焦化廢水處理設計方案.doc

焦化廢水設計方案焦化廢水設計方案 工工 藝藝 方方 案案 二零零九年三月 焦化廢水處理項目焦化廢水處理項目 方案設計方案設計 I 目目 錄錄 1 項目概述項目概述 1 1 1項目業(yè)主簡介 1 1 2項目背景 1 1 3項目的來由 2 2 設計水量 水質及設計要求設計水量 水質及設計要求 2 2 1廢水的來源 2 2 2設計水量 3 2 3原水水質 3 2 4處理要求 4 3 設計依據(jù) 設計原則及內容設計依據(jù) 設計原則及內容 5 3 1設計依據(jù) 5 3 2設計原則 6 3 3設計內容 7 3 4工程內容 7 4 焦化廢水處理焦化廢水處理方案方案比選比選 8 4 1焦化廢水的特點 8 4 1 1酚含量高 8 4 1 2氨氮含量高 8 4 1 3難降解有機物含量高 9 4 2關鍵工藝的選擇 9 4 2 1物化法 9 4 2 2生化法 9 4 2 3結論 10 4 3主要工藝原理 10 4 3 1A2 O2工藝原理 10 4 3 1 1厭氧段 A1段 11 4 3 1 2生物反硝化脫氮過程 A2段 11 4 3 1 3好氧生物硝化過程 O1段 13 4 3 1 4接觸氧化 O2 15 4 3 1 5工藝特點 15 焦化廢水處理項目焦化廢水處理項目 方案設計方案設計 II 4 3 2專屬性菌種 EMO 16 4 4推薦的工藝流程及說明 17 4 4 1工藝流程圖 17 4 4 2預處理工藝說明 19 4 4 2 1污水提升池 19 4 4 2 2事故池 19 4 4 2 3隔油池 19 4 4 2 4氣浮池 19 4 4 2 5調節(jié)池 20 4 4 3生化處理工藝說明 20 4 4 3 1厭氧池 20 4 4 3 2缺氧池 21 4 4 3 3好氧池 23 4 4 3 4二沉池 23 4 4 3 5生物接觸氧化池 24 4 4 4深度處理工藝說明 25 4 4 4 1混凝沉淀池 25 4 4 5污泥處理工藝說明 26 4 4 5 1污泥濃縮池 27 4 4 5 2污泥脫水 27 4 5工藝流程特點 28 4 6處理效果預測 29 5 主要構筑物設計及設備選型主要構筑物設計及設備選型 30 5 1預處理部分 30 5 1 1污水提升池 30 5 1 1 1人工粗格柵 30 5 1 1 2池體 30 5 1 1 3提升泵 31 5 1 1 4事故泵 31 5 1 2事故池 31 5 1 2 1池體 31 5 1 2 2潛污泵 32 5 1 2 3潛水攪拌機 32 5 1 3隔油池 32 5 1 3 1池體 33 5 1 3 2雙邊驅動行車式刮油機 33 5 1 4氣浮池 33 5 1 4 1設備 33 焦化廢水處理項目焦化廢水處理項目 方案設計方案設計 III 5 1 5調節(jié)池 34 5 1 5 1池體 34 5 1 5 2潛水攪拌機 34 5 1 5 3一級提升泵 35 5 2生化處理部分 35 5 2 1厭氧池 35 5 2 1 1池體 35 5 2 1 2三相分離器 36 5 2 1 3布水裝置 36 5 2 2缺氧池 36 5 2 2 1池體 36 5 2 2 2布水裝置與溢流裝置 36 5 2 2 3填料 37 5 2 2 4磷酸鹽加藥裝置 37 5 2 3好氧池 37 5 2 3 1池體 37 5 2 3 2純堿投加設備 37 5 2 3 3鼓風機 38 5 2 3 4曝氣器 38 5 2 4硝化液沉淀池 38 5 2 4 1池體 39 5 2 4 2硝化液回流井 39 5 2 4 3硝化液回流泵 39 5 2 5二沉池 40 5 2 5 1池體 40 5 2 6污泥回流井 40 5 2 6 1池體 40 5 2 6 2污泥回流泵 41 5 2 7生物接觸氧化池 41 5 2 7 1池體 41 5 2 7 2曝氣器 41 5 2 8絮凝反應池 42 5 2 8 1池體 42 5 2 8 2攪拌機 42 5 2 9混凝沉淀池 42 5 2 9 1池體 42 5 2 9 2斜管填料 43 5 2 9 3加藥設備 43 5 2 10壓力濾池 43 焦化廢水處理項目焦化廢水處理項目 方案設計方案設計 IV 5 2 10 1設計參數(shù) 44 5 2 10 2罐體 44 5 2 11高效氨吸附池 44 5 2 11 1池體 44 5 2 11 2氨氮脫附周期 45 5 2 11 3次氯酸鈉投加裝置 45 5 2 12復用水池 45 5 2 12 1構筑物 45 5 2 12 2復用水泵 46 5 2 12 3反沖洗水泵 46 5 3污泥處理部分 46 5 3 1污泥濃縮池 46 5 3 1 1池體 46 5 3 2污泥脫水 47 5 3 2 1污泥脫水機 47 5 3 2 2污泥泵 47 5 3 3綜合車間 47 5 4主要構筑物及設備一覽表 47 6 污水處理站總圖布置污水處理站總圖布置 51 6 1總體布置原則 51 6 2總圖 51 7 公用工程公用工程 52 7 1給排水及消防 52 7 1 1給水 52 7 1 2排水 52 7 1 3消防 52 7 2強電 53 7 3自控 53 7 3 1供電電源 53 7 3 2設備啟動和控制方式 53 7 3 3電線纜敷設及設計 53 7 3 4接地保護 54 7 3 5自控與儀表 54 7 3 5 1集水井 54 7 3 5 2氣浮池 54 7 3 5 3好氧池 生物接觸氧化池 55 7 3 5 4二沉池 55 7 3 5 5反應池 55 焦化廢水處理項目焦化廢水處理項目 方案設計方案設計 V 8 工程技術經(jīng)濟分析工程技術經(jīng)濟分析 55 8 1工程預算 55 8 1 