某大型焦化厂污水处理方案设计

1山西省XXXX有限公司焦化废水处理技术文件第一章概述山西XXXX集团有限公司成立于2003年，位于XX县美丽的太子滩工业园区，北部毗邻侯晋高速公路、侯月铁路专用线，西临大运高速公路，南靠同蒲铁路，东临大运高速公路，企业自备铁路专用线，交通极为便利。公司总投资12多亿元，是一家年总产量达360余万吨的专业化、规模化的中型综合性钢铁企业。为了进一步优化公司产业链结构及资源配置，提高企业的综合效益，十二五期间公司准备新建一座145万吨焦化厂，并建设配套的污水处理厂。根据山西省XXXXXX集团有限公司提供的相关资料，新建145万吨焦化厂污水处理厂是一座集中处理焦化废水的污水处理厂，处理规模为150m3/h。其中：焦化废水50m3/h，生活废水及其他污水合计100m3/h。要求处理工艺流程短、结构简单、建设时间短、投资少、处理效果好、占地面积小。经处理后出水需达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）I级排放标准的要求。第一节设计依据、特点和范围、规模21、设计依据业主提供的水质、水量资料及图纸资料。国家GB8978-96《污水综合排放标准》CJ25.1-89《生活杂用水水质标准》GB13456-92《钢铁工业水污染物排放标准》YB9069-96《炼焦工艺设计技术规定》GB5084-92《农田灌溉水质标准》GB11607-89《渔业水质标准》GB12348《工业企业厂界噪声标准》GBJ14-87《室外排水设计规范》GBJ9-87《建筑结构荷载设计规范》GBJ69-84《给水排水工程结构设计规范》GB50055-93《通用用电设备配电设计规范》GBJ7-89《建筑地基基础设计规范》GBJ10-89《混凝土结构设计规范》GB/T19249-2003《反渗透水处理设备标准》CJ/T170-2002《超滤水处理设备》HG/T20653-1998《化工企业化学水处理设计技术规定》GB50109-2006《工业用水软化除盐水设计技术规范》HG20538-92《衬塑(PP.PE.PVC)钢管和管件》《炼油企业污水回用技术管理导则》（试行）《石油化工污水处理设计规范》SH3095-2000其他相关的设计规范2、设计特点和范围、规模3（1）设计范围:本方案设计主要内容包括污水处理厂设计、编制工程概算及项目成本分析。具体内容如下：a废水处理厂总平面图合理布置设计b污水处理厂污水处理工艺的设计c污水处理厂构筑物、建筑物设计d污水处理厂设备定型、电气和仪表、自动控制设计e其他配套设施设计（消防、照明、道路及绿化等）f编制工程概算及项目成本分析等本工程初步设计应符合国家及地方的有关法规、政策要求，符合工厂总体规划的要求，彻底解决工厂污水排放对环境的污染问题。污水经处理后出水水质应达到国家GB8978-1996《污水综合排放标准》I级排放标准的要求。（2）设计特点a、污水处理厂总图布置要求紧凑、合理、管理方便、占地面积小。长（115m）×宽（60m）=6900m2b、运行费用低：我公司工艺采用：预处理（隔油+气浮）+生化处理（A2O2）+生化后处理+深度处理该工艺整个生化系统一次提升，采用重力流，能耗低，回流系统采用气提方式，节省电耗。c、采用高效微生物菌种，脱色效果好d、生化处理（A2O2）总生化停留时间长，出水效果好停留时间：厌氧30+好氧30+缺氧20+二级好氧25=105小时e、该工艺经二次反硝化脱氮，氨氮、总氮去除率可达95%以上。f、深度处理达到回用水水质标准。g、污水处理系统采用双路设计，并联运行，便于设备维修。（3）设计规模本方案设计污水处理水量为：150m3/h。其中：蒸氨废水：50m3/h，生活污水及其他杂用水：100m3/h。第二节水质及排放标准41、设计进水水质煤气净化污水组成复杂，尤其在蒸氨废水中，除含有酚、氰、氨氮、硫化物、矿物质油等物质外，还含有SCN-、SO42-、S2O32-、CO32-、Cl-、F-、NO3-和N02-等阴离子以及钙、铁和锗等金属元素，还含有较多的有机物如：苯、萘、茚、联苯、苊、菲和蒽等芳烃，吡啶、喹啉、吲哚、咔唑和氧芴等杂环化合物以及荧蒽、芘和苯并芘等多环芳烃。