硫酸廠廢水處理工程設(shè)計(jì)

1、硫酸廠廢水處理工程設(shè)計(jì)一、基礎(chǔ)資料1.設(shè)計(jì)原則(1)廢水處理系統(tǒng)具有良好的穩(wěn)定性，能確保出水達(dá)標(biāo)排放。(2)廢水處理系統(tǒng)避免二次污染的產(chǎn)生，做到能源的部分回收。(3)廢水處理系統(tǒng)具有較低的運(yùn)行成本。2.編制采用的主要規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)和資料(1)室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范（gbj14-87）1997年版(2)城鎮(zhèn)污水附屬建筑和附屬設(shè)備設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（cjj31-89）(3)污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(db31/199-1997)(4)低壓配電裝置及線路設(shè)計(jì)規(guī)范（gbj5783）(5)建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范（gbj16-87）3.廢水水質(zhì)、水量及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)3.1廢水水質(zhì)及水量廢水分二部分，一部分為高濃度有機(jī)廢水，另一部分為冷卻水、沖洗水

2、及生活污水等混合污水。其中高濃度有機(jī)廢水近期流量40m3/d，遠(yuǎn)期發(fā)展規(guī)模為120m3/d，主要含有乙二醛、甲醛、乙醛及硫酸二甲酯等，其水質(zhì)如下：表930 硫酸廠高濃度有機(jī)廢水水質(zhì)codcr12000 mg/lbod58000 mg/l水溫40其余污水流量約為5000m3/d，水質(zhì)由于無(wú)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，本方案設(shè)計(jì)時(shí)考慮兩種水質(zhì)情況，即水質(zhì)情況a：codcr250 mg/l及水質(zhì)情況b：codcr350 mg/l；bod5以bod5/codcr=0.5計(jì)，兩種情況污水中ss均以200 mg/l計(jì)。則兩種情況下水質(zhì)如下表示。表931 硫酸廠生活污水、沖洗水及冷卻水等水質(zhì)水質(zhì)指標(biāo)水質(zhì)情況a( mg/l)水

3、質(zhì)情況b( mg/l)codcr250350bod5125175ss2002003.2出水水質(zhì) 表932 硫酸廠廢水處理出水水質(zhì)要求codcr100 mg/lbod530 mg/ls2-1 mg/lss70 mg/l*按照污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(db31/199-1997)二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)4.工程概況 某硫酸廠原于七十年代末設(shè)計(jì)建造了三車(chē)間污水處理工程，并于八十年代進(jìn)行了改建，由于工廠生產(chǎn)等原因，該改建后工程也于九十年代初停止運(yùn)行，但現(xiàn)有裝置未拆除，舊裝置現(xiàn)共占地約2400m2，由于停產(chǎn)已有5年以上，原有設(shè)備如泵、鼓風(fēng)機(jī)等因年久失修已不能使用，部分構(gòu)筑物也已難以使用，僅有4座沉淀池、1座澄清氧化池及1座壓濾

4、機(jī)房經(jīng)檢修后尚可繼續(xù)使用，其具體尺寸及材料如下表示。為盡可能的降低造價(jià)，與本方案工藝相符合的構(gòu)筑物盡可能的改造后使用。 表933 硫酸廠廢水處理部分可使用原有構(gòu)筑物構(gòu)筑物名稱規(guī)格材料數(shù)量沉淀池*70009900砼4澄清氧化池70007250a31壓濾機(jī)房135001000010000砼1 *原總圖尺寸與表格所例略有差異。二、廢水處理工藝的確定1.廢水的特征 本項(xiàng)目廢水分兩部分，其中高濃度有機(jī)廢水主要含有機(jī)污染物，其bod5/codcr=0.7，具有非常好的生化降解性，流量按遠(yuǎn)期發(fā)展流量120m3/d設(shè)計(jì)。另一部分為生活污水，同普通生活污水相似，也具有較好的生化降解性，流量以5000m3/d設(shè)計(jì)

