浙江某腈纶有限公司废水处理改造工程设计方案.doc

浙江xx腈纶有限公司废水处理改造工程设计方案目 录第一部分: 项目概况第二部分：生产工艺第三部分: 设计水量与水质3.1设计水量与处理能力3.2设计水质第四部分: 设计条件4.1设计原则4.2设计依据第五部分: 处理工艺流程、特点5.1原有处理工艺及分析5.2设计依据5.3处理工艺简述第六部分: 新建构、建筑物和主要设备6.1新建构、建筑物6.2. 主要机电设备第七部分: 电气设计第八部分: 建筑与结构设计第九部分: 公用工程及绿化、环保、消防、安全设计9.1自来水9.2绿 化9.3环境保护9.4消 防9.5安 全第十部分: 工程报价预算10.1报价范围10.2土建工程报价10.3设备规格及价格表10.4工程总报价预算浙江xx腈纶有限公司废水处理改造工程设计方案 第一部分: 项目概况浙江xx腈纶有限公司是一家专业生产腈纶纤维的企业，位于宁波市化工园区，其引进德国拜尔公司的湿纺二步法经纶专利技术，目前年产6万吨腈纶纤维。该公司在生产过程中有高浓度有机废水排放。原该公司采用上海埃梯梯恒通先进水处理有限公司设计并安装废水处理设备，由于某些原因，目前废水仍未达标排放，如此未达标的废水直接排放将严重危害周围环境。该公司为了治理污染，保护环境，拟改造废水处理装置，并委托我公司编制工程设计方案，我们在了解加工工艺、现场踏勘、总结以往同类废水处理运行经验和实验室小试的基础上提出了以下废水处理方案，供有关部门和建设单位评定。第二部分：生产工艺该公司的主要生产工艺如下：第三部分: 设计水量与水质3.1设计水量与处理能力从生产工艺流程可看出，废水主要产生于以下几个环节：制备an-va共聚物的干燥工序、成品干燥工序以及办公大楼的职工生活废水。根据企业提供的技术资料，废水水量情况为1800吨/天。3.2设计水质 a) 原水水质 名 称浓 度（环评）浓 度（实际）ph值6-96-9codcr(mg/l)24002800bod5(mg/l)1100300tn(mg/l)200200ss(mg/l)200200dmac(mg/l)100微量an(mg/l)3.5微量b) 设计排放标准出水执行污水综合排放标准（cb8987-96）中的一级标准，其指标如下：名 称浓度ph值6-9codcr(mg/l)100bod5(mg/l)20氨氮(mg/l)5ss(mg/l)70第四部分: 设计条件4.1设计原则a、根据浙江xx腈纶有限公司废水水质特点，并借鉴同类型废水处理工程实例，利用原有处理设施，在废水处理出水水质达到排放标准的前提下，采用先进、成熟、可靠的处理工艺。b、力求投资省，设备结构合理，能耗低，操作管理方便，运行费用低。c、运用成熟的科学处理工艺，使整个系统自动运行。d、适应水质、水量多变的特点，能承受冲击负荷，并且具有操作上的弹性。4.2设计依据国家污水综合排放标准 gb8978-1996室外排水设计规范 gbj14-87建筑给排水设计规范 gbj15-88给水排水工程结构设计规范 cbj69-84供配电系统设计规范 cb50052-95民用建筑照明设计标准 cbj133-90低压配电装置及线路设计规范 cb50054-95 建筑设计防火规范 cbj16-87 第五部分: 处理工艺流程、特点 5.1原有处理工艺及分析a、原有处理工艺流程。 