太原钢铁焦化废水处理系统改造方案Word文档格式.docx
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（3）《砌体结构设计规范》GB50003-2001
（4）《通用用电设备配电设计规范》GB50055-93
（5）《电力工程电缆设计规范》GB50217-94
2工程规模及处理水质
2.1设计规模及水质
2.2.1设计规模
依照太钢焦化实际废水量，本工程设计规模为100m3/h。
2.2.2设计水质
依照业主提供的资料，设计进入废水处理站的原水水质为：
项目
指标
pH
6～9
温度
30～40℃
CODCr
≤1500mg/l
NH3-N
≤150mg/l
油
≤20mg/l
SS
≤100mg/l
氰化物
≤10mg/l
酚
≤250mg/l
2.2排放要求
依照业要紧求，出水应达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）中的一级排放标准，具体如下：
单位：
mg/l（除pH）
HCN
挥发酚
出水水质
≤15
≤100
≤70
≤0.5
≤5
3污水处理站设计
3.1工艺流程
本项目污水治理工艺选择在满足处理能力和水质要求的前提下，结合本工程的特点，采纳以下原则：
（1）采纳先进高效、经济合理的污水处理工艺，在去除有机污染物的同时，满足脱氮的要求。
（2）采纳流程简洁、运行治理方便的处理工艺。
（3）能耐一定水量与水质的冲击负荷。
（4）运行安全可靠，操作简单方便，调剂灵活。
（5）降低污泥产量，简化污泥的后处理。
（6）本工程为改造工程，尽量利用原有设施。
3.2工艺流程的选择
依照本项目的进出水水质，确定采纳HSBEMBM®
环境治理微生物技术，利用现有A2/O工艺，增加MBR膜系统。
使太钢焦化废水处理达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）中一级排放要求。
vHSBEMBM®
环境治理微生物技术
环境治理微生物技术是一种基于固定化细胞技术为核心的生物流化态工艺。
（1）原理概况
环境治理微生物技术载体吸附了高效微生物和污染物在池内呈流化状态，使固（生物膜）、液（废水）、气（空气）3相之间得到充分接触，颗粒之间剧烈碰撞，生物膜表面不断更新，微生物始终处于生长旺盛时期。
该技术能使床内保持高浓度的生物量，传质效率极高，从而使废水的基质降解速度快，水力停留时刻短，耐冲击负荷能力强。
菌群，是多属多种的环境微生物由固定化细胞技术制成的微生物制剂；
由活性炭作为载体，可依不同水质特性加以调配和固定化细胞技术选育后的硝化杆菌（镜相照片）
驯化，在生化池各处理段中，依照各段生化系统功能和作用污染物含量及特点不同，通过一段时刻的适应驯化，针对系统中不同的污染物能够形成不同的高效的污染降解生物链。
通过驯化处理后的HSBEMBM®
菌群能够耐受专门高的污染物浓度，抗冲击能力强。
微生物菌群，通过专门驯化及强化，其特性如下：
a.菌群本身无毒性、无致病性、可不能造成二次污染；
b.去除CODCr、BOD5速度快、能力强；
c.去除NH3-N及难降解有机物的能力专门；
d.污泥沉降性能佳、紧密度高，稳固性好、污泥产量少；
e.生物制剂一次投加，无需补充，运行成本低廉，故障率低；
f.对pH值适应性强，6～9范畴都能保持良好的处理效率。
（2）HSBEMBM®
采纳固定化细胞技术处理氨氮废水
焦化废水中COD、酚、氰和氨氮浓度比较高，实践说明传统工艺通常要加大量的稀释水，系统才能良好运行。
微生物去除氨氮需通过好氧硝化、兼氧（缺氧）反硝化两个时期。
