50吨每天丙烯酸废水处理方案.docx

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50吨每天丙烯酸废水处理方案

50T/D丙烯酸废水处理工程

设

计

方

案

深圳市**********有限公司

二零一五年十一月

1、方案编制依据及工程实施原则

1.1方案编制依据

1、业主提供的有关资料；

2、《中华人民共和国水污染防治法》；

3、给排水设计规范；

4、给排水设计手册；

5、《环境工程手册》水污染防治卷；

6、地表水环境质量标准（GB3838-2002）；

7、室外排水设计规范（GB8978-1996）；

8、废水综合排放标准（GB8978-1996）；

9、《污水排入城市下水道水质标准》（CJ343-2010）；

10、《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）。

1.2工程实施原则

1、严格遵守国家及地方有关环保法律法规和技术政策，并符合当地环境保护的有关规定；

2、考虑排水布置现状，总体设计布局合理，并与绿化和美化环境有机结合；

3、在总体规划指导下，结合实际情况，发挥工艺优势，做到工艺合理，尽量减少投资和占地；

4、在污水处理站的设计中贯彻节能的原则，最大限度地降低污水和污泥的处理成本，以保证运行费用低，便于维护管理和操作；

5、最大限度地降低二次污染。

1.3设计范围

1、从污水处理格栅井开始到处理设备的排放口为止。

2、污水工程的工艺流程，工艺设备选型，工艺设备的结构布置，电气控制等设计工作。

3、污水处理工程的钢砼结构，设备的施工、安装、调试等工作。

4、污水工程的动力配线，由业主将主电引至污水工程的配电控制箱，配电分配箱至各电器使用点将由我公司负责。

5、不包括废水的收集管网及废水排出界区的外排水管网。

1.4供货范围

本工程的供货范围为一套完整的污水处理系统，包括设备本体、配套的风机、水泵、控制系统及设备中的所配附件等。

本供货范围不包括土建工程设施以及站外进出、水管道及配件和接入电源线。

2、工程概况

2.1工程概况

近年来随着我国经济和科技的发展，丙烯酸业逐渐降低了对国外产品的依赖，丙烯酸生产成为我国新近快速发展的产业，目前已经有了相当的基础和规模，且呈快速发展趋势。

丙烯酸行业的快速发展促进了社会经济的发展，但同时也为生态环境带来了压力。

丙烯酸及其酯类生产过程中产生了大量的废气废水，这类污染物易被吸入，且可经皮肤吸收，造成灼伤、刺激鼻、喉，甚至引起肺、肝、肾损害，对水体、水源、生态和人类健康有很大危害，由于其毒害性和致癌性，其生产废水的直接排放会危害生态环境和人体健康，为此我国规定该类废水排放执行一级标准（COD<100mg/L）。

随着资源日趋紧张、环境危机日益严重趋势的发展，污水处理不再简单追求达标排放，简单的废水处理已不是最佳途径，取而代之的是循环经济理念。

循环经济被认为是解决污水处理技术困境的有效手段，并在各行业受到重视，作为人类社会和自然的纽带废水处理系统建设观念也发生了根本改变，相应地，作为重要化工类废水的丙烯酸及其酯类废水处理系统也需要新型技术，当前急待解决的关键问题是合理开发以资源循环利用、高效率、低成本的集成技术，以解决目前丙烯酸行业废水处理技术低下与行业快速发展及生态环境亟需改善的矛盾，实现该行业的绿色化和可持续发展，为化工类废水污染治理提供支撑，促进缓解能源资源的供需矛盾、促进遏制生态环境持续恶化趋势，为发展循环经济，建设资源节约型和环境友好型社会提供技术支撑。

