焦化废水深度处理技术方案和效果

焦化废水深度处理技术方案和效果一、主要工艺采用两级强化处理，第一级采用生化处理，第二级为活性炭吸附处理。生化工艺采用生物流化床技术，将特种菌种接种到载体活性炭上，运行时无需活性污泥返回，负载在活性炭上特种菌可以持续发挥作用。正常情况下，经此生化处理，污水的COD可降至100MG/L以下。经生化处理、COD降至100MG/L以下的污水，引入活性炭处理槽，活性炭吸附污水中残余的有机物和色素，使COD可降至50MG/L以下，色度接近自来水。活性炭吸附法的关键是采用我们研制的特种活性炭作为吸附剂。该活性炭具有价格低、处理效果好的特点。其中活性炭吸附采用三个逆流布置的吸附分离组合，见下图。载体生化处理污水活性炭吸附生化水达标水第一级吸附生化水第二级吸附吸附饱和的活性炭去第三级吸附浓缩沉浓缩沉经第二级吸附后的活性炭去第一级吸附经第三级吸附后的活性炭去第二级吸附浓缩沉新鲜活性炭总流程图吸附部分流程图达标水二、专用微生物载体的特点新研制的专利产品低密度碳质微生物载体具有密度低、易悬浮，微生物易附着繁殖，价格低等优势。使用时，一次添加长期使用，平时补充少量流失的炭，总体寿命长达10年。微生物可长期在载体上附着、生长繁殖和降解水中有机物。该载体可以在曝气时随水流上下移动迁移，呈流化状态，强化了传质，有利于微生物的稳定繁殖。加入该载体后可大幅度提高微生物密度、强化处理效果，在水处理效果不变的情况下，可提高水处理的能力。对于水质波动大、原设计水处理能力不足的企业更加适合。三、用于生化处理后废水深度处理的活性炭吸附剂该吸附剂系采用煤焦为原料，经特别工艺制备而成，具有成本低、效果好的特点，是实现低成本深度处理焦化废水的关键手段之一。采购价格在40004500元/吨，远低于一般商用活性炭的价格。四、技术的关键点（1）专用微生物载体的使用可提高生化处理的强度，并适应负荷变化，能够使出水COD达到100MG/L以下；（2）吸附用的活性炭是专门开发的专用活性炭，吸附能力强，脱色率高，价格低。五、活性炭吸附部分工业性试验的参数设置1、处理能力1M3/H2、停留时间污水在每罐中的停留搅拌时间为810MIN，三个罐总停留时间为30MIN；3、要求水罐设置搅拌器，确保活性炭与污水的充分接触；4、中试需要的费用50万元，包括第一级的特种菌种生化处理和第二级的活性炭吸附。5、处理效果实例焦化废水处理前后效果对比，见下图。下图是某焦化厂废水COD在180MG/L时，用活性炭吸附处理后的效果。左1处理前的废水；左2用1活性炭处理后的废水；左3用2活性炭处理后的废水；右1自来水。说明生化处理技术是已经商业化的成熟技术，已经在制药、石油化工等领域有很多业绩。需要中试的是活性炭吸附处理，活性炭吸附技术已经完成实验室研究，效果良好。但需要放大试验，进一步评价其可行性。活性炭吸附处理是与生物流化床技术配套使用的，生化技术作为第一级处理，要求COD低于150MG/L，世纪能达到100MG/L以下；然后将活性炭吸附用于生化出水的深度处理，可使COD小于50MG/L、色度接近自来水，这样的水可以作为循环水使用。附件是同泰焦化厂污水处理方案生化部分的方案和投资、运行成本分析等内容。中国矿业大学化工学院张双全研究室联系电件同泰焦化厂污水处理方案微山同泰煤焦化有限责任公司废水处理改造设计方案（日处理1500吨废水）湘潭建源生物技术开发有限公司二一五年六月目录第一章废水处理装置设计111设计依据112设计内容及范围113水质水量1131设计的进水水质1132设计的出水水质214设计原则215设计规范及标准3第二章废水处理工艺流程及说明521废水处理工艺流程522改造思路523工艺流程说明6231隔油池6232调节池6233组合气浮8234ABR生化系统9235连续好氧池10236混凝沉淀池11237曝气生物滤池13238污泥脱水系统14第三章消防设置15第四章主要经济技术指标（估算）16第五章投资概算17第六章工程进度一览表18第七章运行管理19第八章日常管理2081人员编制2082人员培训2083运行管理20第九章工程质量承诺21第十章售后服务22101人员培训22102技术服务22第一章废水处理装置设计11设计依据甲方提供的废水水质、水量及相关生产资料。