废水处理装置设计方案

1合肥四方磷复肥有限责任公司废水处理装置设计方案安徽省正大环境工程公司二〇〇三年十月2合肥四方磷复肥有限责任公司废水处理装置设计方案副总经理：汪大庆设计部：沈建军市场部：凤炜工程部：金友苗技术开发部：陈延项目负责人：王松林编制人员：工艺：王松林土建：程习红电气：牛毅仪表：陆昊设备：汪峰概算：李红兵3目录1概况2设计指导思想3水质、水量及排放标准3.1废水来源3.2设计进水水质、水量3.3排放标准4废水处理工艺4.1处理工艺选择4.2废水处理工艺流程及主要工艺设计参数4.3主要吃力构筑物设计及设备选型4.4配管设计4.5常用药剂设计4.6污泥处置4.7废水处理平面布置5土建工程5.1工程地质概况5.2耐火等级、地震烈度5.3主要建筑物、构筑物5.4建筑材料5.5工程施工6电气及仪表6.1电气6.2仪表及自控7人员编制及项目建设进度计划8投资估算8.1投资估算编制说明8.2工程总投资估算9处理成本及主要经技术指标9.1处理成本分析49.2主要技术、经济指标附图合肥四方磷复肥有限责任公司废水处理装置平面布置图11概况合肥四方磷复肥有限责任公司位于合肥市桥头集镇。经过三十年的发展，公司现已形成10万吨高中低浓度复合肥、8万吨磷氨、15万吨普通过磷酸钙、3万吨颗粒磷肥、6万吨硫酸、1000吨氟硅酸钠装置的生产能力，2001年实现收入1.02亿元。因其在硫酸、磷氨、磷肥及复合肥的生产工程中均有一定的废水排出，尽管部分车间配套有废水处理设施，但由于出水未达到排放要求，直接排放仍会对周围环境造成一定污染。为保护环境，消除污染，该公司决定对各车间进行清洁生产改造、完善废水处理设施和对废水收集管（沟）系统进行改造的同时，对总排废水进行综合治理以实现达标排放。受其委托，安徽省正大环境工程公司对其总排废水的处理进行方案设计。安徽省正大环境工程公司系集咨询设计、设备制造、安装调试、售后服务为一体的环保高新技术企业。公司拥有国家发展计划委员会颁发的乙级环境工程咨询证书、国家环保局颁发的乙级环境工程专项设计资质证书及环境保护设施运营资质证书，并拥有安徽省环境工程施工证书，其业务领域涉及环境工程、采暖及中央空调工程、给排水工程等，近几年先后完成各种规模工程逾百项。2设计指导思想①根据废水特点选择合理的工艺路线，做到技术可靠，结构简单，操作方便，易于维护。②在保证处理效果的前提下，尽量减少占地面积，降低基建投资及日常运行费用。③废水处理配套设备选用节能优质产品，确保工程质量及投资效益。23废水的水质、水量及排放标准3.1废水来源根据合肥四方磷复肥有限责任公司提供的资料，该公司废水来源如下：（1）硫酸生产工段排水量为150m3/d，排水水质为：PH:6.5，F:4.0mg/L，COD:100mg/L,SS：130mg/L。（2）磷氨生产工段外排水主要是锅炉冷却水及渗漏水等，排水量为200m3/d，排水水质为：PH:5.0，P:400.0mg/L，F:100.0mg/L，COD:120mg/L,SS：150mg/L。（3）磷肥工段外排水主要是冷却水及渗漏水等，排水量为20m3/d，排水水质为：PH:5.0，P:200.0mg/L，F:150.0mg/L，COD:110mg/L,SS：150mg/L。（4）复合肥工段外排水主要是冷却水、少量生活污水及渗漏水等，排水量为430m3/d，车间排水水质为：PH:7.5,P、F、COD、SS基本达标。3.2设计进水水质、水量根据上述资料，该公司总排废水量约为800m3/d，排水水质实测数据为：PH：5.0～7.0，P：166.0mg/L，F:70.0mg/L，COD:115mg/L,SS：150mg/L。经统计，厂区附近居民区的生活污水排放量为800m3/d，考虑到公司的经济承受能力及生活区改造等原因，该部分污水处理拟在二期工程时进行考虑，但本次工程设计时应预留场地。由此，确定合肥四方磷复肥有限责任公司总排废水处理工程的设计水量为800m3/d。