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1河北旭阳焦化有限公司污水处理工程方案设计二OO七年九月大大连连理理工工大大学学环境工程研究设计所2目录1污水来源及组成………………………………………………….….………..12污水处理站设计水量水质…………………………………….….…..............13工程范围…………………………………………………………..…..............24污水处理站总体工艺概述……………………………………………..…......24.1污水处理工艺选择原则…………………………….……………….…...24.2污水处理工艺概述…………………………………….………………....24.3工艺流程………………………………………………………………….44.4处理单元设计…………………………………………………………….44.5总平面布置和高程设计…………………………………………………144.6建筑设计……………………………………………………...……….....154.7结构设计………………………………………………………………....164.8电气设计…………………………………………………………….…...164.9仪表自控系统设计……………………………………………………....184.10公用工程设计…………………………………………………………..194.11劳动定员………………………………………………………..……....195培训…………………………………………………………….……….…….196售后服务……………………………………………………….….………….197工程技术经济分析…………………………………………….…….............207.1概述…………………………………………………………….…….…..207.2编制依据…………………………………………………….…..…….....207.3投资估算……………………………………………….……..….………207.4主要经济技术指标………………………………………….………..….25附件：1．大连理工大学环境工程研究设计所简介2．污水处理站平面布置图3．污水处理站工艺流程图河北旭阳焦化有限公司污水处理工程方案设计大连理工大学环境工程研究设计所有限公司1污水来源及组成焦化厂除生产焦炭和煤气外，还回收苯、焦油、氨等化工产品。在煤气洗涤、冷却以及化工产品的回收、精制过程中产生大量废水。其主要来源有：煤夹带入水，反应生成水和焦化产品蒸馏、洗涤加入的蒸汽和新鲜水在与煤气和产品接触后冷凝或分离出来的废水，包括集气管喷淋分离液和初冷却液组成的剩余氨水，氨水工艺中洗氨的富氨水，这两部分废水经蒸氨后排出，苯、焦油等化工产品加工的分离水。煤中碳、氢、氧、硫等元素在干馏过程中转变成各种氧、氮、硫的有机和无机化合物，使煤气中的水分及蒸汽的冷凝中含有多种有毒有害的污染物，所以废水中含有很高的氮和酚类化合物以及大量的有机氮、CN-、SCN-及硫化物等。焦化废水水量大、污染物复杂、浓度高，如不经处理直接排入江河，势必造成严重的水污染问题。另外，该厂还存在甲醇生产废水。2污水处理站设计水量、水质企业提供的废水水质及水量见表2-1所示：表2-1废水水质水量一览表名称组成水量(m3/h）COD氰化物酚氨氮石油类SS甲醇焦化废水生产、生活38500020700200100100甲醇废水生活污水1.92350200精馏废水7286420200冲洗废水150030350综合废水47.924407.815.9555.1158.679.390.936.5设计取值进水504500165601608010040出水---1500.50.52510703工程范围工程范围包括污水处理站水系和泥系处理达标所需系统的设计、土建工程、设备的采购、运输和安装，工程的预调试、调试和测试，操作人员的培训和运行及安全手册（包括工艺及机、电、仪等）的提供，污水处理河北旭阳焦化有限公司污水处理工程方案设计大连理工大学环境工程研究设计所有限公司-2-站的试运行和质保期内对污水处理站的运行指导和维修。