炼油污水深度处理可研报告.doc

档案号：08g06-12-08-1/1 修改号 *石化 工程有限公司 说明书 共 44 页 第 1 页 目 录 1.总论总论 .3 1.1 项目名称、主办单位、地点等情况3 1.2 建设单位概况3 1.3 项目背景、投资意义及必要性3 1.4 产业政策符合性分析5 1.5 编制依据及原则5 1.6 研究范围及编制分工8 1.7 项目研究结论：8 2 市场分析及价格预测市场分析及价格预测 10 2.1 市场分析10 2.2 价格分析及价格预测10 3 项目建设规模、产品方案及总工艺流程项目建设规模、产品方案及总工艺流程 11 3.1 建设规模11 3.2 产品方案11 3.3 水质指标11 3.4 工艺选择12 4 工艺装置技术及设备方案工艺装置技术及设备方案 21 5 原料、辅助材料及燃料供应原料、辅助材料及燃料供应 28 5.1 原料供应28 5.2 辅助材料供应28 6 自动控制自动控制 29 6.1 概 述 29 6.2 控制系统及仪表选型29 6.3 工艺装置自动控制方案29 6.4 设计中采用的主要标准及规范30 7 公用工程及辅助生产设施公用工程及辅助生产设施 30 7.1 净化风现状30 7.2 供电31 7.3 电 信32 7.4 供热32 7.5 采暖、通风32 7.6 维修、化验32 7.7 库房及堆场32 8 节节 能能 32 8.1 编制依据32 8.2 节能原则32 8.3 能耗分析33 8.4 节能措施33 9 环境保护环境保护 33 9.1 编制的依据和标准33 9.2 建设项目污染及治理措施34 档案号：08g06-12-08-1/1 修改号 *石化 工程有限公司 说明书 共 44 页 第 2 页 10 消消 防防 34 10.1 概述34 10.2 设计中采用的主要标准及规范35 11 节节 水水 35 11.1 概 述35 11.2 回用水量及配给35 11.3 主要节水措施35 12 职业安全卫生职业安全卫生 36 12.1 编制依据36 12.2 编制原则36 12.3 环境因素对项目职业安全卫生的影响36 12.4 设计中采取的主要安全防范措施37 13 人员配置人员配置 38 14投资概算及资金筹措投资概算及资金筹措 38 14.1 基础设计概算38 14.2 资金筹措39 15 经济评价经济评价 39 15.1 经济评价依据39 15.2 经济评价主要数据、参数40 16.财务评价结论财务评价结论 .40 附图一附图一 中国石化中国石化*公司公司 供排水车间污水深度预处理项目供排水车间污水深度预处理项目 工艺流程图工艺流程图 设备平面布置图设备平面布置图 档案号：08g06-12-08-1/1 修改号 *石化 工程有限公司 说明书 共 44 页 第 3 页 1.1.总论总论 1.1 项目名称、主办单位、地点等情况 项目名称：供排水车间污水深度预处理项目 项目建设单位：中国石化*分公司 企业性质：国有企业 法人代表：* 1.2 建设单位概况 1.3 项目背景、投资意义及必要性 项目背景 项目的建设宗旨在达到低投入、高产出、低消耗、少排放、能循环、可持续的资 源节约目标，降低综合单耗指标，实现清洁生产。 中国石化股份有限公司*公司加工原油处理量目前为 300 万吨/年左 右，为保证企业长远发展规划，贯彻执行国家对环境保护、劳动安全等有关规定，响 应环境保护“十一五”规划的号召，下大力对污水进行深度处理全部回用到循环水厂。 1) 本污水回用工程项目符合国家产业政策，可以为企业持续发展做出贡献。 2) 采用先进、合理、成熟、可靠的工艺流程。本项目采用的污水回用工艺为我 公司现阶段最先进的第四代污水深度处理回用工艺，该工艺已成功的应用于大连、齐 鲁、南京、锦州石化分公司炼油污水达标排放及回用工程，本项目研究方案，结合本 项目的应用目标和项目实际情况，有针对性的对该工程的工艺进行认真详细的分析考 虑，确定合理的处理方案。 3) 积极选用新技术、新工艺、新设备、新材料，确保工程技术含量和先进性。 4) 确保低能耗、低成本运行，确保运行安全性、稳定性。 5) 合理布局，节约用地，考虑扩产。 6) 充分听取建设单位意见，确保用户满意。 项目建设的必要性及意义 档案号：08g06-12-08-1/1 修改号 *石化 工程有限公司 说明书 共 44 页 第 4 页 水资源的短缺已成为当今全球性的社会和经济发展的主要制约因素。目前我国经 济正处于快速增长期，工业用水大幅度增长，水资源供需矛盾将更加突出。石油化工 是高耗水行业，中石化、中石油所属企业均面临供水短缺的问题，包括资源型缺水和 由于受到不同程度的污染，所呈现的水质型缺水趋势。因此加强水资源的节约、保护 和科学利用、提高水的利用效率，已经成为当务之急，*炼油厂地处中国中北部， 淡水资源紧张，所以对淡水资源的循环利用是必要的，有利于企业长远利益的。 中国是干旱发生频繁的国家，水资源人均占有量仅为世界人均占有量的四分之一。 国务院为解决水资源缺乏问题，要求发改委会同财政、税务部门抓紧制订并不断完善 节能、节水设备（产品）目录，并研究采取优惠政策，鼓励生产、销售和使用节能、 节水设备（产品） ，鼓励开发和利用可再生能源。