2.2设计水质水量及处理标准

2.2.1设计水质水量

根据业主提供的水质数据，丙烯酸废水中的污染物含量约为COD：

5000~6000mg/L，氨氮：

40mg/L，pH值：

6~7。

每天产生废水量为50吨。

本工程设计进水水质如下表1所示：

表1设计进水水质

污染物

COD

NH3-N

pH

浓度（mg/L）

6000

40

6~7

2.2.2出水水质指标

根据废水的水质特性，采用“”处理废水，处理后出水水质达到《污水综合排放标准》（GB8798-1996）中的一级排放标准，相关具体数据如表2所示：

表2出水水质指标

污染物

COD

NH3-N

pH

浓度（mg/L）

≤100

≤15

6~9

3、工艺原理及方案

3.1生物接触氧化法工艺原理及特点

“生物接触氧化法”工艺是生物和化学处理相结合的方法，该方案的选择是充分考虑生活废水水质的特点，结合国内外污、废水工程经验而确定的。

该方法工艺系统简单，技术成熟，运行操作灵活，维护管理方便，出水水质稳定。

3.1.1工艺原理

生物接触氧化法是从生物膜法派生出来的一种废水生物处理法，即在生物接触氧化池内装填一定数量的填料，利用栖附在填料上的生物膜和充分供应的氧气，通过生物氧化作用，将废水中的有机物氧化分解，达到净化目的。

工艺将前段缺氧段和后段好氧段串联在一起，在缺氧段异养菌将污水中可溶性有机物水解为有机酸，使大分子有机物分解为小分子有机物，不溶性的有机物转化成可溶性有机物，将蛋白质、脂肪等污染物进行氨化（有机链上的N或氨基酸中的氨基）游离出氨（NH3、NH4+）。

在好氧段存在好氧微生物及自氧型细菌（消化菌），其中好氧微生物将有机物分解成CO2和H2O；在充足供氧条件下，自养菌的硝化作用将NH3-N（NH4+）氧化为NO3-，通过回流控制返回至缺氧段，在缺氧条件下，异氧菌的反硝化作用将NO3-还原为分子态氮（N2）完成C、N、O在生态中的循环，实现污水无害化处理。

3.1.2工艺特点

（1）本项目的废水处理工程运由我司提供全套处理装置。

（2）废水处理装置中的处理工艺采用推流式生物接触氧化池，其处理效果优于完全混合式或二、三级完全混合生物接触氧化池。

并且比活性污泥池的体积小，对水质适用性强，耐冲击性能好，出水水质稳定，不会产生污泥膨胀，同时在生物接触氧化池中采用了新型弹性立体材料，他具有实际比表面积大、微生物挂膜、脱膜方便，在同样有机负荷体积下，比其他填料对有机物的去除率高，能提高空气中的氧在水中的溶解度。

（3）由于处理工艺中采用生物接触氧化池，其填料的体积负荷比较低，微生物处于自身氧化阶段，因此产泥量较少。

此外，生物接触氧化池所产生污泥的含水率远远低于活性污泥池所产生污泥的含水率。

因此处理装置产生的污泥量较少，一般仅需90天左右排一次泥。

（4）废水处理装置配套全自动的电器控制系统，设备损坏报警系统及远程监控系统，设备可靠性好，因此日常无需专人管理，只需安排相关人员定期巡检，每月或每季度做相关维修与保养即可。

3.2EGSB工艺及其特点

3.2.1EGSB工艺简介

厌氧膨胀颗粒污泥床（ExpandedGranularSludgeBed,简称EGSB），采用出水回流技术，反应器内的液体具有较高的上升流速，且出水回流可稀释污染物及其它有毒有害物质的浓度，污水与微生物之间可充分接触，能承受较大的有机负荷，有效避免反应器内死角和短流的产生。

应用EGSB反应器处理低温低浓度污水和高浓度或有毒、难降解工业废水，COD去除率较高，具有其它厌氧反应器不可比拟的优势，可广泛应用于多种污水处理工程。

EGSB反应器是对UASB反应器的改进，除反应器主体外，EGSB反应器主要由配水系统、反应区、三相分离器、沉淀区、出水系统和出水循环系统等构成。

与UASB反应器相比，EGSB能在高负荷下对低温低浓度有机废水取得高处理效率，可维持很高的水流上升流速。

反应器内颗粒污泥床呈膨胀状态，颗粒污泥性能良好。

在高水力负荷条件下EGSB反应器内颗粒污泥的粒径较大、凝聚和沉降性能好、机械强度也较高。

EGSB能承受较大的有机负荷，且对布水系统要求较为简单。

与UASB反应器相比，EGSB反应器内的液体上升流速要大得多，因此必须对三相分离器进行特殊改进。

改进可以有以下几种方法：

1、增加一个可以旋转的叶片,在三相分离器底部产生一股向下水流，有利于污泥的回流；2、采用筛鼓或细格栅，可以截留细小颗粒污泥；3、在反应器内设置搅拌器,使气泡与颗粒污泥分离；4、在出水堰处设置挡板，以截留颗粒污泥。

