年产60万吨焦化废水处理方案.doc
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1、*煤焦60万吨/年焦化项目废水治理工程第一部分 技术文件设计方案(污水处理)编号: *环境工程二0一一年十一月二十二日技术投标文件目录第一部分:技术投标文件(设计方案) (一) 工程概述(二) 设计依据(三) 设计原则(四) 工程范围(五) 焦化废水来源(六) 废水水质、水量及出水排放回用的要求(七) 酚、氨、氰废水的回收利用阐述(八) 废水排放回用工艺的确定(九) 工艺流程说明(十) 建筑结构设计参数(十一)建筑结构设计(十二) 污水处理各项指标去除率预测表(十三) 电器控制与人员编制(十四)电气及自控设计(十五)设施运行费用分析(十六) 环境效益与经济效益分析(十七)主要构筑物、设备一览表
2、(十八)主要构筑物、设备投资估算(十九) 公用工程及消防、环保、安全设计(二十) 施工方案(二十一)建议(二十二)附图第二部分:施工组织方案设计 (一) 质量管理体系表(二) 设备安装施工顺序(三) 质量保证措施及承诺(四) 保证工期的措施(五) 安全措施(六) 文明施工(七) 人员培训计划(八) 劳动力用工管理制度(九) 用于施工的机械设备一览表一、工程概述冶金工业的焦化厂一般是利用煤作为原料,在隔绝空气的条件下加热,使煤分解成气态、液态和固态产物,分别被称作煤气、焦油和焦炭。在生产过程中,特别在高温干馏、煤气净化、化学产品精制过程中将排放一定数量的废水。这些废水中含有多种无机污染物质及高浓
3、度的氨氮。其中COD和酚含量较高,还含有氰、焦油、氨、硫化物等物质。这些废水如不经处理直接排入水体,不仅使COD值增大,还会危害水生物的繁殖与生存。酚类物质、硫化物等将消耗水中的溶解氧;焦油、悬浮物等可沉淀于河床,造成进一步污染。直接用含酚水灌溉农田,对农作物有较大危害。因此该废水不经处理对周边水区域的污染较为严重。为此,该公司十分重视,根据业主所提供的废水水质资料及排放标准和本公司多年来的实践经验,本着一次性投资少,占地面积小的原则,采用成熟可靠的工艺针对焦化废水的特点进行方案设计。本方案仅作参考。工程总价: 万元土建: 万元设备: 340 万元设计: 30 万元安装: 30 万元调式: 3
4、5 万元运输: 10 万元环保验收费用约20万元如验收用不了,多于的全部退还业主.本次报价包括设备、设计、安装、调试、运输、培训及环保验收付款方式: 3-3-3-1二、设计依据本工程设计方案编制,主要技术依据如下:1、用户提供的水质、水量等有关资料2、综合污水排放标准(GB89781996)3、建筑给水排水设计规范(GBJ1588)4、室外给水排水设计规范(GBJ1386)5、环境噪声标准(GB309696)6、通用电器设备配电设计规范(GB5005593)7、现场设备工业管道焊接施工及验收规范(GB5023698)8、污水泵型式和基本参数(JB/T65341993)9、给水排水工程和污水处理
5、工程建设有关技术规范10、污水排入城市下水道水质标准(CJ3082-1999)11、农田灌溉水质标准(GB508485)12、通用电器设备配电设计规范(GB5005593)13、砼结构设计规范(GBJ1089)14、现场设备工业管道焊接施工及验收规范(GB5023698)15、给水与排水工程结构设计规范(GB56984)16、地表水环境质量标准(GHZB199)17、城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准(GJ3189)18、城市污水处理厂污水污泥排放标准(CJ302593)19、建筑地基基础设计规范(GBJ989)20、工业与民用供配电系统设计规范(GB500595)21、低压配电装置及线
