某化工污水处理站的工艺设计文档格式.docx
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起讫日期
工作内容
备注
1周（10月26日前）
2-3周（11月17日前）
4-5周（11月30日前）
6-8周（12月21日前）
9-11周（1月22日前）
12周（2月1日前）
确定毕业设计题目、完成任务书
文献搜集和资料整理
完成文献综述
设计计算
绘图
成果整理，完成毕业设计说明书或论文，毕业答辩
摘要
某化工企业地处江苏省XXXX县沿海化工园区，企业十分注重环保工作，废水治理工作一直是公司上层领导重视的问题，同时为了响应国家环保政策，保护环境体现社会责任感决定新建污水处理设施。
本工程设计就是针对企业原有污水处理的基础上进行的二期设计。
污水处理工艺的选择应根据进出水水质、处理程度要求、用地面积和工程规模等诸多因素综合考虑。
本期设计规模为500m3/d，进水主要为车间生产的化工工艺污水，出水水质执行《污水综合排放标准》（GB8978-1996）。
处理工艺采用UASB+A+O工艺。
关键词：
化工企业，污水处理，化工工艺污水，AO工艺
ABSTRACT
ChemicalCo.Ltdislocatedinthecoastal
chemicalindustryparkin
BinhaiCounty,
JiangsuProvince,
thecompanyattachesgreatimportanceto
environmentalprotectionwork,
thewastewatertreatment
hasbeen
topcompanymanagers
payattentiontotheproblem,
atthesametime,
inresponseto
thenationalenvironmentalpolicy,
Protectenvironment
embodiesthe
socialresponsibility
decidedtobuild
sewagetreatmentfacilities.
Asthecountry'
sgrowingemphasisonenvironmentalprotection
and
people'
senvironmentalawareness
raising,
resolvingthewastewater
isdirectlyrelatedtothesurvivalanddevelopmentofenterprises,
improvewater
environmentprotectionof
surroundingwaterenvironment,
doagoodjobin
wastewaterconstructioncompany
isverynecessary.
Thisproject
isdesignedfor
enterpriseoftheoriginal
sewagetreatment
onthebasisofthe
two
stage
design.
Thechoiceofwastewatertreatmentprocessshouldbebasedonthe
waterquality,
thedegreeoftreatment
requirements,landareaandthe
projectscale
andmanyother
factorsconsidered.
Thisperiod
thescaleofthedesignfor500m3/d,
theinfluent
wastewater
mainlyfor
chemicalprocess
workshopproduction,
waterquality
implementationof"
integratedwastewaterdischargestandard"
（GB8978-1996）.
ProcessusingUASB+A+O
process.
KEYWORDS:
