煤化工废水设计方案

目目录录1、概况111煤气化废水的水质特性112氨氮的处理工艺113多种生物脱氮工艺的比较32、设计规范、范围及原则421设计规范422设计范围623设计原则73、处理工艺流程831设计水量与水质832污水处理工艺流程1033污泥的处理与处置174、处理工艺设计1841主要处理构建筑物1842主要处理设备一览表2543设备及管道选用原则2544处理效果预测表255、电气设计2651设计描述2652装置供配电系统2653不间断电源（UPS）装置2654供配电系统电压2655主要设备选择2656装置的环境特征及配电材料选择2757动力用电设备的操作保护2758配电线路2759照明28510防静电、防雷及接地296、分析化验3161分析室任务3162分析设备的选型原则3163分析室的组成及建筑面积3164采暖通风及空调要求3165分析室对水、电的要求和消耗量3166定员327、总平面布置方案3371总平面布置3372竖向布置3373装置运输方案338、控制、仪表方案3481PLC控制方案3482控制室设置3483安全技术措施3584仪表选型3585控制室监控系统3586现场仪表3787仪表电源3888仪表气源389、土建方案3991建筑设计3992结构设计4093结构抗震设计4194主要结构材料的选用4110、防腐方案4211、给排水与消防方案43111防火措施43112灭火措施4312、采暖通风方案4513、电信方案4714、能耗及物耗指标4815、环保、水土保持、工业卫生、安全4916、定员5117、设备系统投资52第1页1、概况概况甲醇二甲醚项目废水处理装置的主要任务是处理各生产工艺装置、辅助设施产生的生产和生活污水。因水量大，污染程度较高（尤其是氨氮），需要进行无害化处理。污水来源包括气化装置排水、低温甲醇洗废水、甲醇合成废水、甲醇精馏废水、二甲醚装置排水、生活及化验污水、初期雨水和污水回用设施排出的泥水等。根据买方设计院提供的技术规格书，确定废水处理站处理能力为260M3/H。污水经处理后出水要求达到污水综合排放标准（GB89781996）的一级标准。本公司买方委托和邀请，对本项目废水的达标处理工艺和设施进行设计和设备选型，以供各方决策、参考和批评、指正。11煤气化废水的水质特性目前在国内煤气化技术主要有三种一为“德士古”工艺，采用水煤浆气化技术，废水特性为高氨氮（约500MG/L），由于采用高温气化工艺，水质相对洁净，有机污染程度较低；二为“壳牌”工艺，采用粉煤灰气化技术，废水特性为高氨氮（300MG/L）、高氰化物（50MG/L），其也采用高温气化工艺，水质相对洁净，有机污染程度低；三为“鲁奇”工艺，因气化温度低，废水成分复杂，污染程度高，特性为高氨氮（400MG/L）、高COD（4000MG/L）、高酚（600MG/L）、高石油类（200MG/L）。三种技术所产废水以“鲁奇”排水成分最为复杂、处理难度也最高。三类废水也有共性，即高氨氮性。氨氮的达标处理是目前煤气化废水处理的重点和难点，已成为处理成败的决定因素。12氨氮的处理工艺废水氨氮的达标处理工艺多种多样，会因氨氮浓度的不同而存在巨大的差异。一般来说，大于500MG/L采用物化（主要有折点氯化法、吹脱法、化学反应法等）结合生化的综合强化工艺居多，小于100MG/L则采用纯生化工艺，100500MG/L时可采用物化结合生化工艺也可采用纯生化工艺。由于折点氯化法和化学反应法对监测、控制设备要求很高，目前国内很少采用，对氨氮的物化处理国内通常采用吹脱法，因此，物化结合生化的氨氮综合强化处理工艺在国内可简单地理解为“吹脱生化”法。本项目废水氨氮平均浓度达到260MG/L，“吹脱生化”法或纯生化工艺均适用，但本项目采用“吹脱第2页生化”法具有如下缺点溢出氨气，造成氨的二次污染。反复调整PH值，酸碱消耗量大。冬季废水温降大，影响后续生化效果。达到60去除率需要交换风量5002000M3气/M3水，低值对应PH值12，高值对应PH值10。规模不适用。吹脱法处理氨氮规模不大于50M3/H，否则不经济，也影响处理效果。本工程规模，空气流速按液泛速度的60（常规取值）计算，最小通风量条件下（PH值需调至12以上）也需要88M直径的吹脱塔，布气和布水均无法均匀，肯定造成短流，使吹脱效果大大下降。以多台并联形式弥补时需要34台3M直径的吹脱塔，规模过大，结合后续工艺将出现头重脚轻的味道。大通风量更甚，需要176M直径或并联的136台3M直径的吹脱塔。纯生化工艺处理气化废水已有多项成功先例，如“兖矿国泰化工有限公司”、“渭南煤化工有限公司”、“中石化金陵化肥厂”、“德州化肥厂”、“榆林神木甲醇有限公司”等。与本项目相同，其采用的气化工艺也为德士古工艺，废水组分和水质应与本项目相同或类似。这些工程均采用直接生化处理工艺，出水全部实现达标排放，其中出水氨氮指标长期维持在8MG/L以下。因此本项目直接采用生化处理工艺是完全可行的。但是不是所有的生化工艺均适用于气化废水的脱氮处理，同时专用于脱氮的生化工艺也受适用性的限制，总体上说适用与处理气化废水的脱氮工艺选择空间不大。目前气化废水真正成功的先例多出自多段A/O的SBR生物脱氮工艺（新命名为IMC工艺）。生物脱氮是利用自然界的氮循环原理，采用人工控制的方法予以实现的。