焦化廢水處理方案

第二章方案設計2.1概述2.1.1工程概況****焦化污水解決工程，焦化廠在生產過程中產生有毒害污水及部分生活污水，解決后達成《煉焦生產設計技術規(guī)范》的規(guī)定，并且全部用于熄焦，不外排達成零排放。2.1.2設計根據(jù)****焦化廠的提供的原始資料；提供每天產生的廢水水質、水量等基本資料；《煉焦生產設計技術規(guī)范》規(guī)定；《室外排水設計規(guī)范》GBJ14-87；《建筑給排水設計規(guī)范》GBJ15-88；《都市區(qū)域環(huán)境噪聲原則》GB3096-93；《工業(yè)自動化儀表工程施工及驗收規(guī)范》(GBJ93-86)；《給水排水工段構造設計規(guī)范》(GBJ69-84)；2.1.3設計范疇2.1.3.1本改造工程設計范疇涉及廢水解決站的工藝、設備制造、安裝調試、電氣與自控等專業(yè)的內容。2.1.3.2電線、電纜以污水解決站設備電控柜為交接點。2.1.4設計原則采用成熟、可靠的廢水解決工藝，確保解決出水的各項指標達成國家的有關排放原則（氰化物不能解決達標）。廢水解決設施力求占地面積小，工程投資省，運行能耗低，解決費用少。廢水解決設施在運行上有較大的靈活性和可調節(jié)性，以適應水質水量的變化，同時設立事故應急排放管道，供緊急、特殊狀況下使用；采用性能穩(wěn)定，技術先進的控制系統(tǒng)，重要部分實現(xiàn)自動化管理，減輕工人勞動強度，使廢水解決工程出水穩(wěn)定，易操作，易管理，易維護。設計時充足考慮廢水解決系統(tǒng)配套設備的減振、降噪方法，廢水解決過程中產生的剩余污泥經好氧消化穩(wěn)定后濃縮解決，再經板框壓濾機壓成泥餅含水率低利于裝運，避免產生二次污染。2.1.5其它配套條件2.1.5.1蒸氨塔（由業(yè)主委托化工設計院進行設計）焦化廢水中含有剩余氨水，廢水中NH3-N很高，必須進行蒸氨預解決，并且要加堿脫除固定氨。其目的一是為了回收剩余的NH3-N，充足運用資源；目的二是將焦化廢水中的NH3-N濃度減少至200mg/L下列，避免對后續(xù)生化解決產生不利影響。高濃度的進水NH3-N會造成：①硝化菌負荷過高，活性受到克制；②耗氧量大而出現(xiàn)供氧量局限性，造成硝化過程不徹底，出水NH3-N超標；③為確保供氧充足而造成能耗高；④碳酸鈉消耗量太大，從而造成運行成本很高。蒸氨廢水中NH3-N濃度決定于蒸氨塔的解決效率，蒸氨塔效率越高，廢水中NH3-N濃度越低，解決難度和能耗也就越低。焦化廢水解決站進入生化調試之前，必須確保蒸氨塔能夠正常、穩(wěn)定運行。并使得蒸氨廢水的NH3-N濃度低于200mg/L，瞬時最高值不應超出350mg/L。2.1.5.2生活污水廠區(qū)內的生活污水對周邊環(huán)境來說是一種污染源，必須加以解決，達標后排放。同時，焦化廢水解決站的生化系統(tǒng)也需要生活污水作為營養(yǎng)來補充碳源及磷源。為此，必須把全廠的生活污水收集后來送到污水解決站一并解決。2.1.5.3生產管理本方案的水量及水質指標是按照正常的生產及管理狀況設計的，如果生產及管理經常出現(xiàn)非正常狀況而致使進入焦化廢水解決站的水質水量超出設計規(guī)定，將會對生化系統(tǒng)調試及正常的產生極為不利的影響，使調試周期大大延長甚至難以達成排放原則。因此，正常、穩(wěn)定的生產和嚴格的管理是必須的。