焦化废水处理专项方案.doc

第二章 方案设计
2.1 概述
2.1.1 工程概况
****焦化污水解决工程，焦化厂在生产过程中产生有毒害污水及某些生活污水，解决后达到《炼焦生产设计技术规范》规定，并且所有用于熄焦，不外排达到零排放。
2.1.2 设计根据
(1) ****焦化厂提供原始资料；
(2) 提供每天产生废水水质、水量等基本资料；
(3) 《炼焦生产设计技术规范》规定；
(4) 《室外排水设计规范》GBJ14-87；
(5) 《建筑给排水设计规范》GBJ15-88；
(6) 《都市区域环境噪声原则》GB3096-93；
(7) 《工业自动化仪表工程施工及验收规范》(GBJ93-86)；
(8) 《给水排水工段构造设计规范》(GBJ69-84)；
2.1.3 设计范畴
2.1.3.1本改造工程设计范畴涉及废水解决站工艺、设备制造、安装调试、电气与自控等专业内容。
2.1.3.2 电线、电缆以污水解决站设备电控柜为交接点。
2.1.4 设计原则
(1) 采用成熟、可靠废水解决工艺，保证解决出水各项指标达到国家关于排放原则（氰化物不能解决达标）。
(2) 废水解决设施力求占地面积小，工程投资省，运营能耗低，解决费用少。
(3) 废水解决设施在运营上有较大灵活性和可调节性，以适应水质水量变化，同步设立事故应急排放管道，供紧急、特殊状况下使用；
(4) 采用性能稳定，技术先进控制系统，重要某些实现自动化管理，减轻工人劳动强度，使废水解决工程出水稳定，易操作，易管理，易维护。
(5) 设计时充分考虑废水解决系统配套设备减振、降噪办法，废水解决过程中产生剩余污泥经好氧消化稳定后浓缩解决，再经板框压滤机压成泥饼含水率低利于装运，避免产生二次污染。
2.1.5 其她配套条件
2.1.5.1 蒸氨塔（由业主委托化工设计院进行设计）
焦化废水中具有剩余氨水，废水中 NH3-N 很高，必要进行蒸氨预解决，并且要 加碱脱除固定氨。其目一是为了回收剩余 NH3-N，充分运用资源；目二是 将焦化废水中 NH3-N 浓度减少至 200mg/L 如下，避免对后续生化解决产生不利影响。高浓度进水NH3-N会导致：①硝化菌负荷过高，活性受到抑制；②耗氧量大而浮现供氧量局限性，导致硝化过程不彻底，出水 NH3-N 超标；③为保证供氧充分而导致能耗高；④碳酸钠消耗量太大，从而导致运营成本很高。蒸氨废水中 NH3-N 浓 度决定于蒸氨塔解决效率，蒸氨塔效率越高，废水中 NH3-N 浓度越低，解决难度 和能耗也就越低。
焦化废水解决站进入生化调试之前，必要保证蒸氨塔可以正常、稳定运营。并使得蒸氨废水 NH3-N 浓度低于200mg/L，瞬时最高值不应超过 350 mg/L。
2.1.5.2生活污水
厂区内生活污水对周边环境来说是一种污染源，必要加以解决，达标后排放。同步，焦化废水解决站生化系统也需要生活污水作为营养来补充碳源及磷源。为此，必要把全厂生活污水收集后来送到污水解决站一并解决。
2.1.5.3 生产管理
本方案水量及水质指标是按照正常生产及管理状况设计，如果生产及管理 经常浮现非正常状况而致使进入焦化废水解决站水质水量超过设计规定，将会对生 化系统调试及正常产生极为不利影响，使调试周期大大延长甚至难以达到排放原则。因而，正常、稳定生产和严格管理是必要。
2.2 废水水量、水质及排放原则
2.2.1 设计水量
废水量：300m3/d ( 其中生产污水为240t，生活污水为60t )
设计解决能力： 15m3/h
2.2.2 设计进水水质
CODcr： 2500mg/L
挥发酚： 200mg/L
NH3-N： 350mg/L
2.2.3 排放原则
《炼焦生产设计技术规范》规定
CODcr： 250mg/L
挥发酚： 0.5mg/L
NH3-N： 25mg/L
PH： 6-9
2.3 解决工艺设计
焦化废水属高浓度有机有毒废水，极不易降解，故将某些生活污水纳入其中，改进其污水水质，让污水可以便于生物降解，本工艺采用物化和生化解决工艺。
依照我公司近年对国内焦化废水解决工艺研究基本上，结合我公司在解决同类型厂家实践经验，依照本工程废水特点，拟定采用一种经济、高效、可靠、管理简便物化和生化解决工艺。因焦化厂产生污水水温较高，故拟定采用露天布置方式，成套设备材质为碳钢构造，构筑物为钢筋混凝土构造。
依照上述设计原则与设计水质水量和排放原则，本工程中考虑采用如下解决工艺流程：