12设计内容及范围（1）全部废水及污泥处理系统处理的工艺设计、设备选型、工艺管路配置、土建构筑物、厂房的设计、配电仪表的设计、选型安装设计。（2）事故应急措施工程的设计。（3）全部处理装置配套的厂房及办公，辅助设施的施工设计。注处理装置界区外部汇水管线建设和改造不在本设计范围内。13水质水量根据甲方提供资料，生产废水为焦化废水。其中本方案的设计进水水量1500M3/D。序号名称水量（M/H）CODCR（MG/L）备注1含酚、含氰废水20300035002生活废水40131设计的进水水质序号指标单位进水水质备注1CODCRMG/L150020002NH3NMG/L1501803酚MG/L4008004硫化物MG/L20505HCNMG/L8206油MG/L2003007SSMG/L1003508PHMG/L7080132设计的出水水质序号指标单位出水水质备注1CODCRMG/L1002NH3NMG/L153酚MG/L054硫化物MG/LN/A5HCNMG/L056油MG/L107SSMG/L1508PHMG/L6914设计原则（1）根据国家有关规定和甲方的具体要求，合理地确定各项指标的设计标准。（2）使用简易、低能耗、高效的水处理系统。（3）操作管理程序简单化，以减轻工人的劳动强度，降低废水处理的综合费用。（4）在综合考虑性能价格比的基础上，尽量采用新材料、新产品，以延长设备的使用寿命和便于工人操作。（5）工艺确定要结合废水的具体特点及国内外相关废水处理的成功经验，并在确保功能可靠、操作管理方便的前提下尽量采用新技术，提高处理效率，降低工程的成本。（6）废水处理站的布置同周边环境综合考虑，景观设计协调一致。15设计规范及标准（1）室外排水设计规范（GB50042006）。（2）建筑中水设计规范（GB503362002）。（3）给水排水制图标准（GB/T501062001）。（4）总制图标准（GB/T501032001）。（5）建筑给水排水设计规范（GB500152003）。（6）泵站设计规范（GB/T5026597）。（7）建筑抗震设计规范（GB500112001）。（8）给水排水工程构筑物结构设计规范（GB500692002）。（9）混凝土结构设计规范（GB500102002）。（10）砌体结构设计规范（GB500032001）。（11）建筑地基基础设计规范（GB500072002）。（12）建筑设计防火规范（GBJ1687，2001年版）。（13）构筑物抗震设计规范（GBJ5019193）。（14）室外给水排水和煤气热力工程抗震设计规范（GB500322003）。（15）废水泵站设计规程（DBJ082391）。（16）建筑地面设计规范（GBJ5003796）。（17）工业企业噪声控制设计规范（GBJ8795）。（18）地下工程防水技术规程（GB501082001）。（19）建筑灭火配置设计规范（BG14090，97年版）。（20）屋面工程技术规程（GB502794）。（21）工业企业总平面设计规范（GB5018793）。（22）供电配电系统设计规范（GB5005295）。（23）10KV及以下变电所设计规范（GB5005394）。（24）低压配电设计规范（GB5005495）。（25）建筑物防雷设计规范（GB5005794）。（26）智能建筑设计标准（GB/T503142000）。（27）电力装置的继电保护和自动装置设计规范（GB5006292）。（28）工业建筑防腐蚀设计规范（GB5004695）。（29）城镇废水处理厂附属建筑和附属设备设计标准（CJJ3189）。（30）房屋建筑制图统一标准（GB/T500012001）。（31）建筑制图标准（GB/T501042001）。