焦化废水处理工程技术方案.doc

25m3/h焦化废水处理工程技术方案2017年9月目 录一、工程概述1二、依据和标准1三、设计原则1四、设计参数1五、设计工艺2六、技术规范8七、运行估算10八、电气控制11九、质量保证12十、服务承诺12十一、环保节能13技术方案一、工程概述本工程为焦化废水水处理工程，我公司受业主委托，对废水进行处理，并充分利用业主原有废水处理设施及设备，处理后达到业主使用要求。二、依据和标准标准编号标准名称GB50015-2003建筑给水排水设计规范GB50015-2006室外排水设计规范SH3099-2000石油化工给水排水水质标准SH3015-2003石油化工企业给水排水系统设计规范GB50268-2008给水排水管道工程施工及验收规范GB50335-2002污水再利用工程设计规范CJ343-2010污水排入城镇下水道水质标准DB32/939-2006化学工业主要水污染物排放标准GB50747-2012石油化工污水处理设计规范GB8978-2002综合污水排放标准GB3838-2002地表水环境质量标准GB3096-1993城市区域环境噪声标准GB50013-2006室外给水设计规范GBJ17-91钢结构设计规范GB50055-93通用用电设备配电设计规范 GB12348-90工业企业厂界噪声标准GB50052-95供配电系统设计规范JB2932-86水处理设备制造技术条件GB50254-96电气装置安装工程低压电气施工和验收规范根据业主要求水质达到三类地表水标准三、设计原则选用先进可靠的技术工艺，在去除效率高的前提下，确保系统的安全、稳定性能，并减少系统运行费用。选用成本低的耗材，来源广泛，避免及减少二次污染产生。系统运行稳定，满足稳定运行要求。充分结合厂方现有的客观条件，因地制宜，制定具有针对性的技术方案。系统平面布置要求紧凑、合理、美观，实现功能分区，方便运行管理。处理系统具有应付紧急停机的有效措施。处理系统设计全自动化，并且设有备用。便于日常检查和正常维修、养护及进行年修。四、设计参数按业主要求，设计生产污水处理水量：25m3/h设计进水水质、水量：业主已有数据指标挥发酚PH石油/mg/LCOD/mg/L氨氮/mg/LBOD/mg/L含盐量/mg/L数值486.29.8271.56160148.617706380设计出水水质：一级A五、设计工艺工艺流程图：隔油池缺氧池达标排放调节池曝气池厌氧反应器污泥浓缩池工艺流程图板框压滤机混凝沉淀池外运处置25m3/h焦炭废水好氧池集油池煤化工企业排放废水以高浓度煤气洗涤废水为主，含有大量酚、氰、油、氨氮等有毒、有害物质。综合废水中CODcr一般在5000mg/l左右、氨氮在200500mg/l，废水所含有机污染物包括酚类、多环芳香族化合物及含氮、氧、硫的杂环化合物等，是一种典型的含有难降解的有机化合物的工业废水。废水中的易降解有机物主要是酚类化合物和苯类化合物；砒咯、萘、呋喃、眯唑类属于可降解类有机物；难降解的有机物主要有砒啶、咔唑、联苯、三联苯等。目前国内煤化工废水处理方法主要采用生化法，生化法对废水中的苯酚类及苯类物质有较好的去除作用，但对喹啉类、吲哚类、吡啶类、咔唑类等一些难降解有机物处理效果较差，使得煤化工行业外排水CODcr难以达到一级标准。同时煤化工废水经生化处理后又存在色度和浊度很高的特点（因含各种生色团和助色团的有机物，如3-甲基-1,3,6庚三烯、5-降冰片烯-2-羧酸、2-氯-2-降冰片烯、2-羟基-苯并呋喃、苯酚、1-甲磺酰基-4-甲基苯、3-甲基苯并噻吩、萘-1,8-二胺等）。因此，要将此类煤气化废水处理后达到回用或排放标准，主要进一步降低CODcr、氨氮、色度和浊度等指标。煤化工废水处理方法煤化工废水治理工艺路线基本遵行“物化预处理+A/O生化处理+物化深度处理”。1)物化预处理预处理常用的方法：隔油、气浮等。因过多的油类会影响后续生化处理的效果，气浮法煤化工废水预处理的作用是除去其中的油类并回收再利用，此外还起到预曝气的作用。