5、。2.廢水處理工藝的選擇 有機(jī)廢水處理通常可選用生化法及化學(xué)法與物理化學(xué)法等。 常用的物理化學(xué)法有混凝沉淀、浮選、超濾、反滲透等?；炷恋矸ā⒏∵x適用處理懸浮物高的廢水。廢水經(jīng)混凝沉淀處理后，處理出水ss低，但可能需要進(jìn)行ph調(diào)整，單采用此法只能去除廢水中的懸浮物和膠體物質(zhì)，對(duì)溶解性的物質(zhì)不能去除，而硫酸廠廢水中主要含甲醛、乙二醛等溶解性有機(jī)物質(zhì)，用物化法難以達(dá)到較高的處理效果。物化方法具有設(shè)備容積小，化學(xué)污泥量大，cod較難達(dá)標(biāo)，運(yùn)行費(fèi)用大的特點(diǎn)；膜處理技術(shù)所謂膜，是指在一種流體相內(nèi)或兩種流體之間有一層薄的凝聚相物質(zhì)，它把流體相分隔成互不相通的兩部分，膜可以使流體相中的一種或幾種物質(zhì)透過(guò)，而

6、不允許其它物質(zhì)透過(guò)。膜能使溶劑透過(guò)的現(xiàn)象通常稱為滲透，膜使溶質(zhì)通過(guò)的現(xiàn)象稱為滲析，利用膜的選擇透過(guò)性來(lái)進(jìn)行濃縮和分離的現(xiàn)象為膜分離技術(shù)。膜分離技術(shù)有如下特點(diǎn)： (1)膜分離技術(shù)在分離過(guò)程中，不發(fā)生相變化，也不發(fā)生相變化的化學(xué)反應(yīng)。 (2)在膜分離過(guò)程中，不需要從外界物質(zhì)加進(jìn)其它物質(zhì) (3)膜分離可在常溫下得到分離，因此對(duì)熱敏性和對(duì)熱不穩(wěn)定的物質(zhì)比較適合。 (4)需要定期進(jìn)行維護(hù)，膜的集留物難以處置，運(yùn)行成本高。 膜技術(shù)目前主要用于開(kāi)發(fā)新的水資源，用膜技術(shù)進(jìn)行海水淡化和苦咸水淡化來(lái)解決水資源的不足，但采用膜技術(shù)來(lái)處理工業(yè)廢水，還是近年來(lái)的方向，在如何降低水處理投資和運(yùn)行成本，如何處置膜的集留物尚

7、需進(jìn)一步研究。 有機(jī)廢水最為常用的處理方法是生化法，生化法具有運(yùn)行成本低，處理效率高，處理效果穩(wěn)定，運(yùn)轉(zhuǎn)經(jīng)驗(yàn)豐富、有機(jī)物適用范圍廣的特點(diǎn)，此法廣泛應(yīng)用于城市污水處理廠和以有機(jī)污染物為主的工業(yè)廢水領(lǐng)域。根據(jù)廢水的進(jìn)水水質(zhì)bod5/codcr0.5，具有良好的可生化性，據(jù)此以生物法為主輔以其他方法來(lái)處理此類(lèi)廢水，在技術(shù)上是可行的，經(jīng)濟(jì)上是合理的。 雖然本項(xiàng)目的廢水可生化性較好，但是高濃度有機(jī)廢水的絕對(duì)污染量高，表現(xiàn)codcr非常高，要求處理后的出水codcr要求達(dá)到100 mg/l，采用通常的好氧方法難以經(jīng)濟(jì)的達(dá)到此要求。而與好氧法相比，廢水厭氧處理具有以下一些優(yōu)點(diǎn)： (1)可實(shí)現(xiàn)部分能源回收；