（32）建筑楼梯模数协调标准（GBJ10187）。（33）建筑采光设计标准（GB/T500332001）。（34）工业企业设计卫生标准（GBZ12002）。第二章废水处理工艺流程及说明21废水处理工艺流程连续好氧池CHCHIABR污泥浓缩池泵PH污泥脱水外运调节池组合气浮混凝沉淀池隔油池曝气生物滤池温度空气泵达标排放营养盐生活废水蒸氨废水空气PAMPAC泵废水污泥空气微山同泰煤焦化有限责任公司废水处理工艺流程图22改造思路序号名称尺寸M备注1调节池利旧，分为两座2ABR池利用A1和A2改造3连续好氧池利用O1改造4混凝沉淀池利旧5曝气生物滤池利用O2改造6污泥脱水系统利旧23工艺流程说明231隔油池含酚、含氰废水直接进入隔油池，除油后与生活废水在调节池混合。隔油池（利旧）数量1座有效容积10M3结构钢筋砼S8抗渗保护高度05M废水提升泵（利旧）数量2台（1用1备）Q20M3/H（使用流量），H15M，N11KW流量计数量1套要具备瞬时流量及累积流量功能232调节池除油后的含酚、含氰废水与生活废水在调节池中混合均匀。调节池设2座，每座有效容积459M3，切换使用。调节池可均衡水质、水量，为下一生化单元正常运行创造良好的条件。调节池内设曝气搅拌系统，以达到均质均量的目的。调节池还设有营养盐投加系统（投加磷酸二氢钾，满足CP3001可不投加）；PH调节及监测系统（将废水的PH调到7080）；温度测量及显示系统（保证进入后续处理系统的废水温度3035）以满足生化处理的需要。调节池（利旧）数量2座每座有效容积459M3结构钢筋砼S8抗渗保护高度05M三叶罗茨鼓风机（利旧）数量2台（1用1备）Q84M3/MIN（使用风量），H588KPA，N15KW废水提升泵（利旧）数量2台（1用1备）Q60M3/H（使用流量），H15M，N75KWPH监测系统数量2套测量及显示PH范围014流量计数量1套要具备瞬时流量及累积流量功能温度测量及显示系统数量2套范围0100液位测量及显示系统数量2套233组合气浮调节池出水用泵提升进入气浮除油池，停留10分钟将污水中的浮油及油泥分离出去，达到预处理作用。组合气浮1利旧组合气浮2处理能力30M/H234ABR生化系统气浮系统出水进入ABR生化池，ABR池利用A1和A1池改造。ABR生化池共分12个反应室，每一个反应室都是升流反应式，即废水通过底部的布水管布水后以升流的方式通过载体层，水力特性接近完全混合式，而在整个反应器中则类似于推流式。废水进入反应室后上下折流前进，依次通过每一个反应室的载体层，废水中的有机物通过与微生物充分接触而得到去除。借助废水的流动作用，反应室中的废水上下进行运行，由于载体层的阻挡作用和污泥的自身沉降性能，处理过程中产生的污泥被截留在反应室内。池底设置UPVC（或其他符合要求的材料）材质的承托板，距离池底15M，厚度20MM，开孔20，间距40MM；每个小池子设多根布水管，多根排泥管。每一个反应室都设有载体层疏通系统，目的是为了混合均匀以及及时的排走厌氧处理产生的气体，提高传质速率。当ABR里污泥量大时可以通过排泥管对各个反应室逐个进行排泥操作，12个反应室共用一个污泥泵。在ABR生化池中设置布水系统，填充生物载体，投加16目活性炭，投加比例10，并接种高效EMO复合微生物菌种，经驯化培养，ABR生化池中将形成以水解酸化菌群和产碱杆菌群为主的微生物环境和微生态平衡。废水在ABR生化池中与生长在载体上的菌体接触，水解菌首先将废水中的大分子不溶性有机物水解成小分子可溶性有机物，紧接着酸化菌将小分子可溶性有机物酸化为乙酸等低级脂肪酸，然后产碱杆菌利用废水中的H为电子受体将低级脂肪酸转化为稳定的无机物质，实现对有机污染物的水解酸化。ABR生化池（利用A1和A1池改造）数量1座HRT70H有效容积4200M3结构钢筋砼S8抗渗保护高度10M声光报警系统1套（该报警系统放在厌氧第一格，当液位超过进水液位800MM时报警）高压罗茨鼓风机（载体层疏通系统使用）数量1台Q28M3/MIN（使用流量），H0118MPA，N75KW污泥泵（利旧）数量2台（1用1备）Q20M3/H（使用流量），H15M，N11KW235连续好氧池ABR出水自流连续进入连续好氧池，连续好氧池利用O1池改造。