焦化每天2400吨废水设计方案.doc
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1、内蒙古乌海佳鑫煤焦化有限公司2400t/d生产废水处理设计方案XXX有限公司二零零八年十二月内蒙古乌海佳鑫煤焦化有限公司2400t/d生产废水处理设计方案编制人:工 艺: 设 备: 土 建: 预 算: 审核人: 审批人: 目 录1 概述11.1 工程概况11.2 设计原则11.3 设计依据21.4 设计范围31.5 设计指标32 工艺的选择与确定42.1 废水特点42.2 焦化废水常规处理方法52.3 方案选择52.4 预处理工艺62.5 油类的去除62.6 氨氮的去除72.7 生化处理工艺的选择72.8 混合设备、反应方式和沉淀池形式82.9 吸附滤料的选择93 工艺流程103.1 工艺流程
2、示意图103.2 工艺流程说明103.3 工艺流程特点114 DF系列水处理药剂125 主体设计145.1 调节池1145.2 隔油沉淀池1145.3 反应沉淀池145.4 调节池2155.5 隔油沉淀池2155.6 脱酚塔155.7 A/O反应池165.8 混凝反应沉淀池165.9 吸附过滤池175.10 污泥浓缩池175.11 污泥干化场176 电气设计186.1 设计依据186.2 设计范围186.3 供电电源要求186.4 电器控制186.5 用电负荷表197 其他设计197.1 结构设计197.2 给水设计207.3 排水设计207.4 采暖通风设计207.5 消防、卫生设计207.
3、6 安全设计208 总图设计218.1 平面布置218.2 高程布置228.3 水质监测229 主要建(构)筑物及设备239.1 主要建(构)筑物一览表239.2 主要设备一览表2410 管理运行及工程进度2510.1 管理运行2510.2 工程进度计划2511 工程报价2611.1 编制依据2611.2 工程投资预算2612 工程经济评价2912.1 分析依据2912.2 运行费用分析2912.3 主要经济指标3013 质量保证及服务承诺3013.1 质量保证3013.2 技术支持与服务3114 工程说明321 概述1.1 工程概况内蒙古乌海佳鑫煤焦化有限公司所建煤焦炉为272孔4350型年
4、产96万吨焦化厂,总投资5亿元,目前基础工程已基本完工。焦炉一期工程已完成40%;在总工程完成70%后可日产1200吨左右,同时化产回收有煤焦油、硫磺、氨产品、苯、甲醇等。目前因国家对环保越来越重视,政府要求生产环保同步进行。这样内蒙古佳鑫煤焦化有限公司就要在焦炉一期生产的同时,脱硫、除尘、污水处理同时投入使用。我公司通过对该厂焦化废水特点的分析,并将国内外先进、成熟的焦化废水处理技术与具体工程实践相结合,通过广泛的论证,提出确保废水达标排放且实现废水资源化的技术方案,不妥之处,敬请指正。1.2 设计原则1.2.1 选用稳定、高效、先进的治理技术和工艺路线,确保整套工艺长期稳定运行;1.2.2
5、 力求做到投资少、运行费用低、操作便捷、管理维护容易;1.2.3 整套工艺结构紧凑、布置合理,各处理构筑物尽量共用池壁,减少土建造价,降低工程投资;1.2.4 处理系统的布置尽量利用水工构筑物的位置高差,使污水在重力流的作用下进入后续处理单元,减少泵的提升,达到节省投资、降低能耗、减少运行成本、降低维护难度的目的;1.2.5 配套设备的选择科学合理,既遵循高效节能的原则,又确保设备在最佳工况点运行,延长设备的使用寿命,减少损坏几率,降低运行和维护费用;1.2.6 污水处理设施能够适应当地的气候、气象条件。1.3 设计依据1.3.1 相关的法律法规、方针政策:中华人民共和国环境保护法;中华人民共