生活废水 隔栅 生产废水集水池 滤液、反冲洗水调节池 混凝池磷气浮池mbr（a段）污泥脱水污泥池mbr（o段） 干泥外运排放池 排放b、对现状分析：由于前段废水未达标排放，codcr达到1000 mg/l左右，bod5只有5 mg/l，甚至不到，在气浮前段加装电解装置，但问题依然得不到很好的解决，据此判断，废水中仍含有大量低分子聚合物，现有处理设施不能很好的降解此类物质，从中可以分析得出，原废水处理工艺废水停留时间过于短暂，耐冲击负荷低下。因此，此次改造的重点为解决这个问题。5.2设计依据由于浙江xx腈纶有限公司的产品,以丙烯腈（an）及醋酸乙烯（va）为原料采用湿纺二步法生产,污水源头装置有丙烯腈（an）、二甲基乙酰胺（dmac）等含氮化合物排出。这些含氮化合物，除供原生质的合成、微生物的繁殖及增长外，大部分经生化作用转化为氨氮。但废水中丙烯腈（an）、二甲基乙酰胺（dmac）等含氮化合物微量存在,基本未检出，bod5/codcr低的主要原因为废水中含大量低聚合物。目前由于该公司废水出水codcr高而基本无bod5，因此，需对原有工艺进行改进，提高原有废水处理系统废水的bod5/codcr，提高废水的可生化性。根据本公司对该类废水处理的实践经验,结合本项目现有设施,拟用物化及生化相结合的方法处理废水；其中物化部分采用“沉淀内电解沉淀臭氧氧化”的工艺，生化部分采用“厌氧（habr）缺氧好氧”工艺。该工艺是目前国内外对这种高有机物浓度、高含氮浓度废水处理的常用方法。同时后置超滤及反渗透装置为备用，在废水处理站出水不达标的情况下使用该套装置，以确保废水达标排放。处理工艺流程示意如下: 生产废水 隔栅 集水池 滤液、反冲洗水沉淀池 内电解沉淀池臭氧氧化气浮装置调节池habr磷生活废水mbr（a段）污泥脱水污泥池mbr（o段） 干泥外运超滤反渗透排放池 排放5.3处理工艺简述生产废水进入集水池，集水池内设排污泵将废水移送到混凝絮凝池，加入feso4及助凝剂pam后沉淀处理；去除悬浮物后送至内电解处理，将部分大分子化合物电解为小分子化合物，提高废水bod5/codcr，出水加入助凝剂pam沉淀处理；然后废水进入臭氧氧化反应塔进行氧化处理，经氧化处理后的废水进入气浮装置去除悬浮物质后进入调节沉淀池，经调节ph后，废水提升至生化部分。由于废水氨氮浓度较高，且bod5/codcr较低，可生化性较差，虽经过上述物化处理，为进一步提高bod5/codcr，因此生化系统采用a2/o工艺，其中厌氧采用habr工艺，可以有效的提高bod5/codcr，提高废水的可生化性，后续a/o段采用原有系统，但加大o段停留时间，原有a/o池合并成为o段，缺氧池与habr合建，同时为防止污泥在缺氧池沉淀，缺氧池内设水下搅拌机两台，废水经生化处理后，通过mbr工艺的膜分离单元将清水直接抽出，此时，废水可稳定达标排放。a、 淀处理工艺由于湿纺二步法工艺生产腈纶而产生的含腈废水中含有大量的低聚合物，尤为生产不正常时。污水中低聚合物有溶解性与非溶解性之分，非溶解性低聚合物进入污水处理装置，将对污水处理产生极坏的影响，所以必须在进入处理装置前予以沉淀去除。同时因为feso4对带有-so3、-oh、-nh2等基团有机化合物（腈纶污水中的低聚合物组分）有较好的混凝效果。fe2+与上述基团发生络合反应，可形成大分子螯合物，因此，沉淀处理工艺采用的混凝絮凝剂为feso4剂pam。b、内电解氧化处理工艺内电解氧化反应器内置铁屑、中温焦炭及铁钯化组合填料，在酸性充氧条件下促进内电解反应速率。铁屑为阳极，碳为阴极，污水是电解质，构成无数个微电池电路，反应如下。