出水循环部分是EGSB反应器不同于UASB反应器之处，其主要目的是提高反应器内的液体上升流速，使颗粒污泥床层充分膨胀，污水与微生物之间充分接触，加强传质效果，还可以避免反应器内死角和短流的产生。

3.2.1EGSB工艺特点

1、颗粒污泥床层处于膨胀状态，使进水能与颗粒污泥能充分接触，提高了传质效率，有利于基质和代谢产物在颗粒污泥内外的扩散、传送，保证了反应器在较高的容积负荷条件下正常运行。

2、高COD负荷（8~15kgCOD/m3/d）。

3、液体上升流速在2.5～6m/h（最高可达10m/h），COD去除负荷高。

4、厌氧颗粒污泥活性高，沉降性能好,粒径和强度较大，抗冲击负荷能力强。

5、适用范围广，可用于SS含量高和对微生物有抑制性的废水处理。

6、反应器为塔式结构，高径比（H/D）较大，占地面积小。

7、在低温和处理低浓度有机废水时有明显优势。

3.3芬顿氧化工艺介绍

fenton试剂是亚铁离子和过氧化氢的组合，该试剂作为强氧化剂经常应用于污水处理中。

Fe2+与H2O2间反应很快，生成-OH自由基，氧化能力很强，仅次于氟，有三价铁共存时，Fe3+与H2O2缓慢生成Fe2+，Fe2+再与H2O2迅速反应生成-OH，-OH与有机物RH反应，使其发生碳链裂变，最终氧化为二氧化碳和水，从而使废水中的COD大大降低。

同时，Fe2+作为强催化剂最终被O2氧化为Fe3+，在一定的PH值下生成有絮凝作用的Fe（OH）3胶体，可大量降低水中的悬浮物。

Fenton法是一种高级化学氧化法，常用于废水的高级处理，以去除COD、色度、泡沫等，一般在PH值小于3.5时进行，在PH值小于3.5时，其自由基生成速率最高。

因此，本设计废水氧化时的PH值控制在2～4左右。

Fenton催化氧化出水中含有一定量的Fe3+，可直接作为助凝剂使用（可适当投加助凝剂），投加液碱将PH调为6～10，并投加助凝剂（PAM），经过沉淀后污水可达标排放。

综上所述，本方案拟采用“EGSB+生物接触氧化法+芬顿氧化”为核心处理工艺的废水处理装置，该工艺具有技术先进、处理效果好、运行费用低、操作管理简便等优点，可确保处理水达标排放。

4、工艺流程及说明

4.1工艺流程的确定

通过了解废水来源，对污水成分、水质特点作理论综合分析，在此基础上，结合以往治理同类型废水所取得的经验，并考虑排水标准、资金投入等技术经济指标，确定采用“废水——格栅——调节池——EGSB反应器——生物接触氧化池——芬顿反应池——出水”处理工艺。

具体工艺流程图如图1所示：

图1丙烯酸废水工艺流程图

4.2工艺流程说明

废水经格栅拦截去除水中废渣等固体悬浮物，进入调节池，在调节池内均质、均量后经泵提升至EGSB反应器，在EGSB反应器中将污水中部分溶解性难降解有机物水解为有机酸，使大分子有机物分解为小分子有机物、CH4及CO2，不溶性的有机物转化成可溶性有机物，将蛋白质、脂肪等污染物进行氨化。

在接触氧化池池段存在好氧微生物及消化菌，其中好氧微生物将有机物分解成CO2和H2O，在接触氧化池2充足供氧条件下，硝化菌的硝化作用将NH3-N氧化为NO3-，通过回流控制返回至接触氧化池1，在缺氧条件下，异氧菌的反硝化作用将NO3-还原为分子态氮，接触氧化池出水自流进入沉淀池进行沉淀，沉淀池出水进入芬顿反应池，经过芬顿氧化去除最后难以生物降解的有机物，使污水达到排放标准后排放。