municipalwastewater,step-feed,carbonsource,biologicalnitrogenandphosphorusremoval,modifiedA2/Oprocess
附录.....................................................................37
一、绪论
1．设计内容
某化工企业化工污水处理工艺设计。
2．污水处理厂工程内容
2.1工程规模
工程占地约70mX25m，规模为500m3/d。
2.2设计进水水质、水量
见表1-1
表1-1进水水质水量
2.3设计出水水质要求
园区目前执行的接管标准如表1-2
表1-2污水厂接管标准及排放标准一览表（单位：
mg/L）
水质参数
接管标准
排放标准
pH值
6～9
COD≤
500
80
SS≤
400
70
氨氮≤
50
15
总磷≤
2
0.5
石油类（mg/L）≤
20
5
盐分
5000
/
甲苯
0.1
氟化物
10
标准来源
其他执行污水处理厂接管标准
《化学工业主要水污染物排放标准》DB32/939-2006表2的中一级标准；
《污水综合排放标准》（GB8978-1996）表4中一级标准
3.生化处理工艺方案比较和选择
根据“雨污分流、清污分流、污污分流”的思想，考虑该公司排出的废水浓度高，污染因子又不尽相同。
对废水应分类收集、分质处理。
工艺废水及废气吸收水浓度较高，需要单独进行预处理，生活污水、地面冲洗水等浓度较低可直接进行生化处理，污水站设综合预处理、生化处理及末端把关工艺。
尽量选用成熟工艺。
3.1高甲苯、高盐废水部分
考虑生产项目中中的W1-2、W1-3、W1-4水量较小，但甲苯、盐分浓度（甲苯浓度3000mg/L，盐分100000mg/L）。
表1-3
表1-3甲苯废水一览表
甲苯废水
废水量
污染物
污染物产生量
m3/a
名称
浓度mg/L
产生量t/a
W1-2
466.876
COD
10456
4.882
3753
1.752
128195
59.851
W1-3
202.28
2847
0.576
1720
0.348
14248
2.882
W1-4
45.177
381
0.017
775
0.035
230338
10.406
合计
714.33
2.38t/d
7664
5.475
2989
2.135
102388
73.139
目前处理甲苯的常规方法有：
隔油气浮法、、吸附法、高级氧化法、生化处理法。
隔油气浮一般利用甲苯在水中溶解度较低从而与水实现分离。
用于高浓甲苯废水。
吸附法用于处理低浓度甲苯，目前，常用的吸附剂有活性炭纤维、沸石、颗粒活性炭、分子筛、、活性氧化铝、多孔粘土矿石硅胶和高聚物吸附树脂等。
高级氧化法，一般采用有效氧化剂将甲苯破坏，最终矿化为二氧化碳和水。
生物降解是指通过添加电子供体或受体来筛选、富集对某种化合物降解有效的微生物种群，以及通过几种基质的共代谢作用来达到降解污染物的目的。
在一定浓度内，甲苯可以充当微生物的碳源和能源，被微生物利用并完全降解或去毒性。
在生物降解时，微生物分解有机化合物，获得生长、繁殖所需的碳及能量。
考虑公司已在车间内对甲苯进行了回收预处理，虽然有几股甲苯废水含量较高，但是排到污水站的综合废水，甲苯浓度只有几十ppm，同时考虑到园区甲苯接管标准较低，因此，本方案对甲苯预采用“隔油+氧化+生化”的组合工艺处理。
同时几股含甲苯的废水盐分都比较高，但是企业产品为连续生产，这几股废水不会单独排放和其他废水等混合后盐分含量不超过3000mg/L，已达到接管标准及生化要求，因此本着经济性的原则，将这几股含甲苯的废水和其它工艺废水混在一起进污水站进行处理。
3.2高甲胺（氨氮）废水部分
车间生产项目W2-1里面甲胺浓度较高约6000mg/L，导致该水中氨氮浓度过高（2700mg/L）。
见表1-4
表1-4甲胺废水一览表
甲胺废水
W2-1
278.855
0.93t/d
21649
6.037
氨氮
2697