要充分运用价格调节机制，促进节 能、节水、节约原材料和资源综合利用。同时，国务院以办公厅国办发200430 号文 下发关于开展资源节约活动的通知 。 目前我国水环境形势十分严峻，各地水污染物排放总量均明显超过环境容量，民 众对水污染事件的反映和投诉越来越多，国家环保总局已明确表示将对各污染源采取 严厉措施。国家也把节水提高到了战略性的高度，党的十五届五中全会把水资源作为 关系我国经济安全和长远发展的“三大战略资源”之一。石化企业的生存及发展必须 满足国家对环境保护的标准要求，中国石化*公司为谋求更快更高的 发展，对炼化污水进行深度处理回用势在必行。 最近发布的中华人民共和国国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要中也 提出了建设资源节约型、环境友好型社会，要求落实节约资源和保护环境的基本国策， 建设可持续的国民经济体系和资源节约型、环境友好型社会。 纲要中提出，加强 水污染防治，加大“三河三湖”等重点流域和区域水污染防治力度。严禁向江河湖海 排放超标污水。 中国石化*公司 200t/h 污水深度处理回用项目的建设是保证企业长 期发展的必要条件，污水回用装置的节水减排有利于优化企业生产管理水平. 污水经 本项目深度处理以后，生产的初级再生水可以供给循环水系统作补充水用，替代新鲜 水，既节约了宝贵的新鲜水，又减少了等量排污水量，实现了污水资源化，符合节水 减排原则。*200t/h 污水深度处理回用工程是一项开拓资源化工程，也 档案号：08g06-12-08-1/1 修改号 *石化 工程有限公司 说明书 共 44 页 第 5 页 是一项环境保护工程，符合国家“节流优先，治污为本，提高用水效率”的工业节水 指导方针。为企业的发展开拓良好的环境空间，还具有相当高的经济效益。符合环境 经济及效益环保的理念。 1.4 产业政策符合性分析 根据国家发展和改革委员会产业结构调整指导目录 （2005 年本） ，本项目属于 鼓励类“节能减排建设项目” ，并符合国家“节能减排、保护环境”的精神。 1.5 编制依据及原则 1.5.1 编制依据 （1） 关于印发中国石油化工集团公司石油化工项目可行性研究报告编制规定 的通知中国石化咨2005154 号 （2） 中华人民共和国环境保护法 （3）*石化工程有限公司与中国石化*公司签订的“中 国石化*公司供排水车间污水深度预处理项目”可行性研究报告技术咨询 合同”(2008 年 3 月)。 （4）企业提供的编制可行性研究报告的有关资料。 （5）标准规范 石油化工企业设计防火规范 （gb50160-92（1999 版） ） 石油化工企业给水排水系统设计规范 （sh3015-2003） 爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范 （gb50058-92） 室外排水设计规范 （gb50014-2006） 污水再生利用工程设计规范 （gb50335-2002） 污水综合排放标准 （gb8978-1996） 给水排水工程结构设计规范 （gbj69-84） 混凝土结构设计规范 （gb50010-2002） 工业建筑防腐设计规范 （gbj46-82） 低压配电设计规范(gb50054-95) 供配电系统设计规范 （gb50052-95） 档案号：08g06-12-08-1/1 修改号 *石化 工程有限公司 说明书 共 44 页 第 6 页 建筑设计防火规范 （gb50016-2006） 建筑灭火器布置设计规范 （gb50014-2005） 泵站设计规范 （gb/t50265-97） 采暖通风与空气调节设计规范 （gb50016-2003） 低压配电设计规范 （gb50054-95） 石油化工静电接地设计规范 （sh3097-2000） 建筑照明设计标准 （gb50034-2004） 化工企业总平面设计规范 （hg/t20649-1998） 建筑抗震设计规范 （gb50011-2001） 化工企业静电接地设计规程 （hg/t20675-1990） 建筑物防雷设计规范 （gb50140-2005） 工业企业噪声控制设计规范 （gbj87-85） 设备及管道保温设计导则 （gb/t8175-85） 石油化工非埋地管道抗震设计通则 （sh3039-2003） 石油化工企业环境保护设计规范 （sh3024-95） 防止静电事故通用导则 （gb12158-1990） 石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报警规范sh3063-1999 压力管道安全管理与监察规定 （1996 年 7 月 1 日施行） 电力装置的继电保护和自动装置设计规范 （gb50062-92） 石油化工企业水质标准sh3099-2000 给水排水设计手册 （111 册） ； 石油化工自动化选型设计规范sh3005-1999 通用用电设备配电设计规范gb50055-93 石油化工仪表安装设计规范sh/t3104-2000 石油化工企业建筑设计规范sh117-90 石油化工控制室和自动分析室设计规范sh3006-1999 石油化工仪表配管配线设计规范sh3019-1997 石油化工仪表接地设计规范sh3081-1997 档案号：08g06-12-08-1/1 修改号 *石化 工程有限公司 说明书 共 44 页 第 7 页 石油化工仪表供电设计规范sh3082-1997 业主提供的场地地质、规划、消防、环保、绿化等资料。 