《某制革废水处理厂废水处理改造方案(废水处理设计)》.doc
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1、某制革废水处理厂废 水 处 理改造方案某二九年七月目 录1 总论331.2 采用标准及标准31.3 编制原那么42 废水水量水质及工程规模52.1 设计废水水量52.2 设计废水水质5558993 处理工艺10103.2 目前运行存在的主要问题:123.3改造后的工艺流程:131414184 工艺设计184.1 综合废水5000m3/d184.2 辅助用房254.3 总排口255 主要设备材料表256 结构设计276.1 结构形式276.2 建筑材料选用277 电气、仪表监控系统2828298 防腐、防渗及节能设计29303031319 工程估算32323232339.2.3新增工程建设总费用
2、:3510 运行费用3535361 总论 某某镇某某村位于某某省某某市西部,是一个某某居住村,皮革加工是该村的传统产业,制革集中区正常生产的企业多达82家,并共同组建了某某省某某市某某皮革以下简称业主。由于该村地处区域为淮河流域,位于清溢河上游,制革废水严重污染河流,直接影响了下游群众的生产、生活和某某市出境断面水质。为彻底解决制革废水污染问题,根据某某省某某市人民政府、某某市人民政府和某某市环保局的意见,于2007年1月设计建成日处理能力5000m3/d污水处理站一座,出水要求到达?污水综合排放标准?GB8978-1996中的一级排放标准。目前,污水处理站已投入运行两年多,但处理能力始终达不
3、到设计要求,迟迟未能达标验收,给当地政府及工业生产造成了较大困扰,必须尽快实施改造工程。应业主要求,特编制该工程改造工程设计方案,供主管部门及专家评审。1.2 采用标准及标准1建设方提供的水量、水质资料及污水厂位置等根底资料2?污水综合排放标准?GB8978-19963?室外排水设计标准?GB50014-20064?给水排水工程结构设计标准?GB50069-20005?混凝土结构设计标准?GBJ50010-20026?地下工程防水技术标准?GB5010820017?砌体结构设计标准?GB50003-20018?建筑结构载荷标准?GB50009-20019?供配电系统设计标准?GB50052-9
4、510?工业企业总平面设计标准?GB50187-9311?工业建筑防腐蚀设计标准?GB50046-9512?水处理设备制造技术条件?JB2932-8613其它相关设计标准1.3 编制原那么1严格执行国家“三同时及有关环境保护的政策,符合国家的有关法规、标准和标准;2遵循清污分流、分质收集、分隔处理的原那么,对含铬废液单独处理;3采用技术先进,特别是对COD、氨氮指标达标的处理工艺,使各项水质做到全面达标排放;4妥善处理污水处理工程中产生的污泥,防止产生二次污染;5采用可靠的、必要的自控系统,减少操作过程中人为影响因素。做到技术可靠,维护管理方便,降低运行本钱;6尽量保持原有的构筑物,进行合理化
5、改造,节省工程投资和运行管理费用。2 废水水量水质及工程规模2.1 设计废水水量根据企业的生产规模,确定总设计规模约为5000m3/d。设计小时流量为220m3/h。考虑到园区生产的特点,顶峰流量为800m3/h。2.2 设计废水水质依据企业提供的废水水质资料,确定设计水质如下:设计进水水质情况表单位:mg/L,pH无量纲项 目pHCODcrBOD5S2-色度倍NH3-N指 标1114700025005001500300废水来源皮革加工是以动物皮为原料,经化学处理和机械加工而完成的,其生产根本工艺如下列图所示。盐腌羊皮水 洗浸 水脱 毛浸 灰去 肉净 面水 洗脱 灰软 化水 洗浸 酸铬 鞣削
