煤化工20+25噸每天焦化廢水處理設施改造及新建設計方案

1、 設計方案煤化工業(yè)公司（480+840）t/d焦化廢水處理設施改造及新建設計方案二零一六年四月I目 錄1 概述241.1 項目概況241.2 設計原則與設計依據(jù)241.2.1 設計原則241.2.2 設計依據(jù)241.3 設計水量與水質251.3.1 水量251.3.2 進水水質251.3.3 出水水質252 處理方案的確定252.1 廢水處理工藝方案252.1.1 水質分析262.1.2 預處理工藝262.1.3 生化處理工藝262.1.4 深度處理單元272.2 固體廢棄物處理方案283 工藝流程及主要構筑物說明283.1 工藝流程及說明283.2 預期處理效果294 新建/改建構筑物及設備

2、清單304.1 新建/改建構筑物清單304.2 新增設備清單305 投資成本估算326 深度處理運行成本估算347 平面布置23 設計方案1 概述1.1 項目概況煤化工業(yè)公司現(xiàn)有設計能力為20t/h的蒸氨水處理設施，實際處理能力約為5t/h，出水可基本滿足煉焦化學工業(yè)污染物排放標準表2的要求?，F(xiàn)新增35t/h熄焦水待處理。出水除滿足以上標準要求外，考慮回用作為熄焦水循環(huán)使用（鹽度高不宜作為鍋爐冷卻水）。我公司受煤化工業(yè)公司委托，為20+35t/h焦化廢水處理編制工藝設計方案，包括舊工藝改造及新設施建設。1.2 設計原則與設計依據(jù)1.2.1 設計原則（1）國家相關政策、法規(guī)、技術規(guī)范；（2）業(yè)主

3、方對于該項目的相關要求；（3）污染物無害化、穩(wěn)定化、資源化，工程設計節(jié)能、經濟、高效；（4）選取工藝技術路線先進成熟、運行穩(wěn)定可靠，運行管理便捷。1.2.2 設計依據(jù)中華人民共和國水污染防治法（2008年2月）煉焦化學工業(yè)污染物排放標準（GB 16171-2012）惡臭污染物排放標準（GB 14554-93）工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標準（GB 12348-90）焦化廢水治理工程技術規(guī)范（HJ 2022-2012）室外給排水設計規(guī)范（GB 50014-2006）建筑給排水設計規(guī)范（GB 50015-2003）給水排水工程構筑物設計規(guī)范（GB 50069-2002）給水排水工程管道結構設計規(guī)范（GB 50

4、332-2002）鋼結構設計規(guī)范（GB 50017-2003）建筑結構荷載規(guī)范（GB 50009-2001）混凝土結構設計規(guī)范（GB 50010-2002）建筑地基基礎設計規(guī)范（GB 50007-2002）供配電系統(tǒng)設計規(guī)范（GB 50052-95）1.3 設計水量與水質1.3.1 水量 根據(jù)業(yè)主提供材料，現(xiàn)有20t/h蒸氨水及新增35t/h熄焦水待處理，則設計進水水量為：（480+840）t/d。1.3.2 進水水質業(yè)主提供的蒸氨水COD和氨氮設計進水指標及我方檢測值見下表，酚、氰、油分等其他數(shù)據(jù)采用焦化廢水治理工程技術規(guī)范表A1的推薦數(shù)據(jù)，整理如下：表1 污水處理系統(tǒng)進水設計水質水質指標廢

5、水溫度（）COD（mg/l）NH4+（mg/l）總氮（mg/l）揮發(fā)酚物（mg/l）硫氰酸根（mg/l）石油類（mg/l）蒸氨水2535業(yè)主：3000檢測：1556業(yè)主：300檢測：916檢測：122190200300400515熄焦水7085檢測：821檢測：474檢測：563- 可以看出，我方檢測值與業(yè)主提供的設計值有差距。據(jù)了解，現(xiàn)有設施上游的蒸氨裝置尚未滿負荷運行，未來應可達到設計值的標準。故本設計仍以業(yè)主提供的設計值為準，但適當留有裕度。1.3.3 出水水質若出水用于熄焦補充水或排放，則水質應達到煉焦化學工業(yè)污染物排放標準表2的標準（表2）。表2 作為熄焦水回用或排放的出水水質檢測項

