煤焦油废水处理工程初步设计.doc
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1、煤焦油生产废水处理工程(Q=20m3/h)设计方案目 录第一章项目概况2第二章设计依据及规范2第三章设计原则3第四章工程设计范围4第五章设计规模与水质标准4第六章废水处理工艺流程51工艺流程52处理工艺流程说明6第七章废水系统主要构筑物技术规范91、细格栅/格栅井92、曝气调节池事故池93、一、二级旋流除油器104、高效斜管除油器115、高效溶气气浮装置126、中间水箱137、核桃壳过滤器148、内电解铁床系统159、预热水池1610、ABR厌氧生化池1611、水解酸化池1812、 好氧生化池1813、鼓风机2014、二沉池2115、消毒池2216、石英砂过滤器2217、双级活性炭过滤器241
2、8、清水池2619、污油池2620、污泥池2721、污泥泵2722、动静环螺旋污泥脱水机27第八章工程建设标准29第九章系统控制32第十章用电设备装机容量一览表32第十一章、运行成本分析33第十二章主要设备(构筑物)清单341土建部分构筑物清单342设备材料清单34 第一章项目概况煤在干馏的过程中将产生煤焦油,中温煤焦油主要是褐煤等弱黏结性煤在直立炭化炉中干馏的产物,由于焦油加工大型化和集中化,中温煤焦油加工及其产生的环境问题已经越来越为人们所关注。焦油废水中含有高浓度的酚类物质等,一般来说酚的质量浓度大于100ppm的废水直接灌溉农田时,会引起农作物的减产甚至枯死。如果不经处理直接排放,将严
3、重影响到周边水质,并引起土壤变质,给附近居民生活用水带来困扰。根据国家环境保护法的有关规定,工程项目建设“三同时”的原则及贵公司领导的重视,决心对该废水进行治理,满足排放要求,保护环境,利国利民。我公司是从事各类水处理工程及设备研制的专业厂家,具有设计、设备制造、工程成套、建筑设计、施工、安装、调试和售后服务的能力,能独立承担并完成各种水处理工程项目,即交钥匙工程。我公司针对该废水的特点,进行了实地勘察,同时借鉴相关工程实际运行经验,本着投资省、处理效果好、运行成本低的原则,编制本设计方案,供业主和有关部门决策参考并采纳。第二章设计依据及规范废水处理工程设计依据该贵单位提供的初步资料以及国务院
4、发布的建设项目环境保护管理条例、中华人民共和国环境保护法等有关规定。设计采用的其他相关规范及标准:1)建设单位提供的有关设计基础资料;2)污水综合排放标准(GB8978-1996);3)化学工业主要水污染物排放标准(DB32/939-2006);4)生物接触氧化法设计规范(CECS128:2001);5)室外排水设计规范(GBJ1487);6)环境噪声标准(GB509693);7)工业企业厂界噪声标准GB12348-908)低压配电设计规范GB50054-95;9)混凝土结构设计规范(GBJ10-89)10)城市废水处理厂附属设施和附属建筑设计标准(CJJ31-89)11)建筑结构设计统一标准
5、(GBJ68-84)12)给水排水工程结构设计规范(GBJ69-84)13)工业自动化仪表工程施工及验收规范(GBJ93-86)14)通用电器设备配电设计规范(GB50055-93)15)水处理设备制造技术条件(JB2932-86)16)钢结构设计规范GB17-8817)混凝土结构设计规范GBJ108918)废水处理设备通用规范标准CJ/T3042-199519)恶臭污染物排放标准GB14554-93第三章设计原则1、本设计方案严格执行国家和地方有关环境保护的各项规定,废水处理首先必须确保各项出水水质指标均达到国家废水排放标准要求。2、针对本工程的具体情况各特点,采用简单、成熟、稳定、实用、经