阳极（fe）： fe-2e fe2+ e(fe2+/ fe) = 0.44v阴极（c）： 2h+ + 2e 2h h2 (在酸性条件下) e(h+/ h2) = 0.00v o2 + 4h+ 4e 2h2o (酸性充氧条件下) e(o2/ h2o) = 1.22v电化学腐蚀反应所产生新生态的h和fe2+等物质都具有较强的化学活性，能与污水中的许多物质发生氧化、还原反应，fe2+离子具有较强的还原性，可直接将大分子结构组分降解为小分子物质，使某些难以生物降解的有机化学结构发生变化而转变为易生物降解的物质，可生化性得以提高。另外，内电解产生的feso4对带有-so3、-oh、-nh2等基团有机化合物（腈纶污水中的低聚合物组分）有较好的混凝效果。fe2+与上述基团发生络合反应，可形成大分子螯合物，还有电化学反应在污水中形成电场效应，破坏污水中分散的胶体粒子的稳定体系，降低了水溶性，从而使呈胶体状态的低聚合物污水混凝效果更好。内电解产生的fe2+在曝氧充氧条件下很快氧化为fe3+，新生态的fe2+和fe3+是良好的絮凝剂，特别是fe2+具有更高的吸附-絮凝活性。投加石灰乳调节ph值后，并投加一定量的pam溶液助凝剂，其水解产物能将污水中的水机高分子交联、络合在一起，形成具有较长线型结构，溶解度很小，且带正电荷的以fe2+或fe3+为胶凝中心的胶粒或微絮凝体，进一步吸附污水中的污染物以降低或消除污水中的有机胶体（部分低聚合物）的高电位，使胶体脱稳，同时在吸附作用絮凝、架桥、沉降去除低聚合物组分。c、臭氧氧化处理工艺臭氧是一种强氧化剂，在空气中可自行分解为氧气。臭氧分解产生的新生态氧原子具有很高的氧化活性。臭氧对处理腈纶污水的效果较好，对丙烯腈、硫氰酸盐、氰化物、cod都有较好的处理效果。臭氧可使氰化物、硫化物和硫氰化物离子等氧化，反应式为：2kcn + 2o3 2kcno + 2o22kcno + 2o3 2khco3 + n2 + 3o2h2s +o3 h2o + so23h2s + 4o3 3h2so4cns+2oh cn+ so3 2 +2o2 +2h2ocn+ so3 2+2o3 cno+ so4 2+ 2o2臭氧能氧化分解污水中的有机物及其他还原性物质，并能使污水中难以生物降解的有机物断链、开环，将大分子有机物氧化为小分子有机物，提高污水中有机物的可生化性和可吸附性。d、对habr（hybyidanaerobic baffled reactor）的介绍目前用于高浓度工业废水处理的厌氧工艺很多，其中较常用的有：上流式厌氧污泥床（uasb）、厌氧滤池（af）、污泥床滤器（ubf）、升流式污泥床反应器（usr）和厌氧折流板反应器（abr）等。其中abr反应器是20世纪80年代以来发展的一种高效厌氧处理工艺，其实质是一系列升流式污泥悬浮反应器，具有结构简单，生物截留能力强，处理效果好，运行管理方便等优点。本工程拟采用复合式折流板厌氧反应器（habr），它是一种abr反应器的改进型式，它设计简单，不需特殊的气固分离系统，在abr的各反应室内适当位置架设填料，可以利用原有的有效空间增加生物总量，并可利用填料加速污泥与气泡分离，降低污泥流失，并可长期运行不排泥。由于该系统生物固体流失量很少，随着污泥床的形成，系统内因细菌生长而使ss不断增加，而使其能在高负荷下对废水进行有效地处理。habr是分隔成串的几个反应室，每个反应室都是一个相对独立的uasb系统，运行时，废水在折流板的作用下逐个通过反应室内的污泥床，并通过水流和产气的搅拌作用，使得进水中的底物与微生物的充分接触而得以除去。