煤化工20+25噸每天焦化廢水處理設(shè)施改造及新建設(shè)計(jì)方案

1、 設(shè)計(jì)方案煤化工業(yè)公司（480+840）t/d焦化廢水處理設(shè)施改造及新建設(shè)計(jì)方案二零一六年四月I目 錄1 概述241.1 項(xiàng)目概況241.2 設(shè)計(jì)原則與設(shè)計(jì)依據(jù)241.2.1 設(shè)計(jì)原則241.2.2 設(shè)計(jì)依據(jù)241.3 設(shè)計(jì)水量與水質(zhì)251.3.1 水量251.3.2 進(jìn)水水質(zhì)251.3.3 出水水質(zhì)252 處理方案的確定252.1 廢水處理工藝方案252.1.1 水質(zhì)分析262.1.2 預(yù)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(gòu)筑物說(shuō)明283.1 工藝流程及說(shuō)明283.2 預(yù)期處理效果294 新建/改建構(gòu)筑物及設(shè)備

2、清單304.1 新建/改建構(gòu)筑物清單304.2 新增設(shè)備清單305 投資成本估算326 深度處理運(yùn)行成本估算347 平面布置23 設(shè)計(jì)方案1 概述1.1 項(xiàng)目概況煤化工業(yè)公司現(xiàn)有設(shè)計(jì)能力為20t/h的蒸氨水處理設(shè)施，實(shí)際處理能力約為5t/h，出水可基本滿(mǎn)足煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)表2的要求?，F(xiàn)新增35t/h熄焦水待處理。出水除滿(mǎn)足以上標(biāo)準(zhǔn)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(shè)計(jì)方案，包括舊工藝改造及新設(shè)施建設(shè)。1.2 設(shè)計(jì)原則與設(shè)計(jì)依據(jù)1.2.1 設(shè)計(jì)原則（1）國(guó)家相關(guān)政策、法規(guī)、技術(shù)規(guī)范；（2）業(yè)主

3、方對(duì)于該項(xiàng)目的相關(guān)要求；（3）污染物無(wú)害化、穩(wěn)定化、資源化，工程設(shè)計(jì)節(jié)能、經(jīng)濟(jì)、高效；（4）選取工藝技術(shù)路線(xiàn)先進(jìn)成熟、運(yùn)行穩(wěn)定可靠，運(yùn)行管理便捷。1.2.2 設(shè)計(jì)依據(jù)中華人民共和國(guó)水污染防治法（2008年2月）煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB 16171-2012）惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB 14554-93）工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn)（GB 12348-90）焦化廢水治理工程技術(shù)規(guī)范（HJ 2022-2012）室外給排水設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 50014-2006）建筑給排水設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 50015-2003）給水排水工程構(gòu)筑物設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 50069-2002）給水排水工程管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 50

4、332-2002）鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 50017-2003）建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB 50009-2001）混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 50010-2002）建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 50007-2002）供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 50052-95）1.3 設(shè)計(jì)水量與水質(zhì)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(shè)計(jì)進(jìn)水水量為：（480+840）t/d。1.3.2 進(jìn)水水質(zhì)業(yè)主提供的蒸氨水COD和氨氮設(shè)計(jì)進(jìn)水指標(biāo)及我方檢測(cè)值見(jiàn)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(shù)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(jìn)水設(shè)計(jì)水質(zhì)水質(zhì)指標(biāo)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(lèi)（mg/l）蒸氨水2535業(yè)主：3000檢測(cè)：1556業(yè)主：300檢測(cè)：916檢測(cè)：122190200300400515熄焦水7085檢測(cè)：821檢測(cè)：474檢測(cè)：563- 可以看出，我方檢測(cè)值與業(yè)主提供的設(shè)計(jì)值有差距。據(jù)了解，現(xiàn)有設(shè)施上游的蒸氨裝置尚未滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行，未來(lái)應(yīng)可達(dá)到設(shè)計(jì)值的標(biāo)準(zhǔn)。故本設(shè)計(jì)仍以業(yè)主提供的設(shè)計(jì)值為準(zhǔn)，但適當(dāng)留有裕度。1.3.3 出水水質(zhì)若出水用于熄焦補(bǔ)充水或排放，則水質(zhì)應(yīng)達(dá)到煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)表2的標(biāo)準(zhǔn)（表2）。表2 作為熄焦水回用或排放的出水水質(zhì)檢測(cè)項(xiàng)

6、目pH懸浮物（mg/L）COD（mg/L）BOD5（mg/L）NH4+（mg/L）TN（mg/L）設(shè)計(jì)值69701503025502 處理方案的確定 2.1 廢水處理工藝方案2.1.1 水質(zhì)分析由水質(zhì)指標(biāo)可知，蒸氨水的主要污染物為難降解有機(jī)物和氨氮，該有機(jī)成分對(duì)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(shù)規(guī)范，現(xiàn)有污水設(shè)施本應(yīng)滿(mǎn)足20t/h蒸氨后水氨氮的處理需要，但實(shí)際負(fù)荷僅達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)期的1/4，說(shuō)明污泥目前活性較差。對(duì)現(xiàn)有污水設(shè)施的性能改善還應(yīng)從提高污泥活性和生物滯留性入手。熄焦水主要為炭渣類(lèi)懸浮物、難降解COD和氨氮，經(jīng)預(yù)處理和生化處理應(yīng)可滿(mǎn)足氨氮去除的需要?？紤]

