300吨化工废水处理方案.doc
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1、|300T/D化工废水处理工程 设 计 方 案 二一二年九月|目 录 第一章、工程概述.3 第二章、设计依据.4 第三章、设计范围.5 第四章、设计原则.6 第五章、设计水质与水量.7 第六章、废水处理工艺选择.8 第七章、处理工艺流程及简要说明.21 第八章、废水处理工艺设计.25 第十章、建筑结构设计.39 第十一章、电气及自控设计.41 第十二章、项目管理.44 第十三章、环境效益与经济效益分析.47 第十四章、工程量清单及投资预算.48 第十五章、服务承诺.51|第一章、工程概述 本项目在生产过程中排出的高、低浓度有机废水,水中成分较复杂,不经处理直 接外排将严重污染环境,损害人体的健
2、康,因此必须进行有效的处理,达标后才能排 放。 为了保护我们的生存环境,保护我们的有限水资源,同时也为了使企业能更好地 生存和持续地发展,为创造更好的环境效益和社会效益,严格执行国家环保三同 时制度,继续保持良好的企业形象,企业拟建废水处理站一座。利用技术先进,运 行、维护简单,效果稳定的处理系统消减污染,以使废水达到国家环保要求排放。|第二章、设计依据 厂方提供的水量、水质、用地等原始设计资料; (1)建设单位提供的污水水质、水量和要求等基础资料 (2) 污水综合排放标准(GB8978-1996) (3) 低压配电装置及线路设计规范 (GB50054-92) ; (4) 电力装置的继电保护和
3、自动装置设计规范 (GB50062-92) (5) 室外排水设计规范1997年修订 (GBJ14-1987) (6) 建筑给水排水设计规范 (GBJ15-1988) (7) 给水排水工程结构设计规范 (GBJ69-84) (8) 给水排水设计手册 (111册) (9) 中华人民共和国环境保护法 (1989年12月) (10) 中华人民共和国水污染防治法 (1984年5月) (11) 中华人民共和国水污染防治实施细则 (1989年7月) 国家及地区颁发的其它有关设计规范。|第三章、设计范围 1、污水处理站的总体设计包括工艺、土建、电气设计,不包括污水处理站外污水收集 和输送管道。 2、污水处理站
4、的设计主要分为污水处理和污泥处理及处置两大部分。 a)污水处理 调查研究污水的水质水量变化情况,选择技术成熟、经济合理、运行灵活、管理 方便、处理效果稳定的方案。 b)污泥处理与处置 通常小型的污水处理站污泥只作浓缩处理,本工程产生的污泥主要是化学污泥和 生物污泥。为防止污水处理过程中产生的污泥对环境造成二次污染,污泥浓缩池的污 泥由卧式离心机处理,处理后的污泥外运处理。 |第四章、设计原则 1、本设计方案严格执行国家环境保护的各项规定,污水处理首先必须确保各项出水水 质指标均达到国家污水排放标准要求。 2、针对本工程的具体情况和特点,采用简单、成熟、稳定、实用、经济合理的处理工 艺,以达到节
5、省投资和运行管理费用的目的。 3、处理系统运行有一定的灵活性和调节余地,以适应水质水量的变化。 4、管理、运行、维修方便,尽量考虑操作自动化,减少操作劳动强度。设备选型采用 通用产品,选购的产品在国内应是技术先进、质量保证、性能稳定可靠、工作效率高、 管理方便、维修维护工作量少、价格适中及售后服务好的产品。选购产品的企业应通 过ISO9001质量体系认证。 5、在保证处理效率的同时工程设计紧凑合理、节省工程费用,减少占地面积,减少运 行费用。 6、设计美观、布局合理、降低噪声及合理处置固体废弃物,改善污水站及周围环境, 避免二次污染。|第五章、设计水质与水量 1、污水分类及水质、水量 高浓度化
