农药废水处理设计方案 16页

农药生产废水处理******化工有限公司——农药生产废水处理工程设计方案*****化工有限公司---2009.9.22----16-n农药生产废水处理*****化工有限公司——农药生产废水处理工程设计方案第一章概述一、项目概况本项目为*****化工有限公司农药生产废水处理工程，废水来源为丙溴磷和嘧啶类原药产品生产的工艺废水，设计最大废水排量30m3/天。二、设计目标：根据山东省半岛地区水污染物排放标准、有机磷类农药工业水污染物排放标准，以及*****化工有限公司工厂现场地理环境，本工程设计遵循的水质排放标准为山东省半岛地区水污染物排放标准（DB37/676-2007）和有机磷类农药工业水污染物排放标准。三、设计依据1、《中华人民共和国环境保护法》2、《中华人民共和国水污染防治法》3、《农田灌溉水质标准》GB5084-924、《GB8978污水综合排放标准》5、《GB3838地面水环境质量标准》6、《CJ25.1生活杂用水水质标准》7、《山东省半岛流域水污染物综合排放标准》（DB37/676-2007）8、《城市污水处理工程项目建设标准》(2001)9、《给水排水工程设计规范》(GB50069-2002)10、《钢制焊接常压容器》(JB／T4735-1997)11、《建筑电器设计建设规范》(GBJ69-84)四、设计原则-16-n农药生产废水处理1、根据国家和山东省污/废水有关环境保护法规和用户的要求，排放标准按山东省半岛地区水污染物排放标准（DB37/676-2007）和有机磷类农药工业水污染物排放标准。2、工艺合理、成熟、稳定。3、设备运行过程中，便于操作，便于维修，动力消耗为节能性设计，降低运行费用。五、建设规模和处理程度1、处理能力农药生产废水处理，设计处理能力30m3/天。2、原水水质本工程设计处理污水的进水水质指标为：丙溴磷与嘧啶类农药生产一般性废水。第二章工艺流程设计一、废水特点****化工有限公司是以丙溴磷、嘧霉胺等嘧啶类为主要产品的农药企业，其产生的废水属于可生化性差、难降解的有机废水，浓度高（COD值30000mg/l以上）、废水量小（少于30m3/天）。丙溴磷(profenofos)——化学名称：O-(4-溴-2-氯苯基)O-乙基S-正丙基硫代磷酸酯；分子式：C11H15BrClO3PS；分子量：373.6；结构式：-16-n农药生产废水处理嘧霉胺（pyrimethanil）——-化学名称：N-(4,6-二甲基嘧啶-2-基)苯胺；分子式：C12H13N3；分子量：199.2；结构式：****化工有限公司的生产废水，一部分为酯化反应工艺的高盐废水（含盐量13%以上），一部分为缩合反应的低盐废水（含盐量小于1000mg/L），各自约占总生产废水排放量的一半。二、工艺原理****化工有限公司针对该废水特性，开发出一套循环利用的“治污用污”废水治理工艺。此项技术的设计创新点在于摒弃传统的农药废水处理思路，不走单纯的废水处理路线，而是在对农药废水进行物化处理之后，变废为宝，合理利用加工成新产品，再经生化处理达到中水回用，从而实现环境保护和经济效益的双赢。本工艺原理为多级物化与生化处理相结合，机理如下：1）酸化：废水中某些化合物具有环状结构，化学性质非常活泼，可与多种含有活泼氢原子的化合物在一定催化剂条件下发生亲核开环反应，分别生成小分子醇类，液相酸作催化剂可加快反应速度。例如酸性条件下的乙基氯化物可水解为乙醇、磷酸和硫化氢，通空气吹脱，水解逸出的H2S气体用碱吸收生成硫化钠回用，水解产生的磷酸在微电解后用石灰乳中和，中和液经分离、沉淀、回收磷酸氢钙可作农用肥。反应方程式如下：酸化工艺一方面促进某些化合物水解，另一方面为下一步微电解工艺的进水PH做准备。-16-n农药生产废水处理2）微电解：微电解是基于金属腐蚀的电化学原理，通过铁炭在电解质溶液中形成原电池，使溶液中的胶体粒子沉积到电极上，同时电极反应的产物与溶液中污染物质起氧化还原化学反应，得到降解，成为较易处理的小分子，达到去除废水中污染物的目的。原电池反应机理如下：尤其在高盐度下，废水具有较高的导电性，采用铁碳微电解法处理更具有优势。