酚醛废水处理方案

酚醛废水处理设计方案兰州交通大学2014.06目录一、概述二、设计依据三、设计原则和要求四、设计内容五、排放去向六、厂区自然条件（略）七、设计规模7.1、设计污水处理量7.2、进水水质：7.3出水水质八、工艺方案的选择8.1酚醛废水的特性8.2酚醛废水处理的难点8.3酚醛废水处理常采用的工艺及优缺点8.4工艺方案的确定九、工艺流程9.1污水处理流程框图9.2工艺流程描述9.3工艺特点十、主要设备的设计及描述10.1调节池10.2铁碳过滤器10.3氧化反应池10.4中间水池10.5絮凝沉淀池10.6好氧氧化池10.7二次沉淀池10.8污泥浓缩池十一、废水处理站工程设计11.1、工艺设计11.2、结构设计11.3、建筑设计十二、电气及自控设计12.1电气设计12.2自控系统及仪表设计十三、主要工程量清单13.1土建工程量清单13.1主要设备及材料清单一、概述酚醛树脂是由酚类(如苯酚、甲酚、二甲酚和壬酚等)和醛类(如甲醛、乙醛和糖醛等)在酸或碱的催化作用下合成的,其生产过程中排出的废水含有较高浓度的酚类、醛类,并且还含有大量醇类、酸类等有毒物。由于酚是一种具有高毒、强腐蚀性的化学物质，它对绝大多数生物均有极强的毒性,能引起蛋白质变性、凝固,最终导致生物体组织衰竭,直至死亡。含酚废水如果不经处理就任意排放，对人类、鱼类以及农作物都会带来严重危害。酚能使人的神经、肝、肾受到损害，在加氯水体中酚含量即使在0.01mg/l以下，也会导致氯酚恶臭，造成水质有气味，从而影响饮用水源。水体中含酚达0.1~0.2mg/l时，鱼肉会有酚味，浓度更高时会引起鱼类大量死亡。用含酚废水直接灌溉农田，会使农作物枯死和减产。因此，酚醛树脂废水必须进行有效的治理，否则将会给环境带来极大的危害。针对此类废水的处理，国外一般采用焚烧处理,但费用太高；国内含酚废水以生化处理为主,但高浓度含酚醛废水需采用萃取、化学氧化、吸附、缩合等预处理降低有毒有害物的毒性和浓度后才可生化处理。本设计方案针对酚醛废水的特性，采用铁碳氧化还原反应+Fenton试剂+混凝气浮法+生化处理工艺处理酚醛废水，使处理后的废水达到《综合污水排放标准》（GB8978-1996）（三级标准）。二、设计依据2.1、《给水排水手册》2.2、《环境工程师手册》2.3、《污水综合排放标准》（GB8978—1996）2.4、《室外排水设计规范》（GBJ14—87）2.5、《中华人民共和国环境保护法》2.6、《中华人民共和国水污染防治法》三、设计原则和要求3.1、本设计严格执行国家有关法规、规范，地区有关规定，水处理后必须确保各项出水水质指标均达到相关要求；3.2、采用先进、成熟、稳定、实用、经济合理的处理工艺，保证处理效果，并节省投资和运行管理费用；3.3、处理系统运行灵活，管理方便，维修简单，自动化程度高；3.4、设计美观，布局合理；3.5、设置必要的监控仪表，提高控制操作的自动化程度；3.6、尽量采取措施减小对周围环境的影响，合理控制噪声；3.7、对产生的污泥进行处理后再外运，避免二次污染；四、设计内容我方负责自水质调节池至设备排放口范围内的所有工艺和电气（自控）仪表设备、连接管道材料和附属材料及系统的安装调试。（不包括废水的收集管道系统）甲方负责系统总进线电缆敷设，并将总进线电缆接至我方电控柜内断路器进线端，总进线电缆由甲方提供。总进线规格为AC380V三相五线制。五、排放去向生产废水经过处理后，达标的的废水可进行排放。六、厂区自然条件（略）七、设计规模7.1、设计污水处理量设计污水处理量：5m3/h7.2、进水水质：项目COD(mg/l)挥发酚(mg/l)甲醛(mg/l)PH值水质指标12600-1300035000-3700011000-120001-27.3出水水质根据环保局对排放水水质的要求，废水处理后，水质达《综合污水排放标准》（GB8978-1996）（三级标准）。