某大型焦化厂污水处理设计方案.docx
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某大型焦化厂污水处理设计方案
某大型焦化厂污水处理设计
方案
第一节设计依据、特点和范围、规模
1、设计依据业主提供的水质、水量资料及图纸资料。
国家GB8978-96《污水综合排放标准》
CJ25.1-89《生活杂用水水质标准》
GB13456-92《钢铁工业水污染物排放标准》
YB9069-96《炼焦工艺设计技术规定》
GB5084-92《农田灌溉水质标准》
GB11607-89《渔业水质标准》
GB12348《工业企业厂界噪声标准》
GBJ14-87《室外排水设计规范》
GBJ9-87《建筑结构荷载设计规范》
GBJ69-84《给水排水工程结构设计规范》GB50055-93《通用用电设备配电设计规范》
GBJ7-89《建筑地基基础设计规范》
GBJ10-89《混凝土结构设计规范》
GB/T19249-2003《反渗透水处理设备标准》CJ/T170-2002《超滤水处理设备》
HG/T20653-1998《化工企业化学水处理设计技术规定》
GB50109-2006《工业用水软化除盐水设计技术规范》
HG20538-92《衬塑（PP.PE.PVC）钢管和管件》《炼油企业污水回用技术管理导则》（试行）
《石油化工污水处理设计规范》SH3095-2000其他相关的设计规范
2、设计特点和范围、规模
（1）设计范围:
本方案设计主要内容包括污水处理厂设计、编制工程概算及项目成本分析。
具体内容如下：
a废水处理厂总平面图合理布臵设计
b污水处理厂污水处理工艺的设计
c污水处理厂构筑物、建筑物设计
d污水处理厂设备定型、电气和仪表、自动控制设计
e其他配套设施设计（消防、照明、道路及绿化等）
f编制工程概算及项目成本分析等本工程初步设计应符合国家及地方的有关法规、政策要求，符合工厂总体规划的要求，彻底解决工厂污水排放对环境的污染问题。
污水经处理后出水水质应达到国家GB8978-1996《污水综合排放标准》I级排放标准的要求
（2）设计特点
a、污水处理厂总图布臵要求紧凑、合理、管理方便、占地面积小。
长（115m）^宽（60m）=6900
b、运行费用低：
我公司工艺采用：
预处理（隔油+气浮）+生化处理（A2O2）+生化后处理+深度处理该工艺整个生化系统一次提升，采用重力流，能耗低，回流系统采用气提方式，节省电耗。
c、采用高效微生物菌种，脱色效果好
d、生化处理（YO2）总生化停留时间长，出水效果好停留时间：
厌氧30+好氧30+缺氧20+二级好氧25=105小时
e、该工艺经二次反硝化脱氮，氨氮、总氮去除率可达95%以上
f、深度处理达到回用水水质标准。
g、污水处理系统采用双路设计，并联运行，便于设备维修。
（3）设计规模
本方案设计污水处理水量为：
150mVh。
其中：
蒸氨废水：
50nVh，生活污水及其他杂用水：
100m3/ho
第二节水质及排放标准
1、设计进水水质
煤气净化污水组成复杂，尤其在蒸氨废水中，除含有酚、氰、氨氮、硫化物、矿物质油等物质外，还含有SCNiSO2-、S2O2-、C&-、C「、F-、NO和N02等阴离子以及钙、铁和错等金属元素，还含有较多的有机物如：
苯、萘、茚、联苯、苊、菲和蒽等芳烃，吡啶、喹啉、吲哚、咔唑和氧芴等杂环化合物以及荧蒽、芘和苯并芘等多环芳烃。
根据山西省XXXXX有限公司提供资料，确定该方案设计水质为:
项目
挥发酚
（mg/l）
氰化物
（mg/l）
硫化物
（mg/l）
氨氮
（mg/l）
COD
（mg/l）
BOD
（mg/l）
石油类
（mg/l）
SS
