300吨化工废水处理方案.docx

1、300吨化工废水处理方案300吨化工废水处理方案300T/D化工废水处理工程设 计 方 案二一二年九月第二章、设计依据厂方提供的水量、水质、用地等原始设计资料；（1）建设单位提供的污水水质、水量和要求等基础资料（2）污水综合排放标准(GB8978-1996)（3）低压配电装置及线路设计规范（GB50054-92）；（4）电力装置的继电保护和自动装置设计规范（GB50062-92）（5）室外排水设计规范1997年修订（GBJ14-1987）（6）建筑给水排水设计规范（GBJ15-1988）（7）给水排水工程结构设计规范（GBJ69-84）（8）给水排水设计手册（111册）（9）中华人民共和国环境

2、保护法（1989年12月）（10）中华人民共和国水污染防治法（1984年5月）（11）中华人民共和国水污染防治实施细则（1989年7月）国家及地区颁发的其它有关设计规范。第三章、设计范围1、污水处理站的总体设计包括工艺、土建、电气设计，不包括污水处理站外污水收集和输送管道。2、污水处理站的设计主要分为污水处理和污泥处理及处置两大部分。a）污水处理调查研究污水的水质水量变化情况，选择技术成熟、经济合理、运行灵活、管理方便、处理效果稳定的方案。b）污泥处理与处置通常小型的污水处理站污泥只作浓缩处理，本工程产生的污泥主要是化学污泥和生物污泥。为防止污水处理过程中产生的污泥对环境造成二次污染，污泥浓缩

3、池的污泥由卧式离心机处理，处理后的污泥外运处理。 第四章、设计原则1、本设计方案严格执行国家环境保护的各项规定，污水处理首先必须确保各项出水水质指标均达到国家污水排放标准要求。2、针对本工程的具体情况和特点，采用简单、成熟、稳定、实用、经济合理的处理工艺，以达到节省投资和运行管理费用的目的。3、处理系统运行有一定的灵活性和调节余地，以适应水质水量的变化。4、管理、运行、维修方便，尽量考虑操作自动化，减少操作劳动强度。设备选型采用通用产品，选购的产品在国内应是技术先进、质量保证、性能稳定可靠、工作效率高、管理方便、维修维护工作量少、价格适中及售后服务好的产品。选购产品的企业应通过ISO9001质

4、量体系认证。5、在保证处理效率的同时工程设计紧凑合理、节省工程费用，减少占地面积，减少运行费用。6、设计美观、布局合理、降低噪声及合理处置固体废弃物，改善污水站及周围环境，避免二次污染。第五章、设计水质与水量1、污水分类及水质、水量高浓度化工废水 70T/d高盐化工废水 30T/dPTA残渣废水 150T/d易降解化工废水 30T/d蚀刻液化工废水 20T/d合计处理水量： 300T/d综合废水水质（COD）: 50000mg/L2、出水水质 根据厂方要求，该厂废水经处理后达到污水排入城市下水道水质标准见下表：序号项 目出 水1COD (mg/l)5002BOD (mg/l)3003SS (m

5、g/l)4004氨氮 (mg/l)355pH值6-96色度80倍 第六章、废水处理工艺选择根据以上水质分析表，按照废水来源可以将高浓度化工废水、高盐化工废水、PTA残渣废水、易降解化工废水及蚀刻液化工废水，其中高浓度化工废水、高盐化工废水、PTA残渣废水中均含有生物难以降解的有机物质和一些对生化有毒有害的物质，因此，我们拟对上述各种废水进行分类分质处理。化工废水主要处理工艺推荐： 1、催化微电解处理技术 【技术背景】 有机废水特别是高盐高浓度有机废水处理，一直是国内众多环保工作者及管理部门关注的难题。随着我国化学工业的快速发展，各种新型的化工产品被应用到各行各业，特别是医药、化工、电镀、印染等

6、重污染工业中，在提高产品质量、品质的同时也带了日益严重的环境污染问题，主要表现在：废水中有机污染物浓度高、结构稳定、生化性差，常规工艺难以实现达标排放，且处理成本高，给企业节能减排带来极大的压力。 【技术概述】 微电解技术是目前处理高浓度有机废水的一种理想工艺，该工艺用于高盐、难降解、高色度废水的处理不但能大幅度地降低COD和色度，还可大大提高废水的可生化性。该技术是在不通电的情况下,利用微电解设备中填充的微电解填料产生“原电池”效应对废水进行处理。当通水后，在设备内会形成无数的电位差达1.2V 的“原电池”。“原电池”以废水做电解质，通过放电形成电流对废水进行电解氧化和还原处理，以达到降解有