6、济合理的处理工艺,以达到节省投资和运行管理费用的目的。3、平面布置应合理紧凑,减少占地面积。4、处理系统运行有一定的灵活性和调节余地,以适应水质水量的变化。5、管理、运行、维修方便,尽量考虑操作自动化,减少操作劳动强度。设备选型采用通用产品,选购的产品在国内应是技术先进、质量保证、性能稳定可靠、工作效率高、管理方便、维修维护工作量少、价格适中及售后服务好的产品。6、在保证处理高效率的同时工程设计紧凑合理、节省工程费用、减少占地面积,尽量降低运行费用。7、设计美观、布局合理、降低噪声及合理处置固体废弃物,改善废水站及周围环境,避免二次污染。第四章工程设计范围1)从废水处理系统、废水格栅井开始到废
7、水处理设备的达标排放口为止。2)废水处理工程的工艺流程,工艺设备选型,工艺设备的结构布置,电气控制说明等设计工作。3)废水处理工程的钢砼工艺结构,设备的施工、安装、调试等工作。4)废水工程的动力配线,由业主将主电源引至废水处理工程的配电控制箱,配电分配箱至各电器使用点将由我公司负责 。5)不包括废水的收集管网及废水外排管网。第五章设计规模与水质标准1、废水来源:来自工业萘段生产区内产生的废水2、原废水水量:废水总量:20m3/h3、废水水质: 项 目指 标进水水质(mg/L)CODCrcr18000PH6-9挥发酚3000石油类15000SS10004、设计废水水质及排放标准:污水综合排放标准
8、(GB8978-1996)二级排放标准 项 目指 标进水水质(mg/L)CODCrcr150PH69挥发酚0.5石油类10SS150第六章废水处理工艺流程1工艺流程曝气 废水格栅曝气调节池/事故池一级提升泵一级旋流除油器二级旋流除油器 PAC、PAM PAC、PAM 高效斜管除油器高效溶气气浮装置中间水箱二级提升泵核桃壳过滤器曝气H2O2 热蒸汽 曝气 固体氯片 内电解铁床预热池ABR厌氧生化池水解酸化池好氧生化池二沉池消毒水池PAC三级提升泵石英砂过滤器一级活性炭过滤器二级活性炭过滤器清水池排放辅助工艺:污油回收:旋流除油器、高效斜管除油器、高效溶气气浮装置污油污油池污泥处理:生化池剩余污泥
9、、二沉池剩余污泥污泥池污泥泵压滤机泥饼外运反洗工艺:清水池反洗泵过滤器调节池回流工艺:压滤机压滤水调节池二沉池污泥水解酸化池2处理工艺流程说明来自工业萘段生产区内产生的高浓度废水经汇集进入格栅井,废水首先经人工格栅,去除大颗粒杂质。设置高浓度废水调节池,通过高浓度废水调节池均化水质水量,为保证效果调节池安装穿孔管曝气系统,进行预曝气,吹脱一部分挥发酚,同时也具有调匀水质的功能。同时设置事故池,以应对后续处理装置检修期,废水的暂时存储。高浓度废水经一级提升泵提升至旋流除油器,旋流除油器的工作原理,在一定的压差条件下,两种不同液体的密度经过旋流器时,在收缩腔、尾锥内高速旋转所产生的离心力,将较重的
10、液体抛向外侧,呈螺旋状从底流口排出,而较轻的液体则在尾锥中心低压区形成油芯,并从溢流口排出,从而实现液体分离。双级旋流除油器出水自流进入高效斜管除油器。高效斜管除油器是以投加化学药剂使污水中的油份和悬浮物产生凝聚和絮凝反应,使油类物质从水中分离出来。常投加两种药剂,一种为电介质类凝聚剂,另一种为特制的油絮凝剂。(1)凝聚剂为具有较强破乳能力的电介质类凝聚剂,其破乳机理为:投加电介质凝聚剂后,它能中和水中胶体颗粒的表面电荷,压缩扩散层的厚度,降低胶粒的电位,使胶粒显电中性,并在凝聚剂的作用下相互聚结。(2)油絮凝剂是一种阳离子型高分子絮凝剂,具有絮凝能力强,除油及除悬浮物效率高,使用方便,价格低