具体过程为污（废）水中的有机氮在好氧条件下离解成氨氮，而后在硝化菌的作用下转化为硝酸盐氮（这个阶段称为好氧硝化）；随后在缺氧条件下，反硝化菌作用并由碳源提供能量，使硝酸盐氮部分变成氮气逸出（这阶段称为缺氧反硝化）。整个生物脱氮过程就是氮的分解还原反应，反应能量从有机物中获取。在硝化与反硝化过程中，影响其脱氮效率的因素主要是温度、溶解氧、PH值、碱度以及反硝化所需碳源等。生物脱氮系统中硝化菌增长速度缓慢，所以要有足够长的污泥泥龄。反硝化菌的生长主要在缺氧条件下进行，并且要有充裕的碳源提供能量才可促使反硝化过程顺利进行。第3页13多种生物脱氮工艺的比较处理工艺主要指标A/0（一级A/0）A/0（两级A/0）生物滤池（四级A/0）常规SBR（一级A/0）IMC（多段A/0的SBR）氨氮处理效率85不能达标98较难达标98较难达标80不能达标98能够达标工程投资低较低高低较低运行费用较高高低低低能耗较高高低低低占地面积较小大小小较小回流量需要，且很大需要，且很大不需要不需要不需要产泥量大大小较小小相同工程成功先例无不清楚不清楚无大量以上比较可以看出基于多级A/O的SBR工艺（IMC）是唯一可以保证达标排放的处理工艺，同时在能耗、运行费用和产泥量上具有明显优势，工程投资方面具有相对优势。效果最差的是一级A/O和常规SBR工艺，多级A/O或多级A/O的生物滤池工艺要保证达标排放需要更多的基础性研究和试验。第4页2、设计规范、范围及原则设计规范、范围及原则21设计规范当地环保规范和要求环境空气质量标准GB309596污水综合排放标准GB89781996工业企业厂界噪声标准GB1234890恶臭污染物排放标准GB1455493大气污染物综合排放标准GB162971996砌体结构设计规范GB500032001建筑地基基础设计规范GB500072002建筑结构荷载规范GB500092001混凝土结构设计规范GB500102002建筑给水排水设计规范GB500152002工业企业照明设计标准GB5003492工业建筑防腐蚀设计规范GB5004695工业循环冷却水处理设计规范GB5005095工业与民用供配电系统设计规范GB5005492低压配电设计规范GB5005595建筑物防雷设计规范2000年版GB5005794爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范GB5005892建筑防雷设计规范GB5005792地下工程防水技术规范GB501082001混凝土外加剂应用技术规范GB501192003石油化工企业设计防火规范GB5016092构筑物抗震设计规范GB5019193混凝土结构工程施工及验收规范GB5020492建筑防腐蚀工程施工及验收规范GB5021291第5页工业金属管道工程施工及验收规范GB5023597现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范GB5023698电气装置安装工程低压电器施工及验收规范GB5025496电气安装工程爆炸和火灾环境电气施工及验收规范GB5025796工业设备及管道绝热工程设计规范GB5026497给水排水管道工程施工及验收规范GB5026897机电产品包装通用技术条件GB/T1338497水处理设备性能测试总则GB/T13992192室外排水设计规范1997年修订GBJ1487建筑给水排水设计规范GBJ1588建筑设计防火规范（修改版）GBJ1687工业企业的通讯设计及规则中国国家标准GBJ4281建筑结构设计统一标准GBJ6884给水排水工程结构设计规范GBJ6984工业自动化仪表工程施工及验收规范GBJ9386工业设备及管道绝热工程施工及验收规范GBJ12689给水排水构筑物施工及验收规范GBJ14190地基与基础工程施工及验收规范GBJ20283地下防水工程施工及验收规范GBJ20883工业企业设计卫生标准GBZ12002城市污水回用设计规范CECS6194重金属废水化学法处理设计规范CECS9297工业设备及管道防腐蚀工程施工及验收规范HGJ2291水处理设备技术条件JB/T29321999建筑地基处理技术规范JGJ792002山东省南水北调沿线水污染物综合排放标准DB37/5992006污水泵站设计规程DBJ082391供电及应用规范由中华人民共和国国家经委颁发第6页最新版本的GB、BGJ、IEC及ISO标准；小氮肥企业污水及循环水综合治理指导性技术原则小氮肥骨干企业污水及循环水综合治理考核标准原化工部化基发1993599号文化工设计概算编制办法原工部化建发1994711号文化工建设建筑安装工程费用定额原化工部化建发1994890号文化工工程其它费用编制规定2000年化工设计概算定额22设计范围工程界区内所有工艺、装置、土建、材料等的设计以及系统的制造、安装、运行、调试、测试、操作人员培训、运行及维护等的设计。工程界区工程界区为投标方提供的污水处理场总平面布置外1米，总平面布置内的设备为投标方供货范围。所有进出界区管线交接点位置为污水处理界区外1米，动力电缆送到界区内配电箱。界区内的工艺、设备、土建、仪表、控制、电气系统的设计、制造、安装、调试等工作由投标方负责。1）污水处理调查研究水量、水质变化情况，结合污水本身所特有的情况，选择技术成熟、经济合理、运行灵活、管理方便、处理效果稳定的方案。