6、匀复 鞣中 和染 色加 油整 饰成 品水水、助剂等浸废液含食盐、可溶性蛋白,有时含防腐剂水、石灰废液含有石灰、硫化物、色素、可溶性蛋白、脂肪、毛、大量悬浮物及有机物等。水洗涤水含可溶性蛋白、肉渣、油脂等洗涤废水含钙皂等水水水、脱灰剂等水、软化剂等水水、食盐、酸等水、铬鞣剂、碱等削铬渣等固体水、中和剂等水、染料加脂剂等水洗废水脱灰废液含氢氧化钙、氯化物、中性盐、可溶性蛋白等软化废水含蛋白质及蛋白酶等水洗废水浸酸废液含中性盐、无机酸、有机酸等铬鞣废液含3价铬、酸、中性盐等削革残渣等固体中和废液含中性盐等废液含少量染料及乳化油脂磨革工序有革屑固体物排出在生产过程中有大量的蛋白质、脂肪转移到废水、废渣
7、中,同时在加工过程中采用的大量化工原料,如酸、碱、盐、硫化钠、石灰、铬鞣剂、加脂剂、染料等,其中有相当一局部进入废水之中。这些加工过程产生的废液多是间歇排出,其排出的废水是制革工业污染的最主要来源。制革废水主要来自于准备、鞣制和其它湿加工等三个加工工段:1鞣前准备工段:在该工段中,污水主要来源于水洗、浸水、脱毛、浸灰、脱灰、软化、脱脂等。主要污染物有三类:一是有机废物,包括泥浆、蛋白质、油脂等;二是无机废物,包括盐、硫化物、石灰、Na2CO3、NH4+、NaOH等;三是有机化合物,包括外表活性剂、脱脂剂等。鞣前准备工段的废水排放量约占制革总废水量的50%以上,污染负荷占总排放量的60%左右,是
8、制革废水的主要来源;2鞣制工段:在该工段中,废水主要来自水洗、浸酸、鞣制。主要污染物为无机盐、重金属铬等。其废水排放量约占制革总废水量的25%左右;3鞣后湿整饰工段:在该工段中,废水主要来自水洗、挤水、染色、加脂、喷涂机的除尘污水等,其主要污染物为染料、油脂、有机化合物等,废水排放量约占制革总废水量的25%左右。制革各工序产生的制革废水及其成分如下表所示:各生产工序产生的废水及其污染成分序号工 序参加辅料作 用污染成分1浸水渗透剂、防腐剂使腌制皮恢复鲜皮状态血、水渗性蛋白、盐等2脱脂脱脂剂、外表活性剂去除皮外表及油脂外表活性剂、蛋白、盐等3脱毛浸灰石灰膏、硫化钠去掉表皮及毛,并使松散胶原纤维皮
9、膨胀硫化钠、石灰、硫氢化钠、蛋白质、毛、油脂等4水洗/洗掉外表的灰硫化钠、石灰、硫氢化钠、蛋白质、毛、油脂等5脱灰铵盐、无机酸脱去皮肉外部灰,中和裸皮铵盐、钙盐、蛋白质等6软化及洗水酶及助剂皮身软化,降低皮温酶及蛋白质等7浸酸NaCl、无机酸、有机酸对鞣皮酸化酸、食盐等8鞣制铬粉及助剂、碳酸氢钠使胶原稳定铬盐、硫酸钠、碳酸钠等9水洗/铬盐、硫酸钠、碳酸钠等10中和水洗染料、有机酸、加脂剂及助剂中和酸性皮中性盐11染色加脂/上色,并使皮革柔软饱满染料、油脂、有机酸等12水洗/染料、油脂、有机酸等废水水量特点制革工业用水量非常大,一般情况下,根据产品品种和生坯类别的不同,每生产1t原料皮需用水60
10、120吨。这些用水除一小局部被原皮吸收,绝大局部使用之后形成废水排放,所以制革工业废水排放量也是非常大的;同时由于废水通常是间歇式排放,所以废水水量和水质的波动非常大。以本工程为例,每生产一转鼓8001000张皮约耗水80吨左右。由于皮革生产工序的不同,在每天的生产中都会出现屡次排水顶峰,通常每天会出现5h左右的顶峰排水。一般顶峰排水量为日平均排水量的24倍。废水水质特点根据业主提供的制革生产工艺流程可知,各企业除鞣前准备和鞣制工段外,还包含以蓝湿皮为原料进行整饰加工,在染色加工过程中使用了大量使用了有机酸、染料、加脂剂及各种化学助剂,因此所产生的废水污染物成份也比拟复杂,CODcr、BOD5
11、、SS、色度非常高。另外,由于企业制革多采用非环保型化工原料,且当地无条件实施清洁生产,导致废水污染负荷非常高,废水成分复杂、耗氧量高、悬浮物多、色深,含有蛋白质、脂肪、染料等有机物和铬、硫化物、氯化物等无机盐类,废水中有毒、有害废水比重比拟大,并随工段、工艺、工序的不同而变化很大。同时,由于生产无统一方案,水质随生产品种、生皮种类、工序交错而变动很大,导致了污染物排放的极不规律。2.4设计处理要求按GB8978-1996?污水综合排放标准?一级标准考核,其中总Cr和Cr6+执行表1第一类污染物最高允许排放浓度。主要指标见下表:设计出水水质情况表 (单位:mg/L,pH无量纲)项 目pHCOD
