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废水深度处理方案

废水深度处理方案

邯钢废水深度处理项目

工艺方案

北京佳瑞环境保护有限公司

2010-10

1.项目背景

根据新区环评文件要求：

XX钢厂东西区（老区、新区）年外排水总量为500万m3。

目前新区主体工程建成后，年外排生产废水量由2405.5万m3减少为500万m3；但东区年外排生产废水量为436万m3。

为了达到以上要求，还需对东区进行改造。

每年东区提取新水量约为3200万m3，如果加上电厂用水，则提取量更大。

除了在用水过程中的蒸发、渗漏损耗，其他均外排。

工程用水仅经过絮凝、沉淀、过滤工艺净化取得，水中含盐量较高，氯离子一般在500mg/l左右，加上水源地河水污染严重，近年来河水水质有恶化的趋势，含盐量和氯离子过高（含盐量已比往年翻番），高达1500～2000mg/l，氯离子也达到200～300mg/l，导致净化水内的盐分最高达到900mg/l，严重影响中水的回用，对已用中水的用户的设备造成潜在的安全隐患，影响设备使用寿命；同时因氯离子含量高，影响循环水的浓缩倍数，造成循环系统置换量大，加大了污水处理厂的负荷，增加了污水处理费用，造成运行成本升高。

为此，结合西区环评年排水500万m3的要求，我们制订了对现在外排的约2000m3/h生产废水进行深度处理，脱盐后的深加工水代替河水做为各系统补水，产生的高盐水可以用于料场喷洒、炼钢焖渣、水冲渣补水等，其余外排。

既可以减少外排水的水量，又可以进一步降低吨钢耗新水指标，具有较好的社会效益和环保效益。

2处理规模及要求

2.1处理水量：

2000m3/h。

处理后最终外排浓盐水水量：

≤500m3/h。

2.2水质现状与处理后水质要求：

邯钢一污水出水水质指标

序号

项目

单位

指标

1

PH

7-8.5

2

碱度

mmol/l

≤5

3

氯根

mg/l

≤700

4

硬度

mmol/l

≤14.2

5

浊度

mg/l

≤15

6

COD

mg/l

≤90

7

电导率

us/cm

≤2700

8

溶固

mg/l

≤2500

9

悬浮物SS

mg/l

≤30

10

油含量

mg/l

≤5

11

色度

≤30

12

氨氮

mg/l

≤30

深度处理产水水质指标

序号

项目

单位

指标

1

PH

7-8.5

2

碱度

mmol/l

≤3.8

3

氯根

mg/l

≤100

4

硬度

mmol/l

≤5.0

5

浊度

mg/l

≤10

6

电导率

us/cm

≤600

7

油含量

mg/l

≤1

8

色度

≤30

深度处理外排浓盐水水质指标：

序号

项目

单位

指标

1

PH

7-8.5

2

COD

mg/l

≤150

3

悬浮物SS

mg/l

≤30

4

油含量

mg/l

≤3

5

色度

≤30

6

氨氮

mg/l

≤25

3工艺路线

一污产生污水水量为2000T/h，此水作为深度处理系统的原水，由于水中有一定含量COD，而水质为炼钢过程中的工艺产水，BOD较低，可生化性较差，同时水中悬浮物较高，综合整个工艺流程的优化，考虑到此部分水如果采用生化处理工艺，占地面积大，投资费用高，所以预处理阶段采用混凝沉淀+滤布滤池的处理工艺，在水经过膜处理系统浓缩后，COD提高到一定数值，再集中进行生化处理。

预处理阶段采用混凝沉淀过滤+滤布滤池工艺，此工艺可有效地去除悬浮物，同时对COD具有一定的去除率。

预处理单元出水COD<60mg/L，SS<10mg/L，NH3-N<20mg/L。

预处理单元出水进入膜处理单元进行处理，经过我公司的工程实践经验，选用污水用的UF和RO膜，膜的抗污染能力较强，同时强化膜清洗的措施（增加NaCLO等），适当增加膜清洗的周期，可以使膜在上述预处理出水的COD数值范围内能够正常地运行，保持膜的产水率。

膜处理单元选择超滤+反渗透的处理工艺，为提高反渗透的水回收率，反渗透浓水再进一步进行浓水反渗透处理，使反渗透最终产水率达到85%。

超滤部分排水及反渗透浓水集中进行进一步深度处理，因膜处理后水的浓缩，集中的浓水COD<250mg/L，NH3-N<80mg/L，采用水解酸化工艺提高废水的可生化性，出水进入BAF处理工艺，BAF处理工艺对COD去除率可达到35~45%，对氨氮的去除率可达到70%左右。

