污水处理方案设

1、生态工业园区生产污水设计方案 生态工业园A公司污水处理设计方案1 工程概况。2 设计依据业主提供的基础资料：原水水量、水质合成氨工业水污染物排放标准GB13458-2013给排水设计手册（第二、四、六、九分册）三废处理工程技术手册水处理工程师手册水污染控制工程各厂家设备选型样本相关电气、土建设计手册 2.9.本单位已有的废水治理项目经验。3 设计规模与进水水质3 . 1 设计规模设计规模为500m3 / h 。3 . 2 废水成分及达标排放标准 单位：mg / L 分析项目原水水质排放标准化学需氧量3560氨氮13540备注执行合成氨工业水污染物排放标准GB13458-20134 设计范围与原

2、则4 . 1 设计范围从污水进入格栅井至处理出水取样井之间构筑物（包括总平面布置）及配套设计。4 . 2 设计原则( 1 ）采用先进处理工艺及低能耗设备，尽量减少投资，降低运行费用；( 2 ）鉴于当地水资源的紧缺，尽量考虑废水回用的原则；( 3 ）妥善处置废渣，避免二次污染；( 4 ）建议加强管理，尽量减少废物排放，实施清洁生产。5 工艺设计5 .1 工艺流程选择5.1.1废水水质特征氮肥生产过程的排水特征主要体现在以下几个方面：( l ）吨氨排水量大。在合成氨生产过程中，每个工段的设备换热都需要大量的冷却用水，同时伴有大量生产的废水排放。( 2 ）污染物排放点多。合成氨每个生产工段除产生大量

3、的设备冷却废水外，生产国还不同程度的排放含有毒、有害成分的污水。( 3 ）污水成分复杂。 ( 4 ）难于生物降解，碳氮比不合适。 5.1.2 废水处理与资源化技术现状及进展目前，氮肥工业中主要存在着以下问题：( l ）企业清洁生产水平较低，水的循环利用率低，生产工艺及技术设备落后；( 2 ）污染控制与生产过程相分离，资源和能源消耗量大，污染物排放量大，治理装置运行费用高；( 3 ）废水污染物成分复杂，单一的物化或生化末端治理工艺都不能使废水做到达标排放。5.1.3生产污水末端治理的方法对于合成氨企业废水的处理工艺有深度水解法、吹脱法及气提法、折点氯化法、离子交换法、化学沉淀法、生物法以及多种方

4、法的组合等。( l ）深度水解技术:是在20 世纪70 年代兴起得一门技术，可将尿素生产中要排放的工艺冷凝液中的尿素分解成氨和二氧化碳，再进行解吸将氨和二氧化碳从工艺冷凝液中分离出来回收至生产系统，使排放废液中的氨氮值低于环保规定值。( 2 ）吹脱法及气提法：均是将废水和气体接触，使氨氮从液相转移到气相的方法。 ( 3）折点氯化法:是将氯气通入废水中达到某一点，在该点时水中游离氯含量最低，而氨的浓度降为零。( 4 ）离子交换法是指在固体颗粒和液体的界面上发生的离子交换过程。 ( 5 ）化学沉淀法是通过向废水中投加某种化学药剂，使之与废水中的某些溶解性的污染物发生反应，形成难溶盐沉淀下来，从而降

5、低水中溶解性污染物浓度的方法。 ( 6 ）生物法是是指首先在好氧条件下，通过好氧硝化菌的作用，将废水中的氨氮氧化为亚硝酸盐或硝酸盐，然后在缺氧条件下，利用反硝化菌（脱氮菌）的将亚硝酸和硝酸盐还原为氮气而从废水中逸出。本废水处理项目需达到的主要目的是去除氨氮。基于上述考虑到系统水量较大，同时属于低碳氮比工业污水，为降低运行成本，本方案以生物脱氮工艺为核心，采用短程硝化与反硝化工业方法的处理工艺技术路线。5.1.4 生物脱氮概述氮作为引起水体富营养化的主要因素之一，对环境所造成的影响越来越受到人们的重视。水体中氮的存在形式以有机氮和氨氮为主，目前对氨氮的去除主要以生物脱氮为主，因其处理费用低、效果