出水水质如下：项目COD(mg/l)挥发酚(mg/l)甲醛(mg/l)PH值水质指标5002.05.06-9八、工艺方案的选择8.1酚醛废水的特性从酚醛树脂的生产原料及工艺特点中可以看出，此类废水成分复杂，有机物浓度高，其中主要为酚类、醛类，原料中带入的醇类和低分子量缩合中间产物及类酚类物质，如羟基甲基苯酚、羟基二苯甲烷等，带有颜色和气味。酚属高毒类，为细胞原桨毒物，低浓度能使蛋白质变性，高浓度能使蛋白质沉淀，对各种细胞有直接损害，对皮肤和粘膜有强烈腐蚀作用。长期饮用被酚污染的水，可引起各种神经系统症状。酚类化合物对人及哺乳动物有促癌作用。8.2酚醛废水处理的难点根据酚醛废水的特性及废水水质可以看出，此类废水在处理过程中存在以下难点：A．废水的有机物含量很高，且可降解性很差，同时，废水中很有的挥发酚具有毒性，直接采用生化处理很难去除有机物；B．废水中的挥发酚及甲醛含量很高，而挥发酚及甲醛同时又是难降解和有毒物质，此类废水采用普通氧化法，其去除率很低；C．废水的PH值很低，属于强酸性废水，废水的腐蚀性对处理设备的耐腐蚀要求很高。8.3酚醛废水处理常采用的工艺及优缺点目前，国内外酚醛废水的处理主要包括化学法+生化法处理、浓缩萃取+生化法处理、浓缩+Fenton试剂+生化法处理、Fenton试剂+混凝+活性炭过滤处理等工艺。其各自处理工艺的优缺点如下：A.化学法+生化法处理工艺化学法+生化法处理工艺是首先使苯酚和甲醛以及甲醛和尿素分别发生缩合反应，形成的聚合物是不容易溶解的固态物，然后通过沉淀被去除，废水经过化学预处理后，水中有机物大幅度降低，同时废水的可生化性有所增加；废水再经过生化处理后，可达到排放标准。此处理工艺的优点在于可回收缩合反应的产物，对进水水质的变化，有一定的适应能力，且设备运行稳定，运行成本较低。缺点是缩合反应时向废水中加入过量的尿素，废水的有机物及氨氮含量增加，使生化反应处理阶段的负荷加大；同时，缩合反应时需要加热废水至一定温度，处理废水的热能耗高。B.浓缩+Fenton试剂+生化法处理工艺浓缩+Fenton试剂+生化法处理工艺是首先使苯酚和甲醛以及甲醛和尿素分别发生缩合反应，形成的聚合物是不容易溶解的固态物，通过沉淀被去除，然后废水在经过Fenton试剂的强氧化作用，一方面氧化和分解废水中的那降解有机物，增加废水的可生化性，为后面的生化处理提供条件；另一方面，通过氧化作用，缩合物、苯酚、甲醛再次发生共聚反应，大大降低了废水的毒性。经过预处理的废水最后再进行生化处理后达标排放。这种处理工艺的特点是废水中的苯酚及甲醛经过二次聚合反应后，废水中的苯酚和甲醛已经大部分去除，而且废水的毒性也大大降低。经过Fenton试剂的处理，废水的可生化性大大提高，有利于生化处理。其缺点是浓缩过程中需要对废水进行加热、调节PH值、见碱中和、加混凝剂等，其热耗大、加药量多且繁杂，设备操作和维护麻烦。C.Fenton试剂+混凝+活性炭过滤法处理工艺Fenton试剂+混凝+活性炭过滤法处理工艺是让废水先经过Fenton试剂的氧化化作用，使废水中的苯酚和甲醛降低毒性的同时，氧化和分解大部分有机物，苯酚和甲醛共聚后形成较大不溶性颗粒物，再通过向废水中投加混凝剂，通过沉淀去除，最后，废水中剩余的有机物再通过活性炭过滤吸附后，水质达标排放。这种处理工艺的特点是工艺简单，流程短，操作简单。不足之处在于：①对有机物的去除率有限，出水水质不稳定；②由于活性炭存在吸附饱和问题，当进水有机物增高时，活性炭的更换频率会增加，从而加大运行费用。8.4工艺方案的确定根据以上对酚醛废水水质的分析以及常采用的处理工艺的比较，本方案确定采用铁碳过滤+Fenton试剂+混凝沉淀+生化处理的综合工艺，处理后的水质达到《综合污水排放标准》（GB8978-1996）（三级标准）。