7、机污染物的目的。在处理过程中产生的新生态O H 、H 、O、Fe2+ 、Fe3+等能与废水中的许多组分发生氧化还原反应，比如能破坏有色废水中的有色物质的发色基团或助色基团，甚至断链，达到降解脱色的作用；生成的Fe2+ 进一步氧化成Fe3 +，它们的水合物具有较强的吸附- 絮凝活性，特别是在加碱调pH 值后生成氢氧化亚铁和氢氧化铁胶体絮凝剂，它们的絮凝能力远远高于一般药剂水解得到的氢氧化铁胶体，能大量絮凝水体中分散的微小颗粒、金属粒子及有机大分子.其工作原理基于电化学、氧化- 还原、物理以及絮凝沉淀的共同作用。该工艺具有适用范围广、处理效果好、成本低廉、处理时间短、操作维护方便、电力消耗低等优点

8、，可广泛应用于工业废水的预处理和深度处理中。 【技术特点】 (1) 反应速率快，一般工业废水只需要半小时至数小时； (2) 作用有机污染物质范围广，如：含有偶氟、碳双键、硝基、卤代基结构的难除降解有机物质等都有很好的降解效果; (3) 工艺流程简单、使用寿命长、投资费用少、操作维护方便、运行成本低、处理效果稳定。处理过程中只消耗少量的微电解填料。填料只需定期添加无需更换，添加时直接投入即可。 (4)废水经微电解处理后会在水中形成原生态的亚铁或铁离子，具有比普通混凝剂更好的混凝作用，无需再加铁盐等混凝剂，COD去除率高，并且不会对水造成二次污染； (5)具有良好的混凝效果，色度、COD去除率高，

9、同量可在很大程度上提高废水的可生化性。 (6)该方法可以达到化学沉淀除磷的效果，还可以通过还原除重金属； (7)对已建成未达标的高浓度有机废水处理工程，用该技术作为已建工程废水的预处理，即可确保废水处理后稳定达标排放。也可将生产废水中浓度较高的部分废水单独引出进行微电解处理。 (8) 该技术各单元可作为单独处理方法使用，又可作为生物处理的前处理工艺，利于污泥的沉降和生物挂膜 【适用废水种类】 .染料、化工、制药废水；焦化、石油废水； -上述废水处理水后的BOD/COD值大幅度提高。 . 印染废水；皮革废水；造纸废水、木材加工废水； -对脱色有很好的应用，同时对COD与氨氮有效去除。 . 电镀废

10、水；印刷废水；采矿废水；其他含有重金属的废水； -可以从上述废水中去除重金属。 . 有机磷农业废水；有机氯农业废水； -大大提高上述废水的可生化性，且可除磷，除硫化物 2、新型催化微电解填料 【技术概述】 它由多元金属合金融合催化剂并采用高温微孔活化技术生产而成，属新型投加式无板结微电解填料。作用于废水，可高效去除COD、降低色度、提高可生化性，处理效果稳定持久，同时可避免运行过程中的填料钝化、板结等现象。本填料是微电解反应持续作用的重要保证，为当前化工废水的处理带来了新的生机。 【产品关键创新点】 (1)由多元金属熔合多种催化剂通过高温熔炼形成一体化合金，保证“原电池” 效应持续高效。不会像

11、物理混合那样出现阴阳极分离，影响原电池反应。 (2)架构式微孔结构形式，提供了极大的比表面积和均匀的水气流通道，对废水处理提供了更大的电流密度和更好的催化反应效果。 (3)活性强，比重轻，不钝化、不板结，反应速率快，长期运行稳定有效。 (4)针对不同废水调整不同比例的催化成份，提高了反应效率，扩大了对废水处理的应用范围。 (5)在反应过程中填料所含活性铁做为阳极不断提供电子并溶解进入水中，阴极碳则以极小颗粒的形式随水流出。当使用一定周期后，可通过直接投加的方式实现填料的补充，及时恢复系统的稳定，还极大地减少了工人的操作强度。 (6)填料对废水的处理集氧化、还原、电沉积、絮凝、吸附、架桥、卷扫及

