70吨每小时焦化废水处理站.docx
《70吨每小时焦化废水处理站.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《70吨每小时焦化废水处理站.docx（18页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
70吨每小时焦化废水处理站
XL集团有限公司
70吨/小时焦化废水处理站工程
方
案
设
计
HIT有限责任公司
二○○七年八月三十日
目录
1.概述1
1.1生产概况1
1.2水质概况1
1.3工程简介2
2.设计基础4
2.1设计原则4
2.2设计依据5
2.3设计进水水量与水质5
2.4出水标准5
3.工艺改造设计7
3.1工艺流程改造原则7
3.2污水水质及原有工艺分析7
3.3工艺流程改造的确定7
3.4工艺流程描述8
3.4.1污水处理工艺流程8
3.4.2污泥处理9
3.5主要单元技术介绍9
3.5.1活性污泥与生物膜共生处理单元9
3.6去除率预测10
3.7工艺改造设计10
3.7.1污水处理系统10
3.7.2其他系统15
4建筑与结构设计17
4.1设计规范、设计依据17
4.2钢筋砼水池及钢筋砼工程17
4.3砌体工程和墙面17
4.4屋面工程17
4.5装饰工程17
5电气仪表18
5.1设计依据18
5.2设计范围18
5.3供配电系统19
6.工程量表20
7.运行费用22
1.概述
1.1生产概况
本项目为XL集团有限公司70吨/小时焦化废水处理站改造工程。
焦化生产过程主要以煤为原料，通过焦炉高温炼焦、生产焦炭、净化煤气，在对煤气净化的同时，可制取多种化成品（如硫铵、无水氨和硫磺等），并回收其中的粗产品，如粗苯、粗焦油、粗酚、粗吡啶等。
对粗产品进行精加工，可得到上多种精产品。
焦化废水是在煤高温炼焦、煤气净化、化产品回收及精制过程中产生的工艺废水。
由于焦化产品多属于芳香族类和杂环类化合物，因此工艺外排污水中含有酚类、苯类及吡啶类多种有机化合物，其中以酚类含量为最多。
另外，在煤高温炼焦过程中形成的氰酸盐、硫化硫酸盐、硫氰酸盐及氨等无机化合物也部分地转入工艺外排污水中。
1.2水质概况
焦化废水的种类较多，从产生污水的源头分，有炼焦煤带入的水分（表面水和化合水）、化产品回收及精制过程中使用直接蒸汽时转化的水、工艺介质洗涤溶盐等加入的水、添加稀化学剂带入的水、工艺管道设备等清洗加入的水、浊循环水系统排污水、煤气水封水、冲洗地面水、清洗油品槽车水等。
剩余氨水是煤气冷凝经静沉分离焦油及浮渣后的分离液。
剩余氨水产量及水质与装炉煤的煤质、煤中所含水分、焦炉碳化室结焦温度及剩余氨水的分离方式等因素有关。
化产品回收和精制过程中，工艺介质分离水包括原料贮槽中重力分离水及化产品回收和精制过程中原料进一步利用物理或（和）化学方法脱水以及原料分馏的某些馏分油气冷凝分离水。
因所采用生产工艺不同和（或）制取的产品不同，分离出的水量和水质也有所不同。
剩余氨水及化产品回收和精制过程中工艺介质分离水属高浓度污水，其中含有大量的油类、酚、氰和氨等。
对于焦油蒸馏和酚精制蒸馏中分离出的某些高浓度有机废水，因其中含有大量不可再生和生物难降解的物质，要送焦油车间管式炉焚烧，除此之外的其他化产品回收和精制过程中的工艺介质分离水要与剩余氨水混合，经蒸氨（有的要先经过脱酚）后以蒸氨污水的形式排出，而后送污水处理。
1.3工程简介
XL集团有限公司原酚氰水流量为15m3/h，经汤旺河水混合后小时最大流量为70m3/h。
厂区原有一套污水处理系统，处理工艺如下：
回流污泥
原水隔油调节池均合池曝气池沉淀池混合反应池沉淀池出水
根据建设单位提供资料，上述工艺各段水质指标如下：
