石油化工含氰废水处理工艺及塔式生物滤池设备设计Word文件下载.docx

石油化工含氰废水处理工艺及塔式生物滤池设备设计Word文件下载.docx

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崔璞彦

课程设计题目：

含油废水含氰废水处理工艺及塔式生物滤池设计

课程设计内容：

（1）设计题目：

某石化工业废水厂处理水量为450m3/h，进水COD835mg/L，出水COD432mg/L。

进水BOD5482mg/L，出水BOD5229mg/L。

原水含油量平均120mg/L，出水含油量需达到30mg/L，工作温度为常温，设计温度取60℃，压力为-0.07-1.0MPa，设计压力取-0.1/1.3MPa。

试设计一塔式生物滤池以去除水中的氰类物质使出水达标排放。

（2）设计参数：

处理水量为450m3/h，进水COD835mg/L，出水COD432mg/L。

（3）内容：

塔式生物滤池的结构及特点；

设计计算书；

设计说明书；

图纸：

设备结构图1张，A2图纸。

设计指导教师（签字）：

教学基层组织负责人（签字）：

年月日

《石油加工过程所产生的废水》

------石油加工过程所产生的含氰废水的生物滤池处理技术

Oilbearingcyanidewastewaterproducedbyprocessingofbiologicalfilterprocessingtechnology

摘要：

石油化工废水组成复杂、浓度高、毒性强和难降解。

对环境危害大。

本文主要介绍石油化工所产生的含氰废水的生物处理技术，以化纤厂生物滤池法为例设计主要设备塔式生物滤池。

Abstract:

thepetrochemicalwastewatercompositioncomplex,highconcentrationandstrongtoxicity,andrefractory.Greatdamagetotheenvironment.Thispapermainlyintroducesthepetrochemicalindustryofthecontainingcyanidewastewaterbiologicaltreatmenttechnology,biologicalfilterthewaste-watermethod,forexampledesignmaintowerbiologicalfilterequipment.

关键词：

石油化工、含氰废水、生物处理、塔式生物滤池

Keywords:

petrochemicalbearingcyanidewastewaterbiologicaltreatmenttowerbiologicalfilter

前言:

石油化工工业是以石油或天然气为主要原料，通过裂解、精炼、分馏、重整、合成等不同的生产工艺过程、加工方法，生产各种石油产品、有机化工原料、化学纤维及化肥的工业，石油化工工业的工艺过程复杂，产品品种繁多，所用的化工原料也相对较多。

所以，石油化工工业废水成分也比较复杂，其生产过程中产生的废水是一种有机物污染浓度高，废水量大，成分复杂，而且水中污染物多为硫类、酚类、氰类、氯化物以及苯、金属盐类等有毒物。

在石油化工行业的废水治理工作中,含氰废水的处理是一项非常重要的内容。

第1部分概述

1.1石油废水简介

石油废水主要包括石油开采废水、炼油废水和石油化工废水三个方面。

油田开采出的原油在脱水处理过程中排出含油废水，这种废水中含有大量的溶解盐类，其具体成分与含油地层地质条件有关。

炼油厂排出的废水主要是含油废水、含硫废水和含碱废水。

含油废水是炼油厂含量最多的一种废水，主要含石油、一定量的酚、丙酮、芳烃等；

含硫废水具有强烈的恶臭，对设备具有腐蚀性；

含碱废水主要含氢氧化钠，并夹带大量的油和相当量的酚和硫，PH可达11-14。

而石油化工废水成分复杂，除含油外还可能含有某些中间产物，有时还含有氰化物。

1.2石油化工含氰废水

石油化工行业含氰废水主要来源于丙烯腈装置和化纤厂腈纶散纤维生产过程中的聚合车间、纺丝车间以及回收车间二效蒸发装置的排水、炼油厂催化裂化。

炼油厂的催化裂化装置每小时大约排放14t含40mg/L氰化物的废水。

由于这股水水量较小，与其它装置排水混合后，CN—浓度很低，不影响生化处理。

这股废水采用空气氧化法脱硫后进入炼油污水处理场。

化纤厂的含氰废水来自丙烯腈车间和抽丝车间。

丙烯腈生产中排放的粗乙腈水溶液（含CN—较高）进炉焚烧,其余废水和冷却水与抽丝车间排水混合后进行生化处理。

腈纶厂的含氰废水来自腈纶生产过程中的聚合车间、纺丝车间及回收车间,废水中主要NaSCN和丙烯腈。

腈纶污水采用德国林德公司的UNOX技术（纯氧曝气生化处理技术）进行处理。

1.3国内外含氰废水处理技术发展现状

目前,国内外含氰废水处理技术根据采用原理的不同,可以归于以下四大类:

物理法、化学法、物理化学法和生化法。

其中物理法是指酸化释放—碱液吸收法；

化学法主要包括各种化学氧化法（碱性氯化法、过氧化物法、臭氧氧化法、电化学氧化法以及湿式空气氧化法、焚烧法等）以及加压水解法、络合物沉淀法和多硫化物法等;

