623兰炭深加工生产废水方案.docx
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623兰炭深加工生产废水方案
兰炭深加工项目生产
废水处理站
工
艺
方
案
二零壹壹年六月
1.项目概述
1.1项目简介
本废水处理站处理的废水为兰炭深加工项目生产废水。
2.设计水量、水质及设计要求
2.1废水的来源
焦化厂除生产焦炭和煤气外，还回收苯、焦油、氨、酚等化工产品。
在煤气洗涤、冷却、净化以及化工产品回收、精制过程中，产生大量废水。
其主要来源有：
煤挟带入水，反应生成水和焦化产品蒸馏、洗涤加入的蒸汽和新鲜水，在与煤气和产品接触后冷凝或分离出来的废水，包括集气管喷淋分离液和初冷却液组成的剩余氨水；氨水工艺中洗氨的富氨水。
这两部分废水经蒸氨（回收）后排出。
硫氨工艺中的终冷洗苯水；苯、焦油、古马隆等化工产品加工的分离水。
煤中碳、氢、氧、氮、硫等元素，在干馏过程中转变成各种氧、氮、硫的有机和无机化合物，使煤气中的水分及蒸汽的冷凝液中含有多种有毒有害的污染物，所以废水中含有很高的氮和酚类化合物以及大量的有机氮、CN-、SCN-及硫化物等等。
焦化废水水量大，污染物复杂、浓度高，如不经处理直接排入江河，势必造成严重的水污染问题。
2.2设计水量
根据用户提供的数据，业主生产废水预处理量为8-10m³/h,据此确定污水站的处理规模为Qd=240m3/d，Qh=10m3/h。
2.3原水水质
综合废水进水质
指标
项目
进水水质（mg/l）
CODcr
≤48000
SS
≤750
NH3-N
≤4350
油类
≤700
挥发酚
≥4100
色度
1750倍
硫化物
120
BOD5
2.4处理要求
兰炭深加工项目生产废水有害物质的含量因生产的规模不同，采用的净化工艺各异而有较大的差异，处理出水水质大部分指标达到并优于国家《钢铁工业水污染物排放标准》GB13456－1992中的三级标准。
指标
项目
出水水质（mg/l）
CODcr
≤500
SS
≤400
NH3-N
≤40
油类
≤30
挥发酚
≤2.0
氰化物
≤1.0
根据业主的实际情况，废水经处理后全部回到熄焦工段上使用。
生产工艺系统废水完全零排放，故本设计方案暂不考虑后续生化处理。
3.设计依据、设计原则及内容
3.1设计依据
（1）业主提供的相关技术资料、委托资料及设计要求等
（2）《钢铁工业水污染物排放标准》（GB13456－1992）
（3）《室外排水设计规范》（GBJ14-87）
（4）《城镇污水处理厂附属建筑和设备设计标准》（CJJ31-89）
（5）《污水再生利用工程设计规范》（GB/T50335-2002）
（6）《泵站设计规范》（GB/T50265-97）
（7）《采暖与空气调节设计规范》（GBJ19-87）
（8）《工业企业噪声控制设计规范》（GBJ87-85）
（9）《工业企业设计卫生标准》（TJ36-79）
（10）《建筑设计防火规范》（GBJ16-87）
（11）《地下工程防水技术规范》（GBJ108-87）
（12）《工业建筑防腐蚀设计规范》（GB50046-95）
（13）《建筑抗震设计规范》（GBJ11-89）
（14）《给水排水工程结构设计规范》（GBJ69-84）
（15）《建筑结构荷载设计规范》（GBJ9-87）
（16）《建筑地基基础设计规范》（GBJ7-89）
（17）《混凝土结构设计规范》（GBJ10-89）
（18）《通用用电设备配电设计规范》（GB50055-93）
（19）《工业与民用供配电系统设计规范》（GB50052-95）