表1-1现有工艺进出水水质表
项目
名称
COD
mg/L
SS
mg/L
NH3-N
mg/L
挥发酚
mg/L
BOD
mg/L
水量
m3/h
原酚氰水
20908
982
815.426
1736.1
1498
15
工艺出水
300
878
384.024
0.08
106.6
70
再生水用作冷却用
水的水质控制指标
≤60
≤10
≤10
-
≤10
70
根据建设单位提供资料，出水一部分用于熄焦，另一部分用于冲渣。
由出水水质可以看出，该工艺处理后的出水中COD、SS、BOD及NH3-N均超过使用水的水质标准。
本项目对XL集团有限公司现有焦化废水处理站工艺进行改造，将原有隔油调节池一部分改造为本工程的脱氨反应沉淀池；曝气池、沉淀池及鼓风机室等构筑物经改造后利用，新建气浮间、混凝反应沉淀池、泵房、污泥处理系统及配套设备等，使改造后的处理工艺出水达标。
（1）项目名称：
XL集团有限公司70吨/小时焦化废水处理站改造工程。
（2）设计能力：
本工程原酚氰废水预处理规模为15m3/h，后续处理规模为70m3/h，日处理量为1680m3/d。
（3）工程范围：
本工程实行总承包，包括污水处理工艺改造设计、建筑、结构、电气仪表等工程改造设计、设备选型、安装及调试、人员培训、维修和服务等。
2.设计基础
2.1设计原则
（1）设计必须符合适用的要求
改造后的处理工艺、构筑物（建筑物）型式、主要设备、设计标准和数据等，应最大限度地满足使用的需要，以保证污水处理站功能的实现。
（2）设计采用的各项数据必须可靠
设计所选用的原始数据必须可靠、准确，并保证必要的安全系数。
同时充分考虑到寒冷地区水处理的特殊性，确保工艺安全有效运行。
（3）设计应符合经济的要求
设计中一方面尽可能采用合理工艺降低工程造价，选用质优价廉的设备，并充分考虑利旧的原则；另一方面又必须保证在工程改造建成投入使用后，运行费用低，以取得最大的经济效益和使用效果。
（4）设计技术应当力求先进和合理
设计中必须根据生产的需要和允许条件，在经济合理的原则下，尽可能采用先进技术。
在机械化、自动化与仪表化程度方面，要从实际出发，根据需要和可能及设备的供应情况，妥善确定。
降低能耗和运行成本，贯彻节能方针。
（5）尽量能利用现有厂区，避免因扩建厂区影响工厂正常生产。
（6）充分利用现有条件，做到紧凑合理，便于管理，降低运营成本。
（7）改变观念，美化环境，改造后建成花园式水处理站。
（8）尽可能的回收焦油，增加经济效益。
2.2设计依据
（1）《中华人民共和国环境保护法》；
（2）《中华人民共和国水污染防治法》；
（3）《污水综合排放标准》（GB8978-1996）；
（4）《室外排水设计规范》（GBJ14-87）1997年版；
（5）建设单位的水质检测报告；
（6）招标文件；
2.3设计进水水量与水质
（1）设计处理水量：
本工程设计流量原酚氰废水15m3/h，经汤旺河水混合后流量为1680m3/d，小时最大流量70m3/h。
（2）设计进水水质：
根据表1-1原有工艺进出水水质表确定本工程进水水质如下：
表2-1进水水质表
污染物
单位
原酚氰水指标
备注
COD
mg/L
20908
BOD5
mg/L
1498
SS
mg/L
982
NH3-N
mg/L
815.426
2.4出水标准
污水处理后出水指标优于《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级标准。
主要水质指标如下：
表2-2出水水质表
污染物
单位
指标
备注
COD
mg/L
≤60
BOD5
mg/L
≤10
SS
mg/L
≤10
NH3-N