2.2廢水水量、水質及排放原則2.2.1設計水量廢水量：300m3/d(其中生產污水為240t，生活污水為60t)設計解決能力：15m3/h2.2.2設計進水水質CODcr：2500mg/L揮發(fā)酚：200mg/LNH3-N：350mg/L2.2.3排放原則《煉焦生產設計技術規(guī)范》的規(guī)定CODcr：250mg/L揮發(fā)酚：0.5mg/LNH3-N：25mg/LPH：6-92.3解決工藝設計焦化廢水屬高濃度有機有毒廢水，極不易降解，故將部分生活污水納入其中，改善其污水水質，讓污水能夠便于生物降解，本工藝采用物化和生化解決工藝。根據(jù)我公司數(shù)年對國內焦化廢水解決工藝研究的基礎上，結合我公司在解決同類型廠家的實踐經驗，根據(jù)本工程廢水的特點，擬定采用一種經濟、高效、可靠、管理簡便的物化和生化解決工藝。因焦化廠產生的污水水溫較高，故擬定采用露天布置方式，成套設備材質為碳鋼構造，構筑物為鋼筋混凝土構造。根據(jù)上述設計原則與設計水質水量和排放原則，本工程中考慮采用以下解決工藝流程：污泥回流污泥焦化廢水調節(jié)池破乳池除油池破乳劑高級鐵碳催化氧化化學反映池沉淀池水解酸化池厭氧池污泥回流污泥焦化廢水調節(jié)池破乳池除油池破乳劑高級鐵碳催化氧化化學反映池沉淀池水解酸化池厭氧池中間水池一段接觸氧化池PAM二段接觸氧化池沉淀池清水池鼓風鼓風污泥濃縮池板框壓濾機工藝流程：焦化廢水調節(jié)池破乳池除油池破乳劑高級鐵碳催化氧化化學反映池沉淀池水解酸化池厭氧池中間水池一段接觸氧化池PAM二段接觸氧化池沉淀池清水池鼓風鼓風污泥濃縮池板框壓濾機工藝流程：工藝闡明本工藝采用A2/O法，即厭氧→水解酸化→好氧。預解決工藝采用破乳除油、鐵碳催化氧化和化學沉淀。1、平流式除油池平流式除油池除油率普通為60%~80%，粒徑150μm以上的油珠均可除去。2、鐵碳微電解催化氧化電化學反映（催化微電解）解決技術是現(xiàn)在解決高濃度有機廢水的一種抱負工藝。它是運用LAT系列規(guī)整型高效多元催化電化學氧化填料及酸套解決設備形成反映系統(tǒng)對廢水進行解決。系統(tǒng)通水后電化學氧化填料本身產生的0.9----1.7V電位差，在設備內會形成無數(shù)的原電池，原電池以廢水做電解質，通過陰陽極的放電形成對廢水的電化學解決，進而達成對廢水中有機物進行電化學降解的目的。在解決過程中產生的新生態(tài)[H]、Fe2+等還能與廢水中的許多組分發(fā)生氧化還原反映，例如能破壞有色廢水中的有色物質的發(fā)色基團或助色基團，甚至斷鏈，達成降解脫色的作用；生成的Fe2+進一步氧化成Fe3+，它們的水合物含有較強的吸附--絮凝活性，特別是在加堿調pH值后生成氫氧化亞鐵和氫氧化鐵膠體絮凝劑，它們的絮凝能力遠遠高于普通藥劑水解得到的氫氧化鐵膠體，能大量吸附水中分散的微小顆粒，金屬粒子及有機大分子。3、厭氧工藝廢水厭氧生物解決是指在無分子氧條件下通過厭氧微生物（涉及兼氧微生物）的作用，將廢水中的多個復雜有機物分解轉化成甲烷和二氧二碳等物質的過程，敢稱為厭氧消化。與好氧過程的根本區(qū)別在于不以分子態(tài)氧作為受氫體，而以化合態(tài)氧、碳、氮等為受氫體。厭氧生物解決是一種復雜的微生物化學過程，依靠三大重要類群的細菌，即水解產酸細菌、產氫產乙酸細菌和產甲烷細菌的聯(lián)合作用完畢。