在此过程中，苯环类物质被氧化可能发生开环反应如下：3）絮凝沉淀：在酸性条件下用铁屑处理废水时，会产生Fe2+和Fe3+，它们是很好的絮凝剂，将溶液调节至碱性且有O2存在时，会形成Fe(OH)2和Fe(OH)3絮凝沉淀，Fe(OH)3是胶体絮凝剂，它的吸附能力高于一般药剂水解得到的Fe(OH)3的吸附能力。这样废水中原有的悬浮物，通过微电解反应产生的不溶物和构成色度的不溶性染料均可被其吸附絮凝。本步工艺将微电解出水用CaOH调节pH至9～10，静置30min，然后过滤。4）电解：针对生产废水中产生的高盐废水，特设置电解处理段。废水的电解反应是相当复杂的，一般认为在反应中可产生三个可能的反应过程：电氧化、电絮凝、电气浮。高盐度有机废水，在敞开式电解过程中，可能发生以下反应：5）生化（厌氧、好氧）：-16-n农药生产废水处理经过上述步骤以后，大分子有机物基本上降解为无害的气体或小分子有机物，含小分子有机物的废水进入生化处理——厌氧生化段和好氧生化段。有机物在好氧条件和厌氧条件下的分解过程和产物不同，在好氧条件下，好氧微生物通过好氧呼吸作用将有机物分解；厌氧条件下厌氧菌通过无氧呼吸或发酵作用分解有机物。二者联用，可提高为有机物的处理程度。与废水处理有关的主要微生物有细菌、真菌、藻类和原生动物，其中好氧微生物群有细菌、真菌、藻类和大部分的原生动物，厌氧微生物几乎全部是细菌。微生物在生长、繁殖和代谢过程中产生了大量的酶系，通过各种酶的作用将废水中的有害污染物分解为无害物质。以下给出几种针对丙溴磷工艺废水的有机物代谢机理。在以卤代烷烃化合物为唯一碳源和能量的微生物中，有3种不同的代谢途径，（1）由谷胱甘肽依赖型脱卤酶完成，（2）氧化，（3）水解。以原料溴丙烷为例，给出代谢机理如下：而微生物对烷烃分子的代谢作用有三种类型：途径A是将一个未端甲基通过单加氧反应生成伯醇，接着经过两步脱氢作用生成脂肪酸；途径B是将分子两端的甲基氧化生成一种α︰w-二羧酸；途径C为次末端氧化成酮。脂肪酸通过β-氧化分解为乙酰COA，乙酰COA进入TCA循环被氧化为CO2和H2O。大多数卤代芳香化合物都能通过卤代邻苯二酚降解，降解途径见图：苯环的好氧生化降解机理如下：-16-n农药生产废水处理在厌氧条件下，饱和烷烃可矿化为甲烷和CO2，如：苯甲酸的厌氧生物降解机理为：三、流程综述针对****化工丙溴磷和嘧啶类农药生产废水COD（50,000mg/l）和总磷含量极高，属于可生化性差、难降解的高浓度小分子有机废水的特性，以及生产废水的高盐和低盐特征，主要采用均质调节、电化反应、化学反应、氧化脱色、污泥压滤等综合理化工艺。治理工艺流程中既有传统活性污泥法、A/O生物除磷，又有精密过滤、超滤、THC微电解氧化、次氯酸钠氧化、臭氧氧化等深度理化处理工艺，处理后的水作为生产原料改性用水不进行排放。生产废水首先流入调节池，依次经过酸化池酸化、THC池微电解氧化、ORP加药絮凝沉淀反应、压滤机除泥、次氯酸钠电解氧化工艺后用做抑蝇制剂生产工艺用水，制剂工艺产水经A/O生物处理和精密过滤工艺后可作为生产原料用水不进行排放。-16-n农药生产废水处理图1工艺流程图四、明细表表1—主要构筑物明细表序号名称编号规格尺寸数量(座）备注1调节池1V-11100m31利用原有土建2调节池2V-2130m31框架砖砼结构3反应池1V-1225m31框架砖砼结构4反应池2V-1325m31框架砖砼结构5THC池V-14100m31框架砖砼结构6反应池3V-1525m31框架砖砼结构7生化池V-16260m31框架砖砼结构8沉淀池V-17120m31利用原有土建改造9排水池V-1830m31利用原有土建改造10综合设备间Z-01150m2*6m1保温彩钢结构注：以上土建构筑也可由模块化污水处理单元替代。