芬顿反应系统技术方案设计.docx

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芬顿反应系统技术方案设计

XXX处理改造项目FENTON系统

技术方

诸城市清泉环保工程有限公司

二0一四年七月

1工艺方案3

1.1项目概况3

1.2设计规范3

1.3设计原则3

2工艺描述4

2.1设计进出水参数.4

2.2废水处理系统工艺流程.4

2.3废水处理系统工艺描述.7

3设备描述及技术规格8

4运行成本11

4.1电力消耗11

4.2化学品消耗12

4.3综合运行成本经济分析.12

附件一设备一览表

附件二建构筑物一览表

1工艺方案

1.1项目概况

本设计方案的编制范围是湖南烟草XXX处理改造项目新增的FENTON系统，处理能力为1500m3/d。

内容包括处理各构筑物的设计计算、运行成本及投资估算。

1.2设计规范

1）

《污水综合排放标准》GB8978-1996

2）

《给水排水工程结构设计规范》

GB50069-2002

3）

《鼓风曝气系统设计规程》

CECS114∶2000

4）

《室外给水设计规范》

GBJ13-86（1997年版）

5）

《地表水环境质量标准》

GB3838-2002

6）

《建筑地基基础设计规范》

GB50007-2002

7）

《建筑抗震设计规范》

GB50011-2001

8）

《建筑结构荷载规范》

GB50009-2001

9）

《建筑结构可靠性设计统一标准》

GB50068-2001

10）

《供配电系统设计规范》

GB50052-95

11）

《低压配电设计规范》

GB50054-95

12）

《民用建筑照明设计标准》

GBJ133-90

13）

《工业与民用电力装置的接地设计规范》

GBJ65-83

14）

《工业企业照明设计标准》

GB50034-92

15）

《工业企业厂界噪声标准》

GB12348-90

16）

《混凝土结构设计规范》

GB50010-2002

17）

业主提供的废水水质、水量数据资料

1.3设计原则

本设计遵循如下原则进行工艺路线的选择及工艺参数的确定：

（1）采用成熟、合理、先进的处理工艺。

2）废水处理具有适当的安全系数，各工艺参数的选择略有富余。

3）在满足工艺要求的条件下，尽量减少建设投资，降低运行费用。

4）处理设施具有较高的运行效率，以较为稳定可靠的处理手段完成工艺要求。

5）处理设施应有利于调节、控制、运行操作。

6）在设计中采用耐腐蚀设备及材料，以延长设施的使用寿命。

7）总图设计应考虑符合环境保护要求；

8）工程竖向设计应结合周边实际情况提出雨水排放方式及流向；

9）管线设计应包括各专业所有管线，并满足工艺的要求；

10）所有设计应满足国家相关专业设计规范和标准；

11）所有设备的供应安装应满足国家相关专业施工及安装技术规范；

12）所有工程及设备安装的验收及资料应满足国家相关专业验收技术规范和标准

2工艺描述

2.1设计进出水参数

根据业主提供的相关资料，拟定Fenton处理系统进、出水设计参数如下表：

设计进、出水参数表

废水种类

水量（m3/D）（m3/h）

CODcr（mg/L）

BOD5（mg/L）

SS（mg/L）

进水

150062.5

500

300

400

出水

150062.5

100

30

30

2.2废水处理系统工艺流程

（1）原有处理系统工艺流程

本项目原有处理系统工艺流程如下页图所示：

原有处理系统工艺流程简述：

集水池泵提至微滤机，出水至提升井；提升井泵提至平流沉淀池、出水至调节池；调节池内同蒸汽、泵提至UASB反应池，出水至SBR池；SBR池自流至中间水池，泵提至气浮设备。

气浮设备处理后达标排放。

目前的次氯酸钠投加位置在中间水池。

剩余污泥以及斜板沉淀池、二沉池产生的污泥由污泥泵送至污泥池，污泥送至堆肥车间。

（2）新增FENTON系统工艺流程本项目拟定在二沉池出水增加一套FENTON系统，FENTON系统工艺流程如下图所示：

新增FENTON系统工艺流程简述：

在二沉池出水井用Fenton供料泵送至Fenton氧化塔，将废水中难以降解的污染物氧化降解，Fenton氧化塔出水自流至中和池，在中和池投加液碱，将废水中和至中性；中和池废水自流至脱气池中，通过鼓风搅拌，将废水中的少量气泡脱除；脱气池出水自流至混凝反应池中，在该池中投加絮凝剂PAM并进行充分反应，使废水中铁泥絮凝；混凝反应后的废水自流至终沉池，将其中的铁泥沉淀，上清液达标排放。