1土建費 A 55 8 1 2設備材料費 B 57 8 1 3概算總表 59 8 2運行成本分析 60 8 2 1電費 A 60 8 2 2人員費 B 60 8 2 3藥劑費 C 60 8 2 3 1工業(yè)磷酸氫二鈉 60 8 2 3 2純堿 61 8 2 3 3絮凝劑 61 8 2 3 4總藥劑費用 C 61 8 2 3 5其它費用 D 61 8 2 4水處理直接成本 E 61 8 3項目經(jīng)濟性評價 62 9 安裝調試運行安裝調試運行 63 9 1設備安裝 63 9 2蜂窩管 曝氣器及填料的安裝 63 9 3管道安裝及敷設 64 9 3 1管材的選用 64 9 3 1 1壓力流管道 64 9 3 1 2重力流管道 64 9 3 1 3加藥管 64 9 3 2管道接口 64 9 3 3管道基礎 64 9 3 4管道防腐 65 9 3 5管道試壓要求 65 9 3 6明露管道涂漆顏色規(guī)定 65 9 3 7管道施工及驗收應遵循以下規(guī)范 65 9 3 8其它 65 9 4系統(tǒng)調試 66 9 5運行管理 66 10 工程實施進度工程實施進度 67 11 工程施工方案 組織 設計工程施工方案 組織 設計 68 11 1各分部分項工程主要施工方法 68 11 1 1土建分部工程施工方法 68 焦化廢水處理項目焦化廢水處理項目 方案設計方案設計 VI 11 1 1 1土建施工前期準備工作 68 11 1 1 2分部分項工程施工 68 11 1 2主要設備安裝技術措施 70 11 1 2 1設備安裝前期工作 70 11 1 2 2主要設備的安裝要求 71 11 1 2 3放線就位和找正調平 72 11 1 2 4試運轉 75 11 1 2 5各類污水處理機械安裝 80 11 1 3確保工程質量的技術組織措施 82 11 1 4確保安全生產(chǎn)的技術組織措施 83 11 1 5確保工期的技術組織措施 85 11 1 6其它說明內容 86 11 1 6 1施工技術組織措施 86 11 1 6 2與氣候有關的施工措施 88 11 2現(xiàn)場施工組織 88 11 2 1現(xiàn)場施工組織結構圖 88 11 2 2各部門職責 89 11 2 2 1項目經(jīng)理職責 89 11 2 2 2項目副經(jīng)理職責 90 11 2 2 3工程技術班組 90 11 2 2 4質量管理組職責 91 11 2 2 5材料設備管理班組職責 91 11 2 2 6安全管理班組職責 91 11 2 2 7計劃管理班組職責 92 11 2 2 8文明施工組職責 93 11 2 2 9財務會計組職責 93 11 2 2 10后勤供應組職責 93 11 2 2 11設備安裝制作隊職責 93 11 2 2 12自控儀表安裝隊職責 94 11 2 2 13變配電工程安裝隊職責 94 11 2 2 14機電設備隊職責 94 12 技術服務與質量保證體系技術服務與質量保證體系 95 12 1全面質量控制 TQC 95 12 1 1設計 95 12 1 2原材料的采購 95 12 1 3施工 95 12 1 4開車調試 96 12 1 5培訓 96 焦化廢水處理項目焦化廢水處理項目 方案設計方案設計 VII 12 2工程質量承諾 96 12 3售后服務 97 附錄I總平面布置圖總平面布置圖 附錄II工藝流程圖工藝流程圖 附錄III高程布置圖高程布置圖 附錄IV外購件制造廠家外購件制造廠家 備選備選 一覽表一覽表 焦化廢水處理項目焦化廢水處理項目 方案設計方案設計 1 1 1 項目概述項目概述 1 11 1 項目業(yè)主簡介項目業(yè)主簡介 1 21 2 項目背景項目背景 1 31 3 項目的來由項目的來由 隨著公司的不斷發(fā)展 對環(huán)境的保護重視程度也隨之增強 公 司把污水處理列在其近期發(fā)展計劃之內 可見其對污水處理和回用 的重視 本公司受甲方委托 對全廠內 外環(huán)境進行詳細周密的考 察后 結合國內外焦化污水處理及回用的先進技術和經(jīng)驗 編制了 本設計方案 焦化廢水處理項目焦化廢水處理項目 方案設計方案設計 2 2 2 設計水量 水質設計水量 水質及設計要求及設計要求 2 1 廢水的來源廢水的來源 焦化廠除生產(chǎn)焦炭和煤氣外 還回收苯 焦油 氨 酚等化工 產(chǎn)品 在煤氣洗滌 冷卻 凈化以及化工產(chǎn)品回收 精制過程中 產(chǎn)生大量廢水 其主要來源有 煤挾帶入水 反應生成水和焦化產(chǎn) 品蒸餾 洗滌加入的蒸汽和新鮮水 在與煤氣和產(chǎn)品接觸后冷凝或 分離出來的廢水 包括集氣管噴淋分離液和初冷卻液組成的剩余氨 水 氨水工藝中洗氨的富氨水 這兩部分廢水經(jīng)蒸氨 回收 后排 出 硫氨工藝中的終冷洗苯水 苯 焦油 古馬隆等化工產(chǎn)品加工 的分離水 煤中碳 氫 氧 氮 硫等元素 在干餾過程中轉變成各種氧 氮 硫的有機和無機化合物 使煤氣中的水分及蒸汽的冷凝液中含 有多種有毒有害的污染物 所以廢水中含有很高的氮和酚類化合物 以及大量的有機氮 CN SCN 及硫化物等等 焦化廢水水量大 污 染物復雜 濃度高 如不經(jīng)處理直接排入江河 勢必造成嚴重的水 污染問題 以某焦化廠為例 廢水的來源與配比如表 1 所示 表表 1 1 廢水的來源廢水的來源 序號來源水量 m3 h 1 剩余氨水8 5 9 5 焦化廢水處理項目焦化廢水處理項目 方案設計方案設計 3 2 粗苯分離水3 5 5 3 精苯分離水1 0 1 5 4 氣柜廢水1 5 2 5 5 焦爐水封水1 5 2 5 6 終冷水13 5 15 7 