（mg/l）
污水水质
500s1000
5s50
v50
v300
4000s6000
500s1500
v100
v350
2、设计出水水质
根据以上确定的水量、水质资料，经污水处理站处理后，出水水质须达
到国家GB8978-1996〈〈污水综合排放标准》I级排放标准的要求，标准值如下:
（1）达到国家GB8978-1996《污水综合排放标准》I级排放标准
项目
挥发酚
（mg/l）
氰化物
（mg/l）
硫化物
（mg/l）
氨氮
（mg/l）
COD
（mg/l）
BOD
（mg/l）
石油类
（mg/l）
SS
（mg/l）
标准值
v0.5
v0.5
v1.0
v15
v100
v20
v5
v70
（2）达到《生活杂用水水质标准》
项目
厕所便器冲洗，城市绿化
洗车，扫除
浊度（度）
5
5
悬浮性固体（mg/L）
20
20
氨氮（mg/l）
1
1
BOD（mg/L）
5
5
CODcr（mg/L）
50
50
色度
30
30
石油类（mg/L）
1
1
硫化物（mg/l）
0.1
0.1
氯离子（mg/l）
250
250
总磷（mg/l）
1
1
溶解性总固体（mg/l）
1000
1000
总硬度+总碱度（mg/l）
700
700
第二章工艺方案及流程第一节工艺方案由于焦化污水污染物浓度高，成分复杂，因此污水处理工艺水平的高低将直接影响该地区的水环境质量。
污水处理厂工艺选择时，应根据进水水质、出水水质要求、处理规模、处理水出路、污泥处臵方法等因地制宜。
结合当地具体条件和特点，综合考虑。
进水水质和出水水质要求是处理工艺选择的主要因素，而污水处理工艺又是污水厂投资和建设的关键依据，选择投资省、运行费用低、处理效果好、占地小、环境影响小、管理维护方便、运行稳定可靠的污水处理工艺是工艺选择的宗旨。
焦化废水中主要污染物质含有易生物降解的有机污染物质，同时还含有难于耗氧生物降解的苯环类、杂环类有机物质，须经厌氧处理，将苯环类有机物质分解成易于耗氧微生物分解的小分子有机物质，从而达到去除水中COD的目的。
脱氮工艺多种多样，大致可分为三大类：
化学法、吸附法和生物脱氮。
前两类由于运行成本高，运行维护管理复杂，目前很少有稳定运行的案例。
生物脱氮工艺主要有：
A/0法、A20法、AO法等。
AO工艺是在传统的a/o法基础上发展起来的高效生物脱氮工艺。
该处理工艺有效解决了A/O法和A2O法的氨氮去除效率低、需大量污水回流造成污水处理设施投资大、占地多，同时解决了好氧池出水氨氮外流造成排水氨氮超标的问题。
该工艺在A2。
工艺的基础上进行改进，运行成熟可靠，抗冲击能力强。
由于焦化废水成分复杂，可生化性差，根据多年焦化废水处理经验，利
用微生物进行生化处理，出水可达到国家二级排放标准的水平，即CODc达
到150mg/L以下，可稳定运行，而CODcr达至U100mg/L以下，由于污水经前级生化处理后，其可生化性很差，无法满足生化系统的运行要求，再利用生化处理，运行极不稳定，处理工艺复杂，运行成本大幅度增加。
因此，我公司根据目前焦化行业废水处理状况和该行业环保管理要求，借鉴现污水处理行业中水处理工艺，研制开发了焦化废水深度处理工艺，使焦化废水经生化处理后进一步进行深度处理，使处理后污水达到国家排放一级标准的要求和生活杂用水水质标准。
第二节工艺原理
1、A2O2工艺原理
我公司采用的AO生物脱氮处理工艺，是在a/o脱氮工艺的基础上又增设了缺氧段II和好氧段II，所以该工艺又称四段强化生物脱氮工艺。
增设的缺氧段II能对从好氧池I流入的硝化液在硝化菌的作用下进行反硝化脱氮，该工艺的脱氮效率高达90%-95%而增设的好氧段II能提高混合液中的DO浓度，防止沉淀池内因缺氧产生反硝化，干扰污泥的沉降，从而改善了沉淀池内污泥的沉降性能。