业主提供的生产工艺、水质、水量等资料。 1.5.2 指导思想和编制原则 （1）严格执行有关环境保护各项规定，首先必须确保各项出水水质指标均达到 回用水的要求。 （2）针对本工程的具体情况和特点，采用简单、成熟、稳定、实用、经济合理 的处理工艺，尽量利用已有的水处理设施，以达到节省投资和运行管理费用的目的。 （3）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。 （4）管理、运行、维修方便，尽量考虑操作自动化，减少操作劳动强度。设备 选型采用通用产品，选购的产品在国内是技术先进、质量保证、性能稳定可靠、工作 效率高，管理方便、维修维护工作量少，价格适中及售后服务好的产品。 （5）在保证处理效率的同时工程设计紧凑合理、节省工程费用，减少占地面积， 减少运行费用。 （6）设计美观、布局合理、降低噪声、消除异味及固体废弃物，不影响周围环 境，避免二次污染。 1.6 研究范围及编制分工 项目的研究范围：新建污水深度处理装置。 装置界区划分及分工：新建深度处理装置按照甲方规划位置结合周边建筑物性质 确定。 1.7 项目研究结论： 1.7.1 综合技术经济指标 主要技术经济指标表 序号项 目单位数据说明 一项目建设规模 装置t/h200 二年运行时间小时8000 设计 三 档案号：08g06-12-08-1/1 修改号 *石化 工程有限公司 说明书 共 44 页 第 8 页 四动力及公用工程消耗量 1新鲜水 104t/a 0.4 2 电 104kw.h/a 88 五三废排放量 1废水 104t/a 处理达标后排放 2废气nm3/a无 六生产定员人不增加 七占地面积 m2 600 八综合能耗总量mmj/a 九项目总投资万元1386.43 其中：工程投资万元1168.96 十年平均营业收入万元460.8 十三年平均总成本费用万元 十四年平均营业税金及附加万元 十五年平均利润总额万元219.33 十六收益率所得税前%20.93 收益率所得税后17 1资本金净利润率%15.82 2项目投资回收期(动态)所得税前年7.89 项目投资回收期(静态)所得税前5.51 1.7.2 结论 （1）项目建成投产后每年可用回用水 144 万吨，节水减排，社会效益显著。 （2）项目建成投产后每年可节约新鲜水 144 万吨，而且降低了吨油耗水量，经 济效益显著。 （3）本研究项目选用的工艺技术成熟、可靠、经济合理，在国内已有多个工业 化实例，目前均在正常运行，工艺技术是可行的，无投资风险。 （4）本研究项目具有明显的环保效益和可观的经济效益，无论从环保、节水和 企业可持续发展分析，都是一个很好的项目，符合国家环保政策，符合循环经济理念。 档案号：08g06-12-08-1/1 修改号 *石化 工程有限公司 说明书 共 44 页 第 9 页 2 2 市场分析及价格预测市场分析及价格预测 2.1 市场分析 本项目是将达标排放的污水，经本装置深度处理后进入双膜脱盐工序。本装置 为污水进入双膜前的预处理部分。 2.1.1 本装置所生产的初级工业再生水做为反渗透除盐系统的原水水源，处理水再经反 渗透脱盐处理，可确保反渗透的使用周期。 2.1.2 本装置产水水质符合进入双膜的水质要求，从另一个角度来讲，减少了污水排放 量，节约了排污费用。 2.2 价格分析及价格预测 2.2.1 价格分析 本装置产水将作为双膜进水的原水，所以对各污染物浓度要求降低到一定范围之 内，否则会影响后续的双膜出水质量。进水是来自原厂区的二级排放水，用常规的生 化法难以将污染物降低到要求的标准。所以在本工艺方案确定的过程中同时兼顾了投 资和效果等方面的因素，以投资少、效果好为制定原则。 2.2.2 价格预测 单位生产成本中固定成本占比例较大，而可变成本中的原材料是废水，药剂占 比例较小，占比例相对较大的是电费。所以今后的变化不会很大。 对比价格中的新鲜水价和排污费用，随着经济的发展国家的调控政策是提高趋势， 预计今后配合节水和减排，新鲜水水费和排污费势必上调。那么销售计价会上调，而 成本却变化不大。因而会显出效益增加趋势。 档案号：08g06-12-08-1/1 修改号 *石化 工程有限公司 说明书 共 44 页 第 10 页 3 3 项目建设规模、产品方案及总工艺流程项目建设规模、产品方案及总工艺流程 3.1 建设规模 根据甲方提供的水质情况资料，设计进水量为200m3/h,经处理后，全部回用到循 环水场，替代新鲜水。设计产水量180 m3/h，原料水为原排水池待排污水。 