天铁焦化厂1440方天终修改后.docx
《天铁焦化厂1440方天终修改后.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《天铁焦化厂1440方天终修改后.docx（40页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
天铁焦化厂1440方天终修改后
前言
天津天铁冶金集团本部在天津，母公司位于河北省涉县，集团公司下属10个子公司，11个直属厂、矿、部，6个模拟法人单位及相关处室。
天津天铁冶金集团有限公司（天津铁厂）始建于1969年，地处河北省涉县境内，占地面积5平方公里，现有职工23000余人，是国家520户重点企业和全国重点冶金企业。
经过三十多年的建设，特别是近几年的快速发展，企业实力得到迅速壮大。
2003年生产钢307.4万吨，生产生铁256.5万吨，生产钢材164万吨，实现销售收入132亿元，实现利润5.5亿元。
天铁冶金集团由一个单一炼铁企业，发展成为有铁、有钢、有材的大型钢铁联合企业，曾四次被评为天津市优秀企业，并获得全国“五一”劳动奖状、“全国思想政治工作优秀企业”等荣誉称号。
目前，集团拥有资产总额119.1亿元，集团主要产品有钢坯、带钢、钢筋、生铁、商品焦炭及煤化工等。
现已具备年生产钢350万吨，生铁350万吨，钢材200万吨，烧结矿500万吨，焦炭212万吨，自发电3.25亿千瓦时的综合生产能力，初步形成了一个多种所有制企业并存、跨地区、跨行业的大型企业集团。
公司领导是一手抓生产建设一手抓环保，保护厂区及厂区周边环境，节约生产用水，实现废水的可再生利用，把焦化废水处理工程列入重要位置，制定了具体实施计划。
现正在选取合理的废水水处理改造方案，本方案就是在这一思想指导下设计的。
本工程主要设计内容如下：
改造出水水质符合回用水标准。
污水厂建设规模1440m3／d，即60m3／h。
生化进水水质单位：
mg/L
污染名称
pH（无量纲）
挥发酚
氰化物
氨氮
COD
石油类
污染浓度
9－10
800－1200
50－650
50－350
4700－6000
10
改造前生化出水水质单位：
mg/L
污染名称
pH（无量纲）
挥发酚
氰化物
氨氮
COD
悬浮物
污染浓度
6.5-8.0
0.025-0.6
0.025-0.5
10-40
200-700
70-450
天铁水电厂工业水标准单位：
mg/L
污染名称
pH（无量纲）
氨氮
总氰化物
苯并
（a）
芘
硫化物
挥发酚
COD
石油类
悬浮物
污染浓度
7.5-8.5
＜10
＜0.3
＜0.03
＜1.0
＜0.5
＜30
＜2
＜5
一、改造后处理工艺：
通过技术经济比较，污水处理厂的改造污水处理工艺确定为：
油水分离+厌氧处理+电化学预处理+气浮＋MBR膜生物反应器。
二、主要生产性构筑物为：
预处理泵房、除油池、调节池、厌氧池、电化学设备间、药剂间、MBR池、鼓风机房、自吸泵房，脱水机房、加药机房等。
三、主要辅助建筑物为：
控制室、化验室、变压器配电间等。
四、主要设备仪表：
微孔曝气器、污水泵、污泥泵、磁力泵、隔膜泵、电化学机、风机、搅拌机、加药泵、MBR膜及膜组件，在线监控仪表、鼓风机等主要工艺设备均采用进口或合资的国际著名产品。
其它辅助设备采用国内知名企业产品。
五、总平面技术指标：
污水厂改建尽量利用原有建筑物、构筑物，适当新建必要构筑物、建筑物。
六、污水处理厂能耗指标：
l、生产药耗
在调节池前面的加药不变，在从调节池开始加药成本如下：
1）电化学药剂费用0.70元/吨水
2）混凝剂0.12元/吨水
