化工制药废水处理工程设计方案

某化工制药有限公司生产废水处理工程设计方案刘明浩2005年5月PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建www.fineprint.com.cn―1―1总论1.1概述某化工制药公司生产头孢系列医药中间体，位于中国沿海某地。该废水处理工程已于2005年底竣工，于2006年底验收通过。1.2设计依据1、企业建设项目环境影响报告书；2、企业工艺废水物化处理小试报告；3、地质勘探报告；4、工艺废水水量调查；5、《国务院关于环境保护若干问题的决定》（国发[1996]31号）；6、《关于印发**省工业废水处理前期设计编制内容和深度格式暂行规定的通知》；7、《污水综合排放标准》（GB8978-1996）；8、有关污水处理工程设计规范、规定。1.3生产工艺流程及主要污染源强分析涉及到企业商业机密，其工艺流程及污染物分析略去。表1.3-2废水水质水量废水量污染物浓度废水类别废水来源kg/批t/dt/a污染因子(mg/L)CODCr7400NH3-N5400AOX6200总N8600/2069.472.90724.31盐82150CODCr10900/2283.631.70422.47盐24870CODCr7000AOX2000磷（酸盐）3800/0.61152.55盐34550CODCr9400磷（酸盐）13850AOX14300工艺废水/988.561.82456.71盐101000―2―CODCr37000总N2200AOX16500/334.190.0513.03盐82400CODCr23000磷（酸盐）3100总N1600AOX4100/0.0717.02盐45400CODCr19600磷（酸盐）4900总N1800AOX4050/908.240.0614.53盐50300CODCr9161NH3-N2171总N3510AOX6487磷（酸盐）3913小计/7.201800.61盐68856CODCr1000实验室废水/143500盐2500CODCr1500设备清洗废水/256250盐3000CODCr500车间地面冲洗/71750盐1500CODCr50纯水制备废水/24.606150盐500CODCr1000真空系统废水/7518750盐2000CODCr600其他部门废水/256250盐1500CODCr1500废气处理废水/123000盐2000CODCr878其他生产废水小计/182.645650盐1885CODCr400生活废水小计/177.644400盐500CODCr809NH3-N43总N69AOX127磷（酸盐）77合计/367.4091850.61盐2529―3―2、实行清污分流、不同性质污水分类收集、分质处理。高浓度工艺在车间分类收集，经车间、污水处理站二级预处理后将混合工艺废水的COD控制在一定的范围内，确保废水经综合工艺处理后达标排放。3、工艺废水和部分生产废水（主要为洗锅水、水冲泵废水）采用架空管路封闭输送。4、针对公司污水水质及产品变化的特点，选用适用性强、技术先进可靠、工艺成熟稳妥、处理效果高、运行成本低、操作管理方便的污水处理工艺。5、采用较为先进的控制系统，保证污水处理系统连续稳定运行；在满足达标排放的前提下，选用技术先进的节能设备，降低污水处理成本；6、力求各污水处理设施布置紧凑，工艺流程顺畅，尽可能减少污水提升次数，尽可能节约用地。1.5设计范围及分工交接本工程设计范围为*******制药有限公司废水处理工程区块内（从废水入口到排水计量井之间）的设备、建构筑物、电气、自控仪表等。生产车间到废水处理区块入口之间、排水计量井以外的工程由建设单位另行委托设计。废水进水、排水、供水于废水处理区块围墙外1m处与建设单位交接。供电在配电柜进电总线处交接。2工艺设计2.1设计水量、水质及出水标准2.1.1设计水量及水质本项目实际废水产生量367.4m3/d,确定设计水量为380m3/d,其中高浓度工艺废水10m3/d，生产废水190m3/d，生活污水180m3/d。