6、好、不产生二次污染等优点而得到了广泛研究与应用。5.1.4.1生物脱氮原理传统生物脱氮即是一个全程硝化一反硝化的过程，是指在微生物的作用下将有机氮和氨态氮等各种形态的含氮化合物，分别经过氨化作用、硝化作用和反硝化作用后，将其转化成氮气与极少部分氮氧化合物并排出水体的过程。一个完整的生物脱氮过程包括氨化作用、硝化作用和反硝化作用三个小过程。(1)氨化作用氨化作用是指废水中的主要有机氮化合物在多种微生物的作用下被降解成氨氮的过程。以污水中所含有的蛋白质分解降解为例，简单说明如下：蛋白质多肤氨基酸氨和有机酸如上过程所示，污水中蛋白质的氨化作用即是在蛋白酶、肤酶与氨化菌等作用下将其逐步转化为氨氮的过程

7、。废水中起氨化作用的微生物适应性能非常好，无论酸碱环境，无论好氧或厌氧水域，氨化微生物均可高效、快速的实现氨化作用。由于其反应速度快，一般在进水管道或进入生化反应池之前已完成大部分的氨化作用，故一般生物脱氮对其不加以控制与研究，硝化一反硝化过程才是生物脱氮的主要研究对象。(2)硝化作用硝化作用是指在好氧条件下，氨氮被系统中的微生物氧化成硝酸盐的过程。硝化作用一般分为两个步骤，有两类菌属参与，是两类细菌连续作用的结果。一是由亚硝化细菌起主要作用的亚硝化过程，此时亚硝化单胞菌属将氨氮氧化为亚硝态氮（NO2-）；二是由硝化菌起主导作用的硝化过程，此时硝化菌属将亚硝态氮氧化为硝态氮（NO3- -N )

8、 ，两个过程合称为硝化作用。见表1 . 1 ，其主要反应方程式如下：2NH4+3O22N02_+2H20 + 4H+ （亚硝化过程）2N02_02 2NO3- 硝化过程）硝化作用反应过程的总反应式为：NH4+ + 202NO3-H20 + 2H+ 硝化作用在5 -35 的范围内均可进行，温度过高或过低都将对其不利。pH 和FA 也是硝化作用的两个重要影响因素。pH 对硝化反应的影响有两方面，一方面是亚硝化菌生长要求有合适的pH 环境，另一方面是pH 对游离氨浓度（FA ）有很大影响，而FA 的大小直接影响亚硝化菌的活性，同时也就决定了能否实现亚硝态氮的积累。研究表明，两类细菌适宜生长的pH 范

9、围不同，亚硝化菌的适宜pH 在7 .0 -8 .5 ，而硝化菌的适宜pH 在6 .0-7 .5 ，故可通过控制适宜的pH 来实现短程硝化反硝化过程。同时DO 、碳氮比与污泥龄同样对硝化过程有着不同程度的影响。(3) 反硝化作用反硝化作用是指在缺氧或厌氧条件下，系统中的微生物将硝化（亚硝化）过程产生的NO3-（N02_）还原为气态氮的过程。研究中一般将此类微生物细菌称为反硝化细菌，污水处理系统中许多常见的微生物都是反硝化细菌。反硝化细菌多为兼性厌氧菌，能够利用分子氧或硝酸盐（亚硝酸盐）作为最终电子受体，有氧条件下反硝化菌首先利用分子氧作为电子受体氧化降解有机物，而当分子氧受限制时，硝酸盐（亚硝酸

10、盐）则取代分子氧作为电子受体进行代谢活动。反硝化作用与硝化作用类似，其反应过程同样受到一系列环境因素的影响，如温度、碳源、PH 、Do、盐度等。在反硝化过程中，碳源作为细菌代谢的必需物质和能量来源，在污水生物脱氮处理中起着重要的作用，是反硝化反应得以顺利进行的必备条件。在SBR 工艺和一些后置反硝化工艺中，由于原水中有机物大部分被消耗于好氧反应阶段而导致反硝化碳源不足，故为提高反硝化效率往往要求投加外碳源。甲醇由于价格低、易获取，且不产生副产物而被广泛应用于实验室研究和污水处理厂中。以甲醇为作为反硝化所需外加碳源为例，说明反硝化反应过程如下6NO3-2CH3OH 6 N02_ 2CO2 + 4