小計29 5 36 2 2 設計水量設計水量 該裝置污水處理站的來水分三部分 一部分為生活廢水 水量 為 10m3 h 一部分為焦化廢水為 40m3 h 另外一部分為甲醇廢水 10m3 h 合計為 65m3 h 據(jù)此確定污水站的處理規(guī)模為 Qh 65m3 h 2 3 原水水質原水水質 甲方提供待處理混合廢水的水質數(shù)據(jù)如表 2 所示 根據(jù)同類廢 水水質情況 焦化廢水本身的可生化性較差 但加入了生活廢水后 可生化性有一定改善 表表 2 12 1 焦化焦化廢水廢水水質指標水質指標 項目 CODcr mg L BOD mg L SS mg L NH3 N mg L PH 揮發(fā)酚 mg L 油 mg L S2 mg L CN mg L 焦化 廢水 4500 1000 250 2008 10 600 300 30 50 焦化廢水處理項目焦化廢水處理項目 方案設計方案設計 4 生活 污水 400 250 200 408 10 2 4處理要求處理要求 根據(jù)當?shù)丨h(huán)保局的要求 污水外排標準執(zhí)行 污水綜合排放標 準 GB8978 1996 一級標準 其主要指標 如表 3 所示 表表 3 3 出水水質指標出水水質指標 水質 指標 CODCr mg L BOD5 mg L pH 揮發(fā)酚 mg L 范圍 150 60 6 9 0 5 水質 指標 SS mg L NH3 N mg L 油 mg L CN mg L 范圍 50 25 10 0 5 3 3 設計依據(jù) 設計原則及內容設計依據(jù) 設計原則及內容 3 1 設計依據(jù)設計依據(jù) 1 業(yè)主提供的相關技術資料 委托資料及設計要求等 2 污水綜合排放標準 GB8978 1996 3 室外排水設計規(guī)范 GBJ14 87 焦化廢水處理項目焦化廢水處理項目 方案設計方案設計 5 4 城鎮(zhèn)污水處理廠附屬建筑和設備設計標準 CJJ31 89 5 污水再生利用工程設計規(guī)范 GB T50335 2002 6 泵站設計規(guī)范 GB T50265 97 7 采暖與空氣調節(jié)設計規(guī)范 GBJ19 87 8 工業(yè)企業(yè)噪聲控制設計規(guī)范 GBJ87 85 9 工業(yè)企業(yè)設計衛(wèi)生標準 TJ36 79 10 建筑設計防火規(guī)范 GBJ16 87 11 地下工程防水技術規(guī)范 GBJ108 87 12 工業(yè)建筑防腐蝕設計規(guī)范 GB50046 95 13 建筑抗震設計規(guī)范 GBJ11 89 14 給水排水工程結構設計規(guī)范 GBJ69 84 15 建筑結構荷載設計規(guī)范 GBJ9 87 16 建筑地基基礎設計規(guī)范 GBJ7 89 17 混凝土結構設計規(guī)范 GBJ10 89 18 通用用電設備配電設計規(guī)范 GB50055 93 19 工業(yè)與民用供配電系統(tǒng)設計規(guī)范 GB50052 95 20 其它相關的設計規(guī)范 焦化廢水處理項目焦化廢水處理項目 方案設計方案設計 6 3 2 設計原則設計原則 1 嚴格執(zhí)行國家及地方的現(xiàn)行有關環(huán)保法規(guī)及經(jīng)濟技術政 策 根據(jù)國家有關規(guī)定和甲方的具體要求 合理地確定 各項指標的設計標準 2 本著技術上先進 安全 可靠 經(jīng)濟上合理可行的原則 盡量采用技術成熟 流程簡單 處理效果穩(wěn)定的廢水處 理系統(tǒng) 從降電耗 節(jié)約藥劑使用量方面精心設計 從 技術經(jīng)濟上達到最佳效果 3 在總圖布置方面 充分利用現(xiàn)有條件 因地制宜 少占 用地 同時保證使污水處理設施與周圍環(huán)境協(xié)調一致 不會影響環(huán)境美觀 4 選用的設備自動化水平比較高 易于工人操作管理 減 輕勞動強度 同時也要考慮設備的耐用性 以保證長時 間免維修正常使用 5 廢水處理工程中的設備選用國內先進節(jié)能優(yōu)質產(chǎn)品 確 保工程質量 3 3 設計內容設計內容 本設計內容指污水處理站的設計 不包括蒸氨系統(tǒng) 具體內容 如下 焦化廢水處理項目焦化廢水處理項目 方案設計方案設計 7 1 廢水處理站總平面布置圖設計 2 污水處理工藝設計 污水 污泥處理設計工藝 3 處理站主體工藝構筑物 設備選型設計 4 電氣及自動控制設計 5 其它配套設施設計 消防 照明 道路 綠化等 6 污水處理站工程投資估算與成本分析等 3 4 工程內容工程內容 工程內容指污水處理站的建設 不包括蒸氨系統(tǒng)的改造或新建 具體如下 1 污水處理站設施的土建施工 2 配套的所有污水處理的設備及管道 閥門等的供貨 3 污水處理設備的現(xiàn)場安裝 相應的配管工程等 4 污水處理設備的開車 調試及達標驗收 5 人員培訓等售后服務 焦化廢水處理項目焦化廢水處理項目 方案設計方案設計 8 4 4 焦化廢水處理焦化廢水處理方案方案比選比選 4 1 焦化廢水的特點焦化廢水的特點 焦化廢水主要成分有揮發(fā)酚 礦物油 氰化物 苯酚及苯系化 合物 氨氮等 屬于污染物濃度高 污染物成分復雜 難于治理的 工業(yè)廢水之一 其處理的關鍵之處在于 4 1 1 酚含量高酚含量高 廢水中酚含高 有的高達 2 12g L 由于酚的可生化性差 需 用萃取法或其它物化法進行預處理加以回收利用 當它的含量高時 還是有很大的回收價值 4 1 2 氨氮含量高氨氮含量高 