优秀的高氨氮比选工艺设计方案.doc

目目 录录 第第 1 1 章章 综述综述 1 1 1 工程概况 1 1 2 污水来源与水量分析 1 1 3 设计水量水质以及处理能力 1 1 6 设计依据 1 第第 2 2 章章 技术路线分析技术路线分析 2 2 1 技术工艺比选氨氮去除工艺比选 2 第第 3 3 章 氨气吹脱工艺分析章 氨气吹脱工艺分析 4 第第 4 4 章 化学沉淀法工艺分析章 化学沉淀法工艺分析 6 第第 5 5 章运行效果预测章运行效果预测 7 第第 6 6 章章 工艺流程示意图工艺流程示意图 7 第第 6 6 章章 运行效果预测运行效果预测 9 第第 7 7 章章 设计参数设计参数 9 1 第第 1 1 章章 综述综述 1 11 1 工程概况工程概况 1 21 2 污水来源与水量分析污水来源与水量分析 1 2 1 污水来源主要是 1 2 2 水污染因素分析 水量与水质分析 1 1 3 3 设计水量水质以及处理能力设计水量水质以及处理能力 Q 5m3 h 每天运行 20 小时 即 Q 100M3 D 表 1 1 单位 mg l pH 无单 位 污染物名称污染物名称Fe2 NH4 Cl CupH 污染物浓度 单位 mg 1 8150 2010 15000 851 2 1 61 6 设计依据设计依据 1 中华人民共和国环境保护法 2 中华人民共和国环境影响评价法 3 污水综合排放标准 GB8978 1996 4 给水排水工程快速设计手册 中国建筑工业出版社 1996 年 5 水处理工程师手册 化学工业出版社 2000 年 6 室外排水设计规范 GB50014 2006 7 排水工程 下册 第四版 建筑工业出版社 1999 年 8 环境工程设计 化工出版社 2009 年 2 9 环境保护工程技术规范 国家环境保护部发布 10 建筑给水排水设计规范 GB 50015 2003 2009 年版 11 排水工程 第四版 下册 建筑出版社 12 废水处理工艺设计 崔玉川 水利电力出版社 13 环境工程技术手册 废水处理工程技术手册 化学工艺出版社 2013 14 环境工程技术手册 废气处理工程技术手册 化学工业出版社 2013 第第 2 2 章章 技术路线分析技术路线分析 2 12 1 技术工艺比选技术工艺比选氨氮去除工艺比选氨氮去除工艺比选 处理方法基本优点主要缺点适用范围 传统生化法工艺成熟 脱氮效果较好 流程长 反应器大 占 地多 常需外加碳源 能耗大 成本高 低浓度氨氮废水 氨吹脱法 汽提法 工艺简单 效果稳定 适用性强 投资较低 能耗大 有二次污染 出水氨氮仍偏高 各种浓度废水 多用于中 高浓 度废水 离子交换法 工艺简单 操作方便 投资较省 树脂用量大 再生难 费 用高 有二次污染 低浓度氨氮废水 折点氯化法 设备少 投资省 反应速度快 能高效脱氮 操作要求高 成本高 会产生有害气体 各种浓度废水 多用于低浓度废 水 磷酸铵镁 沉淀 MAP 法 工艺简单 操作简便 反应快 影响因素少 节能高效 能充分 回收氨实现废水资源化 用药量大 成本较高 MAP 用途有待开发 各种浓度废水 尤其高浓度氨氮 废水 1 含氨氮废水的主要处理方法及其优缺点 3 传统生物脱氮法 传统生物脱氮技术是通过氨化 硝化 反硝化以及同化作用来完成 传统生物脱氮的 工艺成熟 脱氮效果较好 但存在工艺流程长 占地多 常需外加碳源 能耗大 成本高 等缺点 氨吹脱法 包括蒸汽吹脱法和空气吹脱法 其机理是将废水调至碱性 然后在吹脱塔中通入空气 或蒸汽 经过气液接触将废水中的游离氨吹脱出来 此法工艺简单 效果稳定 适用性强 投资较低 但能耗大 有二次污染 离子交换法 离子交换法实际上是利用不溶性离子化合物 离子交换剂 上的可交换离子与溶液中的 其它同性离子 NH4 发生交换反应 从而将废水中的 NH4 牢固地吸附在离子交换剂表面 达到脱除氨氮的目的 虽然离子交换法去除废水中的氨氮取得了一定的效果 