3）絮凝剂（污水处理）0.045元/吨水
4）絮凝剂（污泥处理）0.068元/吨水
另外：
液体磷酸（75%）视反硝化水磷含量而定，暂不计
石灰视反硝化废水碱度而定，暂不计
2、生产电耗
在调节池前面的加药不变，在从调节池开始加药成本如下：
本厂日平均使用功率8914.00kw，单位指标电耗6.19kw／m3。
3、日运行费用（未包含电化学前费用）
在调节池前面的费用不变，在从调节池开始加药成本如下：
本厂日平均运行费用（不含折旧）4.266元/吨水。
本厂日平均运行费用（含折旧）5.433元/吨水。
目录
第一章概述2
1.1设计依据2
1.2工程内容及范围2
1.3生产工艺及废水来源2
1.4工程建设的必要性2
1.5设计采用的主要规范和标准2
第二章污水量、水质2
2.1污水水量2
2.2污水进水水质2
2.3出水水质3
2.4污水处理厂厂址3
第三章处理厂设计原则3
3.1污水处理设计原则3
3.2污水处理工艺设计原则3
第四章污水、污泥处理工艺3
4.1污水处理工艺3
4.2污水处理工艺选择3
4.3废水的预处理3
4.4预处理后的废水水质特性4
4.5工艺流程简介4
4.6主要工艺简介5
4.7处理效果一览表7
4.8工艺计算7
4.9控制系统综述9
4.10供电量11
4.11供电方式11
第五章污水处理厂实施与运行管理11
5.1实施原则及步骤11
5.2调试与试运转12
5.3运行管理12
5.4人员培训12
5.5组织管理12
第六章项目的环境影响及对策12
6.1建设过程12
6.2运行期间12
第七章改造投资工程估算13
7.1土建工程13
7.2设备投资13
7.3综合投资13
第八章运行成本估算14
8.1．人工费用：
14
8.2．药剂费14
8.3．电费（未包含电化学前耗电）14
8.4．污水站折旧费用：
15
第九章污水站长期运行效果分析15
第十章环境效益分析15
第十一章远期经济收益分析15
第十二章总结16
第一章概述
1.1设计依据
建设方提供的废水水质、水量资料
建设方提供的排放要求
1.2工程内容及范围
本工程的设计和供货范围包括废水处理界区内与废水处理工艺有关的管道工程、工艺及电气设备、仪表的安装工程等。
1.3生产工艺及废水来源
焦化厂主要生产焦碳、煤气、硫铵和轻苯等化工产品。
焦油回收系统采用硫铵流程，焦油加工采用管式炉两塔连续蒸馏，工业萘生产工艺为双炉双塔连续蒸馏、洗涤、精制。
在焦炉煤气冷却、洗涤、粗苯加工及焦油加工过程中，产生含有酚、氰、油、氨及大量有机物的工业废水。
1.4工程建设的必要性
按照我国《工业节水“十五”规划》要求，到2005年，万元工业增加值取水量下降到230m3，焦化行业争取平均下降1.1％，工业用水循环率平均达至95％。
要达到本目标，水的重复利用、污水深度处理回用是提高工业节水的重要措施。
随着天津天铁冶金集团建设节约型企业建设的需要，污水的达标排放及深度处理回用已成为企业的当务之急。
1.5设计采用的主要规范和标准
1）《室外排水设计规范》（GBJ14-87）
2）《建筑给水排水设计规范》（GBJ15-88）
3）《污水再生利用工程设计规范》（GB/T50335-2002）
4）《泵站设计规范》（GB/T50265-97）
5）《工业建筑防腐蚀设计规范》（GB50046-95）
6）《建筑结构荷载设计规范》（GBJ9-87）
7）《给水排水工程结构设计规范》（GBJ69-84）
8）《建筑抗震设计规范》（GBJ11-89）
9）《建筑地基基础设计规范》（GBJ7-89）
10）《混凝土结构设计规范》（GBJ10-89）