3.2 产品方案 装置设计总进水量200m3/h，经过各工序处理设计出水为180m3/h。 3.3 水质指标 3.3.1 污水回用装置设计进水指标 根据*公司2007年污水出水水质统计表中的指标为依据，由于原水水 质执行国家污水综合排放标准gb8978-1996中表4 第二类污染物最高允许排放浓 度一级标准，所以回用装置设计进水指标为污水综合排放标准中表4 第二类污染 物最高允许排放浓度二级标准，详见下表。 2007年污水出水水质统计表 序 号 项 目单 位平均值最大值最小值 gb8978-1996 中二类二级 回用装置 设计进水指标 1ph7.327.527.066-96-9 2codmg/l80.71109.830.8120120 3nh3-nmg/l3.584.72.85050 4 油 mg/l1.382.340.411010 5 悬浮物 mg/l4.054150150 6bod5mg/l3030 3.3.2 污水回用装置设计出水指标 污水回用装置出水进入双膜系统进行脱盐处理，设计出水指标如下： 序号项 目单 位 gb50335-2002 中的 循环水补充水水质要 求 要求指标 回用装置 设计出水指标 档案号：08g06-12-08-1/1 修改号 *石化 工程有限公司 说明书 共 44 页 第 11 页 1ph6.596.88.56.88.5 2codcrmg/l6040codmn58 3nh3-nmg/l1033 4油mg/l511 5浊度ntu533 3.4 工艺选择 3.4.1设计原则 工艺选用以成熟稳定为最主要依据，所选取的工艺要求如下： 1）被国内知名大型炼化企业广泛采用并认可； 2）设计、操作经验丰富，可借鉴性强； 3）有较强的抗冲击能力，且根据其它厂家的运行经验进行改良； 4）在稳定的基础上兼具先进性； 3.4.2设备可靠性 水处理系统的选择，不仅是设备零部件的选材、生产厂家和单体质量，更注重设 备的运行参数，这些都是影响处理效果和设备造价的重要因素。 3.4.3 工艺路线 根据*公司的现状及燕化、齐鲁、大连、锦州等地石化公司污水预处理的 运行状况，综合考虑投资、占地等因素，选择两种方案比较： 3.4.3.1 方案一 在原污水厂的设计基础上，在原生化反应池的好氧段水池，投加卡能士 k3 型填 料，改造成为 cbr 反应池，提升反应池内的生物浓度，改变生物种群结构，在提升 处理能力的同时增强对难降解有机物的去除效果。 二沉池、氧化沟出水进入化学氧化池，经 o3/h2o2组合进一步去除有机物，然后 进入气浮滤池进行深度处理，为后续双膜系统进行有效的预处理保障。投资在 档案号：08g06-12-08-1/1 修改号 *石化 工程有限公司 说明书 共 44 页 第 12 页 1386.43 万，有相似石化厂运行的经验，由于利用了现有处理装置，占地不超过 600 平方米。现有污水处理厂沉淀池北部空地可满足本工程的需要。 3.4.3.2 方案二 处理达标排放的污水汇集到调节池，经提升泵提升流入混凝气浮池，除油、悬浮 物和氨氮等，然后加入臭氧余气进行预强氧化后进入baf池进行深度的生物处理，去 除cod和氨氮；并截留悬浮物，由于原水水质设计指标依据污水综合排放标准中 表4 第二类污染物最高允许排放浓度二级标准，水质较差，所以设计采用高效率的 baf池工艺进行深度生物处理，以保证预处理的效果。出水流入清水调节池缓冲匀质， 亦可作为baf逆流式曝气生物滤反冲洗的水源，池中水经清水提升泵提升流入高效复 合滤器，去除悬浮物、浊度、油类。 污水经过高效复合滤器处理后流入臭氧反应池，进行高级氧化处理，目的在于将 水中残存的引起cod的难降解有机物氧化，改变其分子结构，进而将其去除。加入臭 氧的污水经二级提升泵提升至多腔生物活性炭滤器，利用生物法和物理吸附法去除 cod，悬浮物等。多腔生物活性炭滤器出水部分再次提升进入双膜系统进行下一步脱 盐处理或用于回用水用水点。 档案号：08g06-12-08-1/1 修改号 *石化 工程有限公司 说明书 共 44 页 第 13 页 此方案投资1500万元，占地1200平方米，需在现有污水处理厂范围外建设。 调节池混凝气浮池baf 生物滤池 臭氧反应池活性炭过滤器 臭氧发生器 回用水池 达标污水 反洗水去污水处理厂前端反洗水排水 纯氧（空气） 用水点 矾花至原污水处理厂 高效过滤器 混凝、助凝药剂 消毒 臭氧余气 以上两个方案，工艺路线无非是生化、化学、物理的方法；由于第二方案占地较 大，现场无法满足，暂按第一方案设计。 3.4.4 水质分析及处理工艺的确定 水处理工艺的选择对系统出水水质、水量都起着决定性的作用，并直接影响到各 部件的使用寿命。国内众多污水回用项目所采用的进水标准一般为污水综合排放标 准中表 4 第二类污染物最高允许排放浓度一级标准，而本项目原水水质为污水综 合排放标准中表 4 第二类污染物最高允许排放浓度二级标准，在 cod、nh3-n 等方 面表现出水质恶劣，根据这种情况，需采用具有较高处理效率的工艺，来应对恶劣水 质对回用系统的冲击。 