氨基苯磺酸废水处理方案.docx
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氨基苯磺酸废水处理方案
氨基苯磺酸废水处理工程
300m3/d
技
术
方
案
江苏宏图洁环保工程设备有限公司
二0一0年八月
一、项目名称及地点……………………………………………………………………2
二、编制目的……………………………………………………………………………2
三、编制依据及采用规范………………………………………………………………2
四、编制范围……………………………………………………………………………3
五、编制原则……………………………………………………………………………4
六、工程背景……………………………………………………………………………4
七、污水处理厂地址选择………………………………………………………………7
八、污水处理厂设计方案………………………………………………………………8
九、本工程主要项目……………………………………………………………………30
十、工厂高程设计的原理………………………………………………………………31
十一、给排水专用机械设计……………………………………………………………31
十二、管理机械、劳动定员、人员培训及运行管理…………………………………36
十三、项目、环境社会经济效益………………………………………………………36
十四、各单元处理效果预测……………………………………………………………37
十五、各级工艺预计去除率……………………………………………………………38
十六、污水处理系统主要构筑物………………………………………………………39
十七、选型主要工艺设备造价…………………………………………………………40
十八、运行费用…………………………………………………………………………42
十九、文明环保与文明施工……………………………………………………………43
二十、质量保证体系与措施……………………………………………………………44
一、项目名称及项目地点
1、本项目为：
氨基苯磺酸废水处理项目
2、本项目地点：
3、化工有限公司，该污水处理站占地面积约为2160m2,（污水处理站规模300M3/D）。
二、编制目的
1、编制目的
该有限公司总体规划指导下，通过充分的调查研究进行了下述工作：
◆进一步论述工程项目的必要性和可行性：
◆进行污水处理厂工艺的论证；
◆在可行的基础上论证污水处理方案并进行投资，技术可靠性经济合理性；
三、编制依据及采用规范
1、该单位提供的有关技术资料，原水的水质、水量情况；
2、地方性工程概况，预算编制手册；
3、该公司总体控制性计划；
4、三废处理工程师技术手册；
5、根据国家《污水综合排放标准》GB8978-1996
6、《室外排水设计规范》GBJ13-86
7、我国环境保护的法制法规
8、根据治理单位的地理位置及气候情况
9、《建筑给水、排水设计手册》GB15-88
10、《给水构筑施工与验收规范》
11、《钢筋混凝土工程施工及验收规范》GBJ204-83
12、《电力装置施工及验收规范》GBJ232-82
13、地面水环境质量标准GB3838-88
14、城镇污水处理厂附属建筑及附属设备设计标准GBJ31-89
15、建筑结构荷载规范GBJ9-87
16、混凝土结构设计规范GBJ10-89
17、建筑地基基础设计规范GBJ7-89
18、建筑抗震设计规范GBJ11-89
19、建筑结构设计统一标准GBJ68-84
20、电气设计遵照国家标准中有关规范
21、建设设计防水规范GBJ11-89
22、《给水排水标准规范实施手册》；
23、《给水排水工程概预算与经济评价手册》；
24、《化工水污染物排放标准》（GB3544-3001）；