污泥回流
污泥
焦化废水
调节池
破乳池
除油池
破乳剂
高档铁碳催化氧化
化学反映池
沉淀池
水解酸化池
厌氧池
中间水池
一段接触氧化池
PAM
二段接触氧化池
沉淀池
清水池
鼓风
鼓风
污泥浓缩池
板框压滤机
工艺流程：
焦化废水
调节池
破乳池
除油池
破乳剂
高档铁碳催化氧化
化学反映池
沉淀池
水解酸化池
厌氧池
中间水池
一段接触氧化池
PAM
二段接触氧化池
沉淀池
清水池
鼓风
鼓风
污泥浓缩池
板框压滤机
工艺流程：

工艺阐明
本工艺采用A2/O法，即厌氧→水解酸化 →好氧。预解决工艺采用破乳除油、铁碳催化氧化和化学沉淀。
1、平流式除油池
平流式除油池除油率普通为60%~80%，粒径150μm以上油珠均可除去。

2、铁碳微电解催化氧化
电化学反映（催化微电解）解决技术是当前解决高浓度有机废水一种抱负工艺。它是运用LAT系列规整型高效多元催化电化学氧化填料及酸套解决设备形成反映系统对废水进行解决。系统通水后电化学氧化填料自身产生0.9----1.7V电位差，在设备内会形成无数原电池，原电池以废水做电解质，通过阴阳极放电形成对废水电化学解决，进而达到对废水中有机物进行电化学降解目。
在解决过程中产生新生态[H]、Fe2 + 等还能与废水中许多组分发生氧化还原反映，例如能破坏有色废水中有色物质发色基团或助色基团，甚至断链，达到降解脱色作用；生成Fe2 + 进一步氧化成Fe3 +，它们水合物具备较强吸附--絮凝活性，特别是在加碱调pH 值后生成氢氧化亚铁和氢氧化铁胶体絮凝剂，它们絮凝能力远远高于普通药剂水解得到氢氧化铁胶体，能大量吸附水中分散微小颗粒，金属粒子及有机大分子。
3、厌氧工艺
废水厌氧生物解决是指在无分子氧条件下通过厌氧微生物（涉及兼氧微生物）作用，将废水中各种复杂有机物分解转化成甲烷和二氧二碳等物质过程，敢称为厌氧消化。与好氧过程主线区别在于不以分子态氧作为受氢体，而以化合态氧、碳、氮等为受氢体。厌氧生物解决是一种复杂微生物化学过程，依托三大重要类群细菌，即水解产酸细菌、产氢产乙酸细菌和产甲烷细菌联合伙用完毕。因而粗略地将厌氧消化过程划分为三个持续阶段，即水解酸化阶段、产氢产乙酸阶段和产甲烷阶段。
第一阶段为水解酸化阶段。复杂大分子、不溶性有机物先在细胞外酶作用下水解为小分子、溶解性有机物，然后渗入细胞体内，分解产生挥发性有机酸、醇类、醛类等。这个阶段重要产生较高档脂肪酸。
碳水化合物、脂肪和蛋白质水解酸化过程分别为：
多糖（如纤维素）水解细胞外酶 单糖 酸化产酸细菌 脂肪酸醇类低聚糖CO2、H2
脂肪水解 细胞外酶 氨基酸 酸化 产酸细菌 脂肪酸胺、NH3、CH4、CO2、H2S