焦化廢水中氨含量高 有時高達 2000mg L 高濃度的氨不僅難 以用生化法去除 而且其對生化處理單元有一定的毒害作用 嚴重 時可殺死活性污泥 破壞整個生物處理系統(tǒng) 因此 該高含氨氮廢 水在進入污水處理站之前 要設蒸氨預處理過程 經(jīng)過蒸氨預處理的廢水氨氮濃度在 100 300mg L 左右 如果要 處理到國家一級排放標準 15mg L 以下 氨氮的去除仍為該類污水處 理工藝選擇時首先要考慮的問題 焦化廢水處理項目焦化廢水處理項目 方案設計方案設計 9 4 1 3 難降解有機物含量高難降解有機物含量高 焦化廢水中含有大量苯系 萘系及雜環(huán)類難降解有機物 通常 的好氧活性污泥法難以直接處理達標 因此 在好氧法前 需改善 其可生化性 提高 BOD COD 值 4 2 關鍵工藝的選擇關鍵工藝的選擇 焦化廢水的處理方法主要分為物化法和生化法 4 2 1 物化法物化法 物化法由于要消耗大量的化學藥劑 運行成本非常高 所以很 少采用 現(xiàn)在普遍采用生化法 4 2 2 生化法生化法 生化法可分為普通活性污泥法 A O 法 A2 O SBR 法 以及它 們的各種變體 其中 1 普通活性污泥法在過去采用較普遍 但是 由于焦化廢水的可生化性差 難以使 COD 及氨氮達標 即使延長廢 水在好氧池中的停留時間 也不可能使氨氮達到一級標準 2 A O 法對氨氮有很好的去除效果 但由于焦化廢水的 COD 較高 可生化 性差 難以使 COD 達標 3 SBR 法操作復雜 針對性不強 同時 去除 COD 和氨氮的效果不好 4 A2 O 法既可以先改善廢水的可生 化性 又可以高效地去除氨氮 因此 它非常適合處理焦化廢水 為焦化廢水的首選方案 焦化廢水處理項目焦化廢水處理項目 方案設計方案設計 10 4 2 3 結論結論 根據(jù)以上焦化廢水的特點 結合國內外焦化廢水處理的先進經(jīng) 驗 確定生化處理采用內碳源 A2 O2 厭氧 缺氧 好氧 生物接觸 氧化 生物脫碳 氮處理工藝 這樣不僅能有效地除去廢水中的有 機污染物 而且對氨氮污染物也有較好的去除效果 4 3 主要工藝原理主要工藝原理 4 3 1 A2 O2工藝原理工藝原理 A2 O2工藝的前身是 A2 O 工藝 它是在 A2 O 工藝的后面加二級 好氧法 以進一步提高有機物的去除率和氨氮的硝化率 A2 O 是 Anaerobic Anoxic Oxic 的英文縮寫 它是厭氧 缺氧 好氧生物 脫氮除磷工藝的簡稱 A2 O 工藝于 70 年代由美國專家在厭氧 好氧 除磷工藝 A O 的基礎上開發(fā)出來的 其核心是在厭氧 好氧工藝 A O 中間加一缺氧池 將好氧池流出的一部分混合液回流至缺氧 池前端 該工藝同時具有脫氮除磷的目的 A2 O 工藝流程如圖 2 所 示 焦化廢水處理項目焦化廢水處理項目 方案設計方案設計 11 硝化液回流 活性污泥回流 剩余污泥 出水 廢水 圖圖2 2 A A2 2 O O工藝流程工藝流程 4 3 1 1 厭氧段 厭氧段 A1段 段 污水首先流入?yún)捬醭?在兼性厭氧菌和專性厭氧菌的作用下 廢水中的有機物被分解成沼氣和被吸收轉變成微生物的軀體 以污 泥的形式得以去除 另外 NH3 N 因細胞的合成而被去除一部分 使污水中的 NH3 N 濃度下降 但 NO3 N 含量沒有變化 而且 厭氧 過程還能大大地改善廢水中難以直接用好氧生化法降解的苯 蒽醌 類有機物的可化生性 提高后續(xù)生物氧化法的處理效率 由于該工 業(yè)廢水的磷含量不高 該厭氧段的主要目的主要是去除有機物及改 善廢水的可生化性 4 3 1 2 生物反硝化脫氮過程 生物反硝化脫氮過程 A2段 段 經(jīng)過厭氧反應的廢水進入缺氧池中 同時還有一部分通過好氧 處理的硝化液 混合液 回流到缺氧池 在缺氧池內進行反硝化 反硝化菌氧化有機物的同時 將混合液中的亞硝態(tài)氮和硝態(tài)氮還原 為氮氣而除去 厭氧池二沉池 缺氧池 脫氮 好氧池 硝化 堿 焦化廢水處理項目焦化廢水處理項目 方案設計方案設計 12 反硝化過程是在缺氧條件下 異養(yǎng)型反硝化細菌將廢水中NO3 N 還原為N2之過程 其生物化學反應式為 6NO3 十2CH3OH 6NO2 十2CO2十4H2O 6NO2 十3CH3OH 3N2十3CO2十3H2O十60H N2難溶于水 經(jīng)鼓氣 得以吹脫 影響反硝化的主要因素 1 溫度 溫度對反硝化的影響比對其它廢水生物處理過程要大 些 一般 以維持20 40 為宜 若在氣溫過低的冬季 可采取增 加污泥停留時間 降低負荷等措施 以保持良好的反硝化效果 2 pH值 反硝化過程的pH值控制在7 0 8 0 3 溶解氧 氧對反硝化菌有抑制作用 一般在反硝化反應器內 溶解氧應控制在0 5mg L以下 活性污泥法 或1mg L以下 生物膜法 4 有機碳源 NO3 在生物還原過程中為電子受體 完成此還原 過程 在缺氧條件下 廢水中必須有足夠的電子供體 包括與氧結 合的氫源和異養(yǎng)硝化菌所需的有機碳源 當廢水中含足夠的有機碳 源 BOD5 TN 3 5時 可無需外加碳源 當廢水所含的碳 氮比低 于此比值時 則需另外投加有機碳源 外加有機碳源多采用甲醇 此外 還可利用微生物死亡自溶后 釋放出來的那部分有機碳 即 焦化廢水處理項目焦化廢水處理項目 方案設計方案設計 13 內碳源 但這要求污泥停留時間長或負荷率低 使微生物處于生長 曲線的靜止期或衰亡期 因此池容相應增大 4 3 1 3 好氧生物硝化過程 好氧生物硝化過程 O1段 段 在好氧池中 有機物被微生物生化降解 去除率較高 同時 廢水中的氨氮被硝化菌氧化為亞硝酸鹽和硝酸鹽 