0.752
516
0.144
甲胺
5971
1.665
目前，国内外处理甲胺废水的方法，有
（1）汽提焚烧法，将甲胺类物质气提出后焚烧处理，该方法处理效率较高，在高浓甲胺废水处理中应用较多，但存在成本高，同时二次污染严重等问题；
（2）空气吹脱法：
：
二胺从液相向气相转移，其实就是污染的转移；
（3））萃取法：
工艺复杂，成本较高；
（4）汽提法：
处理原理与吹脱法相同。
逸出的二甲胺气可以回收，一般用于高浓度甲胺废水的处理；
（5）吸附法：
吸附效率比较低；
（6）化学法：
设备费和日常运转费相比较高；
（7）生物法：
甲胺浓度不高时，微生物可以利用甲胺作为氮源，通过硝化及反硝化完成脱氮作用。
考虑XXXX公司除了此甲胺废水氨氮较高外，其他废水中浓度较低，综合工艺废水氨氮含量约200mg/L，综合废水氨氮含量不高，因此本生化方案预采用A-O工艺完成对氨氮和甲胺的处理。
3.3含氟化物废水部分
生产项目因用到含氟物质为原料，虽然在生产过程中反应效率较高，且进行可部分含氟物质回收再利用，但排放废水中仍含有大量氟化物，该项目氟化物主要以氟苯类形势存在，只有有少量的无机氟离子存在，氟苯类经过芬顿氧化可被氧化为无机氟，混凝沉淀向废水中投加石灰和可溶性钙盐（硫酸钙、氯化钙等），使F-与Ca2+生成CaF2沉淀后去除，文献资料表明，当进水氟化物浓度为100mg/L时，出水氟化物浓度只有8mg/L。
考虑将此含氟废水与其它工艺废水混合后调节pH后先经芬顿氧化处理，然后进混凝沉淀，加氯化钙将氟化物去除。
表1-5氟化物废水一栏表
含氟废水
W2-2
1166.638
74306
86.689
567
0.662
TN
600
0.7
W2-3
1404.756
42626
59.879
874
1.227
137
0.192
8515
11.962
W2-7
776.303
42674
33.128
1687
1.31
3970
3.082
W2-8
250.093
69171
17.299
5198
1.3
12447
3.113
W2-9
1442.792
30701
44.295
1911
2.757
2744
3.959
5040.58
16.80t/d
41297
208.162
1234
6.221
4388
22.116
243
139
4.污水站主要处理工艺选择
4.1综合废水预处理工艺选择
进入污水站前端的预处理阶段的废水主要有车间工艺废水、废气吸收废水及其它低浓废水，成份比较复杂。
进入污水站的废水中会有少量甲苯，回收价值不大。
甲苯等油类物质在水中存在状态有三种：
悬浮状态、乳化状态、溶解状态，且因甲苯几乎不溶于水（0.52g/L），绝大部分甲苯静置后呈悬浮状态，因此选用隔油工艺。
在同时考虑车间预处理过程或各股废水混合过程可能产生少量悬浮物、沉渣，且大部分为可沉性COD。
从经济性和工艺的成熟可靠性出发，应在污水站的综合预处理前段设置格栅及隔油沉渣池。
经过污水预处理后的废水中的污染因子主要是溶解性有机物和胶体物质，各有机物浓度不高但成份复杂，目前对这种性质的废水的处理方法主要有化学混凝法、化学氧化法、铁碳微电解及芬顿法等。
化学混凝法作用对象主要是水中微小悬浮物和胶体物质，通过投加化学药剂产生的凝聚和絮凝作用，使胶体脱稳形成沉淀而去除。
混凝法不但可以去除废水中细小悬浮颗粒、胶体颗粒而且还能去除色度。
对某些可溶性好的有机、无机物质去除率低；
化学氧化法通常是以氧化剂对化工废水中的有机污染物进行氧化去除的方法。
常用的有空气氧化，氯氧化、臭氧化法、电化学氧化。
空气氧化因其氧化能力弱，主要用于含还原性较强物质的废水处理，Cl2是普通使用的氧化剂，主要用在含酚、含氰等有机废水的处理上，用臭氧处理废水，氧化能力强，无二次污染。
臭氧氧化法、氯氧化法，其水处理效果好，但是能耗大，成本高，不适合处理水量大和浓度相对低的化工废水；
电化学氧化法是在电解槽中，废水中的有机污染物在电极上由于发生氧化还原反应而去除，废水中污染物在电解槽的阳极失去电子被氧化外，水中的Cl-、OH-等也可在阳极放电而生成Cl2、氧而间接地氧化破坏污染物。