但树脂用量 大 再生难 导致运行费用高 有二次污染 折点氯化法 折点氯化法是投加过量的氯或次氯酸钠 使废水中的氨氮氧化成氮气的化学脱氮工艺 该方法的处理效率可达到 90 100 处理效果稳定 不受水温影响 但运行费用高 副 产物氯胺和氯代有机物会造成二次污染 磷酸铵镁沉淀法 向含氨氮废水中投加 Mg2 和 PO43 三者反应生成 MgNH4PO4 6H2O 简称 MAP 沉淀 此 法工艺简单 操作简便 反应快 影响因素少 能充分回收氨实现废水资源化 该方法的 主要局限性在于沉淀药剂用量较大 从而致使处理成本较高 沉淀产物 MAP 的用途有待进 4 一步开发与推广 目前 对高浓度氨氮废水处理主要采用吹脱 折点氯化和 MAP 化学沉淀等方法 吹脱 法工艺简单 效果稳定 投资较低 但能耗大 有二次污染 折点氯化法处理效果稳定 不受水温影响 但运行费用高 副产物氯胺和氯代有机物会造成二次污染 化学沉淀法虽 能较好的去除氨氮并且实现资源回收 但该方法的主要局限性在于沉淀药剂用量较大 从 而致使处理成本较高 去除高浓度硫酸盐废水的主要途径是利用硫酸盐还原菌在厌氧条件下将硫酸盐还原成 硫化氢 硫化氢若不进行回收去除会对环境造成极大的危害 虽然利用脱氮硫杆菌可同时 降解硫酸盐和氨氮 但这种方法必须分相进行 不能在同一反应器中同步进行 管理基建 费相对较高 综合分析 本设计推荐工艺采用 空气吹脱法 化学沉淀法 备用工艺 确保氨氮低 于过家家一级排放标准 15mg L 并采用装置将被吹脱的氨氮进行吸收 以减少对大气的二 次污染 由于本处理系统为预处理 处理后污水纳入园区污水处理厂 因此化学沉淀除氨 氮工艺为备选工序 第第 3 3 章 氨气吹脱工艺分析章 氨气吹脱工艺分析 吹脱法用于脱除水中氨氮 即通过调节 pH 使水中氨离子成为游离氨 然后将气体通 入水中 使气液相互充分接触 使水中溶解的游离氨穿过气液界面 向气相转移 从而达 到脱除氨氮的目的 常用空气作载体 水中的氨氮 大多以氨离子 NH4 和游离氨 NH3 保持平衡的状态而存在 其平衡 关系式如下 5 NH4 OH NH3 H2O 1 氨与氨离子之间的百分分配率可用下式进行计算 Ka Kw Kb CNH3 CH CNH4 2 式中 Ka 氨离子的电离常数 Kw 水的电离常数 Kb 氨水的电离常数 C 物质浓度 图 3 1 水中 NH4 和 NH3 存在的比例 图 3 2 逆流吹脱塔 式 1 受 pH 值的影响 当 pH 值高时 平衡向右移动 游离氨的比例较大 当 pH 值为 10 5 左右时 游离氨大致占 95 在空气吹脱下去除率大于 95 6 吹脱塔单套设计参数 1 设计参数 处理量 2 5m3 h 进水水质 氨氮 2100 最高可以处理 12000mg L pH 13 温度 50 60 出水水质 氨氮 15mg L pH 11 2 吹脱塔设备组成 塔体主体部分 采用 Q235 钢板加工制作 防腐 保温 曝气系统 换热系统 避雷系统 排气系统 吹脱塔仪表 PH 计 带温度补偿 真空压力表 温度表 热传感 曝气风机 Q 1500 m3 h N 12kw 引 风 机 Q 1500 m3 h N 10kw 3 药剂费 0 80 1 2 元 吨废水 4 加热蒸汽消耗 100kg 吨废水 5 设备价格 32 00 万元 台 不含税 不包括加药系统 运输费 第第 4 4 章 化学沉淀法工艺分析章 化学沉淀法工艺分析 MAP沉淀法反应机理 NH4 一般情况下不与阴离子生成沉淀 但它的某些复盐不溶于水 如Mg 6H 0 MAP MnNH4PO4 NiNH4PO4 ZnNH4PO4等 MAP法就是向含NH 和PO 一的废水中添加镁盐 使之 生成难溶MgNH PO 6H 0沉淀的方法 发生的主要化学 反应如下 Mg2 NH4 HPO42 6H2O MgNH4PO4 6H2O H Mg2 NH4 PO43 6H2O MgNH4PO4 6H2O