硝化菌、脱氮菌的增殖速度慢，要想提高去除率，必须要较长的停留时刻和较高的细菌浓度。
在低温、低pH值的条件下，固定化细胞能够保留比未包埋细胞更高的脱氮活性，在固定化载体中能够增殖。
固定化细胞技术在处理氨氮废水中的要紧优势在于可通过高浓度的固定细胞，提高硝化和反硝化速度，同时还能够使在反硝化过程低温时易失活的反硝化菌保持较高的活性。
经对同类型废水的实际运行，得出如下结论：
①脱氮是HSBEMBM®
环境治理微生物技术的一个重要特点，要实现理想的脱氮成效，硝化反应完全与否是关键。
菌群来源广泛，通过专门驯化及强化具有极佳的硝化能力，HSBEMBM®
制剂中硝化菌的反应速率，能够比常规活性污泥法提高50％～200％左右，而常规的活性污泥法硝化菌的活性较差，抗氨氮负荷的能力较差。
微生物制剂大大提高了系统的抗冲击能力同时也减少了反应器的体积，减少投资成本及运行费用。
环境治理微生物技术在脱除氨氮反应的硝化过程中成效明显，废水经处理后NH3-N含量可降至5mg/l以下。
②HSBEMBM®
环境治理微生物处理技术由于具有完整的分解链，底物分解完全，产泥量少，只及常规活性污泥法的1/10以下，如此大大减少污泥产量，减少污泥处置的费用。
同时能够大大增加污泥的泥龄，使优势菌群在系统得以充分积存，提高系统的处理能力。
（3）新型脱氮工艺
脱氮是污水中的含氮有机物被异养微生物氧化分解，转化为氨氮；
然后再由硝化细菌将其转化为NO2-和NO3-；
最后由反硝化细菌把NO2-和NO3-转化为N2，从而达到最终完全脱氮的目的。
基于固定化细胞技术生物流化态微生物技术能够在实施传统脱氮的基础上还能够实现“短程硝化反硝化脱氮”，“同时硝化反硝化脱氮”，“好氧反硝化”，“厌氧氨氧化”等新型脱氮途径。
“短程硝化反硝化脱氮”工艺则是把氨氮氧化操纵在NO2-时期，然后进行反硝化：
“短程硝化反硝化脱氮”工艺能够节约硝化曝气量、硝化碳源和反硝化反应器容积。
“同时硝化反硝化脱氮”工艺在同一个反应器中同时实现硝化和反硝化。
它能使异养硝化和好氧反硝化同时进行，从而实现低碳源条件下的高效脱氮。
兼性厌氧反硝化菌能够使用硝酸盐和亚硝酸盐作为最终电子受体实现“好氧反硝化”。
厌氧氨氧化：
氨也能够作为反硝化的无机物电子供体。
目前我们在工程实践中发觉Nitrosomonaseutropha（亚硝化单胞菌）能够进行这种生物化学反应。
在反硝化流化态反应器中，氨和硝酸盐同时消逝
5NH4++3NO3-→4N2+9H2O+2H+
G0′＝-297kJ/molNH4+
那个厌氧氨氧化过程的总反应是产能的，在理论上能够提供能量供微生物生长。
亚硝酸盐是最合适的电子受体：
NH4++NO2-→N2+2H2O
G0′＝-358kJ/molNH4+
四种新型脱氮途径的实现，能够以较低的成本来大幅度提高生物脱氮效率。
本设计专门举荐的HSBEMBM®
环境治理微生物技术是一项先进的高浓度废水生化处理技术。
本工艺进行污水处理时不需要对原水采取稀释措施；
本工艺产生的生物剩余污泥量极少，无化学污泥产生，对生产运行带来较大便利，可不能对环境造成二次污染；
本工艺碱及磷盐的投加量比传统工艺大大减少。
环境治理微生物技术的特点比较见下表：
特点/优点
1
微生物系统
含有大量硝化菌和亚硝化菌种群，脱氮成效十分显著；
微生物种群量多，耐高浓度氨氮冲击，表现型生物变异不明显；
系统复原快，脱氮功能不易退化；
容易诱导短程硝化反应和好氧反硝化反应，降低耗碱量；
污泥负荷比活性污泥法高，剩余污泥产出量极少；
菌群一次性投放不不加，本身无毒性、无致病性、可不能造成二次污染；
