盐城世宏化工设计方案.doc

盐城世宏化工有限公司废水处理站方案设计 证书编号：3343号 项目编号：SH-W-2015-03江苏盐城世宏化工有限公司废水处理工程设计方案上海川源节能环保有限公司二一五年三月 文 件 签 署名 称盐城世宏化工有限公司-废水处理工程编 号SH-W-2015-03密 级仅供甲方及主管部门参考编制董事长富一耀 高级工程师总工程师孙福 教 授项目负责人倪念兹 工程师制 图王芳 工程师编制单位上海川源节能环保有限公司签发日期二一五年三月目 录一、 概况4二、 设计依据、原则和范围5（一） 设计依据5（二） 设计原则6（三） 设计范围6三、 水质水量和排放标准7（一） 设计规模7（二） 废水水量和水质7（三） 设计水量、水质和排放标准7四、 处理工艺8（一） 废水特点分析8（二） 废水处理工艺选择原则8（三） 废水处理工艺流程8（四） 工艺流程说明10五、 主要设计参数12（一） 土建与设备12（二） 污泥脱水系统14六、 其它专业设计14（一） 总体设计14（二） 结构设计15（三） 建筑设计15（四） 给排水设计15（五） 电气设计15（六） 自控设计16（七） 安全设计16（八） 其它设计16七、 经常费用17八、 主要构筑物和设备表17九、 投资费用17十、 几点说明23附：工艺流程图平面布置图一、 概况盐城世宏化工有限公司位于江苏滨海沿海经济开发区工业园北区，占地面积69800平方米，现有主产品有：6-氯-2-硝基甲苯、3-氯-2-甲基苯胺、2,6-二氯苯甲腈、2,6-二氯苯甲醛、2,6-二氟苯甲腈、2,6-二氟苯甲酰胺等衍生系列产品；其中2,6-二氯苯甲腈、2,6-二氟苯甲酰胺是国内生产规模最大，质量最优；年生产、销售额达3个亿左右，主要产品的出口占40%以上。在化工生产过程中，主要的污染物是苯晴水洗废水，废水中主要介质如下：甲酸 约4.2%锌盐 约1.2%杂酸（盐酸、亚硝酸、磷酸）约0.035% 有机物（苯晴、酸氨、苯甲酚、焦壮油）0.025% 从中可以看到，生产中的废水-二氯苯晴甲酸母液是它的主要污染物。对二氯苯晴，由二甲苯经氧化或由对二甲苯氨氧化成对苯二甲腈再水解而成。对二氯苯晴广泛应用于人类的生活和生产中 ,同时以“三废”形式进入环境 ,某些工业废水(如对苯二甲酸生产废水与聚酯生产废水 )中的对苯二甲酸浓度高达数千 mg/L。对苯二甲酸对鱼类有刺激毒害性,对水中微生物的再生有抑制作用 ,对一些动物有致畸和致突变作用。有效地处理废水中的对苯二甲酸,一直是令人关注的问题。对苯二甲酸生产废水含有大量的简单苯环类化合物 ,以有机酸为主 ; 在工业生产过程中,排放的废水含有大量的甲酸,若直接排放则污染环境,浓度超过2%则能对生化处理系统造成严重伤害。目前处理高浓度有机酸废水一般采用萃取、碱中和、蒸发浓缩、焚烧、生化等方法处理,投资成本较高。针对废水中的溶解性有机污染物,传统的絮凝、吸附处理效果很不理想。氧化技术降解有机污染物国内外已经做了大量研究,不同程度地取得了一定的去除效果。FC-、Fen-Ton作为一种环境友好型氧化剂在水处理领域开始受到人们的普遍关注,它是一种集氧化、吸附、絮凝及助凝为一体的新型高效多功能水处理剂,可有效地去除水中的有机、无机污染物,且不会产生二次污染和其他毒副作用。前面直接加3价铁盐当芬顿处理，后面用还原剂还原残余的双氧水，最后生化处理。根据厂方提供的生产过程中每批主要污染源如下：第一次水洗（水量按6吨计）含：甲酸 约70kg锌盐 约76kg杂酸（盐酸、亚硝酸、磷酸）约42kg有机物（苯晴、酸氨、苯甲酚、焦壮油）15kg第二次水洗（水量60-100吨）含甲酸 约30kg锌盐 约5kg杂酸 约3-4kg有机物 约10kg第三次水洗（水量60吨）含甲酸 约5-7kg锌盐 约1-2kg杂酸 约1-2kg有机物 约3-5kg同时，厂里又有排出生活污水约60吨/d。合计日排放水量200 m3。