煤化工20+25吨每天焦化废水处理设施改造和新建设计方案 18页

煤化工业公司(480+840)t/d焦化废水处理设施改造及新建n设计方案二零一六年四月n1概述241.1项目概况241.2设计原则与设计依据241.2.1设计原则241.2.2设计依据241.3设计水量与水质251.3.1水量251.3.2进水水质251.3.3出水水质252处理方案的确定252.1废水处理工艺方案252.1.1水质分析262.1.2预处理工艺262.1.3生化处理工艺262.1.4深度处理单元27体废弃物处理方案283工艺流程及主要构筑物说明283.1工艺流程及说明28n3.2预期处理效果294新建/改建构筑物及设备清单304.1新建/改建构筑物清单304.2新增设备清单305投资成本估算326深度处理运行成本估算347平面布置23n设计方案n1概述1.1项目概况煤化工业公司现有设计能力为20t/h的蒸氨水处理设施，实际处理能力约为5t/h,出水可基木满足《炼焦化学工业污染物排放标准》表2的要求。现新增35t/h熄焦水待处理。出水除满足以上标准要求外，考虑回用作为熄焦水循环使用（盐度高不宜作为锅炉冷却水）。我公司受煤化工业公司委托，为20+35t/h焦化废水处理编制工艺设计方案，包括旧工艺改造及新设施建设。1.2设计原则与设计依据1.2.1设计原则（1）国家相关政策、法规、技术规范；（2）业主方对于该项目的相关要求；（3）污染物无害化、稳定化、资源化，工程设计节能、经济、高效;（4）选取工艺技术路线先进成熟、运行稳定可靠，运行管理便捷。1.2.2设计依据《中华人民共和国水污染防治法》(2008年2月)《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB16171-2012)《恶臭污染物排放标准》(GB14554-93)《工业企业厂界噪声标准》(GB12348-90)《焦化废水治理工程技术规范》(HJ2022-2012)《室外给排水设计规范》(GB50014-2006)《建筑给排水设计规范》(GB50015-2003)《给水排水工程构筑物设计规范》(GB50069-2002)《给水排水工程管道结构设计规范》(GB50332-2002)《钢结构设计规范》(GB50017-2003)《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)n《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)《供配电系统设计规范》(GB50052-95)1.3设计水量与水质1.3.1水量根据业主提供材料，现有20t/h蒸氨水及新增35t/h熄焦水待处理，则设计进水水量为:(480+840)t/do1.3.2进水水质业主提供的蒸氨水COD和氨氮设计进水指标及我方检测值见下表，酚、氟、油分等其他数据采用《焦化废水治理工程技术规范》表A1的推荐数据，整理如下：表1污水处理系统进水设计水质指标温度CODnh4+总氮挥发酚物硫氧酸根石油类废水(°C)(mg/l)(mg/l)(mg/l)(mg/l)(mg/l)(mg/l)业主：3000业主：300蒸氨水25〜35检测：1556检测：916检测：122190〜200300〜4005〜15熄焦水70〜85检测：821检测：474检测：563———可以看岀，我方检测值与业主提供的设计值有差距。据了解，现有设施上游的蒸氨装置尚未满负荷运行，未来应可达到设计值的标准。故本设计仍以业主提供的设计值为准，但适当留有裕度。1.3.3出水水质若岀水用于熄焦补充水或排放，则水质应达到《炼焦化学工业污染物排放标准》表2的标准(表2)o表2作为熄焦水回用或排放的岀水水质检测项HPH悬浮物(mg/L)COD(mg/L)bod5(mg/L)nh4+(mg/L)TN(mg/L)设计值6〜9701503025502处理方案的确定2.1废水处理工艺方案n2.1.1水质分析由水质指标可知，蒸氨水的主要污染物为难降解有机物和氨氮，该有机成分对生化微生物具有毒性，可生化但污泥培养难度较大。