11、H20 6NO3-3CH3OH 3N2 +3CO2 +3H20 +6OH- 由上式易知反硝化过程产生碱度，故反应过程中pH 会不断的升高。另外，污水生物脱氮过程中氮的转化除氨化作用、硝化作用和反硝化作用外，还包括生物的同化作用。同化作用是指在生物处理过程中，污水中的一部分氮（有机氮或氨氮）被微生物作为营养物质同化合成为其细胞本身的组成部分。与硝化作用和反硝化作用相比，微生物将氮转化为自身成分的同化作用对污水中氮的去除量很小，故污水处理中一般不予考虑。综上所述，整个生物脱氮过程简化即是：NH4+-N N02_-NNO3-NN02_-NN2亚硝化过程 硝化过程 反硝化过程5.1.4.2 生物脱氮新

12、技术研究发展随着科技的进步与研究的深入，生物脱氮新技术研究有了较大的发展与进步，同时出现了一批具有创新意义的生物脱氮方式，如短程硝化反硝化工艺、同步硝化反硝化工艺、亚硝化-厌氧氨氧化工艺等工艺，以及异养硝化-好氧反硝化生物脱氮方式、自养反硝化菌的反硝化生物脱氮方式和自养硝化菌的反硝化生物脱氮方式。目前研究及应用较为广泛的短程硝化反硝化、同步硝化反硝化和厌氧氨氧化三种生物脱氮工艺有以下特点：（1）短程硝化反硝化与全程硝化反硝化相比，短程硝化反硝化具有以下优点：硝化阶段可减少25 左右的需氧量，降低了能耗；反硝化阶段可减少40 左右的有机碳源，降低了运行费用；反应时间缩短，反应器容积可减少30-4

13、0% ，降低了基建费用；具有较高的反硝化速率（N02_的反硝化速率通常比NO3-要高）; 污泥产量低（硝化过程可减少污泥产量33-35% ，反硝化过程可减少污泥55左右）; 减少了投碱量等。 (2) 同步硝化反硝化在同一反应器中、相同反应条件下，硝化反应和反硝化反应同时发生的现象。利用某些微生物种群在好氧条件下具有反硝化的特性来实现同步硝化反硝化。利用好氧活性污泥絮体中的缺氧区来实现同步硝化反硝化。由于曝气池中气泡的剧烈扰动作用，活性污泥颗粒在曝气条件下很难长大，因此限制了活性污泥法同步硝化反硝化效率的提高。(3)亚硝化-厌氧氨氧化集两种脱氮工艺优势与一体，是亚硝化过程与厌氧氨氧化过程的结合。

14、具有以下优点反应过程中氨可直接用做反硝化反应的电子供体，因此不需要外加碳源。在亚硝化-厌氧氨氧化过程中每氧化lmol NH4+只需消耗0 .75mol 氧气，而在硝化反应中每氧化lmol NH4+却需要消耗2mol 氧气，故亚硝化一厌氧氨氧化过程供氧能耗大幅度下降。反应过程中产酸量大为下降，产碱量则降至零。亚硝化一厌氧氨氧化过程通常仅产生少量污泥。基建费用、运行费用低。两种工艺过程的控制，相对较难，影响其应用。在多种新型脱氮技术中，短程硝化反硝化是其中代表性技术之一，因其具有传统生物脱氮不可比拟的优势。5 .3 本技术方案的工艺流程及说明工艺流程说明：废水经污水明沟自流进入一级初沉池，在一级初

15、沉池前的明沟设粗细格栅，用于清除污水中较大的悬浮物，防止后续构筑物和设备的堵塞。初沉池由原有的旧池改装，在原有的基础上，开挖三个沉淀泥斗沉坑，目的是将细小煤灰颗粒沉淀分离；每个泥斗底部安装排泥浆泵，将灰渣送至干化池，为延长水力停留时间，将池子加高0.7米。分离后的清液利用水泵提升至冷却塔降温，使水温降到25-35之间。之后进入缺氧池，缺氧池由原有的池子改建而成，将池子加高0.7米，使池子的水力停留时间为3小时，池中装有软性微生物填料；经缺氧反硝化处理后的水体，进入SBBR生化池，这是本系统生化处理的核心单元，水力停留时间4小时，池中挂有软性微生物载体填料，池底安装有微孔曝气装置；由于原有的池子