对于本工程而言，结合原水质资料和处理出水用途两方面因素综合考虑处理工艺 的选用，从水质分析记录数据中可以得出以下结论： 1）原水水质不稳定，几项指标比如 cod、nh3-n、氯离子等不符合回用要求。 鼓风空气 档案号：08g06-12-08-1/1 修改号 *石化 工程有限公司 说明书 共 44 页 第 14 页 2）原水要做为初级再生水回用到生产中，需要进行进一步处理，在进入双膜之 前 cod、nh3-n、氯离子等污染物含量远大于进膜的要求浓度，必须进行进一步降解去 除，否则后续处理工艺不能长期稳定运行。 3）如果进水 cod 含量过高，或大于 5 mg/l（锰法） ，经过双膜处理后排出的浓液 将超过排放标准，按照 gb8978-1996 中二类二级的要求，不能直接外排。 4）双膜系统的运行情况以及使用寿命关键取决于预处理环节,预处理的好坏直接 影响整个工程的使用效果.双膜系统首先也是必须要解决的问题就是膜系统的污染问 题.膜会被进入系统过程中的或在该过程中沉淀出的任何不溶解的物质所污染,设计预 处理设备的目的就在于改善膜的进水质量,排除这些污染问题.膜的污染一般由以下过 程引起: .无机物的沉积(结垢); .有机分子的吸附(有机污染); .颗粒物的沉积(胶体污染); .微生物的粘附及生长(生物污染); 膜污染是一个缓慢的过程,很多情况下属于未被发现的隐患问题, 以上几种情况 都会导致膜系统被污染,当膜系统受到污染,势必会出现以下问题: .系统清洗和维护费用增加; .产品水质变坏,不能满足使用要求; .膜的使用寿命下降; 因此,我们在设计处理工艺时,根据水质的具体情况,结合多年来膜系统在石化行 业的实际运行效果,有针对性的选择处理工艺,有效的解决和克服了膜系统在运行中的 一些常见问题. 现有炼油污水处理厂采用传统的活性污泥工艺，设计标准为国家二级排放标准， 难以达到作为回用水源的水质要求，需要进一步出理，降低出水中的cod和氨氮、悬 浮物的含量。 档案号：08g06-12-08-1/1 修改号 *石化 工程有限公司 说明书 共 44 页 第 15 页 相关处理工艺应考虑以下两个方面： （一）强化现有污水处理系统的处理能力和处理效果（一）强化现有污水处理系统的处理能力和处理效果 1曝气池内加载体流动床生物膜（简称 cbr） *8 公司现有污水处理厂设计处理能力 500m3/h,采用隔油-浮选-曝气池- 沉淀池-氧化沟-消毒池-过滤等技术，自 2003 年至今回用于循环水系统。系统能 较稳定运行，出水水质出现波动大多因为原水水质变化所致。作为进一步提升水质的 措施可以采用增加后续处理单元的方式，也可以是改造原有生化处理系统的方式以达 到更好的出水水质。而改造方式可以在不新建构筑的条件下进行，既节省占地又减少 建设投资，具有更好的经济性和可行性。 改造实施的前提是采用更为高效的和适应改造的工艺，采用在现有曝气池内加载 体流动床生物膜（简称 cbr）技术，该技术最显著的优势是：在不新增构筑物和基本 不改变原有运行方式的情况下，通过将现有生化反应池改造为 cbr 反应池，提升系 统处理能力 24 倍，或显著提升出水水质（稳定达到国家一级标准）。 cbr 在改造中的应用主要有以下三种方式： mbbr技术应用方式 现有污水处理厂 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 对于炼油污水厂的改造升级，最为常用和最为高效的工艺是生物膜与活性污泥共 池工艺，可取得最大的运行负荷和理想的处理效果。 改造过程较为简便，可通过直接向反应池中投加专有载体填料的方式实现改造， 目前该技术在全国多座炼油污水厂的改造中获得成功，可使出水水质稳定达到国家一 级标准。 档案号：08g06-12-08-1/1 修改号 *石化 工程有限公司 说明书 共 44 页 第 16 页 cbr 实际上是一种基于特殊结构填料的生物流化床技术，该技术在同一个生物处 理单元中将生物膜法与活性污泥法有机结合，提升反应池的处理能力和处理效果，并 增强系统抗冲击能力。 其污染物降解原理如下图所示： 微生物附着生长于悬浮填料表面，形成一定厚度的微生物膜层。独特设计的填料 在鼓风曝气的扰动下在反应池中随水流浮动，带动附着生长的生物菌群与水体中的污 染物和氧气充分接触，污染物通过吸附和扩散作用进入生物膜内，被微生物降解。附 着生长的微生物可以达到很高的生物量，因此反应池内生物浓度是悬浮生长活性污泥 工艺的 24 倍，可达 812g/l，降解效率也因此成倍提高。 由于微生物为附着生长方式（不同于活性污泥的悬浮生长） ，流动床载体表面的 微生物具有很长的污泥龄（2040 天） ，非常有利于生长缓慢的硝化菌等自养型微生 物的繁殖，填料表面有大量的硝化菌繁殖，因此系统具有很强的硝化去除氨氮能力。 同时附着生长方式利于其它特殊菌群的自然选择，而这些特殊菌群可有效的降解 制药废水中的特征污染物，特别是一些难降解的污染物，从而获得更低的出水 cod 浓度，提升出水水质。 悬浮填料通过在出口处增加筛网，可将填料保留在反应池内，填料表面的微生物 也随之停留在反应池内，反应池内微生物浓度相对稳定，对来水的水质和水量冲击具 档案号：08g06-12-08-1/1 修改号 *石化 工程有限公司 说明书 共 44 页 第 17 页 有更强的抗冲能力。 