依据《焦化废水治理工程技术规范》，现有污水设施本应满足20t/h蒸氨后水氨氮的处理需要，但实际负荷仅达到设计预期的1/4,说明污泥目前活性较差。对现有污水设施的性能改善还应从提高污泥活性和生物滞留性入手。熄焦水主要为炭渣类悬浮物、难降解COD和氨氮，经预处理和牛化处理应可满足氨氮去除的需要。考虑到场地限制，改造难度，成木经济性等因素，熄焦水不与蒸氨水合流处理，而是单独新建预处理和牛化处理设施。为使总氮达标，必须适当投加外部碳源。为使难降解COD达到排放标准，必须在生化处理后增加深度处理。如熄焦水反复回用，则将出现盐度积累，破坏生化系统活性的情况，本设计中拟将处理后的蒸氨水（20t/h）和部分处理后熄焦水（15t/h）合流后作为熄焦水回用，剩余处理后熄焦水（20t/h）排放。2.1.2预处理工艺对蒸氨水，预处理的主要目的是除油，除悬浮物和降低难降解有机物含量。据观察，现有蒸氨水预处理工艺段基本可满足除油和除悬浮物的要求，则这部分工艺段不需作较大改动。但目前气浮装置运行不正常，应予检修或改造。对熄焦水，预处理主要目的是除炭渣、悬浮物和降温。采用沉砂池和沉淀池可去除炭渣和悬浮物。对污染较重的废水，可釆用多段降温池的方式降温，对污染较轻的废水，可采用污水冷却塔（空冷）。本设计中，熄焦水采用污水冷却塔冷却。2.1.3牛化处理工艺现有蒸氨水生化处理工艺主要包括水解酸化、厌氧、好氧。实际负荷并未达到预期的处理能力，说明作为处理主体的微生物（即污泥）活性不足。应对生化池进行二次投泥，并采取有效措施，尽可能减少污泥流失。最有效的方法是将二沉池改建为MBR池。MBR池以平板膜作为填料，一方面有效截留微生物，另一方面形成生物膜，提高处理效果。熄焦水的生化处理工艺与蒸氨水相同，根据水质指标和水量，熄焦水生化池规模约为蒸氨水的1.5倍。n部分熄焦水耍达标排放，其总氮指标应予控制。因此拟向熄焦水生化厌氧池投加醋酸钠作为反硝化外部碳源，提高总氮去除率。2.1.4深度处理单元深度处理的主要目的是使难降解COD浓度达到排放标准，对蒸氨水或熄焦水，牛化处理后COD预计降至200m"L,如蒸氨水全部回用为熄焦水，则这部分出水不需要进行深度处理，排放的部分熄焦水，仍需将COD降至150mg/L才可排放针对难降解COD的深度处理技术主要为高级氧化技术，如湿式氧化、Feton法、微电解、催化臭氧氧化等。（1）湿式氧化：高温高压条件下对有机物进行氧化处理。该方法能耗高，设备安全性能要求高，经济性较差，一般不采用。（2）Feton法：基本原理是出。2在Fe?+离子催化作用下产生强氧化剂•0H,可氧化难降解有机物。该方法有机物去除率高，除色度效果好，是目前市场上认可度高、应用较广的一种方法。但该法药剂成木高、劳动强度大（药剂投加、污泥处理等）、产泥量大、工艺参数较难控制（进水指标要求高），设备腐蚀也较快。应用于焦化废水时，对鼠化物效果较好，对酚类效果不明显。（3）微电解法：基本原理是铁■碳颗粒间形成无数微型原电池，使废水中的难降解有机物进行氧化还原反应。该法对废水生化性提高及脱色具有良好效果，且运行成本较Feton法低。但该法存在对工艺要求较高（pH控制）、设备寿命较低（易板结）和劳动强度大（铁屑补充）等问题。此外，微电解工艺还将产生大量铁泥，处理十分困难且费用昂贵。（4）臭氧具有强氧化性，但单一臭氧氧化存在选择性、反应速度慢等缺点。近年来新兴的一种非均相催化臭氧氧化技术解决了以上问题，该技术采用固体催化剂（见下图），大幅度强化图1催化臭氧填料径基自由基产生量，提高了难降解有机物的去除率，从而提高臭氧利用率，降低处理成本。对n比其他技术，其优势在于：＞可以显著提高臭氧的利用效率（无催化时，臭氧消耗量一般为l-3gO3/gCOD,催化臭氧氧化可以至少降低臭氧消耗量1倍）；＞工艺简单，无需调节pH值，无化学试剂添加，设备简单，易于控制；＞不产生任何固体废弃物；＞运行成木低廉。