16、深度与容积不足，必须将旧池子改装，在原有的基础上，加高0.7米，以满足实现短程硝化与反硝化的工艺要求。基于低碳氮比的氨氮废水的处理工艺特点，为维持生化系统的生境平衡，必须添加碳源辅助处理系统，碳源选择制糖工业的滤泥或淀粉工业的废弃物，碳源经预处理后，按比例（污水重量0.03-0.05%）要求添加到缺氧反硝化池。经生化处理后的水体，流入装有过滤填料的过滤池，填料为组合式滤料，为提高过滤效果，加大过滤通量，将原池子加高0.7米，沉淀的剩余污泥，利用污泥泵回流到缺氧池。设置过滤池的目的是将污染物拦截与降解，确保出水水质满足达标排放的要求。6 构筑物及设备设计6 .1 初级沉淀池目的：将粉煤颗粒分离，

17、减少对后续冷却系统的影响；同时初沉池作为污水处理站冷却塔提升泵蓄水池。设计参数：调节沉淀池的水力停留时间设计为2.25 hr。设计进水流量Q =500 m3 / h ; 水力停留时间T = 2.25 hr ; 调节池有效容积v =1125 m3 池底安装3台渣浆泵，将污泥抽到干化池。6 .2 冷却塔 选用方形中空喷雾式冷却塔，冷却水量500-800 m3 / h，干球温度：31 . 5 ；湿球温度：28 进水温度：45 电机功率：2× 15KW，出水温度：35 以下；风机直径：2×3800mm ；设备外形尺寸：13000 × 6500mm ;提升泵：18.5kw水

18、泵两台，一备一用。6 .3 碳源添加处理系统；包括滤泥溶解池及输送系统，水解反应罐，渣水分离沉淀槽、碳源生化预处理系统三部分组成，整个系统水力停留时间为8小时。整体容积为100M3,每小时生产6 M3浓度为3000mg/l碳源营养液；系统配置动力为6kw。6.4缺氧池 ：2×40m×8m×2.7m，水力停留时间为5小时，池体悬挂软性生物填料，每帘填料尺寸为8m×2 m，沿着池长方向，间隔15厘米纵向悬挂，设计悬挂480帘。6.5 SBBR生化池：4×50m×8m×2.7m，分两组，每组水力停留时间为6小时，池体悬挂软性生物填

19、料，每帘填料尺寸为8m×2 m，沿着池长方向，间隔20厘米纵向悬挂，设计悬挂1000帘。池底按每平方米布置一个微孔曝气头，均布曝气组件。风机采用二台罗茨风机，一用一备，功率90kW/台。出水设二台滗水器，每组一台，功率为20Kw。6 .5 微生物过滤池：40m×8m×2.7m，水力停留时间为1.5小时，池体投加悬浮球型生物填料和改性膨润土填料，悬浮球形填料按200个/m3, 改性膨润土填料,填充率为40%,设计124m3。6 .6 其它构筑物：（1）风机房：15m×8m×3m（2）冷却塔平台：旧平台改造（3）碳源添加系统设备基础及操作间（4）初

20、沉池、缺氧池、SBBR生化池、生物过滤池等扩容改造，在原来的基础上加高0.7米。7.技改项目可行性分析：7.1 技术可行性7.1.1 现场模拟试验7.1.1.1 试验概况：完全参照预定的技术工艺进行模拟试验，试验设备处理水量40-50升/小时,试验时间：2013年9月1日-9月12日。7.1.1.2 试验结果参数：名称COD（mg/l）NH3-N（mg/l）BOD（mg/l）备注原水57135试验1（实验室）950.75试验2（现场）4237.52013.9.10试验3（现场）569.82013.9.13添加碳源16201130外加碳源7.1.1.2 试验结果分析与说明： 试验1是从现场取水样

21、，在南宁我公司实验室试验； 试验2和试验3，是在现场模拟试验。试验3的工艺，后续增加过滤装置。试验的碳源采用人工定时添加。根据试验结果，采用短程硝化与反硝化工艺处理，出水可达标排放，技术可行。7.1.2 新技术及新工艺使用：7.1.2.1 SBBR生化池及美国利蒙N-1微生物菌剂生物强化对于贫营养化的含氮工业污水，采用SBBR生化池+微生物菌剂生物强化，目的就是利用专用除氮的美国利蒙N-1微生物菌剂固着在微生物填料上，增加生化池脱氮微生物种群及数量，减少有益菌种流失，达到脱除氨氮的目的。本系统污泥驯化时，按10000M3/d流量，添加组合菌剂150升，设计投加15次，共2250升。7.1.2.2 碳源添加 对于低C/N比高氨氮的工业废水，COD是氨氮的3-4倍时，生化转化效果最好。按设计10000M3/d流量，脱除氨