mg/L
≤10
PH
6.5-9.0
3.工艺改造设计
3.1工艺流程改造原则
污水处理工艺的选择是工程建设实施的关键。
处理工艺是否合理直接关系到污水处理系统的处理效果、处理水水质、运行稳定性、建设投资、运行成本等。
因此，必须结合实际情况，综合考虑各方面因素，慎重选择适宜的处理工艺，以达到最佳的处理效果和经济效益。
3.2污水水质及原有工艺分析
从表2-1进水水质表可知，焦化污水的氨氮含量为815.426mg/L，属高浓度氨水，如果直接进入生化处理系统，会影响生化反应效果。
厂区原有处理工艺主要采用的是传统活性污泥法，这种处理方法工艺简单，易于操作，抗冲击负荷能力较弱，出水水质达不到使用水水质标准。
因此，在确定技术方案时必须予以考虑提高处理工艺的生物降解能力及抗冲击负荷能力，并采用相应的技术手段对原氨水进行预处理后，再进入生化处理系统。
3.3工艺流程改造的确定
污水处理工艺的选择，除了需要了解污水水量水质特性，有针对性地采用有效的工艺路线之外，还必须考虑工程投资、建成后的运行和管理等问题。
这就要求整个污水处理系统易操作、易维护、运行稳定、管理方便，这也是保证污水处理站正常运行的一个关键。
根据XL集团有限公司的特点，结合原有处理工艺的实际情况，确定本次污水处理改造工程采用对原水进行投加磷盐和镁盐生成MAP（磷酸铵镁）沉淀法去除一部分氨氮，再采用由GD研究的活性污泥与生物膜共生系统为主体的处理工艺。
3.4工艺流程描述
3.4.1污水处理工艺流程
根据上述分析，我们对XL集团有限公司焦化废水处理站改造工程提出如下工艺：
焦化废水先经过隔油调节池进行除油后，提升进入气浮池，回收的焦油可再利用，增加经济效益。
气浮池的出水再进入脱氨反应沉淀池，通过投加氯化镁和磷酸盐，去除一部分氨氮，然后进入活性污泥与生物膜共生反应池，去除大部分的有机物，同时通过硝化液回流降解化学反应剩余的大部分的氨氮，经二沉池泥水分离后，进入混凝反应沉淀池，通过投加混凝剂去除难以生物降解的有机物，保证出水水质稳定达标。
活性污泥与生物膜共生系统所需的空气由鼓风机房内的鼓风机提供。
3.4.2污泥处理
脱氨反应沉淀池的污泥、二沉池的剩余污泥和混凝反应沉淀池的污泥经污泥浓缩脱水一体机处理后，产生的泥饼外运，或做成有机肥料。
3.5主要单元技术介绍
3.5.1活性污泥与生物膜共生处理单元
由GD研究的活性污泥与生物膜共生系统，以占地小、运行可靠、管理方便而在污水处理工艺中广泛使用，具有明显的技术与经济优势。
本技术是GD2000年科技攻关项目。
该技术是高效的好氧活性污泥法与生物膜法的有机结合。
工艺中，生物处理部分以形成泥膜共生系统为基础，通过设备来约束多相流的流态，从而强化物系的宏观和亚微观传质，促进物相接触，提高传质效率。
在工艺设备中注重形成高比例、高强度的微涡流，从而提高多相物系的分散度。
该工艺具有出水水质好、稳定性高的特点。
由于生物反应器内具有比普通活性污泥高得多的生物浓度，极大地提高了生物降解能力和抗负荷冲击能力，通常MLSS为8～20g/L，是传统生物处理的2.5～5倍。
系统中污泥停留时间较长，使降解有机物分解菌和硝化菌等增殖速度慢的微生物在反应器内得以繁殖富集，特别是使难降解有机物和氨氮的去除可以达到理想效果。
出水和运行不受污泥膨胀等因素的影响，操作维护简单方便，且易于实现自动控制管理。
同时，系统排泥量少，产泥量仅占传统工艺的30%，这对后续污泥处理极为有利。
3.6去除率预测
表3-1各工艺单元去除率预测表
处理单元
CODcr（mg/L）
BOD5（mg/L）
SS（mg/L）
氨氮
去除率
指标
去除率
指标
去除率
指标
去除率
指标
原水
20908
1498