BAF出水进行O3氧化处理，此单元为进一步的保障措施，因原废水本身可生化性较差，在BAF处理单元运行效果不稳定时，可通过O3氧化处理进一步对有机物、氨氮等进行氧化，以进一步保证出水能达到标准。

同时设置O3对水解酸化池的管道，在特殊运行方式的情况下，辅助水解酸化池进行对有机物等的处理。

经过此单元的综合处理作用下，可稳定的保证保证浓水排放COD≤150mg/L，NH3-N<25mg/L。

图1水量平衡图（水量损耗暂未计入在内）

图2工艺流程图

4工艺设计

4.1预处理部分

预处理部分采用混凝、沉淀、过滤工艺，混凝反应采用管道混合器+折板絮凝池，通过管道混合器及折板絮凝池使混凝剂、絮凝剂同废水充分的混合，混合后的废水进入沉淀池使泥水分离。

4.1.1预处理部分土建内容

序号

名称

规格尺寸（m）

单位

数量

备注

1

污水调节池

25m×25m×4.5m

座

1

钢筋混凝土

2

折板絮凝池

10×6×4

座

2

钢筋混凝土

3

沉淀池

10×10×4

座

2

钢筋混凝土

4

滤布滤池

26.5×10×4.2

座

1

钢混结构,5格

5

中间水池

15×15×5

座

1

钢筋混凝土

6

综合加药间

4.1.2预处理部分设备清单

序号

名称

规格参数

单位

数量

备注

1

进水提升泵

1100m3/h，H=10m,45Kw

台

3

两用一备

2

管道混合器

DN600

台

2

3

滤布滤池滤盘、中心传动装置、支架、反冲洗装置等

套

1

满足系统要求

4

沉淀池斜管等附件

套

1

满足系统要求

5

配套阀门、管道

套

1

满足系统要求

4.2膜处理单元

4.2.1工艺说明

超滤处理单元选用适合污水水源的膜，产水率92%,选用8套共464支膜，膜进水COD<80mg/L。

一级反渗透处理单元系统回收率70%，RO浓水进行浓水反渗透，回收率50%，反渗透总回收率85%。

脱盐率>95%。

出水满足回用水质要求。

超滤膜组件过滤单元：

设计水温20℃

套数8套

平均产水量（单套）231m3/h

总产水量1847m3/h

平均回收率92.3%

膜面积27.9M2/支

总的膜组件数464只

设计通量55.27LMH

产品水浊度<0.2NTU

SDI<3

一级反渗透组件过滤单元：

设计水温20℃

列数6套

平均产水量（单套）215m3/h

总产水量1290m3/h

平均回收率70%

单列膜组件数324只

设计通量17.83LMH

第三年产水TDS14mg/L

一级RO浓水再处理单元：

设计水温20℃

列数2列

平均产水量（单套）138m3/h

总产水量276m3/h

平均回收率50%

单列膜组件数264只

设计通量13.76LMH

第三年产水TDS61.24mg/L

4.2.2设备清单

序号

名称

规格型号

单位

数量

备注

一

设备

1

超滤进水泵（变频）

Q=290m3/h,H=28m

台

10

各配一套变频控制柜

2

蒸汽换热器

Q=480m3/h，SS316

台

4

3

自清洗过滤器

Q=480m3/h,100um，滤网SS316

套

4

4

超滤部分

4.1

超滤反洗泵（变频）

435m3/h

台

2

各配一套变频控制柜

4.2

气洗鼓风机

348NM3/h

台

2

4.2

超滤反洗保安过滤器

滤芯材质PP,折叠,50um

台

1

4.3

超滤装置

8套，每套净产水量240m3/h

套

8

4.3.1

超滤膜

HFU-2020

只

464

4.3.2

本体管道及超滤滑架

套

8

4.4

化学清洗装置

套　

1　

4.5

化学分散洗次氯酸钠加药

套　

1　

4.6

化学分散洗氢氧化钠加药

套　

1　

4.7

化学分散洗盐酸加药

4.8