11）《建筑设计防火规范》（GBJ16-87）
12）《采暖与空气调节设计规范》（GBJ19-87）
13）《工业企业噪声控制设计规范》（GBJ87-85）
14）《地下工程防水技术规范》（GBJ108-87）
15）《工业与民用供配电系统设计规范》（GB50052-95）
16）《低压配电装置及线路设计规范》（GB50054-95）
17）《建筑防雷设计规范》（GB50057-94）
18）《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》（GB50060-92）
19）《通用用电设备配电设计规范》（GB50055-93）
20）《污水综合排放标准》（GB8978-1996）
21）《合成氨工业水污染排放标准》（GB13458-2001）
22）《城市污水处理厂污水污泥排放标准》（CJ3025-93）
23）《城镇污水处理厂附属建筑和设备设计标准》（CJJ31-89）
24）《工业企业设计卫生标准》（TJ36-79）
第二章污水量、水质
2.1污水水量
本工程处理的废水主要为焦化厂生产废水，总量1440m3/d，即60m3/h。
处理后水质达到甲方要求的出水标准。
2.2污水进水水质
本技术方案的设计进水水质以天津天铁冶金集团焦化厂提供的废水水质指标为依据。
具体数据如表所示。
生化进水水质单位：
mg/L
污染名称
pH
挥发酚
氰化物
氨氮
COD
石油类
污染浓度
9－10
800－1200
50－650
50－350
4700－6000
10
2.3出水水质
本改造方案采用先进的电化学预处理加MBR膜生物反应器处理工艺，污水可一次性处理达到要求。
处理后的水质指标满足天津天铁冶金集团提供的出水标准达到回用标准。
具体数据如表所示。
出水水质指标单位：
mg/L
污染名称
pH
硬度
氨氮
COD
石油类
悬浮物
污染浓度
7.5-8.5
≤200
＜10
＜30
＜2
＜5
2.4污水处理厂厂址
利用原污水厂厂址进行改造。
第三章处理厂设计原则
3.1污水处理设计原则
1）根据进出、水水质及水量，综合考虑实际情况，选用低能耗、低运行费、低基建费、操作管理方便、工艺成熟的污水处理工艺。
2）污水厂总平面布置力求紧凑，减少占地和投资。
3）妥善处置污水处理过程中产生的污泥和栅渣等污物，避免造成二次污染。
4）贯彻国家关于环境保护的基本国策，执行国家的相关法规、政策、规范和标准。
5）工程建设与企业规划的发展相协调，最大程度地发挥工程效益：
6）工程建设应符合适用的原则，所采用参数必须可靠。
7）工程建设须符合工程经济的要求。
8）选择国内外先进、可靠、高效，运行管理方便，维修简便的污水处理设备。
9）设计必须考虑节能，避免对环境造成的二次污染。
10）采用现代化自控技术，实现自动化管理，达到技术可靠，提高管理水平，降低劳动强度及运行费用。
3.2污水处理工艺设计原则
选择污泥处理工艺以及进行污泥处理系统的设计主要针对污泥进行稳定化、无害化和减量
化处理。
1、根据污水处理工艺，按其产生的污泥量、污泥性质，结合自然环境及处置条件选用符合实际污泥处理工艺。
2、采用合适的脱水方法、脱水后污泥含固率大于20％。
3、妥善处置污水处理过程中产生的栅渣和污泥，避免二次污染。
第四章污水、污泥处理工艺
4.1污水处理工艺
根据设计原则和设计要求，本工程拟比选出一个投资省、运行费用低、耐冲击性强、技术新且成熟、处理效果稳定可靠、运行管理方便、要求操作运转灵活、技术设备先进、成套性好、便于分期实施的处理工艺。
4.2污水处理工艺选择
根据进水水质和出水水质要求，废水具有以下特征：