催化剂的使用寿命可达5年。目前该技术已进行多项工程试验及实践。如焦化厂、化肥厂等配有大流量空分装置，应用木技术可极大节省设备成木。经催化臭氧处理后，污水色度也将大大降低，满足排放要求。2.2固体废弃物处理方案预处理过程中收集的废油和煤渣经重力脱水处理后冋收利用或掺混到炼焦煤中。废水生化处理中产生的剩余污泥经机械压滤脱水后送煤厂掺入炼焦煤中。3工艺流程及主要构筑物说明3.1工艺流程及说明根据以上分析，确定工艺流程见图2。图2工艺流程预处理系统蒸氨后水经隔油池、絮凝沉淀池、气浮隔油等工艺后去除油分和悬浮物。n熄焦后水经沉砂池除炭渣，经沉淀池除悬浮物和油分，经污水冷却塔降温至约25〜30°C。生化处理系统污水首先进水解酸化池，提高有机物可生化性。水解酸化池出水自流进入厌氧池，在此回流污水进行反硝化除总氮。厌氧池与好氧池相同，好氧池内曝气，去除大部分有机物和氨氮。出水自流进入MBR池，截留污泥部分冋流(100%)至好氧池补充微生物量，上清液部分冋流(100%)至厌氧池反硝化除总氮。蒸氨水MBR池出水全部泵入进入调节池，熄焦水MBR池出水泵入中间水池后，泵出15t/h至调节池与蒸氨水MBR池出水混合作为熄焦水回用。熄焦水中间水池泵出20t/h至深度处理单元。深度处理熄焦水中间水池来水经纤维过滤器除悬浮物，岀水进催化臭氧氧化去除残余难降解CODo岀水可达标排放。3.2预期处理效果表4废水处理预期效果蒸氨水熄焦水项目预处理生化预处理生化-调节池深度处理进水COD(mg/l)3000250030002500200200出水COD(mg/l)25002002500200200150进水TN(mg/l)4504504504505050出水TN(mg/l)45050450505050进水NH4+-N(mg/l)3003003003002525出水NHjN(mg/l)30025300252525n4新建/改建构筑物及设备清单4.1新建/改建构筑物清单表6新建/改建构筑物清单序号名称尺寸(m)结构形式数量1熄焦水沉砂池0.25X1X6钢殓1座2熄焦水沉淀池30X25X4钢磴1座3熄焦水水解酸化池5X25X8钢栓1座4熄焦厌氧池20X40X8钢栓1体2座5熄焦好氧池30X25X4钢检1体3座6熄焦水MBR池12X16X10钢確1座7熄焦水中间水池24X16X8.5钢碇1座8脱气池3X17X8.5钢碇1座9熄焦水事故池12X12X8.5钢碗1座10熄焦水污泥池12X8X8.5钢殓1座11深度处理调节池36X44X8.5钢栓1座12催化臭氧氧化池9X34X8.5钢栓1座13工作间(臭氧发生间，泵房，加药间)115X20砖殓1座4.2新增设备清单表7新增设备清单序号名称规格型号数量单位备注1蒸氨水处理系统1.1MBR膜组件平板膜1600m2台1用1备1.2MBR自吸泵Q二10m3/h,H=22m,N=30kw3台2M1备1.3MBR化学清洗系统■■1套1.4MBR池风机Q=10m3/min2台1用1备n序号名称规格型号数量单位备注1.5MBR池污泥回流泵Q=20m3/h2台［用1备2熄焦水处理系统2.1沉砂池排砂系统重力排砂1套2.2沉淀池排泥系统重力排泥1套2.3沉淀池提升泵Q=35m3/h2台1用1备2.4污水冷却塔Q=35m3/h,80°C->30oC1套2.5水解酸化池搅拌器2台2.6事故池提升泵Q=35m3/h1台2.7厌氧池搅拌器2台2.8好氧池鼓风机Q=40m3/min,P=0.05MPa2台1用1备，1台变频2.9好氧池填料组合填料2.10硝化液回流泵Q=35m3/h2台1用1备2.11MBR鼓风机Q=20m3/min,P=0.05MPa1台2.12MBR池污泥回流泵Q=35m3/h2台1用1备2.13MBR白吸泵Q=20m3/h,H=10m,N=7.5kw3台2用1备2.14MBR膜组件平板膜2800m22.15MBR化学清洗系统1套可合用2.16醋酸钠加药系统1套3深度处理单元3.1调节池搅拌器2台3.2纤维过滤器35m2/h2台1用1备3.3催化臭氧池提升泵潜水泵，Q二45n?