工艺用压缩空气储罐

V=3m3

台

2

4.9

超滤反洗管道混合器

DN250，碳钢衬胶

台

1

4.10

阻垢剂、还原剂加药管道混合器

DN200，碳钢衬胶

台

1

4.11

二级加碱管道混合器

DN150，碳钢衬胶

台

1

4.12

超滤水箱

座

2

5

一级反渗透部分

5.1

超滤产水泵

Q=220m3/h,H=32m

台

8

5.2

反渗透保安过滤器

Q=220m3/h,SS304,

5um

台

6

5.3

一级反渗透高压泵（变频）

220m3/h,H=150m

台

8

各带一套变频控制柜

5.4

反渗透装置

台

6

5.4.2

膜元件

TML20-400

只

1944

5.4.3

管路

SS316

套

6

5.4.4

滑架

碳钢环氧树脂

套

6

5.5

反渗透冲洗水泵

Q=50m3/h,H=30m,7.5kw

台

2

5.6

阻垢剂加药装置

套

1　

5.7

还原剂加药装置

套　

1　

5.8

加碱加药装置

套

1

5.9

RO化学清洗装置

套　

6

RO浓水反渗透装置

套

1

6.1

浓水反渗透膜原件

只

528

6.2

配套设备、装置等

满足系统要求

套

2

7

回用水泵

800m3/h

台

3

二

阀门

满足系统要求

套

1

三

仪表

满足系统要求

套

1

四

其他附属设备

套

1

4.3浓水深度生物处理单元

4.3.1水解酸化池的主要作用

提高废水的可生化性，同时去除部分有机物及氨氮。

4.3.2曝气生物滤池主要作用

曝气生物滤池工艺主要用于对污水中有机物的降解和氨氮的硝化。

滤池中可驯化出不同功能的优势菌种，大大缩短生物氧化时间，提高生化处理效率，使出水水质稳定达标。

超滤及反渗透产生浓水中COD经过浓缩之后较高，BAF工艺生物处理后可将废水中COD降低到排放指标，同时好氧BAF通过硝化作用降低废水中的氨氮含量。

其技术特点如下：

（1）关于BAF的进水方式

BAF采用上进水方式，有利提高处理负荷，有利于进水的均匀性和悬浮物的截留与反洗。

（2）关于BAF的曝气方式

①全部曝气生物滤池底部，均考虑设置曝气装置，其目的为采用好氧方式时，创造必要条件；也是减少堵床，采用的一种措施。

②BAF池的曝气量，根据不同运行状态是一个变量，选用离心风机。

③池的反冲洗风，单独设置罗茨鼓风机；

4.3.3下向流BAF结构示意

图2下向流曝气生物滤池的结构示意图。

1---缓冲配水区；2---承托层；3---滤料层；4---出水区；5---进水槽；6---反冲洗排水区；7---斜板沉淀区；9---滤板；

10---长柄滤头。

曝气生物滤池其主体由滤池池体、滤料层、承托层、布水系统、布气系统、反冲洗系统、出水系统、管道和自控系统组成。

1）滤池池体

滤池池体的作用是容纳被处理水量和围挡滤料,并承托滤料和曝气装置的重量。

2）滤料

在生物滤池中，滤料是生物的载体，微生物附着在滤料上，进行生物净化作用。

3）承托层

承托层主要是为了支撑滤料，防止滤料流失和堵塞滤头，同时还可以保持反冲洗稳定进行。

4）布水系统

对于下向流滤池，配水室的作用是使某一短时间段内进入滤池的反冲洗水能在配水室内混合均匀，并通过配水滤头均匀流过滤料层，是为了支撑滤料，防止滤料流失和堵塞滤头，同时还可以保持反冲洗稳定进行。

配水室的功能是在滤池正常运行时和滤池反冲洗时使水在整个滤池截面上均匀分布，它由位于滤池下部的缓冲配水区和承托滤板组成。

5）布气系统

曝气生物滤池内的布气系统包括正常运行时曝气所需的曝气系统和进行气-水联合反冲洗时的供气系统两部分。

单孔膜空气扩散器按一定间隔安装在空气管道上，空气管道又被固定在承托滤板上，单孔膜空气扩散器一般都设计安装在滤料承托层里，距承托板约0.1—0.15米,使空气通过扩散器并通过滤料层时可达到30%以上的氧利用率。