6、工废水 70T/d 高盐化工废水 30T/d PTA 残渣废水 150T/d 易降解化工废水 30T/d 蚀刻液化工废水 20T/d 合计处理水量: 300T/d 综合废水水质(COD): 50000mg/L 2、出水水质根据厂方要求,该厂废水经处理后达到污水排入城市下水道水质标准见下表: 序号 项 目 出 水 1 COD (mg/l) 500 2 BOD (mg/l) 300 3 SS (mg/l) 400 4 氨氮 (mg/l) 35 5 pH 值 6-9 6 色度 80倍|第六章、废水处理工艺选择 根据以上水质分析表,按照废水来源可以将高浓度化工废水、高盐化工废水、PTA 残渣废水、易降
7、解化工废水及蚀刻液化工废水,其中高浓度化工废水、高盐化工废水、 PTA残渣废水中均含有生物难以降解的有机物质和一些对生化有毒有害的物质,因此, 我们拟对上述各种废水进行分类分质处理。化工废水主要处理工艺推荐: 1、催化微电解处理技术 【技术背景】 有机废水特别是高盐高浓度有机废水处理,一直是国内众多环保工作者及管理部 门关注的难题。随着我国化学工业的快速发展,各种新型的化工产品被应用到各行各 业,特别是医药、化工、电镀、印染等重污染工业中,在提高产品质量、品质的同时 也带了日益严重的环境污染问题,主要表现在:废水中有机污染物浓度高、结构稳定、 生化性差,常规工艺难以实现达标排放,且处理成本高,
8、给企业节能减排带来极大的 压力。 【技术概述】 微电解技术是目前处理高浓度有机废水的一种理想工艺,该工艺用于高盐、难降 解、高色度废水的处理不但能大幅度地降低COD和色度,还可大大提高废水的可生化 性。该技术是在不通电的情况下,利用微电解设备中填充的微电解填料产生“原电池” 效应对废水进行处理。当通水后,在设备内会形成无数的电位差达1.2V 的“原电池”。 “原电池”以废水做电解质,通过放电形成电流对废水进行电解氧化和还原处理,以 达到降解有机污染物的目的。在处理过程中产生的新生态O H 、H 、O、Fe2+ 、Fe3+等能与废水中的许多组分发生氧化还原反应,比如能破坏有色废水中的有色物|质的
9、发色基团或助色基团,甚至断链,达到降解脱色的作用;生成的Fe2+ 进一步氧化 成Fe3 +,它们的水合物具有较强的吸附- 絮凝活性,特别是在加碱调pH 值后生成氢 氧化亚铁和氢氧化铁胶体絮凝剂,它们的絮凝能力远远高于一般药剂水解得到的氢氧 化铁胶体,能大量絮凝水体中分散的微小颗粒、金属粒子及有机大分子.其工作原理基 于电化学、氧化- 还原、物理以及絮凝沉淀的共同作用。该工艺具有适用范围广、处 理效果好、成本低廉、处理时间短、操作维护方便、电力消耗低等优点,可广泛应用 于工业废水的预处理和深度处理中。 【技术特点】 (1) 反应速率快,一般工业废水只需要半小时至数小时; (2) 作用有机污染物质
10、范围广,如:含有偶氟、碳双键、硝基、卤代基结构的难 除降解有机物质等都有很好的降解效果; (3) 工艺流程简单、使用寿命长、投资费用少、操作维护方便、运行成本低、处 理效果稳定。处理过程中只消耗少量的微电解填料。填料只需定期添加无需更换,添 加时直接投入即可。 (4)废水经微电解处理后会在水中形成原生态的亚铁或铁离子,具有比普通混凝剂 更好的混凝作用,无需再加铁盐等混凝剂,COD去除率高,并且不会对水造成二次污染;(5)具有良好的混凝效果,色度、COD去除率高,同量可在很大程度上提高废水的 可生化性。 (6)该方法可以达到化学沉淀除磷的效果,还可以通过还原除重金属; |(7)对已建成未达标的高
11、浓度有机废水处理工程,用该技术作为已建工程废水的预 处理,即可确保废水处理后稳定达标排放。也可将生产废水中浓度较高的部分废水单 独引出进行微电解处理。 (8) 该技术各单元可作为单独处理方法使用,又可作为生物处理的前处理工艺, 利于污泥的沉降和生物挂膜 【适用废水种类】 .染料、化工、制药废水;焦化、石油废水; -上述废水处理水后的BOD/COD值大幅度提高。 . 印染废水;皮革废水;造纸废水、木材加工废水; -对脱色有很好的应用,同时对COD与氨氮有效去除。 . 电镀废水;印刷废水;采矿废水;其他含有重金属的废水; -可以从上述废水中去除重金属。 . 有机磷农业废水;有机氯农业废水; -大大