8、(2)運(yùn)行成本低。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，以厭氧法運(yùn)行成本為100(不含產(chǎn)氣價(jià)值)，好氧法則為319； (3)厭氧處理設(shè)備負(fù)荷高，占地少，厭氧反應(yīng)器容積負(fù)荷比好氧法要高得多，單位反應(yīng)器容積的有機(jī)物去除量也因此要高得多； (4)厭氧處理產(chǎn)生的剩余污泥少，且剩余污泥脫水性能好，濃縮時(shí)可不使用脫水劑； (5)厭氧處理對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的需求量少，約為好氧法的30； (6)厭氧處理可以處理高濃度的有機(jī)廢水，當(dāng)廢水濃度較高時(shí)，不需要大量稀釋水； (7)厭氧方法的菌種可以在中止供給廢水與營(yíng)養(yǎng)的情況下保留其生物活性與良好的沉淀性能至少一年以上。它的這一特性為其間斷的或季節(jié)性的運(yùn)行提供的有利條件； (8)厭氧系統(tǒng)規(guī)模靈活，可

9、大可小，設(shè)備簡(jiǎn)單且易于制作。2.1 厭氧濾器(af) 厭氧濾器(af)是采用填充材料作為微生物載體的一種高速厭氧反應(yīng)器，厭氧菌在填充材料上附著生長(zhǎng)，形成生物膜，生物膜與填充材料一起形成固定的濾床，該工藝特別適用于低相對(duì)分子質(zhì)量的溶解性廢水，懸浮物濃度較高的廢水易堵塞濾床，本項(xiàng)目廢水主要含甲醛、乙醛及乙二醇等低分子量污染物，水溫達(dá)到40，無(wú)須加熱就可保持適宜溫度，且進(jìn)水ss含量也不高，符合af工藝的要求和適宜范圍，故本方案擬采用af工藝處理高濃度有機(jī)廢水。 高濃度有機(jī)廢水經(jīng)厭氧處理后，雖然去除有機(jī)物的絕對(duì)量較大，但其出水也相對(duì)較高，仍需后續(xù)處理才能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，因此本方法擬將高濃度有機(jī)廢水部分經(jīng)

10、厭氧法處理后，再經(jīng)好氧處理后回用，或進(jìn)入稀污水處理系統(tǒng)，達(dá)標(biāo)后排放。2.2 生物過(guò)濾 生物過(guò)濾是將生物膜處理和過(guò)濾工藝結(jié)合在一起的新型污水處理技術(shù)，具有以下特點(diǎn)： (1)占地面積小 由于生物濾池中過(guò)濾和生物處理是同時(shí)進(jìn)行的，處理水和污泥的分離是在生物過(guò)濾池內(nèi)完成，所以不必設(shè)沉淀池，而且生物濾池內(nèi)生物與污水接觸面積增加，處理能力大大高于傳統(tǒng)的接觸氧化處理方法； (2)空氣溶解效率高，能耗低 通常的活性污泥處理方法，從曝氣管出來(lái)的空氣在水中的停留時(shí)間一般為23秒，而采用生物過(guò)濾處理，池底部的曝氣要通過(guò)小顆粒濾材以及生物的間隙最終達(dá)到水面，其在水中的停留時(shí)間長(zhǎng)達(dá)2030秒，因此大大提高了空氣在水中的

11、溶解效率，節(jié)省供電能源在三分之一以上。 (3)負(fù)荷能力高，處理效果穩(wěn)定 由于濾池裝有610mm的多孔性濾料，為生物的生長(zhǎng)、附著提供了很大的表面積，因此，生物與污染物反應(yīng)的接觸面積大；另外，在生物濾池處理中，保證污泥處于高活性狀態(tài)，將使處理效率大大提高，對(duì)生物過(guò)濾池的生物活性調(diào)節(jié)，采用反沖洗方法來(lái)進(jìn)行，根據(jù)進(jìn)水和氣溫等因素設(shè)定合適的反沖洗條件，并自動(dòng)控制反沖洗過(guò)程的進(jìn)行。根據(jù)目前的技術(shù)水平，與接觸氧化法相比，生物過(guò)濾法的有機(jī)物氧化分解(bod5去除)和硝化處理(org-n、nh3n轉(zhuǎn)變?yōu)閚oxn)效率，比接觸氧化法高3倍，即污水處理量可提高3倍。 (4)自動(dòng)運(yùn)行，管理方便 生物濾池的管理與反沖洗

