公司酚氰废水处理专项方案.docx
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1、HNMH酚氰废水处理方案目 录第1章 前 言11.1 焦化废水产生11.2 焦化废水处理意义11.3 系统概况3第2章 系统物化处理方案42.1 进水水质参数及水质分析42.2 工艺步骤及工艺说明52.3 系统处理关键点72.3.1 油类物质去除82.3.2 硫化物质去除82.3.3 氨氮及有机污染物去除82.3.4 悬浮物去除92.3.5 酚、氰去除102.4 气浮工艺段物化处理102.4.1 工艺原理102.4.2 气浮法特点112.4.3 杂质含量去除122.4.4 试验论证122.5 A/O生化处理122.5.1 基础原理122.5.2工艺特征142.5.3 影响原因和控制条件182.
2、5.4 A/O生化处理生物相判定202.6 深度处理202.6.1 基础原理及工艺特点202.6.3 试验论证212.7 污泥脱水212.7.1 基础原理212.7.2 药剂选择22第3章 系统运行处理效果评定233.1 各单元处理效果控制233.2 系统出水水质23第4章 应急预案254.1 制订目标和制订依据254.2 适用范围254.3 应急工作标准254.4 异常情况质量反馈控制体系264.5 异常情况分析和处理264.5.1 预处理段异常情况264.5.2 生化处理段异常情况274.5.3 深度处理段异常情况314.6 应急预防及控制324.7 应急保障334.8 应急终止、终止后期
3、处理344.9 宣传、培训和奖惩34第5章 药剂年用量及计算365.1 硫酸亚铁投加量计算365.2 气浮端絮凝剂投加量计算365.3 磷酸氢二钠投加量计算375.4 氢氧化钠投加量计算375.5 M180药剂投加量计算385.6 污泥脱水药剂(阳离子聚丙)投加量计算385.7 年加药量统计39第6章 运行费用41第7章 总包服务承诺42第1章 前 言1.1 焦化废水产生焦化废水关键来自炼焦、煤气净化及化工产品精制等过程和地坪冲洗水等,排放量大,水质成份复杂。从焦化废水产生源头分,有炼焦带入水分(表面水和化合水)、化学产品回收及精制时排出水,其水质随原煤和炼焦工艺不一样而改变。剩下氨水及煤气净
4、化和化学产品精制过程中工艺介质分离水属于高浓度焦化废水,对于焦油蒸馏和酚精制蒸馏中,分离出来一些高浓度有机污水,因其中含有大量不可再生和生物难降解物质,通常要送焦油车间管式焚烧炉焚烧;煤气净化和产品精制过程中,从工艺介质中分离出来其它高浓度污水要和剩下氨水混合,经蒸氨后以蒸氨废水形式排出,送焦化厂污水处理站处理。1.2 焦化废水处理意义中国焦化废水处理自20世纪50年代起是一个从无到有、逐步提升、逐步完善发展过程。焦化废水是煤在高温干馏过程中和煤气净化、化学产品精制过程中形成废水,其中含有酚、氨氮、氰、苯、吡啶、吲哚和喹啉等几十种污染物,成份复杂,污染物浓度高,色度高,毒性大,性质很稳定,是一
5、个经典难降解有机工业废水,其组成和性质因炼焦煤性质、炼焦条件及化工产品回收工艺、日常操作不一样而发生改变。焦化废水中含有大量环链有机化合物、叠氮类无机化合物和氨氮等,这些物质不管是进入水体还是其中部分物质释放进入大气,全部会直接或间接对动、植物产生严重危害。假如人直接引用了一定浓度这类物质水或长时间吸入含该类物质空气,将会危害身体健康,严重者能够致癌;尤其是有些物质可在动物或植物体内富集,使其浓度浓缩很多倍,最终经过食物链侵害到人类;焦化废水中含碳类化合物多数是耗氧类物质,它们进入水体后会消耗水体中溶解氧,造成水体腐化,降低水体观赏价值;焦化废水中含氮类物质,能造成水体富营养化,使藻类大量滋生