4污水处理站总体工艺概述4.1污水处理工艺选择原则工艺成熟先进；处理效果稳定可靠；抗负荷能力强；工艺控制调节灵活；工程实施切实可行；运行维护管理方便；能耗低，投资省，运行费用节省以及整体工艺协调优化。4.2污水处理工艺概述焦化废水污染物包括悬浮物、挥发酚、氰化物、油、硫化物、氨氮等，其中氨氮为其主要特征污染物。目前高氨氮废水的处理技术主要有：物化法、生化法。4.2.1物化法4.2.1.1吹脱法包括蒸汽吹脱法和空气吹脱法。其机理是高浓度氨氮在碱性条件下转变为游离氨，被空气（蒸汽）由液相吹到气相而分离的方法。蒸汽吹脱法效率高，氨氮去除率能达到90%以上，但能耗较大，不仅需要蒸汽锅炉，而且维护工作量大；在炼钢、化肥、石油化工等行业产生的高浓度氨氮多采用蒸汽吹脱法，并且回收利用氨来降低安装运行成本，经吹脱处理可回收到氨含量达30%以上的氨水。空气吹脱虽然效率比前者低，但能耗低，设备简单，操作简便，在出水氨氮总量不高的情况下，采用空气吹脱法比较经济。对于吹脱的氨氮也可以用硫酸作吸收剂，将生成的硫酸铵制成化肥。4.2.1.2折点加氯法将氯气通入废水中达到某一点，在该点时水中游离氯含量较低而氨的浓度降为零，当氯气通入量超过该点时，水中的游离氯就会增多，因此，该点成为折点，该状态下的氯化称为折点氯化。折点氯化法除氨的机理为氯气与氨反应生成无害的氮气。折点氯化法处理后的出水在排放前一般需要用活性炭或二氧化硫进行反氯化，以除去水中残余的氯。虽然氯化法反应迅速，所需设备投资少，但液氯的安全使用和储存要求高，且处理成本河北旭阳焦化有限公司污水处理工程方案设计大连理工大学环境工程研究设计所有限公司-3-也较高。4.2.1.3化学沉淀法该法将氨与化学沉淀剂（磷酸盐和镁盐）反应，生成沉淀物以除去废水中的氨氮。该法的独特优势是生成的沉淀物MgNH4PO4是一种农作物所需的复合肥料，因而利用该法可达到废物回收利用的目的。但该法相对运行成本较高。4.2.2生物法废水中的氨氮在各种微生物的作用下，通过硝化、反硝化等一系列反应最终形成氮气，从而达到处理的目的。4.2.2.1生物硝化和反硝化机理微生物去除氨氮过程需经两个阶段，第一阶段为硝化阶段，亚硝化菌和消化菌在有氧条件下将氨氮转化为亚硝态氮和硝态氮的过程。第二阶段为反硝化过程，污水中的硝态氮和亚硝态氮在无氧或低氧条件下，被反硝化菌（异养、自养微生物均有发现且种类很多）还原转化为氮气。在此过程中，有机物作为电子供体被氧化而提供能量。本工艺采用前置反硝工艺，利用原水中的有机物来提供反硝化所需的碳源。4.2.2.2生物脱氮工艺目前常用的生物脱氮工艺有A/O法、A-A/O法等。4.2.3污水处理工艺的选择结合我公司从事污水处理工程设计经验，经认真研究，决定采用“气浮除油+A2O2+絮凝反应沉淀工艺”。4.2.4污水处理站各单元处理效果各单元污水处理效率见下表4-1。表4-1各单元处理效率表单元名称项目CODNH3-NSS油类氰化物挥发酚除油、气浮装置进水45001601008016560出水4050160401616560去除率（%）100608000河北旭阳焦化有限公司污水处理工程方案设计大连理工大学环境工程研究设计所有限公司-4-进厌氧池（稀释水）-------2530100401010350厌氧、缺氧池出水≤2150≤100---≤10≤8≤280去除率（%）15---------2020好氧池出水≤215≤25---≤10≤0.5≤0.5去除率（%）9075------9499.8絮凝、沉淀池出水≤150≤25≤40≤10≤0.5≤0.5去除率（%）30---------------说明：污水在进厌氧池时用15吨/小时的稀释水进行稀释，在好氧池用15吨/小时的稀释水稀释，该部分稀释水是作为消泡水使用的。