属粉末，属于反应性危险废物。目前，晶硅切割废砂浆回收过程存在资源化利用率过低、工艺废弃物比例过高、工艺和装置集成度不够、整体环境绩效水平偏低等问题。近日，江苏省环保厅专门下发了《关于规范晶硅切割废砂浆环境管理工作的通知》（以下简称《通知》），进一步规范晶硅切割废砂浆环境管理工作。
根据国家相关环境保护法律法规的规定，一切可能对环境产生影响的新建项目或技改项目，都必须遵照相关管理规定做好环境保护措施、遵守国家建设项目环境保护“三同时”的原则。欣明环保技术盐城有限公司受盐城永昊新材料有限公司委托，对厂址现场地形情况进行现场踏勘后，参考了业主方提供的相关数据及资料，编写了本污水处理工程工艺方案，供业主方参考决策。2/551L
1.2 处理程度
1.2.1设计废水水量
根据业主要求，本污水处理系统的设计处理能力为500 m3/d。
1.2.2设计进水水质
根据业主要求，参考环评数据确定进水水质如下：
表1 污水处理站进水水质
指标
CODcr(mg/l)
BOD5(mg/l)
SS(mg/l)
PH
进水
≤4000
≤800
≤3000
6-9
以上单位除了pH为无量纲外，其余单位均为mg/L
1.2.3 设计出水水质
经过处理后污水排入园区集中式污水处理厂进一步处理，确定本项目出水水质如下：
表2 污水处理站出水水质
指标
CODcr(mg/l)
BOD5(mg/l)
SS(mg/l)
PH
出水
≤500
≤300
≤400
6-9
以上单位除了pH为无量纲外，其余单位均为mg/L
1.2.4处理程度
根据设计进水水质和出水水质，确定本工程处理程度见表1-3
表3 污水处理站出水水质
指标
CODcr(mg/l)
BOD5(mg/l)
SS(mg/l)
PH
T（℃）
进水
≤4000
≤800
≤3000
6-9
25-50
出水
≤500
≤300
≤400
6-9
25-50
去除浓度
3500
500
2600
-
-
去除率
>87.5%
>62%
>87%
-
-