表2—主要设备明细表-16-n农药生产废水处理序号名称编号规格(主要技术参数)数量备注1原水提升泵V-11-PTWQ8-10-0.552台交替运行，互为备用2V-02循环泵V-12-PXWQ8-10-0.552台交替运行，互为备用3定量加药装置S-121定量100L*2，溶药100L，射流式1套容积定量控制4板框压滤机S-11/111/112BP-303台污泥浓缩5ORP加药装置S-131EC301PH/12L1套PH/ORP控制6V-03循环泵V-13-PXWQ8-10-0.552台交替运行，互为备用7V-03提升泵V-13-PTWQ8-10-0.552台交替运行，互为备用8THC布水系统V-14BSPVC-U，5m3/h1套THC段9THC曝气系统V-14BQPP-R，5m3/h1套THC段10气动洗涤系统V-14QD0.36L/min,0.7MPa1套THC段11THC保安微滤系统V-14BW1~10um，5m3/h1套THC段12罗茨鼓风机S-141WS100，5.5KW2台交替运行，互为备用13负压流体泵V-14PFSG4-30-0.752台交替运行，互为备用14PH加药装置S-151EC301PH/12L1套PH/ORP控制15生化回流泵V-15-PZWQ8-10-0.552台交替运行，互为备用16V-05提升泵V-15PTWQ8-10-0.552台交替运行，-16-n农药生产废水处理互为备用17生物弹性填料V-15SLPP，￠100微生物着床18活性污泥回流泵V-16PHWQ8-10-0.552台交替运行，互为备用19排污泵V-16PWWQ8-10-0.552台交替运行，互为备用20自动控制系统ZH-24U*2～1套全自动运行表3—主要设备详细配置表序号名称编号规格(主要技术参数)数量备注1定量加药装置S-1211台容积定量控制PE溶药罐1台V=1000L定量式计量柱2只￠100*1500文丘里加药器3只￠25有机玻璃反应柱1台￠300*2000工程塑料转子流量仪1套LFS-50液位保护开关2套AB-70管阀配件1套配套2ORP加药装置S-1311套PH/ORP控制ORP检测1套EC301ORPORP传感器1套转换系数η=97%隔膜计量泵1台12L/hPE溶药罐1台V=1000L文丘里加药器1只￠25-16-n农药生产废水处理反应柱1台￠300*2000工程塑料转子流量仪1套LFS-50液位保护开关2套AB-70管阀配件1套配套3THC曝气系统V-14BQ1套THC段微孔曝气管100只PP-R管阀配件1套PP-R4气动洗涤系统V-14QD1套THC段0.5L/min,0.7MPa2台气动执行阀12个气压管路配套热镀锌钢管5THC保安微滤系统V-14BW1套THC段0.3um精滤管200只PE6PH加药装置S-1511套PH/ORP控制PH检测装置1套EC301PHPH传感器1套57.92mv/PH隔膜计量泵1台12L/hPE溶药罐1台V=1000L文丘里加药器1只￠25反应柱1台￠300*2000工程塑料转子流量仪1套LFS-50液位保护开关2套AB-70管阀配件1套配套7生物弹性填料V-15SL310m3微生物着床弹性填料310m3PP，￠100-16-n农药生产废水处理填料架配套8好氧生化曝气系统V-16A/O1套微孔曝气管448只PP-R曝气管网配套热镀锌钢管9臭氧发生装置1套臭氧发生器2台2*40g/h文丘里混合器2只PVC-U氧气瓶（15Kgf）2套普通市售钢瓶10竖流式溶氧罐￠1000*60001台钢质11自动控制系统ZH-24U~～1套全自动运行12精密过滤装置S-225m3/h，5um1台承压式13溶盐调节罐S-235000L1台PE14次氯酸钠发生装置S-24CLS-15001套直流电源部分1台10.8kw电解槽1台1800*650*1450冷却部分1套15--35℃15贮液罐￠1.85*8000,21m32台PE材质16设备底座/机架配套配套钢质17布水管网配套配套PVC-U五、工艺流程说明⑴、***化工农药-16-n农药生产废水处理生产废水分成两部分，一部分为低盐废水（全盐量小于1000mg/l），集合至调节池1(V-11)，预先折流沉淀出原水中较粗大的固体物质。