2）污泥处理与处置污水处理过程中产生污泥包括给水处理和污水回用过程产生的污泥，应进行减量化处理，防止对环境造成二次污染，并妥善考虑污泥的最终处置。3）设计分工如下污水处理站的总体设计包括工艺、建筑、结构、设备、电气、控制、仪表、照明、道路、消防、暖通设计等；污水处理站的设计主要分为污水处理和污泥处理及处置两大部分。根据买方设计院所提供水质条件提供技术先进、可靠的工艺方案，并进行优化和施工图的设计。完成污水处理站内所有配管的施工图设计，提出与外界连接的外管接口条件，（在界区外一米处），与业主提供的公用工程管线在界区外1米处法兰对接。第7页完成污水处理站内的所有设备用电的详细设计，业主负责总电源线的引入。提出污水处理站的布置方案，最终由买方设计院完成总图布置。23设计原则本设计方案严格执行有关环境保护的各项规定，污水处理后必须确保各项出水水质指标均达到排放标准。采用简单、成熟、先进、稳定、实用、经济合理的处理工艺，保证处理效果，并节省投资和运行管理费用。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。设备选型兼顾通用性和先进性，运行稳定可靠、效率高、管理方便、维修维护工作量少、价格适中。系统运行灵活、管理方便、维修简单，在合理、充分考虑操作自动化，减少操作劳动强度。设计美观、布局合理，与已有和周围设施统一协调考虑。设置必要的监控仪表，提高控制操作的自动化程度。尽量采取措施减小对周围环境的影响，合理控制噪声、气味，妥善处理与处置固体废弃物，避免二次污染。严格按照处理要求及程度。第8页3、处理工艺流程处理工艺流程31设计水量与水质311设计水量买方设计院提供的污水水量表为装置名称废水来源正常水量（M3/H）最大水量（M3/H）来水进站形式气化装置气化污水90120泵入低温甲醇洗低温甲醇洗废水5514自流甲醇合成冲洗废水03自流冲洗废水03自流甲醇精馏精馏废水97206自流二甲醚装置11131自流生活及化验生活污水1015自流污水回用污水回用水4455泵入罐区初期雨水50泵入合计22022437初期雨水不达标时由外管架送至污水处理界区。气化污水由外管廊送至污水处理界区，其它废水经地下管网自流至污水处理界区。污水回用排水、低温甲醇洗废水和甲醇精馏废水按自流考虑各类污水均按连续流设计，本装置按最大水量设计，考虑一定的变化因素和处理能力余量，处理规模确定为260M3/H。312设计水质买方设计院提供的污水进水水质为水质废水主要污染物浓度（MG/L）1气化废水温度40度PH5871NH3N520硫化物9CN05总悬浮物100CODCR476第9页废水水质主要污染物浓度（MG/L）BOD5375CA2220250CL382油10总溶解性固体300035002低温甲醇洗废水CODCR1500BOD511003甲醇合成废水CODCR200BOD51004甲醇精馏冲洗废水CODCR15000BOD5120005精馏废水CODCR300BOD51506二甲醚废水CODCR7507生活污水CODCR300BOD5150NH3N40SS2008污水回用水CODCR150BOD520SS11509初期雨水CODCR300BOD5100SS200设计平均（算术平均）进水水质COD630MG/LBOD430MG/LSS325MG/LPH68NH3N260MG/L氰化物025MG/L硫化物50MG/L313出水水质要求按照国家环镜保护标准污水综合排放标准GB897896的污水排放标准，本污水第10页处理站处理后的排放标准按一级标准考虑，具体指标如下PH69BOD520MG/LCODCR100MG/LNH3N15MG/LSS70MG/L总氰化物（按CN计）05MG/L硫化物10MG/L32污水处理工艺流程321选择思路根据上述进出水水量和水质情况，我方考虑处理工艺的选择必须依照如下思路采用以生化方法为主、物化法为辅的综合强化处理工艺；以空气为氧化剂对有机污染物和氨氮进行氧化，以节约处理费用。根据国内外煤气化污水处理工程经验和实例，优化处理工艺，确保达标排放；工艺流程简捷、高效；工程造价低、运行经济、便于管理；自动化程度高。322污水处理技术1、拦污设施我们将废水共分为2类，一类为压力废水，一类为自流废水。压力废水中不含大颗粒物质，且即使含有大颗粒物，拦截设施也应在原始提升设施处前设置，不在工程范围内，应由总体设计院考虑。因此压力废水不考虑设置拦截设施。自流废水主要是生活污水等，不仅因为生活污水本身夹杂颗粒和块状物，也因为在较长的自流管网系统中，检查井容易进入大颗粒物质，因此自流废水必须设置拦截设施。拦截设施设置于自流废水进入主体处理工序的最前端。2、水质水量的调节废水来水不均匀程度较高，为避免水质水量波动对处理系统产生不良影响，需要设置足够容量的调节设施。第11页3、物化处理根据国内现有以煤气化污水为主的污水处理装置的运行经验，本工程污水中虽含有一定浓度的氰化物和硫化物，但浓度低，在后续生化工艺中可实现达标处理，故不再考虑物化破氰脱硫预处理工艺。污水中悬浮物含量较高，为降低后续主体处理构筑物SS堵塞的可能和频次，需要设置沉淀设施。4、生物处理本工程废水属有机含氮废水，有机物以甲酸盐为主，氮以无机氨氮为主，突出的特点是对于常规生物处理来说，本工程污水的BOD和NH3N比仅达1651（常规生化处理时此值约为61以上）。