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*******复合材料有限公司全厂废水处理工程设计方案江苏********工程有限公司二00一年十一月1一、概述*********复合材料有限公司位于武进横林镇，主要以一缩乙二醇、乙二醇、丙二醇、苯酐、顺酐为主要原料生产各类不饱和聚脂树脂，现生产能力一万吨，搬迁后生产能力两万吨。工厂在生产过程中产生一定量有机废水，并有刺激性气味。根据当地环保部门的要求，工厂必须在搬迁后实现废水达标排放，受工厂委托，经过实验和现场调查，并吸取同类废水处理工程的成功经验，我们为该厂编制了全厂废水处理工程设计方案。二、废水水质水量及处理要求1、废水水质水量工厂产生的废水，主要包括以下三类：（1）高浓度废水高浓度废水主要为来自各树脂车间的缩聚生成水，该废水COD10～20万㎎/l,PH1～2，目前废水量为3m3/d。另外过氧化环己酮车间产生少量含氧化剂废水，COD也在10万㎎/l左右。（2）中浓度废水中浓度废水主要为真空泵废水，因部分有机物随抽真空而进入水中。目前工厂真空泵废水回用措施尚不完善，水量很大，浪费严重，为此，工厂拟在搬迁过程中完善真空泵废水回用设施，完善后日排放量约20m3/d，废水COD浓度3000～5000㎎/l，BOD/COD=0.65，PH4～5，水温35℃。（3）低浓度废水低浓度废水主要包括各种冲洗废水及生活污水，平均COD浓度400㎎/l，BOD/COD=0.6，水量100m3/d，水温25℃。2、设计处理要求工厂现有生产能力1万吨/年，考虑工厂发展需要，废水处理工程设计应满足年产2万吨树脂生产能力，即日处理废水123m3/d，其中高浓废水3m3/d，中浓度废水20m3/d，低浓度废水100m3/d。全厂废水经处理后必须达到当地环保部门要求的排放标准，其主要指标为：PH6～9COD≤150㎎/lBOD≤60㎎/l2三、设计依据1、***复合材料有限公司关于全厂废水处理工程设计的委托。2、设计人员对工厂的现场调查，废水处理试验结果。3、当地环保部门对工厂废水处理达标排放的要求。4、有关化工生产，废水处理工程设计的技术资料、规范。四、设计原则1、根据工厂生产的特点和现状，提出清洁生产措施，并按废水水质特点，进行分质分流。完善真空泵水循环系统。2、强化高浓度废水的预处理措施，并尽可能利用工厂现有设施。3、废水处理采用国内外先进，成熟高效的处理工艺，在确保达标处理的基础上，节约投资和运行费用，并力争占地省，运行管理方便。4、在废水达标处理的同时，尽可能减少工厂废气污染。五、工艺选择高浓度废水主要是树脂合成反应的醇酐缩聚生成水，工厂目前采取了蒸发和真空抽吸的预处理措施，部分有机物随真空泵回到水中，其余留在残液中，除气味问题有所改善外，有机物应没有去除。我们对废水进行的蒸馏实验证明了这一点。树脂缩聚生成水中的有机物主要有原料用三醇二酐以及部分低分子缩聚物，这些有机物的沸点均比水的沸点高，虽然蒸馏时有共沸现象，但实验表明，除蒸馏初始的初馏液因部分易挥发的有机物蒸出使COD浓度较高外，随后的蒸馏液的COD浓度均不算高，而残留液的有机物得到大大浓缩。进一步蒸发脱水后可获得油状有机物，可进一步综合利用。对于中浓度废水，应改造现真空泵水循环池，可采用适当补充，逐级浓缩的办法，并用较浓的真空泵水用于高浓度废水蒸发的真空泵吸收，再排至废水处理站处理。该高、中浓度废水都有较好的可生化性，一般认为，可采用厌氧生化处理工艺，因为厌氧处理具有运行费用低，剩余污泥少，并可副产甲烷等优点。但考虑到厌氧处理的耐冲击性能差，启动速度慢，相对投资较高等缺点，不采用厌氧生化处理为该废水处理的主工艺。3低浓度废水现与雨水管合流，搬迁过程应尽可能改善低浓度废水的收集系统，使其收集到低浓废水池，尤其是生活污水，因为工厂废水的含C有机物较多，而生化处理必需的N、P营养较缺，收集好生活污水有利于改善废水的C：N：P的比例（一般生化要求BOD5：N：P=100：5：1）。