6、路设计规范(GB5005495)22、本公司企业标准。23、国家环境保护法及相关法律法规24、企业污水处理站建设要求25、我公司承建的同类高浓度废水处理工程的实际参数和经验26、其它相关设计标准、规范三、设计原则3.1、 本设计方案严格执行国家和地方有关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及生产回用的目的。3.2、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。3.3、处理系统运行有一定的灵活性和调节性,以适应水质水量的变化。3.4、管理、运行、维修方便,尽量考虑操作自动化,减少操作劳
7、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。3.5、 在保证处理高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,尽量降低运行费用。3.6、 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。四、工程范围内容本工程设计范围包括污水处理站的工艺设计、结构配置、电气自控、机械通风等专业的内容。主要专业设计说明、主要图纸、设备清单、工程投资估算。本工程不包括厂内污水收集管道系统。污水收集管系、外排管系均由用户总体规划。污水由用户直接接入调节池,处理水
8、排放口以设备外一米为交接点。电线以污水处理设备电控柜为交接点。五、焦化厂废水来源 焦化废水来源与钢铁工业中的其他行业的废水不同,主要有两个方面,其一是来自装入炼焦炉的煤;其二是产生于焦化生产过程中的生产废水、蒸汽等。焦化生产工艺与污水来源如下:煤 备煤 焦 炉 焦炭加工 焦炭 除尘废水 除尘废水焦油氨水分离 煤气初冷剩余氨水 煤气脱氮焦油加工煤气终冷 终冷废水焦油精致分离水蒸苯 煤气脱苯粗笨分离水煤气脱硫粗笨加工 煤气管道水封水精苯分离水 净煤气古马隆生产 古马隆废水5.1、原料附带的水分和煤中化合水在生产过程中形成的废水炼焦用煤一般都经过洗选,常规炼焦时,煤装炉水分别控制在10%左右,这部分
9、附着水在炼焦过程中挥发逸出;同时煤料受热裂解,有;析出化合水。这些水蒸气随煤气一起从焦炉中引出,经初冷器冷却形成冷凝水,简称剩余氨水,含有高浓度的氨、酚和氰、硫化物及油类,这是焦化工业要治理的主要废水。若入炉炼焦煤经过煤干燥或预热煤工艺,则水量显著减少。5.2、生产过程中引入的生产用水和用蒸汽等形成污水这部分水因用水用气设备、工艺过程的不同而有许多种,按水质可以分为两大类。一类是用于设备、工艺过程中的不与物料接触的用水和用气形成的废水,例如焦炉煤气和化学产品蒸馏间接冷却水,苯和焦油精制过程中的间接加热用冷凝水等。这一类水在生产过程中未被污染,当确保其不与废水混流时,可重复使用或直接排放。另一类
10、是在工艺过程中与各类物料接触的工艺用水和用气形成的废水,这一类废水由于直接和物料接触,均受到不同程度的污染。按其接触物质不同,可分为三种:、 接触煤、焦粉尘等物质的废水主要有:炼焦煤贮存、转运、破碎和加工过程中的除尘洗涤水;焦炉装煤或出焦时的除尘洗涤水、湿法熄焦水;焦炭转运、筛分和加工过程中的除尘洗涤水。这种废水主要是含有高浓度固体悬浮物,一般经澄清处理后可重复使用。水量因采用湿式除尘器或干式除尘器的数量多少而有很大变化。、含有酚、氰、硫化物及油类的酚氰废水主要有:煤气终冷直接冷却水、粗笨加工的直接蒸汽冷凝分离水、精苯加工过程中的直接蒸汽冷凝分离水;焦油精制加工过程中的直接蒸汽冷凝分离水、洗涤