982
815
隔油均质稀释后
2900
340
300
190
气浮池
20%
2320
10%
306
10%
270
10%
171
脱氨反应沉淀池
40%
1392
20%
245
55%
121
80%
34.2
泥膜共生A/O反应池
90%
139
95%
12
-
121
70%
10.3
二沉池
-
139
-
12
80%
24.2
-
10.3
混凝沉淀池
60%
55.6
60%
4.8
70%
7.3
30%
7.2
出水标准
≤60
≤10
≤10
≤10
3.7工艺改造设计
3.7.1污水处理系统
（1）隔油调节池（利旧改造）
该工艺具有隔油、调节流量的功能，总停留时间16h，经泵提升进入气浮池。
根据后续构筑物的高程需要，池体增高1.2m。
回收的焦油可产生很高的经济效益。
工艺尺寸为：
10.0×4.0×6.8m
有效水深：
6.0m
调节池内设提升泵：
型号：
50WQ15-12-1.1；
数量：
2台；（1用1备）
性能参数：
Q=15m3/h；
H=12.0m；
N=1.1kw；
（2）气浮系统（利旧改造）
通过投药的方式，大量乳化态油脂在气浮池中被去除。
。
1结构类型：
钢筋混凝土
2设计流量：
15m3/h
3气浮池：
工艺尺寸:
4.0×3.0×6.8m
增设气浮设备一套，总功率为3KW；
（3）脱氨反应沉淀池（利旧改造）
向脱氨反应池中投加氯化镁及磷酸盐，使水中绝大部分氨氮以化学反应方式沉淀出来。
需在原有池体的基础上加高1.2m。
①结构类型：
采用竖流沉淀池，钢筋混凝土结构
②设计流量：
15m3/h
③表面负荷：
0.2m3/m2·h
④工艺尺寸：
工艺尺寸10.0×8.0×6.8m；
⑤附属设备说明：
a）加药装置：
选二套加药设备，用于氯化镁和磷酸盐的投加。
型号JY-I、JY-II，功率1.3kw。
b）搅拌器
设搅拌器一台，叶轮直径0.5米，电机功率0.75KW。
将两组之间的隔墙打通后改造为竖流沉淀池，并增设一道隔墙，分隔出反应区。
（4）均质池（利旧改造）
在均质池中，引入汤旺河的水，将原水稀释。
需在原有池体的基础上加高1.2m。
工艺尺寸：
10.0×4.0×6.8m
（5）泥膜共生A/O反应池（利旧改造）
泥膜共生A/O反应池采用活性污泥与生物膜共生处理系统，设计运行方式采用较为灵活的方式。
通过控制曝气量使运行方式按最佳条件的好氧池方式运行。
将北侧原有14.0×16.0×5.6m曝气池改造为泥膜共生A/O反应池，其有效容积为1120m3，有效水深5m，设计流量为50m3/h，总停留时间为22.4h。
将南侧原有16.0×6.0×3.5m曝气池加高2m后，改造为泥膜共生A/O反应池，其有效容积为480m3，有效水深5m，设计流量为20m3/h，总停留时间为24h。
附属设备说明：
a.填料：
池内设高效传质填料，填料采用新型弹性纤维一体化填料，壳体为高分子聚合物注塑而成，内置载体材质为聚乙烯，填装高度3.0m，共960m3。
b.曝气头：
曝气头采用膜片式，型号YMB-I，服务面积0.44m2/个，526个。
氧转移效率：
15-25%。
c.硝化液回流泵：
型号：
150WQ150-7－5.5；
数量：
2台；
性能参数：
Q=150m3/h；
H=7m；
N=5.5kw；
硝化液回流比：
200%
（6）配水井（利旧改造）
将原有絮凝反应池加高500mm，拆除隔墙后改造成配水井。
（7）二沉池（利旧改造）
二沉池采用竖流式沉淀池，进水采用中心管进水，出水采用集水槽。
沿沉淀池周围水面设出水槽，加大出水槽长度，减少出水槽表面负荷，改善出水水质，沉淀池采用底部排泥。