胨 多肽 二肽
由于简朴碳水化合物分解产酸作用，要比含氮有机物分解产氨作用迅速，故蛋白质分解在碳水化合物分解后产生。
含氮有机物分解产生NH3除了提供合成细胞物质氮源外，在水中某些电离，形成NH4HCO3，具备缓冲消化液PH值作用，故有时也把继碳水化合物分解后蛋白质分解产氨过程称为酸性减退期，反映为：
NH3 +H2O NH+4+OH- +CO2 NH4HCO3
NH4HCO3+CH3COOH CH3COONH4+H20+CO2
第二阶段为产氢产乙酸阶段。在产氢产乙酸细菌作下，第一阶段产生各种有机酸被分解转化成乙酸和H2，在降解奇数碳素有机酸时还形成CO2，如：
CH3CH2CH2CH2COOH+2H2O CH3CH2COOH+CH3COOH+2H2
（戊酸） （丙酸） （乙酸）
CH3CH2COOH+2H2O CH3COOH+3H2+CO2
（丙酸） （乙酸）
第三阶段为产甲烷阶段。产甲烷细菌将乙酸、乙酸盐、CO2和H2等转化为甲烷。此过程由两组生理上不同产甲烷菌完毕，一组把氢和二氧化碳转化成甲烷，另一组从乙酸或乙酸盐脱羧产生甲烷，前者约占总量1/3，后者约占2/3，反映为：
4H2+CO2 产甲烷菌 CH4+2H2O （占1/3）
CH2COOH 产甲烷菌 2CH4+2CO2
（占2/3）
CH3COONH4+H2O产甲烷菌 CH4+NH4HCO3
从厌氧发酵产生沼气过程分析，它分为四个阶段：
缺氧阶段：固体物质降解为溶解性物质，大分子物质降解为小分子物质，重要起作用微生物为兼氧性缺氧菌，此阶段时间较短。
酸化阶段：碳水化合物降解为脂肪酸，重要为醋酸、丙酸和丁酸，重要起作用微生物为产酸菌，缺氧和酸化阶段进行得较快，难于将其绝对分开，普通统称为缺氧，这两个阶段约为2-5h。
酸性衰退阶段：有机酸和溶解含氮化合物分解成氨、胺、碳酸盐和少量CO2、N2、CH4和H2。由于产氨细菌活动，使氨态氮浓度增长，氧化还原电位减少，PH值上升。此阶段副产物尚有H2S、吲哚、粪臭素和硫醇，使厌氧发酵带有不良气味均在这一 阶段。
甲烷化阶段：由于PH值升高，为甲烷菌创造了适当条件，甲烷菌把有机酸转化为沼气，此阶段时间较长约为15d左右。
4、水解酸化