1）污水中可滤残渣含量较高，这些残渣若不经处理直接进入生化处理系统，会在生化系统中积累而占据大量池容，使池容不断减少最终导致系统完全失效。
同时，去除对生物处理过程有抑制作用的物质，减小生物反应的负荷，改善生物反应的条件，对生物系统正常运行，降低运行费用都是必不可少的一步。
2）污水中对生化反应有抑制作用的物质主要有：
石油类、挥发酚、硫化物、氰化物等，采用电化学混凝气浮法降低其浓度，其余物质不足以影响生化反应的进行。
预处理中不考虑对这些物质的去除，可通过生化段的污泥吸附和降解作用来去除。
3）NH3-N的去除是本工程重点要解决的问题。
废水采用生化脱氮工艺，生化脱氮工艺对进水中污染物质的配比和平衡有较高的要求。
由于生物脱氮的反硝化过程中主要利用原污水中的含碳有机物作为电子供体，该比值越大，碳源越充足，反硝化进行越彻底，理论上BOD5/NH3-N＞2.86时反硝化才能进行。
实际运行资料表明BOD5/NH3-N＞3.0时才能使反硝化过程正常进行。
当BOD5/NH3-N=4-5时，氨氮去除率＞85%，总氮的去除率＞65%。
本项目生物处理段进水COD平均指标1900mg/L，NH3-N平均指标150mg/L，BOD5平均值为600mg/L，BOD5/NH3-N指标为4，若采用生物脱氮工艺，无需投加碳源。
4.3废水的预处理
去除部分不可生化降解的物质，均和水质和水量
本工程中不可生化降解的物质主要是一些大块的漂浮物和无机砂粒，去除这些污染物
对于避免提升泵的磨损和后续构筑物、管道的堵塞相当重要。
另外，不可生物降解的固体，在生化处理单元中积累会占据大量池容，使池容不断减少最终导致系统完全失效。
同时，
去除对生物处理过程有抑制作用的物质，减小生物反应的负荷，改善生物反应的条件，对生物系统正常运行，降低运行费用都是必不可少的一步。
此处的预处理主要有油水分离，浮选，调节池，电化学处理系统。
通过这一过程，可有效去除废水中的油、酚、氰化物、硫化物等不可生物降解或难于生物降解的有机物，均和水质和水量保证后续处理的正常进行。
4.4预处理后的废水水质特性
预处理后废水水质如表所示
预处理后的废水水质单位：
mg/L
污染
名称
pH
SS
CODcr
BOD5
NH3-N
挥发酚
氰化物
石油类
污染
浓度
6～9
17
3000
1500
250
0.5
0.5
1
预处理后废水水质各污染物配比如表所示
预处理后各污染物配比
项目
BOD5/COD
BOD5/NH3-N
数值
0.50
6
经预处理后的废水BOD5/COD=0.5宜生化处理，BOD5/NH3-N=6，用MBR脱氮工艺NH3-N去除率可达到90%以上。
从水量来源和水质要求可以看出，本工程工艺设计的处理重点在于去除废水中的难降解有机物、有毒物质挥发酚，氰化物，硫化物，降低CODcr和去除氨氮。
蒸氨废水,其余废水
4.5工艺流程简介
净废水
沉淀（原有）
池
油水分离（原有）
池
浮选（原有）
调节池（改造）
厌氧池（原有）
栅
电化学系统（新增）
栅
气浮装置（新增）
PAC
PAM
MBR（A段）（改造）
内回流
MBR（O段）（改造）
污泥池（原有）
鼓风机
污泥泵（新增）
回用
PAM
污泥脱水机（新增）
污泥外运
4.6主要工艺简介
4.6.1电化学废水处理系统简介
电化学氧化破坏有机物的机制可分为：
直接氧化及间接氧化。
直接氧化是指污染物在阳极上直接被氧化而从废水中去除,就是污染物在阳极表面氧化而转化成毒性较小的物质或易生物降解的物质,甚至发生有机物无机化,从而达到削减、去除污染物的目的。
间接电解是指利用电
化学产生的氧化还原物质作为反应剂或催化剂,使污染物转化成毒性更小的物质。