污泥池的污泥定期排放在污泥浓缩池，经过板框压滤机压滤后泥饼外运处置，压滤液回流至调节池。

4.3工艺与控制系统的联系

除格栅人工清理和加药系统需手动配药外，其它部分实现全自动控制运行。

5、工艺设施

5.1格栅井

在废水进入调节池前设置一道格栅，用以去除废水中的软性缠绕物、较大固颗粒杂物及飘浮物，从而保护后续工作水泵使用寿命并降低系统处理工作负荷。

格栅井设置砖混结构，格栅采用手动框式。

基本尺寸：

1000×500×1000mm

5.2调节池

调节池为污水汇集处，由于来自各时的水质、水量均不一样，因此为使处理系统连续稳定地运行，同时调节水量和均化水质，设计调节池，调节池的设计有效容积一般为日处理量的1～2倍。

调节池内设置潜污泵，液位控制，经均量，均质的污水提升至后级处理。

有效容积：

75m3（5m*5m*3.5m）

池内设集水坑、爬梯，便于水泵工作及其维护。

5.3EGSB反应器

基本尺寸：

Φ2m*15m

容积负荷：

6.35KgCOD/m³/d

钢板厚度：

8mm，环氧沥青漆防腐

EGSB反应器如图2所示，废水由底部的布水器进入反应器，通过富含厌氧菌的污泥区，在厌氧菌的作用下，COD大量去除，同时产生大量沼气，在反应器的顶部通过三相分离器的作用，气体和出水分别排出，污泥则沉降回污泥区。

5.4接触氧化池

基本尺寸：

5m*4m*3.5m钢砼防腐

容积负荷：

0.85KgCOD/m³/d

5.4.1接触氧化池1

接触氧化池充分利用池内高效生物弹性填料作为细菌载体，溶解氧浓度控制在0.5~1mg/L，接触氧化池1靠兼氧微生物将污水中难溶解有机物转化为可溶解性有机物，将大分子有机物水解成小分子有机物，以利于接触氧化池2进一步对COD进行氧化分解，同时回流的硝态氮在反硝化菌的作用下，可进行反硝化，达到去除氨氮的目的。

5.4.2接触氧化池2

通过接触氧化池1后在有机负荷降低的情况下，控制溶解氧在2~4mg/L通过硝化菌的作用，在氧量充足的条件下将污水中的氨氮通过硝化细菌转化为硝态氮，同时也使污水中的COD值降低到更低的水平，使污水得以净化。

两段式设计能使水质降解成梯度，达到良好的处理效果，同时设计采用相应导流紊流措施、回流措施，使设计更合理。

曝气方式采用微孔曝气，这样的设计能有效的避免管路由于处理废水产生的污泥堵塞，延长使用寿命，提高氧利用率高。

5.4.3生化沉淀池

基本尺寸：

2m*2m*3.5m钢砼防腐

表面负荷：

0.5m3/m2

平流式，内设刮泥装置

沉淀是污水中的悬浮物在重力作用下，与水分离的过程。

这种工艺简单易行，分离效果好，在各类污水处理系统中往往是不可缺少的一种工序。

此处沉淀池作用是进行固液分离去除生化池中剥落下来的生物膜和悬浮污泥，使污水真正净化，使出水效果稳定。

5.4芬顿反应池

基本尺寸：

2m*4m*3.5m钢砼防腐

（1）反应池

停留时间：

1.43h

生化处理无法完全处理丙烯酸废水中的有机物质，有些难降解的有机物质必须通过催化氧化才能分解，由于催化氧化处理单位COD的费用过高，因此在生化处理后COD达到接近排放标准时再加上芬顿催化氧化处理最后难生物降解的一部分，既可保证达标排放，又可节约成本。