因此必须采用特别的、有针对性的生化处理工艺，通过驯化培养活性污泥中的优势微生物群体（硝化菌、反硝化菌及普通异养菌），在生长过程中利用周围环境中的营养物质（即水中的有关污染物质）进行新陈代谢，达到降解污染物、净化水质的目的。生物处理方法主要分厌氧和好氧两种。（1）厌氧生物处理厌氧生物处理多用于高浓度有机废水和难降解有机废水的处理，低浓度废水很少选用。本项目废水有机物含量较低，采用厌氧生物处理很不实用。但为了彻底去除氨氮，不但要充分考虑好氧硝化，使氨氮充分转化为硝酸盐及亚硝酸盐氮，而且要在厌氧条件下进行反硝化，使反硝化菌利用硝酸根和亚硝酸根中的氧，对污水中的有机物进行降解，同时使硝酸盐及亚硝酸盐氮转化为N2，进而排出水体。（2）好氧生物处理混合废水的B/C值约为05，且有机物浓度较低，采用好氧生化是比较经济的。但因废水中氨氮浓度较高，因此好氧生化工艺必须具备脱氮功能。所有生物脱氮工艺均基于A/O（缺氧/好氧，或是反硝化/硝化）原理，目前常用生物脱氮工艺主要有A/O、IMC等。A/O脱氮工艺通常所说的A/O工艺为连续进水、连续排水的缺氧反应池与好氧反应池分别独立的活性污泥系统或接触氧化系统。其特征是缺氧池与好氧池分别设置（空间分隔），相互隔离互不干涉，通常缺氧池设置在好氧池前，称为“前置反硝化工艺”。为达到反硝化第12页的目的，A/O脱氮工艺需要大量好氧池出水回流至缺氧池前端。其简要工艺过程如下从上述流程可以看出要提高A级池反硝化脱氮效率，回流液提供的硝态氮越多越好。提高硝态氮的量有两钟方法，一是增加回流比（回流比计算见下文），二是提高硝态氮浓度。提高回流比有可能造成A级池的富氧化，破坏反硝化环境，降低反硝化率，同时也增加了动力消耗。O级池排至沉淀池和回流至A级池的水质相同，提高硝态氮浓度则意味着出水含氮（主要为硝态氮）升高，直接导致出水超标。因此，A/O工艺脱氮是有限度的，其脱氮效率通常不超过85。本项目废水要求脱氮效率达到9744，显然，采用A/O工艺无法保证达标排放。回流比的计算原废水NH3N平均为260MG/L，出水标准NH3N15MG/L，BOD20MG/L。回流比R可由下式计算130ENOHNH3N0进水氨氮浓度（260MG/L）；NH3NE出水氨氮浓度（15MG/L）；NO3NE出水硝态氮浓度（201141754MG/L）。注1MG/L的NO3N引起BOD值为114MG/L，出水BOD20MG/L。则可计算出R13（理论值），实际回流比将大于15，因此该生产废水采用A/O工艺所需的回流量相当大，处理流量为260M3/H时，回流量将至少达到3900M3/H，动力消耗巨大。另外，由于大量好氧水的回流，可能干扰缺氧池的缺氧环境而影响反硝化效果，A级生化池污水O级生化池沉淀池排放泵空气第13页所以必须增大缺氧池容积。按缺氧环境下反硝化反应时间3H计，将回流量计算在内，估算缺氧池容积至少为12000M3，相当与正常流量停留时间46H。从目前运行的工程实例来看，传统A/O工艺通常被成功应用于低浓度含氨氮废水的处理，如生活污水、城市污水处理厂等，应用于氨氮浓度超出100MG/L废水时的成功先例不多，且投资较高，突出的问题是氨氮去除率难以达到90，同时系统不太稳定，在出现硝态氮累积时易造成污泥体系各菌群的比例失调。IMCIMC工艺为传统SBR工艺的变形工艺，是近年发展起来的一种先进的预批式除磷脱氮处理法，该处理工艺集反应池、沉淀池为一体，间歇进水，间歇反应，停气时污水沉淀撇除上清液，并排出剩余污泥，成为一个周期，周而复始。进水阶段废水进入IMC池的阶段，通常为一个运行周期的开始。反应阶段反应阶段又分两种阶段曝气和搅拌，两个阶段依次反复数次。曝气阶段也称硝化阶段。由曝气系统向反应池供氧，此时有机污染物被微生物氧化分解，同时污水中的NH3N通过微生物的硝化作用转化为NO3N。搅拌阶段也称反硝化阶段。此时停止曝气而继续搅拌，使泥水充分混合，微生物利用水中剩余的DO进行氧化分解，反应池逐渐好氧状态向缺氧状态转化，开始进行反硝化反应。沉淀阶段停止搅拌，池中泥水静止分离，活性污泥逐渐沉到池底，上层水逐渐变清。滗水阶段沉淀结束后，置于反应池末端的滗水器开始工作，自上而下逐渐排出上清液。此时，反应池逐渐过渡到厌氧状态继续反硝化。闲置阶段闲置阶段即是滗水器上升到原始位置阶段，通常为一个运行周期的结束。在IMC处理工艺中，硝化和反硝化在同一池内进行，不需要好氧废水的回流，因此理论上脱氮效率可无限接近于100。IMC工艺运行方式十分灵活，通过控制供氧量使运行环境在兼氧和好氧之间不断变换，这时可以将IMC工艺看成多个A/O工艺的串联组合体，所以能够保证很高的脱氮效果。实践表明，IMC工艺的脱氮效率可以达到99以上，只要设计和运行得当，完全可以保证本项目废水达标排放。第14页IMC工艺的特点是由于IMC法中，集曝气、沉淀同一池内，节约了沉淀池和污泥、污水回流系统，所以占地省、运行费用低、设备简单、维护方便；IMC池运行比较灵活，各阶段的转化通过时间控制，可随需要任意更改，以满足不同水量、水质、处理要求的需要；由于每次滗水只排出池中少量达标废水，其它剩余泥水对进水有很强的缓冲功能，因此IMC法的抗冲击负荷能力很强，对原污水水质、水量变化的适应能力较高；由于运行方式模块化、程序化，因此比较容易实现自动化控制。