6、和繁殖;氨氮在水体中还能转化为硝态氮,婴幼儿饮用了含有一定浓度硝态氮水,可造成白血病。另外,焦化废水还含有氨、氟化物、氰化物等无机污染物,这些污染物多是致癌、致畸、致突变“三致”有毒物质,所以焦化废水是焦化行业生存发展所必需处理关键污染问题之一。焦化废水治理技术能否成功应用,关键受3个原因制约:处理效果、投资运行费用和是否会造成二次污染。现在多种治理技术还不能完全满足这三方面要求。它们各有优缺点,这就需要因地制宜地选择适合本身特点技术方法,和对现有方法有机结合来取得比较满意效果。同时,还要深入研究开发处理效果愈加好、投资运行费用更低、无二次污染、易于操作管理新技术,这么才能愈加适合国情,才会有
7、更宽广发展前景。1.3 系统概况HNMH酚氰废水处理工程采取处理工艺步骤为:气浮+A/O法+混凝沉淀,其中本工艺生化段糅合了最近几年来全球所关注A/O法,将同时硝化-反硝化、短程硝化-反硝化和短程硝化-厌氧氨氧化等脱氮工艺成功糅合利用于一个工艺,强化了生物脱氮效率。整个工艺步骤分为三条路线:水处理线、污泥处理线、药剂线。其中水处理线包含预处理段、生化处理段和深度处理段,出水重力自流排放,水处理线各工艺成熟,处理效果稳定,出水能达成国家一级排放标准。整个酚氰废水处理站产生污泥关键有气浮机浮渣、二沉池生化污泥、混凝沉淀化学污泥及脱水后泥饼污泥,这些污泥处理脱水后会外运至配煤。第2章 系统物化处理方
8、案2.1 进水水质参数及水质分析表2.1 酚氰废水进水水质一览表序号项目单位参数1处理水量m3/h802CODCrmg/L3800.003NH3-Nmg/L300.004CN-mg/L20.005酚mg/L700.006油mg/L30.007SSmg/L100.008pH78焦化废水水质有以下特点:1) 成份复杂焦化废水成份复杂,其中所含污染物可分为无机污染物和有机污染物。无机污染物通常以铵盐形式存在,包含(NH4)2CO3、NH4HCO3、NH4HS、NH4CN、NH4(COO)NH4、(NH4)2S、(NH4)2SO4、NH4SCN、(NH4)2S2O3、NH4Fe(CN)3、NH4Cl等
9、。有机物除酚类化合物以外,还包含脂肪族化合物、杂环类化合物和多环芳烃等。其中以酚类化合物为主,占总有机物85%左右,关键成份有苯酚、邻甲酚、对甲酚、邻对甲酚、二甲酚、邻苯二甲酚及其同系物等;杂环类化合物包含二氮杂苯、氮杂联苯、氮杂苊、氮杂蒽、吡啶、咔唑、吲哚等;多环类化合物包含萘、蒽、菲、-苯并芘等。2) 水质改变幅度大焦化废水中氨氮改变系数有些可高达2.7,COD改变系数可达2.3,酚、氰化物浓度改变系数达3.3和3.4。3) 含有大量难降解物,可生化性较差焦化废水中有机物(以COD计)含量高,且因为废水中所含有机物多为芳香族化合物和稠环化合物及吲哚、吡啶、喹啉等杂环化合物,其BOD5/CO
10、D值低,通常为0.30.4,有机物稳定,微生物难以利用,废水可生化性差。4) 废水毒性大其中氰化物、芳环、稠环、杂环化合物全部对微生物有毒害作用,有些甚至在废水中浓度已超出微生物可耐受极限。2.2 工艺步骤及工艺说明系统工艺步骤图2.1所表示。图2.1 酚氰废水处理工艺步骤图整个酚氰废水处理线分为预处理段、生化处理段和深度处理段。预处理段关键去除废水中油、悬浮物、硫化物及部分CODCr。总进水经过管架送至调整池,进行水质水量调整,为后续生物处理发明良好进水条件,降低污水高峰流量和浓度改变影响。事故池关键是接收事故性废水排放,避免高浓度废水对生化系统造成致命冲击,以确保其平稳安全运行。调整池内污
11、水经过干式安装自吸泵送入气浮机,去除污水中轻油及硫化物沉淀,气浮机浮渣人工清理,定时外运至配煤。生化处理段关键去除废水中溶解性CODCr、BOD5、挥发酚、氰化物和氨氮,由A/O池及二沉池组成。气浮机出水自流进入A/O池,在A/O池中,利用微生物新陈代谢作用去除污水中大部分污染物,A/O池出水经二沉池泥水分离后,上清液自流进入混合反应池。二沉池剩下污泥用污泥螺杆泵送入污泥浓缩池,再经泵送至污泥脱水机脱水,脱水后泥饼外运至配煤。深度处理段关键是去除废水中残余、不可生化降解CODCr。二沉池出水在在混合反应池及后续混凝沉淀池中和混凝剂混合、反应,利用混凝剂产生矾花絮体吸附、络合沉降作用和废水中残余