（2）絮凝沉淀池

调节pH至8左右，投加PAM助凝，可将芬顿氧化产生的铁离子及悬浮物等沉淀去除，最终出水可达标排放。

5.4污泥浓缩池

基本尺寸：

3m*3m*3.5m半地埋钢砼防腐

污泥浓缩池主要收集来自EGSB反应器的剩余污泥、生化沉淀池的剩余污泥以及絮凝沉淀池的污泥，上清液回流至调节池，浓缩后的污泥经板框压滤机处理后泥饼外运，压滤液回流至调节池。

5.5电器控制系统说明

除加药系统配药外，系统实现全自动程序控制运行。

6、二次污染防治

6.1臭气防治

a、污水站各池体均被密闭，以防臭气外逸；

b、各可能产生异味的池体分别设置空气管进行曝气和好氧消化，从而尽可能减少异味产生。

6.2噪声控制

a、系统设施设计在厂区角落，并处在常年主导风向的下风向，对外界影响小；

b、风机选用低噪声型，本机噪声≤80dB，风机进出口均采用消声器，底座用隔震垫，进出口风管用可挠橡胶软接头等减震降噪措施；

c、确保周围环境噪声：

白天≤60dB，晚上≤50dB。

6.3污泥处理

a、污泥由EGSB、生化沉淀池以及絮凝沉淀池排放，可以通过将生化沉淀池大量回流至接触氧化池1、EGSB提高污泥浓度等措施减少污泥产量；

b、污水处理过程中产生污泥部分排入污泥池进行重力浓缩和好氧消化分解，从而减少污泥体积，提高污泥稳定性；

c、污泥池内剩余污泥由清洁管理部门定期抽吸外运，从而有效地解决污泥出路避免二次污染的产生。

6.4防腐

本设计方案中土建构筑物采用钢筋砼结构，主要设备采用碳钢防腐。

设备刷环氧煤沥青。

设备池内管道采用优质UPVC以及PP管道，以确保整体使用寿命达二十年以上。

7、电气控制和生产管理

7.1工程范围

本自动控制系统为污水处理工程工艺所配置，自控专业主要涉及的内容为该污水处理系统中水泵与液位的连锁、加药泵与pH计及ORP计的连锁、报警、风机的交替动作、电磁阀的定时工作等。