2)生化处理对于预处理后的煤化工废水，国内外一般采用缺氧、好氧生物法处理（A/O工艺），但由于煤化工废水中的多环和杂环类化合物，好氧生物法处理后出水中的COD指标难以稳定达标。为了解决上述问题，近年来出现了一些新的处理方法，如PACT法、固定床生物膜反应器（FBBR）、厌氧生物法，厌氧好氧生物法等：改进的好氧生物法PACT法PACT法是在活性污泥曝气池中投加活性炭粉末，利用活性炭粉末对有机物和溶解氧的吸附作用，为微生物的生长提供食物，从而加速对有机物的氧化分解能力。活性炭用湿空气氧化法再生。固定床生物膜反应器（FBBR）FBBR技术可应用于高浓度煤化工废水的处理，也可应用于后续的深度处理回用单元。厌氧生物法上流式厌氧污泥床（UASB）的技术用于处理煤化工废水。该法所用的反应器是由荷兰的G.Lettinga等于1977年开发成功的，废水自下而上通过底部带有污泥层的反应器，大部分的有机物在此被微生物转化为CH4和CO2在反应器的上部。设有三相分离器，完成气、液、固三相的分离。另外，活性炭厌氧膨胀床技术也被用于处理煤化工废水，该技术可有效地去除废水中的酚类和杂环类化合物。厌氧好氧联合生物法单独采用好氧或厌氧技术处理煤化工废水并不能够达到令人满意的效果，厌氧和好氧的联合生物处理法逐渐受到研究者的重视。煤化工废水经过厌氧酸化处理后，废水中有机物的生物降解性能显著提高，使后续的好氧生物处理CODcr的去除率达90%以上。其中较难降解的有机物萘、喹啉和吡啶的去除率分别为67%，55%和70， 而一般的好氧处理这些有机物的去除率不到20。采用厌氧固定膜好氧生物法处理煤化工废水，也得到了比较满意的效果。3)深度处理煤化工废水经生化处理后，出水的CODcr、氨氮等浓度虽有极大的下降，但由于难降解有机物的存在使得出水的COD、色度等指标仍未达到排放标准。因此，生化处理后的出水仍需进一步的处理。深度处理的方法主要有混凝沉淀、固定化生物技术、吸附法催化氧化法及反渗透等膜处理技术。混凝沉淀沉淀法是利用水中悬浮物的可沉降性能，在重力作用下下沉，以达到固液分离的过程。其目的是除去悬浮的有机物，以降低后续生物处理的有机负荷。在生产中通常加入混凝剂如铝盐、铁盐、聚铝、聚铁和聚丙烯酰胺等来强化沉淀效果，此法的影响因素有废水的pH、混凝剂的种类和用量等。固定化生物技术固定化生物技术是近年来发展起来的新技术，可选择性地固定优势菌种，有针对性地处理含有难降解有机毒物的废水。经过驯化的优势菌种对喹啉、异喹啉、吡啶的降解能力比普通污泥高25倍，而且优势菌种的降解效率较高，经其处理8h可将喹啉、异喹啉、吡啶降解90%以上。高级氧化技术由于煤化工废水中的有机物复杂多样，其中酚类、多环芳烃、含氮有机物等难降解的有机物占多数，这些难降解有机物的存在严重影响了后续生化处理的效果。高级氧化技术是在废水中产生大量的HO.自由基HO.自由基能够无选择性地将废水中的有机污染物降解为二氧化碳和水。高级氧化技术可以分为均相催化氧化法、光催化氧化法、多相湿式催化氧化法以及其他催化氧化法。催化氧化法可以应用在煤化工废水处理工艺的前段，去除部分COD和增强废水的可生化性，但存在消耗量大，运行不经济的问题，因此该技术在后续的深度处理单元中应用可以获得更好的经济性和降解效果。吸附法由于固体表面有吸附水中溶质及胶质的能力，当废水通过比表面积很大的固体颗粒时，水中的污染物被吸附到固体颗粒（吸附剂）上，从而去除污染物质。该方法可取得较好的效果，但存在吸附剂用量大，费用高产生二次污染等问题，一般适合小规模污水处理应用。工艺阐述废水首先进入原有的调节池进行水质、水量混合，均衡水质、水量。通过调节池提升泵提升至隔油池。由于废水含油极大的影响后续处理效果，所以废水破乳隔油是前提。废水在隔油池中进行化学加药破乳，并通过2级隔油达到降废水含油量的目的。2级隔油是利用斜管隔油和吸油毡相结合的方法，对含油量大的废水去油效果明显。破乳隔油对温度要求也很高，所有设置一套电加热装置，当废水温度过低时工作，避免破乳隔油效果降低。废水由提升泵提升至后续厌氧反应装置。