高浓度废水平均COD150000mg/l，拟采用蒸发浓缩预处理，冷凝液COD浓度在40000mg/l以下，与中浓度废水混合，平均COD浓度10000㎎/l，BOD/COD=0.65，可生化性好，偏酸性，水量约23m3/d。用碱中和调节PH到7-8后，采用德国Clausthal工科大学开发的高负荷好氧处理反应器HCR进行生化处理，去除大部分有机物。HCR反应器是一种带中心导流管的筒装容器，反应器各结构尺寸都经过优化设计。上置式特殊设计的两相喷头通过循环水自吸空气，空气在喷头下方初次分散，形成细小的气泡，随液相向下，到中心管底部折回向上，到中心管上部，部分空气从液相释放，但仍有较多空气随液相进入中心管，进行二次分散和再循环。这样，使空气在液相有较长的停留时间，空气氧的利用率可达到30-50%。同时，由于高速内循环，使气液固三相间的传质速率大大提高。在容积负荷高达30~90kgCOD/m3.d，污泥负荷3-5kgCOD/kgMLSS.d的情况下，用HCR处理一般可生化有机废水，仍能得到80%左右的去除率。HCR系统内的微生物90%以上是细菌，且处于对数增长阶段，但在HCR中能形成细颗粒，致密的菌胶团，沉淀速度快，固液分离效果好。HCR反应器已在国内外40多个各类废水处理工程中获得成功应用。具有占地省，负荷高，能耗低，充氧效率高等优点，该技术在中国也已获得专利（专利号962119661）。为了改善废水的可生化性能，在HCR系统前设一缺氧酸化段，根据专家意见，适当强化缺氧酸化段的设计，通过酸化段的兼氧和厌氧微生物作用，使有机物水解或部分去除，BOD/COD有所提高。HCR系统二沉池的出水与低浓度废水混合，进行常规生化和物化处理，即可达标排放。水温对生化处理有较大的影响，蒸发冷凝水温度约40℃，与中浓度废水混合，在收集池，中和池有一天多的停留时间，水温可以降到30-35℃，即使在夏天，对后续的生化处理不会有不利影响。4六、工艺流程及主要工艺参数1、工艺流程图6.1为废水处理工艺流程图COD150000㎎/lCOD5000㎎/l3m3/d20m3/d高浓度废水中浓度废水NaOH隔油沉淀蒸发浓缩收集池1中和缺氧水解初沉COD10000㎎/l残液—回收利用污泥低浓度废水收集池2COD400㎎/l，100m3/dHCR反应器脱气二沉接触氧化池剩余污泥进调节池污泥回流混凝气浮排放污泥浮渣污泥浓缩板框压滤泥饼外运填埋图6.1全厂废水处理流程简图高浓度废水中带有少量浮油及树脂，进隔油沉淀回收浮油和树脂，泵送入蒸发器浓缩，冷凝水和中浓度水的真空泵吸收水一体收集，进入中和池，用石灰或NaOH调节PH至7～8。预处理后废水泵送进入缺氧水解塔，缺氧水解塔内设生物填料和内循环搅拌，通过生物水解作用，可有效去除部分有机物，减少气味挥发，改善可生化性能。经过沉淀区的固液分离，出水用泵送入HCR反应器，通过高活性的好氧微生物作用，降解大部分有机物，COD去除80%，BOD去除90%。HCR反应器采用特殊设计的高效内循环曝气系统，氧利用率可高达30-50%。HCR流出的混合液的污泥上附有微气5泡，经空气搅拌脱气，进入二沉固液分离，部分污泥回流到HCR中，剩余污泥排出去污泥处理。二沉池出水COD约2000mg/l，BOD=600mg/l，尚未达标，与低浓度废水混合后，COD=700mg/l，BOD/COD=0.480.30，可生化性仍很好，进入生物接触氧化池进一步生化，再经混凝气浮，可使出水稳定达标排放。污泥则进入浓缩池浓缩后，用板框压滤机进行污泥脱水，干泥饼应卫生填埋。蒸发浓缩85-90%后的残液，进一步综合利用于树脂生产。2、主要工艺参数（1）隔油沉淀地：钢砼结构，贴玻璃钢防腐，有效容积30m3，浮油及树脂定期人工捞取。在隔油沉淀池附近设事故池。（2）蒸发浓缩器：300kg/h连续式不锈钢蒸发器，导热油加热，油温235℃，热量需求18万大卡/天，带塔式分离器。（3）高中浓度废水收集池：现有钢砼结构，贴玻璃钢防腐，有效容积20m3。