含硫化钠及硫氢化钠碱性废水处理技术文件19页精选文档.docx

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含硫化钠及硫氢化钠碱性废水处理技术文件

一、概述

xxxx化工厂产生大量高浓度废水。

受该企业的委托，我们开发了高浓度碱性废水处理技术。

随着企业生产规模的扩大，企业提出在处理废水时，要有效回收利用废弃物，达到清洁生产的目的。

以使处理后的废水既能达标排放，又能有效回收其中的副产物。

二、设计依据、原则及范围

2.1设计依据

1）《中华人民共和国水法》

2）《中华人民共和国水污染防治法》

3）《中华人民共和国水污染防治细则》

4）《中华人民共和国清洁生产促进法》

5）《城市节约用水管理办法》

6）《污水排入城镇下水道水质标准》CJ343-2010

7）《室外排水设计规范》GBJ14-87

8）《污水综合排放标准》GB8978-1996

9）《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003

10）《泵站设计规范》GB/T50265-97

11）《厂矿道路设计规范》GBJ22-87

12）《建筑结构载荷设计规范》GB50009-2001

13）《给水排水工程结构设计规范》GBJ69-84

14）《混凝土结构设计规范》GB50010-2002

15）《建筑抗震设计规范》GB50011―2001

16）《建筑地基基础设计规范》GB50007―2002

17）《建筑设计防火规范》GBJ16-87

18）《工业企业噪声控制设计规范》GBJ87-85

19）《工业与民用供配电系统设计规范》GB50052-95

20）《低压配电装置及线路设计规范》GB50054-95

21）《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》GB50060-92

22）《建筑防雷设计规范》GB50057-94

23）《恶臭污染物排放标准》GB14554-93

24）《城市污水再生利用城市杂用水水质标准》GB/T18920-2002

25）业主提供的相关资料

2.2设计原则

1）严格执行国家现行的环保技术标准、规范，遵守国家和地方环保的有关法律、法规；

2）选用先进、合理、可靠的处理工艺，在确保处理排放达标的前提下，做到操作简单、管理方便、占地小、投资省、运行费用低；

3）本工程系环境工程，尤其要注意环境保护，避免和减少二次污染。

要求改善劳动卫生条件，贯彻安全生产和清洁文明生产的方针；

4）为了提高污水处理站管理水平，设计采用的自动化程度要较高，减轻操作人员的劳动强度低；

5）在确保达到排放水质标准的同时，做到提高运行效率，降低运行成本。

工艺选择上在确保可靠性好、稳定性好，充分考虑节约运行费用，降低企业污水运营成本；

6）工艺设计强调工艺技术的先进性、成熟性和可靠性，充分考虑本厂废水水质的实际情况，选择耐冲击负荷强，通用性好和稳定的污水处理流程，确保出水稳定达标排放；

7）设备设计和选型尽可能简单实用，关键设备采用国产名牌或合资产品，所选设备品质优、能耗低、维修率低、保养简单和管理方便，确保污水处理站能长期稳定运行；

8）高程设计综合考虑提升所需的动力费用和构筑物结构处理的费用，尽可能利用水泵提升的水头，造重力自流经各处理设施；

9）平面布置紧凑合理、外观协调，尽量节省占地面积；

10）做好污泥回流处理工作，防止二次污染的产生。

2.3设计范围

1）本工程设计分两个阶段进行，即方案设计阶段和施工图设计阶段；

2）本设计范围为污水处理站进水口至厂区处理站排放出水口；

3）本工程设计内容包括：

污水站内的污水处理工艺设计、污泥处理工艺设计、总体设计、构建物设计、设备设计及选型、电气控制设计等内容；

4）包括污水站内道路、供电和排水系统设计，但不包括污水站外污水输送管道的设计。