1.3 方案设计原则
（1） 严格执行有关环境保护的各项政策和法规，工艺流程合理有效，确保各项出水指标达到国家和地方有关排放标准。
（2） 以国家计委建设部、国家环保总局等部门的有关文件为依据。严格执行国家及地方的现行有关环保法规及经济技术政策。根据国家有关规定和甲方的具体要求，合理地确定各项指标的设计标准。
（3） 本着技术上先进、安全、可靠，经济上合理可行的原则，尽量采用技术成熟、流程简单、处理效果稳定的废水处理系统。从降电耗、节约药剂使用量方面精心设计，从技术经济上达到最佳效果。
（4） 在总图布置方面，充分利用现有条件，因地制宜，少占用地；同时保证使废水处理设施与周围环境协调一致，不会影响环境美观。
（5） 采用成熟的处理工艺，节省能源、变废为宝，达到资源的有效利用。
（6） 选用的设备易于工人操作管理，减轻劳动强度。同时也要考虑设备的耐用性，以保证长时间免维修正常使用。
（7） 妥善处理、处置废水处理过程中产生的污泥。考虑除臭及防噪，避免二次污染。
（8） 废水处理工程中的设备选用国内先进节能优质产品，确保工程质量。
（9） 废水处理区环境美观，建筑简洁实用，提供较舒适的工作环境。
1.4 编制主要依据、规范
1.4.1编制主要依据和材料
（1） 业主提供的环评报告、其他有关资料、图纸
1.4.2相关法规、政策
（1） 《中华人民共和国环境保护法》（1989年12月）
（2） 《中华人民共和国水污染防治法》（1984年11月）
（3） 《中华人民共和国水污染防治法实施细则》（2000年3月）
（4） 《中华人民共和国固体废物污染环境保护法》1996年4月
（5） 《中华人民共和国大气污染防治法》2000年4月
（6） 《建设项目环境保护管理条例》1998年11月
（7） 《建设项目环境保护设计规范》1987年3月
（8） 《污水处理设施环境保护、监督管理办法》1989年5月
（9） 《国务院关于环境保护若干问题的决定》1996年
（10） 《建设项目环境保护管理条例》1998年11月
（11） 《污水处理设施环境保护监督管理办法》1989年5月
1.4.3采用主要规范、标准
（1） 《污水综合排放标准》（GB8978-1996）
（2） 《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）
（3） 《室外排水设计规范》（GB50014-2006）
（4） 《建筑给水排水设计规范》（GB20015-2003）
（5） 《污水排入城市下水道水质标准》 （CJ3082-1999）
（6） 《给水排水设计基本术语标准》（GBJ125-89）
（7） 《鼓风曝气系统设计规程》（CECS97-97）
（8） 《带式压滤机污水污泥脱水设计规范》（CECS75-95）
（9） 《给水排水工程构筑物结构设计规范》（GB50069-2002）
（10） 《给水排水工程管道结构设计规范》（GB50332-2002）
（11） 《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50268-97）
（12） 《钢结构设计规范》（GB50017-2003）
（13） 《建筑结构设计统一标准》（GBJ68-84）
（14） 《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）
（15） 《砌体结构设计规范》（GB50003-2001）
（16） 《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）
（17） 《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）
（18） 《建筑地面设计规范》（GBJ50037-96）
（19） 《地下工程防水技术规范》（GB50108-2001）
（20） 《工业建筑防腐蚀设计规范》（GB50046-95）
（21） 《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）
（22） 《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）
（23） 《通用用电设备配电设计规范》（GB50055-93）
（24） 《建筑照明设计标准》（GB50034-2004）
（25） 《供配电系统设计规范》（GB50052-95）
（26） 《低压配电设计规范》（GB50054-95）
（27） 《工业企业总平面设计规范》（GB50187-93）
1.5 设计范围
（1） 在业主规划区域内作废水处理站区总体规划；
（2） 废水处理工艺选择；
（3） 废水处理系统内设备管线、给排水、土建、电气及自控等工程设计；
（4） 设备的选型等；
（5） 工程总造价估算；
（6） 运行费用的核算。