因而粗略地將厭氧消化過程劃分為三個持續(xù)的階段，即水解酸化階段、產氫產乙酸階段和產甲烷階段。第一階段為水解酸化階段。復雜的大分子、不溶性有機物先在細胞外酶的作用下水解為小分子、溶解性有機物，然后滲入細胞體內，分解產生揮發(fā)性有機酸、醇類、醛類等。這個階段重要產生較高級脂肪酸。碳水化合物、脂肪和蛋白質的水解酸化過程分別為：多糖（如纖維素）水解細胞外酶 單糖酸化產酸細菌脂肪酸醇類低聚糖CO2、H2脂肪水解細胞外酶 氨基酸酸化產酸細菌 脂肪酸胺、NH3、CH4、CO2、H2S胨多肽二肽由于簡樸碳水化合物的分解產酸作用，要比含氮有機物的分解產氨作用快速，故蛋白質的分解在碳水化合物分解后產生。含氮有機物分解產生的NH3除了提供合成細胞物質的氮源外，在水中部分電離，形成NH4HCO3，含有緩沖消化液PH值的作用，故有時也把繼碳水化合物分解后的蛋白質分解產氨過程稱為酸性減退期，反映為：

NH3+H2O NH+4+OH-+CO2 NH4HCO3NH4HCO3+CH3COOH CH3COONH4+H20+CO2第二階段為產氫產乙酸階段。在產氫產乙酸細菌的作下，第一階段產生的多個有機酸被分解轉化成乙酸和H2，在降解奇數(shù)碳素有機酸時還形成CO2，如：CH3CH2CH2CH2COOH+2H2O CH3CH2COOH+CH3COOH+2H2 （戊酸） （丙酸） （乙酸）CH3CH2COOH+2H2O CH3COOH+3H2+CO2（丙酸） （乙酸）第三階段為產甲烷階段。產甲烷細菌將乙酸、乙酸鹽、CO2和H2等轉化為甲烷。此過程由兩組生理上不同的產甲烷菌完畢，一組把氫和二氧化碳轉化成甲烷，另一組從乙酸或乙酸鹽脫羧產生甲烷，前者約占總量的1/3，后者約占2/3，反映為：4H2+CO2產甲烷菌 CH4+2H2O （占1/3）CH2COOH產甲烷菌 2CH4+2CO2 （占2/3）CH3COONH4+H2O產甲烷菌CH4+NH4HCO3 從厭氧發(fā)酵產生沼氣的過程分析，它分為四個階段：缺氧階段：固體物質降解為溶解性物質，大分子物質降解為小分子物質，重要起作用的微生物為兼氧性的缺氧菌，此階段時間較短。酸化階段：碳水化合物降解為脂肪酸，重要為醋酸、丙酸和丁酸，重要起作用的微生物為產酸菌，缺氧和酸化階段進行得較快，難于將其絕對分開，普通統(tǒng)稱為缺氧，這兩個階段約為2-5h。酸性衰退階段：有機酸和溶解的含氮化合物分解成氨、胺、碳酸鹽和少量的CO2、N2、CH4和H2。由于產氨細菌的活動，使氨態(tài)氮濃度增加，氧化還原電位減少，PH值上升。此階段的副產物尚有H2S、吲哚、糞臭素和硫醇，使厭氧發(fā)酵帶有不良的氣味均在這一階段。甲烷化階段：由于PH值升高，為甲烷菌發(fā)明了適宜的條件，甲烷菌把有機酸轉化為沼氣，此階段時間較長約為15d左右。4、水解酸化水解（酸化）解決辦法是一種介于好氧和厭氧解決法之間的辦法，和其它工藝組合能夠減少解決成本提高解決效率。水解酸化工藝根據(jù)產甲烷菌與水解產酸菌生長速度不同，將厭氧解決控制在反映時間較短的厭氧解決第一和第二階段，即在大量水解細菌、酸化菌作用下將不溶性有機物水解為溶解性有機物，將難生物降解的大分子物質轉化為易生物降解的小分子物質的過程，從而改善廢水的可生化性，為后續(xù)解決奠定良好基礎。水解是指有機物進入微生物細胞前、在胞外進行的生物化學反映。微生物通過釋放胞外自由酶或連接在細胞外壁上的固定酶來完一生物催化反映。