6、目pH懸浮物（mg/L）COD（mg/L）BOD5（mg/L）NH4+（mg/L）TN（mg/L）設計值69701503025502 處理方案的確定 2.1 廢水處理工藝方案2.1.1 水質分析由水質指標可知，蒸氨水的主要污染物為難降解有機物和氨氮，該有機成分對生化微生物具有毒性，可生化但污泥培養(yǎng)難度較大。依據(jù)焦化廢水治理工程技術規(guī)范，現(xiàn)有污水設施本應滿足20t/h蒸氨后水氨氮的處理需要，但實際負荷僅達到設計預期的1/4，說明污泥目前活性較差。對現(xiàn)有污水設施的性能改善還應從提高污泥活性和生物滯留性入手。熄焦水主要為炭渣類懸浮物、難降解COD和氨氮，經預處理和生化處理應可滿足氨氮去除的需要?？紤]

7、到場地限制，改造難度，成本經濟性等因素，熄焦水不與蒸氨水合流處理，而是單獨新建預處理和生化處理設施。為使總氮達標，必須適當投加外部碳源。為使難降解COD達到排放標準，必須在生化處理后增加深度處理。如熄焦水反復回用，則將出現(xiàn)鹽度積累，破壞生化系統(tǒng)活性的情況，本設計中擬將處理后的蒸氨水（20t/h）和部分處理后熄焦水（15t/h）合流后作為熄焦水回用，剩余處理后熄焦水（20t/h）排放。2.1.2 預處理工藝對蒸氨水，預處理的主要目的是除油，除懸浮物和降低難降解有機物含量。據(jù)觀察，現(xiàn)有蒸氨水預處理工藝段基本可滿足除油和除懸浮物的要求，則這部分工藝段不需作較大改動。但目前氣浮裝置運行不正常，應予檢修

8、或改造。對熄焦水，預處理主要目的是除炭渣、懸浮物和降溫。采用沉砂池和沉淀池可去除炭渣和懸浮物。對污染較重的廢水，可采用多段降溫池的方式降溫，對污染較輕的廢水，可采用污水冷卻塔（空冷）。本設計中，熄焦水采用污水冷卻塔冷卻。2.1.3 生化處理工藝現(xiàn)有蒸氨水生化處理工藝主要包括水解酸化、厭氧、好氧。實際負荷并未達到預期的處理能力，說明作為處理主體的微生物（即污泥）活性不足。應對生化池進行二次投泥，并采取有效措施，盡可能減少污泥流失。最有效的方法是將二沉池改建為MBR池。MBR池以平板膜作為填料，一方面有效截留微生物，另一方面形成生物膜，提高處理效果。熄焦水的生化處理工藝與蒸氨水相同，根據(jù)水質指標和

9、水量，熄焦水生化池規(guī)模約為蒸氨水的1.5倍。部分熄焦水要達標排放，其總氮指標應予控制。因此擬向熄焦水生化厭氧池投加醋酸鈉作為反硝化外部碳源，提高總氮去除率。2.1.4 深度處理單元深度處理的主要目的是使難降解COD濃度達到排放標準，對蒸氨水或熄焦水，生化處理后COD預計降至200mg/L，如蒸氨水全部回用為熄焦水，則這部分出水不需要進行深度處理，排放的部分熄焦水，仍需將COD降至150mg/L才可排放針對難降解COD的深度處理技術主要為高級氧化技術，如濕式氧化、Feton法、微電解、催化臭氧氧化等。（1）濕式氧化：高溫高壓條件下對有機物進行氧化處理。該方法能耗高，設備安全性能要求高，經濟性較差

10、，一般不采用。（2）Feton法：基本原理是H2O2在Fe2+離子催化作用下產生強氧化劑OH，可氧化難降解有機物。該方法有機物去除率高，除色度效果好，是目前市場上認可度高、應用較廣的一種方法。但該法藥劑成本高、勞動強度大（藥劑投加、污泥處理等）、產泥量大、工藝參數(shù)較難控制（進水指標要求高），設備腐蝕也較快。應用于焦化廢水時，對氰化物效果較好，對酚類效果不明顯。（3）微電解法：基本原理是鐵-碳顆粒間形成無數(shù)微型原電池，使廢水中的難降解有機物進行氧化還原反應。該法對廢水生化性提高及脫色具有良好效果，且運行成本較Feton法低。但該法存在對工藝要求較高（pH控制）、設備壽命較低（易板結）和勞動強度大

