废水处理设计方案

工艺设计及设备选型方案一、基本设计条件1、原有污水处理工艺流程山西襄矿集团沁县华安焦化有限公司污水处理满足国家及相关行业标准。要求流量为130m3/h（其中年产130万吨的焦化装置焦化废水处理流量为：100m3/h，焦炉煤气综合利用制液化天然气（LNG）项目建成投产后将产生流量为30m3/h生产废水也将一并引至该污水处理厂集中处理）。包括本工程及相关配套设施的设计、采购、施工、安装调试、负荷试车、试运行、完成功能考核、人员培训、技术服务直至竣工验收合格，以及缺陷修复、在质量保证期内的工程质量保证/保修义务全过程的交钥匙工程。原来焦化废水处理系统设计文件包括：事故池及预处理、生化处理单元、高级氧化单元、膜法深度处理单元及配套所有辅助设施。但高级氧化单元、膜法深度处理单元没有施工。实际上，已建设施工的内容主要包括：1）事故池1座（平面尺寸20*18）2）调节池1座（平面尺寸12*18）3）除油池1座（平面尺寸：12*7.85，分2格）4）浮选系统1套5）厌氧池2座（总体尺寸：26*9）6）缺氧池2座（总体平面尺寸：26*13）7）好氧池2座（总体尺寸：35*26*5.9）8）二次沉淀池1座（Φ14m）9）混凝沉淀池1座（Φ12m）10）污泥浓缩池1座（Φ6m）11）鼓风机3台，D60-1.7，N=185KW12）综合厂房1座（平面尺寸：6*44.5）13）1#集水池1座（平面尺寸：4*10）14）2#集水池1座（平面尺寸：4*6）15）3#集水池1座（平面尺寸：4*5）16）清水池1座（平面尺寸：4*7）17）污泥脱水机1套。（2）、现有工艺流程：蒸氨废水→除油池→气浮池→调节池→厌氧池→缺氧池→好氧池→二次沉淀池→混凝沉淀池→清水池（达标后送熄焦沉淀池）。现有工艺出水水质：污染因子单位数值CODcrmg/L≤150氨氮mg/L≤15挥发酚mg/L≤0.5氰化物mg/L≤0.5硫化物mg/L≤1.0PH－6.0-9.0SSmg/L≤70石油类mg/L≤5（3）、提标改造要求1）、业主拟推荐的方案，原二次沉淀池出水→二段缺氧给水泵→二段缺氧池→二段好氧池→二段沉淀池→催化氧化装置→浮选给水泵→超效纳米浅层气浮装置→原来的混凝沉淀池→处理后达标水（外排或熄焦）注：投标方案，不限于此，也可以采用其它方案。2）、提标改造的水质指标：通过减少药剂投加量的手段，保证处理后达到《炼焦化学工业水污染排放标准》（GB16171-2012）表2间接排放六项指标要求，然后回用送至焦化厂用于湿熄焦，用于熄焦的水质指标见表2.1。表2.1用于熄焦（处理后浓水）的水质指标序号指标单位浓水指标要求1PH6~92悬浮物mg/L≤503CODcrmg/L≤1004氨氮mg/L≤155挥发酚mg/L≤0.36易释放氰化物mg/L≤0.2通过其它技术也可以通过调整药剂投加量的手段，保证本工程外排出水满足《炼焦化学工业污染物排放标准》（GB16171-2012）表2直接排放标准，详见下表2-2：表2-2设计出水水质序号项目单位直接排放备注1pH值无量纲6-92悬浮物mg/L503化学需氧量（CODCr）mg/L804氨氮mg/L105五日生化需氧量（BOD5）mg/L206总氮mg/L207总磷mg/L1.08石油类mg/L2.59挥发酚mg/L0.3010硫化物mg/L0.5011苯mg/L0.1012氰化物mg/L0.2013多环芳烃（PAHs）mg/L0.0514苯并（a）芘μg/L0.03μg/L投标方案要考虑两种出水的不同要求，一次同步建成。二、设计依据投标方在设计及供货中，严格按照以下行业的标准规范进行设计、制造和检验。对于进口设备，采用国际标准，并提供转换资料。这些标准和规范必须采用最新版本。