设计进水水质为：PH：5.0～7.0P：180.0mg/L3F:70.0mg/LCOD:115mg/LSS：150mg/L3.3排放标准外排废水执行磷肥工业水污染物排放标准GB15580-95的一级标准。即：PH:6.0～9.0磷酸盐（以P计）：180.0mg/L氟化物（以F计）:70.0mg/LCOD:100mg/LSS：80mg/L4废水处理工艺4.1处理工艺选择4.1.1主要污染物的去除方法4.1.1.1去除磷化合物a投加石灰磷化废水中的含磷化合物主要是磷酸盐，去除磷酸盐最经济有效的方法是向废水中投加石灰，石灰与磷酸根反应生成羟基磷石灰。当PH值在10.5左右时，绝大部分磷酸盐均生成羟基磷石灰沉淀下来。该反应的方程式如下：5Ca2++4OH-+3HPO42-→Ca5（OH）（PO4）3↓+3H2Ob投加铁盐4铁盐与磷酸盐反应生成磷酸铁产生沉淀，常用的铁盐有FeCl3，其与磷酸盐反应的方程式如下：FeCl3+PO43-→FePO4+3Cl-C投加聚丙烯酰胺（PAM）投加PAM的目的是增大增强羟基磷石灰和磷酸铁的絮状物，便于在斜管沉淀池中进行固液分离，提高去除效率。4.1.1.2去除氟化物当废水中含有氟离子时，投加石灰，调PH值至10-12，可生成CaF2沉淀，氟浓度即可降至10-20mg/L。若水中还有其它金属离子，由于吸附沉淀作用，可使氟浓度降至8mg/L。如果投加石灰的同时，水中有磷酸盐，则与氟形成难溶的磷灰石沉淀，可使氟浓度降至2mg/L.4.1.1.3去除溶解性有机物废水中非溶解性有机物和少量溶解性有机物在除磷的同时也得到了去除。残留的溶解性有机物，可通过生物碳罐去除。溶解性有机物经过生物碳罐中颗粒活性碳表面附着的生物膜的吸附及生化处理后，出水得以净化。4.1.1.4调整出水的PH值废水除磷、除氟时PH值会上升至10.5以上，为达到排放标准，需进行PH调整，通过加入酸性中和剂将出水PH值控制在6-9之间。4.1.2处理工艺确定根据上述分析，结合现有同行业废水处理现状，本磷化废水处理工艺仍采用国内外普遍推广且行之有效的化学剂处理法，其废水处理工艺流程为混凝沉淀--PH调整--过滤--生物碳处理。沉淀污泥经浓缩后进行压滤脱水，干泥随煤渣5泵泵泵泵外运。4.2废水处理工艺流程及主要工艺设计参数4.2.1工艺流程推荐的废水处理工艺流程见图1。图1总排废水处理工艺流程框图流程说明：来自管（沟）的生产废水流经格栅去除大颗粒杂物后入予沉池沉砂后入调节池，废水在调节池中经均质后，用泵提升进入化学反应槽中。加碱、FeCl3及PAM混合反应后，在斜管沉淀器中实现固液分离，出水在PH调整槽中经中和调节后进入中间水箱，泵提升经压力滤器、生物碳罐进一步处理后到清水池，达标外排（或根据厂方要求回用）。斜管沉淀器中污泥定期排至污泥浓缩槽，浓缩后的污泥用污泥泵送至箱式压滤机脱水，干泥随煤渣外运，滤液回流至调节池。4.2.2主要工艺设计参数Q=800m3/d=33.3m3/h旋转格栅子沉淀化学反应槽调节池斜管沉淀器PH调整槽中间水箱自动反冲洗滤器生物碳罐调节池总排废水达标排放反冲洗回流污泥浓缩罐箱式压滤机污泥外运滤液6HRT（h）：2.08.01/41/61.04.3主要处理构筑物及设备选型4.3.1调节池功能：调节水质、水量类型：钢筋混凝土结构池数：1座尺寸：6500×12000×4200（H）mm327.6m34.3.2固液分离机选用HF-500型旋转固液分离机，栅隙5mm，安装高度1.5m，功率0.55KW。4.3.3予沉池功能：沉砂类型：钢筋混凝土结构池数：1座尺寸：6500×3200×4200（H）mm87.36m3HRT（h）：2.08.01/41/61.02.0V有效（m3）：66.6266.78.35.533.366.6面积负荷q（m3/m2·h):1.25滤速v（m/h）10.03.0出水PH10.5～9.0～9.0～9.0～8.5～8.5P去除率（%）90出水P（mg/L）18018＜50F去除率（%）90出水F（mg/L）707.0＜50总排废水旋转格栅调节池予沉池化学反应槽斜管沉降器PH调整槽中间水箱过滤器生物碳罐清水池达标排放74.3.4废水提升泵型号：80WGF数量：2台（1用1备）流量：Q=20.0-53.0m3/h扬程：H=10.2-11.6m功率：N=3.0KW附属设备：真空引水罐4.3.5化学反应槽+斜管沉淀器a.