7.2控制水平

自动与手动结合。

7.3电气控制

采用全自动可编程序控制系统，该系统特点是：

a、设全自动控制及手动控制功能；

b、水泵与风机能在设置时间内自动交替使用；

c、进水泵低水位停止，高水位启动，超警戒水位提供报警信号；

d、根据pH计和ORP计的读数自动调整加药量；

e、设备停止工作2小时以上，为保持生物膜的活性，风机能定时间歇运行；

f、设有过流、过载、断相、短路保护，故障自动切换并声光报警；

g、污水处理站24小时运行，控制系统自动化水平较高，只需配备1名兼职人员。

7.4污水泵

调节池内污水泵符合以下工况，水泵的启动受液位控制。

a、高液位：

报警，同时启动水泵；

b、低液位：

报警，关闭水泵。

7.5风机

风机设置两台，风机8~12小时内间歇交替运行。

7.6污泥泵

污泥池中污泥泵不定期排泥或污泥回流。

7.7其它

a、各类电气设备均设置电路短路和过载保护装置；

b、动力电源由甲方提供，进入污水处理站动力配电柜。

7.8生产管理

（1）维修

如本污水站在运转过程中发生故障，由于污水处理站必须连续投运的机电设备均有备用，则可启动备用设备，保证设施正常运转，同时对污水处理设施进行检修。

（2）人员编制

污水处理站实行24小时连续运转，由于处理系统自动化程度高，所以只需配备一名管理操作人员，负责格栅清渣和日常巡视、操作、维护及运行状况记录等工作。

（3）技术管理

进行污水处理设备的巡视、管理、保养、维修。

如发现设备有不正常或水质不合格现象，及时查明原因，采取措施，保证处理系统的正常运化。

8、工程构筑物、设备分析

8.1污水处理设备占地面积

污水处理主要构筑物及设备尺寸如表3所示：

表3主要构筑物及设备尺寸

构筑物尺寸

序号

名称

尺寸（m）

数量

单位

材质

1

格栅井

1*0.5*1

1

座

钢砼防腐

2

调节池

5*5*3.5

1

座

钢砼防腐

3

EGSB反应池

Φ2*15

1

座

碳钢防腐

4

接触氧化池1

5*2*3.5

1

座

钢砼防腐

5

接触氧化池2

3*2*3.5

1

座

钢砼防腐

6

生化沉淀池

2*2*3.5

1

座

钢砼防腐

7

芬顿反应池

2*1*3.5

1

座

钢砼防腐

8

絮凝沉淀池

3*1*3.5

1

座

钢砼防腐

9

污泥浓缩池

2*2*3.5

1

座

钢砼防腐

10

砼基础

10*10*0.4

1

座

钢砼防腐

8.2主要设备分项一览表

污水处理主要设备清单如表4所示：

表4主要设备清单

设备清单

序号

名称

规格

数量

单位

备注

1

格栅

8mm*8mm，SS304

1

件

不锈钢

2

自吸泵

Q=2.1m³/h，H=10m

2

台

2.2kw

3

流量计

0-5m³/h，转子式

1

个

4

暂存水槽

V=1m³

1

个

5

加热器

N=11KW

1

件

6

温度传感器

传感器+探头

1

套

7

增压泵

Q=2.1m³/h，H=25m

2

台

0.55kw

8

液位计

浮球式

1

套

9

EGSB反应器

Q=2.1m³/h，D=2m

1

台

10

沼气回收装置

BIORS-20

1

套

11

沼气罐

￠1500*3800

1

个

12

EGSB回流泵

Q=18m³/h，H=21m

1

台

2.2kw

13

电磁流量计

DN50

1

个

14

pH计

0-14

1

套

15

碱加药装置

P056

1

套

2泵1箱

16

罗茨风机

Q=2.19m³/min，P=4m

2

台

2.3kw

17

微孔曝气器

D200

80

个

18

弹性填料

Φ150*2000

40

m³

19

填料支架

非标定制

40

㎡

20

污水回流泵

Q=10m³/h，H=15m

2

台

1.5kw

21

电磁流量计

DN40

1

个

22

刮泥机

非标定制

1

套

减速机+刮泥桨

23

溢流堰板

UPVC非标定制

2

米

24

污泥回流泵

Q=2m³/h,H=15m

1

台

25

电磁流量计

DN25

2

个

26

pH计

0~14

1

套

探头+传感器

27

ORP计

-2000~+2000

1

套

探头+传感器

28

酸加药装置

9L/h，P=12Bar

1

套

2泵1箱

29

双氧水加药装置

9L/h，P=12Bar

1

套

2泵一箱

30

硫酸亚铁加药装置

2L/h，P=12Bar

2

套

2泵2箱

31

pH计

0~14

1

套

32

碱加药装置

9L/h，P=12Bar

1

套

2泵1箱

33

絮凝剂加药装置

2L/h，P=12Bar

2

套

2泵2箱

34

斜板填料

TX50

4

㎡

35

溢流堰板

UPVC非标定制

2

米

36

螺杆污泥泵

Q=20m³/h，P=0.6MPa

2

台

37

板框压滤机

过滤面积15㎡

1

台

8.3工程造价估算

本设计因地制宜，布局合理，设计规范。

设备投资共不含土建费用。

待合同生效后，我公司再提供设备结构图和设备结构工艺施工说明等详细技术资料。

8.4工程平面图

以实图为准，具体布局根据实际情况决定。

9、环境经济效益指标

9.1电耗

每日电耗表5所示

表5电耗

序号

设备名

数量

运行数量

功率（KW）

每日运行时间（h）

每日电耗（度）

1

自吸泵

2

1

2.2

24

52.8

2

加热器

1

1

11

24

264.0

3

增压泵

2

1

0.55

24

13.2

4

EGSB回流泵

1

1

2.2

24

52.8

5

罗茨风机

2

1

2.3

24

55.2

6

污水回流泵

1

1

1.5

24

36.0

7

刮泥机

1

1

0.55

24

13.2

8

螺杆污泥泵

2

1

1.5

0.25

0.4

10

合计

487.6

按50吨/天污水处理量计算，平均每吨水所需电耗为9.752度。

9.2药耗

每日药耗如表6所示

表6药耗

序号

药品名

投加量（L/h