进入厌氧反应器废水被尽可能均匀的引入反应器的底部，污水向上通过包含颗粒污泥或絮状污泥的污泥床。厌氧反应发生在废水和污泥颗粒接触的过程。在厌氧状态下产生的沼气（主要是甲烷和二氧化碳）引起了内部的循环，这对于颗粒污泥的形成和维持有利。在污泥层形成的一些气体附着在污泥颗粒上，附着和没有附着的气体向反应器顶部上升。上升到表面的污泥撞击三相反应器气体发射器的底部，引起附着气泡的污泥絮体脱气。气泡释放后污泥颗粒将沉淀到污泥床的表面，附着和没有附着的气体被收集到反应器顶部的三相分离器的集气室。置于 集气室单元缝隙之下的挡板的作用为气体发射器和防止沼气气泡进入沉淀区，否则将引起沉淀区的絮动，会阻碍颗粒沉淀。包含一些剩余固体和污泥颗粒的液体经过分离器缝隙进入沉淀区。由于分离器的斜壁沉淀区的过流面积在接近水面时增加，因此上升流速在接近排放点降低。由于流速降低污泥絮体在沉淀区可以絮凝和沉淀。累积在三相分离器上的污泥絮体在一定程度上将超过其保持在斜壁上的摩擦力，其将滑回反应区，这部分污泥又将与进水有机物发生反应。厌氧反应器包括以下几个部分：进水和配水系统、反应器的池体和三相分离器。在厌氧反应器中最重要的设备是三相分离器，这一设备安装在反应器的顶部并将反应器分为下部的反应区和上部的沉淀区。为了在沉淀器中取得对上升流中污泥絮体/颗粒的满意的沉淀效果，三相分离器第一个主要的目的就是尽可能有效地分离从污泥床/层中产生的沼气，特别是在高负荷的情况下，在集气室下面反射板的作用是防止沼气通过集气室之间的缝隙逸出到沉淀室，另外挡板还有利于减少反应室内高产气量所造成的液体絮动。反应器的设计应该是只要污泥层没有膨胀到沉淀器，污泥颗粒或絮状污泥就能滑回到反应室(应该认识到有时污泥层膨胀到沉淀器中不是一件坏事。相反，存在于沉淀器内的膨胀的泥层将网捕分散的污泥颗粒/絮体，同时它还对可生物降解的溶解性COD起到一定的去除作用)。只一方面，存在一定可供污泥层膨胀的自由空间，以防止重的污泥在暂时性的有机或水力负荷冲击下流失是很重要的。水力和有机(产气率)负荷率两者都会影响到污泥层以及污泥床的膨胀。厌氧系统原理是在形成沉降性能良好的污泥凝絮体的基础上，并结合在反应器内设置污泥沉淀系统使气、液、固三相得到分离。形成和保持沉淀性能良好的污泥(其可以是絮状污泥或颗粒型污泥)是厌氧系统良好运行的根本点。三相分离器设计要点汇总：1) 集气室的隙缝部分的面积应该占反应器全部面积的1520%;2) 在反应器高度为57m时，集气室的高度在1.52m;3) 在集气室内应保持气液界面以释放和收集气体，防止浮渣或泡沫层的形成;4) 在集气室的上部应该设置消泡喷嘴，当处理污水有严重泡沫问题时消泡;5) 反射板与隙缝之间的遮盖应该在100200mm以避免上升的气体进入沉淀室;6) 出气管的直管应该充足以保证从集气室引出沼气，特别是有泡沫的情况。厌氧反应器出水进入水解池，为下一步好氧生化做好准备。水解（酸化）处理方法是一种介于好氧和厌氧处理法之间的方法，和其它工艺组合可以降低处理成本提高处理效率。水解酸化工艺根据产甲烷菌与水解产酸菌生长速度不同，将厌氧处理控制在反应时间较短的厌氧处理第一和第二阶段，即在大量水解细菌、酸化菌作用下将不溶性有机物水解为溶解性有机物，将难生物降解的大分子物质转化为易生物降解的小分子物质的过程，从而改善废水的可生化性，为后续处理奠定良好基础。水解是指有机物进入微生物细胞前、在胞外进行的生物化学反应。微生物通过释放胞外自由酶或连接在细胞外壁上的固定酶来完成生物催化反应。经过水解后的废水进入好氧池，通过微生物自身的代谢进一步降解废水中的有机物。好氧池出水自流进入活性炭粉末吸附池。粉末活性炭的颗粒很细，以直接投加为主要应用方式，也可以借助某些材料作为载体形成滤床应用于水处理过程。污水处理活性炭的特色是吸附能力强。废水中的一些有机物是难于为微生物或通常氧化法所氧化分化的，如酚、苯、石油及其商品、杀虫剂、洗涤剂、合成染料、胺类化合物以及很多人工合成有机物，经生化处理后很难到达对排放要求较高的水体中排放的规范，也严重影响废水的回用，因而需求深度处理。