12、污染物反应,达成去除悬浮物及残余CODCr效果,确保出水水质达标。混凝沉淀池剩下污泥用污泥螺杆泵送入污泥浓缩池,再经泵送至污泥脱水机脱水,脱水后泥饼外运至配煤。2.3 系统处理关键点依据系统水质特点,该酚氰废水处理应从以下多个方面着手考虑。2.3.1 油类物质去除废水中油类污染物种类按存在形式可划分为五种物理形态:游离态油、机械分散态油、乳化态油、溶解态油和固体附着油。绝大部分油类物质比水轻且不溶于水,一旦进入水体会漂浮于水面,并快速扩散形成油膜,从而阻止大气中氧进入水体,断绝水体氧起源,从而影响水中生物生长。油类物质进入污水处理系统后,假如得不到有效去除,会影响充氧效果、造成活性污泥中微生物
13、活性降低,出水水质难以确保。所以,进入到生物处理构筑物混合污水含油浓度通常不能大于30mg/L,不然将影响活性污泥和生物膜中微生物正常代谢过程。本系统中采取气浮同时投加絮凝剂方法除去废水中大部分油类物质。气浮在除油同时,也能去除一部分悬浮物和其它污染物质。2.3.2 硫化物质去除当硫化物积累过多,对后续生化系统中微生物活性有一定抑制作用,因为硫化物毒性关键由其产生非离解状态硫化氢(溶解H2S),其能渗透过细胞膜,抑制微生物活性,所以对硫化物去除势在必行。设计用投加定量硫酸亚铁方法利用沉淀反应和硫离子生成硫化亚铁沉淀然后经过混凝气浮去除。2.3.3 氨氮及有机污染物去除过量氮进入水体,引发水体富
14、营养化,过量含碳有机物在天然水体中分解时需要消耗大量溶解氧,影响水体生物生长繁殖,除了会给工农业生产带来巨大损失,还会降低水体美学价值;另外,氨氮被氧化成硝态氮和亚硝态氮也严重影响鱼类生长并对人类产生“三致”作用,这些不仅严重制约国民经济可连续发展,造成巨大经济损失同时,也对人民生活和健康也造成了很大威胁。对这些污染物去除采取缺氧/好氧(A/O)工艺。经过对生化系统正确管理,利用微生物新陈代谢去除氨氮及有机污染物。2.3.4 悬浮物去除废水中悬浮物包含无机悬浮物和有机悬浮物。无机悬浮物本身无毒,但其能够吸附有机毒物、重金属等形成危害更大复合污染物,假如不加以处理,会随水流扩散迁移,扩大污染范围
15、,污染整个水体,也可能沉淀于底泥中,形成长久污染。悬浮物含量较高污水进入处理厂后,会加重沉淀池和沉砂池负荷,甚至造成淤积,降低池体有效容积和影响处理效果。废水中有机悬浮物关键指在污水中呈漂浮或悬浮状态纤维、塑料制品、树枝木块等长条状和块状物质。这些杂物假如去除不立即,将会对污水处理系统多种设备(如泵、表曝机、管道、流量计、吸刮泥机等)正常运转产生不利影响。本系统中分两阶段去除废水中悬浮物。第一阶段,在气浮池利用气浮机和加药装置连续运行能够去除一部分悬浮物;第二阶段,生化处理后,采取在混凝反应池内投加絮凝剂强化沉淀方法去除大部分悬浮物。2.3.5 酚、氰去除焦化废水中酚类化合物是原型质毒物,可经
16、过皮肤、黏膜接触和口服而侵入人体体内,高浓度酚能够引发猛烈腹痛、呕吐和腹泻、血便等症状,而低浓度也可积累型慢性中毒等。长久引用被酚污染水引发头晕、贫血和多种神经性系统病症。氰化物大多数是氢氰酸,毒性很大,当pH值在8.5以下时,氰化物安全浓度为5mg/l,所以氰化物和酚类物质也必需加以去除。2.4 气浮工艺段物化处理2.4.1 工艺原理气浮原理是利用溶气设备使水中产生大量微细气泡,从而形成水、气及被去除物质三相混合体,在界面张力、气泡上升浮力和静水压力差等多个力共同作用下,促进微细气泡黏附在被去除杂质颗粒上后,因粘合体密度小于水而上浮到水面,从而使水中杂质被分离去除。气浮过程包含气浮产生、气泡
17、和固体或液体颗粒附着上浮分离等步骤组成,所以实现气浮分离必需条件有两个:必需向水中提供足够数量微小气泡,气泡直径越小越好,常见理想气泡尺寸是1530m;必需使杂质颗粒呈悬浮状态而且含有疏水性。图2.2为气浮絮粒分析条件图。图2.2 气浮絮粒分析条件图2.4.2 气浮法特点1) 气浮不仅对于难以用沉淀法处理废水中污染物能够有很好去除效果,而且对于能用沉淀法处理废水中污染物往往也能取得很好去除效果;2) 浮渣含水率较低,通常在96%以下,比沉淀法产生一样干重污泥体积降低210倍,简化了污泥处理过程、节省了污泥处理费用,而且气浮表面除渣比沉淀池底排泥更方便;3) 气浮池除了含有去除悬浮物作用外,还能