7、到場(chǎng)地限制，改造難度，成本經(jīng)濟(jì)性等因素，熄焦水不與蒸氨水合流處理，而是單獨(dú)新建預(yù)處理和生化處理設(shè)施。為使總氮達(dá)標(biāo)，必須適當(dāng)投加外部碳源。為使難降解COD達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，必須在生化處理后增加深度處理。如熄焦水反復(fù)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(shè)計(jì)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(yù)處理工藝對(duì)蒸氨水，預(yù)處理的主要目的是除油，除懸浮物和降低難降解有機(jī)物含量。據(jù)觀察，現(xiàn)有蒸氨水預(yù)處理工藝段基本可滿(mǎn)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(dòng)。但目前氣浮裝置運(yùn)行不正常，應(yīng)予檢修

8、或改造。對(duì)熄焦水，預(yù)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(duì)污染較重的廢水，可采用多段降溫池的方式降溫，對(duì)污染較輕的廢水，可采用污水冷卻塔（空冷）。本設(shè)計(jì)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(shí)際負(fù)荷并未達(dá)到預(yù)期的處理能力，說(shuō)明作為處理主體的微生物（即污泥）活性不足。應(yīng)對(duì)生化池進(jìn)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(zhì)指標(biāo)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(dá)標(biāo)排放，其總氮指標(biāo)應(yīng)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(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)蒸氨水或熄焦水，生化處理后COD預(yù)計(jì)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(jìn)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(duì)難降解COD的深度處理技術(shù)主要為高級(jí)氧化技術(shù)，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(duì)有機(jī)物進(jìn)行氧化處理。該方法能耗高，設(shè)備安全性能要求高，經(jīng)濟(jì)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(chǎn)生強(qiáng)氧化劑OH，可氧化難降解有機(jī)物。該方法有機(jī)物去除率高，除色度效果好，是目前市場(chǎng)上認(rèn)可度高、應(yīng)用較廣的一種方法。但該法藥劑成本高、勞動(dòng)強(qiáng)度大（藥劑投加、污泥處理等）、產(chǎn)泥量大、工藝參數(shù)較難控制（進(jìn)水指標(biāo)要求高），設(shè)備腐蝕也較快。應(yīng)用于焦化廢水時(shí)，對(duì)氰化物效果較好，對(duì)酚類(lèi)效果不明顯。（3）微電解法：基本原理是鐵-碳顆粒間形成無(wú)數(shù)微型原電池，使廢水中的難降解有機(jī)物進(jìn)行氧化還原反應(yīng)。該法對(duì)廢水生化性提高及脫色具有良好效果，且運(yùn)行成本較Feton法低。但該法存在對(duì)工藝要求較高（pH控制）、設(shè)備壽命較低（易板結(jié)）和勞動(dòng)強(qiáng)度大

11、（鐵屑補(bǔ)充）等問(wèn)題。此外，微電解工藝還將產(chǎn)生大量鐵泥，處理十分困難且費(fèi)用昂貴。（4）臭氧具有強(qiáng)氧化性，但單一臭氧氧化存在選擇性、反應(yīng)速度慢等缺點(diǎn)。近年來(lái)新興的一種非均相催化臭氧氧化技術(shù)解決了以上問(wèn)題，該技術(shù)采用固體催化劑（見(jiàn)下圖），大幅度強(qiáng)化圖1 催化臭氧填料羥基自由基產(chǎn)生量，提高了難降解有機(jī)物的去除率，從而提高臭氧利用率，降低處理成本。對(duì)比其他技術(shù)，其優(yōu)勢(shì)在于： 可以顯著提高臭氧的利用效率（無(wú)催化時(shí)，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(jiǎn)單，無(wú)需調(diào)節(jié)pH值，無(wú)化學(xué)試劑添加，設(shè)備簡(jiǎn)單，易于控制； 不產(chǎn)生任何固體廢棄物； 運(yùn)行成本低廉。催