57

第二章 废水处理工艺分析与选择
2.1 处理工艺的功能要求
污水处理工艺的选择直接关系到处理后出水的各项水质指标能否稳定可靠地达到排放标准的要求、建设投资和运行成本是否节省、运行管理及维护是否方便，及占地指标是否较低。因此污水处理工艺方案的选定是污水处理系统成功与否的关键。
2.1.1晶硅切割砂浆回收污水的特性
废砂浆其组成为：聚乙二醇35%；碳化硅微粉33%；单晶硅微粉9%；水5%和组成切割液的其它物质15%；有机胶粒；二氧化硅；金属铁及金属离子；破碎的碳化硅微粉（色素和有机胶粒以及金属及金属离子和破碎的碳化硅微粉3%），高聚物等杂质。多晶硅切割砂浆回收生产过程中产生的污水主要来源于回收过程中沉降离心、化学清洗、絮凝过滤、精馏、萃取、旋风分级等生产单元。
废水中含有研磨液，属高分子化合物，平均分子量200-400，常温下为液体。高分子聚合物采用常规物化方法（如反应沉淀、气浮）均较难去除，主要由于高聚物的碳链不易断裂，故采用厌氧生化处理系统，利用微生物的分解作用，将污染物分子的碳链打断，从而达到去除有机物的目的。
因废水中含有难降解的类似聚乙二醇等高分子有机聚合物，一般好氧处理需较长停留时间才能将有机物去除，因此，设计先进行厌氧预处理后，在厌氧菌的降解下使聚合物碳链断裂成小分子的醇类、醋酸根阴离子等，同时分解部分有机物，降低污水中的有机物含量。
2.1.2 不同污染物的去除机理
1、COD主要来源聚乙二醇的处理
聚乙二醇，结构式HOCH2[CH2OCH2]nCH2OH或H[OCH2CH2]nOH,平均分子量200-8000的乙二醇高聚物。随着平均分子量的不同，性质也随之产生差异，从无色、无臭、黏稠液体至蜡状固体；毒性随分子量的增加而减少，分子量4000-8000的聚乙醇对人体安全。
聚乙二醇的吸湿性，随分子量的增大而降低，聚乙二醇8000几乎没有吸湿性，但能在高湿空气中缓蚀吸收水分。聚乙二醇的两端羟基具有拟醇性质，能进行酯化和醚化反应。低分子量聚乙二醇的反应产物易于同油相混，高分子量聚乙二醇的反应产物趋于水溶性。在空气中加热时聚乙二醇发生氧化作用，在300℃以上醚键发生断裂，分子量愈大，被氧化的倾向愈大。可加入稳定剂对苯二酚等使其稳定。
聚乙二醇的吸湿性小于低分子量二元醇，也小于甘油，因此聚乙二醇混合物物质对环境湿度变化不敏感，即使长期储存，这些物质的柔软性、塑性仍然优质不变。聚乙二醇与二甘醇或三甘醇相比不具挥发性。液体聚乙二醇200-600可提供广泛吸湿性选择，尤其适用于增塑剂、橡胶的助剂，可用于制备表面活性剂、油漆和油墨、制药、化妆品、清洗剂、造纸、纺织、食品添加剂，皮革加工、采油、木材加工、陶瓷、农业、电镀、照相材料、黏合剂、包装材料等。
由聚乙二醇为主要万分的化学性COD较难生物降解，需在特定条件下将聚二乙醇大分子分解，再通过好氧生物处理的方法才能彻底降解。
2、BODCr的去除
污水中BOD的去除最有效的方式采用好氧微生物降解的方法，处理工艺成熟稳定，效率高。常用的如接触氧化、活性污泥、氧化沟、延时曝气等。具体工艺下面分析。
3、SS的去除
污水中SS的去除主要靠絮凝沉淀或自然沉淀。污水中无机颗粒和大直径的有机颗粒自然沉淀作用就可以去除，小直径的有机颗粒靠微生物的除解作用去除，而小直径的无机颗粒（包括直径在胶体和亚胶体范围内的无机颗粒）则要靠活性污泥絮体的吸附、网络作用，与活性污泥絮体同时沉淀被去除。
污水处理车间出水中悬浮物浓度不仅涉及到出水SS指标，出水中的BOD5、COD、色度等指标也与之有关。因为组成出水悬浮物的主体是活性污泥絮体，其本身的有机成分就很高，因此较高的出水悬浮物含量会使得出水的BOD5、COD、色度均增加。因此控制污水处理车间出水的SS指标是最基本的，也是很重要的。
为了降低出水中的悬浮物浓度，应在工程中采取适当的措施，例如采用适当的污泥负荷以保持活性污泥的凝聚及沉降性能、采用较小的二次沉淀池表面负荷、采用较低的出水堰负荷、充分利用活性污泥悬浮层的吸附网络作用等。在污水处理方案选用合理、工艺参数取值合理和单体设计优化的条件下，完全能够使用出水SS指标达到项目要求以下。