该工艺的运行过程如下：
原水进入厌氧池，在厌氧菌和反硝化菌的作用下，进行分解高分子有机物和苯环类污染物及反硝化反应。
厌氧池出水进入好氧池I，在硝化菌的作用下，进行硝化反应，将水中的氨氮分解成硝氮、亚硝氮，从好氧池I流出的含有硝氮、亚硝氮的硝化液回流至厌氧池，在此进行反硝化脱氮。
活性污泥在中间沉淀池沉淀浓缩后，回流厌氧池。
部分硝化液随污水进入缺氧池II与生活污水混合，进行二次反硝化脱氮，然后再进入好氧池II去除水中残余BOD最后污水流入沉淀池进行泥水分离，上清液进入清水池，沉淀下来的污泥一部分作为回流污泥回流至缺氧池II，另一部分作为剩余污泥脱水排出。
由此可见，硝化、反硝化等生化反应在该工艺流程中反复进行了二次甚至二次以上，所以该工艺的脱氮工艺好于AOA2。
等其他工艺，同时，反硝化反应需要消耗大量碳源，该工艺的多次反硝化对水中的COD、BOD
的去处也优于其他工艺，并且该工艺承受负荷能力强，避免了以往工艺需要大量稀释水稀释的弊病。
2、工艺设计的特点
A、该工艺适用于焦化、化工、化肥等含高浓度有机物、高浓度氨氮的工业废水。
B、该系统的冲击负荷能力强，运行稳定。
C、该工艺在厌氧段不仅可以在运行成本较好氧法相对很低的情况下去除水中有机物，还可以大大改善废水的可生化性，为后续处理作准备。
D、该工艺经二次以上反硝化脱氮，氨氮、总氮去除率可达95%以上。
E、占地面积小：
池体采用半地下组合式结构，占地面积小。
F、整个系统一次提升，采用重力流，能耗低，回流系统采用气提方式，节省电耗。
3、深化处理系统
由于目前焦化废水处理行业中，生化处理厂出水水质CODvIOOmg,很难稳定运行，因此，我公司研制开发了深度处理系统，满足出水小于100mg/L的环保要求。
3.1机械过滤器生化处理后沉淀池出水含有大量悬浮物、藻类、微生物等颗粒杂质，在机械过滤器中，利用混凝反应、浓缩、过滤等物化处理，对污染因子有效去除。
机械过滤器是利用一种或几种过滤介质，在一定的压力下把浊度较高的水通过一定厚度的粒状或非粒状材料，从而有效的除去悬浮杂质使水澄清的过程，常用的滤料有石英砂，焦粒，锰砂等，主要用于水处理除浊，软化水，纯水的前级预处理等，出水浊度可达3度以下。
3.2自清洗过滤器系统自清洗过滤器是一种利用滤网直接拦截水中的杂质，去除水体悬浮物、颗粒物，降低浊度，净化水质，减少系统污垢、菌藻、锈蚀等产生,以净化水质及保护系统其他设备正常工作的精密设备，水由进水口进入自清洗过滤器机体，由于智能化（PLC设计，系统可自动识别杂质沉积程度，给排污阀
信号自动排污。
自清洗过滤器是目前在水处理行业应用比较广泛的设备，其简单的设计以及良好的性能使污水达到最佳的过滤效果。
自清洗过滤器克服传统过滤产品的纳污量小、易受污物堵塞、过滤部分需拆卸清洗且无法监控过滤器状态等众多缺点，具有对原水进行过滤并自动对滤芯进行清洗排污的功能，且清洗排污时系统不间断供水，可以监控过滤器的工作状态，自动化程度很高。
覆盖了由10um到3000um的各种过滤精度
的需求。
自清洗过滤器运行及控制不需外接任何能源就可以自动清洗过滤，自动排污。
反冲洗期间不断流，清洗过滤周期可以调节，自清洗过滤时间默认为10-60S，清洗过滤损失水量只占过滤水量的0.08—0.6%;过滤精度可达
3
10-3000微米；工作压力可达1.0-1.6Mpa;单台流量：
4-4160m/h。
可立式、卧式、倒臵任意方向任意位臵安装，可用于工业、农业、市政电力、电子、医药、食品、印染、建筑、钢铁、冶金、造纸等各行各业水过滤。
3.3超滤系统