三、废水水量、水质及处理的排放标准、设计规模

3.1水质水量

根据业主提供水质水量如下表：

表污水水质指标

原水水质

水量

CODcr

Na2S

NaHS

NaOH

TOC

（m3/d）

（mg/L）

（mg/L）

（mg/L）

（mg/L）

（mg/L）

高浓度废水

200

61040

38000

38000

29000

327

3.2.3排放标准

达到《污水排入城镇下水道水质标准-CJ343-2010》排放。

城镇下水道水质标准：

排放水质

水量

CODcr

Na2S

NaHS

PH

TOC

（m3/d）

（mg/L）

（mg/L）

（mg/L）

（mg/L）

200

500

400

400

6-9

308

3.3设计规模

生产废水处理工程规模按200m3/d进行设计运行，以20小时计，按10m³/h设计。

四、设计处理工艺及说明

.1处理工艺选择思路

废水专门收集进行加药沉淀之后，进入催化氧化池进行深度氧化处理，其余的清洗废水经过沉淀过滤，然后全部生产废水合并进入中和反应池调整PH值后进入调节池，出水进入三效蒸发器。

4.2工艺流程图

加药装置

生产废水综合收集池PH调节沉淀池PH调节池微电解芬顿氧化池

PH调节沉淀池三效蒸发器冷凝水池排放

三效蒸发器系统

蒸汽

调节池一效加热器一效蒸发器二效加热器二效蒸发器

冷凝储罐

三效加热器三效蒸发器浓缩液槽浓缩液交有资质单位处理

蒸汽

（5）污泥处理

滤液回流到废水收集池

沉淀池污泥浓缩池压滤机污泥外运处置

4.3工艺简述

污水收集综合后进行加药调整PH值到8-9之后进行沉淀，沉淀池的出水进入到PH调节池中进行调整PH值到3以后进行微电解处理，微电解出水进入芬顿氧化池进行芬顿氧化，出水进入到PH调节池中进行加药沉淀；上清液废水则经过加药沉淀过滤后进行强制蒸发除盐，冷凝水进入调节池中达标排放。

三效蒸发器浓缩液中浓缩结晶的硫化钠可以回用或出售。

沉淀池的污泥进入污泥浓缩池进行重力压缩，然后经由泵入压滤机压榨，压榨后的污泥外运填埋。

4.4运行效果分析

污水处理各阶段的处理效果表

预处理单元

指标

CODcr（mg/l）

Na2S

NaHS

PH调节沉淀池

进水

61040

38000

38000

出水

42728

36100

19000

去除率（％）

30

5

50

微电解

出水

29910

34300

11400

去除率（％）

30

5

40

芬顿氧化池

出水

20940

27440

1140

去除率（％）

30

20

90

强制蒸发器

出水

210

137

114

去除率（％）

99

99.5

90

设计值

500

200

200

5.工艺特点

1）采用预处理+蒸发处理；

2）采用集中控制，主体设备自动化运行，易于管理维修，提高系统可靠性、稳定性。

五、工艺设备特点及技术参数

5.1收集池

收集池主要是用来贮存间歇排放的废水，为保证水质水量的充分均衡，使后续系统运行稳定。

收集池土建设计尺寸：

6.0×5.0×4.5，停留时间：

12小时，总体积：

120m³，钢砼结构，根据实际开挖情况可再做调整。

主要设备：

（1）污水提升泵

名称：

氟塑泵

数量：

2台（一用一备）

流量：

10m³/h

扬程：

10m

功率：

0.75KW；

（2）液位计

数量：

一套；

（3）PH仪数量：

一套

5.2微电解池、PH调节沉淀池

微电解池主要是为去除进水中的有机物。

原水经过综合后由水泵压力泵入水质调节箱中，保持PH值在3~4之间在管路中经过搅拌进行混合后调节PH值，调节PH处于3~4之间后的废水送入微电解槽中，在槽体内进行加药反应，铁碳微电解是当将铁屑和碳颗粒浸没在酸性废水中时，由于铁和碳之间的电极电位差，废水中会形成无数个微原电池。