间接氧化分为可逆过程和不可逆过程。
可逆过程（媒介电化学氧化）是指氧化物在电解过程中可电化学再生和循环使用。
金属氧化物在电化学过程中被氧化成高价态,然后这些高价态物质去氧化有机物。
此时高价态有机物被还原成原价态的物质,这样周而复始达到氧化去除污染物的目的,同时也可将氧化还原物固定在电极表面。
不可逆过程是指利用不可逆电化学反应产生的物质,如具有强氧化性的氯酸盐、次氯酸盐、H2O2和O3等氧化有机物的过程,还可以利用电化学反应产生的短寿命的、强氧化性的中间体,包括HO·、HO2·、O2-··等自由基。
它们可以氧化降解污染物。
有机物浓度较高时发生的是直接电氧化,而在有机物浓度较低时,则发生的是与HO·的不可逆反应。
有机物的电化学氧化类似Fenton反应,产生的HO·氧化有机物。
含Cl-废水在用电解法处理时起主要作用的是次氯酸根。
在有Cl-存在的情况下,具有氧化作用的含氯物质（Cl·、Cl2、OCl-）和HO·共同与有机污染物作用，使之氧化分解。
原废水在电化学反应前预氧化所残留的氰酸盐、硫化盐及酚初步氧化后的中间产物,进入电化学机后主要依靠惰性贵金属涂层电极电化学反应产生的间接氧化机制,利用HO·达到氧化分解氰酸盐、硫化盐及邻苯二酚等有机物的作用。
4.6.2膜生物反应器MBR工艺原理介绍
膜与生物处理工艺结合的膜生物反应器研究迄今已逾30年了，MBR的商业应用也有20年的历史了。
该工艺最引人瞩目的是用膜分离技术取代常规活性污泥二沉池，用膜分离技术作为处理单元中富集生物的手段，而不是采用常规的回流循环来增加曝气池中微生物的浓度。
它是用一个外部循环的板框式组件来实现膜过滤的。
在生活污水处理中，获得了极佳的处理效果，BOD5＜1mg/L，CODCr=20～30mg/L，系统处理能力为10～100m3/d。
在该系统中，污水进入悬浮生长的生物膜反应器中，并通过超滤膜组件的抽吸作用连续出水。
膜组件为板框式，进出口压力分别为345KN·m-2和172KN·m-2，膜通量为16.9L·m-2/h。
尽管这些工艺取得了良好的出水水质，但由于当时膜技术发展相对落后，膜材料种类少，价格昂贵，使用寿命短，限制了该
工艺的长期稳定运行，污水膜生物反应器仍然处于初级研究阶段。
1970年美国的Dorr-Oliver公司和日本的Sanki-engineering有限责任公司达成协议，使得该工艺首次进入日本市场。
80年代以后，随着膜制造技术的发展、膜分离工艺的完善、膜清洗方法的改进和污水厂出水水质要求的提高，MBR开始在污水处理行业得到应用。
MBR（膜生物反应器）工艺的工作原理：
首先通过活性污泥来去除水中可生物降解的有
机污染物，然后采用膜将净化后的水和活性污泥进行固液分离。
本工程使用的膜为中空丝膜，膜的孔径在0.4μm左右，能够截留住活性污泥以及绝大多数的悬浮物，取得清澈的出水。
为了使得膜能够连续长期稳定的使用，在中空丝膜的下方以一定强度的空气不断对膜进行抖动，既起到为生物氧化供氧作用，又防止活性污泥附着在膜的表面造成膜的污染。
MBR工艺的优点如下：
✧运行管理方便
传统的好氧活性污泥处理工艺，在高污泥负荷的情况运行会出现污泥膨胀现象，使得泥不难于分离导致系统不能正常运行、出水不达标。
而MBR工艺是用膜抽吸作用来进行泥水分离，污泥膨胀不会影响MBR系统的正常运行和出水水质，因此运行管理极为方便。
✧占地面积小
传统的活性污泥工艺的活性污泥浓度一般在3000～5000mg/l，而MBR工艺的活性污泥浓度一般在8000～12000mg/l，且不需生化沉淀池，故大大减少了占地面积和土建投资，其土建占地约为传统工艺的1/3。