超滤系统（UF）工艺采用中空纤维膜分离技术，中空纤维膜分离技术是一种新型的净化分离技术。
主要用于从液体物质中分离大分子化合物（蛋白质、核酸聚合物、酶等），胶体分散液（黏土、颜料、乳液粒子、微生物），从而达到含有高分子物质的分离净化。
超滤属于压力驱动型膜分离技术，其操作静压差一般为0.1〜0.5Mpa,被分离组分的直径大约为0.01〜0.1卩m这相当于大于500〜1000000的大分子和胶体被截留。
超滤系统（UF）是以中空纤维超滤膜为中心处理单元，配以特殊设计的管路、阀门、自清洗单元、加药单元和自控单元等，形成一闭路连续操作系统。
核心技术是以高抗污染性中空纤维膜为中心，加上特殊设计的高效自动控制水气两用清洗系统。
与现有反洗和空气振荡清洗或两者交错间隔清洗方法相比，气水两用自清洗方法具有清洗效率高的特点，可以对中空纤维超滤膜实现不停机在线清洗，保证了水处理过程的高效、连续进行。
采用超滤作为反渗透的预处理工艺后，出水水质远远优于常规预处理工
艺，允许反渗透系统的运行通量提高20%-30%并且可以减少反渗透膜的清洗次数，提高膜的寿命。
UF超滤系统的组成及功能如下：
1主系统（制水系统）
泵：
为系统供水或化学药液的使用提供动力。
主要有超滤膜供水泵和反洗水泵、化学清洗泵和化学计量泵。
超滤膜组：
为本系统的核心部件，有承前启后的作用，即对预过滤的水进行深度处理，也为反渗透膜组的进水水质提供保障。
2辅助系统
反洗系统：
按一定的周期自动进行反洗，以恢复膜的通水量。
设计的新的外压中空纤维膜清洗工艺方法，即中空纤维膜超滤技术（UF）。
在清洗过程中，反洗液由膜组件的滤过液出口进入到外压中空纤维膜内进行反向渗透清洗；与此同时，在膜组件的原液入口端鼓入压缩空气于外压中空纤维膜外壁与膜组件壳体之间的空间，以对外压中空纤维膜的外壁进行空气振荡清洗，洗后液体与空气则从膜组件的排污口排出。
采用这种方法可以对中空纤维超滤膜实现在线清洗，采用专门设计的膜组件结构，当组件外壳内通入压缩空气时，中空纤维束由于上升气泡的作用而摆动，使中空纤维束相互摩擦碰撞，从而使中空纤维膜壁上附着的污染物剥离脱落。
与现有反洗和空气振荡清洗或两者交错间隔清洗方法相比，具有清洗效率高的特点。
同时该方法采用一般低压压缩空气进行振荡清洗，无需高压压缩空气，既降低运行成本，又对中空纤维膜本身无耐压及孔径的特殊要求，从而实现连续生产的目的。
化学清洗系统：
属于对膜做彻底的清洗，去除膜上黏附的细菌、藻类等生物体，水垢和有机物等，使其通水量得到良好的恢复。
采用的化学药品包括：
盐酸、氢氧化钠及次氯酸钠等。
无论预处理过程多么完善，在长期运行过程中，膜面上总会日积月累水中存在的各种污染物，从而使装臵的性能下降，组件进、出口压差升高。
为此，除日常运行过程中每个周期的化学反洗外，还需进行定期化学清洗，有时还需进行杀菌处理。
本系统设臵一套化学清洗系统，每半年定期对超滤系统进行清洗，与反渗透系统共用。
3.4反渗透系统
RO反渗透工作原理
反渗透是用足够的压力使溶液中的溶剂（一般常指水）通过反渗透膜（一种半透膜）而分离出来，方向与渗透方向相反，可使用大于渗透压的反渗透法进行分离、提纯和浓缩溶液。
利用反渗透技术可以有效的去除水中的溶解盐、胶体，细菌、病毒、细菌内毒素和大部分有机物等杂质。
反渗透膜的主要分离对象是溶液中的离子范围，无需化学品即可有效脱除水中盐份，系统除盐率一般为98%以上。
所以反渗透是最先进的也是最节能、环保的一种脱盐方式，也已成为了主流的脱盐工艺。
反渗透装臵主要由保安滤器、高压泵、反渗透膜元件、压力管及冲洗泵组成。
保安滤器、冲洗泵选用国产设备，高压泵、反渗透膜元件、压力管选用进口设备。