6、和国水污染防治法;国家、内蒙古自治区有关环保规章制度等。1.3.2 设计标准和规范:污水综合排放标准GB 89781996地面水环境质量标准GB 3838-88焦化厂、煤气厂含酚污水处理设计规范CECS05:88室外排水设计规范GB 500142006给水排水工程构筑物结构设计规范GB 50069-2002给水排水工程管道结构设计规范GB 503322002泵站设计规范GB/T 50265-97电气设计规程规范GBJ 54-83采暖通风与空气调节设计规范GB 50019-2003混凝土结构设计规范GB 500102002建筑地基基础设计规范GB 500072002砌体结构设计规范GB 5000
7、320011.3.3 当地环境、气象、水文、地质等条件(暂缺)1.3.4 焦化生产废水污染状况及典型废水水质资料;1.3.5 炼焦炉大气污染物排放标准GB 907819961.3.6 国家发展改革委员会2004年76号公告焦化行业准入条件1.3.7 十五冶金环境保护重点推广及开发技术1.3.8 清洁生产标准 炼焦行业HJ/T 12620031.4 设计范围1.4.1 污水及污泥处理工艺流程设计;1.4.2 污水及污泥处理土建工程设计和施工;1.4.3 标准设备的选型、采购和安装,非标设备的设计、制造和安装;1.4.4 污水处理工程界区外1米内的污水管线、污泥管线和给水管线的设计,以及相关的电器
8、线路设计、通风设计。1.5 设计指标1.5.1 设计规模工厂每天排放的废水总量为2400m3/d,即100m3/h。1.5.2 设计进出水水质1.5.2.1废水水质项 目CODCrNH3-N挥发酚氰化物油类硫化物 pH指 标50005000130020508009.5-111.5.2.3 设计出水水质设计出水指标达到污水综合排放标准(GB89781996)一级标准:项 目CODCrNH3-N挥发酚氰化物油类pH指 标100150.50.58691.5.2.4 处理程度分析项 目CODCrNH3-N挥发酚氰化物油类平均进水水质5000500013002050出水水质100150.50.55去除效
9、率98%99.7%99.96%97.5%90%2 工艺的选择与确定2.1 废水特点焦化废水所含污染物包括酚类、多环芳香族化合物及含氮、氧、硫的杂环化合物等,是一种典型的含有难降解的有机化合物的工业废水。焦化废水中的易降解有机物主要是酚类化合物和苯类化合物,砒咯、萘、呋喃、眯唑类属于可降解类有机物;难降解的有机物主要有砒啶、咔唑、联苯、三联苯等。废水浓度高、色度大,属较难生化降解的高浓度有机工业废水。2.2 焦化废水常规处理方法目前焦化废水处理技术主要有物化法、生化法以及物化-生化法三大类。物化法主要包括隔油、吸附、混凝沉淀、化学氧化等工艺,一般作为焦化废水的预处理方法;生化法主要包括活性污泥法
10、和生物膜法,而用于焦化废水处理的主要有MBR工艺、SBR工艺、A/A/O工艺和A/O工艺等。但由于焦化废水较难处理,主体工艺一般是物化与生化的有机组合。我国焦化废水处理自五十年代起的发展过程,是一个从无到有、逐步提高、逐步完善的过程。 从简易的机械处理到生物脱酚装置,再到各院所加大研究焦化废水处理的力度,逐步开展了两段生化和投加生长素的试验研究以及后混凝处理和污泥脱水的研究,设计了一大批焦化废水处理装置,取得了良好的处理效果。八十年代,在试验研究的基础上将宝钢焦化废水处理装置进行了改造,将其改为AO脱氮工艺,并获得改造装置的开工调试成功,该装置达到了国际焦化行业的领先水平。2.3 方案选择 通
