化工二车间生产废水污水处理方案

永兴化工二车间生产废水（120m3/d）预处理方案江苏环发环保设备有限公司2015年10月25日第一章设计基础资料一、设计处理水量根据甲方提供的有关资料，该废水处理站原设计水量如下：1、设计日最大废水排放量为120m3/d；2、设计运行周期：T=24h/d；3、设计处理规模：污水处理5.0m3/h；4、废水站所需电力，直接从工厂引接，电力电压为380/220伏。二、设计处理水质1、进水水质根据甲方提供的资料，进水水质如下：CODcr：22000mg/L；PH：7-8；氨氮：≤3400mg/L总磷：510mg/L2、出水水质（业主要求）根据甲方的要求，本污水经处理后污水与其它废水混合均质后，再进行综合处理后排放出水需达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）中的三级标准，具体排放水质标准如下：CODcr：≤500mg/L；BOD5：≤150mg/L；SS：≤150mg/L；PH：6～9；氨氮:≤25mg/L第二章废水处理工艺流程的确定及流程说明一、污水处理系统1、废水水质分析含氮废水的超标排放是造成水体污染的主要原因之一，其对水体带来的危害主要表现在：1、造成水体的富营养化现象。对一些静止型水体，如湖泊和水库，当其含有过量氮时会导致蓝藻和蓝绿藻的过度繁殖，发生水华现象；氮排入近海则会发生赤潮。大量藻类同时死亡时会耗去水中的氧，从而引起鱼类的大量死亡。2、还原态氮排入水体会因硝化作用而耗去水体中大量氧，引起水体溶解氧不足，造成水体黑臭。一个氨态氮氧化成硝态氮需耗去4个氧。按重量比，耗氧量为氨态氮重量的4.57倍。大量氨氮废水排入水体不仅引起水体富营养化、造成水体黑臭，而且将增加给水处理的难度和成本，甚至对人群及生物产生毒害作用。通过以上分析可知，污水来源较为复杂，综合污水水质、水量变化量较大，其污染程度也较高。这里主要处理废水中的氨氮，以满足后续系统的要求。2、废水水量分析设计日最大废水排放量为120m3/d；主要处理废水中的氨氮。3、废水处理工艺的确定本工程的废水中主要污染物和控制指标为氨氮。氨氮废水处理，目前国内采用的处理工艺有以下几种：1、生化处理工艺该工艺利用生物菌将有机氮转化为氨氮，再通过硝化与反硝化将硝态氮还原成气态氮从水中逸出，从而达到脱氮的目的。但由于生物菌所能承受氨氮的浓度较低，一般不能超过200mg/L，当氨氮高于300mg/L时，会抑制细菌生长繁殖。因此该工艺只适用于氨氮含量200mg/L左右的低浓度氨氮废水。此外，生化处理工艺工程占地面积较大，温度较低时，总脱氮效率也不高。2、传统填料式的吹脱工艺该工艺是利用废水中所含的氨氮等挥发性物质的实际浓度与平衡浓度之间存在的差异，在碱性条件下用空气吹脱，使废水中的氨氮等挥发性物质不断的由液相转移到气相中，从而达到从废水中去除氨氮的目的。但由于氨氮在水中存在溶解平衡关系，当气液两相的氨处于平衡状态时，水中的氨氮将不能被吹脱逸出，因此该工艺不适用于高浓度氨氮废水。且传统填料式吹脱工艺还存在吹脱效率低，吹脱风量大(气液比5000：1左右)、时间长，对温度要求高、填料易结垢等缺点。但是本工程属于中低浓度的氨氮废水处理项目。3、蒸氨汽提法蒸氨汽提法也是利用氨氮的气相浓度和液相浓度之间的气液平衡关系对氨氮进行分离，该工艺是把水蒸气通入废水中，当蒸气压超过外界压力时，废水沸腾从而加速了氨氮等挥发性物质的逸出过程。与传统填料式吹脱相同的是，当气液两相中氨达到平衡时，蒸氨气提法也不能继续使水中氨氮持续逸出，因此单次气提也不能将氨氮完全脱除，若采用连续多次气提进行脱氮则会大大增加投资成本和运行成本。以上两种方法均只能将氨氮处理至100mg/L左右。4、沸石离子交换法沸石是含水的钙、钠以及钡、钾的铝硅酸盐矿物，因其含有一价和二价阳离子，具有离子交换性，因此沸石具有离子交换的能力，可将废水中的NH4+交换出来。