另外IMC还有以下优点根据反应动力学理论，生物作用于有机基质的反应速率与基质浓度呈一级动力学反应，IMC是按时间推流的，即随着污水在池内反应时间的延长，基质浓度由高到低，是一种典型的推流型反应器。从选择器理论可知，其扩散系数最小，不存在浓度返混作用。在每个运行周期的充水阶段，IMC反应池内的污水浓度高，生物反应速率也大，因此反应池的单位容积处理效率高于完全混和型反应池以及不完全推流式反应池。由于IMC反应池内的活性污泥交替处于厌氧、缺氧和好氧状态，因此，具有脱氮除磷的功效。A/O法要使脱氮率达到75以上，其污泥回流量须为数倍的进水量，动力消耗很大，而IMC法则不同，由于运行是在同一反应池内进行的，无污泥回流量但池内污泥浓度最大，因此，IMC法的脱氮效率不但高而且稳定。IMC法的运行效果稳定，既无完全混和型反应池中的跨越流，也无接触氧化法中的沟流。IMC反应池在运行初期，池内BOD浓度高，而DO浓度较低，即存在着较大的氧传递推动力，因此，在相同的曝气设备条件下，IMC可以获得更高的氧传递效率。IMC反应池中BOD浓度梯度的存在有利于抑制丝状菌的生长，能克服传统活性污泥法常见的污泥膨胀问题。第15页按照水力学的观点，活性污泥的沉降，以在完全静止状态下沉降为佳，IMC几乎是在静止状态下沉降，它们似乎更趋近于这一观点，因此，沉降的时间短，效率高。IMC可根据来水的水温、水量、水质情况调节运行工况，以适应不同情况的运行需要。利用电动阀、电磁阀、液位计、溶解氧仪、自动记时器及可编程序控制器可使IMC污水处理系统的运行过程自动化。因此，IMC工艺可以适应处理低、中、高浓度氨氮废水的需要，在处理合成氨废水时成功的经验很多，目前多数成功处理合成氨废水的范例多为IMC工艺。通过上述脱氮工艺比较，本项目最佳的生化脱氮工艺为IMC工艺。323工艺流程1、工艺流程污水的主要处理工艺过程设计如下压力废水经管架进入污水处理站后通常情况下直接进入调节池调节水质水量。在事故状态下或调试初期进入事故池，然后再分批提升至调节池，逐批处理。自流废水经埋地管网进入污水处理站后先经格栅拦截，再提升至调节池，与压力废水合并处理。站区产生的废水（生活污水和污泥浓缩废水）也作为自流废水处理。混合废水经调节池提升泵提升至沉淀池分离大部分SS后自流至中间池。中间池废水提升进入IMC反应池处理。混合废水进入IMC池进行生化处理时，为提高氨氮的去除效率、降低动力消耗，我们将生化阶段分割成多个A/O工艺串联的时段，经多次硝化与反硝化确保废水中的氨氮达标排放。在缺氧阶段，为提高反应效果和速度，还需添加一定量的碳源甲醇，甲醇可采用次等品。IMC池出水再经检测，达标后外排。废水处理简要流程如下（带控制点流程图详见附图）。第16页污水回用处理站图例泥饼外运处置污水管道和流向污泥管道和流向药剂管道和流向空气管道和流向IMC池鼓风机NAH2PO4CH3OH浓缩脱水机外运处置污泥反应器PACPAM自流废水生活污水甲醇合成冲洗废水甲醇精馏冲洗废水二甲醚装置排水站区废水事故池压力废水气化废水低温甲醇洗废水甲醇精馏废水污水回用废水初期雨水格栅井集水池调节池泵泵沉淀池中间池泵泵监测排放池泵污泥池集泥池泵鼓风机泵浓缩罐泵其它系统污泥NAOH第17页33污泥的处理与处置污泥是污水处理过程的产物，是整个污水处理的重要组成部份，处理目的在于降低污泥含水率，减少污泥体积，达到性质稳定，并为进一步处置创造条件。污泥处理的一般流程为浓缩消化脱水干化处置。考虑到若采用消化处理，需增加消化池、加热系统、搅拌、沼气处理等一系列构筑物及设备，投资增加，社会效益不高，又因本处理系统产生的剩余污泥量较少，其它污泥量也不多，故不考虑采用污泥消化处理工艺。本工程产生的污泥和其它系统污泥混合后经浓缩、脱水再外运处置，流程见上页。各设施污泥量计算表序号项目污泥量备注一沉淀池1干污泥总量KG/D14042含水率99203污泥体积M317550二IMC池1干污泥总量KG/D14222含水率99203污泥体积M317775三其它系统来泥1干污泥总量KG/D79202含水率99403污泥体积M31320四污泥池1干污泥总量KG/D107462含水率99363污泥体积M3167325五污泥浓缩罐1干污泥总量KG/D107462含水率98003污泥体积M353730六污泥脱水机1干污泥总量KG/D107462含水率80003污泥体积M35373第18页4、处理工艺设计处理工艺设计41主要处理构（建）筑物411格栅井自流废水进入站区后先进行格栅拦截处理。自流废水最大总水量约80M3/H（含站区废水），故格栅宜采用机械格栅。假设地下管网进入格栅井时的管底标高为300M，根据规模，格栅井尺寸设计为4M1M4M（深），池底标高400M，采用地下钢砼结构，敞口。格栅型号RWG800A/4，B800MM，B10MM，H4M，N15KW。412集水池自流废水进入站区时的标高较底，为方便处理、减少后续设施的埋深，特为自流废水设置污水收集设施1座，设计收集时间按最大泵流量时的30MIN提升量考虑。根据需要，集水池提升泵设置2台，1用1备，型号100WQ1001575，Q100M3/H，H15M，N75KW。该型水泵为潜污泵，配套自耦装置。根据集水池提升泵确定集水池有效容积应大于50M3。