根据山西省XXXXXX有限公司提供资料，确定该方案设计水质为：项目挥发酚(mg/l）氰化物(mg/l）硫化物(mg/l）氨氮(mg/l）COD(mg/l）BOD5(mg/l)石油类(mg/l)SS(mg/l)污水水质500∽10005∽50＜50＜3004000∽6000500∽1500＜100＜3502、设计出水水质根据以上确定的水量、水质资料，经污水处理站处理后，出水水质须达到国家GB8978-1996《污水综合排放标准》I级排放标准的要求，标准值如下：(1)达到国家GB8978-1996《污水综合排放标准》I级排放标准项目挥发酚(mg/l)氰化物(mg/l）硫化物(mg/l）氨氮(mg/l）COD(mg/l）BOD5(mg/l）石油类(mg/l)SS(mg/l)标准值＜0.5＜0.5＜1.0＜15＜100＜20＜5＜70(2)达到《生活杂用水水质标准》5项目厕所便器冲洗，城市绿化洗车，扫除浊度(度)55悬浮性固体(mg/L)2020氨氮(mg/l）11BOD5(mg/L)55CODcr(mg/L)5050色度3030石油类(mg/L)11硫化物(mg/l）0.10.1氯离子(mg/l）250250总磷(mg/l）11溶解性总固体(mg/l）10001000总硬度+总碱度(mg/l）700700第二章工艺方案及流程6第一节工艺方案由于焦化污水污染物浓度高，成分复杂，因此污水处理工艺水平的高低将直接影响该地区的水环境质量。污水处理厂工艺选择时，应根据进水水质、出水水质要求、处理规模、处理水出路、污泥处置方法等因地制宜。结合当地具体条件和特点，综合考虑。进水水质和出水水质要求是处理工艺选择的主要因素，而污水处理工艺又是污水厂投资和建设的关键依据，选择投资省、运行费用低、处理效果好、占地小、环境影响小、管理维护方便、运行稳定可靠的污水处理工艺是工艺选择的宗旨。焦化废水中主要污染物质含有易生物降解的有机污染物质，同时还含有难于耗氧生物降解的苯环类、杂环类有机物质，须经厌氧处理，将苯环类有机物质分解成易于耗氧微生物分解的小分子有机物质，从而达到去除水中COD的目的。脱氮工艺多种多样，大致可分为三大类：化学法、吸附法和生物脱氮。前两类由于运行成本高，运行维护管理复杂，目前很少有稳定运行的案例。生物脱氮工艺主要有：A/O法、A2O法、A2O2法等。A2O2工艺是在传统的A/O法基础上发展起来的高效生物脱氮工艺。该处理工艺有效解决了A/O法和A2O法的氨氮去除效率低、需大量污水回流造成污水处理设施投资大、占地多，同时解决了好氧池出水氨氮外流造成排水氨氮超标的问题。该工艺在A2O工艺的基础上进行改进，运行成熟可靠，抗冲击能力强。由于焦化废水成分复杂，可生化性差，根据多年焦化废水处理经验，利用微生物进行生化处理，出水可达到国家二级排放标准的水平，即CODcr达到150mg/L以下，可稳定运行，而CODcr达到100mg/L以下，由于污水经前级生化处理后，其可生化性很差，无法满足生化系统的运行要求，再利用生化处理，运行极不稳定，处理工艺复杂，运行成本大幅度增加。因此，我公司根据目前焦化行业废水处理状况和该行业环保管理要求，借鉴现污水处理行业中水处理工艺，研制开发了焦化废水深度处理工艺，使焦化废水经生化7处理后进一步进行深度处理，使处理后污水达到国家排放一级标准的要求和生活杂用水水质标准。第二节工艺原理1、A2O2工艺原理我公司采用的A2O2生物脱氮处理工艺，是在A/O脱氮工艺的基础上又增设了缺氧段II和好氧段II，所以该工艺又称四段强化生物脱氮工艺。增设的缺氧段II能对从好氧池I流入的硝化液在硝化菌的作用下进行反硝化脱氮，该工艺的脱氮效率高达90%～95%，而增设的好氧段II能提高混合液中的DO浓度，防止沉淀池内因缺氧产生反硝化，干扰污泥的沉降，从而改善了沉淀池内污泥的沉降性能。