2
活性炭为微生物载体
使每一滴污水中的污染物与微生物充分接触，优于挂膜法，与沸腾床法相似；
无需挂填料，节约投资和运行费用;
活性炭作为载体，延长污染物与微生物进行能量交换的时刻，泥龄比活性污泥法长；
与活性污泥法相比，生物泥沉降性能优越，可减少沉淀池容积（表面负荷大）；
一次性与微生物共同投放，不补加；
具有脱色、除臭功能；
3
操作方便
操作人员监控O/A/O系统运行的方法易学；
操纵参数简单、快速；
4
处理达标率高
COD、氨氮等要紧考核指标达标稳固，出水稳固达标；
5
运行成本低
水电气、药剂消耗量少；
6
保驾运行
服务优良、能够提供长时刻保驾运行；
【宁钢公司案例】
宁波钢铁焦化厂主厂区焦化废水要紧为蒸氨废水和酚氰废水，由中冶焦耐工程技术以A2-O流程设计，业主施工，设计标准为《污水综合排放标准》（GB8978-1996）的二级标准，2004年建成。
我公司于2007年2月采纳HSBEMBM®
环境治理微生物对该废水处理系统进行改造调试，要紧进水指标COD：
4500mg/l、NH3-N：
200mg/l。
于同年9月通过环保验收。
出水平均指标：
COD：
118mg/l、NH3-N：
2mg/l，酚：
0.38mg/l，CN-：
0.41mg/l，油：
2.6mg/l，达到和优于设计标准。
2007年10月我公司开始承担该设施运营治理工作。
3.3工艺设计
3.3.1工艺流程：
改造后工艺流程框图见图3.3.1：
图3.3.1：
工艺流程框图
工艺流程说明：
厌氧池、缺氧池和好氧池中投加HSBEMBM®
微生物制剂。
废水进入调剂池进行均质、均量；
事故时入事故池。
均化后泵入除油池物理除油，除油池出水自流入气浮池。
气浮出水自流入厌氧吸水井，然后泵入厌氧池。
厌氧池出水自流入回流吸水井后泵入缺氧池，缺氧池用潜水搅拌，好氧采纳鼓风曝气。
好氧池后端增加膜组件,MBR出水直截了当进入处理后吸水井以备回用。
好氧池出水自流入二沉池，二沉池出水自流入回流吸水井，二沉池污泥回流至缺氧池。
3.3.2改造方案说明
本改造方案不拆除现有的构（建）筑物，尽量利用原有设施。
改造内容为：
①在厌氧池、缺氧池、好氧池中投加HSBEMBM®
②缺氧池移除填料，增加潜水搅拌机。
好氧池后段增加MBR膜系统，MBR出水直截了当进入后处理吸水井。
二沉池污泥回流至缺氧池。
③其他功能单元均利旧。
3.3.3构（建）筑物
要紧构建筑物均利旧，不拆除，不新建。
3.3.4要紧工艺设备
序号
设备名称
技术要求
单位
数量
备注
气浮系统
套
1
利旧
离心泵（调剂池）
Q=100m3/h
台
2
利旧、1用1备
离心泵（事故池）
Q=15m3/h
离心泵（厌氧吸水井）
Q=100m3/h
离心泵（缺氧吸水井）
Q=300m3/h
7
离心泵（污泥回流）
8
潜水搅拌机（缺氧池）
N=11kw
新增
9
离心泵（硝化回流）
Q=200m3/h
10
MBR膜系统
新增，详见后述
11
离心泵（排水及反冲洗）
13
污泥浓缩脱水系统
14
供风系统
18
加碱系统
19
加药系统
1
注：
上表中各参数为最低要求，因为是改造工程，可依照现有设备选择满足技术要求的设备。
3.3.5MBR膜系统
膜-生物反应器（MembraneBioreactor,MBR）技术,是一种新型高效的污水处理工艺，它用膜组件代替二沉池，大大提高了系统固液分离的能力。
MBR技术是膜分离技术与生物技术有机结合的新型废水处理技术。
它利用膜分离组件将生化反应池中的活性污泥和大分子有机物截留住，省掉二沉池。
具有出水悬浮物少、出水稳固、易实现自动操纵等优点。