水解（酸化）解决办法是一种介于好氧和厌氧解决法之间办法，和其他工艺组合可以减少解决成本提高解决效率。水解酸化工艺依照产甲烷菌与水解产酸菌生长速度不同，将厌氧解决控制在反映时间较短厌氧解决第一和第二阶段，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，将难生物降解大分子物质转化为易生物降解小分子物质过程，从而改进废水可生化性，为后续解决奠定良好基本。
水解是指有机物进入微生物细胞前、在胞外进行生物化学反映。微生物通过释放胞外自由酶或连接在细胞外壁上固定酶来完毕生物催化反映。
酸化是一类典型发酵过程，微生物代谢产物重要是各种有机酸。
从机理上讲，水解和酸化是厌氧消化过程两个阶段，但不同工艺水解酸化解决目不同。水解酸化-好氧生物解决工艺中水解目重要是将原有废水中非溶解性有机物转变为溶解性有机物，特别是工业废水，重要将其中难生物降解有机物转变为易生物降解有机物，提高废水可生化性，以利于后续好氧解决。考虑到后续好氧解决能耗问题，水解重要用于低浓度难降解废水预解决。混合厌氧消化工艺中水解酸化目是为混合厌氧消化过程甲烷发酵提供底物。而两相厌氧消化工艺中产酸相是将混合厌氧消化中产酸相和产甲烷相分开，以创造各自最佳环境。
5、接触氧化池
生物接触氧化也是由大量细菌原生物构成细菌生长在曝气池内，细菌为好氧菌，在充氧状况下，运用细菌来分解污水中有机物，污水中有机物通过细菌细胞壁被细胞吸取，固体和胶体有机物由细胞分泌体外酶分解扣溶解性有机物，再渗入细菌细胞，细菌通过自身生命活力，氧化还原合成过程，把有机物氧化成无机物，使碳氧化合物分解成二氧化碳和水，氮化合物变成硝酸盐和水从而达到净化污水目。
生化池采用活性污泥法。活性污泥培养训化，提供菌种直接进行培养训化，并且运用就近同类污水解决活性污泥接种，这样在水温15-25℃之间，直接培养训化10-15天即可。大大提高了其解决能力。其特点为：
（1）对冲击负荷有较强适应性。由于普通活性污泥法曝气池在冲击负荷作用下，曝气时间缩短，活性污泥大量随水流出，使池内微生物浓度减少，因而抗冲击负荷能力小。而接触氧化池其微生物大量地固定在填料上，形成浓度很高污泥床，污水冲击负荷对其影响小。
（2）污泥生成量小，不产生污泥膨胀危害，可以保证出水水质。所谓“污泥膨胀”是指由于污水水质或水量变化，引起活性污泥沉降性能变化，二沉池污泥面不断上升，导致污泥流失，使曝气池内活性悬浮污泥浓度减少，从而破坏正常解决工艺。这种现象多在普通活性污泥法系统中产生，也是普通活性污泥法在寻常管理中最注重一种问题。
综上分析，活性污泥法是一项先进技术、成熟污水解决办法，运营较为稳定，抗冲击负荷。
2.4工艺设计
1、 调节池
功能：调节水质水量。
外形尺寸：10×6×2.8m
有效水深：2.2m
结 构：地下钢砼
数 量：1座
辅助设备：
（1）曝气装置
数 量：1套
材 质：ABS
（2）污水提高泵
数 量：2台
型 号：50ZW-130
流 量：15m3/h
扬 程：20m
功 率：2.2KW
（3）液位计
数 量：1套
（4）流量计
数 量：1台
型 号：ZJLD
2、 破乳池
外形尺寸：×1000×3300
数 量：1座
结 构：地上钢砼
有效水深：2.8m
辅助设备：
（1） 加药装置
数 量：1套
材 质：Q235
（2） 微孔曝气装置
数 量：1套
材 质：PVC
3、 除油池
外形尺寸：8000×1000×3300
数 量：1座
结 构：地上钢砼
有效水深：2.8m
辅助设备：
（1） 除油装置
数 量：1套
（2） 油渣清理装置
数 量：1套
4、 铁碳催化氧化装置
数 量：1套
型 号：￠3000×2800
5、 化学反映池
外形尺寸：×1000×1500
数 量：1座
材 质：Q235
辅助设备：
（1）加药装置
数 量：1套
材 质：PE
（2）搅拌装置
数 量：1套
材 质：不锈钢
6、 沉淀池
一体化设备
外形尺寸：×1500×3300
数 量：1座
辅助设备：
（1） 污泥泵
数 量：1台
型 号：50GW15-12-1.1
流 量：15m3/h
扬 程：12m
功 率：1.1KW
7、 中间水池
外形尺寸：7000×4500×3300
有效水深：2.8m
结 构：地上钢砼
辅助设备：
（1） 液位计
数 量：1套
（2） 流量计
型 号：ZJLD
数 量：1台
（3） 污水提高泵
型 号：50WQ15-10-1.5
数 量：2台
流 量：15m3/h
扬 程：10m
功 率：1.5KW
8、 厌氧池
设计水量：15m3/h
数 量：1座
结 构：Q235A
外形尺寸：φ5000×9200mm
总停留时间：12hr
辅助设备：
（1） 布水器
数 量：1套
型 号：LYBS-60
（2）弹性填料
填料直径：φ150mm
填料有效长高：上mm下4000mm
填料支架：φ16mm罗纹钢网架和角钢支架
9、 水解酸化池
设计水量：15m3/h
数 量：1座
结 构：地上钢砼
外形尺寸：10000×4000×3300mm
有效水深：2800mm
总停留时间：6hr
辅助设备：
（1）弹性填料
填料直径：φ150mm
填料有效长高：mm
填料支架：φ16mm罗纹钢网架和角钢支架
10、 接触氧化池
功 能：降解水中有机物。
设计水量：15m3/h
数 量：1座2段
结 构：地上钢砼
外形尺寸：10000×4000×3300mm
有效水深：2800mm
辅助设备：
（1）罗茨鼓风机
数 量：2台（1用1备）
风 量：7.04m3/min
风 压：3500mmH2O
功 率：7.5kW
（2）曝气头
数 量：40套
规 格：Φ 215
材 质：ABS
（3）弹性填料
数 量：80m3
规 格：Φ 150
材 质：PP＋纤维
（4）填料支架
数 量：80m3
材 质：碳钢＋防腐
11、 沉淀池
功能：聚凝沉降水中微小颗粒及絮体。
设计表面负荷：1.0m3/m2/h
数 量：1座
结 构：地上钢砼
外形尺寸：4000×4000×3300mm
有效水深：2800mm
停留时间：2hr
辅助设备：
（1）斜管填料
填料孔径：φ35mm
数 量：16m2
（2）污泥回流泵
型 号：50GW15-12-1.1
流 量：15m3/h
扬 程：12m
功 率：1.1kw
数 量：2台（一用一备）
12、 集水池
外形尺寸：6000×4000×3300mm
数 量：1座
结 构：地上钢砼
有效水深：2800mm
13、 污泥浓缩池
外形尺寸：4000×4000×3300mm
数 量：1座
结 构：地上钢砼
辅助设备：
（1） 螺杆泵
型 号：G40-1
数 量：2台
流 量：10m3
扬 程：60m
功 率：4KW
（2） 板框压滤机
过滤面积：20m2
数 量：1台
2.5 重要构筑物及设备
表1 重要构筑物一览表
序号
名 称
规 格 型 号
数量
备 注
1
调节池
10000×6000×2800mm
1座
地下钢砼构造
2
破乳池
×1000×3300mm
1座
地上钢砼构造
3
除油池
8000×1000×3300mm
1座
地上钢砼构造
4
中间水池
7000×4500×3300mm
1座
地上钢砼构造
5
水解酸化池
10000×4000×3300mm
1座
地上钢砼构造
6
接触氧化池
10000×4000×3300mm
1座
地上钢砼构造
7
沉淀池
4000×4000×3300mm
1座
半地上钢砼构造
8
清水池
4000×4000×3300mm
1座
地上钢砼构造
表2 重要设备一览表
序号
名称
规格
单位
数量
备注
1
调节池
曝气装置