这些细微电池是以电位低的铁成为阴极,电位高的碳做阳极,在含有酸性电解质的水溶液中发生电化学反应的。

反应的结果是铁受到腐蚀变成二价的铁离子进入溶液。

由于铁离子有混凝作用,它与污染物中带微弱负电荷的微粒异性相吸,形成比较稳定的絮凝物（也叫铁泥）而去除，为了增加电位差，促进铁离子的释放,在铁-碳床中加入一定比例铜粉或铅粉。

其中电位低的铁成为阳极，电位高的碳成为阴极，在酸性充氧条件下发生电化学反应。

微电解池设计尺寸：

Φ2.2×4.5m2套总体积：

24m³，钢构玻璃钢防腐。

主要设备：

（1）风机

名称：

风机

数量：

2台

型号：

HC-40S

风量：

0.71m³/min

风压：

0.4kgf/cm2

功率：

0.75KW；

（2）加药装置

数量：

3套；

型号：

PT-1500L

（3）PH调节沉淀池1套

规格型号：

4000x2500x4500mm碳钢防腐

配套搅拌机：

5台功率：

0.75kw

斜板：

8㎡；

PH仪：

2套

（4）微电解填料

铁碳填料填充高度：

1500-2000mm18吨（山东万鸿）

电解时间：

120-160min

（5）增压泵：

2台流量：

10m3/h扬程：

10m功率：

0.75kw

（6）排泥泵：

2台流量：

10m3/h扬程：

10m功率：

0.75kw

5.3催化氧化装置

由于废水中存在硫氢化钠，所以必须把有机物的环链打开还原成硫化钠。

本工艺处理采用芬顿法进行催化氧化反应处理。

催化氧化时间60-90min。

并在反应池上安装PH仪，测定控制PH值。

污水经过微电解后进入反应池，反应池中加入硫酸亚铁和过氧化氢进行反应，过氧化氢（H2O2）与二价铁离子Fe^2+的混合溶液具有强氧化性，可以将当时很多已知的有机化合物如羧酸、醇、酯类氧化为无机态，氧化效果十分明显。

芬顿反应是以亚铁离子为催化剂的一系列自由基反应。

主要反应大致如下：

Fe2++H2O2==Fe3++OH-+HO·

Fe3++H2O2+OH-==Fe2++H2O+HO·

Fe3++H2O2==Fe2++H++HO2

HO2+H2O2==H2O+O2↑+HO·

芬顿试剂通过以上反应，不断产生HO·（羟基自由基，电极电势2.80EV，仅次于F2），使得整个体系具有强氧化性。

芬顿反应后的污水进入PH调节沉淀池，因为泥性增加，所以必须要进行污泥沉淀；PH值调节池加入Ca（OH）2后沉淀，并同时加入PAC及PAM进行搅拌沉淀，并同时加入粉末活性炭，沉淀后的上清液进入气浮池，在原有基础上继续去除色度、部分有机物。

预处理后的废水进入原有调节池进行后续反应。

催化氧化池设计尺寸：

3.5×2.25×4.5，总体积：

16m³，钢构，FRP防腐。

主要设备：

（1）加药装置

数量：

3台

型号：

JY-1500

（2）PH计

数量：

2套；

（3）搅拌机：

数量：

4台功率：

0.75-1.5kw

（4）空气搅拌：

一台与微电解池共用风机

5.4中和反应沉淀池

在中和反应池中调整PH。

中和反应池设计尺寸：

3.5×2.25×4.5，总体积：

12m³，钢构防腐。

主要设备：

（1）加药装置

数量：

3套

型号：

PT-1500L

（2）PH计

数量：

一套；

（3）PH仪一套

（4）搅拌机：

0.75kw3台

5.5中间水池

本工艺设置中间调节池1个，废水经过中和反应池调整PH值后调节水量。

土建设计尺寸：

5.0×4.0×4.5m，总体积：

80m³，钢砼结构。

主要设备：

（1）污水提升泵：

数量：

2台

型号：

32ZW10-20-2.2

功率：

0.75KW。

（1）液位计

数量：

2套；

5.6三效蒸发器系统

1、三效蒸发器

物料流程为：

废水由上料泵输送至冷凝水预热器预热，然后进入一效蒸发器蒸发，在一效分离室进行汽液分离后，料液经一效出料泵输送至二效蒸发器蒸发，在二效分离室进行汽液分离后进入三效蒸发，蒸发到一定浓度后经过出料泵到旋流器增浓，增浓液直接排到离心机后者下一步骤。