终沉池铁泥由污泥泵送至原污泥处理系统进行处理。

2.3废水处理系统工艺描述

（1）Fenton氧化塔

采用Fenton系统对废水进行深度氧化处理，该技术的主要原理是外加的H2O2氧化剂与Fe2+催化剂，即所谓的Fenton药剂,两者在适当的pH下会反应产生氢氧自由基（OH·），而氢氧自由基的高氧化能力与废水中的有机物反应，可分解氧化有机物，进而降低废水中生物难分解的COD。

Fenton氧化塔出水自流至中和池。

（2）中和池

在该池中投加液碱将废水中和至中性，使废水的出水pH达标。

该池通过鼓风机进行鼓风搅拌，以使中和反应充分进行。

中和池中废水自流入脱气池。

（3）脱气池中和池中废水自流入脱气池，该池通过鼓风机进行鼓风搅拌，废水在脱气池中脱除废水中的少量气体，废水经脱气后自流至混凝反应池中。

（4）混凝反应池

在该池中投加絮凝剂PAM，并通过鼓风机进行鼓风搅拌使混凝反应充分进行，以使铁泥在终沉池中取得良好的沉淀效果。

混凝反应池中废水自流至终沉池中。

（5）终沉池

该池设计为平流式，由于Fe3+本身就是非常好的混凝剂，所以在这个过程中除了将Fe（OH）3分离去除外，同时对色度、SS及胶体也具有非常好的去除功能。

终沉池出水可达标排放。

（6）化学品投加系统

污水处理的工艺流程中需要投加化学品主要是Fenton试剂、用于调节PH值的液碱和用于混凝反应的絮凝剂PAM。

AFenton试剂Fenton试剂为双氧水和硫酸亚铁。

双氧水投加浓度为27.5%，直接购买该浓度产品；设置双氧水加药系统一套，包括储罐1个、投加泵2个。

硫酸亚铁投加浓度为5%，直接购买该浓度产品；设置硫酸亚铁加药系统一套，包括储罐2个、投加泵2个。

B液碱

液碱投加浓度为30%，直接购买该浓度产品；设置液碱加药系统一套，包括储罐1个、投加泵2个。

（7）污泥处理系统终沉池沉淀的铁泥送至原有的污泥处理系统，经浓缩后送至带式压滤机，压滤脱水后泥饼（干度20%）外运处理。

3设备描述及技术规格

65min

1

（1）

Fenton氧化塔供料泵

型号

材质

数量

2

规格

Q=62.5m

功率

3kW

（2）

Fenton氧化塔

材质

水力停留时间数量配套设备循环泵

离心泵

普通材质

台，1用1备

3

3/h,H=12m

壳体：

碳钢防腐

布水系统：

ABS

固液分离系统：

PP

载体：

3000kg石英砂（~Ф0.5mm）

套

型号

离心泵

材质

过流部分：

不锈钢316L

数量

4

台，2用2备

规格

Q=50m

3/h,H=12m

功率

3kW

（3）中和脱气池

材质

碳钢防腐

数量

1

座

水力停留时间

43min

水面超高取

0.5m

有效容积

9m

3

配套设备

穿孔

管

2

组

（4）混凝反应池

材质

碳钢防腐

数量

1

座

水力停留时间

22min

水面超高取

0.5m

有效容积

4.5m

3

配套设备

穿孔

管

1

组

（5）终沉池

材质

碳钢防腐

数量

1

座

水力停留时间

3h

表面水力负荷

1.02m

32

3/（m2·h）

水面超高取

0.5m

配套设备

斜板

数量污泥泵型号材质

55m

数量

规格

功率

2

Q=10m

0.75kW

3

离心泵

壳体：

碳钢+防腐叶轮、泵轴：

不锈钢

台，1用1备

3

3/h,H=10m

6）H2O2加药系统

A双氧水溶解池

材质

数量

尺寸

B加药泵

型号

数量

规格

功率

1

1.0

2

Q

0.18kW

不锈钢304

只

×1.0×1.5m

计量泵

台，1用1备

＝1.5-90L/h，P=0.5MPa

（7）FeSO4加药系统

A硫酸亚铁溶解池

材质数量尺寸

B加药泵

型号数量规格功率

1

2.0

2

0.75kW

8）液碱加药系统

不锈钢304

座（分2格）

×2.0×1.5m

计量泵

台，1用1备