九、工艺流程9.1污水处理流程框图废水H2O2Fe2+调节池提升泵铁碳过滤器氧化池中间水池污泥外运污泥浓缩池碱混凝剂空气污泥混凝沉淀池加压泵好氧反应池二次沉淀池排放9.2工艺流程描述酚醛废水自管道流入调节池，然后通过提升泵送至铁碳过滤器，然后自留进入氧化池，然后流入中间水池，废水在进入氧化池前加入H2O2和硫酸亚铁；经过预处理的废水再经加压泵加压后先后送至絮凝沉淀池和好氧生化反应池进行生化处理，最后废水再经二次沉淀后，达标排放。废在进入混凝沉淀池之前加入混凝剂（聚合硫酸铁），在进入生化池之前进行PH值得调节，是PH值在6-9范围之内。9.3工艺特点1、采用二级氧化技术，即铁碳氧化还原反应和Fenton试剂的强氧化反应，充分氧化和分解废水中的苯酚和甲醛，并使有机物达到氧化分解。2、利用混凝剂使氧化反应后产生的共聚物形成可沉淀大颗粒，便于沉淀去除。3、生化反应填料采用固定化生物填料，大大增加了反应池内的微生物的浓度，提高了有机物的去除率。十、主要设备的设计及描述10.1调节池调节池主要调节和储存酚醛废水。结垢采用地下钢筋混凝土结构。尺寸（L×B×H）：3.0m×3.0m×3.5m有效容积V：30m3数量：1座配套设备：（1）、提升泵：型号：IHF32-25-125数量：2台（一用一备）技术参数：流量：5m3/h扬程：20m功率：1.5KW（2）、超声波液位计数量：1套10.2铁碳过滤器废水在铁碳过滤器中通过铁离子和碳形成的微电解作用，氧化/还原废水中的有机物。有效尺寸（L×B×H）2.0×3.0×2.5m数量：一座主要设备参数：有效容积：10m3停留时间：2h材质：不锈钢衬胶10.3氧化反应池通过向废水中加入H2O2和Fe2+离子，使废水在氧化反应池进行化学氧化反应，使难降解有机物氧化或分解，初步去除废水中的有机物。有效尺寸（L×B×H）2.0×6.0×2.0m数量：一座主要设备参数：有效容积：20m3停留时间：4h材质：不锈钢衬胶配套设备：（1）H2O2加药装置(a)H2O2溶液箱：型式：垂直圆筒数量：1台容积：500L材质：PE(b)H2O2计量泵型号：P166-398数量：1台出力：0.08-7.6L/h扬程：3.5MPa泵壳：PVDF制造商及产地：美国米顿罗（2）Fe2+加药装置(a)Fe2+溶液箱：型式：垂直圆筒数量：1台容积：400L材质：PE(b)Fe2+计量泵型号：P166-398数量：1台出力：0.08-7.6L/h扬程：3.5MPa泵壳：PVDF制造商及产地：美国米顿罗(c)Fe2+溶解搅拌电机数量：1台功率：0.75KW材质：碳钢防腐（3）氧化反应池搅拌电机数量：1台功率：1.5KW材质：SS31610.4中间水池中间水池主要储存经过预处理的废水。结构采用地下钢筋混凝土结构。尺寸（L×B×H）：3.0m×3.0m×3.5m有效容积V：30m3数量：1座配套设备：（1）、加压泵：型号：IHF32-25-125数量：2台（一用一备）技术参数：流量：5m3/h扬程：20m功率：1.5KW（2）、超声波液位计数量：1套10.5絮凝沉淀池絮凝沉淀池是通过想废水中加入混凝剂，使废水中的杂质和絮凝剂发生絮凝反应，形成可沉淀颗粒，再通过斜管沉淀池去除。有效尺寸（L×B×H）1.5×2.5×2.7m数量：一座主要设备参数：表面负荷：1.5m3/m2·h沉淀时间：1.5h材质：不锈钢衬胶配套设备：（1）混凝剂投加装置(a)加药溶液箱：型式：垂直圆筒数量：1台容积：400L材质：PE(b)加药计量泵型号：P166-398数量：1台出力：0.08-7.6L/h扬程：3.5MPa泵壳：PVDF制造商及产地：美国米顿罗(c)溶解搅拌电机数量：1台功率：0.75KW材质：碳钢防腐（2）斜管填料数量：3.75m3规格：d50×1000mm材质：玻璃钢10.6好氧氧化池好氧氧化池是利用池内的好氧微生物的新陈代谢对有机物进行降解，达到使废水有机物被去除的目的。有效尺寸（L×B×H）8.0×2.5×2.7m数量：一座主要设备参数：填料装填率：60%沉淀时间：10h水气比：1:15材质：碳钢防腐配套设备：（1）PH值调节装置(a)碱加药溶液箱：型式：垂直圆筒数量：1台容积：400L材质：PE(b)碱加药计量泵型号