H Mg2 NH4 H2PO42 6H2O MgNH4PO4 6H2O 2H 7 经重力沉淀或过滤 可得到MAP 主要是利用以下化学反应 Mg2 NH4 PO43 MgNH4PO4 理论上讲以一定比例向含有高浓度氨氮的废水中投加磷盐和镁盐 当 Mg2 NH4 PO43 2 5 10 13时可生成磷酸铵镁 MAP 除去废水中的氨氮 采用向氨氮浓度 较高的工业废水中投加MgCl2 6H2O和Na2HP04 12H20生成磷酸铵镁沉淀的方法 以去除 其中的高浓度氨氮 pH在9左右 温度25 C一30 C 反应物物质的量之比在1 1 1左右 氨氮去除率效果较好 氨氮去除率达到90 以上 第第 5 5 章章 工艺流程示意图工艺流程示意图 本方案采用 空气吹脱 化学沉淀法 为主体的处理工艺 该工艺具有效果稳定 污染物去除彻底 操作方便 运行灵活等优点 其工艺流程简图如下所示 8 污水调节池 兼反应 池 污水调节池 兼反应 池 板框压滤机 1 PH 调整池 1 加 碱 吹脱塔 设吸收罐 PH 调整池 2 微 调 MAP 反应池 沉淀池 竖流式 清水池 污泥池 储存 污泥回流 剩余污泥 板框压滤机 2 排放口 干泥集中外运 滤液回流 加入石灰乳和 PAM 滤液 加入镁盐 磷酸二氢 钠 加入 PAM 药剂 污泥打包外运 9 第第 6 6 章章 运行效果预测运行效果预测 污水处理效果预测见下表 10 1 表 10 1 指 标 处理单元 Fe2 NH4 Cl Cu 调节池进水浓度 mg L 8150 2010 15000 85 出水浓度出水浓度 mg L mg L 20094 出水浓度出水浓度 mg L mg L 15 15 92 92 80 80 设计参考资料中去除率推荐值无要求 80 95 无要求 70 90 纳入污水站指标 设施承受指标 100 100 100 100 513 温度 50 60 套 200 业主自建 10 序号序号项目名称项目名称规格型号规格型号 说明说明单位单位数量数量 单价单价 万万 元元 合价合价 万元万元 备注备注 最佳出水水质 氨氮 15mg L pH 11 4 MAP 反应池 5m3 HRT 1h 座 100 业主自建 5 沉淀池 20m3 HRT 4H 座 100 业主自建 6 清水池 5m3 HRT 1H 座 100 业主自建 7 操作间 污泥脱水 及设备间 座 100 业主自建 8 土方开挖 项 100 业主自建 9 基础工程 项 100 业主自建 10 装饰工程设备房装饰 照明等项 100 业主自建 11 其它 压滤机 污泥堆放围挡 20cm 项 100 业主自建 12 合计 0 0 0 二二 设备部分设备部分 1 压污泥泵 QBY 50 套 40 75 2 板框压滤机 XMY60 台 25 26 3 PAM 加药泵 Q 0 5m3 h H 7m N 0 37kw 台 30 260 26 4 石灰乳加药泵 Q 3m3 h H 7m N 0 55kw 液下泵 台 2 5 氢氧化钠加药泵 Q 0 5m3 h H 7m N 0 37kw 台 2 6 MAP 药剂加药泵 Q 0 5m3 h H 7m N 0 37kw 台 2 7 PH 在线监控 PH 0 14 套 4 8 调节池搅拌机转速 20RPM 5 5KW台 20 260 26 9 PH 调整池搅拌系统 UPV 套 2 10 沉淀池导流系统 UPVC 项 1 11 序号序号项目名称项目名称规格型号规格型号 说明说明单位单位数量数量 单价单价 万万 元元 合价合价 万元万元 备注备注 11 管材配件UPVC 不锈钢 316批 1 12 电气控制系统国家标准套 1 21 电气控制系统电气控制 满足要求套 11 81 8 22 电缆 信号线及其附 件 满足要求套 11 11 1 23 管道管件以及附件 污水 污泥 混合液输送 PVC 阀门 管道 管件 套 13 23 2 24 合计 32 92632