25、《建设项目环境保护设计规定》；
26、《给水排水设计手册》；
四、编制范围
1、本工程设计范围包括污水处理厂内从污水进入格栅井开始至净化处理排出口为止。
污水处理厂区域内（不管厂区内绿化、道路）的构筑物、设备、电气控制、管路、配件等工程均由乙方完成。
2、污水进出管线接至界区1m内。
用电接至设备间处。
五、编制原则
1、执行国家环境保护的政策，符合国家的有关法规、规范及标准。
2、配合总体规划使工程建设与企业发展相协调，充分发挥建设项目的社会环境和经济效益。
3、积极采用技术先进，可靠、高效、运行管理方便、维修维护简单的污水处理专用设备。
4、采用高效节能、简单易行的污水处理工艺，确保处理后水质稳定，节省工程投资，降低运行成本，并为将来发展留有余地。
5、处理后产生的残渣易外运填埋处理，避免产生二次污染，并进行综合利用。
6、为确保污水处理系统的正常运转，供电系统需有较高的可靠性，必须采用双回路电源，同时污水处理厂运行设备应有足够的备用功率。
7、因地制宜，结合厂区环境要求，既治理了污水，又保护了环境。
8、在设计中选用实用，质量可靠的自动仪表，关键部位中仪器、仪表自控，以提高工程自动化水平，减少操作管理人员，保证处理效果。
9、设计中尽量选用低噪音节能的动力设备，并采用减振，降噪等措施，以防止噪声污染。
六、工程背景
1、项目的背景及必要性
随着工业形势的迅猛发展，环保要求越来越高，该单位业务的拓展，进一步扩大再生产，企业按设计能力运转，相应的水处理设施规模、技术、工艺必须相配套建设。
该公司以年生产氨基苯磺酸产品，每天排放化工废水300吨左右。
在生产该产品过程中排出浓度极高的化工废水，如不经处理直接排放，势必严重危害当地生态系统，影响地下水质，破坏当地土壤，严重影响当地居民的身体健康。
现在，环保法制越来越完善，环保要求越来越高，当地环保部门和企业领导高度重视这一问题，决心根治这股化工废水。
为保护环境，造福人类，通过调研，现委托我公司对该化工废水处理项目进行方案设计，经处理后排入园区污水处理厂。
a、废水的处理量：
每天排放300吨化工废水，造型工艺设备按每小时处理量12.5吨废水设计，即废水处理量Q=12.5m³/h。
b、废水的水质指标：
氨基苯磺酸废水
CODcr5000mg/L
BOD53500mg/L
SS>1500mg/L
氨氮15000mg/L
PH2～3
c、业主排放要求《污水综合排放标准》GB8978-1996二级排放标准
CODcr≤150mg/L
BOD5≤60mg/L
SS≤70mg/L
色度≤70倍
氨氮≤50mg/L
PH6～9
2、通讯
污水处理厂办公室设电话机一部，与工厂内部总机相连。
3、厂区给水、排水现状
污水处理站运行后，生产过程产生的污水全部收集，至污水处理系统中，经处理后排入园区污水处理厂。
4、化验室、仓库
◆化验室
化验室建立目的主要是对整个工艺过程的水质进行综合检测、监测，以保障达到安全运行的工艺要求，并对最终排水水质达标情况进行监督。
化验室的设备是根据水质分析任务。
配套CODcr在线监测仪1套，分析方法配套使用的。
经常分析项目有：
CODcr、SS、BOD5、PH，化验室工作人员全年工作365天，一班工作制。
◆仓库
为了保证污水处理厂正常运行，日常耗用的酸、碱、絮凝剂等药品量最少有半个月贮存。
故设原料库一间，面积20m²。
5、环境保护
建设污水处理厂本身就是一项环境保护工程，建成后将对周围环境其到积极的贡献，达到减少污染，优化环境的效果。
6、减少水污染物的排放
污水处理厂投入运行后可为企业减少污染物排放量，大大降低了企业水污染物排放程度，排污总量大幅下降，经处理后排入园区管网。
7、其它环境要素问题
污水处理站的设计不再建锅炉房，故拟建工程未增加新的大气污染源，对当地大气环境不会造成新的污染。