12、提高上述废水的可生化性,且可除磷,除硫化物 2、新型催化微电解填料 【技术概述】 它由多元金属合金融合催化剂并采用高温微孔活化技术生产而成,属新型投加式 无板结微电解填料。作用于废水,可高效去除COD、降低色度、提高可生化性,处理效 果稳定持久,同时可避免运行过程中的填料钝化、板结等现象。本填料是微电解反应 持续作用的重要保证,为当前化工废水的处理带来了新的生机。 【产品关键创新点】 |(1) 由多元金属熔合多种催化剂通过高温熔炼形成一体化合金,保证“原电池” 效应持续高效。不会像物理混合那样出现阴阳极分离,影响原电池反应。 (2) 架构式微孔结构形式,提供了极大的比表面积和均匀的水气流通道,
13、对废水 处理提供了更大的电流密度和更好的催化反应效果。 (3) 活性强,比重轻,不钝化、不板结,反应速率快,长期运行稳定有效。 (4) 针对不同废水调整不同比例的催化成份,提高了反应效率,扩大了对废水处 理的应用范围。 (5) 在反应过程中填料所含活性铁做为阳极不断提供电子并溶解进入水中,阴极 碳则以极小颗粒的形式随水流出。当使用一定周期后,可通过直接投加的方式实现填 料的补充,及时恢复系统的稳定,还极大地减少了工人的操作强度。 (6) 填料对废水的处理集氧化、还原、电沉积、絮凝、吸附、架桥、卷扫及共沉 淀等多功能于一体。 (7) 处理成本低,在大幅度去除有机污染物的同时,可极大地提高废水的可
14、生化 性。 (8) 配套设施可根据规模和用户要求实现构筑物式和设备化,满足多种需求。 (9) 规格:1cm3cm (填料形式多样,有颗粒球形、多孔柱形及其他,大小可定 制)。 (10) 技术参数:比重: 1.0吨/立方米,比表面积: 1.2 平方米/克, 空隙率:65% ,物理强度:1000KG/CM2. 3、多相催化氧化处理技术 【技术概述】 |该处理技术是环境领域新发展的一种技术,主要采用以羟基自由基为核心的强氧 化剂,快速、无选择性、彻底氧化环境中的各种有机污染物。羟基自由基与水中的溶 解性有机物反应形成羟基自由基;在催化剂的催化下,羟基自由基对废水中有机物进 行氧化分解。该技术对COD
15、cr去除、脱色以及提高废水的可生化性有着显著的效果。 其色度、CODcr去除率可达75%-99%。在对农药废水、化工废水、制药废水的实际应用 中,该技术体现了很好的应用效果。 【适用范围】 主要适用于:硝基苯、硝基酚、硝基甲苯、苯酚、苯胺类污水、苯甲醚污水;分 散染料、阳离子染料、弱酸性染料类污水;合成医药、农药类污水;兽药类污水;精 细化工类污水;合成树脂类污水;含氰污水;含氟污水;含蒽污水;焦化污水和电镀污 水等。 4、厌氧内循环反应器(IC) 厌氧内循环反应器(Internal Circulation)简称IC反应器,是由荷兰PAQUES 公司于20 世纪80年代中期研究开发的厌氧水处理
16、工艺。IC反应器是基于UASB反应器 颗粒化和三相分离器的概念而改进的 新型反应器,可看成是由两个UASB 反应器的单元相互重叠而成。它的特 点是在一个高的反应器内将沼气的分 离分成两个阶段。底部一个处于极端 的高负荷,上部一个处于低负荷。其 基本构造如图3所示。|IC反应器的构造特点是具有很大 的高径比,一般可达到4-8,高度可 图3 IC反应器构造简图 达16-25m,从外观看,就象一个厌氧 1-进水 2-集气罩 3-沼气提升管4-气液分离 器 生化反应塔。IC反应器从功能上讲由 5-沼气导管 6-回流管 7-集气罩 8-集气管 四个不同的功能部分组成,即混合部 9-沉淀区 10-出水管
17、11-气封 分、膨胀床部分、精处理部分和回流部分。 混合区:由反应器的底部进入的污水与颗粒污泥和内部气体循环所带回的出水有 效地混合,使进水得到有效地稀释和均化。 污泥膨胀床部分:由包含高浓度的颗粒污泥膨胀床所构成。床的膨胀或流化是由 于进水的上升流速、回流和产生的沼气所造成。废水和污泥之间有效地接触使得污泥 具有高的活性,可获得高的有机负荷和转化效率。 精处理部分:在这一区域内,由于低的污泥负荷率,相对长的水力停留时间和推 流的流态特性,产生了有效的后处理。另外由于沼气产生的扰动在精处理部分较低, 使得生物可降解COD几乎全部去除。虽然与UASB反应器条件相比,反应器的负荷率较 高,但因内部