11、廉,无毒无害等特点;同时还具有良好的阻垢、缓蚀作用。本产品由天然高分子植物化学改性而成,与无机电介质类凝聚剂配合使用,能促进水中油份和悬浮物、无机颗粒等分子间的架桥絮凝作用,使絮团增大,沉降加快。其絮凝原理为:油絮凝剂是具有很多支链的线性天然高分子悬浮微粒和乳化油珠有极强的吸附架桥能力,它能使凝聚形成的细微粒通过高分子吸附架桥作用,使颗粒逐渐变大,再形成密实、粗大的絮团而沉降下来,达到水质净化目的。高效斜管除油器出水自流进入高效溶气气浮装置,本公司采用新型高效的溶气设备微气泡发生器,代替传统的引气设备向水中溶气,并在气浮区域内安装若干斜管组,包括箱体、刮渣机、螺旋出料机共同组成一个完整气浮净水
12、装置。理论上讲,气浮的处理效果与停留时间是没有直接联系的,而只与气浮面积有关,如果将水深H的气浮区减少为水深H/10,那么气浮距离和停留时间都将缩小10倍,这就是著名的“浅池理论”。气浮区加入斜管的目的是增大气浮面积,大大降低了雷诺系数,使气浮避免在紊流状态下进行,制造良好的层流状态,达到浅层气浮的效果。 同理,当悬浮物的密度大于1时,由于安装了斜管组,就会产生浅池沉淀的效果,从而使沉淀在紊流条件下进行。粒径教大、比重教大的不易上浮的污染物质就会集中到集泥区里,达到净水的目的。 高效溶气气浮装置出水自流进入中间水池缓存,再经二级提升泵提升进入核桃壳过滤器吸附去除污水中的微量浮油。核桃壳过滤器是
13、以核桃壳为过滤介质,经特殊处理的核桃壳,由于表面面积大,吸附能力强,因而去除率高。由于亲水不亲油的性质,在反洗时采用搅拌使核桃壳在运动中相互磨擦,因而脱附能力强,使得再生能力强,化学稳定性好,有利于过滤器性能长期稳定。设备采用深床过滤,可大大提高截污能力。采用专利技术防堵型迷宫代替普通的配水筛管,避免了过滤器在运行过程中随投运时间增加或水质变化而发生的堵塞现象。具吸附力强、截污量大;抗油浸,油、悬浮物双效去除;易再生、反洗不加药;可串联或并联等特点。该过滤器是利用过滤分离原理研制成功的分离设备,采用了耐油滤材特殊核桃壳作为过滤介质,利用核桃壳比表面积大、吸附力强、截污量大的特性,去除水中的油和
14、悬浮物。该设备有自动和手动两种控制方式。过滤时,水流自上而下,经布水器、滤料层、集水器,完成过滤。反洗时,搅拌器翻转滤料,水流自下而上,使滤料得到彻底清洗再生。 废水经过以上工序处理后,废水中的石油类和SS基本上得到了有效的去除,同时,也对废水的COD有一定量的降解,为后续处理减轻负荷。核桃壳过滤器出水经在PH调节池加硫酸后使废水的pH为3,同时投加双氧水,PH调整池出水自流进内电解铁床。所谓“持续高活性铁床”国外称CMRO,这是一种属于电化学法的污水预处理装置,主要应用于化工、制药、垃圾渗滤液、染料等行业的高浓度、难生化的有机污水的预处理。当污水通过含铁和碳的填料时,铁成为阳极,碳成为阴极,
15、并有为电流流动,形成了许多个微小的电池,产生“内电解”,发生腐蚀,也就是氧化还原反应,整个反应在酸性条件下进行,同时充氧反应效果较好。由于有机物参与阴极的还原反应,使官能团发生了变化,改变了原有机物性质,从而使色度得到降解,使原来不易生化的有机物变成可降解的物质,提高了B/C比值。一些无机物也参与反应,生成沉淀物得以去除,如:Fe2+S2FeS,废水的胶体粒子和微小分散的污染物受电场作用,产生电泳现象,向相反电荷的电极移动,并聚集在电极上使水澄清,阳极生成的新生态Fe2+经石灰中和生成Fe(OH)3,有极强的吸附能力,使水得以澄清。铁床技术创新有二:一是填料采用高碳扁状生铁块;二是设置了内外筒