MRB的工艺过程如下：
整套MBR系统包括：
MBR膜片、膜架、自吸泵、流量计、反冲泵、电磁阀、自控系统、集水管、快装接头、总集水管、负压表、压力表、手动阀门、手动球阀、膜离线清洗系统等。
产品名称
规格
MBR膜片
3600片
MBR-Ⅱ
集水管
900套
∮25UPVC管
膜架
30套
3.45×
0.8×
2.85（长×
宽×
高）
膜片卡槽
4230米
6050
快装接头
1800只
流量计
30支
电动球阀
45支
手动阀门
135支
铜球阀
900支
负压表
压力表
15支
总集水管
30根
3.45米/根，镀锌
自控系统
2套
自吸泵
30台（15用15备）
40ZX10-40
反冲泵
15台
WBD70-075
膜离线清洗系统
MBR清洗池
6只
4×
1.5×
3.5
清洗泵
4台
检测泵
中间水箱
电控
3.4改造过程及保产措施
本项目改造要紧内容为：
缺氧池移除填料并增加装潜水搅拌机；
好氧池增加MBR膜系统；
硝化回流管接至缺氧池等，具体步骤如下：
1、厌氧池投加适量HSBEMBM®
微生物制剂，复原厌氧池功能。
约30天。
2、将1﹟缺氧池及1﹟好氧池泥水用泵抽入2﹟缺氧池和2#好氧池，现在系统变为单系列运行。
稀释水及生物酶投加量不变，都加入2#系列。
约7天。
3、移除1﹟缺氧池填料，安装潜水搅拌机。
1﹟好氧池出水端安装MBR膜系统，MBR膜系统出水直截了当进后处理吸水井。
后处理吸水井出水同时作为MBR膜反冲洗水。
好氧池加装消泡喷头。
二沉池出水至反应池管道关闭，污泥回流管延伸接至缺氧池。
1#好氧池中投加HSBEMBM®
微生物制剂，进行生化调试。
约95天。
4、1#系列调试完毕后，将进水切换至1#系列。
停止添加稀释水和生物酶。
2#系列停止进水，同1#系列进行改造。
约100天。
3.5改造后的优势
1、稀释水及消泡水大幅减少。
改造前稀释水量在90m³
/h左右（即1：
1稀释），改造后稀释水全部去除，仅用少量消泡水（焦化废水含有大量表面活性物质，产生泡沫不可幸免，必须用消泡水压制）。
采纳高压雾化喷头，整套系统消泡水量操纵在15m³
/h左右，因此节约了稀释水量90-15=75m³
/h。
由于不采纳稀释水，系统运行中总水量大大减少，泵的使用会减少，原先2用1备的可改为1用1备等，生产用电也相应降低。
2、HSBEMBM®
环境治理微生物技术因其对高浓度污染物良好的耐受能力及降解处理能力，依照众多同类工程项目稳固运行体会，本技术不需投加任何增强微生物活性的药剂（如生物酶），大大节约了废水处理系统运行成本，带来显著的经济效益。
3、依照系统现有构筑物条件，改造完成后，系统可运行更高的负荷（依照核算，处理负荷能够达到目前实际进水负荷的2倍）。
这将带来以下三项优势：
①系统能够逐步调整至单系列运行，从而能够降低日常运行电量消耗与药剂消耗，且更便于日常治理；
②当两系列全开时，在目前进水量下，我们能够接纳更高浓度污染物的生产废水，这将给蒸氨系统消减运行费用（如减少蒸氨系统药剂消耗，提高蒸氨出水污染物浓度）带来庞大空间；
③当两系列全开时，坚持目前蒸氨成效水平下，我们能够接纳更多的进水量，这将为焦化厂增容扩产提供空间。
4、采纳MBR膜系统，后段不需加药。
出水悬浮物和色度专门低，如出水送往回用水深度处理中心，则减轻深度处理预处理的压力。
3.6复原现有系统预案说明
应业主方要求，应有改造后复原现有系统的预案。
第一，在改造过程中，我们对现有构筑物没有改动。
改造最大的地点是清除现有缺氧池填料，在缺氧池中混合液搅拌反硝化成效优于填料。
关于管道改造方面，我们只是对现有管道进行延伸、加装阀门，且改造量专门小。