2.2 处理工艺的选择
2.2.1多晶硅切割废砂浆回收污水处理主要工艺
多晶硅切割废砂浆回收污水是一种成份复杂、处理难度较高的工业污水，复杂的聚乙二醇较难降解，而污水中的成分硅又易形成水玻璃影响污水处理系统及管道。针对目前已运行项目的实际情况及经验总结，目前此类工业污水主要通过以下几个单元处理来实现达标排放，如下表4。
表4 晶硅行业污水常用处理技术
名称
主要构筑物、设备及化学品
处理对象
格栅
各类栅网
粗大悬浮物
漂浮物
中和
中和池、碱性（酸性）物质的投加系统、沉淀池、泵；中和剂
PH值
混凝沉淀（气浮）
各种型式反应池、加药系统、沉淀池（平流式、竖流式、辐流式）、气浮分离系统；加压溶气气浮、射流气浮、涡凹气浮、泵、空压机等；混凝剂、酸、碱等
色度、胶体状悬浮物、单体硅、混凝后絮体、COD
过滤
各种型式的过滤器
悬浮物/COD
氧化（臭氧氧化、二氧化氯氧化、氯氧化、光催氧化等）
氧化塔（池）。氧化剂投加系统、废水提升泵；氧化剂、催化剂等
COD、BOD、细菌
色度
吸附（活性碳、粘土等）
装有活性碳、硅藻土、煤渣等的吸附器及再生装置
色度、COD、BOD
生化处理（好氧生物处理、厌氧生物处理）
好氧、厌氧生物反应器，供氧曝气设备、污泥搅拌设备、泥水分离设备
色度、COD、BOD、颗粒状污染物等
针对多晶硅切割废砂浆回收污水的特性，必须采用多种处理单元组合处理的工艺，而聚乙二醇较难降解，在预处理后，必须有一个厌氧单元去除一部分，并且分解部分聚乙二醇，以使后面的好氧处理达到排放标准。工艺选择如下：
2.2.2多晶硅切割废砂浆回收污水处理工艺选择
1、预处理
（1）混凝法
混凝法的基本原理是在废水中投入混凝剂，在废水里形成胶团，与废水中的胶体物质发生电中和，形成絮凝团。混凝法不但可以去除废水中的粒径为10-3~10-6mm的细小悬浮颗粒，而且还能够去除色度、油分、微生物、BOD、COD等有机质。
混凝法主要有混凝沉淀法和混凝气浮法，所采用的混凝剂多半以铝盐或铁盐为主，其中以碱式氯化铝（PAC）的架桥吸附性能较好，而以硫酸亚铁的价格为最低。近来国外采用高分子混凝剂者日益增加，且有取代无机混凝剂的趋势。高分子混凝剂最常用是的聚炳烯酰胺（PAM），有阴离子型、阳离子型及非离子型。
混凝沉淀：通过加入絮凝剂、助凝剂，使胶体在一定的外力扰动下相互碰撞、聚集、形成较大絮状颗粒，使污染物被吸附去除的处理方法。常用的处理设施有：竖流沉淀池、斜管沉淀池、辐流沉淀池、平流沉淀池等。絮凝沉淀在太阳能行业废水处理中常用，一般可去除40～50％的CODCr、60～80％的色度。
混凝气浮：气浮是以微小气泡作为载体，粘附水中的杂质颗粒，使其密度小于水，然后颗粒被气泡携带浮升至水面与水分离去除的方法。主要设施有：传统溶气气浮、CAF涡凹气浮、超浅层气浮等。但此类工艺在太阳能硅片行业中较少采用，污水特性不同。因此本项目采用PAM/PAC絮凝沉淀预处理的工艺。
2、废砂浆回收污水的生物处理方法
因废砂浆回收污水可生化性较差，在工程实际应用中，采用单独的厌氧或好氧处理都不能有效地去除污水中的有机污染物，必须采用厌氧加好氧的组合处理工艺。
1 厌氧处理
在厌氧条件下,形成了厌氧微生物所需要的营养条件和环境条件,利用这类微生物分解废水中的有机物并产生甲烷和二氧化碳的过程。 高分子有机物的厌氧降解过程可以被分为四个阶段：水解阶段、发酵(或酸化)阶段、产乙酸阶段和产甲烷阶段。
　　（1）水解阶段 水解可定义为复杂的非溶解性的聚合物被转化为简单的溶解性单体或二聚体的过程。 　　高分子有机物因相对分子量巨大，不能透过细胞膜，因此不可能为细菌直接利用。它们在第一阶段被细菌胞外酶分解为小分子。例如，纤维素被纤维素酶水解为纤维二糖与葡萄糖，淀粉被淀粉酶分解为麦芽糖和葡萄糖，蛋白质被蛋白质酶水解为短肽与氨基酸等。这些小分子的水解产物能够溶解于水并透过细胞膜为细菌所利用。水解过程通常较缓慢，因此被认为是含高分子有机物或悬浮物废液厌氧降解的限速阶段。多种因素如温度、有机物的组成、水解产物的浓度等可能影响水解的速度与水解的程度。水解速度的可由以下动力学方程加以描述：ρ=ρo/(1+Kh.T)