厂区原有2座二沉池，继续利用，单池平面尺寸为Φ6.0m，并将2座混凝沉淀池加高900mm改造成二沉池。
（8）混凝反应沉淀池（新建）
通过投加药剂的形式，进一步去除有机污染物，使出水能够达标。
混凝沉淀池采用斜板沉淀池，沉淀池采用底部排泥。
⑴结构类型：
钢筋混凝土结构
⑵设计流量：
70m3/h
⑶工艺尺寸：
8.0×6.0×5.0m，1座
⑷校核表面负荷1.95m3/m2.h
⑸校核停留时间0.72h
⑹其他附属设备：
a.斜板：
L=1.0m
数量：
36m2
材质：
乙丙共聚物
b.支架：
角钢、槽钢、圆钢
c.搅拌器：
设一台搅拌器器，叶轮直径1.5m，功率1.5KW。
（9）污泥回流井及泵房（一组利旧＋一组新建）
现有的清水池及泵房继续利用，另新建一组污泥回流井及泵站，地下部分采用钢筋混凝土结构，工艺尺寸为4.0×4.0×2.5m。
地上部分设泵房一座，工艺尺寸4.0×4.0×2.5m，彩钢板结构。
a.污泥回流泵：
型号：
WL2130－244－80－2.2；1用1备
数量：
2台；
性能参数：
Q=60m3/h；
H=6m；
N=2.2kw；
污泥回流比：
50%-100%
清水泵型号：
DFLZ65-20
数量：
2台，1用1备
性能参数：
Q=25m3/h；
H=20m；
N=3kw；
出水通过清水泵送至焦化厂熄焦池和炼铁厂冲渣池。
送熄焦池的水可利用原管线输送，水量为50m3/h；送冲渣池的水需埋地敷设新管线，水量为20m3/h，长度约1230米，采用DN80钢管敷设，埋深1米，流速1.17m3/s。
3.7.2其他系统
1、鼓风机室（利旧）
活性污泥与生物膜反应系统需要充足的氧气，来满足生物处理的溶解氧需要。
曝气采用鼓风曝气，气水比采用30：
1，则所需曝气量为35m3/min。
本工程采用3台FSR150鼓风机，风量18.15m3/min，风压53.9KPa，电机功率30kw，（2用1备）
2、化验室（利旧）
本工程利旧厂区内原有化验室、配电室、控制室等。
3、投药间（利旧）
利用原有的3套加药系统。
4、污泥脱水间
湿污泥总量为21.2m3/d。
⑴工艺目的：
通过浓缩压滤一体机的作用使污泥脱水，将处理后的污泥以泥饼的形式外运；
⑵主要设备说明：
①浓缩压滤一体机NA-DYQ500，一台
功率：
0.25kw
外型尺寸：
3100x1350x3325mm
②螺杆泵
型号：
G10-1
流量：
1m3/h
功率：
0.75kw
2台（一用一备）
③贮泥池
外型尺寸：
φ2.0x2.0m钢结构
新建一座污泥脱水间，工艺尺寸为6.0×4.0×4.5m。
4建筑与结构设计
4.1设计规范、设计依据
《砌体结构设计规范》GBJ3－88
《建筑地基基础设计规范》GBJ7－89
《建筑结构荷载规范》GBJ9—89
《混凝土结构设计规范》GBJ10－89
《建筑抗震设计规范》GBJ11—89
《给水排水工程结构设计规范》GBJ69—84
4.2钢筋砼水池及钢筋砼工程
水池采用抗渗砼施工，严格控制砼的级配，按当地质量主管部门的要求作好配合比，防水砼中掺入HA高效防水剂，抗渗等级S6。
加高池体的接缝处，埋设防水钢板，并在池内做防渗处理。
4.3砌体工程和墙面
污泥脱水间及泵房结构采用砼独立基础，全部采用复合彩钢板结构。
4.4屋面工程
污泥脱水间及泵房屋面均采用蓝色（红色）100mm厚复合彩钢板。
4.5装饰工程
污泥脱水间及泵房装饰如下，有特殊要求者，按设计施工。
1.外墙面：
砖墙部分抹水泥砂浆。
2.门：
均为塑钢门。
3.窗；均为塑钢窗。
4.地面：
行车的房间采用混凝土地面，其它为水泥地面。
5.所有水池外表面抹防水砂浆、找平、涂防水涂料。
并按不同的池体功能，做明显的标记及标牌。