12、共沉淀等多功能于一体。 (7)处理成本低，在大幅度去除有机污染物的同时，可极大地提高废水的可生化性。 (8)配套设施可根据规模和用户要求实现构筑物式和设备化，满足多种需求。 (9)规格：1cm3cm （填料形式多样,有颗粒球形、多孔柱形及其他，大小可定制）。 (10)技术参数：比重： 1.0吨/立方米，比表面积： 1.2 平方米/克， 空隙率： 65% ，物理强度：1000KG/CM2. 3、多相催化氧化处理技术 【技术概述】 该处理技术是环境领域新发展的一种技术，主要采用以羟基自由基为核心的强氧化剂，快速、无选择性、彻底氧化环境中的各种有机污染物。羟基自由基与水中的溶解性有机物反应形成羟基自

13、由基；在催化剂的催化下，羟基自由基对废水中有机物进行氧化分解。该技术对CODcr去除、脱色以及提高废水的可生化性有着显著的效果。其色度、CODcr去除率可达75%-99%。在对农药废水、化工废水、制药废水的实际应用中，该技术体现了很好的应用效果。 【适用范围】 主要适用于：硝基苯、硝基酚、硝基甲苯、苯酚、苯胺类污水、苯甲醚污水；分散染料、阳离子染料、弱酸性染料类污水；合成医药、农药类污水；兽药类污水；精细化工类污水;合成树脂类污水；含氰污水；含氟污水；含蒽污水；焦化污水和电镀污水等。 4、厌氧内循环反应器（IC）厌氧内循环反应器（Internal Circulation）简称IC反应器，是由荷

14、兰PAQUES公司于20世纪80年代中期研究开发的厌氧水处理工艺。 IC反应器是基于UASB反应器颗粒化和三相分离器的概念而改进的新型反应器，可看成是由两个UASB反应器的单元相互重叠而成。它的特点是在一个高的反应器内将沼气的分离分成两个阶段。底部一个处于极端的高负荷，上部一个处于低负荷。其基本构造如图3所示。IC反应器的构造特点是具有很大的高径比，一般可达到4-8，高度可 图3 IC反应器构造简图达16-25m，从外观看，就象一个厌氧 1-进水 2-集气罩 3-沼气提升管4-气液分离器生化反应塔。IC反应器从功能上讲由 5-沼气导管 6-回流管 7-集气罩 8-集气管四个不同的功能部分组成，

15、即混合部 9-沉淀区 10-出水管 11-气封分、膨胀床部分、精处理部分和回流部分。 混合区：由反应器的底部进入的污水与颗粒污泥和内部气体循环所带回的出水有效地混合，使进水得到有效地稀释和均化。污泥膨胀床部分：由包含高浓度的颗粒污泥膨胀床所构成。床的膨胀或流化是由于进水的上升流速、回流和产生的沼气所造成。废水和污泥之间有效地接触使得污泥具有高的活性，可获得高的有机负荷和转化效率。精处理部分：在这一区域内，由于低的污泥负荷率，相对长的水力停留时间和推流的流态特性，产生了有效的后处理。另外由于沼气产生的扰动在精处理部分较低，使得生物可降解COD几乎全部去除。虽然与UASB反应器条件相比，反应器的负

16、荷率较高，但因内部循环流体不经过这一区域，因此在精处理区的上升流速也较低，这两点为固体停留提供了最佳的条件。回流系统：内部的回流是利用气提原理，因为在上部和下层的气室间存在着压力差。回流的比例是由产其量所决定的，大部分有机物（BOD和COD）是在IC反应器下部的颗粒污泥膨胀床内降解为生物沼气的（甲烷），沼气经由第一部分分离器收集，通过气体升力携带水和污泥进入气体上升管，至位于IC反应器顶部的液气分离罐进行液气分离，水与污泥经过中心循环下降管流向反应器底部，形成内循环流。第一级分离气的出流在第二级（上部）处理区得到后续处理，在此，大部分剩余的可降解的有机物（COD和BOD）得到进一步降解，所产生