连续好氧池为连续曝气。在连续好氧池中设置曝气系统，填充生物载体，载体为3080目的活性炭，投加比例10。并接种高效EMO复合微生物菌种。连续好氧池出水自流进入沉淀池1。连续好氧池（利旧）数量1座HRT48H有效容积3200M3结构钢筋砼S8抗渗保护高度05M三叶罗茨鼓风机（利旧）数量3台（2用1备）Q252M3/MIN（使用风量），H588KPA，N45KW三叶罗茨鼓风机（新增）数量2台（1用1备）Q83M3/MIN（使用风量），H637KPA，N160KW液位测量及显示系统数量1套236混凝沉淀池连续好氧池出水自流进入混凝沉淀池，混凝沉淀池设回流系统。废水在沉淀池停留6小时，经过沉淀，污泥及其它杂质颗粒沉降到池底部。沉淀池内设有排泥系统，经过一段时间污泥累积后可通过排泥操作排出。沉淀池出水提升进入曝气生物滤池。混凝沉淀池（利旧）数量1座HRT6H有效容积360M3结构钢筋砼S8抗渗保护高度05M污泥泵（利旧）数量2台（1用1备）Q20M3/H（使用流量），H10M，N11KW废水提升泵（利旧）数量2台（1用1备）Q60M3/H（使用流量），H15M，N75KW流量计数量1套要具备瞬时流量及累积流量功能237曝气生物滤池曝气生滤池利用O2池改造。曝气生物滤池投加3050MM的火山石滤料，投加比例30，并接种高效EMO复合微生物菌种。曝气生物滤池截留排水排出的菌种及部分悬浮物并且发生生化反应，曝气生物滤池出水外观清澈透明，无色无味，达标排放。曝气生物滤池设有布水系统、曝气系统、反冲洗布水系统，反冲洗曝气系统。曝气生物滤池（利用O2池改造）数量1座反应时间177H，有效容积1110M3保护高度05M结构钢筋砼S8抗渗三叶罗茨鼓风机与调节池共用反冲洗风机利用SBR备机反冲洗泵数量2台（1用1备）Q450M3/H（使用流量），H14M，N30KW238污泥脱水系统生化系统产生的污泥通过污泥泵进入生化污泥浓缩池进行浓缩，浓缩后污泥通过污泥脱水机脱水，泥水分离，分离出来的废水与预处理后的废水一起汇入连续好氧池再次处理，湿泥外运到市政污泥处理场处理。污泥脱水系统利旧第三章消防设置废水处理系统一般为非易燃易爆场所，不设专用消防水系统；考虑综合厂房的电气安全，按照相关的消防要求配置消防设置。第四章主要经济技术指标（估算）41运行容量2811KW，耗电量450KWH/吨水，电费080元/KWH，电费360元/吨水；42人工8人，月薪3000元，053元/吨水；43营养盐磷酸二氢钾002公斤/吨水，500元/公斤，010元/吨水；44絮凝剂（PAC）0001公斤/吨水，180元/公斤，0002元/吨水；助凝剂（PAM）00008公斤/吨水，3080元/公斤，0025元/吨水；45运行费用项目用量单价单耗元/吨水电450KWH/吨水080元/KWH360人工8人3000元/人月053磷酸二氢钾002公斤/吨水500元/公斤010絮凝剂（PAC）0001公斤/吨水180元/公斤0002助凝剂（PAM）00008公斤/吨水3080元/公斤0025运行费用合计4257第五章投资概算序号名称规格型号数量单价（万元）总价（万元）1反冲洗泵2台4509002新增好氧池风机2台98019603高压罗茨鼓风机1台100010004新增气浮1套150015005曝气头YHQW2153650个001140156工艺管线800080007配电仪表500050008生物菌种固体菌2480KG015493841516目活性炭210吨065136503080目活性炭160吨065104009载体3050MM火山石滤料330M0082640一设备材料合计874801设计费200020002改造装费1000010000二其他费合计27000三总计114480第六章工程进度一览表项目及