70吨每小时焦化废水处理站.docx

1、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 11.1 生产概况 11.2 水质概况 11.3 工程简介 22. 设计基础 42.1 设计原则 42.2 设计依据 52.3 设计进水水量与水质 52.4 出水标准 53. 工艺改造设计 73.1 工艺流程改造原则 73.2 污水水质及原有工艺分析 73.3 工艺流程改造的确定 73.4 工艺流程描述 83.4.1污水处理工艺流程 83.4.2污泥处理 93.5 主要单元技术介绍 93.5.1活性污泥与生物膜共生处理单元 93.6 去除率预测 103.7 工艺改

2、造设计 103.7.1污水处理系统 103.7.2其他系统 154 建筑与结构设计 174.1设计规范、设计依据 174.2钢筋砼水池及钢筋砼工程 174.3砌体工程和墙面 174.4屋面工程 174.5装饰工程 175 电气仪表 185.1 设计依据 185.2 设计范围 185.3 供配电系统 196. 工程量表 207. 运行费用 221.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、

3、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

4、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

5、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CODmg/LSSmg/LNH3-Nmg/L挥发酚mg/LBODmg/L水量m3/h原酚氰水20908982815.4261736.1149

6、815工艺出水300878384.0240.08106.670再生水用作冷却用水的水质控制指标601010-1070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

7、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

8、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

9、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（GBJ 14-87）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CODmg/L20908BOD5mg/L1498SSmg/L982NH3-Nm

10、g/L815.4262.4 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CODmg/L60BOD5mg/L10SSmg/L10NH3-Nmg/L10PH6.5-9.03. 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

11、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

12、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

13、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

14、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820g/L，是传统生物处理的2.55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

15、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209081498982815隔油均质稀释后2900340300190气浮池20%232010%30610%27010%171脱氨反应沉淀池40%139220%24555%12180%34.2泥膜共生A/O反应池90%13995%12-12170%10.3二沉池-139-1280%24.2-10.3混凝沉淀池60%55.660%4.870%7.330%7.2

16、出水标准601010103.7 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：10.04.06.8m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/h3 气浮池：工艺尺寸: 4.03.06.8m增设

17、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。结构类型：采用竖流沉淀池，钢筋混凝土结构设计流量：15m3/h表面负荷：0.2m3/m2h工艺尺寸：工艺尺寸10.08.06.8m； 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

18、水，将原水稀释。需在原有池体的基础上加高1.2m。工艺尺寸：10.04.06.8m（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14.016.05.6m曝气池改造为泥膜共生A/O反应池，其有效容积为1120 m3，有效水深5m，设计流量为50 m3/h，总停留时间为22.4h。将南侧原有16.06.03.5m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480 m3，有效水深5m，设计流量为20 m3/h，总停留时间为24h。附属设备说明：a.

19、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：150WQ150-75.5；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

20、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6.0m，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。结构类型：钢筋混凝土结构设计流量：70 m3/h工艺尺寸：8.06.05.0m，1座校核表面负荷1.95m3/m2.h校核停留时间0.72h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

21、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4.04.02.5m。地上部分设泵房一座，工艺尺寸4.04.02.5m，彩钢板结构。a.污泥回流泵：型号：WL2130244802.2；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50 m3/h；送冲渣池的水需埋地敷设新管线，水量为20

22、m3/h，长度约1230米，采用DN80钢管敷设，埋深1米，流速1.17 m3/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。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；

23、 主要设备说明：浓缩压滤一体机NA-DYQ500，一台功率：0.25kw外型尺寸：3100x1350x3325mm螺杆泵型号：G10-1流量：1m3/h功率：0.75kw 2台（一用一备） 贮泥池外型尺寸：2.0x2.0m 钢结构新建一座污泥脱水间，工艺尺寸为6.04.04.5m。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 GBJ388建筑地基基础设计规范 GBJ789建筑结构荷载规范 GBJ989混凝土结构设计规范 GBJ1089建筑抗震设计规范 GBJ1189给水排水工程结构设计规范 GBJ69844.2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

24、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

25、电气仪表5.1 设计依据工厂电力设计技术规范 GBJ685低压配电设计规范 GB5005495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 GB50217-945.2 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

26、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L8.0B6.0H5.0m座1钢混2污泥回流井L2.0B2.0H3.5m座1钢混3集泥井L4.0B4.0H2.5m座1钢混4泵房L4.0B4.0H2.5m座1彩钢板5污泥脱水间L6.0B4.0H4.5m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1P=1.3kw2磷酸盐加药系统JY-

27、II套1P=1.3kw3污水提升泵50WQ15-12-1.1台2P=3.0kw4搅拌器叶轮直径0.5米台1钢质5沉淀设备L=1.0mm236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2P=5.5kw8填料新型弹性纤维一体化m3960聚乙烯9微孔曝气器YMB-1个526ABS10污泥回流泵WL2130-244-80台21用1备11鼓风机FSR-150台3含配件12清水泵DFLZ65-20台21用1备13螺杆泵G10-1台21用1备14污泥浓缩一体机NA-DYQ500套1含配件15贮泥池22m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

28、米1230钢管19气浮设备套17. 运行费用（1）电费用电量为90kw，电费按0.50元/kwh计，运转装机的功率因数为0.8计算，则处理吨水电费为：90240.50.8/1680=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：310