11、（鐵屑補充）等問題。此外，微電解工藝還將產生大量鐵泥，處理十分困難且費用昂貴。（4）臭氧具有強氧化性，但單一臭氧氧化存在選擇性、反應速度慢等缺點。近年來新興的一種非均相催化臭氧氧化技術解決了以上問題，該技術采用固體催化劑（見下圖），大幅度強化圖1 催化臭氧填料羥基自由基產生量，提高了難降解有機物的去除率，從而提高臭氧利用率，降低處理成本。對比其他技術，其優(yōu)勢在于： 可以顯著提高臭氧的利用效率（無催化時，臭氧消耗量一般為1-3 g O3/g COD，催化臭氧氧化可以至少降低臭氧消耗量1倍）； 工藝簡單，無需調節(jié)pH值，無化學試劑添加，設備簡單，易于控制； 不產生任何固體廢棄物； 運行成本低廉。催

12、化劑的使用壽命可達5年。目前該技術已進行多項工程試驗及實踐。如焦化廠、化肥廠等配有大流量空分裝置，應用本技術可極大節(jié)省設備成本。經催化臭氧處理后，污水色度也將大大降低，滿足排放要求。2.2 固體廢棄物處理方案預處理過程中收集的廢油和煤渣經重力脫水處理后回收利用或摻混到煉焦煤中。廢水生化處理中產生的剩余污泥經機械壓濾脫水后送煤廠摻入煉焦煤中。3 工藝流程及主要構筑物說明 3.1 工藝流程及說明 根據(jù)以上分析，確定工藝流程見圖2。排放（20t/h）圖2 工藝流程蒸氨后水（20t/h）沉砂池沉淀池熄焦后水（35t/h）絮凝沉淀池隔油池催化臭氧氧化石英砂過濾器MBR池A/O組合生化污水冷卻塔（15t/

13、h）回用熄焦（35t/h）調節(jié)池A/O組合生化MBR池氣浮隔油池預處理系統(tǒng)蒸氨后水經隔油池、絮凝沉淀池、氣浮隔油等工藝后去除油分和懸浮物。熄焦后水經沉砂池除炭渣，經沉淀池除懸浮物和油分，經污水冷卻塔降溫至約2530。生化處理系統(tǒng)污水首先進水解酸化池，提高有機物可生化性。水解酸化池出水自流進入?yún)捬醭?，在此回流污水進行反硝化除總氮。厭氧池與好氧池相同，好氧池內曝氣，去除大部分有機物和氨氮。出水自流進入MBR池，截留污泥部分回流（100%）至好氧池補充微生物量，上清液部分回流（100%）至厭氧池反硝化除總氮。蒸氨水MBR池出水全部泵入進入調節(jié)池，熄焦水MBR池出水泵入中間水池后，泵出15t/h至調節(jié)

14、池與蒸氨水MBR池出水混合作為熄焦水回用。熄焦水中間水池泵出20t/h至深度處理單元。深度處理熄焦水中間水池來水經纖維過濾器除懸浮物，出水進催化臭氧氧化去除殘余難降解COD。出水可達標排放。3.2 預期處理效果表4 廢水處理預期效果項目蒸氨水熄焦水調節(jié)池深度處理預處理生化預處理生化進水COD（mg/l） 3000250030002500200200出水COD（mg/l）25002002500200200150進水TN（mg/l）4504504504505050出水TN（mg/l）45050450505050進水NH4+-N（mg/l）3003003003002525出水NH4+-N（mg/l）

15、300253002525254 新建/改建構筑物及設備清單 4.1 新建/改建構筑物清單表6 新建/改建構筑物清單序號名稱尺寸（m）結構形式數(shù)量1熄焦水沉砂池0.2516鋼砼1座2熄焦水沉淀池30254鋼砼1座3熄焦水水解酸化池5258鋼砼1座4熄焦厭氧池20408鋼砼1體2座5熄焦好氧池30254鋼砼1體3座6熄焦水MBR池121610鋼砼1座7熄焦水中間水池24168.5鋼砼1座8脫氣池3178.5鋼砼1座9熄焦水事故池12128.5鋼砼1座10熄焦水污泥池1288.5鋼砼1座11深度處理調節(jié)池36448.5鋼砼1座12催化臭氧氧化池9348.5鋼砼1座13工作間（臭氧發(fā)生間，泵房，加藥間