集水池采用埋地钢砼结构，8M4M45M（深），池顶标高050M，池底标高500M，考虑格栅水头损失200MM，则集水池有效容积为576M3。为确保冬季不冻结，集水池内设置了蒸气加热系统。413调节池调节池为半埋地式钢砼结构，尺寸40M8M56M，池顶标高250M，池底标高310M，超高06M，有效水深50M，有效容积1600M3，设计停留时间6H。应对冬季温降，调节池采用全封闭形式，并在池内设置了蒸气加热系统，确保冬季不冻结。调节池顶板设置2处检修孔，两端个1个，以方便检修和通风。调节池外设调节池提升泵2台，1用1备，型号46BXG150WFBA，Q260M3/H，H225M，N45KW。该型水泵为自吸泵，过水材质为304不锈钢。调节池内设置空气搅拌系统，目的是1、防止加速颗粒物的沉淀；2、对高浓度氨氮进行初步吹脱，部分降低氨氮浓度；3、避免有害物质的积累；4、加速水质均匀速度。鼓第19页风机采用IMC池备用鼓风机（5台中的一台）。414事故池考虑到生产的应急排放情况，工艺中设置了废水事故池，用来收集和调节事故废水的水质、水量，减少对整套处理设施的冲击，也可接纳IMC池不合格排水。最初调试时，系统处理的水量有限，也需要一定容量的剩余废水收集设施，因此事故池也可用于调试时剩余废水的收集。事故废水将在其后的处理中逐步定量提升进入调节池进行后续处理。事故池与调节池相连建造，半埋地式钢砼结构，尺寸40M10M56M，池顶标高250M，池底标高310M，超高06M，有效水深50M，有效容积2000M3，可以收集12H压力废水量。应对冬季温降，事故池也采用全封闭形式，并在池内设置了蒸气加热系统，确保冬季不冻结。事故池顶板设置2处检修孔。事故池外设事故池提升泵2台，1用1备，型号46BXG40WFBA，Q10M3/H，H21M，N4KW。该型水泵为自吸泵，过水材质为304不锈钢。415沉淀池废水中含有的SS等物质容易沉淀积累，为避免堵塞后续处理构筑物，减少设备、管道磨损几率、延长系统使用寿命，工艺中采用了沉淀工艺。为降低土建投资、减少设备数量，沉淀池采用圆型辐流式沉淀池。沉淀池为半埋地式钢砼结构，尺寸16M56M，池顶标高250M，池边底标高150M，池锥底标高310M，超高04M，表面负荷09M3/M2H。沉淀池设置周边传动刮泥机1台，型号RGNZB16，直径16M，周边线速23M/MIN，N037KW，材质为CS防腐。本工程气化装置中对气化污水已经进行了絮凝沉淀处理，可保证气化污水中悬浮物在100MG/L左右，再进行沉淀处理，投加磷酸，目的是除钙。除钙后可提高污泥活性，更加保证脱氮效果。磷酸投加装置1套，包括溶药箱1只，PP材质，10001200MM，有效容积10M2。搅拌机1台，型号GF1/2P，N04KW，90120RPM。搅拌桨尺寸250，不锈钢材质。第20页计量泵2台，对应溶药箱后为1用1备，型号GM0500，Q500L/H，H50M，N075KW。416中间池沉淀池出水可以采用直接自流至IMC池的方式。但因IMC池进水时是变水位的，只有加大沉淀池和IMC池的水位差和加大连通管道直径才能保证沉淀池出水通畅，另外因为IMC池实际运行时可能根据需要会变更运行周期，此时连续进水可能破坏运行的流畅性，因此沉淀池出水若直接自流至IMC池会出现运行障碍。故综合考虑经济性与科学合理性，本方案决定在沉淀池和IMC池之间增设中间池1座。中间池的作用是收集和调节混合废水，便于后续IMC池灵活应对日后的处理环境，提高系统的可控性。中间池与调节池相连建造，半埋地式钢砼结构，尺寸164M84M56M，池顶标高250M，池底标高310M，超高08M，有效水深48M，有效容积568M3，设计停留时间22H。应对冬季温降，中间池也采用全封闭形式，并在池内设置了蒸气加热系统，确保冬季不冻结。中间池顶板设置2处检修孔。考虑到将来可能出现低负荷或低流量（5075）运行，中间池外设中间池提升泵3台，2用1备，型号46BXG150WFBAD，Q130M3/H，H20M，N22KW。该型水泵为自吸泵，过水材质为304不锈钢。417集泥池沉淀池污泥通过液位差压入集泥池，液位差由集泥池提升泵抽吸时提供。集泥池与中间池相连建造，半埋地式钢砼结构，尺寸4M4M56M，池顶标高250M，池底标高310M，超高06M，有效水深5M，有效容积80M3。应对冬季温降，集泥池也采用全封闭形式，并在池内设置了蒸气加热系统，确保冬季不冻结。集泥池顶板设置1处检修孔。集泥池外设集泥池提升泵2台，1用1备，型号46BXG80WFBC2，Q25M3/H，H18M，N75KW。该型水泵为自吸泵，过水材质为304不锈钢。418IMC反应池IMC反应池是本处理流程中的关键处理构筑物，也是降解有机物和氨氮的重要处第21页理场所。IMC工艺对污染物的降解是一个时间上的推流过程，微生物处于好氧缺氧厌氧周期性变化之中，因此IMC工艺具有较好的脱氮除磷功能，且对纯好氧工艺难降解的有机物有良好的分解代谢功能。IMC池设置4座，并联运行，半埋地式钢砼结构。应对冬季温降，IMC池也采用全封闭形式，并在池内设置了蒸气加热系统，确保冬季不冻结。IMC池顶板设置多处检修孔，以满足夏季可能的散热要求。