Q＝1.5-900L/h，P=0.5MPa

A液碱溶解池材质数量尺寸

B加药泵

型号数量规格功率

1

1.0

2

0.18kW

不锈钢304

只

×1.0×1.5m

计量泵

台，1用1备

Q＝1.5-90L/h，P=0.5MPa

（9）PAM加药系统（共用原有系统）

A加药泵

型号计量泵

数量

2台，1用1备

规格

Q＝1.5-90L/h，P=0.5MPa

功率

0.18kW

4运行成本

本废水深度处理的直接运行成本主要由以下两个方面构成：

电力消耗

化学品消耗

4.1电力消耗

配备动力一览表

序

号

设备

单

位

数量

单机功率（KW）

装机功

率（KW）

运行功率（KW）

运行时

间（h）

耗电量

（KWH/D）

工作

备用

1

Fenton氧化塔供料泵

台

2

循环泵

台

3

双氧水加药泵

台

4

硫酸亚铁加药泵

台

5

液碱加药泵

台

6

PAM加药泵

台

根据设备一览表上用电设施电力消耗的汇总，我们得出废水深度处理系统的电力消

耗：

总装机功率（包括备用设备）：

总运行功率：

吨水动力消耗：

运行功率中，指在设计工况下，不包括仪表、MCC/OC、C照明等公用设施用电。

4.2化学品消耗

（1）Fenton试剂消耗

Fenton试剂为双氧水和硫酸亚铁。

双氧水（27.5%）吨水耗量约为5.24kg，硫酸亚铁吨水耗量约为5.20kg。

（2）PAM的消耗

在混凝反应池前添加PAM。

PAM总消耗量预计吨水约为0.002kg。

（3）碱的消耗

Fenton氧化塔出水偏酸性，需要用碱将pH值调至中性，碱的消耗要待实际运行后，才能有确切的数据。

4.3综合运行成本经济分析

综合以上分析，在正常设计进水水质水量情况下，建设成的废水深度处理系统的运行费用汇总如下表：

综合运行成本经济分析

序号

项目

单位

数量

单价（元）

运行成本（元/天）

1

电力消耗

Kwh/d

2

化学品消耗

Kg/d

2.1

双氧水的消耗

2.2

硫酸亚铁的消耗

2.3

PAM的消耗

2.4

碱的消耗

3

合计

4

设计日处理能力

3m

5

吨水运行成本

元/吨

8.41

附件一：

设备一览表

设备一览表

序号

项目名称

规格或型号

单位

数量

材质

备注

1

Fenton供料泵

Q=62.5m3/h,H=12，功率2.2kw

台

2

离心泵

2

Fenton氧化塔

套

1

碳钢防腐

3

Fenton循环泵

Q=50m3/h,H=12，功率3kw

台

4

离心泵

5

中和脱气池

座

1

碳钢防腐

6

混凝反应池

座

1

碳钢防腐

7

终沉池

座

1

碳钢防腐

8

终沉池斜板

套

1

9

污泥泵

Q=10m3/h,H=10m

台

1

离心泵

10

双氧水溶解池

1.0×1.0×1.5

座

1

碳钢防腐

11

液碱溶解池

1.0×1.0×1.5

座

1

碳钢防腐

12

硫酸亚铁溶解池

2.0×2.0×1.5

座

2

碳钢防腐

13

双氧水加药泵

Q＝1.5-90L/h，P=0.5MPa，功率0.18kw

台

2

计量泵

14

液碱加药泵

Q＝1.5-90L/h，P=0.5MPa，功率0.18kw

台

2

计量泵

15

硫酸亚铁加药泵

Q＝1.5-900L/h，P=0.5MPa，功率0.75kw

台

2

计量泵

16

PAM加药泵

Q＝1.5-90L/h，P=0.5MPa，功率0.18kw

台

2

计量泵

17

管道阀门

批

1

18

电气仪表

批

1

红色部分不计算在主体设备内

附件二：

构筑物一览表

构筑物一览表

序号

名称

尺寸（m）

单位

数量

结构类型

备注

1

芬顿及斜管沉淀池主体

16×6×4

座

1

碳钢防腐

1

芬顿和斜管沉淀池为一体化设备（制作成本为1.5万/吨）