该扩散器的另一个特点是不容易堵塞，即使堵塞也可用水进行冲洗。

6）反冲洗系统

曝气生物滤池反冲洗系统与给水处理中的V型滤池类似，采用气-水联合反冲洗，其目的是去除生物滤池运行过程中截留的各种颗粒及胶体污染物以及老化脱落的微生物膜。

曝气生物滤池气-水联合反冲洗通过滤板及固定其上的配水长柄滤头实现，反冲洗过程采用气-水联合反冲洗，最后再单独采用水洗。

7）管道和自控系统

为提高滤池的处理能力和运行方式的变换，对若干组滤池之间的切换，必须有管道系统，并通过PLC控制系统来自动完成对滤池的运行控制。

4.3.4曝气生物滤池系统工艺特点

1）基本原理

曝气生物滤池（简称BAF），采用火山岩作为生物曝气滤池的填料，其比表面积大，且粗糙有利于表面生长生物膜。

污水流经滤层时微生物膜吸附污水中有机污染物作为其新陈代谢的营养物质，并在滤层下部曝气供氧的条件下，使废水中有机物得到好氧降解。

（1）滤池内部形成生物膜与生物絮体联合处理的的模式，能提高总生物处理效率；生物絮体与生物膜的吸附作用，提高了吸附过滤效率，对污水中的溶解及非溶解有机物具有吸附作用，提高污染物在系统内的停留时间，有利于污染物的去除。

（2）生物膜形成后，每粒生物滤料存在好氧、缺氧及厌氧区，滤池系统相当于无数个A/O系统，对难生化废水具有良好的去除作用。

这种处理工艺对低浓度有机污水适应性强，不会产生由于营养物过低导致微生物无法培养的情况。

（3）当生物膜生长阻塞滤层时，需要进行气、水反冲洗。

2）生物滤池功能特点

北京佳瑞环境保护有限公司的曝气生物滤池作为一种膜法污水处理的新工艺，其特点如下：

（1）具有较高的生物浓度和较高的有机负荷

曝气生物滤池采用粗糙多孔的火山岩滤料，为微生物提供了较佳的生长环境，易于挂膜及稳定运行，可在滤料表面和滤料间保持较多的生物量，高浓度的微生物量使得BAF的容积负荷增大，进而减少了池容积和占地面积，使基建费用大大降低。