二、 设计依据、原则和范围（一）、设计依据1、 国家污水综合排放标准（GB18918-2002）； 2、 室外排水设计规范（GB5000142006）； 3、 混凝土结构设计规范（GBJ1089）； 4、 给水排水工程结构设计规范（GBJ6984）； 5、 建筑结构设计统一标准（GBJ6889）； 6、 电力装置的电测量仪表装置设计规范（GBJ 63-90）； 7、 建筑结构荷载规范（GBJ987）； 8、 中华人民共和国工业企业厂房标准（GB5096-93）； 9、 城市区域环境噪声标准（GB3096-2003）； 10、工业企业厂界噪声标准（GB123481990）； 11、恶臭污染物排放标准（GB14554-93）； 12、上海安装工程概算基价表（2000）（二）、设计原则1、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国家污水综合排放标准（GB18918-2002）中三级标准排放标准要求。 2、采用简单、成熟、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，确保出水的各项指标达到排放标准。 3、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。 4、系统运行灵活、管理方便、维修简单，尽量考虑操作自动化，工艺控制简单，操作方便，减少操作劳动强度。 5、设计美观、布局合理，与厂区内设施统一协调考虑，构筑物尽量采用地上式，布置在机房内，方便设备维修保养。 6、废水处理设施力求占地面积小，工程投资省，运行费用低，设置必要的监控仪表，提高控制操作的自动化程度。 7、设计时充分考虑废水处理系统产生的噪声、异味，以及污泥的处理，避免对环境造成二次污染。 8、建筑设计在满足工艺要求的前提下，建筑风格及色调上力求新颖、简洁、明快，结合环境，建设一座和谐有致、绿色低碳，节能环保的废水处理站。 （三）、设计范围设计内容为废水处理站区的土建、工艺、电气、控制系统的设计以及工程投资估算等。1、污水处理站的总体设计，包括工艺、土建、电气设计等；（处理系统进、出水的第一个阀门开始与结束）。2、废水处理站的设计主要分为废水处理和污泥处理及处置两大部分。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）污泥处理与处置废水处理过程中产生污泥，应进行后续稳三、 水质、水量和排放标准（一）、设计规模 200 m3/d (按最终规模设计)（二）、废水水量、水质废水水量、水质表 表1 指标名称Q（m3/d）PHCODcr(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)色度（倍）NH3-N(mg/L)甲酸废水40370000-其他废水900.71.61600-生活污水605660060合计190（三）、设计水量、水质及排放标准 1. 设计水量200m3/d，（甲酸母液废水40 m3/d，其他废水100 m3/d，生活污水60 m3/d）。每小时9m3/h2. 排放标准：国家污水综合排放标准（GB18918-2002）中三级标准） 3. 处理出水达到三级排放标准后纳管排放，浓度为：4. CODcr 300mg/l， BOD5150mg/l， SS100mg/l， 5. NH3-N25mg/l， PH=69设计水量、水质及排放标准表 表2 指标名称PHCODcr(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)色度（倍）NH3-N(mg/L)排放标准693001501007025四、 处理工艺（一） 、废水特点6. 对二氯苯晴废水属高浓度有机废水，可生化性差的有机废水。7. 废水水质水量受订单影响较大。8. 对二氯苯晴甲酸可以生化，但可生化性较差。且含氯酚、氯苄苯对微生物有毒性。9. 对二氯苯晴甲酸废水pH较低（PH3）、CODCr亦较高对废水处理影响较大。10. 废水排放为间隙性，冲击负荷较大。 综述以上：废水水量、水质变化很大，对二氯苯晴甲酸废水的CODCr高，废水B/C低，。属难生物氧化的高浓度有机废水。（二）、废水处理工艺选择原则1、 根据废水特点、排放标准，结合我单位和国内同类工程的实际经验和设计参数确定工艺。2、强化水量、水质调节能力，提高系统处理效果的稳定性。3、对二氯苯晴甲酸废水、需予处理，投加Ca（OH）中和处理，首先去除大量的污泥。1、 采用可靠实用设备，减少维修工作量和实现长期正常运转。2、 适当水平的自动控制系统，保证效果，减少劳动力。3、 污泥经浓缩、脱水后定期外运。