酸化是一類典型的發(fā)酵過程，微生物的代謝產物重要是多個有機酸。從機理上講，水解和酸化是厭氧消化過程的兩個階段，但不同的工藝水解酸化的解決目的不同。水解酸化-好氧生物解決工藝中的水解目的重要是將原有廢水中的非溶解性有機物轉變?yōu)槿芙庑杂袡C物，特別是工業(yè)廢水，重要將其中難生物降解的有機物轉變?yōu)橐咨锝到獾挠袡C物，提高廢水的可生化性，以利于后續(xù)的好氧解決。考慮到后續(xù)好氧解決的能耗問題，水解重要用于低濃度難降解廢水的預解決。混合厭氧消化工藝中的水解酸化的目的是為混合厭氧消化過程的甲烷發(fā)酵提供底物。而兩相厭氧消化工藝中的產酸相是將混合厭氧消化中的產酸相和產甲烷相分開，以發(fā)明各自的最佳環(huán)境。5、接觸氧化池生物接觸氧化也是由大量的細菌原生物構成的細菌生長在曝氣池內，細菌為好氧菌，在充氧的狀況下，運用細菌來分解污水中的有機物，污水中的有機物通過細菌的細胞壁被細胞吸取，固體和膠體有機物由細胞分泌的體外酶分解扣溶解性有機物，再滲入細菌細胞，細菌通過本身的生命活力，氧化還原合成過程，把有機物氧化成無機物，使碳氧化合物分解成二氧化碳和水，氮化合物變成硝酸鹽和水從而達成凈化污水的目的。生化池采用活性污泥法?；钚晕勰嗟呐囵B(yǎng)訓化，提供菌種直接進行培養(yǎng)訓化，并且運用就近同類污水解決的活性污泥接種，這樣在水溫15-25℃之間，直接培養(yǎng)訓化10-15天即可。大大提高了其解決能力。其特點為：（1）對沖擊負荷有較強的適應性。由于普通活性污泥法的曝氣池在沖擊負荷作用下，曝氣時間縮短，活性污泥大量隨水流出，使池內的微生物濃度減少，因此抗沖擊負荷能力小。而接觸氧化池其微生物大量地固定在填料上，形成濃度很高的污泥床，污水的沖擊負荷對其影響小。（2）污泥生成量小，不產生污泥膨脹的危害，能夠確保出水水質。所謂“污泥膨脹”是指由于污水水質或水量的變化，引發(fā)活性污泥沉降性能變化，二沉池污泥面不停上升，造成污泥流失，使曝氣池內活性懸浮污泥濃度減少，從而破壞正常的解決工藝。這種現(xiàn)象多在普通活性污泥法系統(tǒng)中產生，也是普通活性污泥法在日常管理中最重視的一種問題。綜上分析，活性污泥法是一項先進技術、成熟的污水解決辦法，運行較為穩(wěn)定，抗沖擊負荷。2.4工藝設計調節(jié)池功效：調節(jié)水質水量。外形尺寸：10×6×2.8m有效水深：2.2m結構：地下鋼砼數(shù)量：1座輔助設備：（1）曝氣裝置數(shù)量：1套材質：ABS（2）污水提高泵數(shù)量：2臺型號：50ZW-130流量：15m3/h揚程：20m功率：2.2KW（3）液位計數(shù)量：1套（4）流量計數(shù)量：1臺型號：ZJLD破乳池外形尺寸：×1000×3300數(shù)量：1座結構：地上鋼砼有效水深：2.8m輔助設備：加藥裝置數(shù)量：1套材質：Q235微孔曝氣裝置數(shù)量：1套材質：PVC除油池外形尺寸：8000×1000×3300數(shù)量：1座結構：地上鋼砼有效水深：2.8m輔助設備：除油裝置數(shù)量：1套油渣清理裝置數(shù)量：1套鐵碳催化氧化妝置數(shù)量：1套型號：￠3000×2800化學反映池外形尺寸：×1000×1500數(shù)量：1座材質：Q235輔助設備：（1）加藥裝置數(shù)量：1套材質：PE（