总的稀释水量控制在30吨/小时以下。经过以上处理后，出水达到排放标准。4.3工艺流程详细工艺流程请见图4-1“污水处理站工艺流程图”。4.4处理单元设计4.4.1预处理系统4.4.1.1细格栅渠及集水井细格栅是污水处理站第一座污水处理构筑物，去除污水中各种较大的悬浮物及杂物，保证污水提升泵及后续设备正常运行。焦化厂内生产和生活污水经细格栅处理后汇集到集水井。格栅渠道：钢筋混凝土结构设计参数：格栅宽度：B=0.4m栅条间距：D=5mm安装角度：75˚主要设备参数：A．细格栅设备宽：0.4米数量：1台B．潜水排污泵规格：Q=60m3/hH=10m功率：4kw数量：2台（1开1备）河北旭阳焦化有限公司污水处理工程方案设计大连理工大学环境工程研究设计所有限公司-5-焦化、甲醇废水磷盐图4-1污水处理站工艺流程框图4.4.1.2调节池调节水量和水质的构筑物称为调节池。水量及水质的调节均化可以提储油池1#絮凝池集水井调节池细格栅斜管隔油沉淀池气浮池1#、2#好氧池3#好氧池二沉池外排斜管沉淀池3#、4#絮凝池硝化液回流池污泥总管污泥污泥碱絮凝剂2#絮凝池中沉池污泥厌氧池磷盐缺氧池浓缩池泵送煤场絮凝剂河北旭阳焦化有限公司污水处理工程方案设计大连理工大学环境工程研究设计所有限公司-6-高废水的可处理性，减少在生化处理过程中可能产生的冲击负荷。对微生物有毒的物质可以得到稀释，短期排出的高温废水还可以得到降温处理。又由于自身的相互作用，ph值可以得到稳定，减少由于ph值调节所需的酸碱量。由于焦化废水水质和水量有一定的波动，需设置调节池。设计参数：尺寸：10m×10m×7m停留时间：13h结构：钢砼结构数量：1座主要设备：A．潜水搅拌机功率：2.2kw数量：4台4.4.1.3絮凝反应及斜板隔油沉淀池一般要求进生物池的含油量不超过50mg/l。为此，应设置除油设备。采用药剂破乳法，向废水中投加破乳剂，破坏油珠的水化膜，压缩双电层，使油珠聚集变大与水分开。同时，投加的絮凝剂还可对污水中污染物进行预处理，在一定程度上改善污水的可生化性。絮凝池由1#、2#絮凝池组成。设计参数：尺寸：10m×4m×7m停留时间：4h结构：钢砼结构数量：1座主要设备：A．絮凝反应搅拌机功率：1.5kw数量：2台B．蜂窝斜管填料长度：1m管径：35mm数量：40m24.4.1.4气浮池河北旭阳焦化有限公司污水处理工程方案设计大连理工大学环境工程研究设计所有限公司-7-考虑到经过蒸氨处理后，产生的蒸氨废水中分散油和乳化油相对较多，决定采用溶气气浮法进行除油。溶气气浮法是使空气在一定压力下溶于水中呈饱和状态，然后使废水压力骤然降低，这时溶解的空气便以微小的气泡从水中析出并进行气浮。用这种方法产生的气泡直径约为20～100μm，上升流速为2～5mm/s，所以气浮效果较好，除油效率为50～70%。如需进一步提高效率，可投加混凝剂，如投加250mg/l三氯化铁和3mg/l高分子絮凝剂，除油效率可达85%。考虑到油的回收价值，本次设计不投加混凝剂。设计参数：尺寸：6m×3m×4.5m停留时间：1.3h结构：钢砼结构数量：1座主要设备：A．刮渣机功率：1.5kw数量：1台4.4.1.5集油池收集浮油，回收利用。设计参数：尺寸：4m×3m×4.5m结构：钢砼结构数量：1座主要设备参数：A．提升油泵规格：Q=6m3/hH=11m功率：0.55kw数量：2台（1开1备）4.4.2生化处理系统A2O法即厌氧-缺氧-好氧法。厌氧池的作用是利用厌氧生物处理原理降解高浓度的有机废水。在厌氧条件下，依赖兼性厌氧菌和专性厌氧菌等多种微生物共同作用，对有机物进行生物降解，使有机大分子降解成小分子，提高废水的可生化性。缺氧池的主要作用是利用回流硝化液泵池中的回流水中硝态氮为氧源，进行反硝化反应，使回流水中的硝态氮被还原成河北旭阳焦化有限公司污水处理工程方案设计大连理工大学环境工程研究设计所有限公司-8-氮气逸出，同时水中的COD也得到一定程度的降解，参与这个过程的微生物为反硝化菌，它是一类异氧兼性细菌。缺