12、crBOD5SSS2-总CrNH3-N一级标准691002070153 处理工艺污水处理厂改造前工艺流程简图如下列图所示。含铬废水进水综合废水进水机械粗格栅机械细格栅调节池栅渣外运调节预沉池调节曝气池初次沉淀池气 浮 池氧 化 沟二次沉淀池排入场外河流泵回流污泥剩余污泥污泥浮渣污泥气浮池污泥井污泥浓缩井泵泵板框压滤干泥外运填埋泵污泥沉淀池板框压滤泵泵污泥铬饼酸化回收或铬饼作副产品出售加药NaOH或Ca(OH)2MgO3.2 目前运行存在的主要问题:1制革集中区正常生产的企业有80多家,由于厂家多,生产方案和废水排放无规律可言,使得进入处理厂的水量水质变化特别大,尤其是废水中悬浮固体含量特别高,
13、制革废水中的污泥主要成分有石灰、皮屑、碎肉渣、羊毛等,粗略计算,现有预沉池长为33m,宽为23m,有效泥深为,约1900立方,在日进水15002000 立方米时,仅用12天的时间就淤平了整个池子此数据指进入污水处理厂的污泥,不含各企业的沉淀池和输送渠沉积的污泥,即污泥量占到总水量的10%左右。目前运行中固液别离不是很好,大量的SS进入生物处理系统,影响了处理效果。2由于企业脱毛使用大量Na2S,排入污水处理厂的硫化物浓度过高,如在预处理中去除不掉硫化物,进入后续生物处理系统,将抑制微生物的生物活性,对出水水质有直接的影响。3生物处理之前的预处理污泥负荷削减率太低,导致进入氧化沟的废水COD高达
14、25003200mg/L,对氧化沟的微生物造成较大的冲击,日进水量在1500吨以下时,冲击不太明显,日处理量超过16004000吨时,氧化沟水质出现恶化现象。4冬春季是制革的旺季,由于此时气温低对生化处理系统有影响,微生物降解吸附的能力非常差,旺季生产的水量到达每天30004200吨,因预处理效果差,污染负荷大,再加上气温低和水量大的冲击,一周期间,氧化沟水质严重恶化并伴有异味气体散发,此时COD可高达8001000mg/L。每年的12月至次年的4月,由于冬春季节气温较低,微生物活动能力降低,此时氧化沟温度在510之间,造成氧化沟大量泡沫的产生,因此,提高生化系统水温,增强微生物活性,消除因外
15、表活性剂遇水温低机械运动易产生大量的泡沫,这是个必须解决的问题。5运行的设备和构筑物存在以下问题:1预沉池由于池型设计不合理和池容缺乏,造成沉淀效果较差;2调节曝气池中的预处理曝气缺乏和曝气不均匀;3调节预沉池中的行车吸泥设备易堵塞;4初次沉淀池由于水力负荷和固体负荷偏大,加上排泥管管径偏小且常有堵塞现象,造成初沉池沉淀效果较差和排泥不畅;5氧化沟冬季运行中泡沫较多,曝气量略有缺乏,池内污泥分布不够均匀,且污泥浓度较低;6二次沉淀池采用虹吸管,不能正常运行,二沉池设计中的其它问题,水力负荷和固体负荷偏大,致使活性污泥混水外排;7污泥处理设备效率较低,需重新增设污泥处理设备;8气浮池气泡不够细密
16、,释放器可能存在问题。3.3改造后的工艺流程:根据上述运行中存在的主要问题,改造工程中重点要解决的工艺和技术路线如下:3.3.1预处理系统l 改造并新建,增加预沉池容积,将预沉池的顶峰处理水量增加到8001100m3/h,设计优质的刮泥、排泥系统,池前明沟内投加FeSO4去除大局部的硫化物。l 增加曝气调节池容积,将现有调节预沉池改为曝气调节池,池内投加聚合硫酸铁,并加大曝气量,在对水中硫化物进一步去除的同时,去除水中的局部氨氮。l 初沉池改为混凝沉淀池,提高初沉池的处理效果,减轻气浮的压力。通过以上措施,确保进入氧化沟的COD降到12001400mg/L,SS降到100mg/L以下。3.3.