（2）易挂膜，启动快

BAF调试时间短，一般只需20-30天，而且不需接种污泥，采用自然挂膜驯化。

（3）自动化程度，模块设计。

（4）工艺简单、出水水质良好

由于滤料的机械截留作用以及滤料表面的微生物和代谢中产生的粘性物质形成的吸附作用，使该工艺出水水质良好。

4.3.5生化处理部分土建构筑物

序号

名称

规格尺寸

数量

备注

1

水解酸化池

36×20×5m

1

钢筋混凝土

2

BAF

6×6×7m

12

38.5×6×7m

1

3

污水反洗给水提升池

7.5×10×5.5m

1

钢筋混凝土

4

鼓风机棚

9×7.5×6m

1

钢结构

5

反洗废水提升池

7.5×10×5.5m

1

钢筋混凝土

6

污水臭氧接触池

10m×8m×7m

1

钢筋混凝土

（封闭式）

4.3.6生化处理部分设备清单

4.3.6.1污水设备表

一、机械设备

序号

项目名称

规格型号

单位

数量

备注

1

反洗给水提升泵

Q=300m3/h,H=20m

P=37Kw

泵壳材质为铸铁，叶轮轴套SS316,轴3Cr13

台

2

1用1备，用于污水反洗给水提升池

2

地坑排水泵

Q=10m3/h,H=10米P=O.75Kw

碳钢材质

台

1

检修用，潜水泵

3

进水提升泵

Q=250m3/h,H=22m,P=30Kw

壳体铸铁，涡室&叶轮SS316

台

3

2用1备，用于污水BAF进水提升池

4

反洗罗茨风机

风量：

28m3/min

风压：

6.86mH2O

功率：

55KW

台

2

一用一备

5

反洗废水提升泵

Q=50m3/h,H=30米P=7.5Kw

台

2

一用一备

6

臭氧扩散系统

套

1

污水臭氧接触池

7

甲醇投加系统

套

1

二、给排水专用设备

序号

项目名称

规格型号

单位

数量

备注

1

火山岩滤料，

粒径3-5mm

m3

1400

含富余量

2

卵石，粒径

2-3,3-5,5-10mm

（各购三分之一量）

m3

140

含富余量

3

滤板

960*980*120mm，钢混

套

1

满足系统要求，含富余量

4

长柄滤头

L440，ABS

套

1

满足系统要求，含富余量

5

封头

聚苯乙烯泡沫塑料

套

1

满足系统要求，含富余量

6

封盖

ABS

套

1

满足系统要求，含富余量

7

Ⅰ型压板

100*100*10，304不锈钢

套

1

满足系统要求，含富余量

8

Ⅱ型压板

100*100*10，304不锈钢

套

1

满足系统要求，含富余量

9

密封胶

双组分聚硫密封胶

m3

1

10

膨胀水泥

m3

1

11

JRBQ266-11型反洗布气装置

碳钢

套

12

产品专利

12

JRBQ266-11型曝气布气装置

碳钢

套

12

产品专利

13

JRBW66-11型反洗布水装置

碳钢

套

12

产品专利

三、阀门（均配套法兰、双头螺栓、螺母、垫圈、及垫片）

序号

项目名称

规格型号

单位

数量

备注

（一）

蝶阀

P=1.6MPa，碳钢

1

DN150手动阀

台

12

进水管线,调节水量

2

DN200手动阀

台

6

净水线,排泥管线吹扫

3

DN300手动阀

台

6

反洗出水和正常出水转换

4

DN300手动阀

台

1

并联出水主干管

（二）

球阀

P=1.6MPa，碳钢

1

DN100手动阀

台

12

进气管线,调节风量

2

DN20手动阀

台

12

出水管取样口

3

DN50手动阀

台

6

正常曝气总管放空1,π管排气1，潜污泵出口1，净化水支管排气1

（三）

闸阀

明杆楔式闸阀,P=1.6MPa，碳钢

1

DN100手动阀

台

1

吹渣线的吹扫跨线阀门

（连接反洗水主干与吹渣线的气动阀后处）

2

DN200手动阀

台

12

排泥阀

（四）

止回阀

管道式止回阀，碳钢

1

DN50手动阀

台

1

地坑排水泵出口

（五）

气动阀

P=1.6MP，碳钢

建议带手轮

1

DN100

蝶阀

台

12

正常曝气阀门

2

DN150

蝶阀

台

12

进水管线

3

DN200

蝶阀

台

13

出水阀门12、反洗风总管排渣阀1

4

DN200

蝶阀

台

6

正常出水转换

5

DN300

蝶阀

台

12

反洗气阀门

6

DN300

调节阀

台

2

净化总出水π管阀门

7

DN400

蝶阀

台

12

反洗进水阀

8

DN50

蝶阀

台

12

排气阀

9

DN300

蝶阀

台

1

正常曝气总管

10

DN200

调节阀

台

2

反风罗茨机放空阀（带消音器）

四、仪表

序号

项目名称

规格型号

单位

数量

备注

1

超生波液位计

0-7m

个

2

含油污水BAF进水提升池1，含盐污水反洗给水池1

2

配音叉液位开关

个

2

含油污水BAF进水提升池1，含盐污水反洗给水池1

3

电磁流量计

管径200，流量200m3/h

个

2

污水BAF进水配水管

4

涡流流量计

管径300，流量23m3/min

个

1

反洗气

5

电磁流量计

管径400，流量500m3/h

个

1

反冲水

6

涡流流量计

管径300,55m3/min

个

1

正常曝气总管

4.3.6.2滤池共用系统设备表

序号

项目名称

规格型号

单位

数量

备注

1

净化空气罐

V=1.0m3/min,P=1.6MPa，立式，碳钢

套

1

Φ2000×3.5，带减压阀,安全阀，排污阀，压力表,净化风压力0.7Mp　

2

单梁双轨悬挂式起重机

Q=1t,H=6m，P=7.5Kw

台

1

臭氧车间

3

臭氧发生装置

包含臭氧发生器，空压机、储气罐、干燥机、减压阀、尾气分解器

台

2

臭氧产量为5Kg/h·台,P=85kw，

1用1备

4

离心风机

Q=54m3/min,n=2970r/min,P=90Kw

碳钢材质

台

2

1用1备，为废水处理BAF池池供气，变频控制

5

DN300

气动V型调节球阀

台

5

反洗风机,曝气风机出口放空，出口配消声器

6

PLC控制系统

臭氧系统

套

1

7

PLC控制系统

BAF系统

套

1

8

检修起吊装置

T=1t

台

1

9

电气系统设备材料

套

1

4.3.6.3曝气生物滤池系统材料表

序号

材料名称

规格或性能参数

材质

单位

数量

备注

1

管道、管件

满足系统要求

满足系统要求

套

1

5投资估算及运行费用分析

5.1土建投资费用估算

序号

项目

投资（万）

备注

1

预处理（混凝、沉淀、滤布滤池过滤单元）

2

浓水深度处理单元

水解酸化+BAF+臭氧处理

3

膜处理单元车间及公用