因为活性炭对有机物的吸附才能大，在废水深度处理中得到广泛的运用，具有以下长处：处理程度高，城市污水用活性炭进行深度处理后,BOD可下降99%,TOC可降到13mg/L。运用规模广，对废水中绝大多数有机物都有用，包含微生物难于降解的有机物。习惯性强，对水量及有机物负荷的变化有较强的习惯功能，可得到安稳的处理效果。粒状炭可进行再生重复运用，被吸附的有机物在再生进程中被烧掉，不发生污泥。投加粉末活性炭吸附和常规工艺的混凝对水中有机物的去除具有互补性，通常配合使用，混凝对水中大分子量(相对分子质量300010000)的有机物去除效果接近完全去除，而对小分子量(相对分子质量10001500以下)的有机物去除效果较差；对粉末活性炭，大分子有机物难以进入孔隙，去除效果差，对相对分子质量介于10005000的有机物有较好的去除效果。所以先投加混凝剂，使其在短时间内完成去除绝大部分大分子量的有机物，随后投加粉末活性炭，吸附去除低分子量的有机物，二者协同作用，可大大提高微污染水源水中有机物的去除率。由于混凝、吸附处理的有机物分子有一交叉范围，特别对相对分子质量在15005000之间的有机分子，二者均有较好的去除效果，产生吸附与混凝的竞争问题，所以粉末活性炭在水处理工艺中的投加点、投加量以及投加方式的选择很关键。投加点过于靠前，吸附去除了部分本可以用混凝去除的有机物，会导致吸附对小分子有机物去除率降低，此时若增加PAC投量又会使水处理成本上升；投加点过于靠后，则导致接触时间不足，并且活性炭容易穿透过滤层。如何能同时避免或减少PAC与混凝竞争和保证足够的吸附时间是投加PC的关键。投加粉末活性炭吸附的主要优点是设备投资省，价格较便宜，吸附速度快，对短期及突发性水质污染适应能力强。六、技术规范6.1主要设备清单序号名称规格型号材质单位数量备注1调节池1200070004000mm V=336m3砼结构座11.1调节池提升泵Q=25m3/h H=13m P=2.2kw DN50组件套21.2调节池预曝气管84m2 DN50/25UPVC平方842隔油池500040004000mm砼结构座12.1电加热装置P=4kw组件套12.2斜管填料400010001000mm不锈钢立方52.3吸油棉配套组件平方42.4隔油池提升泵Q=25m3/h H=20m P=3kw DN50组件套23厌氧反应装置400012000mm钢制防腐座43.1布水装置DN50/25UPVC套43.2填料150组件立方1103.3三相分离器4000mm玻璃钢套43.4集水装置4000mm不锈钢套43.5排泥泵Q=30m3/h H=18m P=4kw DN50组件套84水解池9000mm4000mm4000mm钢制防腐座14.1潜水搅拌机P=3kw组件套25缺氧池9000mm4000mm4000mm钢制防腐座15.1曝气系统D215HDPE套805.2填料150组件立方606好氧池8500mm6000mm4000mm钢制防腐座16.1曝气系统D215HDPE套1106.2填料150组件立方806.3出水槽配套不锈钢套17混凝沉淀池8000mm5000mm4000mm钢制防腐座17.1搅拌机L=3m P=3kw不锈钢套38集油池400030004000mm砼结构座19事故池1100060004000mm砼结构座110污泥池400040004000mm砼结构座111污泥泵Q=10m3/h H=100m P=3kw组件套212板框压滤机7000*1800*1800mm 过滤面积180m2 滤室容积2700L P=4KW组件套113罗茨风机Q=8.55m3/min H=29.4kpa P=7.5kw组件套214PAC加药装置2m3PP套115PAM加药装置2m3PP套116PH调节加药装置2m3PP套217破乳剂加药装置2m3PP套118系统管阀件配套组件批119电气控制系统PLC组件套120电线电缆批16.2主要构筑物清单序号名称长/mm宽/mm高/mm数量/座单位容积备注1调节池12000700040001立方336.002隔油池5000400040002立方160.003集油池4000300040001立方48.004污泥池4000400040001立方64.005事故池11000600040001立方264.006工作间6000400030001平方24.00七、运行估算(根据小试与以往经验数据，以实际为准)项 