污水处理厂不设大型噪声设备，也不可能产生对周围环境的噪声污染。
8、项目实施的必要性和可行性
◆工程的必要性
如果污水不加限制的排入水体，将不可避免的影响水体的水质和功能，使水体功能降级，水质恶化，甚至污染土壤，水源生物乃至人体健康。
因此，该单位根据其发展规模制定相应的污水处理规划是环境保护的要求。
◆工程目标
本工程的目的是在该单位建立污水处理净化系统1套，该系统投入运行后，将大幅度消减CODcr、SS、氨氮等污染，达到根治生产废水的目的。
根据贵单位的委托，该污水处理厂接纳服务范围为工业废水和生活污水。
七、污水处理厂地址选择
1、污水处理厂选址的原则
污水处理厂地址的选择应综合考虑当地的地形、气候、风向、规划、处理后出水的难易程度以及规划用地等综合因素，即以下因素决定着污水处理厂的位置。
◆按地貌，应设在污水处理厂服务区域的最低处，有利于污水管网的收集污水。
◆应在本区污水管网的下游终端。
◆位于区域的下风向，符合卫生防护的要求。
◆在总体规划相协调。
2、污水处理厂的占地面积
污水处理厂总占地面积约为2160m²,规模300m³/d。
八、污水处理厂设计方案
1、工艺选择的原则
◆近、远期全面规划，更好的发挥投资效益。
◆污水处理工艺的选择必须根据原水水质与水量、受纳水体的环境容量与利用情况，与技术经济比较优先采用投资省、占地少，操作管理方便的较为成熟的处理工艺。
◆污水处理厂出水水质应满足国家及甲方要求，在达到出水要求的前提下，尽量减少投资和日常运行费用。
◆在保证质量的前提下，尽可能选用国产设备。
◆污水总平面布置力求紧凑，减少占地和投资费用。
◆污水辅助设施拟充分利用当地的社会化、协作化条件并严格有关标准，规范和规定进行建设。
◆污水处理厂的劳动组织、劳动定员、环境保护和安全防护、卫生均严格按照国家和地方的有关规定。
2、工艺流程的确定
根据我们对本公司废水的治理技术的研究，同时根据我们对本公司该类废水的实际处理经验，本着投资运行经济化、处理效果稳定化、操作维护简便化、废水排放达标化的处理原则，在此基础上结合废水的实际性质、水量，提出如下废水处理工艺流程：
2.1、废水处理工艺流程如下：
2.2、废水处理主要工艺说明
2.2.1、车间化工废水经集水井重力流至调节池。
由于来自各时间断的水质、水量均不一样，因此为使污水处理系统连续稳定地运行，并且调节污水的浓度，所以设计一调节池。
调节池内置潜污泵及回流措施，以保证额定流量提升至污水处理设备，由于废水偏酸性，投加碱性药品，粗调PH值。
调节池内设置穿孔曝气。
土建调节池外形尺寸池为8×6×4.0m，二格池作为调节池，起到均质均量的作用。
废水水力停留时间11.5小时。
2.2.2、喷淋系统：
其作用是化工废水和烟道气（酸性氧化池的气体）充分喷淋接触，使废水进一步匀质中和初步降解CODcr。
2.2.3、调节池废水经一级提升泵提升通过喷淋系统流入铁碳微电解池。
铁碳微电解池，主要利用了铁的还原性、铁的电化学性、铁离子的絮凝吸附三者共同作用来净化废水。
其处理原理而言，即在酸性及金属催化剂存在的条件下，铁与炭之间形成无数个微电解反应器，使废水中的有机物在微电解电流的作用下被还原氧化。
当废水通过含铁和炭的填料时，铁成为阳极，炭成为阴极，并有微电流流动，形成无数个小电池，产生腐蚀。
相关反应如下：
阳极反应
Fe-2e→Fe2+E0（Fe2+/Fe）=-0.44V
阴极反应
2H++2e→H2↑E0（H+/H2）=0.00V
当有氧气时
O2+4H++4e→2H2OE0（O2）=1.23V
O2+4H2O+4e→4OH-E0（O2/OH-）=0.40V
上述反应在酸性和充氧的情况下腐蚀最甚并具有如下被证实了的功能：
由于有机物参与了阴极的还原反应，使官能团发生了变化，改变了原有有机物的性质，降低了色度，改善了B/C值。