4、 平面布置紧凑，工艺流程简捷，以节省用地和能耗。（三）、废水处理工艺流程 风机H2O2H2SO41#泵Ca(OH)2渣外运二氯苯晴甲酸废水调节池A螺杆泵1泥饼板框压滤机中和池板框压滤机2#泵其他废水UASB塔调节池CFe-C塔Fen-ton塔调节池B沉淀池 PAMPAC3#泵污泥池排放池O池A池生活污水二沉池泥饼渣外运调节池C调节池A调节池B风机排放Fe-C塔Fen-tom塔O池A池污泥系统：沉淀池污泥泥饼外运螺杆泵2板框压滤机污泥池UASB剩余污泥二沉池污泥滤液回流至中间池1注：图例污水管线空气管线 污泥管线 （四）、工艺流程说明1、 二氯苯晴甲酸母液预处理工艺 由于生产水洗废水中含有大量的氯代苯甲酸钠，在酸性的条件下，需要经过投加石灰Ca（OH3）来中和处理，此时中和池会产生大量的物化污泥，经过螺杆泵打入压滤机，压出的水就可以进入调节池B，而污泥全部外运，污泥中带走大量重污染物，可以去除50%的COD。 而此时，另一股其他废水，同时也进入调节池B，因为另一股废水COD相对小点，二股废水混合在一起，进入下一步的处理单元。2、 Fe-C、Fen-ton处理工艺 利用废铁屑对硝基苯废水进行预处理,可以使废水中的硝基苯转化为苯胺,然后在废水中加人H2O2,使H2O2与废水中的Fe2+构成Fenton试剂,反应生产OH自由基,OH自由基具有强烈的氧化性,将苯胺和硝基苯中的苯环打开,形成断链,再进一步将其矿化分解.采用强化Fe-C微电解工艺对酸性高浓度2,6二氯苯晴废水进行了试验研究。对于CODCr 5000070000 mgL-1,色度12001500倍的高浓度废水,絮凝预处理可以使CODCr降低30%50%,色度下降20%左右。由于该Fenton试剂法是目前应用较多的一种催化氧化法。能氧化许多有机分子且系统不需高温高压，对大多数醇类、酮类、酯类等有较好的氧化效果，苯酚、氯酚、氯苯及硝基酚等也能被氧化。将亚铁盐添加到双氧水中，随着双氧水的分解，利用产生的HO进行反应。同时，Fenton试剂也是一种很好的脱色剂，在常温常压pH 值为3.03.5下对高浓度废水平均脱色率为8090%，CODcr的去除率达70%以上。当H2O2和Fe2+混合后，发生下列一系列反应： Fe2+ +H2O2 Fe2+ + OH-+ HO Fe2+ +HO Fe3+ + HO- HO+ RH H2O+R R+Fe3+ R+ + Fe2+ R+O2 ROO+ CO2+ H2O铁盐在反应中主要作为一种催化剂。铁盐的投加量与有机物的降解速率无关，只是控制H2O2的催化分解速度。同时，Fe2+/H2O2之物质量比与有机物的浓度有关，有机物结构形式的不同也直接影响此比值的大小。因此，氧化不同有机物，存在不同的铁盐及H2O2的投加量。铁盐除了催化作用外，也是一种良好的混凝剂，铁盐的各种络合物通过絮凝作用也去除了CODcr等有机污染物。废水的pH仅为2.03.0,所以絮凝预处理后的废水,加入少量的H2O2有利于Fe-C微电解反应的进行,该强化Fe-C反应添加的H2O2量约为0.01 molL-1,适宜的反应时间为120 min。Fe-C微电解反应结束后,废水的pH上升到6.0左右,调节pH至中性或弱碱性,可以基本去除废水中的Fe离子,总CODCr去除率达到60%70%,色度去除率达到95%以上。该Fe-C反应消耗的H2O2远低于Fenton反应所需的0.4 molL-1,适用于工业废水的实际预处理。3、 UASB厌氧反应当通过Fe-C、Fen-ton处理工艺后的废水汇聚到调节池C后，另一股60 m3/d的生活污水也与之汇拢，在池内均质混合，下一步进入UASB厌氧反应器。 UASB即为上流式厌氧污泥床反应器，整个反应器主体可分为三个区域：混合区、反应区和气、液、固三相分离区。污水通过水泵提升到厌氧反应器的底部，利用底部的布水系统将污水均匀地布置在整个截面上；利用进水的出口压力和产气作用，使废水与高浓度的厌氧污泥充分接触和传质，将废水中的有机物降解；废水在反应区缓慢上升，进一步降解有机物，气体、水、污泥在同时上升过程中，沼气首先进入三相分离器内部通过管道排出，污泥和废水通过三相分离器的缝隙上升到分离区，污泥在分离区沉淀浓缩并回流到三相分离器的下部，保持厌氧反应器内的生物量，沉淀后的出水通过管道排出罐外。