目数 量吨水电费：元/m3(按1元/度计)1.6电耗：kw/m31.6装机功率:kw90kw(使用功率为40kw,主要为深井泵及供水泵使用功率)药剂：元/m3(估算，按实际使用为准)5.5破乳计：元/m32PH调节药剂：元/m31PAC：1PAM：1.5总计：元/m37.1八、电气控制本工程电气、仪表、控制系统主要负责的是建设项目之水处理系统电控系统的设计、选型、供货、安装、调试及验收等工作电气标准规范：标准规范名称供配电系统设计规范GB50052-95低压配电设计规范GB50054-95电力工程电缆设计规范GB50217-94通用用电设备配电设计规范GB50055-93建筑物防雷设计规范 (2000年版)GB50055-94 (2000年版)民用建筑照明设计标准GBJ133-90建筑设计防火规范 (2001年版)GBJ16-87（2001年版）爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范GB50058-92工业企业照明设计标准GB50034-92钢制电缆桥架工程设计规范CECS31：91电力装置的继电保护和自动装置设计规范GB50062-92工业与民用电力装置的接地设计规范GBJ65-83工业与民用电力装置的过电保护设计规范GBJ64-83仪表、自控：仪表系统接地设计规定HG/T20513-2000控制室设计规定HG/T20508-2000仪表供电设计规定HG/T20509-2000自动化仪表工程施工及验收规范GB50093-2002过程检测和控制流程图用图形符号和文字代号GB2625-81分散型控制系统工程设计规定HG/T20573-95自控专业设计管理规定HG/T20636-98业主方负责提供一路380VAC三相四线的电源到我方进线柜开关的上桩头。电气控制系统由1套控制柜及电线电缆组成。本次控制采用PLC全自动控制方式，节省人工与劳动强度。元器件选择：防爆等级主要元器件选用国内知名品牌或等同，其它元器件采用有3C认证资质的产品。九、质量保证完善健全的质量保证体系是企业产品质量的保障，我公司充分吸收国内外先进经验的基础上,制定了一套完整的质量控制和保障体系。公司从原材料开始抓起，所购材料由质检部负责检验，检验合格后由采购部办理入库手续。不合格品由采购部负责办理拒收或退货手续。为确保产品质量满足合同规定要求，我公司对影响产品质量的各个过程进行控制，由技术部提供图纸、对工艺进行检查，由生产部和质量检验部负责对各个过程进行监控，特别是对焊接过程，操作者都经过专业培训、考核合格后持证上岗，并按工艺规定对过程参数，进行监控并执行首检及自检，质检员按有关要求进行过程检验并记录，进行状态标识，对出现的不合格品采取纠正措施。然后进行成品检验，检验验收合格后方可出厂。这样进一步促进和完善我公司的质量保证体系，在设备制造整个过程中认真贯彻，切实执行。我公司提供的产品及所有附属的部件均是全新的、成熟的、先进的，并具有制造该设备且成功运行的经验，不使用试验性的设计及产品。十、服务承诺售后服务我方对废气处理站的操作人员进行培训，保证业主操作人员能够熟悉并自行操作；本项目质保期为项目竣工验收后12个月或货到现场18月(以提前到达日期为准)，在设备质保期内我公司免费提供保修服务。售前服务我公司针对客户的项目需求，会全力配合业主进行项目的前期销售服务工作，保障与业主的充分沟通协调，无偿提供售前服务，保证项目的顺利实施。售后服务我公司作为一家注重信誉的公司， 在客户售后服务方面体系完整，理念成熟，其主要体现在：组织架构完整，专人专责；立足本地化服务；服务增值，双方共赢；客户分级，推崇有偿服务。在项目完成整个系统的调试运行和保修期后，其工作将自动转入“客户售