三效蒸发器的优点：

（1）整套系统充分地利用了热量，以节约导热油（蒸汽）消耗量。

（2）技术特点是将具有强化传热、防垢性能优良的沸腾蒸发和强制循环蒸发的优势相结合，形成优势互补的浓缩方式。

（3）本装置设有高效除沫器，除沫效率可高达99.8%～99.9%。

保证有效的防止了泡沫夹带料液的现象，同时也大大降低了蒸发出冷凝水中含低沸点有机物（COD）的量，以延长了设备的使用寿命，确保设备正常运行。

5.6.2三效蒸发器的工艺参数及尺寸：

15000×8000×15000（长×宽×高）（参考尺寸，实际尺寸按现场的位置确定）（如有蒸汽，可以采用蒸汽）

2、设计原则

2.1、贯彻执行国家现行的经济建设方针、政策，严格执行国家环境保护的有关要求，确保出料各项指标达到设计要求标准。

2.2、结合业主的实际情况，充分利用现有条件，合理选定设计方案，降低工程造价，减少建设投资，降低运行费用。

2.3、本着切合实际、技术先进、经济合理、安全适用的原则，积极采用经过实践考验的先进成熟的工艺技术，选用国内外先进，可靠，高效，成熟的设备，提高设备技术含量，完善节能措施。

2.4、采用性能稳定可靠的控制系统，采用先进的控制技术，减轻工人劳动强度，使浓缩工艺易操作，易管理，易维护；实现自动化控制，必要时可进行手动控制,同时考虑各种应急措施及在事故突发状态下的各类自动保护装置。

2.5、在工艺设计时，有较大的灵活性、可调性，以适应进料浓度的瞬间变化冲击。

同时整体布局考虑到远期扩建要求。

2.6、设计时充分考虑浓缩系统配套的减振，降噪措施，从而防止对环境的污染。

2.7、三效蒸发器简介

三效蒸发属于多效蒸发中的一种，多效蒸发是将第一个蒸发器产生的二次蒸汽再次当作加热源，引入另一个蒸发器，只要控制蒸发器内的压力和溶液沸点，使其适当降低，则可利用第一个蒸发器产生的二次蒸汽进行加热。