（4）中和池：现有钢砼结构，贴玻璃钢防腐，有效容积10m3，内设机械搅拌（利用现有）。根据专家建议，中和用碱采用液体烧碱（不用石灰）。（5）缺氧水解塔：钢结构，有效容积50m3，水力停留时间48h，内设半软性HY-120组合填料40m3。加内循环泵搅拌。（6）HCR反应器：钢制防腐，专利设备，带内循环曝气系统，设计容积负荷10KgCOD/m3.d，HCR有效容积V=24m3，总高度H=12.00m，直径D=1.80m。HCR内活性污泥浓度MLSS=8.0g/l污泥负荷2.0kgCOD/kgMLSS.d。根据专利所有者提供的设计计算程序计算结果：COD，BOD去除分别为80%和90%，HCR的氧利用率选用40%时，需要空气量为O2=68m3/h，循环泵流量Qr=231m3/h，两相喷头最大吸气量Qgmax=87m3/h。（7）脱气池：钢制防腐，有效容积10m3。带空气搅拌。（8）二沉池：钢制防腐，常规竖流式沉淀池，Φ2.4×6.0m，沉淀区有效容积15m3。二沉池出水COD约2000mg./l。（9）低浓度废水收集池：钢砼，收集所有工厂生活污水和冲洗废水，有效容积50m3，水力停留时间12小时，带预曝气和沉淀区。工厂采用的排水系统是合流制，低浓度6废水无法单独收集，因此，低浓度废水用现排水系统，并设雨水溢流。（10）生物接触氧化池：钢砼，HCR出水和低浓度废水混合后，BOD/COD=0.48，可生化性仍较好，为提高接触氧化的出水水质，生物接触氧化采用低负荷1.00kgCOD/m3填料.d，有效容积为100m3。内设HY-120组合填料90m3。带微孔鼓风曝气系统，接触氧化池需气量2.0m3/min，风机可以与酸化池及脱气池共用，采用3L21WD三叶低噪声风机：Q=5.5m3/min，P=5000mmH2O，N=7.5kw。（11）混凝气浮：HY-10钢制定型成套气浮设备一套，带溶气系统，刮泥机等。溶气水为25%。（12）污泥浓缩池：钢砼结构，二只共36m3。生化系统的剩余污泥（含水率98%）产量为10m3/d，通过浓缩使含水率降低到95%左右。（13）板框压滤机：20m3半自动液压压滤机，高压螺杆泵进泥。3．各工艺段处理能力及处理效果：CODmg/lBODmg/l处理水量工艺段进水出水去除率进水出水去除率m3/d蒸发浓缩1500004000076%850001700080%3中和水解初沉10000800020%6000480020%23HCR+二沉80002000750%480048090%23接触氧化+混凝气浮70010585%2202290%123经上述处理，PH、BOD和COD等指标均能达到处理要求74．主要设备材料表设备名称型号参数数量备注蒸发器非标300kg/h1316L分离塔非标1耐腐泵2台污水泵150WL10-10-0.75Q=5m3/h,P=0.1MPa,N=0.75kw1台酸化--HCR酸化池内循环泵Q=15m3/h,P=0.1MPa,N=0.75kw1台酸化污水泵2Q=230m3/h,P=0.12MPa,N=15kw1台HCR循环污泥泵50WL10-10-0.75Q=5m3/h,P=0.1MPa,N=0.75kw1台二沉--HCR污水泵350WL27-15-2.2Q=5m3/h,P=0.6MPa,N=2.2kw1台低浓度水提升溶气泵DFGG30-1Q=5m3/h,P=0.6MPa,N=2.2kw1台气浮溶气水污泥泵DFGG25-1Q=5m3/h,P=0.6MPa,N=1.5kw1台污泥脱水风机3L21WDQ=5.5m3/min,P=5mH2O,N=7.5kw2台(1备)曝气,搅拌空压机Z-0.3/7N=1.5kw1台气浮溶气刮渣机N=1.1kw1台气浮配套HCR反应器V=24m31座专利设备二沉池Φ2.5×6m1座A3非标设备混凝气浮HY-10Q=10m3/h1座成套设备加药箱2只PVC非标设备脱气池V=10m31只A3非标设备填料和支架HY-120270m3穿孔管DN5090mABS曝气管DN