（20）其它相关的设计规范
3.2设计原则
（1）严格执行国家及地方的现行有关环保法规及经济技术政策。
根据国家有关规定和甲方的具体要求，合理地确定各项指标的设计标准。
（2）本着技术上先进、安全、可靠，经济上合理可行的原则，尽量采用技术成熟、流程简单、处理效果稳定的废水处理系统。
从降电耗、节约药剂使用量方面精心设计，从技术经济上达到最佳效果。
（3）在总图布置方面，充分利用现有条件，因地制宜，少占用地；同时保证使污水处理设施与周围环境协调一致，不会影响环境美观。
（4）选用的设备自动化水平比高易于工人操作管理，减轻劳动强度。
同时也要考虑设备的耐用性，以保证长时间免维修正常使用。
（5）废水处理工程中的设备选用国内先进节能优质产品，确保工程质量。
3.3设计内容
本设计内容指污水处理站的设计，不包括蒸氨系统，具体内容如下：
（1）污水处理工艺设计（污水、污泥处理设计工艺）
（2）处理站主体工艺构筑物、设备选型设计
（3）电气及自动控制设计
（4）其它配套设施设计（消防、照明、道路、绿化等）
（5）污水处理站工程投资估算与成本分析等
3.4工程内容
工程内容指污水处理站的建设，不包括蒸氨系统的改造或新建，具体如下：
（1）污水处理站设施的土建施工；
（2）配套的所有污水处理的设备及管道、阀门等的供货；
（3）污水处理设备的现场安装，相应的配管工程等；
（4）污水处理设备的开车、调试及达标验收；
（5）人员培训等售后服务。
4.焦化废水处理方案比选
4.1焦化废水的特点
焦化废水主要成分有挥发酚、矿物油、氰化物、苯酚及苯系化合物、氨氮等，属于污染物浓度高，污染物成分复杂，难于治理的工业废水之一。
其处理的关键之处在于：
4.1.1酚含量高
废水中酚含高，有的高达2～12g/L。
由于酚的可生化性差，需用萃取法或其它物化法进行预处理加以回收利用。
当它的含量高时，还是有很大的回收价值。
4.1.2氨氮含量高
废水中氨含量高，高达4000mg/L。
高浓度的氨不仅难以用生化法去除，而且其对生化处理单元有一定的毒害作用，严重时可杀死活性污泥，破坏整个生物处理系统。
因此，该高含氨氮废水在进入污水处理站之前，要设蒸氨预处理过程。
经过蒸氨预处理的废水氨氮浓度在100～300mg/L左右，如果要处理到国家一级排放标准40mg/L以下，氨氮的去除仍为该类污水处理工艺选择时首先要考虑的问题。
4.1.3难降解有机物含量高
焦化废水中含有大量苯系、萘系及杂环类难降解有机物，通常的好氧活性污泥法难以直接处理达标。
因此，在好氧法前，需改善其可生化性，提高BOD：
COD值。
4.2关键工艺的选择
焦化废水的处理方法主要分为物化法+生化法。
本方案只涉及物化法
4.2.1物化法
物化法由于要消耗大量的化学药剂，运行成本非常高，所以很少采用。
现在普遍采用生化法。
4.2.2生化法
生化法可分为普通活性污泥法、A/O法、A2/O、SBR法，以及它们的各种变体。
其中
（1）普通活性污泥法在过去采用较普遍，但是由于焦化废水的可生化性差，难以使COD及氨氮达标。
即使延长废水在好氧池中的停留时间，也不可能使氨氮达到一级标准。
（2）A/O法对氨氮有很好的去除效果，但由于焦化废水的COD较高，可生化性差，难以使COD达标。
（3）SBR法操作复杂，针对性不强，同时去除COD和氨氮的效果不好。
（4）A2/O法既可以先改善废水的可生化性，又可以高效地去除氨氮，因此，它非常适合处理焦化废水，为焦化废水的首选方案。
4.3推荐的工艺流程及说明
4.3.1工艺流程图
根据以上分析与方案比选，选定该项目污水处理工艺为以A2-O2的生化方案为核心的处理工艺，经过细化设计后形成如图3所示的工艺流程。