11、水,车间地坪或设备清洗水等。这种废水含有一定浓度的酚、氰、硫化物及油类,与煤中所含水形成的剩余氨水一起称作酚氰废水,不仅水量大而且成分复杂。、 生产古马隆树脂过程中的洗涤废水主要是古马隆聚脂水洗废液。这种废水的水量很小,且只在少数生产古马隆产品的焦化厂中存在。这种废水一般呈白色乳化状,除含有酚、油类物质外,还因聚合反应所用的催化剂不同,而含有其他物质。上述物质中,酚氰废水是炼焦化学工业中具有代表性及显著特点的废水。焦化酚氰废水如果不经过处理直接排放进入水体,会使水中生物中毒或死亡;灌溉农田会使农作物减产或枯死;人饮用了被污染的废水或食用了含有这些毒物的鱼类和农作物,会引起慢性中毒,出现头晕、呕
12、吐、无力、贫血等病状。六、水质、水量及排放回用的要求6.1、废水水量:由业主确认,每小时按50m3/h进行设计(24小时处理),日排放量Q=1200m3/d。6.2、废水水质焦化废水有害物质的含量因焦化生产的规模不同,采用的净化工艺各异以及化学产品加工深度不一样而有较大的差异。本工艺参照山西省金业集团焦化废水及同类工程的废水水质,见表一:参考 表一排水点PH值挥发酚(mg/L)挥发氨(mg/L)氰化物(mg/L)蒸氨废水6980012001203501025粗笨分离水67300600100200100250精苯分离混合水460350358550750终冷排废水67100300501001002
13、00焦油精制分离水670405070510煤气水封水6705006015本工程综合各排放点的水量、水质并根据业主提供的水质报告及排放标准见表二: 原水水质报告 表二序号名称进水水质出水水质1CODcr(mg/l)35001002BOD5(mg/l)2000203SS(mg/l)300704NH3-N(mg/l)300155油类(mg/l)30056酚(mg/l)6007CN(mg/l)108硫化物30七、酚、氨、氰废水的回收利用阐述酚氰废水成分复杂,由于所含各类污染物浓度有差异,目前通行的处理方法是先回收利用其中有用的酚、氰、氨等有用物质,适当降低其浓度后,再经生物法处理后排放。7.1、酚的脱
14、除与回收回收废水中酚的方法很多,有蒸汽脱酚、吸附脱酚、萃取脱酚等,对高浓度含酚废水处理的技术趋势是液膜技术、离子交换及焚烧。、蒸汽脱酚蒸汽脱酚是将含酚废水与蒸汽在脱酚塔内逆向接触,废水中挥发酚转入气相被蒸汽带走,达到脱酚的目的。含酚蒸汽在再生塔中于碱液作用生成酚盐而回收。该方法操作简单,不影响环境。但脱酚效率仅约为80%,效率偏低,而且耗用蒸汽量较大。、吸附脱酚吸附脱酚是采用一种液固吸附与解吸相结合的脱酚方法,将废水与吸附剂相接触,发生吸附作用达到脱酚的目的。吸附饱和的吸附剂再与碱液或有机溶剂作用达到解吸的目的。随着廉价高效、来源广泛的吸附剂的开发,吸附脱酚法发展很快,是一种很有前途的脱酚方法
15、。但焦化废水中采用的吸附法(如活性炭吸附)回收酚存在一定困难,因有色物质的吸附是不可逆的,活性炭吸附有色物质后,极难再生将有色物质洗脱下来,从而影响活性炭的使用寿命。、萃取脱酚萃取脱酚是一种液-液接触萃取、分离与反萃再生结合的方法。该法脱酚效率高,可达95%以上,而且运行稳定,易于操作,运行费用也较低。在我国焦化行业污水处理中应用最广。新建焦化厂都采用溶剂萃取法。萃取剂多为苯溶剂油(重苯)和N-503煤油溶剂。萃取效果的好坏,与所用的萃取剂有密切关系。7.2、氨的脱除和回收含氨废水经预热分解去除CO2和H2O等气体后,从塔顶进入蒸氨塔,塔底直接吹入的蒸汽将废水中的氨蒸出。含氨废水由冷凝或硫酸吸
16、收,以回收其中的浓氨水或硫酸铵。7.3、氰的脱除与回收若煤气净化工艺采用饱和器生产硫酸铵,在脱苯前无脱硫酸氰工序时,煤气的最终直接冷却水中的氰化物含量可达200mg/L,目前将终冷排污水送至脱氰装置,吹脱的氰与铁刨花和碱反应,生成亚铁氰化钠,再予回收。该工艺蒸汽耗量大,质量符合要求的铁刨花不易获得,设备易腐蚀。因此,最恰当的解决终冷水排污、消除氰的污染途径,是增设煤气终冷前的脱硫脱氰工序。酚、氨、氰的回收、利用及废水治理方案,要结合生产工艺的特点,并根据废水利用或排放标准,选择恰当的处理方法。同时要参考酚、氨、氰等成分的含量及回收利用的价值,作出综合考虑。本方案只作简要阐述。八、废水排放回用工
