北京河道水处理方案

河道水净化与富营养化防治工程实例

目录

第一章项目概况及设计技术指标 (1)

1.1 工程概况 (1)

1.2 设计水量 (1)

1.3 设计进水水质 (1)

1.4 设计出水水质 (2)

1.5 设计依据 (2)

1.6 设计范围 (2)

1.7 设计原则 (2)

第二章河道水处理工艺技术说明 (3)

2.1 工艺流程 (3)

2.2 工艺技术说明 (3)

2.3 技术原理 (3)

第三章处理单元设计 (11)

3.1 主要设备设计 (11)

3.2 供配电 (11)

第一章项目概况及设计技术指标

1.1 工程概况

“河流是健康的,一条健康的河流意味着淳朴和纯洁，意味着运动、清新和活力，它是人类幸福的来源。”

由于社会的不断进步，化工产品不断增加新的品种，人们的生活水平不断提高，导致河道水的组分变得异常复杂，碳、氮、磷的比例失调而导致河道水的生化自净作用下降而产生水体富营养化，在很大程度上导致了水体性质发生变化从而增加了对河道水生化处理的难度。目前国内河流和湖泊尤其是城市河流与湖泊的景观功能逐渐丧失、排污渠道作用在增强，城市水环境在恶化，越来越不能满足人民群众生活水平提高的亲水、近水要求,且河道水水量大面积广，易形成对环境构成严重的污染隐患。

而通常采用的混凝-生物法二级处理等传统工艺已很难适应河道水的治理和回用要求，而北京水利科学研究所与江西裕金达科技有限公司应用快离子导体模拟生物电性膜电化学方法所特有的电催化功能，开发出以“快离子导体-模拟生物电性膜”为核心材料的“快离子导体-模拟生物电性膜水质净化系统，对水中的污染物的去除能力强，对脱氮除磷、杀菌、消毒、除臭、脱色等方面具有显著效果。本公司根据本项目河道水的水质情况，拟定如下设计方案:

1.2 设计水量

根据本河道水处理项目的设计水量为1000m3/d，因此：Q =1000m3/24h=41.7m3/h。

1.3 设计进水水质

设计进水水质（经我公司测定参考）见表1：

水质指标CODcr pH SS色度氨氮总氮总磷506-930-5015-3930-602-4表1 设计进水水质表（单位：mg/L）

1.4 设计出水水质

1.4.1根据<地表水环境质量标准>（GB3838-2002）Ⅳ类标准规定，本处理装置的设计出水需要达到以下水质标准：

水质指标CODcr pH SS色度氨氮总氮总磷306-9 1.5 1.50.3

表2 设计出水水质表（单位：mg/L）

1.5 设计依据

（a）河道水水质指标；

（b）《地表水环境质量标准》（GB3838－2002）。

（c）《室外给水设计规范》（GBJ14-1997）；

（d）《建筑结构荷载规范》（GBJ9-87）；

（e）《给水排水工程结构设计规范》（GBJ69-84）；

（f）《钢筋混凝土结构设计规范》（GBJ10-89）；

（g）《工业与民用供变电系统设计范》（GB50052-92）；

（h）《低压变电装置及线路设计规范》（GB50054-92）；

1.6 设计范围

本处理工程的设计范围是：高效净化器河道水悬浮颗粒杂质去除效果，溶气效果，处理系统中每一级快离子导体电催化反应装置、模拟生物电性膜电催化反应装置对某一类污染物去除顺序和去除效果，装置出水最后经沉淀分离后达到排放标准为止的整个水处理及污泥处理的基建、结构、工艺、动力变电、仪表测量控制、设备、给排水等的方案设计。

1.7 设计原则

（a）本设计方案符合有关环保的各项规定，确保达标排放。整个装置的运行将不会影响现有环境。

（b）采用合理的处理工艺，保证处理效率，并节省占地面积和运行费用。

（c）装置制造兼顾通用性和先进性，运行稳定可靠，效率高，管理方便，

维护维修工作量少。

（d）系统运行灵活，尽量考虑操作自动化，减少操作劳动强度。

（e）设备系统美观大方、布局合理、不影响周围相关设施的正常运行。

（f）设置必要的监控仪器、提高水质监控水平。

（g）采用当前河道水处理领域内先进的工艺技术。

（h）无二次污染。

第二章河道水处理工艺技术说明

2.1工艺流程

快离子导体-模拟生物膜水质净化技术处理河道水工艺流程拟定如下图1：进水

高效净化器

管道泵

高效电磁能反应器

提升泵

模拟生物电性膜电催化装置

溶气泵

快离子导体电催化装置

沉降池

出水

图-1 1000m3/d工艺流程框架图

本系统由快离子导体电催化单元、模拟生物电性膜电催化单元、电磁能反应

器单元等三个催化反应单元组成系统，系统最大设计处理流量为4.2m3/h。

2.2 工艺技术说明

河道水通过高效净化器处理后，废水中的SS小于5mg/L，通过管道泵快速进入高效电磁能反应器，使水分子激活。然后通过水泵提升进入各级单元集水室再进入模拟生物电性膜电催化反应装置；模拟生物电性膜电催化装置出水经溶气泵泵入快离子导体电催化装置阴极室从阳极室出水；在快离子导体及模拟生物电性膜等催化能、电磁能和特定电场的共同作用下，废水中的荷电粒子分别向着吸引力的方向移动，在电极附近发生氧化还原反应，并且互不干扰。废水通过三级电催化反应系统最终达到拟定标准达标排放。阴极室需要氧气参与电化学反应，其输送泵为气液混合泵，阳极室需要H+离子参与电化学反应，由阳极室反应自行提供。

河道水经过以上连续处理过程能够达到高效电化学去除水中污染物目的，并且荷电粒子各自的催化反应干扰较小。在电磁能和快离子导体及模拟生物电性膜的电催化能作用下，引发产生氧化能力很强的多种带电子的活性物质如•HO，能氧化分解水中大量的有机物，将其分解成小分子的水和二氧化碳，或将大分子有机物分解成小分子有机物，无机污染物在装置出水后通过自凝聚、自絮凝、沉淀、过滤等方法来去除。

对水中色度的去除主要通过两种途径，即快离子导体及模拟生物电性膜电催化能和电磁能等的直接反应及快离子导体在电场作用下产生的活性物质如羟基自由基（∙HO）的间接反应，主要是利用上述两种氧化能力极强的物质来破坏水分子中的发色基团，从而达到脱色目的。

河道水中的脱氮技术采用公司专利技术模拟生物电性膜电催化装置及快离子导体电催化装置对电磁能装置处理后的出水进行脱氮除磷处理。

2.3 技术原理

（1）快离子导体电磁能电极的基本构成