套
1

2
液位计

套
1

3
污水泵

台
2
一用一备
4
流量计

套
1

5
破乳池
加药装置

套
1

6
搅拌装置

套
1

7
除油池
除油装置

套
1

8
除渣装置

套
1

9
铁碳微电解装置

套
1

化学反映池
反映器

台
1

10
加药装置

套
1

11
搅拌装置

套
1

13
沉淀池
池体

套
1

14
污泥泵

台
2
一用一备
15
流量计

套
1

16
中间水池
污水泵

台
2
一用一备
17
液位计

套
1

18
流量计

套
1

18
厌氧罐
罐体

台
1

20
布水装置

套
1

21
填料

m3
120

22
填料支架

m3
120

23
水解酸化池
填料

m3
80

24
填料支架

m3
80

25
接触氧化池
风机

台
2
一用一备
26
曝气装置

套
1

27
填料

m3
80

28
填料支架

m3
80

29
沉淀池
整流筒

台
1

30
污泥泵

台
2
一用一备
31
出水堰

台
1

32
斜管填料

m2
16

33
填料支架

m2
16

34
浓缩池
螺杆泵

台
2
一用一备
35
板框压滤机

台
1

36
其她
工艺管道

批
1

37
电气柜及材料

批
1
自动控制
38
设备支架

批
1

39
配件

批
1

2.6 运营管理
本工程为专业污水解决工程，设计工作能力为300m3/d，人员编制1人。
2.6.1 工作范畴
污水解决系统需要人工协调或者人工管理才干实现其正常生产运营，重要体当前如下几种方面：
（1）工作间内各种设备、仪器和仪表信号监视，各种按钮启闭。
（2）现场关停各种设备。
（3）在污水解决站现场巡逻，视察各种设备、设施运营状况。
（4）设备、设施、管道、电气和仪表检修和管理。
（5）取样与化验分析。
2.6.2 组织管理
组织管理重要办法有：
各生产岗位操作人员必要严格按照规程和生产条例进行操作，并认真执行生产岗位责任制度。认真制定每个生产工序、工段和重要设备技术操作与维护规程。配备专业齐全管理和操作人员，明确职责。
技术管理重要办法有：对操作人员进行专门培训，经考核后才干上岗。及时整顿，定期汇总分析运营记录，建立、建全技术档案，为生产运营提供技术参数和设备工况资料，并在此基本上总结改进，不断提高运营技术水平。建立检修、保养制度，依照设备性能规定，进行经常维护和定期检修工作，以提高设备完好率，延长使用寿命。