但电化学氧化仍存在能耗大、成本高，及存在副反应等问题。
铁碳微电解（亦称内电解）和常规电解法的主要区别是内电解工艺不需要外接电源。
铁和碳在废水中形成无数个微电池，铁是阳极，碳是阴极在酸性条件下发生电化学反应，但随着电化学反应的进行，pH值升高，酸度要求较高，且按照实际工程经验，铁碳塔容易堵塞。
对于芬顿法，由于过氧化氢价格很高以及单独使用时其氧化反应过程过于缓慢。
目前多利用投加催化剂的方法以促进氧化过程。
最常用的催化剂为FeSO4、Cu、Mn或天然酶等，或直接用Fenton试剂，它能使许多难生物降解及一般化学氧化法难以氧化的有机物氧化分解。
综合以上分析拟采用芬顿法+化学混凝法工艺，运用此方法降解复杂结构的有机物，提高难降解物质的生物降解性，经芬顿将有机氟变为无机氟，最后经化学混凝使其形成氟化钙沉淀去除。
因考虑场地有限，且挖掘沉淀池的潜力，在其中设置斜板，采用异向流斜板的形式，根据“浅层沉淀”理论，缩短停留时间、提高沉淀效果和节省占地面积。
根据实际工程经验，斜板上有积泥现象，为保证斜板沉淀池的正常稳定运行，考虑设置冲洗设施。
4.2综合废水生化处理工艺选择
经过前面综合预处理，物化处理的废水在进生化前应与生活污水、地面冲洗水等混合，调节水体的营养结构，以利于有机物的生化降解。
对于难降解有机污染物构成的废水生化处理，国内成功的工程案例多采用缺氧水解+好氧或厌氧+好氧，直接采用厌氧+好氧工艺对于XXXX公司难生物降解有机物，负荷过高，不够稳妥，且脱氮效果差（废水经预处理、物化处理后通过有机物分解出来的氨氮较高），只有10%-30%，同时结合我公司在废水处理工程实际经验，采用厌氧+缺氧+好氧处理工艺能有效、稳定处理水中的污染物。
4.2.1厌氧工艺
从20世纪60年代开始，随着能源危机的加剧，人们加强了利用厌氧消化过程处理有机废水的研究，相继出现了一批现代高速厌氧消化反应器，即所称的“第二代厌氧生物反应器”，如厌氧接触法、厌氧滤池（AF），上流式厌氧污泥池床（UASB）反应器、厌氧流化床（AFB）厌氧附着膜膨胀床反应器（AAFEB）等。
20世纪90年代后又出现了颗粒污泥膨胀床（EGSB）反应器和厌氧内循环（IC）反应器等新型厌氧生物处理装置，即所谓的“第三代厌氧生物反应器”。
比较以上各种工艺，目前各化工类企业采用UASB较多（如扬子石化公司），处理效果较高。
UASB反应器的主要特征：
①厌氧颗粒污泥沉速大可使反应器内维持较高的污泥质量浓度，小试UASB反应器内的平均污泥（MLVSS）质量浓度可达50g/L以上；
②容积负荷高，水力停留时间较短，使得反应器容积小；
③UASB反应器特别适合于处理高、中质量浓度的有机工业废水；
④UASB反应器集生物反应和三相分离于一体，结构紧凑，构造简单，操作运行方便；
⑤进水悬浮物质量浓度应小于5000mg/L。
4.2.2缺氧、好氧工艺
A/O工艺将缺氧段和好氧段串联在一起，在缺氧段异养菌将污水中的淀粉、纤维、碳水化合物等悬浮污染物和可溶性有机物水解为有机酸，使大分子有机物分解为小分子有机物，不溶性的有机物转化成可溶性有机物，当这些经缺氧水解的产物进入好氧池进行好氧处理时，可提高污水的可生化性，提高氧的效率；
在缺氧段异养菌将蛋白质、脂肪等污染物进行氨化（有机链上的N或氨基酸中的氨基）游离出氨（NH3、NH4+），在充足供氧条件下，自养菌的硝化作用将NH3-N（NH4+）氧化为NO3-，通过回流控制返回至A池，在缺氧条件下，异氧菌的反硝化作用将NO3-还原为分子态氮（N2）完成C、N、O在生态中的循环，实现污水的无害化处理。
因此根据生化处理工艺和XXXX公司经预处理、物化处理后的水质特点，结合我公司相关工程实际经验，采用UASB反应器+A+O池比较合适。
4.3综合废水深度处理工艺选择
较常用的深度处理工艺主要包括：
混凝、沉淀（澄清、气浮）、过滤及活性炭吸附、过滤等工艺单元；
其中过滤法填料易堵塞，且需要反冲洗；