cbr 流动床技术的应用方式比较灵活，既可应用于好氧单元，借助曝气升力形成 流化态，也可应用于厌氧反应单元，借助水下搅拌器形成流化，使载体上的微生物与 进水达到理想的完全混合状态，增加接触，提高去除效果。 cbr 技术的关键在于采用了独特的悬浮填料，由于该填料独特的结构设计，使 cbr 较传统流化床工艺具有更高的污泥浓度、更均匀的流化态，从而获得更好的净化 效果。 2. cbr 的填料简介 cbr 填料的独特之处主要表现在以下几个方面： （1）独特的结构（如右图） 填料外部膜更新快活性强，内部膜受到充分保护，生物生 长状态良好，彻底改变传统填料只能外部生长的方式，使微生的降解效率更高 填料内部生物菌群生命周期长，菌种丰富，特别适合硝化菌的生长，并兼有厌 氧好氧双重特点，硝化反硝化脱氮效果明显。 （2）生物载体表面积大(内部受保护的有效比表面积 500 m2/m3) 足够大的载体表面积适合微生物的吸附生长,有效生物浓度达 10g/l 以上（传统 活性污泥仅为 24g/l） ，处理能力更强，容积负荷是传统活性污泥法的 24 倍。 高的生物浓度使来水的水质波动得到充分的分散，并迅速被消减，从而提高了 系统的抗冲击负荷能力；而且微生物固定于悬浮填料上，不随水流流出反应池，因此 不存在生物流失问题。 （3）科学的配比，使填料挂膜后比重接近于 1（挂膜前 0.96） 合适的比重使填料在轻微搅拌下即可获得完全的流态化，最大限度的降低能耗； 填料自由通畅的旋转，增加对水中气泡的撞击和切割，破碎大的气泡，延长气 泡在水中停留时间，氧的利用率可提高 35 个百分点，有效的降低了供氧能耗。 3.工程应用优势 cbr 技术在工程上的应用优势主要表现在以下几个方面： （1）更高效的脱碳能力 档案号：08g06-12-08-1/1 修改号 *石化 工程有限公司 说明书 共 44 页 第 18 页 cbr 载体上的高浓度的生物菌群可获得很强的 cod 降解能力，cod 容积负荷达 到 610kgcod/m3.d；同时载体上丰富的生物菌群类型，增加了对难降解有机物的降 解性能，因此系统的出水水质更好。 应用于污水回用深度处理时可完全满足系统对 cod 等有机污染物进一步降低的 需要。 （2）更优越的脱氮效果 cbr 载体上的生物膜污泥龄长，非常适宜于硝化菌的生长，硝化菌浓度高，因此 硝化脱氮能力显著，25的硝化效率达 0.51kg nh4-n / m3.d ，而传统的活性污泥法 在污泥浓度为 3g/l 的情况下，硝化效率低于 0.3kg nh4-n /m3.d。通过增加前置反硝化 段还能去除系统总氮，脱氮效果达 1100 g nox-n / m3.d (25)。 该特点在高氨氮的炼油及化工污水处理方面具有显著优势，可获得出水氨氮低于 15mg/l 的 脱氮效果，有效防止污水回用后续膜处理工艺的生物结垢问题。 （3）更稳定的出水水质 cbr 能够获得稳定的出水水质主要得益与该工艺很强的抗冲击负荷能力。cbr 反应池内高浓度的生物量以及附着生长的特性使反应池内一直保持着较高的生物浓度， 来水水质的波动可被迅速分解，确保出水水质稳定。 （4）更简捷的运行管理 载体流动床技术属于生物膜技术，不存在传统活性污泥法的污泥膨胀、污泥上浮 以及污泥流失等问题，也不用担心传质问题和供氧问题，因此不必频繁的监控反应池 污泥情况和变换运行参数，使日常的运行管理更简捷。 同时载体上的生物膜可实现自动平衡，无需人为调节生物量和生物浓度。 （5）较低的运行能耗 cbr 载体的引入可提高氧的利用率 35，因此充氧能耗降低；而紧凑的工艺 结构也有利于节能。 （6）更低的建设投资和占地面积 cbr 处理单元的引入可显著提高 a/o 工艺的容积负荷率，从传统 a/o 工艺的 12kgcod/m3.d 提升到 26kgcod/m3.d。在获得相同处理能力和处理效果的条件下， cbr 可减少构筑物容积和占地面积 14 倍，因此土建投资和征地费用大大减少，整 档案号：08g06-12-08-1/1 修改号 *石化 工程有限公司 说明书 共 44 页 第 19 页 体投资降低约 1020左右。 （7）更少的维护和检修 cbr 采用的填料材质坚固稳定，可保证使用 20 年以上不需更换。配套使用的高 强度耐腐蚀塑料穿孔管曝气系统长期使用免维护，彻底杜绝了传统橡胶微孔曝气器易 破损的问题，从而大大减少了日常维护和检修费用，保证系统的长期连续运行。 （8）更少的剩余污泥产量 cbr 系统中微生物污泥龄长（2040 天） ，生物相多而且稳定化，同时微生物自 身氧化分解，故系统污泥产生量少，降低污泥产量 20以上，相应减少了污泥处理费 用。后续的低负荷活性污泥工艺类似于延时曝气工艺，在提供更好水质的同时，降低 污泥产量。 （9）更灵活的运行方式 cbr 可根据不同的来水水质，选择不同的填料填充率，以获得相应的处理能力。 通过填料的增加可以轻松的获得整体处理能力的提升，满足日后污水进一步扩能的需 求。 （二）新增深度处理单元，为超滤反渗透脱盐工艺提供良好的预处理单元。（二）新增深度处理单元，为超滤反渗透脱盐工艺提供良好的预处理单元。 深度处理单元主要目的是进一步降低出水中的悬浮物和胶体态物质，同时去除部 分残余 cod。传统的深度处理单元一般采用“混凝沉淀多级过滤”，但实际运 行结果表明，该组合工艺存在处理单元过多，操作复杂，自动化程度不高，滤料易受 油污染而结块等问题，因此需要采用更为先进紧凑、运行更为可靠的工艺。本方案采 用了气浮滤池一体化技术（daff），在同一个处理单元中同时完成“混凝气浮 多介质过滤”过程，结构紧凑，全自动化运行，出水水质更稳定。 4 4 工艺装置技术及设备方案工艺装置技术及设备方案 4.1 cbr 反应池 活性污泥反应池出水进入到 cbr 反应池。在池内，以去除污水剩余难降解 cod 为主，同时 nh3-n 通过前段生化同化去除和硝化去除。 档案号：08g06-12-08-1/1 修改号 *石化 工程有限公司 说明书 共 44 页 第 20 页 池内填充卡能士移动式填料，填料填充率 40。池底设置高强度耐腐蚀塑料曝气 管，空气是底部向上运动，上升的空气与水形成气水混合体带动悬浮式填料在水中形 成良好的流化态。 填料表面高浓度的微生物对污水中的有机物进行高效分解，使污染物浓度迅速降 低。在水流的作用下，填料表面衰老的菌体被水流剥离填料，随着流水进入出水槽， 离开反应池。填料表面可以获得较长的污泥龄，部分微生物内源消化大大降低剩余污 泥产量。 鼓风机房向 cbr 反应池供气，保证水中溶解氧量维持正常水平。cbr 池内设溶 解氧测定仪 2 台（每池 1 台） ，实时检测池内溶氧浓度，并在中控系统显示，根据监 测结果，人工调节风机进口调节阀，获得最佳的运行状况和节省能耗。 1、设计参数： 设计处理水量：200m3/h 水力停留时间：6hr 污泥浓度（含生物膜部分）：10000mg/l 2、构筑物： 利用原生化池改造。 反应池有效容积：1200 m3。 3、主要设备： 1）填料 设计填料填充率 40% 设计填料总量 480m3 设计填料类型 k3 2）不锈钢筛网 数量： 4 套 材质： ss304 3）曝气系统 曝气方式 穿孔管曝气 档案号：08g06-12-08-1/1 修改号 *石化 工程有限公司 说明书 共 44 页 第 21 页 数 量 2 套 4）在线溶解氧检测仪 量 程： 0.05-20mg/l 数 量： 2 套 4.2 化学氧化池 o3氧化处理水虽然有一定的效果，但是o3 氧化有机物有一定的选择性，氧化的 产物有时还会产生二次污染。应用o3/h2o2组成的高级氧化过程可弥补单一o3或者 h2o2氧化的不足之处。 过氧化氢和臭氧联合系统是一种有效降解水中污染物的高级氧化过程，不产生二 次污染，可直接将污染物氧化为二氧化碳和水。污染物在o3/h2o2 氧化过程中的降解 速率比单一过氧化氢或者臭氧氧化过程快2200倍。在臭氧水溶液中加入h2o2会显著 加快臭氧分解产生羟基自由基oh。o3/h2o2系统是一种较有前途的降解废水中有机污 染物的深度氧化技术。 1、设计参数： 设计处理水量：200m3/h 水力停留时间：1hr h2o2有效投加量：25mg/l o3有效投加量：510mg/l 2、构筑物： 结构型式：钢砼结构 主体尺寸：lbh=10m4 m5.5m（有效水深 5m） 3、主要设备： 1）臭氧发生器 规格：空气源臭氧发生器，臭氧产量 3kg/h，主机功耗 4554kw， 工作压力 0.050.1mpa。 数量：2 台，一用一备。 2）臭氧微孔扩散设备 数量：2 套 档案号：08g06-12-08-1/1 修改号 *石化 工程有限公司 说明书 共 44 页 第 22 页 3）30h2o2溶液储罐 规格：v1m3 数量：1 个 4）30h2o2溶液计量泵 规格：q3.4l/h，h20m 数量：2 台，一用一备 4.3 气浮滤池 后续深度处理单元的进水水质要求较高，要进入回用系统，对深度处理单元的处 理效率和稳定性要求更高，因此采用了气浮滤池技术，以获得更好和更稳定的出水水 质。 工艺说明工艺说明 气浮滤池是将气浮（daf）和过滤（f）合建在一起的一体化处理单元，本设 计池体采用矩形。按其作用功能分为两部分，上部为溶气浮选区（0.81.0m） ，下 部为双层滤料过滤区（1.21.5m） 。daf 系统内，通过溶气和溶气释放系统，将产 生的微气泡粘附于悬浮物体表面，使悬浮物混合体比重略小于水的比重，由此悬 浮物被气泡带至水面形成浮渣，然后通过撇渣器将悬浮物浮渣撇除。工程实例表 明，在正常运行状况下，经深度处理后的出水所含悬浮物的组份主体为轻质的絮 档案号：08g06-12-08-1/1 修改号 *石化 工程有限公司 说明书 共 44 页 第 23 页 体，比重轻，难以沉淀，采用浮选法去除效果好，能使出水浊度保持在 3ntu 以 下。气浮池下部为双层滤料滤池进一步过滤去除水中细小的悬浮物质和浊度。 daf 池构造前部为溶气释放混合区，为使生化池出水经快混、混凝后的水流 和溶气水有效混合接触，生化池出水水流通过 daf 池前部的混凝池稳流桶进入 daf 池混合区。