沉入池底较少的沉淀物，定期清理送至污泥浓缩段；在调节池1(V-11)池内设置有原水提升泵（V-11-PT），将原水送至反应池1（V-12）；⑵、来自调节池1(V-11)的水体，在反应池1（V-12）由药定量加药装置（S-121）自动定量投加药剂（HC-Ⅰ），在循环泵（V-12-PX）的协同作用下，发生不同次序的化学反应；此处的水力停留时间约0.5小时；反应池1（V-12）完全反应的水体经过板框压滤机（S-11），清液流至反应池2（V-13），压滤污泥落入污泥池；⑶、反应池2（V-13）水体由ORP加药装置（S-131）自动计量投加药剂（HC-Ⅱ），在循环泵（V-13-PX）的协同作用下，发生不同次序的化学反应；此处的水力停留时间约0.5小时；反应池2（V-13）完全反应的水体经过提升泵（V-13-PT）、板框压滤机（S-111），清液流至反应池THC段（V-14）；⑷、THC段（V-14）在曝气装置（S-141（V-14BQ））的协同作用下，与投加的THC滤料的发生多种作用。气动洗涤系统（V-14QD）保持THC滤料的良好作用。THC保安微滤系统（V-14BW）防止THC随水力流失；此处的水力停留时间大于2小时；⑸、THC段（V-14）处理后的水体，经过上述大幅度处理的水体，通过负压流体泵（V-14PF）送至反应池（V-15），由PH加药装置（S-151）自动计量投加药剂（HC-Ⅲ），在循环泵（V-15-PX）的搅匀作用下，产生固液相分离，完全反应的水体经过板框压滤机（S-112），清液流至好氧生化池（V-16），压滤污泥落入污泥池；此处的水力停留时间约0.5小时；⑹、好氧生化池（V-16），在曝气环境和微生物的作用小，使少量的小分子有机物降解为CO2和H2O；⑺、好氧生化后的水体，经泵提升经臭氧氧化装置后，进一步降COD，并杀灭超标的细菌和微生物，此处水力停留时间约1小时；⑻、流经臭氧氧化后的水体至沉淀池（V-17），在沉淀池（V-17）降SS。活性污泥排污泵（V-17PW）回流至生化池（V-16）的前端；-16-n农药生产废水处理⑼、从沉淀池排出的清澈水体至排放池（V-18）排放；⑽、上述系统均受自动化系统ZH-24U*2连锁控制，完成全自动运行要求。⑾、另一部分高盐废水，进入调节池2，由V-11PT提升泵加压至精密过滤装置（S-22）去除悬浮、沉淀及粗大颗粒，由溶盐调节罐（S-23）进行盐度调节后，于高氧化剂发生装置中，在外加直流电能的作用下，生成氧化药剂或消毒药剂、或者漂白药剂的原料产品。六、处理后水质标准低盐废水处理后出水水质达到山东省半岛地区水污染物排放标准（DB37/676-2007）和《有机磷类农药工业水污染物排放标准》相关标准，详见表4。表4—低盐废水处理后水质参数表单位：mg/l（PH、色度除外）序号污染物项目排放限制污染物排放监控位置1PH（无量纲）6～9企业污水总排放口2化学需要量（CODcr）100企业污水总排放口3五日生化需氧量（BOD5）20企业污水总排放口4悬浮物（SS）70企业污水总排放口5色度（稀释倍数）50企业污水总排放口6氨氮15企业污水总排放口7挥发酚0.5企业污水总排放口8硫化物（以S计）1.0企业污水总排放口9磷酸盐（以磷计）15企业污水总排放口10单质磷0.5企业污水总排放口11甲醛1.5企业污水总排放口13中等毒性丙溴磷1.0设施废水排放口-16-n农药生产废水处理14粪大肠菌群数，个/L≤10000企业污水总排放口15蛔虫卵数，个/L≤2企业污水总排放口第三章运行成本分析一、电耗本项目实际运行功率负荷约32kW，日工作时间按12小时计算，属于间歇序批式运行，运行系数按0.6计，电费按0.75元/度计算，吨水费用：32×12×0.75×0.6÷30≈5.7元/吨水。二、人工费根据处理规模及设计经验，需专职工人1名（兼职也可），按1200元/月计算，吨人工费用：1×1200÷30÷30=1.3元/吨污水。三、药剂费日常运行主要药剂消耗平均费用为23元/吨水。四、总运行成本总运行成本约为（电费+人工费+药剂费）：30元/吨水。`第四章设计评估1、采用预降解好氧生化法（THCO）处理****化工有限公司农药生产废水是可行的。COD平均去除率达99%以上，色度平均去除率达到87%，SS平均去除率达90%。2、在THC有机降解滤料设计中，处理苯环类物质的开环反应是是成功的。3、废水处理运行费（含设备折旧费）较低，是能够满足实践情况的。-16-n农药生产废水处理    第五章建设工期及实施进度该项目自合同签订后，90日内完成土建和设备的建造安装。调试及操作培训20天，共计110天内完成全部工作。****化工有限公司---2009.9.22----16-