18、够起到预曝气、脱色、降低CODCr等作用,出水和浮渣中全部含有一定量氧,有利于后续处理,泥渣不易腐败变质;4) 气浮法所用药剂较少,使用絮凝剂为脱稳剂时,药剂投加方法和混凝处理工艺基础相同,所不一样是气浮法不需要形成很大矾花,所以所需要反应时间较短。但气浮法电耗较大。5) 气浮法所用释放器轻易堵塞等等。2.4.3 杂质含量去除1) 油类物质去除:2) COD去除3) SS去除4) 硫化物去除2.4.4 试验论证 详见附录一。2.5 A/O生化处理2.5.1 基础原理本系统生化处理段采取缺氧/好氧(A/O)工艺,A/O工艺通常是在常规好氧活性污泥法处理系统前,增加一段缺氧生物处理过程。在好氧段,
19、好氧微生物氧化分解污水中BOD5,同时进行硝化反应,有机氮和氨氮在好氧段转化为硝化氮并回流到缺氧段,其中反硝化细菌利用氧化态氮和污水中有机碳进行反硝化反应,使化合态氮变成份子态氮,同时取得同时去碳和脱氮效果。这里着重介绍生物脱氮原理。1) 生物脱氮基础原理传统生物脱氮机理认为:脱氮过程通常包含氨化、硝化和反硝化三个过程。氨化(Ammonification):废水中含氮有机物,在生物处理过程中被好氧或厌氧异养型微生物氧化分解为氨氮过程;硝化(Nitrification):废水中氨氮在硝化菌(好氧自养型微生物)作用下被转化为NO2-和NO3-过程;反硝化(Denitrification):废水中N
20、O2-和NO3-在缺氧条件下和反硝化菌(兼性异养型细菌)作用下被还原为N2过程。 其中硝化反应分为两步进行:亚硝化和硝化。硝化反应过程方程式以下所表示:亚硝化反应:NH4+1.5O2NO2-+H2O+2H+硝化反应:NO2-+0.5O2NO3- 总硝化反应:NH4+2O2NO3-+H2O+2H+ 反硝化反应过程分三步进行,反应方程式以下所表示(以甲醇为电子供体为例):第一步:3NO3-+CH3OH3NO2-+2H2O+CO2第二步:2H+2NO2-+CH3OHN2+3H2O+CO2第三步:6H+6NO3-+5CH3OH3N2+13H2O+5CO22) 本系统脱氮原理 针对本系统生化工艺段而言,
21、除了上述脱氮原理外,还糅合了短程硝化-反硝化,即氨氮在O池中未被完全硝化生成NO3-,而是生成了大量NO2-N,但在A池NO2-一样被作为受氢体而进行脱氮(上述第二步可知);再者在A池NO2-一样也可和NH4+进行脱氮,即短程硝化-厌氧氨氧化,其表示为:NH4+NO2-N2+2H2O。所以针对本系统而言,A/O工艺如在进水水质和系统控制参数稳定条件下也可达成理想出水效果。2.5.2工艺特征A/O脱氮工艺关键特征是:将脱氮池设置在去碳硝化过程前端,首先使脱氮过程能直接利用进水中有机碳源而能够省去外加碳源;其次,则经过消化池混合液回流而使其中NO3-在脱氮池中进行反硝化,且利用了短程硝化-反硝化和
22、短程硝化-厌氧氨氧化等工艺特点。所以工艺内回流比控制是较为关键,因为如内回流比过低,则将造成脱氮池中BOD5/NO3-过高,从而是反硝化菌无足够NO3-或NO2-作电子受体而影响反硝化速率,如内回流比过高,则将造成BOD5/NO3- 或BOD5/NO3-等过低,一样将因反硝化菌得不到足够碳源作电子供体而抑制反硝化菌生长。A/O工艺中因只有一个污泥回流系统,所以使好氧异养菌、反硝化菌和硝化菌全部处于缺氧/好氧交替环境中,这么组成一个混合菌群系统,可使不一样菌属在不一样条件下充足发挥它们优势。将反硝化过程前置另一个优点是能够借助于反硝化过程中产生碱度来实现对硝化过程中对碱度消耗内部补充作用。图2.
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