habr反应器前端的隔室中，主要以水解及产酸菌为主，在多种水解菌的作用下能够把难以生化的胶状物质和其它大分子有机物转化为小分子有机物，提高了可生化性。当废水进入较后的隔室，主要以甲烷发酵为主。habr厌氧生化工艺有如下特点：a)工艺简单，投资少，运行费用较低abr法设计简单，没有活动部件，同传统的厌氧消化池相比，无需机械搅拌装置，也不需额外的澄清沉淀池。同uasb和af相比，abr法不需要昂贵的进水系统，也不需要设计复杂的三相分离器。因此，abr法的投资少，运行费用较低。b) 耐冲击负荷，适应性强由于折流板良好的滞留微生物的能力和污泥良好的沉降性能，再有abr中的微生物环境具有良好的生物级配，abr对冲击负荷的适应性很强。dcstuekey的研究表明，不论是对水力冲击负荷还是对有机冲击负荷，abr均有良好的适应性 。因此abr法对于处理流量和浓度变化较大的工业废水有很好的应用前景。c) 固液分离效果好，出水水质好厌氧生物团絮凝同好氧活性污泥法的模式类似，是由细菌对基质的有限浓度引起，fm值对其有重要影响 。低 f/m值有利于生物絮凝，沉降加快，出水悬浮固体浓度低。abr的分格构造和水流的推流状态，使得fm随水流逐渐降低，在最后隔室内f/ m最低，且产气量最小，最有利于固液分离，所以能够保证有良好的出水水质。d) 运行稳定，操作灵活由于abr反应器特有的挡板构造，大大减小了堵塞和污泥床膨胀等现象发生的可能性，可长时间稳定运行。并且abr法可根据水质、水量的不同，通过改变挡板间距，调节hrt，甚至还可以进行间歇操作，来满足出水水质的要求。abr法还可在适当的隔室进行好氧操作，以达到在同一反应器内除氮的目的 。e)对有毒物质适应性强由于隔板将反应器各格分隔开，所以有毒物质对反应器的影响主要集中在abr反应器前部，对后部的危害较小 。这使得只有少数微生物暴露在合理设置(水流在上向流室上升流速相对较小)为污泥的沉降和截留创造了一个良好的条件，因而abr反应器内能截留大量的微生物 。f)良好的生物分布挡板构造在反应器内形成几个独立的隔室，所以能在每个隔室内驯化培养与该隔室环境条件相适应的微生物群落，形成良好的种群配合和良好的沿程分布，避免了不同种群间生态幅的过多重复，从而确保相应的微生物拥有最佳的工作活性，必要时还可以通过合理设置各隔室的废水水质，来稳定运行状况，提高处理效果，实现在一个反应器内完成一体化的两相或多相处理。第六部分: 新建构、建筑物和主要设备6.1新建构、建筑物pos.01沉淀池 初沉池采用辐流式沉淀池，前置混凝絮凝反应池，尺寸为2.0 m4.0m3.0m ，分为两格，有效容积20m3,反应时间15min , 钢砼地上构筑物,设混凝搅拌机二台。沉淀区直径为10m， 缓冲区水深0.5m，污泥斗高度1.2，有效水深2m，超高0.3m，池底坡度差为0.2m，总高为4.2m，沉淀池设周边驱动半桥式刮泥机一座，刮泥机周边线速度为1.5m/min，装机功率0.37kw，材料采用水下不锈钢，水上碳钢防腐。稳流桶、出水堰、出渣斗采用全不锈钢。设污泥排污泵两台，一用一备。钢砼半地上构筑物。pos.02沉淀池同沉淀池。pos.03复合式折流板厌氧反应器（habr）habr反应器计水量q=1800m3/d,容积负荷一般为0.4-28kgcodcr/m3.d,根据同类工程经验,本设计取1.90kgcod/m3.d,有效容积为:3600m3; hrt=48hr, 平均有效水深4.5m,池总深5.0m。总体尺寸为：20.0 m40.0m5.0m 。其中上流室内设置生物环填料及支架。钢砼半地上构筑物。