16、）11520磚砼1座4.2 新增設備清單表7 新增設備清單序號名稱規(guī)格型號數(shù)量單位備注1蒸氨水處理系統(tǒng)1.1MBR膜組件平板膜1600m2臺1用1備1.2MBR自吸泵Q=10m3/h，H=22m，N=30kw3臺2用1備1.3MBR化學清洗系統(tǒng)-1套1.4MBR池風機Q=10m3/min2臺1用1備1.5MBR池污泥回流泵Q=20m3/h2臺1用1備2熄焦水處理系統(tǒng)2.1沉砂池排砂系統(tǒng)重力排砂1套2.2沉淀池排泥系統(tǒng)重力排泥1套2.3沉淀池提升泵Q=35m3/h2臺1用1備2.4污水冷卻塔Q=35m3/h，80301套2.5水解酸化池攪拌器2臺2.6事故池提升泵Q=35m3/h1 臺2.7厭氧

17、池攪拌器2臺2.8好氧池鼓風機Q=40m3/min，P=0.05MPa 2臺1用1備，1臺變頻2.9好氧池填料組合填料2.10硝化液回流泵Q=35m3/h2 臺1用1備2.11MBR鼓風機Q=20m3/min，P=0.05 MPa1臺2.12MBR池污泥回流泵Q=35m3/h2臺1用1備2.13MBR自吸泵Q=20m3/h，H=10m，N=7.5kw3臺2用1備2.14MBR膜組件平板膜2800m22.15MBR化學清洗系統(tǒng)1套可合用2.16醋酸鈉加藥系統(tǒng)1套3深度處理單元3.1調節(jié)池攪拌器2臺3.2纖維過濾器35m2/h2臺1用1備3.3催化臭氧池提升泵潛水泵，Q=45m3/h，H=10m

18、2臺1用1備3.4臭氧發(fā)生器2kg/h3臺1用1備3.5循環(huán)水泵Q=40m3/h，H=7m 4臺2用2備3.6反沖水泵Q=160m3/h，H=20m2臺1用1備3.7反洗風機Q=12m3/min，P=0.08MPa，2臺1用1備4污泥處理單元4.1排泥泵Q=15m3/h2臺1用1備4.2板框壓濾機5m21臺5 投資成本估算 一、新增土建部分名稱規(guī)格數(shù)量結構形式造價（萬元）熄焦水沉砂池0.2516m1鋼砼0.105熄焦水沉淀池1.516m1鋼砼0.63熄焦水事故池13.2564m31鋼砼22.26熄焦水水解酸化池14.5144m2鋼砼56.84熄焦厭氧池14.5144m2鋼砼56.84熄焦好氧池

19、14.5324m1鋼砼129.92熄焦水MBR池14.54.54m1鋼砼18.27熄焦水中間水池3.544m1鋼砼3.92深度處理調節(jié)池1144m1鋼砼12.32催化臭氧氧化池6.43.27m1 鋼砼10.0352脫氣池43.24m1鋼砼3.584熄焦水污泥池4.13.24m1鋼砼3.6736工作間（臭氧發(fā)生間，泵房，加藥間）290m21鋼砼25小計343.4二、新增工藝設備設備名稱規(guī)格型號數(shù)量單價（萬元）總價（萬元）MBR膜組件平板膜1600m20.02235.2MBR自吸泵Q=10m3/h3臺0.51.5MBR池風機Q=10m3/min2臺1530MBR池污泥回流泵Q=20m3/h2臺0.30.6沉砂池排砂系統(tǒng)重力排砂1套55沉淀池排泥系統(tǒng)重力排泥1套55沉淀池提升泵Q=35m3/h2臺0.51污水冷卻塔Q=35m3/h，80301套11水解酸化池攪拌器-2臺2.55事故池提升泵Q=35m3/h1臺0.50.5厭氧池攪拌器-2臺2.55好氧池鼓風機Q=40m3/min,P=0.05MPa22550好氧池填料組合填料928m30.0043.712硝化液回流泵Q=35m3/h2臺0.