若需复原至现有工艺操作方式，只要切换相关阀门即可，生物酶及稀释水添加设施不作改动，仅是停止使用，若要复原也仅需重新启用即可。
依照多个同类工程实践，我们采纳的HSBEMBM®
微生物制剂，其去除污染物的能力明显高于现有一般活性污泥。
且现有活性污泥泵入污泥浓缩池浓缩，在需要重新使用时只需泵回生化池即可。
经上分析，改造后生化系统复原至原有状态简单易行。
4投资估算
改造投资估算见下表：
工程或费用名称
费用（万元）
101
池体清理
28
102
新增工艺设备
103
260
104
管道改造
16
105
工艺材料
300
106
设计
15
107
调试及技术服务
80
108
专利使用费
30
109
税金
31
110
不可预见费
20
总计
794
估算说明：
（1）本估算依照业主方提供的资料运算，以废水站现有一切设施都能够正常使用为前提。
（2）本估算不包含好氧池曝气系统的更换，如好氧池现有曝气系统不能正常使用，则总投资需增加更换好氧池曝气系统的费用。
（3）本估算不包括水、电增容费、保产及调试期间药剂费。
化验室依靠原设施，不新增设备。
本报价不包含改造不需要的原污泥系统、原设备材料管线、原池内填料等清理后的运输、处置等费用。
5运行成本分析
改造前后运行成本分析见下表：
项目名称
吨水运行费用（元/m3原废水）
改造前
改造后
电
3.3
2.8
新水
1.5
0.23
碱
0.8
0.61
磷盐
0.35
0.03
生物酶
0.59
合计
8.95
4.26
从上表分析能够看出：
采纳HSBEMBM®
环境治理微生物技术进行系统改造后：
（1）新水用量大幅减少，系统出水总量也大幅减少；
（2）药剂用量也减少，由于药剂投加带入的离子数量也相应减少，减轻了出水进行深度处理的压力；
（3）由于不使用稀释水，系统电耗也相应减少；
（4）MBR膜系统运行费用包含运行电费、离线清洗费用等MBR系统运行所产生的所有费用。
6经济效益分析
本改造工程共投资794万元。
吨水（原水）运行成本改造前为8.95元，改造后为4.26元。
系统正常运行按进水量90m3/h，年运行时刻365天运算可得：
（1）工程改造投资794万元，在改造完成后26个月内全部收回。
（2）MBR膜的使用周期平均为3年，在第一次安装完成后更换简单，更换费用仅为第一次安装的85%，即本工程进行MBR膜更换费用为221万元。
（3）综上，在系统改造完成后1～3年，在已收回工程投资的情形下，共减少运行费用308万元，吨水运行成本平均降低1.30元/m3。
在系统改造完成3年之后，在收回MBR膜更换费用的情形下，每年减少运行费用296万元，吨水运行成本平均降低3.76元/m3。
7运营治理O&
M
污染治理设施专业运营治理能够解决污染排放企业因缺乏环境工程的专业技术和治理人员，而导致的污染设施运行不正常、治理不到位所产生的环保责任问题。
污染治理设施运行治理的过程中需要专业技术人员对设施运行的稳固性、安全性负责，强调专业化治理，因此对设施工艺的认识水平、治理人员的技术素养都有较高要求；
我公司在长期实践中培养了一支专业化强、业务水平高的技术治理队伍，形成了一套现场运行治理体系，并已获得业主的认可。
我公司关于已建成的污染治理设施进行专业运营治理，为用户提供安全高效的设施爱护、治理、培训工作，保证出水达标，转移客户的环保压力与责任。
我公司污染治理设施运营治理能力已在与宁波钢铁、湘潭钢铁有限责任公司的运营治理服务实践中得到验证。
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