通過硝化后另一 部分混合液經(jīng)二沉池進行固液分離 清液進一步處理后排放 污泥 部分回流到厭氧池 廢水中之NH3 在好氧條件下 自養(yǎng)型亞硝化菌與硝化菌將NH3氧 化為NO3 N的過程 是生物脫氮的第一步 其生物化學反應式為 亞硝化單胞菌 2NH4 3O2 2NO2 4H2O 4H 硝化桿菌 2NO2 O2 NO3 在硝化過程中 1g氨氮轉化為硝酸鹽氮時需氧4 57g 釋放出 H 硝化菌在硝化放能過程中 獲得能量同時 部分氨被同化為細 胞組織 需消耗廢水中的堿度 每氧化lg氨氮 將消耗堿度 以 CaCO3計 7 lg 硝化反應綜生物化學反應式 11NH4 37O2 4CO2 HCO3 C5H7NO2 21NO3 20H2O 42H 影響硝化過程的主要因素有 1 pH值 當pH值為8 0 8 4時 20 硝化作用速度最快 焦化廢水處理項目焦化廢水處理項目 方案設計方案設計 14 由于硝化過程中pH將下降 當廢水堿度不足時 即需投加石灰 維 持pH值在7 5以上 2 溫度 溫度高時 硝化速度快 亞硝酸鹽菌的最適宜水溫 為35 在15 以下其活性急劇降低 故水溫以不低于15 為宜 3 污泥停留時間 硝化菌的增殖速度很小 其最大比生長速 率為 0 3 0 5d 1 溫度20 pH8 0 8 4 為了維持池內一定量 的硝化菌群 污泥停留時間 必須大于硝化菌的最小世代時間 在 實際運行中 一般應取 2 4 溶解氧 氧是生物硝化作用中的電子受體 其濃度太低將 不利于硝化反應的進行 一般 在活性污泥法曝氣池中進行硝化 溶解氧應保持在2 3mg L以上 5 BOD負荷 硝化菌是一類自養(yǎng)型菌 而BOD氧化菌是異養(yǎng)型菌 若BOD5負荷過高 會使生長速率較高的異養(yǎng)型菌迅速繁殖 從而異 養(yǎng)型的硝化菌得不到優(yōu)勢 結果降低了硝化速率 所以為要充分進 行硝化 BOD5負荷應維持在0 3kg BOD5 kg SS d以下 4 3 1 4 接觸氧化 接觸氧化 O2 為了提高 COD 及氨氮的去除率 處理焦化廢水時在 A2 O 法后加 接觸氧化法或二級氧化法 稱為 A2 O2 焦化廢水處理項目焦化廢水處理項目 方案設計方案設計 15 4 3 1 5 工藝特點工藝特點 1 該工藝適用于有機物濃度高 廢水的可生化性差 同 時需脫氮的工業(yè)廢水 2 該系統(tǒng)抗沖擊負荷能力強 運行穩(wěn)定 3 該工藝在厭氧段不僅可以在運行成本比好氧法相對很 低的情況下去除水中的有機物 還可以大大改善廢水 的可生化性 為后續(xù)的處理做準備 4 運行成本相對較低 與傳統(tǒng)的活性污泥法相比 需氧 量大大減少 同時不需外加碳源 5 缺點是為使硝化液循環(huán) 需設硝化液循環(huán)系統(tǒng) 4 3 2 專屬性菌種 專屬性菌種 EMO 系統(tǒng)開車調試時 投入專屬性菌種 EMO EMO Efficient MicroOrganism 即高分解微生物 是由產(chǎn)氣桿菌 屬 假單孢菌屬 硫桿菌屬 發(fā)光桿菌屬等多種類型微生物組成的 群體 是利用選定微生物 針對特定的難分解工業(yè)污水 經(jīng)特殊篩 選及馴化 采用人工分離 培養(yǎng)的具有顯著降解效果的菌種 能夠 自行產(chǎn)生酶系 對不同污水構成相應的多種微生物分解鏈 與活性 污泥法相比 EMO菌群對細菌抑制物濃度放寬許多 見表4 目前 EMO技術應用領域主要為石油化工廢水 有機合成廢水 焦化廢等 與活性污泥法的比較 去除NH3 N的能力要強 焦化廢水處理項目焦化廢水處理項目 方案設計方案設計 16 的多 表表 4 EMO 與一般的活性污泥對比與一般的活性污泥對比 有毒物質 一般活性污泥法抑制 濃度 mg L EMO 微生物法抑制 濃度 mg L CN 20 300 Cl 10 000 40 000 NH3 200 5 000 SO42 5 000 50 000 Phenol 1 000 NO2 400 4 4 推薦的工藝流程及說明推薦的工藝流程及說明 4 4 14 4 1 工藝流程圖工藝流程圖 根據(jù)以上分析與方案比選 選定該項目污水處理工藝為以 A2 O2 的生化方案為核心的處理工藝 經(jīng)過細化設計后形成如圖 3 所示的 工藝流程 焦化廢水處理項目焦化廢水處理項目 方案設計方案設計 17 浮渣 污泥 圖圖 3 3 工藝流程圖工藝流程圖 接污泥 處理段 回用 污 泥 回 流 污水提升池 隔油池 氣浮池 厭氧池 生產(chǎn) 生活廢水 缺氧池 好氧池 二沉池 生物接觸氧化 池 混凝沉淀池 剩余污泥 污泥 PFS PAM 硝 化 液 回 流 調節(jié)池 事故池 復用水池 砂濾池 氨吸附池 達標排放 回用 焦化廢水處理項目焦化廢水處理項目 方案設計方案設計 18 4 4 24 4 2 預處理工藝說明預處理工藝說明 4 4 2 14 4 2 1污水提升池污水提升池 由于生活污水重力流至污水處理站 因此 該集水井為地下式 埋深大 進入處理單元前需一次提升 原設計采用潛水泵 4 4 2 24 4 2 2事故池事故池 煤化工生產(chǎn)經(jīng)常出現(xiàn)事故 據(jù)調查 該廠氨氮的濃度有時高達 600mg L左右 故在設計時應考慮事故工況的處理 設一事故池 當 水中氨氮可能對后續(xù)的生物處理造成危害時 先將廢水送到事故池 存放 待正常后 將事故廢水少量按一定比例混到正常工況排出的 廢水中 緩慢處理 以保證好 厭氧菌不被毒死 4 4 2 34 4 2 3隔油池隔油池 目前常用的隔油池有平流隔油池和斜管隔油池 廢水從池的一 端流入池內 