废水的胶体粒子和微小分散污染物受电场作用，产生电泳现象，向相反电荷的电极移动，并聚集在电极上使水澄清，阳极新生态的Fe2+经石灰中和生成Fe（OH）2、Fe（OH）3有极强的吸附能力，使水得以澄清；阳极生成的氢气具有还原性，能将硝基苯还原成苯胺，降低废水的毒性，增加废水的可氧化性，有利于提高后续氧化法的处理效果。
我们之所以选用铁碳微电解池作为预处理是因为它具有以下特点：
⑴铁碳微电解池在长期的运行中始终保持高活性，不需经常“活化”运行质量稳定、可靠。
该设备应用于污水处理工程，没有“结疤”和“钝化”现象，可以保持高效运行。
⑵铁碳微电解池处理效率高，效果好。
一般CODcr去除率在30%～50%左右，同时可改善污水的可氧化性，提高B/C比值0．1～0．3。
⑶铁碳微电解池结构紧凑、占地面积小，能耗低。
2.2.4、经铁碳微电解池处理后废水重力流至中和曝气池，利用石灰水或废碱调节废水PH值，投入混凝剂和助凝剂，经絮凝反应，二价铁离子还原成三价铁离子后重力流至沉淀池进行泥水分离。
沉淀池：
将微电解及中和后的废水进行泥水重力分离，并沉淀大颗粒物质。
2.2.5、经沉淀处理后废水，经PH调节，重力流至催化氧化进水池，经二级提升泵提升由保安过滤器过滤后进入催化氧化塔。
催化氧化机理：
常温常压三相催化氧化工艺是对传统的化学氧化法的改进与强化，可以对范围很广的有机物进行无选择氧化，在必要的条件下将会使有机污染物矿化成二氧化碳和水，还可以使无机物氧化或转换。
原理就是在表面催化剂存在的条件下，利用强氧化剂在常温常压下催化氧化废水中的有机污染物，或直接将有机物氧化成二氧化碳和水，或将大分子有机物氧化成小分子有机污染物，提高废水的可生化性，能较好的去除COD。
在降阶COD的过程中，打断有机分子中的双键发色团，如偶氮基，硝基，硫化羟基，碳亚氨基等，达到脱色的目的，同时有效地提高BOD/COD的比值，使之易于生化降解。
这样，常温常压三相催化氧化工艺在高浓度，高毒性，高含盐量废水中充当常规物化预处理和生化处理之间的桥梁。
本技术的核心为三相催化氧化。
这三相分别是：
由风机送入塔内的压缩空气（气相），外加的高效氧化剂（液相），和固定在载体上的催化剂（固相），其中催化剂为复合型贵金属化合物，正是该催化剂的作用，使空气中的氧气也作为氧化剂参与反应，从而减少了液相氧化剂的耗量，降低了处理成本，提高了处理效率，又能使反应速度大大加快，缩短了废水在塔内的停留时间。
废水经去除固体杂质后，进入催化氧化塔，在反应中废水中的有机物和氧化剂分子在催化剂表面经过吸附、催化氧化反应、产物脱附等几个步骤后废水中的有机污染物被氧化剂分解，苯环，杂环类有机物被开环，断链，大分子变小分子，小分子再进一步被氧化成二氧化碳和水，从而使废水中的COD值大幅度降低，色泽基本褪尽，同时提高了BOD/COD的比值，降低了废水的毒性，提高了废水的可生化性，为后续生化处理创造了条件。
常温常压三相催化氧化的优越性
常温常压三相催化氧化具备以下优越性：
⑴高效催化剂的使用提高了氧化效率，克服了对有机物的选择性，处理效果好。
⑵氧化剂采用制备简便，投资及运行费用低，与其它处理方法的费用相比，比较低廉。
⑶催化氧化反应在常温常压下进行，反应条件温和，易于操作，设备投资少。
⑷对有机物的降价以生成含氧基团的小分子化合物为主，不产生二次污染，且在削减COD的同时提高了BOD/COD值，为后续生化处理创造了条件。
⑸催化氧化工艺中的催化剂制备方法可靠，使用寿命长，流失率低，具有高稳定性，并且安装操作简单，运行经济。
该工艺最大的优点是可以附加于任何传统处理工艺，因此对高浓度有机废水原处理工艺的改造有着其它工艺无法比拟的独特优势。
2.2.6、生化集水池：
主要收集催化氧化塔出水及生活污水。
2.2.7、水解酸化池（厌氧池）：
废水进入水解酸化池，酸化工艺是利用厌氧发酵产沼气过程的前两个阶段：