在混合区，溶气水和被混凝来水充分混合，由于溶气水突然减压， 被溶入水中的气体呈微气泡释放，并很快分散粘附于水中悬浮的固体颗粒周围， 气泡颗粒形成很轻的絮体浮至水面，形成漂浮污泥，在气浮区表面形成一层污泥 层，通过刮泥机刮板将污泥刮入集泥槽，由集泥槽自流入污泥贮池。贮池外设螺 杆泵，可将污泥提升至污水场污泥脱水车间进行处理。 气浮后的净水，经无烟煤和石英砂双层滤料过滤后出水进入出水监测池，经 投消毒剂后外送回用。 溶气水泵不断的将经气浮后的净水（产水量的 1/10）加压输入压力溶气罐， 溶气罐工作压力 0.6mpa，同时工业压缩空气通过缓冲罐（工作压力 0.8 mpa） ，并 经过滤减压后从溶气罐的上部输入。加压的溶气水与压缩空气在压力溶气罐内充 分混合溶气，在工作压力下，溶气罐的水形成过饱和空气水，再由溶气罐底部出 水管输出进入气浮滤池前部的释放池底部，通过释放器减压释放。形成微气泡的 混合液越过混合区堰墙进入浮选区，气泡的直径小于 15m，在浮选区由于絮体 吸附气泡后比重发生变化，比重小于 1 的絮体上浮到水面形成泥渣层，通过设在 池出水端的刮渣机去除；少量比重大于 1 的机械杂质和絮体进入过滤区被截留在 滤层中，滤层中的截留污物定期通过气水反冲洗被去除。 反冲洗过程采用气水联合反冲，由现场 plc 控制自动完成，同时也可现场 手动控制。气水反冲洗每天一次，每次历时 1015min。启动反冲洗程序有三种方 式：a.滤池的水头损失；b.过滤时间；c.操作人员介入。反冲洗过程如下： 先进行气擦洗，启动气擦洗风机，向需要反冲洗的单元滤池供风，气洗强 度 4070 m3/h.m2 ,历时 35min,气洗计时器停止，则停止气洗风机，关闭管路阀门 系统，转入水洗控制程序。 进行反冲洗的滤池在反冲洗泵启动之前关闭出水阀门，同时打开反冲洗排水 档案号：08g06-12-08-1/1 修改号 *石化 工程有限公司 说明书 共 44 页 第 24 页 阀，此时设在滤池内的超声波液位计与反冲洗水排水阀连锁控制反冲洗水位，目 的是为了保持滤料有效的膨胀高度，防止液位过高滤料被冲跑和控制稳定合适的 水位达到滤料颗粒相互碰撞几率，保证冲洗效果。水洗强度 1520 m3/h.m2 ,历时 510min。 反冲洗时间到，计时器会自动停止正在运行的反冲洗泵，装置进水调节阀会 开到全部流量开度，絮凝池进水阀打开，搅拌系统溶气分散系统、剪切喷水和刮 泥机转入工作状态，关闭反冲洗水排放阀、打开产品水排放阀,滤池进入正常过滤 运行状态。 设计设计参数如下：参数如下： a） 气浮区气浮区 要求的回流比： rr=1025% 絮体气浮区面积： 45m2 b） 过滤区过滤区 滤池类型： 下流式双介质 滤料： 无烟煤、细砂 滤池单元数量： 2（每个单元 2 格） 长度： l=10m 宽度： w=5m 正常运行时表面负荷： 2.2m3/m2.h 一格滤池反冲洗时表面负荷： 4.4m3/m2.h c）溶气释放系统）溶气释放系统 该系统由 2 台溶气加压泵（q=20m3/h，h=0.8mpa） 、溶气罐 (v=4 m3)、压缩 空气过滤系统、控制阀门和仪表、分散阀组（dn20 释放阀 10 个）五部分组成。 d）浮选过滤系统）浮选过滤系统 浮选过滤有效容积为 125 m3，设 dn50 剪切喷水管 1 套、翅片式刮渣机 1 台， 反冲洗回收槽 2 个（1006683）ss 半圆柱形槽，石英砂、无烟煤细滤料、砾石骨 料，精密过滤滤板、滤头 液位开关 ls、液位变送器 lt、压差液位计各一套。 档案号：08g06-12-08-1/1 修改号 *石化 工程有限公司 说明书 共 44 页 第 25 页 e）气水反冲洗系统）气水反冲洗系统 气洗：设空气擦洗风机 1 台、配电机 85kw。控制阀门、仪表、管路等。 水洗：设反冲洗水泵 2 台、配变频电机 75kw,控制阀门、仪表、管路等。 反冲洗用水来自出水监测池，反冲洗出水进入反冲洗水回收池。 f）浮渣池）浮渣池 浮渣池为收集气浮产生的浮渣，浮渣池设立超声波液位计和污泥泵 1 台，由液位 计控制污泥泵的起停，将浮渣输送污泥浓缩罐。 构筑物 浮渣池：1 座，有效容积 v=30m3 尺寸：lwh325.5 m 配套设施 a）浮渣泵 数量：1 台 流量：q=20 m3/h 扬程：h=25 m 功率：3 kw b）超声波液位计 数量 1 台， 量程：07m d）反冲洗水回收池 新建一座反冲洗水回收池。 e）产品水储存池）产品水储存池 产品水储存池即是本工程的“出水监测池”应满足以下要求： - 提供 10%27%加压回流水供溶气罐溶气； - 提供滤池滤料层反冲洗水进水（耗水量 270m3/d） 。 f）辅助系统）辅助系统 - 加药：由污水场统一配备絮凝剂，絮凝剂投加量约为 3060mg/l（8ai2o3含量） ，加药量由气浮滤池出水口电磁流量计流量信号通过 档案号：08g06-12-08-1/1 修改号 *石化 工程有限公司 说明书 共 44 页 第 26 页 现场 plc 控制。 - 控制：现场设 plc 控