11、过以上分析和论述可知,要治理好焦化废水,必须首先对废水中有用物质进行回收利用,再加强预处理,然后采用具有脱氮功能的生化工艺进行处理,最后采用沉淀过滤技术,确保出水长期稳定达标排放。采用本工艺具有以下优势:2.3.1采用除油和化学沉淀法脱氨等预处理技术,为焦化废水的生化处理创造好的条件,确保生化处理的效果。2.3.2利用硝化和反硝化的原理,在降低废水中COD的同时,降低废水中的氨氮含量。2.3.3由于采用了缺氧工艺,使废水中的多环芳香族化合物及含氮、氧、硫的杂环化合物等结构被破坏,使其变成容易被好氧生化处理的物质,提高了废水的可生化性,从而提高了好氧生化处理率,进一步降低了废水排放中COD含量。
12、2.3.4 选择化学沉淀法脱氮,使废水中的氨氮与加入的药剂生成肥料MAP,既达到了脱氮的目的,又避免了二次污染的生成,且生成的MAP养分比其它可溶肥的释放速度慢,可以作缓释肥(SRFs);肥效利用率高,施肥次数少,同时不会出现化肥灼烧的情况。2.4 预处理工艺焦化废水含有高浓度的油类、氨氮及酚等污染物,若直接进行常规的污水处理会加重废水处理单元的负荷,不仅降低了废水处理效果,还增加了处理费用。若对其进行预处理,有效的回收其中的有用物质,既可以取得良好的环境效益,又可以取得一定的经济效益。2.5 油类的去除经大量工程实践证实,对焦化废水采用隔油池除油可以取得良好的效果。而废水中又含有大量的煤渣等
13、大比重物质,若不去除将对泵及管道造成损害。设计采用隔油沉淀池,在一个单元中同时完成除油和沉淀,隔除大部分油类物质,同时沉淀部分有机物及煤渣、泥沙等无机物,降低了废水的有机负荷,减少对后续生物处理的抑制作用。2.6 氨氮的去除对焦化废水中氨氮的去除主要采用蒸氨塔、吹脱塔和化学沉淀法。吹脱法的缺点是基建和运行费用高,管理维护复杂;化学沉淀法即MAP脱氮除磷法去除氨氮,其反应原理为向含NH4+和PO43-的废水中添加镁盐,经重力沉淀或过滤,就得到MAP,其化学分子式是MgNH4PO46H2O,俗称鸟粪石,该法的缺点是需要加入化学药剂H3PO4和MgO。蒸氨塔是一种高效率脱氨的构筑物,废水通过静态混合
14、器混合均匀后进入蒸氨塔,蒸出的氨蒸汽回氨回收工序,防止二次污染,塔底蒸馏后的废水排入生物滴滤塔进一步处理,蒸馏法回收剩余氨水中的氨,简便可靠,保证了废水的脱氨效果。蒸氨塔处理设施处理效果好、管理较为方便、操作周期长、维护量小、使用寿命长。2.7 生化处理工艺的选择焦化废水中的氨氮主要以游离态和固定态两种形式存在,另外废水中其它含氮化合物(如氰化物和硫氰化物等)在化学和生化反应中也有可能转化为氨氮。废水处理若只采用好氧生化处理,仅能去除少量氨氮,而采用硝化和反硝化工艺不仅可以降低废水COD值,还可以去除大量氨氮。因此我们选择和采用了具有硝化和反硝化功能的A/O工艺。预处理后的废水混合进入脱酚塔脱
15、酚后进入A/O生化工艺的A段(即缺氧段),在兼氧菌的作用下,新来的废水提供充足的碳源和碱源,与回流混合液中的硝态氮反应生成氮气,达到脱氮的目的,同时也使废水中的有机碳得到初步降解。接着进入O段(即好氧段),在好氧菌的作用下,完成对有机物的降解,同时使废水中的有机氮和氨氮在硝酸盐菌和亚硝酸盐菌的作用下完成硝化反应,生成硝酸盐氮,回流至A段。2.8 混合设备、反应方式和沉淀池形式混凝反应装置选择管道混合器和迷宫式反应器,完成废水与絮凝剂和助凝剂的混合和反应;沉淀池设计为平流式沉淀池。2.8.1 管道混合器是处理水与絮凝剂、助凝剂实行瞬间混合的理想设备:具有设备小、高效混合、节约用药等特点,在不需外