17、的沼气被二级分离器收集，出水通过溢流堰流出反应器。内循环是基于气体上升原理，通过含气体的“上升管”和“下降管”介质密度的差别产生的，在此不需水泵实现这一内循环，内循环量（速度）通过上升管内沼气的含量，即进水中COD浓度的变化实现自我调节。该内循环功能使IC反应器具有较灵活的特点，比如：当进水COD负荷增高时，沼气产量增大，内循环管内气体上升力增大，经由下降管至下部的循环水进一步稀释了COD的浓度。反之，当进水COD负荷较小时，较少的沼气产量产生较小的气体上升力，使得较小的循环水流至反应器底部稀释进水COD浓度。由此可见，内循环特点可以保证在进水COD负荷波动的情况下，实现稳定的COD负荷自动调

18、节。IC反应器的优点主要有以下几点：1容积负荷率高，水力停留时间短。2基建投资省，占地面积小。由于IC反应器的容积负荷率高，故对于处理相同COD总量的废水，其体积仅为普通UASB反应器的30-50左右，降低了基建投资。同时由于IC反应器具有很大的高径比，所以占地面积特别省，非常适用于一些占地面积紧张的厂矿企业采用。3节省能耗。由于IC反应器是以自身产生的沼气作为提升的动力实现混合液的内循环，不必另设水泵实现强制循环，故可节省能耗。4抗冲击负荷能力强。由于IC反应器实现了内循环，内循环液与进水在第一反应室充分混合，使原废水中的有害物质得到充分稀释，大大降低了有害程度，从而提高了反应器的耐冲击负荷

19、的能力。5具有缓冲pH值变化的能力。IC反应器可充分利用循环回流的碱度，对pH起缓冲作用，使反应器内的pH值保持稳定，从而节省进水的投碱量，降低运行费用。6出水水质稳定。IC反应器相当于两级 UASB艺处理，下面一个的有机负荷率高，起“粗”处理作用，上面一个有机负荷率低，起“精” 处理作用，故比一般的单级处理的稳定性好，出水水质稳定。IC反应器存在的缺点主要有以下几点：1经污泥分析表明，IC反应器比UASB反应器内含有的细微颗粒污泥（形成大颗粒污泥的前体）浓度高，加上水力停留时间相对短，高径比大，所以IC反应器的出水中含有更多的细微颗粒污泥，这不仅使后续沉淀处理设备成为必要，还加重了后续设备的

20、负担。2由于IC反应器的高度一般较高，而且内部结构相对复杂，所以增加了施工安装和日常维护的困难，对水泵动力消耗也存在负面影响。3内部安装的设备数量较多，对材料的选择和防腐要求极高。4IC反应器的进水需要调节pH值和温度至适宜范围，为微生物的厌氧降解创造条件，从强化反应器自身功能的程度看，无疑增加了IC反应器以外的处理设施。5、水解、好氧工艺厌氧处理工艺在工业污水的应用已有30多年的历史。近20年来，随着微生物学、生物化学等学科的发展和工程实践的积累，厌氧处理工艺克服了传统厌氧工艺水力停留时间长、有机负荷低等缺点，在处理高浓度有机废水方面取得了良好效果，并且在低浓度有机废水的水解酸化工艺上有了大

21、量成功的实例。厌氧过程一般可分为水解阶段、酸化阶段和甲烷化阶段。经研究并经工程实践证明，将厌氧过程控制在水解和酸化阶段，可以在短时间内和相对较高的负荷下获得较高的悬浮物去除率，并可将难降解的有机大分子分解为易降解的有机小分子，可大大改善和提高废水的可生化性和溶解性。与传统厌氧工艺相比，水解酸化工艺不需要密闭池，也不需要复杂的三相分离器，出水无厌氧发酵的不良气味，因而也不会影响污水处理站厂区的环境，并且跟好氧工艺相比，该工艺具有能耗低的优点。近年来，随着化工废水的可生化性越来越差，因此水解酸化工艺在化工废水处理工程上得到广泛的采用。在化工废水的处理工程中普遍采用水解酸化工艺，针对不同的印染废水水