從另一端流出 在隔油池中 由于流速降低 比重小 于1 0而粒徑較大的油珠上浮到水面上 比重大于1 0的雜質沉于池 底 本工藝采用平流式隔油池 它其結構簡單 便于運行管理 除 油效果穩(wěn)定 4 4 2 44 4 2 4氣浮池氣浮池 經(jīng)隔油后的廢水進入氣浮池 投加破乳劑 混凝劑及絮助凝劑 可將乳化態(tài)的焦油有效的去除 另COD BOD也得到部分去除 保證 焦化廢水處理項目焦化廢水處理項目 方案設計方案設計 19 了后面生化處理的正常進行 4 4 2 54 4 2 5調節(jié)池調節(jié)池 氣浮后的廢水進入調節(jié)池 進行廢水水量的調節(jié)和水質的均和 廢水水量和水質在不同時間內有較大的差異和變化 為使管道和后 續(xù)構筑物正常工作 不受廢水的高峰流量和濃度的影響 需設置調 節(jié)池 把排出的高濃度和低濃度的水混合均勻 保證廢水進入后序 構筑物水質和水量相對穩(wěn)定 便于生物處理的穩(wěn)定 4 4 34 4 3 生化處理工藝說明生化處理工藝說明 4 4 3 14 4 3 1厭氧池厭氧池 調節(jié)池的水由潛水泵打入?yún)捬醭?厭氧微生物對于雜環(huán)化合物和多環(huán)芳烴中環(huán)的裂解 具有不同 于好氧微生物的代謝過程 其裂解為還原性裂解和非還原性裂解 厭氧生物發(fā)酵池的主要目的是去除COD和改善廢水的可生化性 厭氧過程對于濃度較高的有機廢水 可以將廢水中的有機物分解為 甲基等 以氣體的形式從池中排中 可以去除廢水中50 80 左右之 COD 同時 還可以將廢水中的芳烴類有機質所帶的苯 萘 蒽醌等 環(huán)打開 提高難降解有機物的好氧生物降解性能 為后續(xù)的好氧生 物處理創(chuàng)造良好條件 厭氧過程分為四個階段 水解階段 酸化階 段 酸性衰退階段及甲烷化階段 在水解階段 固膠體性有機物質 焦化廢水處理項目焦化廢水處理項目 方案設計方案設計 20 降解為溶解性有機物質 大分子物質降解為小分子物質 厭氧反應 池是把反應控制在第二階段完成之前 故水力停留時間短 效率高 同時提高了污水的可生化性 厭氧池啟動后 污水由布水系統(tǒng)進入池體 由池底向上流動 經(jīng)細菌形成的污泥層 污泥層對懸浮物 染料顆粒及細小纖維進行 吸附 網(wǎng)捕 生物學絮凝 生物降解作用 使污水在降解COD的同時 也得以澄清 焦化廢水厭氧工藝水力停留時間較其他廢水長 COD去除率 15 30 同時具有很強的抗沖擊負荷能力 4 4 3 24 4 3 2缺氧池缺氧池 缺氧池是生物脫氮的主要工藝設備 廢水中NH3 N在下一級好氧 硝化反應池中被硝化菌與亞硝化菌轉化為NO3 N與 NO2 N的硝化混 合液 循環(huán)回流于缺氧池 通過反硝菌生物還原作用 NO3 N與 NO2 N轉化為N2 此轉化條件 一是廢水中含有足夠的電子供體 包 括與氧結合的氫源和反硝化異養(yǎng)菌所需之足夠的有機碳源 二是厭 氧或缺氧條件 由第一級厭氧池之出水 已留有足夠的有機碳源 可供反硝化菌消耗 但不能太大的過量碳源 以免出水含碳源過多 影響后續(xù)硝化反應 反硝化反應影響因素 碳源 進入缺氧池之廢水中 BOD5 TN 3 5 即認為碳源充足 本系統(tǒng)內碳源充足 焦化廢水處理項目焦化廢水處理項目 方案設計方案設計 21 pH pH在6 5 7 5為宜 原廢水滿足要求 水中溶解氧 0 5mg L 適宜溫度 20 40 硝化混合液回流率100 400 厭氧池排出的厭氧消化液在進入好氧活性污泥處理工藝前進行 缺氧曝氣 其作用如下 1 缺氧池回流入大量的曝氣池的沉淀污泥 使缺氧池和好 氧池組合為A O工藝 具有較好的脫氮效果 2 在缺氧過程中溶解氧控制在0 5mg L一下 兼性脫氮菌利 用進水中的COD作為氫供給體 將好氧池混合液中的硝酸 鹽及亞硝酸鹽還原成氮氣排入大氣 同時利用厭氧生物 處理反應過程中的產(chǎn)酸過程 把一些復雜的大分子稠環(huán) 化合物分解成低分子有機物 4 4 3 34 4 3 3好氧池好氧池 好氧池采用推流式活性污泥曝氣池 它由池體 布水和布氣系 統(tǒng)三部分組成 缺氧池流出的廢水自流入推流式活性污泥曝氣池 在此完成含 氨氮廢水的硝化過程 硝化菌為自養(yǎng)好氧菌 在好氧條件下 將廢 水中NH3 N氧化為NO3 N 此過程消耗廢 焦化廢水處理項目焦化廢水處理項目 方案設計方案設計 22 水中碳酸鹽堿度計 一方面須中和過程產(chǎn)生的H 另一方面 硝 化菌細胞生長需要消耗一定量堿度 每硝化1g氨氮 需消耗7 1g堿 度 以CaCO3計 因此需要在此投加適量Na2CO3 以補充堿度 反 應溫度20 40 pH8 0 8 4 此過程 要求較低的含碳有機質 以免異氧菌增殖過快 影響硝化菌的增殖 氣水比20 1 與懸浮活 性污泥接觸 水中的有機物被活性污泥吸附 氧化分解并部分轉達 化為新的微生物菌膠團 廢水得到凈化 該工藝在水底直接布氣 活性污泥直接受到氣流的攪動 加速了微生物的更新 使其經(jīng)常保 持較高的活性 本工藝處理能力大 COD容積負荷可達0 8 1 5Kg COD m3 d COD去除率為70 90 污泥生成量少 污泥產(chǎn)率0 2 0 4Kg干污泥 1KgCOD去除 4 4 3 44 4 3 4二沉池二沉池 二沉池是活性污泥法工藝的重要組成部分 它的作用是使活性 污泥與處理完的廢水分離 并使污泥得到一定程度的濃縮 使混合 液澄清 同時排除污泥 并提供一定量的活性微生物 其工作效果 直接影響活性污泥系統(tǒng)的出水水質和排放污泥濃度 