调节池（含格栅）
事故池
生产废水
油定期清除
隔油池
砂外排
沉渣
污泥浓缩池
回用水池
接污泥处理段
熄焦工段
沉砂池
脱酚塔
脱氨塔
浮渣
气浮池
沉淀池
过滤段
图3工艺流程图
4.3.2预处理工艺说明
4.3.2.1调节池
调节来水量废水水量和水质在不同时间内有较大的差异和变化，为使管道和后续构筑物正常工作，不受废水的高峰流量和浓度的影响，把排出的高浓度和低浓度的水混合均匀，保证废水进入后序构筑物水质和水量相对稳定，需设置调节池。
4.3.2.2事故池
煤化工生产经常出现事故，该厂氨氮的浓度有时高达4350mg/L左右，故在设计时应考虑事故工况的处理，设一事故池。
当水中氨氮可能对后续的生物处理造成危害时，先将废水送到事故池存放，待正常后，将事故废水少量按一定比例混到正常工况排出的废水中，缓慢处理，以保证好、厌氧菌不被毒死。
4.3.2.3隔油池
目前常用的隔油池有平流隔油池和斜管隔油池。
废水从池的一端流入池内，从另一端流出。
在隔油池中，由于流速降低，比重小于1.0而粒径较大的油珠上浮到水面上，比重大于1.0的杂质沉于池底。
本工艺采用平流式隔油池，它其结构简单，便于运行管理，除油效果稳定。
4.3.2.4沉砂池
进一步去除易于沉下去的砂粒，有利于进入下一段工序
4.3.2.5脱酚塔
去除水中挥发酚。
4.3.2.6脱氨塔
去除水中氨氮，将氨氮吸收并吹脱到空气中。
4.3.2.7气浮池
经隔油后的废水进入气浮池，投加破乳剂、混凝剂及絮助凝剂。
可将乳化态的焦油有效的去除，另COD、BOD也得到部分去除。
保证了后面生化处理的正常进行。
4.3.2.8沉淀池
气浮后的废水进入沉淀池，一方面进行废水水量的调节和水质的均，另一方面起到二次澄清的作用，便于进入过滤段处理。
4.3.2.9过滤段
过滤是物化处理的最后一道工序，过滤段采用的石英砂滤料孔隙能达到10-15μm，而污水中大部分细小颗粒径集中在10-100μm，可保证悬浮物大部分被滤料截留，出水清澈。
出水可达到熄焦标准。
4.3.3污泥处理工艺说明
混凝沉淀池
气浮池
本方案污泥处理工艺主要包括污泥浓缩、污泥脱水两部分（如图4所示）。
上清液
滤液
调节池
二次处理
污泥浓缩池
污泥泵
污泥脱水机
干泥至煤场
图4污泥处理段工艺流程图
4.3.3.1污泥浓缩池
气浮系统、沉淀池排出的污泥含水率很高，一般在98%以上，流动性好，运输极不方便，需送至污泥浓缩池进行浓缩，去除一部分污泥颗粒间隙水（游离水），从而降低了后续脱水处理过程中污泥的体积。
浓缩后含固率的提高会使污泥的体积大幅度地减少，从而可以大大降低脱水过程的投资和运行费用。
4.3.3.2污泥脱水
经过浓缩后的污泥仍是能流动的，必须进行污泥脱水。
本工艺的脱水设施采用污泥脱水机械。
4.4工艺流程特点
本工艺有如下特点：
✧生物处理工艺采用“调节+沉淀+隔油+脱酚+脱氨+气浮+沉淀+过滤”主体工艺处理焦化废水，工艺路线成熟，处理效果稳定可靠。
✧本工艺对难降解有机物含量高、氨氮浓度高的废水处理有特效。
✧工艺流程没有二次污染，实现了清洁生产和文明生产的工艺。
5.主要构筑物设计及设备选型
5.1预处理部分
5.1.1人工格栅
规格：
5mm。
数量：
1套
5.1.2调节池
池体尺寸：
L×W×H=5×5×4m；
结构形式：
钢筋混凝土结构
水力停留时间：
HRT=12h；
数量：
1座
5.1.2.1提升泵
型号：
50WQ10-15-1.5；
数量：
2台，一开一备；
性能参数：
单泵流量Q=10m3/h，H=15m，电机功率1.5kw