/h,H=10m2台1用1备3.4臭氧发牛-器2kg/h3台1用1备3.5循环水泵Q=40m3/h,H=7m4台2用2备3.6反冲水泵Q=160m3/h,H=20m2台1用1备3.7反洗风机Q=12m3/min,P=0.08MPa,2台1用1备n序号名称规格型号数量单位备注4污泥处理单元4.1排泥泵Q=15m3/h2台1用1备4.2板框压滤机5m21台5投资成本估算一、新增土建部分名称规格数量结构形式造价（万元）熄焦水沉砂池0.25xlx6m1钢碇0.105熄焦水沉淀池1.5xlx6m1钢碇0.63熄焦水事故池13.25x6x4m31钢栓22.26熄焦水水解酸化池14.5x14x4m2钢栓56.84熄焦厌氧池14.5x14x4m2钢栓56.84熄焦好氧池14.5x32x4m1钢碗129.92熄焦水MBR池14.5x4.5x4m1钢碇18.27熄焦水中间水池3.5x4x4m1钢殓3.92深度处理调节池11x4x4m1钢碇12.32催化臭氧氧化池6.4x3.2x7m1钢碗10.0352脱气池4x3.2x4m1钢碗3.584熄焦水污泥池4.1x3.2x4m1钢碇3.6736工作间（臭氧发生间，泵房，加药间）290m21钢碇25小计343.4二、新增工艺设备设备名称规格型号数量单价（万元）总价（万元）MBR膜组件平板膜1600m20.02235.2MBR自吸泵Q=10m3/h3台0.51.5MBR池风机Q=10m3/min2台1530nMBR池污泥回流泵Q=20m7h2台0.30.6沉砂池排砂系统重力排砂1套55沉淀池排泥系统重力排泥1套55沉淀池提升泵Q=35m7h2台0.51污水冷却塔Q=35m3/h,80°C->30°C1套11水解酸化池搅拌器一2台2.55事故池提升泵Q=35m3/h1台0.50.5厌氧池搅拌器■■2台2.55好氧池鼓风机Cl=40m3/nnin,P=0.05MPa22550好氧池填料组合填料928m30.0043.712硝化液回流泵Q=35m3/h2台0.51MBR鼓风机Q=20m3/min,P=0.05MPa2台1530MBR池污泥回流泵Q=35m7h2台0.51MBR自吸泵Q=20m3/h3台0.51.5MBR膜组件平板膜2800m20.02261.6MBR化学清洗系统1套1515醋酸钠加药系统■■1套1010调节池搅拌器■■2台24纤维过滤器35m3/h2台816催化臭氧池提升泵潜水泵，Q=40m3/h,H=10m2台0.51臭氧发牛器2kg/h,含现场制氧单元和尾气破坏器3套3090催化臭氧填料72.8m31.6138.32催化池内件布水系统，支撑架等1套88循环水泵Q=40m3/h,H=10m4台0.31.2反冲水泵Q=160m3/h,H=30m2台1.63.2反洗风机Q=10m3/min,P=0.09MPa,2台2.75.4n催化臭氧化学清洗—［套55排泥泵Q=15m3/h2台0.81.6板框压滤机5m21台4.54.5管道阀门—1套3555电气、自控一1套2525仪表等1套1515小计611.832三、间接费用名称价格（万元）设计费5安装费10调试费3污泥费30小计48四、总投资总计1003.236深度处理运行成本估算深度处理运行费用主要为电费，吨水直接运行成本见下表。序号项目单位参数1吨水耗臭氧量kgO3/m30.1252臭氧发生器单位电耗kWh/kgO322.53臭氧发牛器吨水电耗kWh/m32.814风机、水泵电耗kWh/m30.20吨水运行总成本7U/m31.81备注用电单价按0.6元/kWh计算。n7平面布置80918^0001400014000沉砂池沉淀池事故池水解池厌氧池n3POOO45004000G4(W好氧池MbU11400.3600中间水池催北臭氧池UUCLgaUirT111调节池號气池U号污泥池CC