《中华人民共和国环境保护法》（1989年12月）《中华人民共和国水污染防治法》（1996年5月）GB8978-1996《污水综合排放标准》GB3095-1996《环境空气质量标准》GB12348-2008《工业企业厂界噪声标准》GB50141-2008《给水排水构筑物施工及验收规范》GB50069-2002《给水排水工程构筑物结构设计规范》GB50007-2002《建筑地基基础设计规范》GB50011-2001《建筑抗震设计规范》GB50014-2006《室外排水设计规范》GB50010-2002《混凝土结构设计规范》GBZ1-2002《工业企业设计卫生标准》GB50034-1992《工业企业照明设计标准》GB50054-92《工业与民用供配电系统设计规范》JB/T2932-1999《水处理设备技术条件》GB/T13992.1-92《水处理设备性能试验总则》GB/T13384-97《机电产品包装通用技术条件》GB/T5656-94《化工离心泵技术条件》GB10889－89《泵的振动测量与评价方法》GB3216－89《离心泵，混流泵，轴流泵和旋涡泵试验方法》GB/T8196-2003《机械安全防护装置固定式和活动式防护装置设计与制造一般要求》JB/T7258-94《一般用途离心风机技术条件》HG/T20505-2000《过程测量和控制仪表的功能标志及图形符号》HG/T20507-2000《自动化仪表选型规定》HG/T20509-2000《仪表供电设计规定》HG/T20510-2000《仪表供气设计规定》HG/T20511-2000《信号报警、安全联锁系统设计规定》HG/T20512-2000《仪表配管配线设计规定》HG/T20514-2000《仪表及管线伴热和绝热保温设计规定》HG/T20515-2000《仪表隔离和吹洗设计规定》HG/T20699－2000《自控设计常用名词术语》HG/T20573-95《分散型控制系统工程设计规定》HG/T20700－2000《可编程控制器系统设计规定》HG/T21581－95《自控安装图册》GB/T2624-93《流量测量节流装置用孔板,喷嘴和文丘里管测量充满圆管的流体流量》IEC581《热电偶》IEC751-86《工业铂电阻温度计传感器》GB50093－2002《自动化仪表工程施工及验收规范》GBJ131-90《自动化仪表安装工程质量检验评定标准》HG20592~20635-97《钢制管法兰、垫片、紧固件》GB113-9128《钢制管法兰》GB50139-2000《建筑工程监理规范》GB50016-2006《建筑设计防火规范》GB50231-1998《机械设备安装工程施工及验收通用规范》HGJ8-87《化工设备管道外防腐设计规定》CECS75：95《带式压滤机污水污泥脱水设计规范》GB50052-1995《供配电系统设计规范》GB50054-95《低压配电设计规范》GB50046-95《工业建筑防腐设计规范》GB50068-2001《建筑结构设计可靠度统一标准》GB50108-2001《地下工程防水技术规范》GB5009-2001《建筑结构荷载规范》CECS06:88《栅条、絮凝池设计标准》CECS50:1993《滤池设计规程》HG/T3923-2007《循环冷却水用再生水水质标准》《地表水环境质量标准》GB3838-2002隐蔽工程：按隐蔽工程所规定的项目进行。有关的设计规范及设计手册。三、废水处理工艺方案（一）焦化废水来源及特点介绍1、系统废水来源焦化厂主要以生产焦炭和煤气为主，另外还回收苯、焦油、氨、酚等化工产品。(1)原料煤附带的水分和煤中化合水，在生产过程中形成废水。煤的自由水分一般为8-12%，化合水份为2%。自由水分在炼焦过程中挥发逸出。同时，煤裂解析出化合水。水蒸气随煤气集气管，经氨水喷淋和初步冷却器冷却，生成大量剩余氨水。它的特点是：含高浓度氨、酚、氰、硫化物、及其它多环和杂环类有机物，这是焦化废水治理的重点。(2)生产废水分为生产净排水和生产废水两部分。生产净排水主要分为间接冷却水、蒸汽冷却水，基本不含污染物。生产废水来源于与物料直接接触水，主要有原料带入和煤干馏生成的化合水两个方面。