5.1.2.2
5.1.3事故池
池体尺寸：
L×W×H=5×5×4m；
结构形式：
钢筋混凝土结构
水力停留时间：
HRT=12h；
数量：
1座
5.1.3.1潜污泵
型号：
50WQ10-15-1.5（提升潜污泵）
数量：
2台，1用1备
设计参数：
流量Q=10m3/h；扬程：
H=15；功率N=1.5kw
5.1.3.2蒸气管
主管为DN80，引出支管管径为DN25
5.1.4隔油池
装置处理能力：
10m3/h，设计采用斜管除油池，表面负荷为1.0m3/（m2·h）。
池体尺寸：
L×W×H=6×6×2.5m；
构筑物：
矩形钢砼结构；平流式；地上式
数量：
1座；
水力停留时间：
HRT=6h；
5.1.4.1行车式刮油机
型号：
NGR-6
数量：
1台
设计参数：
宽度W=6m，功率0.75×2kW，行车速度0.96m/min。
5.1.5沉砂池（配置排砂系统）
池体尺寸：
L×W×H=5×5×2.5m；
数量：
1座；
水力停留时间：
HRT=4h；
5.1.6脱酚塔
装置处理能力：
10m3/h，
池体尺寸：
详见设计；
数量：
1套；
5.1.7脱氨塔
装置处理能力：
10m3/h
池体尺寸：
详见设计
数量：
1套；
5.1.8气浮池
型号：
JQF-10型高效气浮池
数量：
1台
系统包括气浮主机系统、溶气系统、管路阀门及仪表系统，电控系统。
设计参数：
总处理量10m3/h。
5.1.9沉淀池
设计处理能力：
10m3/h
结构：
地上式钢砼结构，重力排泥
数量：
1座
池体尺寸：
D×H=Φ10×4m；
5.1.9.1过滤提升泵
型号：
50WQ10-15-1.5（潜污泵）
数量：
2台，1用1备
设计参数：
流量Q=50m3/h；扬程：
H=15m；功率N=1.5kw
5.1.10过滤段
设计处理能力：
10m3/h
采用压力过滤器。
滤料采用单层滤料，滤料采用石英砂和无烟煤，滤料直径采用0.5～1.2mm，滤料填充高度1.2m。
砂滤池滤速v=8m/hr，反冲洗膨胀率20%左右。
型号：
GL-1000
规格：
Φ1000×2400
数量：
2座
结构：
钢结构。
处理能力：
10m3/h
5.1.10.1反冲洗水泵
功能：
对过滤段进行冲洗滤料。
型号：
50WQ30-22-4；
数量：
1台,一用；
流量：
Qh=30m3/h；扬程：
H=22m；功率：
N=4KW；
5.1.11回用水池
结构：
地上式钢砼结构
数量：
1座
尺寸：
L×W×H=5×5×4m
5.1.11.1回用水泵
甲方按照实际需要自行配置
5.2污泥处理部分
5.2.1污泥浓缩池
总的污泥量按处理水量的8%计,则为8m3/h,总停留时间按12小时,采用两池间歇操作方式,单池停留时间12小时。
5.2.1.1池体
规格：
L×W×H=5×5×4m
结构：
半地上式钢砼结构。
数量：
1座
总容积100m3，有效容积：
92.5m3，有效高度3.7m。
浮渣采用人工清除，浓缩后污泥靠污泥泵吸入污泥脱水机。
5.2.2污泥脱水
5.2.2.1污泥脱水机
数量：
1台
置于污泥脱水间
5.2.2.2污泥泵
数量：
1台
设计参数：
流量Q=8m3/h
5.2.3综合车间
综合车间主要作为配电室、加药间、值班室、化验室等，轻钢结构。
平面尺寸：
32×12×7m。
5.3主要构筑物及设备一览表
主要构筑物一览表见表6，主要设备一览表见表7。
表6主要构筑物一览表
序号
名称
规格
（长×宽×高）m
数量
结构
备注
1
调节池
5×5×4
1
钢砼
2
事故池
5×5×4
1
钢砼
3