水解和酸化阶段。
在水解阶段，固体物质降解为溶解性的物质，大分子物质降解为小分子物质。
在产酸阶段，碳水化合物降解为脂肪酸，主要是醋酸、丁酸和丙酸。
水解和产酸进行的较快，难于把他们分开。
此阶段的主要微生物是水解、产酸菌，在高倍显微镜下观察的形态以长短杆菌为主。
酸化池内装有半软性填料，产酸菌附着在填料上，与废水能够充分接触，为了能够使污泥驯化的时间缩短，酸化池内也装有曝气管，在初期曝气使菌种附着在填料上，待填料上生物膜良好后停止曝气，使好氧菌转变成厌氧菌，最终达到污泥驯化的目的。
缺氧池在各种生物氧化工艺中，是应用最为广泛的一种，在这道工艺中由于缺氧，溶解氧含量很低，而且是时有时无，一般在白昼有溶解氧存在，而在夜间又处于厌氧状态，在这层里存活的是兼性微生物，这一类微生物是既能够利用水中游离的分子氧，也能够在厌氧条件下，从NO3-或CO32-中摄取氧。
缺氧池除了能对一般有机废水进行处理，还能有效地去除部分COD和转化降价某些好氧微生物较难降解的有机化合物，并使之能够被好氧微生物分解掉。
2.2.8、生物接触氧化池（好氧池）：
好氧池是生化处理的核心设施之一。
微生物的生物化学过程主要是在好氧池中进行的，本设计采用生物接触氧化法工艺，兼有活性污泥法的特征，但相对于常规的活性污泥法而言，污泥生物量大，处理效率高，而且对进水冲击负荷的适应力强，处理时间短，所需装置设备小，占地面积小，能够克服常规活性污泥法中的污泥膨胀问题，所产生的剩余污泥量少，是一种高效的污水处理方法。
好氧池中放置填料支架，组合式填料，曝气管道，曝气头，并配置罗茨风机，充氧曝气，提高生化效果。
好氧池兼有活性污泥法和生物膜的特点，该池内装有组合式纤维束载体填料。
该填料比表面积大，纤维蓬松具有弹性，容易挂膜，微生物经驯化后，优势脱色菌种吸附有填料纤维束上，菌体分布均匀、密集、菌体之间形成稳定的立体网状结构，使菌体不易流失，由于单位体积内微生物数量多，故生化处理效率高。
同时降解氨氮。
生物接触氧化系列污水处理工艺去除污水中的有机污染物及氨氮，主要依赖于工艺中的A、O两级生物系统。
其工艺原理是在A级，由于污水中的有机物浓度很高，微生物处于缺氧状态，此时微生物为兼性微生物，它们将污水中的有机氮转化分解成NH3-N，同时利用有机碳源作电子供体，将NO2、NO3-N转化成N3，而且利用部分有机碳与NH3-N合成新的细胞物质。
所以A级池不仅具有一定的有机物去除功能，减轻后续好氧池的有机负荷，完成反硝化作用，最终消除氮的营养污染。
在O级，由于有机物得到进一步的氧化分解，同时在碳化作用趋于完成情况下，硝化作用能顺利进行，在O级设置有机负荷较低的好氧生物氧化池，池中主要存在好氧生物及臭氧型细菌（硝化菌）和有机物分解产生的无机碳或CO2作为营养源，将污水中的NH3-N转化成NO2-N、NO3-N。
污泥池的污泥部分回流到A级池，为A级池提供电子接受体，通过硝化作用，最终消除氮污染。
脱落生物膜的沉淀处理：
2级A/O生物降解后污水自流入沉淀池，因污水在生物接触氧化单元中不断进行生物膜的生存代谢作用，运行中脱落的生物膜随水流出，为此需设计沉淀池，进行生物接触氧化池出水澄清，沉于池底的污泥80%实现回收，20%排入污泥单元进行处理。
沉淀池出水进入多级砂滤池进行最终澄清处理。
A）生物接触氧化处理法
生物接触氧化法属于生物膜法，接触氧化法与其它生物处理方法比较，具有如下优点：
（1）在充分发挥生物膜法优点的基础上，兼具有活性污泥法的净化特征。
（2）BOD负荷高，污泥生物量大，相对而言处理效率高，而且对进水冲击负荷的适应力强。
（3）处理时间短，因此在处理水量相同的条件下，所需装置的设备较小，因而占地面积小。
（4）能够克服污泥膨胀问题。