该工艺的运行过程如下：原水进入厌氧池，在厌氧菌和反硝化菌的作用下，进行分解高分子有机物和苯环类污染物及反硝化反应。厌氧池出水进入好氧池I，在硝化菌的作用下，进行硝化反应，将水中的氨氮分解成硝氮、亚硝氮，从好氧池I流出的含有硝氮、亚硝氮的硝化液回流至厌氧池，在此进行反硝化脱氮。活性污泥在中间沉淀池沉淀浓缩后，回流厌氧池。部分硝化液随污水进入缺氧池II与生活污水混合，进行二次反硝化脱氮，然后再进入好氧池II去除水中残余BOD。最后污水流入沉淀池进行泥水分离，上清液进入清水池，沉淀下来的污泥一部分作为回流污泥回流至缺氧池II，另一部分作为剩余污泥脱水排出。由此可见，硝化、反硝化等生化反应在该工艺流程中反复进行了二次甚至二次以上，所以该工艺的脱氮工艺好于AO、A2O等其他工艺，同时，反硝化反应需要消耗大量碳源，该工艺的多次反硝化对水中的COD、BOD的去处也优于其他工艺，并且该工艺承受负荷能力强，避免了以往工艺需要大量稀释水稀释的弊病。82、工艺设计的特点A、该工艺适用于焦化、化工、化肥等含高浓度有机物、高浓度氨氮的工业废水。B、该系统的冲击负荷能力强，运行稳定。C、该工艺在厌氧段不仅可以在运行成本较好氧法相对很低的情况下去除水中有机物，还可以大大改善废水的可生化性，为后续处理作准备。D、该工艺经二次以上反硝化脱氮，氨氮、总氮去除率可达95%以上。E、占地面积小：池体采用半地下组合式结构，占地面积小。F、整个系统一次提升，采用重力流，能耗低，回流系统采用气提方式，节省电耗。3、深化处理系统由于目前焦化废水处理行业中，生化处理厂出水水质COD100mg/L，很难稳定运行，因此，我公司研制开发了深度处理系统，满足出水小于100mg/L的环保要求。3.1机械过滤器生化处理后沉淀池出水含有大量悬浮物、藻类、微生物等颗粒杂质，在机械过滤器中，利用混凝反应、浓缩、过滤等物化处理，对污染因子有效去除。机械过滤器是利用一种或几种过滤介质，在一定的压力下把浊度较高的水通过一定厚度的粒状或非粒状材料，从而有效的除去悬浮杂质使水澄清的过程，常用的滤料有石英砂，焦粒，锰砂等，主要用于水处理除浊，软化水，纯水的前级预处理等，出水浊度可达3度以下。3.2自清洗过滤器系统自清洗过滤器是一种利用滤网直接拦截水中的杂质，去除水体悬浮物、颗粒物，降低浊度，净化水质，减少系统污垢、菌藻、锈蚀等产生,以净化水质及保护系统其他设备正常工作的精密设备，水由进水口进入自清洗过滤器机体，由于智能化（PLC）设计，系统可自动识别杂质沉积程度，给排污阀9信号自动排污。自清洗过滤器是目前在水处理行业应用比较广泛的设备，其简单的设计以及良好的性能使污水达到最佳的过滤效果。自清洗过滤器克服传统过滤产品的纳污量小、易受污物堵塞、过滤部分需拆卸清洗且无法监控过滤器状态等众多缺点，具有对原水进行过滤并自动对滤芯进行清洗排污的功能，且清洗排污时系统不间断供水，可以监控过滤器的工作状态，自动化程度很高。覆盖了由10um到3000um的各种过滤精度的需求。自清洗过滤器运行及控制不需外接任何能源就可以自动清洗过滤，自动排污。反冲洗期间不断流，清洗过滤周期可以调节，自清洗过滤时间默认为10-60s，清洗过滤损失水量只占过滤水量的0.08－0.6％；过滤精度可达10-3000微米；工作压力可达1.0-1.6Mpa；单台流量：4-4160m3/h。可立式、卧式、倒置任意方向任意位置安装，可用于工业、农业、市政电力、电子、医药、食品、印染、建筑、钢铁、冶金、造纸等各行各业水过滤。3.3超滤系统超滤系统（UF）工艺采用中空纤维膜分离技术，中空纤维膜分离技术是一种新型的净化分离技术。主要用于从液体物质中分离大分子化合物（蛋白质、核酸聚合物、酶等），胶体分散液（黏土、颜料、乳液粒子、微生物），从而达到含有高分子物质的分离净化。超滤属于压力驱动型膜分离技术，其操作静压差一般为0.1～0.5Mpa，被分离组分的直径大约为0.01～0.1μm，这相当于大于500～1