隔油池
6×6×2.5
1
钢砼
4
沉砂池
5×5×2.5
1
钢砼
5
脱酚塔基础
详见设计
1
钢砼
6
脱氨塔基础
详见设计
1
钢砼
7
沉淀池
D×H=Φ10×4
2
钢砼
8
回用水池
5×5×4
1
钢砼
9
污泥浓缩池
5×5×4
1
钢砼
10
处理车间
32×12×7
1
轻钢
表7主要设备材料表
序号
名称
型号
单位
数量
备注
1
格栅
5mm
套
1
2
污水提升泵
50WQ10-15-1.5
套
2
3
事故外排泵
50WQ10-15-1.5
台
2
4
蒸汽盘管
套
1
5
刮油机
NGR-6
台
1
6
气浮池
套
1
7
脱酚塔
套
1
8
脱氨塔
套
1
9
过滤提升泵
WQ50-10-3
台
2
10
反洗泵
台
1
11
过滤器
含滤料
台
2
12
压滤机
套
1
13
压滤泵
台
1
6.污水处理站总图布置
6.1总体布置原则
（1）布置紧凑，力求减少占地面积和连接管渠的长度，便于操作管理。
（2）处理构筑物尽量按流程布置，避免不必要的转弯和交叉，严禁将管道埋在构筑物下面。
（3）充分利用地形，节省开挖、回填量，使处理水能自流，减少动力输送的级数。
（4）管、渠的布置应使各处理构筑物能独立运转，且要便于检查、维修。
6.2总图
根据以上设计原则布置的污水处理站总平面图如附录1所示。
7.公用工程
7.1给排水及消防
7.1.1给水
污水处理站的给水按《建筑给水排水设计规范》（GBJ15-88）等相关规范设计。
污水处理站所用清水从厂区给水主管接入,配给各需水处理单元。
净水主要用于地面冲洗、洗涤、反冲、药剂配置等。
由于用水量不大，暂不考虑使用处理后的中水作水源。
7.1.2排水
污水处理站的排水《室外排水设计规范》（GBJ14-87）、《建筑给水排水设计规范》（GBJ15-88）等相关规范设计。
污水处理站的地面冲洗水等，就近排入地沟。
7.1.3消防
污水处理站的消防设计按《建筑设计防火规范》（GBJ16-87）进行设计。
室外规定间距设置消火栓，操作间及机房内设干粉灭火器，大的建筑物内按规定设消火栓及安全通道。
建、构筑物的耐火等级、防火间距等在相应的建筑或结构等设计中亦按相关规定设计。
7.2强电
由甲方提供的动力电源：
采用380V50Hz/220V50Hz低压电源供电。
7.3自控
7.3.1供电电源
由甲方提供的动力电源：
采用380V50Hz/220V50Hz低压电源供电。
由低压配电柜分配至各处理单元设备。
7.3.2设备启动和控制方式
本系统中的潜污泵和鼓风机采用软启动外，其余设备均直接启动。
主要工艺设备都设置自动和手动两种控制方式。
自动方式时由PLC控制，手动方式时在机房控制箱上操作，通过选择开关进行转换，选择开关安装在就地控制箱上，手动方式优先于自动方式。
7.3.3电线缆敷设及设计
电缆按技术先进，经济合理，安全适用，便于施工和维护的原则进行设计，根据设备容量额定电流，并按电机运行时电压降在5%内及电机启动式启动设备的母线电压降在15%内选择电缆截面。
室内电缆敷设采用穿管或桥架沿墙敷设，在电缆沟内沿角钢支架敷设；室外电缆敷设采用电缆沟与直埋相结和的方式，在电缆沟内沿角钢支架敷设，过道路穿钢管保护。
7.3.4接地保护
本工程采用TN-S制接地系统，电气、仪表采用共同接地体，接地电阻≦1Ω。
所有构筑物的电源进线设重复接地装置，接地电阻≦1Ω，尽可能利用基础钢筋网作为自然接地体。
7.3.5自控与仪表
本系统自控采用PLC集中控制，PLC控制站分设于各个工艺现场，负责各个设备的过程控制。