该工艺的缺点是只适用于氨氮含量在50mg/L以下的废水，且交换剂用量大、需再生，再生频繁，并且再生液需要再次脱氨氮。采用该工艺还要求对废水做预处理以除去悬浮物，因此此法的成本较高，同等浓度下，处理费用为其他工艺的1.5～2倍。5、折点加氯工艺折点加氯工艺是利用氯气通入水中所发生的水解反应生成次氯酸和次氯酸盐，通过次氯酸与水中氨氮发生化学反应，将氨氮氧化成氮气而去除。此方法的缺点是加氯量大、费用高、操作安全性差，设备腐蚀严重，容易发生危险，工艺过程中每氧化1mg/L的氨氮要消耗14.3mg/L的碱度，从而增加了总溶解固体的含量，比较适合低浓度氨氮废水的处理。6、超声波吹脱工艺利用超声波来降解水中的化学污染物，尤其是难降解有机污染物，是一种深度氧化处理废水的新技术，其中超声波吹脱处理氨氮工艺也是本公司自主研发的氨氮处理新工艺之一，在国内首次被湖南郴州钻石钨冶炼公司采用。该工艺利用超声波辐射将压缩空气作为超声波的推动力，产生空化气泡，加强了废水中氨氮的挥发和传质，使其更易从液相向气相传递。但是该工艺对于高浓度氨氮废水不能达到一次吹脱达标排放的效果，对于氨氮含量1000mg/L的废水，经超声波一次吹脱后氨氮下降至100mg/L以下，仍需其他后续工艺进一步处理才可达到排放标准。本工艺设计建议使用物化法处理该废水。1）、物化预处理工艺的确定本工艺主要由预处理段和深度处理段组成。预处理段由调节及蒸氨和氨氮吹脱组成，深度处理段由折点加氯和沸石交换组成。A、采用高效的氨氮吹脱设备对高浓度氨氮废水进行预处理；B、以去除生产废水中的高氨氮、悬浮物、调节水量、pH和均化水质为主的预处理工艺；C、以稳定高效去除废水中有机物、剩余悬浮物和氨氮等为主的深度处理工艺①.物化预处理●调节：所有进入废水处理系统的废水，其水量和水质随时都可能发生变化。生产装置排出的废水，其水质和水量随着生产过程而变化。排放水质有连续的，有不均匀的，甚至是间歇的，废水的水质也变化很大，尤其是某些工序，操作是间歇的，变化就更大了。水量和水质的变化将严重影响废水处理装置的正常工作，水质和水量的波动越大，处理效果越不稳定，甚至会使废水处理工艺过程遭受严重破坏。为减少水量和水质变动对废水处理工艺过程的影响，在废水处理系统之前宜设置调节池，存盈补缺，使后续处理构筑物在运行期间内能够得到均衡的进水量和稳定的水质，并达到理想的处理效果。设置均衡调节池的目的就是解决进水水量水质的变化和废水处理装置稳定的处理能力，处理水质要求达到稳定的水质这一矛盾的。均衡调节池包括单纯的水量均衡和水质均衡。水量均衡主要从水量的大小出发，保证进入处理装置的水量达到一定的稳定程度水质的变化可以不加考虑，在水量均衡的过程中，对废水的水质也有一定的均衡作用；水质均衡是使浓度高时的废水与浓度低时废水相混合，使流入处理装置的废水浓度不超过某一个合适的范围，从而保证处理装置正常工作，在水质均衡的过程中，同时也起着一定的水量均衡的作用。水质均衡要求预先掌握废水排出的一般规律，水质均衡要求掌握废水水质的变化规律，在允许条件下要尽可能增大均衡装置的容积，容积越大，越有利于调节。●传统填料式的吹脱工艺该工艺是利用废水中所含的氨氮等挥发性物质的实际浓度与平衡浓度之间存在的差异，在碱性条件下用空气吹脱，使废水中的氨氮等挥发性物质不断的由液相转移到气相中，从而达到从废水中去除氨氮的目的。但由于氨氮在水中存在溶解平衡关系，当气液两相的氨处于平衡状态时，水中的氨氮将不能被吹脱逸出，因此该工艺不适用于高浓度氨氮废水。且传统填料式吹脱工艺还存在吹脱效率低，吹脱风量大(气液比3000：1左右)、时间长，对温度要求高、填料易结垢等缺点。●蒸氨汽提法蒸氨气体法也是利用氨氮的气相浓度和液相浓度之间的气液平衡关系对氨氮进行分离，该工艺是把水蒸气通入废水中，当蒸气压超过外界压力时，废水沸腾从而加速了氨氮等挥发性物质的逸出过程。与传统填料式吹脱相同的是，当气液两相中氨达到平衡时，蒸氨气提法也不能继续使水中氨氮持续逸出，因此单次气提也不能将氨氮完全脱除，若采用连续多次气提进行脱氮则会大大增加投资成本和运行成本。