22、质采用不同的水力停留时间和布水方式。总结我们已有的工程实践，水解酸化效果取决于：第一，足够的污泥浓度；第二，良好的泥水混合；第三，污水足够的水力停留时间；第四，合适的污泥留存方式。在废水处理工程的运行过程中，在污泥浓度和水力停留时间一定的情况下，泥水混合和污泥留存决定着水解酸化处理效果的好坏。水解酸化工艺可采用外加搅拌促使泥水混合的工艺措施，整个池内泥水也能形成良好的混合，但需要增加搅拌设备，出水需要增设沉淀池和厌氧污泥回流系统以维持水解酸化池内的污泥浓度，但这样做会大大提高工程造价，工程占地面积也会有所增加。水解酸化工艺中也有采用多点进水的工艺措施，但这样做往往造成布水均匀性和泥水混合不够，

23、难以搅拌起来的厌氧污泥极易在池底部分区域形成污泥沉淀，从进水点到出水口出现水流短路现象。这样一来，水解酸化池的池容就得不到充分利用，实际水力停留时间大大小于理论水力停留时间，水解酸化工艺就难以取得良好的效果。 在水解酸化工艺中，采用升流式水解污泥床反应器，污水均匀布在整个池底部，废水在上升时穿透整个污泥层并进行泥水分离，上清液从集水槽出水进入后续好氧处理工序。布水均匀性和泥水混合采用脉冲布水器控制，进水首先进入脉冲布水器，贮存35分钟的水量，然后自动形成虹吸脉冲，整个布水器内的水在10余秒内通过丰字型管道系统均匀布于池底，丰字型管道上布水孔的出孔流速大于2米秒，这样，池底部的泥水进行剧烈混合，

24、充分反应。经过水解酸化处理的废水pH值能从10降至8左右，部分化工废水色度的去除能达到7080。良好的水解酸化处理工艺能大大提高污水的可生化性，进而提高后续好氧处理的去除率，是整个污水处理工程水质达标的重要措施。接触氧化池是一种以生物膜为主，兼有活性污泥的生化处理装置。污水中的大部分有机物在此得到降解和净化，好氧菌以填料为载体，利用污水中的有机物为食料，将污水中的有机物分解成无机盐类，从而达到净化的目的。好氧菌的生存，必须有足够的氧气，即污水中有足够的溶解氧，以达到生化处理的目的。接触氧化池中溶解氧控制在3-5mg/l 左右，容积负荷为0.85kgBOD5/m3d，气水比15：1。为保证处理效

25、果，接触氧化段又分二级接触氧化，总停留时间为8小时。由于生化降解的进行，未被降解的有机物会沿池逐渐减少，故而在二级氧化池中设置的填料量和供气量不同。氧化池由于分隔合理可以有效防止水质上短路。曝气量通过各曝气主管的控制阀进行适当调节，以达到二级氧化池所需曝气量。接触氧化池内装弹性立体填料，该填料广泛用于好氧,兼氧及厌氧处理工艺，具有挂膜快、脱膜容易、生物膜生长更新良好、耐高负荷冲击、COD、BOD5去除率高，处理效果好，充氧性能好，可对气泡进行多层次碰撞，密集型切割，可大大地提高氧的转移、氧的利用。特殊的填料构造形式和物理指标:弹性立体填料是用聚烯烃塑料制成的一种具有弹性丝条的填料。该填料以绳、

26、柱或管为中心支撑，呈现了弹性丝条均匀辐射立体状态。根据各种不同处理条件和应用工艺，弹性单丝的截面大小有不同种类，填料单元丝条分布有多种密度，直径有不同规格。弹性丝条具有一定的柔性和刚性，回弹性能良好，能在水中均匀舒展，对均匀布水布气很有利，弹性丝条经特殊处理，其周围带有微毛刺，如在0.5mm长的弹性丝条周围分布约10根左右的微毛刺，其直径为10-20m,长度约50-70m。它不仅可以增加填料的实用比表面积，而且对氧化池启动和挂膜非常有利。曝气器：采用膜片式微孔曝气器，主要由支撑体、气阀、圆盘扩散器、橡胶、平板型橡胶膜片、压盖、底盘卡板组成，在充氧曝气时，压缩空气通过气阀到圆盘扩散器，橡胶膜片在