2.2.2设计进水水质及处理要求本项目产生的废水，经处理达到GB8978-96二级排放标准后排入*****（自然水体）。PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建www.fineprint.com.cn―4―污水处理站设计水质水量及出水标准见表2.2-1表2.2-1设计水质水量序号名称水量m3/dCODmg/LBODmg/LNH3-Nmg/L盐分mg/LAOXmg/L磷（酸盐）mg/LpH1高浓废水10＜10000＜2000＜2200＜70000＜6500＜4000/预处理后10＜5000＜1600＜100＜1000＜200＜1002生产废水190＜1500＜400＜30＜1900＜20＜10/3生活污水180＜400＜250＜10＜500＜5.0＜0.56~9二级/1503025/5.01.06~9三级/500300//8.0/6~92.2厂区废水收集系统企业废水可分为三部分：1、高浓度工艺废水。水量7.2m3/d，包括分层废水、离心或过滤母液、水洗废水等。这部分废水排放量小、但COD、无机盐浓度较高，分别为10000mg/L和70000mg/L左右，有机氯浓度高达6000mg/L，处理难度较大，必须经过脱盐除氯预处理。2、中低浓度生产废水。水量182.6m3/d，主要有实验室废水、设备清洗水、地面冲洗水以及废气处理用水等，其特点是水量相对较大，COD浓度相对较低，约为800~1500mg/L。3、生活污水。水量177.6m3/d，其中COD浓度约为400mg/，含盐量500mg/L，生活污水生化性好，处理难度较低。生产车间废水废液根据处理、处置方式的不同，分别收集处理：需要进行脱盐除氯预处理的废水，在车间内采用固定式贮槽（池）收集后输送到高浓废水预处理系统；废液在车间分类收集后，输送至废液贮槽（池），定期外运处理。经过预处理的高浓废水和车间其他废水由车间的排水沟收集至车间外废水收集池，在由集水池用泵或管道输送到污水处理站。其他公用工程废水及生活污水、一般清洗废水直接排入污水管道。该公司全厂必须实行清污分流，分别设置雨水收集系统和污水收集系统。经常检修污水收集系统的管道、泵、阀，避免生产过程中的“跑、冒、滴、漏”。废水收集处理总的设计思路如图2.2-1：PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建www.fineprint.com.cn―5―2.3工艺流程根据处理的废水水量、水质及处理要求，本方案采用车间预处理与污水站集中处理、物化处理与生化处理相结合的工艺思路，工艺流程如图2.3-1所示。高浓度工艺废水集中收集加热水解脱氯闪蒸脱盐低浓度生产废水工艺废水调节池化学混凝+Fe-C催化还原+高级催化氧化预处理综合废水调节池物化——生化综合处理化学混凝沉淀多相催化氧化技术厌氧—好氧生物处理达标排放高浓度工艺废液废液直接焚烧浓缩减量后焚烧脱盐脱氯预处理污水处理站集中处理图2.2-1污水处理总体思路生活污水还原脱氯―6―达标排放图2.3-1污水处理工艺流程图中低浓度生产废水闪蒸脱盐浓缩液焚烧处理工艺废水调节池Fe-C催化氧化还原处理混凝沉淀O3催化氧化生活污水综合废水调节池二沉池厌氧A/O生物处理混凝沉淀O3催化氧化加药系统污泥浓缩池污泥脱水过滤混凝沉淀中间水池污泥外运处置O3H2O2/催化剂高浓度生产废水O3加热水解脱氯污泥回流预处理还原脱氯―7―2.4流程说明2.4.1高浓度工艺废水预处理高浓度工艺废水，实际水量7.2m3/d，含有较高浓度的无机盐和有机氯（AOX），对生物毒性较大，必须经过脱氯除盐处理。高浓度工艺废水AOX浓度较高，AOX不但难以生化降解，而且对微生物有一定的毒性，本工程在车间内采用加热水解办法对其进行脱氯预处理。废水中的大部分AOX能通过水解使之转换成醇、醛、酮或酸等，可以提高其生物可降解性及可处理性，水解通常在碱性条件下进行，加热可以加快水解反应的速度。实验表明，控制在pH在12以上，温度在80~90℃之间，在此过程中，AOX的去除率可以达到70%以上。