IMC池单座尺寸552056M，池顶标高250M，池底标高310M，超高06M，有效水深5M，有效容积5500M3，运行周期6HR，其中进水15HR，反应367HR（反应和进水同时进行），沉淀133HR，滗水10HR，单池设计参数如下MLSS3000MG/L，MLVSS/MLSS08。COD污泥负荷02393KGCOD/KGMLSSD。BOD污泥负荷00808KGBOD/KGMLSSD。NH3N污泥负荷00500KGNH3N/KGMLSSD。滗水高度035M排水率约为7滗水保护层高05M水力停留时间T846小时每日周期数4反应阶段硝化和反硝化交替次数4次每周期时间分配如下表周期（6小时）60120180240300360阶段101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010进水烧碱投加甲醇投加硝化反硝化沉淀排泥滗水第22页单IMC池总好氧量（包括有机物和氨氮）3336KGO2/D，根据压力、温度、氧利用率和饱和压等计算，所需充氧量为5395KGO2/D。单池日有效充氧时间1067H/D，单池小时充氧量506KGO2/H。曝气系统采用DJAMI10P型碟式射流曝气器，污水充氧能力约45KGO2/H，综合考虑充氧能力和单个曝气器的服务面积，单池选用DJAMI10P碟式射流曝气器12台，共需48台碟式射流曝气器。DJAMI10P碟式射流曝气器氧利用率17，考虑当地大气压，经计算单池供气量为17711NM3/MIN。考虑风机频繁起动的特点，根据类似工程的运行经验，需选用离心鼓风机。4池配备离心鼓风机5台，4用1备，备用风机兼做调节池空气搅拌用，各一段时间运行15分钟到05小时。风机性能参数如下C18016，Q180NM3/MIN，出口压力6000MMH2O，P250KW/10KV，N2980RPM。3台DJAMI10P碟式射流曝气器为1组，2组配套循环泵3台，2用1备，共需24台循环泵。循环泵型号350WL11001045，流量1100M3/H，扬程10M，功率45KW。单池配套污泥泵1台，型号80WQ40154，流量40M3/H，扬程15M，功率4KW，共需4台污泥泵。该型水泵为潜污泵，配套自耦装置。单池配套滗水器1台，型号RBS400，流量400M3/H，功率055KW，滗水范围01000MM。滗水器共需4台。419监测排放池本废水处理站的出水是拟建的污水回用处理站的原水之一，业主要求达标的废水必须带压输出废水处理站。为方便设置提升设备，同时也为监测排出废水各项重要指标的合格性，设置监测排放用池1座。监测排放池为，埋地式钢砼结构，尺寸16645M，池顶标高050M，池底标高500M，超高05M，有效水深40M，有效容积384M3，满足收集IMC池的一次排放量。应对冬季温降，监测排放池采用全封闭形式，只在池顶板设置2处检修孔。监测排放池外设回用提升泵2台，1用1备，型号46BXG250WFBBD1，Q350M3/H，H47M，N90KW。该型水泵为自吸泵，过水材质为304不锈钢。4110污泥池集泥池、IMC池的污泥以及其它系统送来的污泥均汇流至污泥池，污泥池起到了调第23页节污泥泥质泥量的作用。污泥池与集水池相连建造，埋地式钢砼结构，尺寸8M4M45M（深），池顶标高050M，池底标高500M，有效水深4M，有效容积144M3。应对冬季温降，污泥池也采用全封闭形式，并在池内设置了蒸气加热系统，确保冬季不冻结。污泥池顶板设置1处检修孔。污泥池内设污泥池2台，1用1备，型号100WQ802075，Q80M3/H，H20M，N75KW。该型水泵为潜污泵，配套自耦装置。4111贮碱罐本污水处理装置脱氮时耗碱量较大，因此设置贮碱罐一台，直径3M，高约5M，有效容积30M3，采用PP材质罐，外壁保温，同时冬季采用蒸气加热，周围设置围堰，6M6M15M。为方便槽车卸碱液，设置卸碱泵1台。卸碱泵型号DFW65125/2/3，Q25M3/H，H20M，N3KW，该型水泵为耐腐蚀离心泵，过流材质为304不锈钢。碱液投加采用计量泵定量投加。经计算，连续投加时碱液（20NAOH溶液）耗量为730L/H。故设置计量泵3台，2用1备，型号GM0500，Q500L/H，H50M，N075KW。因碱液投加系统与甲醇投加系统相邻布置，间距不足防爆安全距离，故碱液投加系统中现场所有的机电、电气和控制系统均需要采用防爆产品，防爆等级为EXDCT6。4112甲醇罐本污水处理装置脱氮时需消耗一定量的甲醇，为方便投加，也设置甲醇罐一台，直径3M，高约5M，有效容积30M3，采用PP材质罐，外壁保温，周围设置围堰，6M6M15M。甲醇可采用工厂的次等品，采用计量泵定量投加。根据IMC池数设置计量泵5台，4用1备。因甲醇间断投加，投加时间每次很短，能力需447L/H，故选择型号GM0500的计量泵，Q500L/H，H50M，N075KW。甲醇为易燃易爆物品，故需要对投加甲醇系统进行防爆处理。现场所有的机电、电气和控制系统均需要采用防爆产品，防爆等级为EXDCT6。4113污泥处理系统第24页污泥池污泥含水率约992，脱水处理需要浓缩和压滤系统。污泥浓缩采用高位浓缩罐，2台，交替使用。污泥浓缩罐尺寸30007000MM，有效容积32M2。污泥浓缩将污泥浓缩至9698后在进行脱水处理。单台污泥浓缩罐配套污泥浓缩泵1台，型号50WL24204，Q24M3/H，H20M，N4KW。