17、2生物处理l 氧化沟目前运行总体上较正常,可增加氧化沟保温兼消泡系统,开启备用转碟,保证氧化沟的COD去除率维持在较高水平,并提高氨氮去除率,另外二沉池偏小,设备吸泥机有故障,出水槽设计不合理,减少了二沉池面积,宜撤除集水槽重新设计,并改用刮泥机,使二沉出水COD低于200mg/L。l 二沉池后新建多级进水A/O膜法生物脱氮系统和混凝沉淀池,进一步提高COD和NH3-N的去除率,使出水最终到达一级标准。本工程中,第一级A/O采用泥法工艺,主要以去除有机物为主,并初步脱除一局部氮,降低二级处理的氨氮负荷。由于一级A/O后的氨氮浓度仍较高且有机物浓度较低,二级脱氮生化系统需要很长的污泥龄,因此第二
18、级采用膜法工艺比泥法工艺更合理。生物膜处理工艺的特点如下:A微生物方面的特征微生物种类多样化: 相对安静稳定环境; SRT相对较长; 丝状菌也可以大量生长,无污泥膨胀之虞; 线虫类、轮虫类等微型动物出现的频率较高; 藻类、甚至昆虫类也会出现; 生物膜上的生物:类型广泛、种属繁多、食物链长且复杂。 生物膜上微生物的食物链较长: 动物性营养者所占比例较大,微型动物的存活率较高; 食物链长; 污泥产量少于活性污泥系统(仅为1/4左右)。能够存活世代时间较长的微生物有利于硝化作用的进行。B在处理工艺方面的特征对水质、水量变动又较强的适应性;剩余污泥的沉降性能良好,易于固液别离;能够处理低浓度污水;易于
19、维护运行,运行费用少。l 关于四段A/O接触氧化工艺A/O工艺分段进水生物膜脱氮技术是传统A/O工艺根底上开展起来的生物膜脱新技术。理论上,传统A/O工艺的脱氮效率与回流比成正比,回流比大,进入反硝化区的硝酸盐量增大,氮的去除率就会提高,为了维持较高的氮去除效果,必须同时加大污泥回流量和混合液回流量。这样势必增加废水处理运行本钱,而且大量的硝化液回流给缺氧区带入溶解氧量,使缺氧区溶解氧提高,而溶解氧会消耗废水中易降解有机基质,从而影响脱氮速率。为了克服传统A/O工艺的缺乏,采取短时间缺氧、好氧交替操作来替代传统的单段长时间缺氧和好氧运行,这样形成了A/O工艺分段进水生物膜脱氮技术。四段A/O接
20、触氧化工艺流程框图如下: 综合废水处理工艺流程如下:虚线表示新建处理单元综合废水经预处理的含铬废水格栅硫酸亚铁排 泥预沉池鼓风曝气曝气调节池硫 酸聚合铝铁初沉池排 泥聚合硫酸铁气浮池排 泥蒸 汽集水池内回流污泥池转刷曝气氧化沟二沉池外回流蒸 汽脱水外运中间水池鼓风曝气四段A/O接触氧化池PAC、PAM排 泥混凝沉淀池达标排放3.4改造后废水处理各工段进出水数据预测 运行效果预测表处理工段预沉池-调节池初沉池气浮池氧化沟-二沉池A/O接触氧化池-混凝沉淀池工程进水出水去除率%出水去除率%出水去除率%出水去除率%出水(mg/L)(mg/L)(mg/L)(mg/L)(mg/L)(mg/L)COD70
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