一、针对有机物含量高
为防止水中微粒进入反渗透膜组件，进一步减少有机物、胶体对反渗透膜元件的影响设臵保安滤器。
配臵3台不锈钢保安滤器，保安滤器的内装46支40"长，5[Im的聚丙稀微孔滤器，每台出力为80nVh。
当滤器进出口压差在1kg/cm2时需更换滤器，滤器结构满足快速更换滤芯的要求。
采用反渗透定时冲洗工艺。
反渗透运行时，膜表面的污染沉积是缓慢积累的。
因而当膜表面污染严重时再采用化学清洗的方法清洗膜元件是消极的。
应在运行中定时（24小时左右）冲洗膜元件（3分钟左右），流量为50m3/h,这样可以减少膜的污染。
在有机物影响较厉害的情况下应更频繁的冲洗反渗透。
采用反渗透产水作反渗透冲洗液，效果更好。
采用美国DOW公司FILMTECBW30-365F耐污染反渗透膜元件。
该膜表面光滑、均匀、流道最宽，污染物不易沉积更易冲走，物理耐污染性能突出。
而且适用pH范围宽，更耐强力清洗，性能恢复强。
4、EMO£合菌微生物污水处理技术
我公司结合国内外的工程经验和实际情况，根据该废水的特点。
采用我
公司技术EMC复合菌微生物污水处理技术处理该废水。
我公司经过长期研究并总结大量的废水处理经验，结合国外经验和技术，开发了高效复合菌微生物水处理技术即EMC复合菌微生物废水处理技术。
EMC复合菌微生物污水处理技术具有的特性如下：
〃高效微生物仅需一次添加，无需补加驯化和复壮。
〃高效微生物菌群本身无毒性。
〃消除CODBOD氨氮、硫化物、磷等污染速度快且强。
〃分解有机物能力强，故能除臭。
〃污泥产生量少，去除每公斤的COD剩余污泥约0.02公斤，污泥紧密度高，稳定性高。
〃在高氯离子、硫酸根离子及高氨氮环境下还能正常工作。
〃利用载体种植，使污水中油水分离。
〃可生物脱色。
〃污染物去除能力达95%以上
〃试车至成功，时间甚短。
EMC复合菌微生物群是由产气杆菌属、假单孢菌属、硫杆菌属、发光杆菌
属等多种类型微生物组成的群体，能够自行产生酶系。
微生物将水中的有机物摄食后，经过一系列的生化反应，把有机物分解。
一部分有机物被转化为细胞自身的一部分；一部分有机物被分解成二氧化碳和水及许多对水质没有影响的小分子。
利用多种不同的菌群，分解不同的有机物，使处理装臵内的菌群互相依赖而形成特殊的分解链。
这些微生物正常的生命活动就是进行污水处理的原理。
目前，EMOg合菌微生物废水处理技术应用领域主要为：
石油化工废水；有机合成废水；焦化废水；制药废水；发酵废水；啤酒废水；印染废水；味精废水；造纸废水；制革废水；淀粉废水；电镀废水；放射性废水；冶炼废水；纺织废水；化纤废水；养殖业废水；畜牧业废水；生活污水等，与传统的活性污泥法相比有许多优点。
第三节工艺流程说明
1、工艺流程
本方案设计焦化废水生化处理采用：
物化除油+A2O2生化脱氮处理工艺，经物化去除的焦油。
A2O2生化脱氮处理工艺可有效去除水中氨氮，并且对水中CODBOD酚、氰化物、硫化物和残留焦油具有很高的去除效率，使出水达到要求。
污水经生化处理后，不能达到回用要求，需进行深度处理。
设计深度处理
采用：
过滤保护+FU超滤+吸附，生化处理出水经机械过滤器、全自动过滤器过滤去除水中悬浮物质，使悬浮颗粒粒径小于30冋利用中空纤维超滤过滤，去除水中溶解性生物酶及大分子有机物，降低水中COD经吸附过滤器在柱形活性炭滤料的吸附作用下，去除水中小分子有机物，使出水COD达到50mg/L
以下。
达到道路喷洒、绿化、冲厕的中水回用要求。
污水脱盐处理采用：
RC反渗透处理工艺，经RC反渗透处理后，水中含盐量达到循环冷却水回用水的要求。