污泥脱水机采用带式，为提高脱水效果，需要对污泥进一步浓缩，因此采用浓缩带式一体机来干化污泥。浓缩带式一体机型号NBDL150，带宽1500MM，带速28M/MIN可调，绝干污泥处理量145240KG/H，出口污泥含水7784，N075KW。浓缩带式一体机采用全不锈钢材质。浓缩带式一体机配套Z0018/7空压机1台用于气动纠偏。Z0018/7空压机流量Q0018M3/MIN，P07MPA，N018KW。浓缩带式一体机配套清洗系统，清洗罐1只，尺寸125010001200MM，有效容积12M3，材质为CS。清洗水泵1台，型号DFW4200IA2/4，Q11M3/H，H44M，N4KW。浓缩带式一体机配套加药装置2套，分别投加PAC和PAM。2套加药装置包括溶药箱2只，PP材质，10001200MM，有效容积10M2。搅拌机2台，型号GF1/2P，N04KW，90120RPM。搅拌桨尺寸250，不锈钢材质。计量泵4台，对应溶药箱后为1用1备，型号GM0500，Q500L/H，H50M，N075KW。4114综合用房综合用房用于安置电控设备、投药、污泥脱水设备，以及用于办公、化验用房。配电间1间，平面尺寸14480M；控制室1间，平面尺寸10880M；化验室1间，平面尺寸7260M；会议室1间，平面尺寸7260M；办公室2间，单间平面尺寸3660M；脱水间1间，单间平面尺寸7260M；男女卫生间各1，平面总尺寸3680M。综合用房总平面尺寸288160M，层高暂定4M。42主要处理设备一览表详见设备一览表第25页43设备及管道选用污水潜污泵着重考虑电机漏水问题。所有水泵电机、轴承、密封的质量必须保证，潜污泵运行后一年内不能因轴温过高、电机漏水等原因而损坏，否则由承包方无偿更换。曝气器采用蝶式正压射流曝气器，由循环水泵供水、离心鼓风机供气，配管时需考虑曝气器维修时的方便。鼓风机宜采用离心鼓风机，风机进口处需设置电动阀，以避免风机过载而损坏。所有计量泵的质量均相当于国外进口计量泵质量。设备（包括电气设备）的质量标准按照现行的国家标准，根据业主要求，在合同签订时针对各台设备详细确定。IMC池进风主管环状设置。碱液、甲醇加药管线采用不锈钢材质，PAC、PAM加药管线采用PVC材质。仪表空气管线采用镀锌钢管，低压空气采用碳钢管，污水和污泥管线采用碳钢管，进出界区的管线管材由承包方和业主方设计单位协商确定。44处理效果预测表处理单元指标CODCRBOD5SSNH3N硫化物PH值进水MG/L630430325260568出水MG/L600400325250568调节池去除率57/4/进水MG/L600400325250568出水MG/L600400100250568沉淀池去除率/69/进水MG/L600400100250568出水MG/L600400100250568中间池去除率/进水MG/L600400100250568出水MG/L1002070151069IMC池去除率8395309480/总去除率841395357846942380/第26页5、电气设计电气设计51设计描述污水处理总用电装机容量约为3000KW，其中380/220V用电设备为1600KW，10KV用电设备为1400KW，其中最大电动机容量为280KW，10KV/50HZ。由于本装置自动化水平高，整个生产过程连续性强，并且本装置及辅助生产装置中大部分负荷在突然停电时会引起工厂连续性生产过程混乱，需要长时间才能恢复生产，经济损失较大，设备损坏等重大事故的特点，这类用电负荷对供电可靠性要求较高。根据国家标准GB5005295供配电系统设计规范，本工程工艺生产装置用电大部分属二级负荷，少数负荷属三级负荷。52装置供配电系统本次设计未涉及变电系统，装置所需的合格电源暂顶由业主按要求提供。装置需要两回10KV/04KV电源进线，10KV/04KV配电系统采用单母线分段接线。正常情况下，10KV/04KV母线分段运行，当一路电源失电时，母联自动闭合，保证一路电源能满足所有一、二级负荷的用电。根据全国供用电规则的要求电力用户的功率因数不低于09，本装置对低压负荷无功进行补偿，在低压配电室设置静电电容器进行补偿。53不间断电源（UPS）装置根据仪表控制系统对不间断电源（UPS）装置的要求，在仪表控制室安装有不间断电源（UPS）装置。装置的容量为40KVA由整流器、逆变器和蓄电池，静态开关等组成，在正常电源停电时可提供可靠的交流电源。不间断电源（UPS）装置的应急时间为30分钟。54供配电系统电压低压用电设备380/220V，50HZ，中性点接地系统TNS；照明干线380/220V，50HZ，中性点接地系统TNS；55主要设备选择低压开关柜为抽出式开关柜，内装智能断路器CW2型带通讯接口、CM2型塑壳第27页断路器、交流接触器和智能综合保护器电缆1KV电力电缆采用ZRYJY06/1型或ZRYJY2206/1型普通控制电缆采用ZRKYJY045/075型屏蔽控制电缆采用DJYPVP型56装置的环境特征及配电材料选择根据有关规范标准，本装置大部分属防水防尘防腐环境，少部分属普通环境，在防水防尘防腐环境内，采用防水防尘防腐型产品。57动力用电设备的操作保护380V/220V用电设备的保护用低压塑壳断路器、智能综合保护器或电子式热继电器等相应的组合，作为短路、过负荷及断相保护；用交流开关交流接触器、磁力起动器或低压空气断