UASB即为上流式厌氧污泥床反应器，整个反应器主体可分为三个区域：混合区、反应区和气、液、固三相分离区。污水通过水泵提升到厌氧反应器的底部，利用底部的布水系统将污水均匀地布置在整个截面上；利用进水的出口压力和产气作用，使废水与高浓度的厌氧污泥充分接触和传质，将废水中的有机物降解；废水在反应区缓慢上升，进一步降解有机物，气体、水、污泥在同时上升过程中，沼气首先进入三相分离器内部通过管道排出，污泥和废水通过三相分离器的缝隙上升到分离区，污泥在分离区沉淀浓缩并回流到三相分离器的下部，保持厌氧反应器内的生物量，沉淀后的出水通过管道排出罐外。技术优点(1)可处理高浓度废水，特别是对一些较难降解的大分子有机物有很好的去除效果，而好氧对此效果不明显；（2）不需要供氧，大大降低运行费用，能耗仅为好氧处理工艺的10-15%，且厌氧过程产生可再生能源沼气；（3）污泥产生量比好氧过程少520倍，UASB内污泥浓度高，平均污泥浓度为2040gVSS/1；不会产生污泥膨胀，剩余污泥量少，污泥易处理；（4）有机负荷率高，水力停留时间短，采用中温发酵时，容积负荷一般为10-20kgCOD/m3.d左右；反应器容积和系统占地小，投资少。工程实践证明，当污水COD浓度大于4000mg/L时，厌氧处理就比好氧处理更加经济。（5）无混合搅拌设备，靠发酵过程中产生的沼气的上升运动，使污泥床上部的污泥处于悬浮状态，对下部的污泥层也有一定程度的搅动；污泥床不填载体，节省造价及避免因填料发生堵赛问题。4、 A/o生化系统A/O是Anoxic/Oxic的缩写，它的优越性是除了使有机污染物得到降解之外，还具有一定的脱氮除磷功能，是将厌氧水解技术用为活性污泥的前处理，所以A/O法是改进的活性污泥法。A/O工艺将前段缺氧段和后段好氧段串联在一起，A段DO不大于0.2mg/L，O段DO=24mg/L。在缺氧段异养菌将污水中的淀粉、纤维、碳水化合物等悬浮污染物和可溶性有机物水解为有机酸，使大分子有机物分解为小分子有机物，不溶性的有机物转化成可溶性有机物，当这些经缺氧水解的产物进入好氧池进行好氧处理时，可提高污水的可生化性及氧的效率；在缺氧段，异养菌将蛋白质、脂肪等污染物进行氨化（有机链上的N或氨基酸中的氨基）游离出氨（NH3、NH4+），在充足供氧条件下，自养菌的硝化作用将NH3-N（NH4+）氧化为NO3-，通过回流控制返回至A池，在缺氧条件下，异氧菌的反硝化作用将NO3-还原为分子态氮（N2）完成C、N、O在生态中的循环，实现污水无害化处理。五、 主要设计参数（一）、土建与设备 二氯苯晴清洗废水Q=40 m3/d；其他综合废水Q=90 m3/d；生活污水Q=60 m3/d共计190 m3/d。土建部分：1、 调节池A Q=40 m3/d 尺寸5.02.54.0，有效水深3m，有效容积37.5m3，停留时间T=4h， 一座。池内设液位计控制1#泵起闭，提升泵Q=5 m3/h时，扬程H=10m，N=1.5Kw，二台，一用一备。2、 调节池B Q=130 m3/d尺寸5.03.04.0，有效水深3m，有效容积45m3，停留时间T=5h， 一座。池内设液位计控制1#泵起闭，提升泵Q=10 m3/h时，扬程H=10m，N=2.2Kw，二台，一用一备。3、 调节池C Q=190 m3/d尺寸5.04.04.0，有效水深3m，有效容积60m3，停留时间T=5h， 一座。池内设液位计控制1#泵起闭，提升泵Q=15 m3/h时，扬程H=18m，N=3.0Kw，二台，一用一备。4、 污泥池 尺寸5.02.54.0， 有效水深3.5m，有效容积43.7m3 。5、 A池 Q=190 m3/d尺寸8.06.05.0，有效水深4.5m，有效容积240m3，停留时间T=26h，一座，内壁防腐蚀。池内设溶氧仪，曝气管，曝气头一套。6、 O池 Q=190 m3/d尺寸10.06.05.0，有效水深4.5m，有效容积300m3，停留时间T=33h，一座，内壁防腐蚀。池内设溶氧仪，曝气管，曝气头一套。7、 二沉池 尺寸4.03.05.0，澄清区高度2.0m，表面水力负荷：0.9 m3/ m2h，停留时间T=2.2h。8、 排放池尺寸4.03.05.0， 设备部分：1、 中和槽尺寸2.51.01.5，有效水深1.2m，有效容积3.75m3。一座，采用PVC材料制作。内部安装搅拌装置，PH计。