18、循环流体不经过这一区域,因此在精处理区的上升流速也较低,这两点 为固体停留提供了最佳的条件。 回流系统:内部的回流是利用气提原理,因为在上部和下层的气室间存在着压力 差。回流的比例是由产其量所决定的,大部分有机物(BOD和COD)是在IC反应器下 部的颗粒污泥膨胀床内降解为生物沼气的(甲烷) ,沼气经由第一部分分离器收集,通 过气体升力携带水和污泥进入气体上升管,至位于IC反应器顶部的液气分离罐进行液 气分离,水与污泥经过中心循环下降管流向反应器底部,形成内循环流。第一级分离|气的出流在第二级(上部)处理区得到后续处理,在此,大部分剩余的可降解的有机 物(COD和BOD)得到进一步降解,所产生
19、的沼气被二级分离器收集,出水通过溢流堰 流出反应器。 内循环是基于气体上升原理,通过含气体的“上升管”和“下降管”介质密度的 差别产生的,在此不需水泵实现这一内循环,内循环量(速度)通过上升管内沼气的 含量,即进水中COD浓度的变化实现自我调节。该内循环功能使IC反应器具有较灵活 的特点,比如:当进水COD负荷增高时,沼气产量增大,内循环管内气体上升力增大, 经由下降管至下部的循环水进一步稀释了COD的浓度。反之,当进水COD负荷较小时, 较少的沼气产量产生较小的气体上升力,使得较小的循环水流至反应器底部稀释进水 COD浓度。由此可见,内循环特点可以保证在进水COD负荷波动的情况下,实现稳定的
20、 COD负荷自动调节。 IC反应器的优点主要有以下几点: 1容积负荷率高,水力停留时间短。 2基建投资省,占地面积小。由于IC反应器的容积负荷率高,故对于处理相同COD 总量的废水,其体积仅为普通UASB反应器的30-50左右,降低了基建投资。同时由于 IC反应器具有很大的高径比,所以占地面积特别省,非常适用于一些占地面积紧张的 厂矿企业采用。 3节省能耗。由于IC反应器是以自身产生的沼气作为提升的动力实现混合液的内 循环,不必另设水泵实现强制循环,故可节省能耗。 4抗冲击负荷能力强。由于IC反应器实现了内循环,内循环液与进水在第一反应 室充分混合,使原废水中的有害物质得到充分稀释,大大降低了
21、有害程度,从而提高 了反应器的耐冲击负荷的能力。|5具有缓冲pH值变化的能力。IC反应器可充分利用循环回流的碱度,对pH起缓冲 作用,使反应器内的pH值保持稳定,从而节省进水的投碱量,降低运行费用。 6出水水质稳定。IC反应器相当于两级 UASB艺处理,下面一个的有机负荷率高, 起“粗”处理作用,上面一个有机负荷率低,起“精” 处理作用,故比一般的单级处 理的稳定性好,出水水质稳定。 IC反应器存在的缺点主要有以下几点: 1经污泥分析表明,IC反应器比UASB反应器内含有的细微颗粒污泥(形成大颗粒 污泥的前体)浓度高,加上水力停留时间相对短,高径比大,所以IC反应器的出水中 含有更多的细微颗粒
22、污泥,这不仅使后续沉淀处理设备成为必要,还加重了后续设备 的负担。 2由于IC反应器的高度一般较高,而且内部结构相对复杂,所以增加了施工安装 和日常维护的困难,对水泵动力消耗也存在负面影响。 3内部安装的设备数量较多,对材料的选择和防腐要求极高。 4IC反应器的进水需要调节pH值和温度至适宜范围,为微生物的厌氧降解创造条 件,从强化反应器自身功能的程度看,无疑增加了IC反应器以外的处理设施。 5、水解、好氧工艺 厌氧处理工艺在工业污水的应用已有30多年的历史。近20年来,随着微生物学、 生物化学等学科的发展和工程实践的积累,厌氧处理工艺克服了传统厌氧工艺水力停 留时间长、有机负荷低等缺点,在处
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