12、化劑的使用壽命可達(dá)5年。目前該技術(shù)已進(jìn)行多項(xiàng)工程試驗(yàn)及實(shí)踐。如焦化廠、化肥廠等配有大流量空分裝置，應(yīng)用本技術(shù)可極大節(jié)省設(shè)備成本。經(jīng)催化臭氧處理后，污水色度也將大大降低，滿(mǎn)足排放要求。2.2 固體廢棄物處理方案預(yù)處理過(guò)程中收集的廢油和煤渣經(jīng)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(chǎn)生的剩余污泥經(jīng)機(jī)械壓濾脫水后送煤廠摻入煉焦煤中。3 工藝流程及主要構(gòu)筑物說(shuō)明 3.1 工藝流程及說(shuō)明 根據(jù)以上分析，確定工藝流程見(jiàn)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(guò)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(diào)節(jié)池A/O組合生化MBR池氣浮隔油池預(yù)處理系統(tǒng)蒸氨后水經(jīng)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(jīng)沉砂池除炭渣，經(jīng)沉淀池除懸浮物和油分，經(jīng)污水冷卻塔降溫至約2530。生化處理系統(tǒng)污水首先進(jìn)水解酸化池，提高有機(jī)物可生化性。水解酸化池出水自流進(jìn)入?yún)捬醭?，在此回流污水進(jìn)行反硝化除總氮。厭氧池與好氧池相同，好氧池內(nèi)曝氣，去除大部分有機(jī)物和氨氮。出水自流進(jìn)入MBR池，截留污泥部分回流（100%）至好氧池補(bǔ)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(jìn)入調(diào)節(jié)池，熄焦水MBR池出水泵入中間水池后，泵出15t/h至調(diào)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(lái)水經(jīng)纖維過(guò)濾器除懸浮物，出水進(jìn)催化臭氧氧化去除殘余難降解COD。出水可達(dá)標(biāo)排放。3.2 預(yù)期處理效果表4 廢水處理預(yù)期效果項(xiàng)目蒸氨水熄焦水調(diào)節(jié)池深度處理預(yù)處理生化預(yù)處理生化進(jìn)水COD（mg/l） 3000250030002500200200出水COD（mg/l）25002002500200200150進(jìn)水TN（mg/l）4504504504505050出水TN（mg/l）45050450505050進(jìn)水NH4+-N（mg/l）3003003003002525出水NH4+-N（mg/l）

15、300253002525254 新建/改建構(gòu)筑物及設(shè)備清單 4.1 新建/改建構(gòu)筑物清單表6 新建/改建構(gòu)筑物清單序號(hào)名稱(chēng)尺寸（m）結(jié)構(gòu)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(diào)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(shè)備清單表7 新增設(shè)備清單序號(hào)名稱(chēng)規(guī)格型號(hào)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(tái)1用1備1.2MBR自吸泵Q=10m3/h，H=22m，N=30kw3臺(tái)2用1備1.3MBR化學(xué)清洗系統(tǒng)-1套1.4MBR池風(fēng)機(jī)Q=10m3/min2臺(tái)1用1備1.5MBR池污泥回流泵Q=20m3/h2臺(tái)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(tái)1用1備2.4污水冷卻塔Q=35m3/h，80301套2.5水解酸化池?cái)嚢杵?臺(tái)2.6事故池提升泵Q=35m3/h1 臺(tái)2.7厭氧

17、池?cái)嚢杵?臺(tái)2.8好氧池鼓風(fēng)機(jī)Q=40m3/min，P=0.05MPa 2臺(tái)1用1備，1臺(tái)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(tái)1用1備2.11MBR鼓風(fēng)機(jī)Q=20m3/min，P=0.05 MPa1臺(tái)2.12MBR池污泥回流泵Q=35m3/h2臺(tái)1用1備2.13MBR自吸泵Q=20m3/h，H=10m，N=7.5kw3臺(tái)2用1備2.14MBR膜組件平板膜2800m22.15MBR化學(xué)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(diào)節(jié)池?cái)嚢杵?臺(tái)3.2纖維過(guò)濾器35m2/h2臺(tái)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(tái)1用1備3.4臭氧發(fā)生器2kg/h3臺(tái)1用1備3.5循環(huán)水泵Q=40m3/h，H=7m 4臺(tái)2用2備3.6反沖水泵Q=160m3/h，H=20m2臺(tái)1用1備3.7反洗風(fēng)機(jī)Q=12m3/min，P=0.08MPa，2臺(tái)1用1備4污泥處理單元4.1排泥泵Q=15m3/h2臺(tái)1用1備4.2板框壓濾機(jī)5m21臺(tái)5 投資成本估算 一、新增土建部分名稱(chēng)規(guī)格數(shù)量結(jié)構(gòu)形式造價(jià)（萬(wàn)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(diào)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(jì)343.4二、新增工藝設(shè)備設(shè)備名稱(chēng)規(guī)格型號(hào)數(shù)量單價(jià)（萬(wàn)元）總價(jià)（萬(wàn)元）MBR膜組件平板膜1600m20.02235.2MBR自吸泵Q=10m3/h3臺(tái)0.51.5MBR池風(fēng)機(jī)Q=10m3/min2臺(tái)1530MBR池污泥回流泵Q=20m3/h2臺(tái)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(tái)0.51污水冷卻塔Q=35m3/h，80301套11水解酸化池?cái)嚢杵?2臺(tái)2.55事故池提升泵Q=35m3/h1臺(tái)0.50.5厭氧池?cái)嚢杵?2臺(tái)2.55好氧池鼓風(fēng)機(jī)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(tái)0.