2、 压滤机 XAY20/870-U预处理中和槽后一台，系统污泥收集一台3、 Fe-c塔 5 m3/h4、 Fen-ton塔 5 m3/h5、 沉淀池 5 m3/h6、 UASB塔 5.09.07、 风机 Q=4.15m3/min ，P=5.88MPa ，N=7.5Kw二台，一用一备。其他设备材料略 （二）、污泥脱水系统污泥量：中和沉淀池：排泥率6%，每天污泥量15 m3。 排泥浓度7 g/l，每天产生SS为105Kg。生化过程：排泥率2.5%，每天污泥量8.75 m3。 排泥浓度6 g/l，每天产生SS为52.5Kg。合计产生污泥体积：23.75 m3/d，SS为157.5Kg/d。1、 污泥池 尺寸4.03.03.2， 有效水深2.9m，有效容积34.8m3 。 2、 螺杆泵2 选用G40-1，Q=3 m3/h时，P=0.6Mpa，N=2.2Kw，二台一用一备。3、 板框压滤机 需20 m2板框一台，选用XAY20/870-UB，N=3Kw。六、 其它专业设计（一）、总体设计 废水处理站应设在厂区常年风向下风向。 污泥脱水机房污泥外运通道可运至煤场与煤渣一起外运。 站内适当绿化。（二）、结构设计 各类水池均采用钢筋混凝土结构； （三）、建筑设计整体设计应与厂房协调；（四）、给排水设计1、 站内雨水收集统一考虑。2、 站内需接一根DN80给水管（作化验室、卫生间、药剂调配、冲洗水池和 地面、绿化等需要）。3、 室外消防由业主考虑。4、 各类管道以废水处理站界区外一米处为交接点。5、 处理后外排管道由其它设计单位另行设计。（五）、电气设计1、 电源由厂区配电站供至总开关箱内。2、 电气负荷 鼓风机、污水泵、脱水机为二级负荷，其它为三级负荷，局部需双电源供电。3、 总装机功率为88.44Kw，平均用电功率为67.5Kw。补偿后功率因素为0.75。4、 电气负荷计算如下表4序号设备名称功率Kw数量小计备用常用11#提升泵1.5231.51.522#提升泵7.527.57.57.533#提升泵0.7521.50.750.7544#提升泵0.7521.50.750.755反应池搅拌机2.224.42.22.26螺杆泵15.5316.55.5117压滤机1.523-385#提升泵2.224.42.22.29风机1.5231.51.5106#提升泵2.224.42.22.211风机7.54307.522.512螺杆泵22.224.42.22.213压滤机1.511-1.514双氧水计量泵0.2520.50.250.2515酸泵0.3720.740.370.3716碱泵10.7521.50.750.7517碱泵20.5521.10.550.55合计88.4442.7245.72 总装接容量为88.44Kw，常用45.72Kw，备用42.72Kw（六）、自控设计 集中和分散相结合控制方式主要控制系统功能如下：1、 各类水泵、风机、等可自动或手工控制，即液位控制；2、 电磁流量计瞬时和累计计量；3、 pH监控仪。（七）、安全设计1、 各水池均设护栏，防止人员意外落水；2、 水池维修时应进行通风换气；3、 废水站内配置救生圈、安全带、安全帽等劳防用品；4、 电气设备需满足电气安全的有关规定；5、 各类药剂（含化验药品）应严格管理，专人负责；6、 道路和水池走道处设置路灯，以便夜间巡视；7、 设电话通讯与外界保持良好联络。（八）、其它设计1、 劳动定员 值班人员 2人/班 共4 人 二运转 化验人员 共 1 人 兼管理 合计 共5 人2、 人员培训（1）、对管理人员和技术工人进行不少于一周的讲课、现场操作和安全作业培 训。（2）、化验人员应到环保部门或高等院校培训12个月。3、 技术管理（1）、水质分析，包括进出pH、CODCr、BOD5、SS、色度、溶解氧、温度等；（2）、微生物镜检；（3）、对各构筑物进出口每天清洗，保持走道和场地清洁；（4）、对各类机械、电器、仪表定期保养、检修，保持良好工作状态；（5）、作好各类操作记录备查。七、 经常费用估算（一） 电费 1.00度/ m30.6元/度=0.60元/ m3（二） 人工费 4人30元/人.日350=0.34元/ m3（三） 药剂费1、 双氧水投加量 0.5公斤/m3废水，（双氧水按1.7元/公斤），则费用约 0.85元/ m3废水。2、 粉末活性炭间歇投加0.5公