活性炭吸附运行成本高，且解吸操作实际很难运行；
而采用混凝工艺，处理成本较低，且工艺成熟稳定、实际操作容易实现。
4.4污水处理方案流程
4.4.1处理工艺流程
污水站废水处理流程见图1-1
图1-1废水处理工艺流程图
4.4.2处理工艺说明
（1）进入污水站的工艺废水和废气吸收水首先经过细格栅，去除较大的悬浮物，避免其影响后续处理设备运行，废渣另行包装处置；
格栅栅条采用细格栅：
1.5mm～6mm，安装角度40°
～60°
（2）经过格栅的污水再进行隔油沉渣池处理，去除未被格栅截留的较小悬浮物和原水预处理阶段少量未被气浮收集的表面浮油（主要为甲苯等），废油回收处置，废渣则进入污泥池。
（3）在综合调节池安装曝气管网，使各股进入其中的污水均质均量，对池内的污水进行曝气。
（4）综合调节池中的废水泵入芬顿反应池，通过投加强氧化性的芬顿药剂，控制反应pH值4左右，芬顿药剂分解放出羟基自由基对其中的有机物进行断键、开环等反应，降解大部分有机物，以利于后续生化处理。
（5）经芬顿反应后的废水进入混凝反应池，池内设沉入式电极的pH值自控仪，自动投加NaOH溶液，调节pH值9.5～10.5（可调），然后投加CaCl2，主要利用Ca2+离子的高电荷进行快速混凝，接着再投加絮凝剂和助凝剂，经絮凝反应后，产生较大颗粒，悬浮物生成较大矾花；
氟化物则形成氟化钙沉淀。
（6）混凝反应后的泥水混合物自流入初沉池完成固液分离。
斜板孔径50mm，倾角60°
。
HRT=5～6h。
表面水力负荷约0.4～0.8m3/（m2·
h）。
（7）经泥水分离去除悬浮颗粒物后的上清液进入中间调节池，同时生活污水经化粪池、格栅预处理后也进入其中混合，进行均质均量，调整池中的营养结构，提高污水的可生化性。
并通过风机供氧，对池中污水预曝气，提高池中的DO。
（8）生化调节池出水泵入升流式厌氧污泥床（UASB反应器）。
通过底部布水管网使污水在整个底面积上均匀布水上升。
为加强反应器内的泥水混合效果，在外部增加污泥回流设备，使底部污泥抽至反应器中上部的布泥管网均匀下降，与底部均匀分布上升的污水充分接触。
本阶段的温度控制在中温阶段（30°
～35°
），设定COD容积负荷1.5～5.0kg/（m3·
d），HRT=58h。
但在培养初期，反应器内不能形成颗粒污泥，而主要是絮状污泥，这时容积负荷较低，因为过高的容积负荷将会使沉淀性能不好的絮状污泥大量流失，初期进水容积负荷（COD）应不超过1.5kg/（m3·
d）。
形成颗粒污泥后，沉速较大，可使反应器内维持较高污泥质量浓度，平均污泥（MLVSS）质量浓度可达50g/L,。
UASB反应器集生物反应器和三相分离与一体，三相分离器由沉淀区、集气室和气封组成，将沼气、微生物和处理后的污水进行分离。
经过UASB反应器处理后，绝大部分大分子有机物、难降解有机物已断键，提高了出水的可生化性。
（9）UASB反应器出水进入缺氧池（A池），通过缺氧系统的产酸菌的水解酸化作用，进一步将有机物降解为较简单结构的易降解的小分子有机物，使得缺氧池出水更易于被后段好氧菌降解，从而提高污水的BOD5/COD。
氮的反应主要以反硝化为主，硝酸氮和亚硝酸氮在反硝化菌的作用下，在缺氧状态下，利用回流泥水混合物中被硝化的硝酸盐和亚硝酸盐中的氧作为电子受体，以有机物（污水中的BOD）作为电子供体，将其还原为气态氮（N2）和氮氧化物。
缺氧池内DO控制0.2～0.5mg/L，HRT=26h,MLVSS约4～6g/L,容积负荷1～2kg/（m3·
（10）进入好氧池（O池）后，活性污泥中的细菌以异养型的原核细菌为主，它们通过一些细菌分泌的黏性物质，以菌胶团、活性污泥絮体的形式存在。
此时废水中残留污染物质为容易好氧生物降解的半径小、结构简单的小分子有机物质。
因此大部分余留的有机污染物质在此进行彻底为二氧化碳和水等无机物，同时获得合成新细胞所需的能量，另外一部分有机物质通过合成代谢，
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