曝氣池內得以進行充分反應的硝化混合液流入缺氧池 而缺氧 池內的脫氮菌以原污水中的有機物作為碳源 以回流液中硝酸鹽的 氧作為收電體 進行呼吸和生命活動 將硝態(tài)氮還原為氣態(tài)氮 不 焦化廢水處理項目焦化廢水處理項目 方案設計方案設計 23 需外加碳源 循環(huán)比可取600 4 4 3 54 4 3 5生物接觸氧化池生物接觸氧化池 二沉池流出的廢水自流入生物接觸氧化池 自下向上流動 運 行中廢水與填料接觸 微生物附著在填料上 水中的有機物被微生 物吸附 氧化分解并部分轉化為新的生物膜 廢水得到凈化 溶解 氧控制在2 4mg L 能夠進一步降解難降解有機物 脫除氨氮 磷 對水質起關鍵作用 該工藝在填料下直接布氣 生物膜直接受到氣 流的攪動 加速了生物膜的更新 使其經(jīng)常保持較高的活性 而且 能夠克服堵塞現(xiàn)象 由于此時廢水中各污染物含量較低 可取較低 的容積負荷 氣水比10 1 生物接觸氧化池由池體 填料 布水和布氣系統(tǒng)四部分組成 作為進一步凈化廢水的后處理過程 本工藝處理能力大 COD容積負荷可達1 0 2 0Kg COD m3 d COD去除率為70 90 污泥生成量少 污泥產(chǎn)率0 2 0 4 Kg干污泥 1KgCOD去除 運行中不會產(chǎn)生污泥膨脹 能夠保證出水水質的穩(wěn) 定 無需污泥回流 4 4 44 4 4 深度處理工藝說明深度處理工藝說明 4 4 4 14 4 4 1混凝沉淀池混凝沉淀池 接觸氧池出水經(jīng)加藥 曝氣反應后 進行混凝沉淀池 焦化廢水處理項目焦化廢水處理項目 方案設計方案設計 24 混凝沉淀池屬于生物接觸氧化處理的一個重要組成部分 生物 接觸氧化池中老化的生物膜順水流出 由于其比重較輕 難以自然 沉降去除 因此加入混凝劑PFS和PAM以加速沉淀過程 同時 混凝 沉淀過程對廢水中的色度去除效果也非常好 混凝沉淀池出水達標后可以直接排放 4 4 54 4 5 污泥處理工藝說明污泥處理工藝說明 本方案污泥處理工藝主要包括污泥濃縮 污泥脫水兩部分 如 圖4所示 圖圖 4 4 污泥處理段工藝流程圖污泥處理段工藝流程圖 4 4 5 14 4 5 1污泥濃縮池污泥濃縮池 氣浮系統(tǒng) 厭氧池 二沉池 混凝沉淀池排出的污泥含水率很 干泥至煤廠 回生化處理 污泥濃縮池 污泥泵 污泥脫水機集水井 上清液 氣浮池厭氧池二沉池混凝沉淀池 濾液 焦化廢水處理項目焦化廢水處理項目 方案設計方案設計 25 高 一般在98 以上 流動性好 運輸極不方便 需送至污泥濃縮池 進行濃縮 去除一部分污泥顆粒間隙水 游離水 從而降低了后 續(xù)脫水處理過程中污泥的體積 濃縮后含固率的提高會使污泥的體 積大幅度地減少 從而可以大大降低脫水過程的投資和運行費用 4 4 5 24 4 5 2污泥脫水污泥脫水 經(jīng)過濃縮后的污泥仍是能流動的 必須進行污泥脫水 本工藝 的脫水設施采用污泥脫水機械 4 5 工藝流程特點工藝流程特點 本工藝有如下特點 生物處理工藝采用 厭氧 缺氧 好氧 生物接觸氧化 主體 工藝處理焦化廢水 工藝路線成熟 實例多 處理效果穩(wěn)定 可靠 本工藝對難降解有機物含量高 氨氮濃度高的廢水處理有特 效 廢水處理最后把關工藝沸石吸附法 可以有效地保證出水氨 氮達標 同時也使管理運行非常靈活 本工藝采用EMO菌種 對高氨氮廢水有特效 本工藝采用生化法除COD 降氨氮 運行成本相對 焦化廢水處理項目焦化廢水處理項目 方案設計方案設計 26 較低 本工藝曝氣設備選用高效 低能耗的BZQ W 192型微孔曝氣 器 具有充氣量大 氧利用率高 運行穩(wěn)定 曝氣均勻的特 點 工藝流程沒有二次污染 實現(xiàn)了清潔生產(chǎn)和文明生產(chǎn)的工藝 4 6 處理效果預測處理效果預測 根據(jù)廢水的特性 結合所推薦的工藝 就各處理單元對幾種污 染物的處理效果預測如表5所示 表表5 5 各處理單元進出 水濃度及污染物去除率各處理單元進出 水濃度及污染物去除率 水質指標 pH CODCr mg l BOD5 mg l 酚 mg l SS mg l 氨氮 mg l 油類 mg l 進水 8 945001000600250150300 出水 8 940501000600200150150 隔油池 去除率 10 20 50 進水 8 940501000600200150150 出水 8 928359503255014330 氣浮池 去除率 30 5 45 75 7 4 80 進水 8 928359503255014330 出水 7 928359503095014330 調節(jié)池 去除率 5 進水 7 92835950309 14330 出水 6 9170172293 1346 厭氧池 去除率 40 24 70 6 80 進水 6 91701650100 1345 4 缺氧池出水 6 985040030 2003 75 焦化廢水處理項目焦化廢水處理項目 方案設計方案設計 27 去除率 50 38 70 11 30 進水 6 985040030 2003 75 出出水水 6 9170703 403 75 好氧池 沉淀池 去除率 80 83 90 80 進水 6 9170703 403 75 出出水水 6 985200 4 15 3 75 生物接 觸氧化 池去除率 50 71 87 63 進水 6 985200 4100 15 3 75 出出水水 6 9 100 20 0 450 15 1 9 混凝沉 淀池 去除率 50 49 5 5 主要構筑物設計及設備選型主要構筑物設計及設備選型 5 1 預處理部分預處理部分 5 1 15 1 1 