　　ρ ——可降解的非溶解性底物浓度（g/L）；
　　ρo———非溶解性底物的初始浓度（g/L）；
　　Kh——水解常数（d^-1）；
　　T——停留时间（d）
　　（2）发酵（或酸化）阶段 发酵可定义为有机物化合物既作为电子受体也是电子供体的生物降解过程，在此过程中溶解性有机物被转化为以挥发性脂肪酸为主的末端产物，因此这一过程也称为酸化。在这一阶段，上述小分子的化合物发酵细菌（即酸化菌）的细胞内转化为更为简单的化合物并分泌到细胞外。发酵细菌绝大多数是严格厌氧菌，但通常有约1%的兼性厌氧菌存在于厌氧环境中，这些兼性厌氧菌能够起到保护像甲烷菌这样的严格厌氧菌免受氧的损害与抑制。这一阶段的主要产物有挥发性脂肪酸、醇类、乳酸、二氧化碳、氢气、氨、硫化氢等，产物的组成取决于厌氧降解的条件、底物种类和参与酸化的微生物种群。与此同时，酸化菌也利用部分物质合成新的细胞物质，因此，未酸化废水厌氧处理时产生更多的剩余污泥。在厌氧降解过程中，酸化细菌对酸的耐受力必须加以考虑。酸化过程pH下降到4时能可以进行。但是产甲烷过程pH值的范围在6.5～7.5之间，因此pH值的下降将会减少甲烷的生成和氢的消耗，并进一步引起酸化末端产物组成的改变。
　　（3）产乙酸阶段 　　在产氢产乙酸菌的作用下，上一阶段的产物被进一步转化为乙酸、氢气、碳酸以及新的细胞物质。
　　其某些反应式如下：
　　CH3CHOHCOO-+2H2O —> CH3COO-+HCO3-+H++2H2 ΔG’0=-4.2KJ/MOL
　　CH3CH2OH+H2O－> CH3COO-+H++2H2O ΔG’0=9.6KJ/MOL
　　CH3CH2CH2COO-+2H2O－> 2CH3COO-+H++2H2 ΔG’0=48.1KJ/MOL
　　CH3CH2COO-+3H2O－> CH3COO-+HCO3-+H++3H2 ΔG’0=76.1KJ/MOL
　　4CH3OH+2CO2－> 3CH3COO-+2H2O ΔG’0=-2.9KJ/MOL
　　2HCO3-+4H2+H+－>CH3COO-+4H2O ΔG’0=-70.3KJ/MOL
　　（4）甲烷阶段 这一阶段，乙酸、氢气、碳酸、甲酸和甲醇被转化为甲烷、二氧化碳和新的细胞物质。甲烷细菌将乙酸、乙酸盐、二氧化碳和氢气等转化为甲烷的过程有两种生理上不同的产甲烷菌完成，一组把氢和二氧化碳转化成甲烷，另一组从乙酸或乙酸盐脱羧产生甲烷，前者约占总量的1/3，后者约占2/3。 　　最主要的产甲烷过程反应有：
　　CH3COO-+H2O－>CH4+HCO3- ΔG’0=-31.0KJ/MOL
　　HCO3-+H++4H2－>CH4+3H2O ΔG’0=-135.6KJ/MOL
　　4CH3OH－>3CH4+CO2+2H2O ΔG’0=-312KJ/MOL
　　4HCOO-+2H+－>CH4+CO2+2HCO3- ΔG’0=-32.9KJ/MOL
　　在甲烷的形成过程中，主要的中间产物是甲基辅酶M（CH3-S-CH2-SO3-）。
　　需要指出的是：一些书把厌氧消化过程分为三个阶段，把第一、第二阶段合成为一个阶段，称为水解酸化阶段。在这里我们则认为分为四个阶段能更清楚反应厌氧消化过程。
上述四个阶段的反应速度依废水的性质而异，在含纤维素、半纤维素、果胶和脂类等污染物为主的废水中，水解易成为速度限制步骤；简单的糖类、淀粉、氨基酸和一般蛋白质均能被微生物迅速分解，对含这类有机物的废水，产甲烷易成为限速阶段。虽然厌氧消化过程可分为以上四个过程，但是在厌氧反应器中，四个阶段是同时进行的，并保持某种程度的动态平衡。该平衡一旦被pH值、温度、有机负荷等外加因素所破坏，则首先将使产甲烷阶段受到抑制，其结果会导致低级脂肪酸的积存和厌氧进程的异常变化，甚至导致整个消化过程停滞。