16、体及特殊的导流装置,能使污水在内外筒内自行循环,反复处理。该产品具有填料活性强、使用寿命长、长期运行不“结板”不“钝化”,始终保持高活性、处理效率高、效果好、运行成本低、占地面积小等特点,产品填补了国内空白,技术性能达国内领先。持续高活性铁床的开发成功为我们高浓度有机废水预处理开创了一条切实可行的新路子,目前正常运转六年以上的设备有18台套,四年以上的有30台套,今年除供应国内外还出口到泰国等地,到目前为止,未发现“结板”和“钝化”现象。针对业主的废水实际情况可看出,废水CODcr浓度较高,处理要求高,因此处理难度大,所以我们把重点放在预处理上。铁床作为预处理,主要是大幅度去除CODcr和提高
17、B/C比。我们之所以选用铁床作为预处理是因为它具有以下特点:(1) 铁床在长期运行中始终保持高活性,不需经常“活化”,运行质量稳定、可靠。该设备应用于十几家污水处理工程,历时已六年多,没有发现“结疤”和“钝化”现象,至今仍高效运行。(2) 铁床处理效率高,效果好。一般CODcr去除率在30%50%以上,同时可改善污水的可生化性,提高B/C比值0.10.3。(3)铁床结构紧凑、新颖、一体化,占地面积小,耗能低。铁床出水pH一般在4.55左右,废水通过铁床处理后自流进中和池,加烧碱中和到pH8.59,进入预热池。预热池主要起中间过度及调节水温作用,采用蒸汽盘管加热至30-35度。预热池的停留时间为
18、2小时。预热池的水由泵提升至ABR厌氧生化池进行厌氧处理。ABR反应器与UASB反应器有很大区别,它构造简单、施工简便、不需要三项分离器、造价低。反应器内设置竖向导流板,将反应器分隔成串联的几个反应室,每个反应室都是一个相对独立的上流式污泥床(USB)系统。几个反应室串联使用,更接近于推流式。在反应室内驯化培养出与该处的环境条件相适应的微生物群落。在I区驯化产生的是产酸菌,在II区驯化产生的是产甲烷菌。这样将产酸菌和产甲烷菌分开,各自集中驯化培养后对废水进行处理,和完全混合式的UASB反应器相比,极大地提高了处理效率。ABR反应器可广泛用于酿造、食品、养殖、医药、农药、化工及染料等行业的高浓度
19、难生化的污水处理工程。ABR反应器可使废水中间的不可生化的物质变成可生化的物质,提高B/C比,去除CODcr。该工段停留时间为48小时,对CODcr去除率一般在70%-80%左右,钢筋混凝土结构。ABR厌氧生化池出水自流进入水解酸化池,在池内废水中的大分子有机物在厌氧、兼氧细菌的作用下水解酸化,废水水力停留时间810小时,化学需氧量 COD去除率1015;水解池出水进入好氧生化处理系统,好氧生化处理采用废水处理工程中采用较多的接触氧化法,接触氧化工艺属于生物膜法,对水质水量的变化有较强的适应性。经接触氧化池处理后的废水进入二沉池,进行沉淀处理,沉淀下来的污泥进入污泥浓缩池进行污泥处理。经二沉池
20、后再经石英砂、活性炭过滤器精滤及吸附后进入清水池出水。第七章废水系统主要构筑物技术规范1、细格栅/格栅井废水在进入调节池前,先通过细格栅,以拦截废水中较大颗粒的悬浮物及漂浮物,保证后续处理设施的正常运行,栅渣人工清除;栅渣每天随厂内垃圾一起外运。格栅井参数数量: 1座型式: 立式尺寸: 2.5 0.81.5m(LBH)栅前有效水深: 0.5m主体结构: 钢砼结构细格栅设备参数型号: XF-600安装角度: 70格栅宽: B=600mm栅隙: 5mm格栅材质: 不锈钢2、曝气调节池事故池考虑到废水水量的波动,即高峰流量明显大于时均流量,时均变化系数较大,为了避免设备频繁的开启影响处理效果,本设施
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