由于目前系统进水含盐量不清，污水处理系统运行过程中需加入碱、絮凝剂等大量盐类物质，因此，本着有效、经济的原则，建议RO反渗透脱盐系统设计时做出预留，待污水站建成，出水稳定，经详细测定后，再确定建设。
1、工艺流程及水平衡图：
排油1
工业污水
3
50m3/
h
150m3/h1I
消泡水
5m3/h
:
厌氧池
好氧池
155m/h
回流
3
100m3/h
过滤液
污泥脱水机
污泥外运
反洗给水5m3/h
浓水25m3/h
栅渣外运
生活污水
3
50m3/h
鼓风机
中间沉淀池
55m3/h]
5m/h
水
|3
75m3/h
50m/h
格栅
册池•
集水池
3
40m3/h
上清液
污泥浓缩池
反洗排水
40m3/h
5m3/h
缺氧池
—3-1
90m3/
345m3/h
二级好氧池
消泡水5m3/h
沉淀池
150m3/h
150m3/h
清水池
3
140m3/h
机械过滤器-
140m3/h
r5
自清洗过滤器
5m3/h
3/h
5m/h
UF超滤
3
350m3/h
回流
3
200m3/h
污泥回流池
5m3/h
5m3/h
^■<1
反洗给水
25m3/h浓盐水
」煤厂降尘
，」
浓
化学清洗水
水'
RO水池
15m3/h
浓水
化学清洗水
反洗排水
5m3/h
3
110m3/h
■
110m/h
-—吸附过滤器
1
3
105m3/h
L
1
180m3/h|
1
1
超滤水池
RO反渗透
反洗给水
纯水池
杂用水水质标准回用
反洗给水
5m3/h
脱盐水
回用冷却循环水
焦化废水处理工艺流程图
3
125m/h
一级标准
回用
2、工艺简述
工厂产生的工业污水经调节池调节、均衡污水水质、水量，用提升泵送入隔油池，除去水中轻油、重油。
隔油池出水自流进入气浮装臵，除去水中残留矿物质油，收集的轻、重油分别送入轻、重油池收集后，定期抽送至厂内焦油回收设备回收或掺入锅炉房煤中焚烧。
气浮池出水自流进入厌氧池，水中苯、苯酚等苯环系类难于好氧生物降解的有机物质，在高效微生物的分解作用下，破环分解成直链有机物、CO2和水，氰化物、硫化物等在微生物的作用下，有效分解去除。
污水经过好氧池中硝化细菌的硝化作用，将水中的氨氮分解转化成NON和NON。
好氧池出水部分回流至厌氧池，利用厌氧池进水CODBOD在厌氧池内反硝化菌的作用下，进行反硝化脱氮反应，使水中的NO3-N和NO2-N转化成氮气。
好氧池出水与集水池收集的生活污水混合进入缺氧池，在缺氧池中微生物的反硝化作用下，将水中的NO3-N和NO2-N分解成氮气释放，生活污水中的BOD做为缺氧池反硝化反应的碳源补充，使水中的氨氮达到排放要求。
污水中残留有机物质在二级好氧池中的高效好氧微生物作用下，分解成CO和HO,有效去除水中CODBOD使出水各项指标达到环保要求。
A2Cf工艺对氨氮具有很高的去除效率，是国内外普遍采用的先进的高效生物脱氮技术。
根据设计要求，出水达到50mg/L以下，需进行深度处理。
目前污水深度处理在生活污水中水回用方面应用已较为普遍，并取得很好的效果。
污水零排放，冷却循环水脱盐处理在火力发电厂已普遍应用，但在工业废水，尤其焦化废水的深度处理方面应用较少。
主要难点在于工业生产污水排放的水质水量不稳定，水质变化较大，污染物成分复杂。
所以，如何保证生化处理后污水的水质能够稳定进入深度处理系统是深度处理系统运行稳定的关键。
该项目深度处理系统首先将清水池内生化处理后污水经提升泵将污水送至机械过滤器，过滤去除水中大颗粒悬浮物杂质，自清洗过滤器将水中悬浮物粒径处理到10微米，利用UF超滤系统去除水中生物酶等大分子有机物，降低水中CODUF超滤出水经超滤水池
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