6.原有水池如有渗漏，则需做内防水及加固。
5电气仪表
5.1设计依据
《工厂电力设计技术规范》GBJ6—85
《低压配电设计规范》GB50054—95
《建筑电气通用图集》92DQ
《通用用电设备配电设计规范》GB50055-93
《建筑设计防火规范》GBJ16-87（2001年版）
《电力工程电缆设计规范》GB50217-94
5.2设计范围
本工程电气设计包括污水处理厂内部的动力、照明设计、主要内容如下：
1、污水处理厂用电设备的电气负荷计算；
2、低压供、配电系统设计；
3、废水处理厂用电设备的电气控制；
4、动力电缆和照明电缆（线）的敷设；
5、防雷及接地
注：
设计界限为变电站变压器以后的供电及电气控制系统。
5.3供配电系统
由于污水处理采用生物处理方式，长时间停电将造成供电中断，导致微生物处理系统代谢失常，影响废水处理厂的正常运行。
因此，本废水处理厂的供电等级确定为二级。
本工程是在利用原有供配电设备及线路的基础上，补充部分配电设备及线路。
6.工程量表
表6-1新建构筑物一览表
序号
名称
规格
单位
数量
备注
1
混凝反应沉淀池
L8.0×B6.0×H5.0m
座
1
钢混
2
污泥回流井
L2.0×B2.0×H3.5m
座
1
钢混
3
集泥井
L4.0×B4.0×H2.5m
座
1
钢混
4
泵房
L4.0×B4.0×H2.5m
座
1
彩钢板
5
污泥脱水间
L6.0×B4.0×H4.5m
座
1
彩钢板
表6-2主要设备一览表
序号
项目名称
规格、型号
单位
数量
备注
1
氯化镁加药系统
JY-I
套
1
P=1.3kw
2
磷酸盐加药系统
JY-II
套
1
P=1.3kw
3
污水提升泵
50WQ15-12-1.1
台
2
P=3.0kw
4
搅拌器
叶轮直径0.5米
台
1
钢质
5
沉淀设备
L=1.0m
m2
36
乙丙共聚物
6
搅拌器
叶轮直径1.5米
台
1
钢质
7
硝化液回流泵
150WQ150-7-5.5
台
2
P=5.5kw
8
填料
新型弹性纤维一体化
m3
960
聚乙烯
9
微孔曝气器
YMB-1
个
526
ABS
10
污泥回流泵
WL2130-244-80
台
2
1用1备
11
鼓风机
FSR-150
台
3
含配件
12
清水泵
DFLZ65-20
台
2
1用1备
13
螺杆泵
G10-1
台
2
1用1备
14
污泥浓缩一体机
NA-DYQ500
套
1
含配件
15
贮泥池
φ2×2m
个
1
钢结构
16
阀门及管道
17
电气仪表及控制
18
输水管道
DN80
米
1230
钢管
19
气浮设备
套
1
7.运行费用
（1）电费
用电量为90kw，电费按0.50元/kw·h计，运转装机的功率因数为0.8计算，则处理吨水电费为：
90×24×0.5×0.8/1680=0.514元/m3
（2）药剂费用
氯化镁用量：
氯化镁投加量按64mg/L计，则每日氯化镁投加量为107.52kg/d，折算费用为75.26元/d，折合0.045元/m3。
磷酸盐用量：
磷酸盐投加量按254mg/L计，则每日磷酸盐投加量为426.72kg/d，折算费用为277.37元/d，折合0.165元/m3。
PAC用量：
投加量按30g/m3计，则每日PAC投加量为50.4kg/d，折算费用为100.8元/d，折合0.06元/m3。
PAM用量：
投加量按3g/m3计，则每日PAM投加量为5.04kg/d，折算费用为70.56元/d，折合0.042元/m3。
则总药剂费用为：
0.312元/m3。
（3）人工费
污水厂需要3人运行，设工人的平均月工资为1000元，则吨水的人工费为：
3×10
升级会员 