本项目COD进水浓度高，水量不大，而聚乙二醇较难降解，须采用深度厌氧的工艺才能去除COD，厌氧工艺最适合采用UASB工艺。
UASB（升流式厌氧污泥床），是一种高效低能耗的废水处理工艺。UASB反应器是由荷兰学者Lettinga教授在70年代中期开发，并由PAQUES BV成功地应用于工业废水的处理中。其装置主要由污泥床区、污泥悬浮区和沉降区三部分组成。废水由泵输送进入，自下而上经过反应器。在UASB底部安装设置经过精心设计的布水系统，废水通过布水系统均匀分布于整个反应器底层平面，防止了短流现象，使废水中有机物与反应器内污泥床区，经过精心调试与培养，可形成沉降性能优越，比活性很高的颗粒污泥。颗粒污泥具有很好的物理结构，且生物组成合理，对废水中有机物从酸化至甲烷化平衡完成，使系统运行负荷高且不易发生酸化现象。经过反应器反应后，产生大量沼气，带动污泥与废水一起向上运动。在UASB反应器的顶部安装三相分离系统。利用水、气、固三相物质在重力、浮力作用下出现的不同运动方式，通过精心设计计算，准确安装的三相分离系统将水、气、固三者相分离。气体经收集系统送出反应器，固体部分则通过重力作用回到反应器内，以保持反应器内应有的污泥浓度，废水经出水堰收集后流出进入好氧处理工艺单元。
2、好氧生物处理
好氧处理工艺有很多处理方法。好氧处理工艺分为活性污泥法和生物膜法，活性污泥法大致分为两大类：第一类为按空间进行分割的连续流活性污泥法；第二类为按时间进行分割的间歇式活性污泥法。生物膜法以接触氧化法应用最多最普遍。
依据本项目实际情况及废水处理浓度、处理目标，活性污泥法选用推流式活性污泥法分析，生物膜法选用接触氧化法进行比较。
（一）推流式活性污泥法
由厌氧池出来的废水与回流的活性污泥同时进入曝气池，通过曝气，活性污泥呈悬浮状态，并与废水充分接触。废水中的悬浮固体和胶状物质被活性污泥吸附，非溶解性有机物需先转化成溶解性有机物，而后才被代谢和利用；而废水中的可溶性有机物质被活性污泥中的微生物用作自身繁殖的营养，代谢转化为生物细胞，大部分有机物氧化成为最终产物（主要是CO2和H2O），废水由此得到净化。在二次沉淀池内，活性污泥与已被净化的废水分离，处理水排放，活性污泥在污泥区内浓缩，并以较高的浓度回流曝气池。
活性污泥系统的运行方式有推流式、完全混合式、分段曝气法、吸附-再生法、延时曝气法等多种运行方式。
推流式运行方式中，有机物浓度和种类沿程发生变化，污泥负荷、耗氧速率前高后低。各断面存在较大的浓度梯度，故降解速率较快，运行灵活，适用于处理要求较高而水质较稳定的废水。针对造纸废水浓度、色度较高，处理要求较高的特点，采用推流式运行方式；为了避免运行中发生短流现象，需要对池型、曝气方式都作精心选择设计，在运行中，泥水混合效果好，在一定的时间及空间梯度内，微生物在有氧条件下充分分解有机物，处理后出水较好。
（二）接触氧化法
生物接触氧化法是一种典型的生物膜法工艺，其特点是在池内设置填料，池底曝气对污水进行充氧，并使池体内污水处于流动状态，以保证污水同浸没在污水中的填料充分接触，避免生物接触氧化池中存在污水与填料接触不均的缺陷。
生物接触氧化法中微生物所需的氧常通过鼓风曝气供给，生物膜生长至一定厚度后，近填料壁的微生物由于缺氧而进行厌氧代谢，产生的气体及曝气形成的冲刷作用会造成生物膜的脱落，并促进新生物膜的生长，形成生物膜的新陈代谢，脱落的生物膜将随出水流出池外。
生物接触氧化法具有以下特点：
（1）由于填料比表面积大，池内充氧条件良好，池内单位容积的生物固体量较高，因此，生物接触氧化池具有较高的容积负荷；
（2）由于生物接触氧化池内生物固体量多，水流完全混合，故对水质水量的骤变有较强的适应能力；
（3）剩余污泥量少，不存在污泥膨胀问题，运行管理简便。
综上所述，活性污泥法与接触氧化法各有优势，工艺都比较成熟，接触法操作强度简单、易于控制，运行稳定，活性污泥法出水不稳定水质不如接触氧化法，较难控制，使用寿命长，检修少，缺点是对运行管理水平有一定要求。考虑到原水中有机污染成分，宜考虑采用在UASB厌氧处理后再用接触氧化法的工艺。