化学反应槽功能：化学反应数量：1组（4格）尺寸：1000×8000×1500（H）mm12.0m3材质：Q235A（防腐）备注：第一、二格为化学反应槽，第三格为絮凝反应器。均为置N=0.75KW搅拌器各1台。B.斜管沉淀器功能：固液分离数量：2台单台尺寸：3600×4400×3800（H）mm参数：表面负荷q=1.25m3/m2·h材质：Q235A（防腐），内置φ35玻璃钢蜂窝斜管4.3.6加药装置8型号：AHJ-I数量：4套，分别投加FeCl3、HCL、PAM及Ca(OH)2备注：加药装置新建加药平台，一层为溶解层，二层为投加层。FeCl3、PAM各配溶药装置1套，Ca(OH)2配溶药装置2套，置于溶药层，FeCl3、HCL、PAM及Ca(OH)2各配药剂贮槽1套，置于投加层。FeCl3、PAM及Ca(OH)2溶药箱和Ca(OH)2药剂贮槽共配N=0.55KW搅拌器5套。FeCl3、、PAM及Ca(OH)2溶液提升采用氟塑料磁力泵提升至药剂贮槽。FeCl3、PAM及Ca(OH)2均采用手工投加。HCl因挥发性大，对设备的腐蚀性强，本次设计HCl贮槽采用玻璃钢密闭式结构，防止挥发，投加采用计量泵投加。4.3.7PH调整槽功能：调整PH数量：1台（2格）单台尺寸：1500×3000×2200（H）mm9.9m3参数：HRT=10min材质：Q235A备注：内置N=0.75kw搅拌机2台。4.3.8中间水箱功能：贮水数量：1台单台尺寸：6500×3000×2200（H）mm42.9m3材质：Q235A4.3.9二次提升泵9型号：IH65-100(I)数量：2台流量：Q=35m3/h扬程：H=13.8m功率：N=3.0KW4.3.10自动反冲洗过滤器数量：2台单台尺寸：φ1600×3900（H）mm参数：设计滤速V=10m/h，反冲洗强度16L/m2·s滤料：无烟煤、石英砂组成的双层滤料材质：Q235A（防腐）4.3.11生物碳罐数量：4台单台尺寸：φ2000×5000（H）mm参数：设计滤速V=3m/h滤料：颗粒活性炭材质：Q235A（防腐）4.3.12清水池类型：钢筋混凝土结构池数：1座尺寸：300×6500×4200（H）mm81.9m34.3.13污泥泵10型号：G40-1数量：2台流量：Q=7.9m3/h扬程：P=0.3Mpa功率：N=1.5KW4.3.14污泥浓缩罐数量：2台单台尺寸：φ2000×4500（H）mm材质：Q235A4.3.15螺杆泵型号：1-1B2单螺杆浓浆泵数量：2台流量：Q=5.4m3/h扬程：H=80.0m功率：N=3.0KW4.3.16箱式压滤机型号：XAG30/800数量：1台单台尺寸：4185×1320×1205（H）mm42.9m3参数：过滤面积：30m3最大过滤压力：0.7MPa滤室总容积：0.106m311每次操作周期：＜2hr脱水后污泥含水率：70~75%4.4配管设计车间至污水处理站的废水收集管（沟）因建设时间较长，部分已经损坏。本次工程拟将废水收集系统进行清淤改造，同时对生产废水进行截流，和生活污水分开。污水处理站界区内的配管采用无缝钢管，防腐后针对输送介质的不同涂以相应的颜色以示区别。4.5常用药剂消耗本工程工艺的主体采用的是石灰除磷、除氟，主要药剂消耗有FeCl3、HCl、PAM及Ca（OH）2由CaO溶于水配制，经计算，CaO、PAM、FeCl3药耗分别为220kg/d、2.4kg/d、80kg/d。4.6污泥处置本工程物化污泥主要是石灰除磷、除氟工段产生的羟基磷灰石、磷酸铁、CaF2等，经