16、动力情况下,水流通过混合器产生对分流、交叉混合和反向旋流三个作用,混合效益达90-95%。较其它处理工艺节省占地50%,同时节省基建投资10%以上。2.8.2 迷宫式反应器是隔板反应器的加强,为药剂与水中颗粒充分接触提供良好的水力条件,反应时间短,施工简单,管理维护便捷,对原水水量和水质变化的适应性较强,混凝效果稳定。2.8.3 沉淀池选择平流式,利用静压排泥,减少设备投资和运行费用,降低维护难度。2.9 吸附滤料的选择吸附过滤法是污水深度处理工艺中比较常用的一种方法。目前通常用活性炭作为吸附过滤法的滤料,但由于其价格偏高、再生能耗大,且再生后吸附能力亦有不同程度下降,这就使吸附过滤法在污水处
17、理上的应用受到了影响。对此,我公司根据多年的工程实践,筛选出一种工业副产品作吸附剂,它的吸附性能和容量与活性炭相当,但价格却是活性炭的十分之一,并且不需要再生,这就为吸附过滤法应用于各种工业污水处理创造了良好的条件。3 工艺流程3.1 工艺流程示意图焦化废水调节池隔油沉淀池蒸氨塔中间水池生物滴滤塔A/O反应池污泥浓缩池污泥脱水DF系列混凝剂和絮凝剂泥饼外运达标排放或回用清水池吸附过滤池混凝反应沉淀池二沉池反冲洗回调节池过滤池回氨回收工序图1 工艺流程示意图3.2 工艺流程说明焦化废水进入调节池调节水质水量后自流进入隔油沉淀池,上层焦油分离后进入焦油回收系统,产生的沉淀污泥进入污泥处理系统;出水
18、自流进入反应沉淀池,并向其中加入脱氨剂DFTN以去除废水中大部分氨氮,产生的沉淀物质被收集、贮存、干燥后制成氨镁肥。反应沉淀池出水进入中间水池,由泵提升进入生物滴滤塔。废水进入生物滴滤塔进行吹脱除酚,脱酚塔出水进入A/O反应池,在生化去除COD的同时除去废水中残留的氮。出水经管道混合器与DF系列高效絮凝剂和助凝剂充分混合后进入混凝反应池,使其与废水中残留的微小悬浮颗粒和胶体颗粒在电中和、吸附架桥、压缩双电层等作用下生成易于沉淀的絮凝体,然后再自流进入混凝沉淀池,并在重力作用下沉淀分离。为保证良好的出水水质,混凝反应沉淀池出水,再自流进入吸附过滤池对废水进行深度处理。使水中残留的微小颗粒进一步被
19、截留,以确保出水长期、稳定达标排放。隔油沉淀池产生的污泥自流入污泥浓缩池,经重力浓缩沉降后,浓缩污泥由泵提升送至污泥脱水机,进一步降低污泥含水率,泥饼外运妥善处置,防止二次污染。3.3 工艺流程特点3.3.1 本方案采用物料回收利用的综合技术,既具有很好的经济效益,又为后续废水处理创造了良好的条件,这也是处理焦化废水的最好方法。3.3.2 采用除油和化学沉淀法回收氨工艺对废水进行预处理,回收去除了对生化处理有影响的油和氨,为生化处理创造了良好的条件,提高了生化处理效果。3.3.3 生化处理采用A/O工艺,既去除了废水中的COD,还利用硝化和反硝化的原理进一步脱除废水中的氨氮,避免了使用一般生化
20、法处理后出水氨氮不达标的问题。3.3.4 在生化反应后再进行混凝沉淀和吸附过滤处理,既可以进一步降低废水中污染物,又能在生化处理波动的情况下确保出水的稳定性,以实现长期稳定达标排放。3.3.5在本方案设计中充分利用各处理单元构筑物之间的自然高度差,通过合建和自流的形式减少了工程投资和运行费用。4 DF系列水处理药剂目前我国水处理行业主要使用的絮凝剂为单一成分或两种成分的无机聚合物絮凝剂,处理效果多数不如理论计算理想,对水处理设备也有很强的腐蚀性。我公司自主研发生产的DF系列高效絮凝剂属三元复合型无机高分子絮凝剂,其生产工艺技术为国内首创,属高科技产品,是满足国家最新的水质标准进行混凝处理的首选
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