2.3 工艺特征
选择这种工艺有如下特点：
1、运行稳定，可满足出水要求，工艺成熟。生化池完成有机物降解，沉淀池中进行泥水分离，设独立的沉淀池。
2、采用接触氧化法进行处理，能有效处理废水中的有机污染物，出水可降解污染物基本可完全去除。
4、曝气采用鼓风曝气，设高效曝气系统，曝气系统均布池底，动力效率高，能耗低，池深大，占地少。
5、自动化程度要求较低，运行管理简单方便。
6、占地面积相对小、投资少。
第三章 处理工艺设计
3.1处理工艺设计
3.1.1 处理工艺流程图
废水处理工艺流程图见下图所示:
废水
栅网

提升泵
调节池
定量投加
PAC溶药

絮凝反应池

上
清
液回流
初沉淀池

UASB池

污泥回流
水解池

鼓风机
接触氧化池

剩余污泥

污泥浓缩池
二沉池

泵

带式压滤机
达标外排

外运处置

废水处理工艺流程图
3.1.2 工艺流程说明
车间生产废水及各其它废水在排水管网内混合进入格栅渠，渠内设置一格栅网，栅条间隙为20mm。格栅用于初滤，对进水进行预处理，去除较大悬浮物后，废水进入调节池，调节池设置停留四小时，池内设大孔曝气管用于提供动力保证充分各时段污水充分混合，并使污水悬浮物不在调节内沉降。调节池内设置二台提升泵，正常工作时一用一备，采用液位控制。提升泵将污水提升至絮凝反应池内，泵前管道投加PAM及PAC，经过离心水泵内高速搅拌后，污水进入到反应池内进行絮凝反应，反应池分四格，采用机械搅拌，四档转速分别为120r/min、90r/min、60r/min、30r/min。废水与药剂完成反应后流入初沉池，在初沉池内完成固液分离，污泥排放污泥池内。上部污水进入到UASB厌氧池，经过深度厌氧处理后，上层污水进入到水解池进行水解酸化反应。在水解酸化停留较长时间，能过一个厌氧水解处理单元，一方面去除了污水中的污染物，另一方面也减轻了后续处理的负荷，废水中的大分子有机物经过厌氧菌的分解，变成生化性较好的小分子有机物，提高了处理效率。废水经水解酸化到活性污泥池，在鼓风曝气提供充足的氧源和情况下，好氧微生物通过吸收废水中的有机质实现自身的新陈代谢等生命活动，同时废水中的有机质得到充分去除，出水进入二沉池内实现固液分离后，上清出水排入建设方湿地进一步处理，污泥大部分回流入活性污泥池，剩余污泥排放污泥池中。污泥处理采用带式压滤机进行处理，滤液回流到调节池内，干污泥由运泥车外运填埋处理。
3.1.3处理效果设计
本项目废水处理效果设计见下表：
表6 污水处理流程降解效果预测
处理单位
CODCr mg/L
BOD5 mg/L
SS mg/L
进水水质
4000
800
3000
一沉池
去除率（%）
20
30
80
出水浓度
3200
560
600
UASB池
去除率（%）
40%
-
20
出水浓度
1920
560
480
水解酸化池
去除率（%）
15
10
-
出水浓度
16