17、艺的确定根据目前实际情况,本工程采用预处理+A/O法+NCG系统,为保证生化处理的正常运行,就要控制某些条件,主要是调节水质、水量、除油和控制酚、氰、氨等有害物质。在限定范围内进水(挥发酚不高于800mg/L,氰化物不高于40mg/L,硫化物不高于30mg/L,挥发氨不高于300mg/L,苯不高于50mg/L。)根据以上水质情况必须采用预处理(隔油池、反应、浮选、调节池、预曝气),然后进行深度生化处理及后处理,才能达到国家及地方环境保护部门相关的排放要求。处理机理 :处理流程包括废水处理、焦油处理及污泥处理3部分。 1 废水处理 废水处理由3部分组成:预处理、生化处理和NCG系统。预处理包括除
18、油池、接触反应、气浮池和预曝气调节池。生化处理包括厌氧反应器、好氧池、中沉池。后处理包括NCG系统蒸氨废水和经过水泵提升的无压废水,首先进入除油池,除去轻、重焦油后自流入接触反应、气浮池。废水在气浮池中除去乳化油及部分有机物后进入调节池,以调节水量,均化水质。经过调节池的废水再经至厌氧反应池,进行水解酸化反应,以提高废水的可生化性并降解部分有机物。厌氧反应器出水进入硝化液回流池并与从中沉池出水回流的硝化液相混合,再流至缺氧池进行反硝化反应,将亚硝酸氮和硝酸氮还原为氮气,并同时降解有机物。缺氧池出水进入好氧池进行脱碳和硝化反应。废水在硝化池中首先大幅度降解有机物,然后将氨氮氧化为亚硝酸氮和硝态氮
19、。好氧出水进入中沉池,进行固液分离,上清液大部分回流。剩余的废水进入NCG系统(电离、氧化、混合、絮凝、进行固液分离)。出水送至厂内回用或排放 2 焦油处理 除油池分离出来的重油,经过蒸汽加热后由油泵提升至重油槽贮存。除油池轻油自流入轻油槽贮存。轻重油槽贮存的焦油及气浮产生的油渣定期用罐车拉入厂内焦油加工工段统一进行处理。或外买、焚烧。3 污泥处理 污泥处理包括污泥浓缩和污泥脱水。中沉池、二沉池的剩余污泥和混凝沉淀池的污泥提升至污泥浓缩池,浓缩后的污泥经单螺杆泵提升至压滤机脱水。由于污泥产量不高,所以泥饼可供锅炉房焚烧,或外运、填埋。 工艺流程为: 废水隔油池气浮厌氧池缺氧池好氧池沉淀池NCG
20、系统排放九、工艺流程说明9.1、隔油集水池焦化厂在焦油分离、苯的精制等生产过程中,产生的废水含有部分重焦油,这将对后续处理单元产生一定的影响,为此设置隔油集水池具有一定的必要性,也可 减小后续处理单元的设计规模。设计该池有效容积为216m3,水力停留时间小时。蒸氨废水及其它酚氰废水进入除油池,重焦油沉在底部(重焦油密度为1.17),由重油泵抽送至重油罐储存,经进一步油水分离后装车外运;轻油(密度小于1)浮至除油池表面,由刮油机或人工收集至浮渣污油池。隔油池分隔为2个,有效水深2.0米,水位保护高度0.5米(根据当地风速计算后确定),每单格的长宽比不小于4,有效水深与每单格的宽度比不小于0.4,
21、池内水流动速度一般为2-5mm/s,水力停留时间为小时,可以将焦化废水中含油量从400-1000mg/L降至150mg/L以下,去除率达到70以上,所去除油粒最小直径为100-150um。刮油机采用链条牵引,刮油机在池面上刮油,将浮油推向池末端集油管,而在池底可起着刮泥作用,将下沉的的油泥刮向池进口端的贮泥斗。池底部设计有0.01-0.02的坡度,坡向贮泥斗,贮泥斗深度一般大于0.5米,底宽不小于0.7米,侧面倾角不小于60。为了收集和排除浮油,在水面处设置集油管,集油管为直径200mm的钢管制成,沿着管中心线方向在管道壁上开有60角的切口,集油管可以用螺杆控制,使集油管能够绕管中心线转动。平
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