2）攪拌裝置數(shù)量：1套材質：不銹鋼沉淀池一體化設備外形尺寸：×1500×3300數(shù)量：1座輔助設備：污泥泵數(shù)量：1臺型號：50GW15-12-1.1流量：15m3/h揚程：12m功率：1.1KW中間水池外形尺寸：7000×4500×3300有效水深：2.8m結構：地上鋼砼輔助設備：液位計數(shù)量：1套流量計型號：ZJLD數(shù)量：1臺污水提高泵型號：50WQ15-10-1.5數(shù)量：2臺流量：15m3/h揚程：10m功率：1.5KW厭氧池設計水量：15m3/h數(shù)量：1座結構：Q235A外形尺寸：φ5000×9200mm總停留時間：12hr輔助設備：布水器數(shù)量：1套型號：LYBS-60（2）彈性填料填料直徑：φ150mm填料有效長高：上mm下4000mm填料支架：φ16mm羅紋鋼網架和角鋼支架水解酸化池設計水量：15m3/h數(shù)量：1座結構：地上鋼砼外形尺寸：10000×4000×3300mm有效水深：2800mm總停留時間：6hr輔助設備：（1）彈性填料填料直徑：φ150mm填料有效長高：mm填料支架：φ16mm羅紋鋼網架和角鋼支架接觸氧化池功能：降解水中有機物。設計水量：15m3/h數(shù)量：1座2段結構：地上鋼砼外形尺寸：10000×4000×3300mm有效水深：2800mm輔助設備：（1）羅茨鼓風機數(shù)量：2臺（1用1備）風量：7.04m3/min風壓：3500mmH2O功率：7.5kW（2）曝氣頭數(shù)量：40套規(guī)格：Φ215材質：ABS（3）彈性填料數(shù)量：80m3規(guī)格：Φ150材質：PP＋纖維（4）填料支架數(shù)量：80m3材質：碳鋼＋防腐沉淀池功效：聚凝沉降水中的微小顆粒及絮體。設計表面負荷：1.0m3/m2/h數(shù)量：1座結構：地上鋼砼外形尺寸：4000×4000×3300mm有效水深：2800mm停留時間：2hr輔助設備：（1）斜管填料填料孔徑：φ35mm數(shù)量：16m2（2）污泥回流泵型號：50GW15-12-1.1流量：15m3/h揚程：12m功率：1.1kw數(shù)量：2臺（一用一備）集水池外形尺寸：6000×4000×3300mm數(shù)量：1座結構：地上鋼砼有效水深：2800mm污泥濃縮池外形尺寸：4000×4000×3300mm數(shù)量：1座結構：地上鋼砼輔助設備：螺桿泵型號：G40-1數(shù)量：2臺流量：10m3揚程：60m功率：4KW板框壓濾機過濾面積：20m2數(shù)量：1臺2.5重要構筑物及設備表1重要構筑物一覽表序號名稱規(guī)格型號數(shù)量備注1調節(jié)池10000×6000×2800mm1座地下鋼砼構造2破乳池×1000×3300mm1座地上鋼砼構造3除油池8000×1000×3300mm1座地上鋼砼構造4中間水池7000×4500×3300mm1座地上鋼砼構造5水解酸化池10000×4000×3300mm1座地上鋼砼構造6接觸氧化池10000×4000×3300mm1座地上鋼砼構造7沉淀池4000×4000×3300mm1座半地上鋼砼構造8清水池4000×4000×3300mm1座地上鋼砼構造表2重要設備一覽表序號名稱規(guī)格單位數(shù)量備注1調節(jié)池曝氣裝置套12液位計套13污水泵臺2一用一備4流量計套