此时，第一个蒸发器的冷凝处就是第二个蒸发器的加热处。

这就是多效蒸发原理。

每个蒸发器称为一效，通入生蒸汽的蒸发器为第一效，并由二次蒸汽通入方向依次为第二效、第三效等。

3、设计要求

1、进水水质蒸发系统物料衡算及主要性能表

序号

项目

参数

1

处理量（m3/h）

10

2

额定水分蒸发量（t/h）

8.0

3

生蒸汽消耗量（kg/h）

3080

4

生蒸汽压力（MPaA）

0.3

5

二次蒸汽压力（MPaA）

0.273/0.147/0.02

6

二次蒸汽温度（℃）

130±2/111±2/60±2

7

料液温度（℃）

132±2/113±2/62±2

8

换热器热损失（%）

3%

9

蒸发器循环类型

虹吸循环/强制循环

10

设计加热面积（m2）

285/230/280

11

装机总功率（kW）

60

12

出料温度（℃）

~40

13

设备主要材质

316L/304/Q235B

4、电气控制

三效蒸发浓缩系统设一套独立的电气控制系统，通过西门子PLC编制程序，协调控制各单元设备的自动运行。

同时设置手动操作按钮，方便设备的调试和维护。

控制系统的PLC带Profibus通讯功能，可以和业主的DCS进行通讯，采集相关报警和控制信号。

6、污泥池

污泥池内通过空气对污泥好氧消化，剩余污泥由污泥泵提升到污泥压滤机进行干化处理，定期由环卫部门外运处理。

规格尺寸：

3.0x3.0x4.5钢砼结构

污泥提升泵：

50WQ10-10-0.752台

中心筒：

DN200-300一套钢制防腐

7、污泥浓缩池

主要功能：

用于放置剩余污泥并进行污泥的浓缩，多余污泥打进压滤机进行处理。

土建设计尺寸：

3.0×3.0×4.5，总体积20m³，钢砼结构。

主要设备：

（1）厢式压滤机

数量：

1套

型号：

XMY50/800UK

过滤面积：

50㎡

滤板数量：

50块

电机功率：

1.5KW

（2）污泥螺杆泵

数量：

2台

型号：

G35-1

流量：

8m³/h

扬程60m

功率:

3.0KW。

（3）液位仪一套

8、消毒排放

规格尺寸：

3.0x3.0x4.5钢砼结构

消毒装置：

SOY-50G一套

9、操作室

主要功能：

用于操作、休息、加药房等。

设计尺寸：

16.0×8.0×3.0，钢砼结构。

10、电气负荷及供配电

污水处理站的动力电源由厂内配电室引入；照明电源为220V专用照明电源，由厂内配电室引入。

电源线均为电缆直进线。

按照处理工艺污水处理系统用电负荷：

装机容量61.5kW。

电气设备额定电压为380V/220V，功率因数：

0.85。

用电负荷清单

序号

设备名称

电机

安装

安装

工作

工作

工作

功率

台数

容量

台数

时间

容量

（kW）

（台）

（kW）

（台）

（h）

（kW）

污水处理系统

1

污水提升泵

0.75

4

3.0

2

20

15

2

微电解风机

0.75

2

1.5

1

20

15

3

加药装置

1.87

6

5.61

6

20

224.4

4

搅拌机

0.75

9

4.5

6

20

135

5

厢式压滤机

1.5

1

1.5

1

10

15

6

污泥螺杆泵

3

2

6

1

10

30

7

污水提升泵

0.75

2

1.5

1

20

7.5

8

消毒装置

1

1

1

1

20

20

9

有好处搅拌机

2.2

1

2.2

1

20

440

10

蒸发器

110

1

110

1

20

2200

合计

11、厂区给排水

1、给水：

本处理站生活水及冲洗用水来自厂内给水管。

2、排水：

本处理站自成系统，雨水地面流至河道排水渠

3、室内给水管道均采用PPR管。

12、厂区道路

厂内道路宽度均按污水处理厂总图中布置的宽度设计，各构筑物均应有道路通行。

厂区道路干道宽度为4m，步行道路1.5m。

道路横坡均设计为两面坡，坡度1.5％。

厂区道路采用混凝土路面。

13、厂区绿化

本处理站内除建筑物及道路占地外，所有空地均充分绿化。

各个构筑物周边可种植各种草皮、树木等人造景观，绿化系数30%以上。

充分起到美化环境，调节小气候，净化空气，降噪隔臭等作用。

14厂区消防

根据《建筑设计防火规范》GBJ16-87的规定，室内不设消火栓给水系统，仅在配电室和走道等位置设置干粉灭火器和泡沫灭火器。

15、安全防护措施

1.所有构筑物均设便于操作和行走的走道板和平台，并在其四周均设置护栏、扶手。

2.供电系统按电力部门制定的各项设计规范要求的供电防护设施，各种用电设备采取有效的接地保护。

3.电气设备和机械设备的布置，留有足够的安全操作距离及空间。

16、二次污染防治

.1臭气防治

　　各可能产生异味的池体分别密封，从而尽减少异味外逸。

.2噪声控制

a、水泵部分选用潜水泵，其它泵选用国优名牌产品。

　　b、确保周围环境噪声。

　　c、污水处理站设置在厂区的边围，尽可能减少噪声对外界的影响。

5.19.3污泥处理

a、污泥池内剩余污泥进行重力浓缩，提高污泥稳定性。

然后使用厢式压滤机压滤，污泥外运填埋，从而有效地解决污泥出路避免二次污染的产生。

六、电气与自控

根据废水处理站工艺需要，本设计采用一台自动电气控制柜控制。

设备运行状况显示在控制柜面板上；同时通过手动改变电器控制可改变废水站设备的运行状态。

各动力设备均设电源短路和过载保护。

动力电线管预埋采用镀锌钢管，照明电线管采用UPVC管。

6.1污水处理系统

电控装置为集中控制，采用PLC可编程序控制器，主要自动控制调节池内污水泵提升、水下推进器、风机启动及互相切换、加药系统及三效蒸发器系统等。

控制系统采用自动、手动二档，可互相切换，需要时（如维修状态下）可切换到手动工作状态。

1、污水提升泵：

污水提升泵分工作泵和备泵，水泵的启动受调节池液位控制，分为停泵水位（低液位）、开泵水位（中液位）、报警水位（高液位）。

　　2、机械回转式细格栅：

实行间隙运行。

　　3、加药系统：

加药系统与提升泵联动，自动运行。

　4、全系统工作程序：

（1）污水调节池内污水泵（设二台）符合以下工作，水泵的启动受液位控制。

a、高液位：

报警，同时启动备用泵；

b、中液位：

一台水泵工作，关闭备用泵；

c、低液位：

报警，关闭所有的水泵；

d、污水泵一台水泵出现故障，发出指示信号，另一台备用泵自动工作；

（2）、系统配药采用人工配制，自动投加。

6.2三效蒸发器系统

三效蒸发器系统采用PLC对水处理系统进行全自动控制。

并可实现现场就地和控制室集中控制两种方式，可进行自动与手动运行方式的切换，同时可显示工艺过程中的主要监测指标以及系统运行状态。

电气控制系统执行标准及规范：

1

JB/T7638-94《电力系统二次回路控制及机电保护屏（柜/台）技术要求》

2

JB/T7267-87《电力系统二次回路控制、保护屏及柜基本尺寸系列》

3

JB/T7261-87《继电器及机电保护装置基本实验》

4

方法GB/T49492.293《低压电器外壳防护等级》

5

GB998《低压电器基本实验方法》

6

JB4374《低压电器电控设备》

7

GB2681-81《电工成套装置中的导线颜色》

8

GB4025《电工成套装置中的指示灯的按钮颜色》

9

GB/T13384-92《机电产品包装通用技术条件》

10

GB6988.1-B6988.7《电气制图》和《电气图用图形符号》

七、材料统计

7．1土建部分

序号

构筑物名称

规格（m）

数量

结构

1

收集池

5.0×5.0×4.5

1

钢砼

2

中间调节池

5.0×4.0×4.5

2

钢砼

3

设备基础

24.0×18.0×0.5

1

钢砼

4

污泥池

3.0×3.0×4.5

1

钢砼

5

污泥浓缩池

3.0×3.0×4.5

1

钢砼

6

消毒排放池

3.0×3.0×4.5

1

钢砼

7

操作室

12.0×6.0×3.0

1

钢砼

注：

1、土建实施均由甲方负责完成。

7.2设备部分：

序号

名称

规格

单

位

数

量

价格（万元）

备注

单价

金额

1

污水提升泵

台

4

2

液位计

台

2

3

PH仪

台

6

4

微电解池

Φ2.2×4.5m

套

2

5

微电解填料

吨

18

6

加药装置

JY-1500L

套

6

7

PH调节池

套

1

8

微电解风机

HC-40S

台

2

9

PH调节沉淀池

4000x2500x4500

套

1

10

中间泵

台

4

11

斜板

Ø50×1000

㎡

16

12

催化氧化装置

3.5×2.25×4.5

套

1

13

搅拌机

台

10