生产废水排放点主要有以下环节：①炼焦车间熄焦时熄焦塔排放的熄焦废水，含有焦尘及微量的挥发酚、氰化物等污染物。熄焦补充水全部采用的是污水处理站排放的废水，以节约新鲜水。②冷鼓工段焦油氨水分离形成的剩余氨水含有焦油、NH4+-N、COD、酚、氰、硫化物等污染物。③炼焦车间上升管水封、冷鼓、脱硫、氨回收过程设备水封和管道水封装置、冲洗地坪及其他排水，含有焦油、NH4+-N、COD、硫化物等污染物。④硫氨工段油水分离器等设备排出的污水，含有NH4+-N、COD、挥发酚等污染物。⑤粗苯工段油水分离器等设备排出的污水，主要成分为油、COD等。⑥冷却循环系统排出的循环外排水，含有盐类物质，污染成分少，可全部复用。⑦生活污水，污染物为COD、BOD、NH4+-N、石油类、SS等。⑧煤气管道冷凝水，含有酚、CN-、NH3、硫化物等。⑨化学水处理系统排水，含有一定的酸性。⑩高炉煤气水和转炉煤气水，主要污染物为SS和COD。2、焦化废水特点受原煤性质、炼焦工艺、化工产品回收方式、季节等因素的影响，在焦炭炼制、煤气净化及化工产品回收过程中产生的焦化废水其水质成分及其含量有显著差异，组成焦化废水的污染物一般由NH4+-N、氰化物、硫化物、硫氰酸盐、酚类化合物、多环芳香族化合物及含氮、氧、硫的杂环有机化合物等组成，总体性质表现为NH4+-N、酚类及油份浓度高、有毒及抑制性物质多、生化处理过程中难以实现有机污染物的完全降解、对环境构成严重污染，是一种典型的高浓度、高污染、有毒、难降解的工业有机废水。(1)废水成分复杂，含有数十种无机和有机化合物，其中无机化合物主要含有大量铵硫氰化物、硫化物、氰化物等，有机化合物主要有酚类，单环及多环芳香族化合物，同时也含有氮、硫、氧等杂环化合物等。(2)废水中污染物浓度高，难于降解，由于焦化废水氮的存在，致使生物净化所需的氮源过剩，废水中的NH4+-N的浓度可超出500mg/L，COD的浓度可超过4000mg/L，酚的含量可超过700mg/L，由于污染物浓度高，给处理达标带来较大困难。(3)废水排放量大，每吨焦用水量大于2.5吨，一般40×104t/a设计能力的焦化厂排废水量将超出1000t/d。(4)危害大，焦化废水中多环芳烃不但难以降解，通常还是强致癌物质，不但会对环境造成严重污染，同时也直接威胁到人类健康。（二）工艺对比由于废水成分复杂且污染物浓度高，难于降解。因此经过前段生化后的出水可生化性很差，很难进一步的通过生化工艺将剩余污染物去除。因此需要考虑采用物理化学的方法来处理，提高可生化性后再进行生化处理或者直接处理达标。对于该类难生化的污水，物理化学方法常用的有两大类，吸附与混凝沉淀、高级氧化技术。1.吸附及混凝沉淀1.1吸附法吸附法处理废水，就是利用多孔性吸附剂吸附废水中的一种或几种溶质，使废水得到净化。常用吸附剂有活性炭、磺化煤、矿渣、硅藻土等。这种方法处理成本高，吸附剂再生困难，不利于处理高浓度的废水。膨润土粘土矿对焦化废水中氨氮的吸附作用，研究表明天然膨润土能够有效地吸附焦化废水中的氨氮；颗粒膨润土的吸附效果优于粉状膨润土。粉末活性炭和柱状活性炭对焦化废水COD的去除效率，结果表明，粉末活性炭对COD的去除率可高达98.5%；同时，粉末活性炭的颗粒有一个最佳尺寸范围，粒径为0.09mm的粉末活性炭对焦化废水COD的去除率最高。粉煤灰处理废水是近几年粉煤灰综合利用研究的热点之一。粉煤灰主要成分是二氧化硅和硅酸盐。用粉煤灰作为吸附剂深度处理焦化废水时，脱色效果好，对COD、挥发酚、油等的去除效果好，费用低。粉煤灰处理废水的机理得到了初步认识，其作用基本上以吸附为主，包括物理吸附和化学吸附，吸附规律符合Freundlich吸附等温式。粉煤灰作吸附剂净化处理焦化生化出水废水的研究，指出，当粉煤灰添加量为1.5g/100mL和浸渍时间为20-25min的条件下，处理后的废水除氨氮外，其他各项指标均可达到外排标准。不足之处：由于大规模工程类应用需要消耗大量的吸附剂，因此处理成本高，且设备规模大，因此占地面