污水提升池污水提升池 泵房與集水池合建 構筑物處理能力 100m3 h 5 1 1 1 人工粗格柵人工粗格柵 型號 PG 1200 1600 數(shù)量 1臺 設計參數(shù) 格柵寬度B 1200mm 排渣高度h1 1380mm 柵條凈距 b 30mm 安裝角度 60 井長1 5m 井寬1 5m 格柵井深2m 總容積4 5m3 5 1 1 25 1 1 2池體池體 結構 地下式鋼筋混凝土結構 焦化廢水處理項目焦化廢水處理項目 方案設計方案設計 28 數(shù)量 1 座 調節(jié)有效容積為 200m3 池體總體積 V總 300m3 有效深度 2 米 池底設泵坑 池子頂部設溢流 池體尺寸 L W H 10 10 3m 水力停留時間 HRT 2h 5 1 1 35 1 1 3提升泵提升泵 型號 100WQ85 20 7 5 數(shù)量 2臺 一開一備 性能參數(shù) 單泵流量 Q 85m3 h H 20m 電機功率 7 5kw 5 1 25 1 2 事故池事故池 構筑物設計處理能力 100m3 h 5 1 2 15 1 2 1池體池體 結構 地下式鋼筋混凝土結構 數(shù)量 1 座 池體尺寸 L W H 18 10 5 5 m 池體總體積 V總 990m3 有效容積 V有效 900m3 有效深度 5m 水力停留時間 HRT 9h 焦化廢水處理項目焦化廢水處理項目 方案設計方案設計 29 5 1 2 25 1 2 2潛污泵潛污泵 型號 WQR7 14 0 75 提升潛污泵 數(shù)量 2臺 1用1備 設計參數(shù) 流量Q 7m3 h 揚程 H 14m 功率N 0 75kw 5 1 2 35 1 2 3潛水攪拌機潛水攪拌機 型號 QJZA 3 數(shù)量 2臺 常開 性能參數(shù) 葉輪直徑D 550 mm H 10m 電機功率3kw 5 1 35 1 3 隔油池隔油池 裝置處理能力 100m3 h 設計采用斜管除油池 表面負荷為 1 0m3 m2 h 5 1 3 15 1 3 1池體池體 池體尺寸 L W H 12 8 6 8m 構筑物 矩形鋼砼結構 平流式 地上式 數(shù)量 1 座 池體總體積 V總 652 8m3 池體有效體積 V有效 268 8m3 有效深 度 2 8m 水力停留時間 HRT 2 7h 焦化廢水處理項目焦化廢水處理項目 方案設計方案設計 30 5 1 3 25 1 3 2雙邊驅動行車式刮油機雙邊驅動行車式刮油機 型號 NGR 6 數(shù)量 2臺 設計參數(shù) 寬度W 6m 功率0 75 2 kW 行車速度0 96m min 5 1 45 1 4 氣浮池氣浮池 5 1 4 1 設備設備 型號 JQF 100型高效氣浮池 數(shù)量 1臺 規(guī)格 12 5 3 5m 系統(tǒng)包括氣浮主機系統(tǒng) 溶氣系統(tǒng) 管路閥門及儀表系統(tǒng) 電 控系統(tǒng) 設計參數(shù) 總處理量100m3 h 設備總功率N 12 3 kW 停留時 間4min 該系統(tǒng)溶氣水泵一臺 溶氣罐一套 空壓機Z 0 05 6 功率 0 75kW 5 1 55 1 5 調節(jié)池調節(jié)池 設計處理能力 65m3 h 5 1 5 15 1 5 1池體池體 結構 鋼砼結構 焦化廢水處理項目焦化廢水處理項目 方案設計方案設計 31 規(guī)格 18 10 5 5m 數(shù)量 1座 總體積 V總 990m3 有效容積 V有效 900m3 有效深度5m 停留時間 14h 5 1 5 25 1 5 2潛水攪拌機潛水攪拌機 型號 QJZA 3 數(shù)量 2臺 常開 性能參數(shù) 葉輪直徑D 550 mm H 10m 電機功率3kw 5 1 5 35 1 5 3一級提升泵一級提升泵 型號 100WQ100 15 7 5 潛污泵 數(shù)量 2臺 1用1備 設計參數(shù) 流量Q 100m3 h 揚程 H 15m 功率N 7 5kw 5 2 生化處理部分生化處理部分 5 2 15 2 1 厭氧池厭氧池 設計處理能力 65m3 h 反應溫度30 5 2 1 1 池體池體 結構 矩形鋼砼結構 地上式 焦化廢水處理項目焦化廢水處理項目 方案設計方案設計 32 數(shù)量 1座 池體尺寸 L W H 16 8 8 5m 池體總容積V總 1088m3 有效容積V有效 806m3 有效水深取 6 3m 容積負荷 2KgCOD m3 d 水力停留時間 HRT 12小時 5 2 1 2 三相分離器三相分離器 氣水固三相分離器 數(shù)量 2套 5 2 1 3 布水裝置布水裝置 底部布水 采用專用布水器 每只服務面積4m2 5 2 1 4 填料填料 采用彈性立體填料 高度3m 總裝填量為360m3 5 2 25 2 2 缺氧池缺氧池 設計處理能力 65m3 h 回流比600 5 2 2 1 池體池體 結構 矩形鋼砼結構 地上式 數(shù)量 1座 水力停留時間 HRT 25小時 焦化廢水處理項目焦化廢水處理項目 方案設計方案設計 33 池體尺寸 L W H 16 17 7m 總體積V 1904m3 有效體積V 1632m3 有效水深6m 5 2 2 2 布水裝置與溢流裝置布水裝置與溢流裝置 底部布水 采用專用布水器 每只服務面積4m2 頂部設2排平行 鋸齒溢流槽 5 2 2 3 填料填料 采用彈性立體填料 高度3m 底部留空間高度1m 總裝填量為 820m3 5 2 2 4 磷酸鹽加藥裝置磷酸鹽加藥裝置 在缺氧池前投加磷 磷源采用磷酸氫二鈉 投加量為10 mg L 型號 JY0 3 0 72 N 1 5KW