pos.04缺氧生化池缺氧池设计水量q=1800m3/d ，反应池池容按好氧:缺氧为5:2设置,有效容积为:810m3, 取池hrt=10.8hr,好氧液回流比取200%。缺氧池与复合式折流板厌氧反应器为组合池体，有效水深为4.55m,总深为5.0m,池体尺寸为:20.0m9.0m5.0m ，半地上钢砼结构。内挂组合生物填料,数量为：810 m3。池底设机械搅拌装置，数量为1台。pos.05机房 为砖混结构，主要用于放置超滤及反渗透装置，尺寸为:6.24m8.00m，层高3.0 m。6.2. 主要机电设备pos.01刮泥机规 格： 周边线速度1.5m/min，n=0.37kw材 质： cs数 量： 2台pos.02沉淀池附属设施 规 格： 稳流桶，出水堰等材 质： 不锈钢数 量： 2套pos.03混凝搅拌机规 格： 转速：40rpm，n=3.0kw材 质： cs数 量： 4台pos.04污泥排污泵规 格： q=25m3/h,h=20m,n=4kw材 质： cs数 量： 4台pos.05加药机规 格： 机械隔膜泵材 质： cs数 量： 7台pos.06内电解反应器规 格： 材 质： cs数 量： 2台pos.07臭氧发生器规 格： 产生量1kg/h材 质： cs数 量： 1台pos.08臭氧氧化塔规 格： 2.02.0m材 质： cs数 量： 3台pos.09水下搅拌装置规 格： n=5.5kw材 质： cs数 量： 2台pos.10生物环填料 规 格： =150，材 质： pe数 量： 4410m3pos.11填料支架规 格： 非标，材 质： cs数 量： 4410m3第七部分: 电气设计利用废水处理站原有线路。第八部分: 建筑与结构设计 自然条件（略）a、 设计活荷载 池顶盖：150kn/ m2b、 设计主要规范建筑结构荷载规范 gbj9-87砼结构设计规范 gbj10-89建筑地基基础设计规范gbj11-89建筑软弱地基基础规范gbj10-1-90污水处理站内的主要构筑物均为钢筋混凝土结构，标准化排污口及综合房为砖混结构。地基承载力按fk=100kpa进行设计。第九部分: 公用工程及绿化、环保、消防、安全设计 9.1自来水 由厂区总供水系统供给的水压不小于0.3mpa的自来水由dn50镀锌钢管接入。 9.2绿 化污水处理设施的周围也应根据需要进行绿化处理，其构筑物外露部分采用乳胶涂料，做到与整个厂区统一、美观。（由业主提供）9.3环境保护 为防止异味的发生，废水处理站内废物的堆放一定要及时清理。 为防止有害噪声影响周围环境和危害操作人员身心健康，本设计选择低噪声的设备，以满足环保规范要求。9.4消 防 废水处理站的消防应执行建筑设计消防规范（gbj16-87）。 本废水处理区在工艺生产过程中不产生易燃易爆气体。 本废水处理建筑物较小，可不设消火栓，但应放置手提式泡沫灭火器。9.5安 全 水池需检、维修时，应对池子进行换气通风。 所有电气设备的安装、防护等均需满足电气设备安全有关规定。 对工艺过程中所需的化学药品应严格管理，专人负责。 制定相应的安全法规，职工进行严格的岗前培训和教育，经考核合格上岗。第十部分: 工程报价预算 10.1报价范围 本报价废水处理站内改造所需所有的处理构筑物、设备、电气及仪表；未包含废水处理站外的废水接入管道，处理后的外排管道，污泥堆放场，厂区内的道路、绿化、照明以及厂区围墙。10.2土建工程报价土建工程预算如下表 工程报价预算表 单位：万元序号名 称规 格单位数量结构总价1混凝反应池2.0 m4.0m3.0m座2rc2.8