以上两种方法均只能将氨氮处理至100mg/L左右。2）、物化深度处理工艺的确定●沸石离子交换法沸石是含水的钙、钠以及钡、钾的铝硅酸盐矿物，因其含有一价和二价阳离子，具有离子交换性，因此沸石具有离子交换的能力，可将废水中的NH4+交换出来。该工艺的缺点是只适用于氨氮含量在50mg/L以下的废水，且交换剂用量大需再生，再生频繁，并且再生液需要再次脱氨氮。采用该工艺还要求对废水做预处理以除去悬浮物，因此此法的成本较高，同等浓度下，处理费用为其他工艺的1.5～2倍。●折点加氯工艺折点加氯工艺是利用氯气通入水中所发生的水解反应生成次氯酸和次氯酸盐，通过次氯酸与水中氨氮发生化学反应，将氨氮氧化成氮气而去除。此方法的缺点是加氯量大、费用高、操作安全性差，设备腐蚀严重，容易发生危险，工艺过程中每氧化1mg/L的氨氮要消耗14.3mg/L的碱度，从而增加了总溶解固体的含量，比较适合低浓度氨氮废水的处理。二、处理工艺特点根据废水的特点：碱度较高、悬浮物较少、CODcr居中但较难生化、含高浓度NH3~N和其它物质。通过如下工艺分析，力求确定最佳工艺流程：1、废水的排放极具周期性，为保证后续各处理单元均能按最佳工况点运行，故必须设调节池均衡水量及水质，并通过曝气搅拌，降低部分CODcr和氨氮。2、因废水SS、pH较低，可不设初沉工序，但必须把pH首先调至碱性，为后续处理作准备。3、鉴于废水水量中等，可生化性能差，而且北方气温低，因此建议不使用生化处理系统去除氨氮而改用全部物化的方法。该方法投资适中，自动化程度高，检修方便；三、工艺流程说明1）、污水预处理流程：生产废水先通过人工粗格栅和机械细格栅，拦截废水中的大块漂浮物质及其他杂物，以避免后续的水泵被堵塞、缠绕；格栅渠出水自流进入调节池，调节废水的水量、pH，均化废水水质；调节池出水经泵提升进入蒸氨塔和吹脱塔。蒸氨后的出水由于温度和PH较高，进吹脱塔无需调节温度和PH，可以直接泵入。2）、污水深度处理段流程：吹脱后的废水经自流进入折点加氯池，投加强氧化药剂，和废水中的氨氮反应，最低限度保证出水。强氧化处理后的废水沉淀处理后进入由过滤和沸石交换组合成的沸石交换系统处理，保证出水达标排放。再生液回到调节池再处理。五、处理工艺流程框图。集水格栅井调节池水温调节蒸汽碱吹脱塔风机缓冲池次氯酸折点加氯池中间池过滤器再生液池沸石交换预处理出水进入后级综合处理阶段第三章、各处理单元的处理效果预测水质指标pHCODCr(mg/l)氨氮(mg/l)SS(mg/l)调节池进水7-83400出水7-83400去除率0三级吹脱进水103400出水7340去除率90%折点加氯进水7340出水868去除率80%沸石吸附进水868出水727.20去除率60%预期达到标准6--950第四章处理站构筑物及设备设计选型1、格栅渠格栅渠内安装人工格栅一道，拦截废水中的大块污染物颗粒及其他杂物，避免对后续设备的堵塞、缠绕。构筑物参数○格栅渠容积：5.0m3结构：钢砼数量：1座备注：防腐设备参数○人工格栅型号：GYT-500栅隙：20mm栅宽：500mm数量：1台材质：木条2、调节池调节废水的水量，并在池内设置曝气搅拌装置，均化废水水质，并在池内调节废水的pH，降低水质水量不稳定对后续处理单元的冲击，为后续处理工艺提供有利条件。构筑物参数○调节池容积：100m3调节时间：18小时结构：钢砼密闭气水比：10：1数量：1座备注：防腐设备参数○穿孔曝气型号：GP-4空气流量：10～20m3/孔.h服务面积：2～3m2/孔规格：Φ4数量：100个○一级提升泵型号：ISW50-160数量：2台（1用1备）流量：Q=5.0m3/h扬程：H=32m功率：N=1.50kW材质：陶瓷泵3、吹脱塔设备参数○吹脱塔型号：CTQP600气水比：5500-6000：1处理能力：5.0m2/h外型尺寸：Φ600×14500mm数量：3套材质：玻璃钢淋水密度：35m3/m2.h风机功率:4.0KWH○二级提升泵型号：ISW50-160数量