27、压缩空气的压力下，撑开微孔达到曝气的目的。6、臭氧氧化和高级氧化技术臭氧氧化及臭氧活性炭联用技术在杀藻、除臭、除色、控制氯化消毒副产物等方面有一定的优势。水中大量存在的天然有机物(NOM)是氯化消毒副产物的主要来源，臭氧氧化导致低NOM分子量部分的增加和高分子量部分的减少，这些新生成的低分子量化合物能较好地吸附在活性炭上，但是臭氧氧化增加了有机化合物的极性而导致在活性炭上的吸附性能降低。另一方面，由于臭氧氧化提高了可生物降解性，在最后消毒步骤之前采用O3/GAC联用方法能够很有效地降低水中溶解性有机碳(DOC)的含量。但是臭氧对于难降解物质的去除率低，对有机物的氧化很难达到完全矿化的程度，生成

28、的小分子物质在后续工艺中易形成一些副产物；同时含溴水臭氧氧化后溴酸盐的生成及臭氧利用率不高等问题也比较突出。随着水体有机污染的日益严重和水质标准的不断提高，高级氧化技术研究进展迅速并在水处理中得到应用。高级氧化技术是指利用反应中产生的强氧化性的羟基自由基(OH)作为主要氧化剂氧化分解和矿化水中有机物的氧化方法。高级氧化技术通常包括以下工艺：O3/H2O2，O3/UV，O3/催化剂(O3/CAT)，H2O2/Fe3+，H2O2/Fe2+，H2O2/Fe2+(Fe3+)/UV，H2O2/UV，UV/TiO2。与其它氧化方法相比，高级氧化技术有如下特点：产生大量非常活泼的羟基自由基(OH)，并诱发链

29、反应；OH无选择性地与水中有机污染物反应，将其矿化；OH具有很高的反应活性，它可与大多数有机物无选择性地反应（k=106109/Ms）；反应条件要求不高，一般在常温常压下即可进行；高级氧化既可作为单独的处理单元，又可与其它工艺联用；可根据水质特点选择某种适宜的高级氧化方式。对于饮用水处理而言，高级氧化技术通常用于去除臭氧难于氧化的有机物，如农药、洗涤剂、芳香性物质（苯、甲苯、乙苯、二甲苯）和卤代烃类（三氯甲烷、三氯乙烯、四氯乙烯）等，它可以去除有机物的浓度大至几百ppm，小至几个ppt。由于它具有以上特点，故被人们称为“21世纪的水处理工艺”。在各种高级氧化技术中，臭氧催化氧化技术日益受到人们

30、的关注。按催化剂的相态分，臭氧催化氧化可分为均相催化氧化和多相催化氧化两类。臭氧催化氧化的发展始于均相氧化，即向水溶液中加入金属离子以强化臭氧的氧化反应；随后出现了以金属氧化物或附着于载体上的金属/金属氧化物为催化剂的多相催化氧化。由于加入的催化剂或氧化剂不易回收，运行维护费用较高，均相催化剂不便于实际应用；而多相催化氧化的固体催化剂易于与水分离，便于以现行臭氧氧化工艺为基础改造，是臭氧催化氧化的发展方向。在实验中，臭氧催化氧化对各类有机物有很好的去除效果。Al-Hayek等人证明，与臭氧单独氧化相比，在催化剂Fe（）/Al2O3存在时，使得苯酚的臭氧化中TOC的去除增加，及促进甲酸和马来酸的

31、臭氧化。Bhat和Gurol研究了针铁矿存在时氯苯的臭氧化，发现臭氧催化氧化比单独臭氧化更有效。Naydenov和Mehandjiev、Thompson等人观察到MnO2存在时，苯和1，4-二氧杂环乙烷的水溶液臭氧化时被矿化。我们的研究工作证明，与单独臭氧化相比，臭氧化阿特拉津时少量Mn（）的存在生成了MnO2导致阿特拉津降解量的增加。Andreozzi等人报道酸性pH时，MnO2促进的草酸臭氧化有很大提高。Pines等人指出，金属-TiO2/O3的混合对于亲水化合物的氧化很有效，而对疏水化合物的效率很低。对于臭氧催化氧化的机理，有如下三种假设。臭氧化学吸附在催化剂表面，生成活性物质后与溶液中的有机物反应；有机物分子化学吸附在催化剂表面，进一步与气相或液相臭氧反应；臭氧和有机物分子同时产生化学吸附，随后二者发生反应。虽然臭氧催化氧化在实验室中取得了较好的效果，但是实际应用并不多见。我们在前期的工作中已有2000t/d和5000t/d的高级氧