本系统的控制范围有各个加药系统的连锁报警、曝气鼓风系统、集水井高低水位控制等。
7.3.5.1集水井
集水井内设低、中、高、超高四点控制液位开关，根据不同的水位控制泵的起停和数量。
潜污泵正常情况下为1用1备，PLC内部编程，每隔8小时对水泵进行自动转换，故障时报警。
7.3.5.2气浮池
加药箱设低、超低两点液位控制，低液位报警，超低液位时PLC自动关闭计量泵，与潜污泵的工作时间保持一致。
7.3.5.3好氧池、生物接触氧化池
鼓风机1用1备，PLC内部编程，每隔8小时对鼓风机进行控制转换，确保与潜污泵的工作时间保持一致。
故障时报警并自动切换。
7.3.5.4二沉池
在二沉池里设有泥位检测仪，在污泥泵房里设有液位开关并把信号输入到PLC之中，自动控制泵的启停，分别在回流污泥总管和剩余污泥总管上设电磁流量计，用于计量回流污泥量和剩余污泥量。
污泥回流泵1用1备，1台常开。
PLC内部编程，每隔8hr对水泵进行自动转换，与潜污泵的工作时间保持一致，故障时报警并自动切换。
7.3.5.5反应池
反应池内设搅拌机一台，由PLC内部编程，与潜污泵的工作时间保持一致，故障时报警。
8.工程技术经济分析
8.1土建费用估预算
表8土建费用估算
序号
名称
规格
（长×宽×高）m
数量
单价（万元）
总价（万元）
1
调节池
5×5×4
1
3
3
2
事故池
5×5×4
1
3
3
3
隔油池
6×6×2.5
1
5
5
4
沉砂池
5×5×2.5
1
4.5
4.5
5
脱酚塔基础
详见设计
1
0.8
0.8
6
脱氨塔基础
详见设计
1
0.8
0.8
7
沉淀池
D×H=Φ10×4
1
9
9
8
回用水池
5×5×4
1
4
4
9
污泥浓缩池
5×5×4
1
6
6
10
处理车间
32×12×7
1
40
40
总计
8.2设备材料费估算
表9设备材料费估算一览表
序号
名称
型号
单位
数量
单价
（万元）
总价（万元）
1
格栅
5mm
套
1
0.2
0.2
2
污水提升泵
50WQ10-15-1.5
套
2
0.3
0.6
3
事故外排泵
50WQ10-15-1.5
台
2
0.3
0.6
4
蒸汽盘管
套
1
1.2
1.2
5
刮油机
NGR-6
台
1
15
15
6
气浮池
套
1
20
20
7
脱酚塔
套
1
35
35
8
脱氨塔
套
1
60
60
9
过滤提升泵
WQ50-10-3
台
2
0.3
0.6
10
反洗泵
台
1
0.4
0.4
11
过滤器
含滤料
台
2
8.5
17
12
压滤机
套
1
15
15
13
压滤泵
台
1
0.5
0.5
14
管件阀门
套
1
4.5
4.5
15
电气配套
含自控
套
1
10
10
16
总计
8.3概算总表
表10污水处理站工程估算总表（不含土建）
序号
类别
费率
费用（元）
备注
1
设备材料费（B）
2
安装运输费
5.0%
9.03
B*费率
3
调试费
5.0%
9.03
B*费率
4
不可预见费
5.0%
9.03
B*费率
5
设计费
2.0%
3.612
B*费率
6
小计（C）
7
税金（D）
3.27%
6.91
C*费率
8
总计
218.212
C+D
9.
安装调试运行
9.1设备安装
土建项目完成后，设备按工艺结构部件制造后运至现场，由我公司专业人员进行现场安装，包括连结管道和水、电设施的施工，以保证设备的性能质量和良好的运行效果。
设备包括气浮设备，鼓风机、水泵、电机、加药装置、搅拌机等，设备到货后应开箱检查，核对
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