物理化学法包括离子交换法、液膜法、活性炭催化氧化法等；

生化法一般只用于低浓度含氰废水（CN—浓度小于几十mg/L）。

石油化工含氰废水的处理方法主要有酸化曝气-碱液吸收法、碱性氯化法、加压水解法、生物法和焚烧法。

其中主要以加压水解法、碱式氯化法和生物法应用最为广泛。

局部浓度高、毒性大并含有较多可燃性杂质的含氰废水，例如丙烯腈装置反应系统的废水，也采用直接焚烧法。

表1-1几种处理方法的比较和评价

项目

焚烧法

水解、生物法

水解法

生物法

适用范围

含CN-废水

关键设备

焚烧炉

水解塔

曝气池

浓缩罐

生物滤池

主要控制参数

炉温

PH

温度

压力

溶解氧

MLSS

污泥负荷

浓缩化

COD

CN-浓度

去除效果

良好

尚好

难

易

管理操作难易

尚易

存在问题

耗油量大

流程长

受气候影响易受冲击

投资，万元

60

40

895

56

成本，元/t

7.23

2.22

17.7

1.52

评价元/tAN

204

176.73

56.7

121.7

目前,国内外已开始研究采用固定化纽胞和酶制剂等技术处理高浓度含氰废水。

但这些技术在实际运用中推广还需较长时间。

当前,生化法（包括活性污泥法、塔式生物滤池、生物转盘、接触氧化池等）只用于低浓度含氰废水的处理。

石油化工含氰废水处理技术目前存在的问题主要有：

（1）、终排氨氮严重超标；

（2）、进水COD超标；

（3）、进水毒性物质含量较高。

完善和改进化工企业的含氰废水治理工作,应从以下三方面着手:

（1）、加强上游装置污染源管理,对高浓度和低浓度的含氰废水应分流处理；

（2）、完善装置内含氰废水的一级处理,对己有的治理设施要优化操作条件、提高处理效果,而且可以考虑引进活性炭催化氧化法、管道式反应器碱式水解法等技术经济方面较优越的治理技术；

（3）、应进一步提高含氰污水处理厂的处理功能,可以采用生物铁法、生物活性炭法等技术,提高活性污泥的浓度和活性,增强曝气池对CN-、COD的去除能力。

表1-2几种处理方法的主要原理及效果

方法名称

主要原理

适用范围及处理效果

酸化曝气-碱液吸收法

废水经调节、加热后投加硫酸，由发生塔顶部淋下，空气自塔底鼓入。

生成氰化氢气体。

再用氢氧化钠溶液吸收

2NaCN+H2SO4=2HCN+Na2SO4

HCN+NaOH=NaCN+H2O

生成氰化钠溶液，汇集至碱液池，循环吸收

发生塔底部分离水，再用碱性氯化法处理。

进水氰化物500-1500mg/L，出水氰化物为40-60mg/L。

发生塔效果与进水温度、水量、加酸量等因素有关，当氰化物含量900-1700mg/L时，淋水量2.5m3/h,加酸量4.5-5kg/m3

碱性氯化法

投加氯系氧化剂，使氰化物第一步氧化为氰酸盐，第二部氧化为CO2和水

CN-+Cl2=CNCl+Cl-

CNCl+2OH-=CNO-+Cl-+H2O

2CNO-+4OH-+3Cl2=2CO2+N2+6Cl-+2H2O

适用于含氰化物浓度较低的废水处理。

PH值控制特别重要，在第一阶段加碱，维持PH>

10的条件下加氯氧化，第二阶段加酸，在PH=7.5-8时，继续加氯氧化

加压水解法

在密闭的容器（水解塔）中加碱、加温、加压，使氰化物水解，生成无毒的有机酸盐和氨

HCN+2H2O=HCOOH+NH3

NaCN+2H2O=HCOONa+NH3

一般控制压力：

0.8-2.0MPa

温度：

160-180℃

对废水含氰浓度的适应范围较广。

既能处理游离的氰化物，又能处理络合氰化物，而且去除率较高。

操作简单，运转稳定。

但是对COD的去除率较低，工艺较复杂，成本较高

采用塔式生物滤池、生物转盘、表面加速曝气池、接触氧化池等

利用微生物降解

适用于处理含氰含量低的废水，否则进水先要稀释。

处理效果比较好，费用低。

进水含氰量为200-800mg/L，出水含氰量为20mg/L以下，COD相应降低，串联处理可以达标

在炉温800℃以上的焚烧炉内直接燃烧

适用于浓缩后废水的处理。

处理比较彻底。

但是能量消耗大，费用昂贵。

1.4设计目的及任务

1.本设计针对的是石油化工中典型非常规剧毒污染物含氰废水，将以化纤厂生物滤池法为例进行设计主要设备塔式生物滤池。

将高浓度的化纤含氰废水中的氰（150～350mg/L）降到10mg/L以下；

2.选用塔设备时要减少塔的体积，克服填料容易堵塞的弊病；

3.要妥善处理净化含氰废水时产生的有害气体和废渣，避免引起二次污染。

1.5设计意义

众所周知,极少量的氰化物就会使人、畜在很短的时间内中毒死亡。

氰化物亦能刺激皮肤并通过皮肤吸收,对生命构成威胁。

据有关资料[1]表明,以自由状态存在的CN-其致死剂量是0.5-3.5mg·

kg-1（体重）,美国环境保护署（USEPA）公布的对人体无影响的服用剂量是0.06mg·

kg-1（体重）。

CN-进入人体后便生成HCN,它的作用极为迅速,在含有很低浓度（0.005mg·

L-1）HCN空气中,很短时间内就会引起人头痛、不适、心悸等症状；

在高浓度（0.1mg·

L-1）HCN的空气中能使人在很短的时间内死亡；

在中等浓度时2-3min内就会出现初期症状,大多数情况下,在1h内死亡。

我国在污水综合排放标准（GB8978-2000）中明文规定了氰化物最高允许排放浓度。

该标准中,一、二级排放标准最高为0.5mg·

L-1,三级排放标准最高为1.0mg·