✧处理水质稳定
中空丝膜能够截留几乎所有的微生物，尤其是针对难以沉淀的、增殖速度慢的微生物，因此系统内的生物相极大丰富，活性污泥驯化、增量的过程大大缩短，处理的深度和系统抗冲击的能力得以加强，处理水质稳定。
✧具有很好的脱氮效果
MBR系统有利于增殖缓慢的硝化细菌的截留、生长和繁殖，系统硝化效率得以提高。
✧泥龄长
膜分离使污水中的大分子难降解成分，在体积有限的生物反应器内有足够的停留时间，大大提高了难降解有机物的降解效率。
反应器在高容积负荷、低污泥负荷、长泥龄下运行，可以实现基本无剩余污泥排放。
✧动力消耗低
中空丝膜所需的吸引压力仅为－0.1～－0.4公斤/cm2左右，动力消耗低。
单个膜组件
安装完毕的膜组件
4.7处理效果一览表
废水处理效果一览表单位：
mg/L
单元
名称
项目
CODCr
BOD5
NH3-N
挥发酚
油类
调节池
进水（mg/l）
6000
600
350
1200
10
出水（mg/l）
≤5900
≤582
≤350
≤1200
≤10
去除率（%）
1.6
3
-
-
-
浮选气浮
进水（mg/l）
≤5900
≤582
≤350
≤1200
≤10
出水（mg/l）
≤5000
≤582
≤300
≤600
≤5
去除率（%）
15.3
-
14.3
50
50.0
电化学系统
气浮池
进水（mg/l）
≤5000
≤582
≤300
≤600
≤5
出水（mg/l）
≤3000
≤1500
≤250
≤5.00
≤2
去除率（%）
40
-
16.7
99.1
60.0
MBR生化池
进水（mg/l）
≤3000
≤1500
≤250
≤5.00
≤2
出水（mg/l）
≤30
≤5
≤5
≤0.05
≤2
去除率（%）
99.0
99.0
98.0
99.0
-
总去除率（%）
＞99.5
＞95.0
＞97.1
＞99.8
＞80.0
4.8工艺计算
4.8.1污水处理部分
1、除油池（原有）
数量：
2座
有效容积：
288.6m3×2
尺寸：
高7.5米直径7米
结构：
钢砼结构
主要作用：
除去废水中含油，保护生化池微生物正常生长。
2、浮选池（原有）
数量：
2座
有效容积：
250.1m3×2
尺寸：
高6.5米直径7米
结构：
钢砼结构
主要作用：
除去废水大颗粒物质，保证后序管道和设备的正常运行，并除去部分可挥发的物质。
3、调节池（原有）
数量：
2座
有效容积：
2574m3
尺寸：
长18米宽11米高6.5米
结构：
钢砼结构
主要作用：
均和水质和水量。
4、厌氧池（原有）
数量：
2座
有效容积：
1971.2m3
尺寸：
长16米宽11米高5.6米
结构：
钢砼结构
主要作用：
厌氧分解废水中污染物，反硝化脱氮。
5、电化学处理系统（新增）
电化学机
数量：
2台
主要作用：
对废水强氧化进行预处理，去除对微生物生长有害的物质，保证生化池内微生物正常生长，同时能够分解废水中大分子
难降解颗粒物，调节B/C比例。
配套电源
数量：
2套
主要作用：
为电化学设备提供电源，保证电化学稳定运行。
6、气浮池（新建）
数量：
1套
型号：
F-60
主要作用：
电化学后处理，去除电化学处理后废水中的煤焦油、乳化油、挥发酚、悬浮物等，同时去除部分有机物。
7、缺氧池（原有）
数量：
2座
有效容积：
2574m3
尺寸：
长18米宽11米高6.5米
结构：
钢砼结构
8、MBR池（由好氧池改建）
数量：
2座
有效容积：
6410m3
尺寸：
长35.5米宽12.2米高7.4米
结构：
钢砼结构
主要参数：
有机负荷取0.0
升级会员 