生物接触氧化法同其它生物膜法一样，不存在污泥膨胀问题，对于那些用活性污泥法容易产生膨胀的污水，生物接触氧化法特别显示出优越性，容易在活性污泥法中产生膨胀的菌种，在接触氧化法中不仅不产生膨胀，而且能充分发挥其分解氧化能力强的优点。
（5）可以间歇运行。
（6）维护管理方便，不需要回流污泥。
由于微生物是附着在填料上形成生物膜，生物膜的剥落与增长可以自动保持平衡，所以无需回流污泥，运转十分方便。
（7）剩余污泥量少。
3、废水处理主要构筑物及设备设计参数
3.1、主要构筑物及设备设计参数：
⑴废水调节池
设计水量：
12.5m3/h（300T/d）
结构尺寸：
8×6×4.0m（二格）
水力停留时间：
12h
结构形式：
地下钢砼结构（内壁玻璃钢防腐）
数量：
1座
内置穿孔曝气
附属配件：
一级提升泵：
型号：
50FZB-10-20
技术参数：
Q=12.5m3/hH=20mN=3KW
数量：
2台（1用1备）
生产地：
宜兴
控仪表：
1、PH/T计
数量：
1台
2、COD在线检测仪
数量：
1台
3、液位变送器：
监测液位，提升泵启停运行
数量：
1台
⑵喷淋系统
结构尺寸：
φ1000×3500mm
结构形式：
玻璃钢
数量：
1座
内置聚丙烯填料
⑶铁碳微电解池
结构尺寸：
5×6×4.0m
结构形式：
地下钢砼结构（内壁玻璃钢防腐）
数量：
1座
内置铁屑、焦炭
⑷中和曝气反应池
结构尺寸：
3×4×3.0m（二格）
结构形式：
地下钢砼结构（内壁玻璃钢防腐）
数量：
1座
内置穿孔曝气
控仪表：
1、PH/T计
数量：
1台
⑸沉淀池
结构尺寸：
4×5×5.0m
结构形式：
地下钢砼结构（内壁玻璃钢防腐）
数量：
1座
内置斜管填料
数量15m3孔径80mm安装角度60°斜长B=1000mm材质：
聚丙烯
附属配件
气提排泥装置一套DN80
⑹催化氧化进水池
结构尺寸：
3×4×3.0m
结构形式：
地下钢砼结构（内壁玻璃钢防腐）
数量：
1座
附属配件：
二级提升泵：
型号：
50FZB-10-20
技术参数：
Q=12.5m3/hH=20mN=3KW
数量：
2台（1用1备）
生产地：
宜兴
控仪表：
1、PH/T计
数量：
1台
2、液位变送器：
监测液位，提升泵启停运行
数量：
1台
⑺保安过滤器
结构尺寸：
Ф1m×3m
结构形式：
材质为不锈钢
数量：
2套
⑻催化氧化塔（包括塔体、催化剂、氧化剂投加装置）
结构尺寸：
Ф3m×5.5m
结构形式：
材质为钢制防腐
数量：
2套
⑼格栅井
结构尺寸：
4×0.6×2.5m
结构形式：
钢砼结构
数量：
1座
附属配件：
格栅：
型号：
SHG-500
栅隙：
5mm
栅宽：
500mm
材质：
304不锈钢
耙齿材质：
尼龙66
安装角度：
75º
功率：
0.75KW
数量：
1台
自控仪表：
液位计：
控制格栅启停运行
型号：
FYK型电缆浮球液位控制开关
生产地：
江苏
时间继电器：
控制格栅定时运行
数量：
1台
⑽生化集水池
结构尺寸：
4×5.4×4m
结构形式：
地下钢砼结构
数量：
1座
附属配件：
潜污提升泵：
型号：
WQ20-20-3
技术参数：
Q=20m3/hH=20mN=3KW
数量：
2台（1用1备）
生产地：
江苏南京
控仪表：
1、PH/T计
数量：
1台
2、液位变送器：
监测池内液面，控制泵的启停运行
型式：
投入式液位变送器带4~20mA
生产地：
江苏兴化
数量：
1台
（11）水解酸化池（厌氧池）
结构尺寸：
15×20×4.0m（分两格设计）
水力停留时间：
约60h
结构形式：
钢砼结构
数量：
1座
附属配件：
弹性填料：
φ150×2500mm
数量：
750m3
潜水推流器：
型号：
QJB1.5/4-1000
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