经过脱氯预处理的工艺废水中尚含有较高浓度的无机盐成分，对后期生物处理具有抑制作用，不宜接入污水处理系统，采取闪蒸脱盐工艺，浓缩废液外运焚烧处理或进行盐的回收，馏出物经冷凝后进一步行采用零价铁还原技术脱氯，小试及中试研究表明，对于中低浓度废水的脱氯率可达到90%以上。经上述脱氯、脱盐处理的高浓度工艺废水接入综合废水调节池。2.4.2混合工艺废水预处理经脱盐除氯后的高浓度工艺废水与其他中低浓度生产废水一并接入到工艺废水调节池进行水量与水质的调节。预处理工艺采用：催化Fe-C氧化还原——混凝沉淀——O3/H2O2均相催化氧化联合处理新工艺。催化Fe-C氧化还原：Fe-C微电解对混合化工废水有较好的处理效果，实验研究及工程应用表明，COD的去除效果可达到10-15%左右，同时，能有效的对AOX进行去除，有关实验研究表明，AOX经过Fe-C微电解后生成相对应的醇、酸等物质，可提高废水的可生化性。在此基础上，在铁屑中加入非均相催化剂后，处理效果有明显的提高，且在酸性较弱的条件，取得同样的处理效果。催化铁氧化还原方法材料易得、成本低廉、能PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建www.fineprint.com.cn―8―耗低，催化剂经连续运行不发生纯化现象，只需一次性投资。混凝沉淀反应通过沉降废水中的胶体物质及部分大分子有机物，有效的降低COD浓度，同时利用AOX在水中溶解度很小的性质，去除部分AOX污染物。相关试验研究表明，混凝沉淀对该公司废水COD和AOX的去除可分别达到10%和5%。O3/H2O2工艺是高级氧化工艺（AOP）中的一种，它具有以下特点：（1）能产生大量非常活泼的羟基自由基HO·，其氧化能力（2.80V）仅次于氟（2.87V），它作为反应的中间产物，可以诱发后面的链反应；（2）HO·可以无选择地直接与废水中的污染物反应将其降解为二氧化碳、水和无害盐，不会产生二次污染；（3）由于它是一种物理化学过程，很容易加以控制，以满足处理需要，甚至可以降解10-9级的微污染物。O3/H2O2氧化降解有机物的过程非常的高效。O3/H2O2工艺几乎是所有高级氧化过程中最有效的水处理方法，尤其是处理难降解的有机物。臭氧在废水处理中应用十分普遍，臭氧能氧化芳烃、卤烃等难以生物降解的有机物，通过实验表明，对该公司头孢系列废水的COD去除可达到15%以上，对有机氯的去除达到10%。采用以上联合处理工艺后，使总的COD和AOX预处理效果分别达到达到20%-30%和10%~15%。有效降低高浓度工艺废水中COD的同时，降低废水的生物抑制性，提高废水的可生化性，为后继的生化处理及达标排放创造条件。经过化学预处理的工艺废水接入综合废水调节池，同生活污水混合，进行综合处理。2.4.3综合废水物化+生化+物化处理1、混凝沉淀预处理。混合废水先经混凝-沉淀预处理，去除废水中的胶体状物质、非水溶性有机物及部分不可生化COD。出水自流入A2/O生化处理系统。2、生化处理。采用A2/O工艺，即废水先经厌氧处理，然后进入兼氧－好氧处理。这样的流程可以提高废水中有机污染物的生物可降解性，运PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建www.fineprint.com.cn―9―行得当还能达到脱氮效果。A2/O池出水在二沉池内进行分离，污泥一部分回流至厌氧池和兼氧池，剩余生化污泥接入污泥池。3、二沉池出水进入反应池，进行二级混凝沉淀，经加药混凝后在终沉池中去除生化系统中生成的悬浮微生物和胶体颗粒，出水达标后经计量井排放。4、为确保废水达标，最终配备一套臭氧催化氧化处理系统，二级混凝出水经氧化后排放。5、生化剩余污泥和物化污泥泵入污泥池进行自然沉降浓缩，经浓缩后的污泥采用板框压滤机压滤，污泥池上清液和压滤出水自流入综合废水调节池，滤饼外运处置。2.5主要建、构筑物尺寸及设计参数2.5.1高浓工艺废水预处理设备1、加热水解反应釜1套。2、闪蒸蒸发器1套。3、催化还