12、條件、過(guò)程由計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制管理，24 h連續(xù)自動(dòng)運(yùn)行，管理效率高且方便。2.3 渦凹?xì)飧∠到y(tǒng)(caf) 由于af反應(yīng)器會(huì)帶出一定量的生物菌體，多以ss的形態(tài)表現(xiàn)出來(lái)，為充分利用這部分生物體的作用，將其排放至后繼的調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)池還接納來(lái)自其他來(lái)源的污水，經(jīng)調(diào)節(jié)池混合后出水含有大量的ss，直接進(jìn)入生物過(guò)濾池會(huì)造成過(guò)濾池負(fù)荷過(guò)高，因此在生物濾池前設(shè)氣浮池，氣浮池采用新型渦凹?xì)飧∠到y(tǒng)。 渦凹?xì)飧∠到y(tǒng)是專門(mén)為了去除工業(yè)和城市污水中的油脂、膠狀物以及固體懸浮物而設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，其通過(guò)獨(dú)特的渦凹曝氣機(jī)將“微泡”直接注入污水中而無(wú)需事先進(jìn)行溶氣，然后通過(guò)散氣葉輪把“微泡”均勻地分布于水中，不可能發(fā)生阻塞現(xiàn)象，其具

13、有如下特點(diǎn)： (1)投資?。黄洳恍枰獕毫θ萜?、空壓機(jī)和循環(huán)泵等設(shè)備，大大減少了投資費(fèi)用。 (2)運(yùn)行費(fèi)用低廉；整個(gè)系統(tǒng)所需功率小，而且維修和人工操作極少。 (3)效率高；固體污泥能夠自動(dòng)和連續(xù)地從廢水中去除，污泥的去除和儲(chǔ)存是以的方式進(jìn)行，因此也降低了污泥處理的費(fèi)用。 (4)由于沒(méi)有機(jī)械設(shè)備，操作非常簡(jiǎn)單。 (5)由于對(duì)廢水處理是一個(gè)好氧過(guò)程，因此臭氣問(wèn)題得到了較好的解決。 除此以外，當(dāng)廢水水質(zhì)發(fā)生波動(dòng)致使cod值升高時(shí)，也可調(diào)整氣浮前的加藥品種，以發(fā)揮氣浮的去除效率，以保證后續(xù)處理設(shè)施的出水水質(zhì)并達(dá)到排放要求。 并且，由于高濃度有機(jī)廢水的產(chǎn)生量較小，收集較困難，因此本方案考慮是否可以與生活污

14、水分開(kāi)處理。 根據(jù)以上分析，本方案擬采用如下工藝流程：圖917 硫酸廠廢水處理工藝流程 上述總排口的污水處理分二種情況，即水質(zhì)a與b。 表934 硫酸廠廢水處理各段處理效果分析流量(m3/d)codcr( mg/l)bod5( mg/l)ss( mg/l)1有機(jī)廢水1201200080002002af反應(yīng)器出水120180012002003氣浮池出水120126096010041#生物過(guò)濾池出水120200301005生活污水及其它水5000250(350)*125(175)*20062生物過(guò)濾池出水50001003070 *括號(hào)內(nèi)為b情況水質(zhì)，其余水質(zhì)指標(biāo)相同。三、廢水處理單體構(gòu)筑物設(shè)計(jì)與計(jì)

15、算1. 高濃度有機(jī)廢水處理方案構(gòu)筑物設(shè)計(jì)1.1 1#調(diào)節(jié)池 由于廢水流量變化較大，故設(shè)置調(diào)節(jié)池，池體為矩形鋼砼結(jié)構(gòu)。調(diào)節(jié)時(shí)間8h，則有效容積為40m3，有效水深為3.5m，調(diào)節(jié)池尺寸為4m2.9m4.3m。內(nèi)設(shè)二臺(tái)潛水泵，其流量為5m3/h，揚(yáng)程為15m，單泵功率為0.75kw；設(shè)篩網(wǎng)1只。1.2. af反應(yīng)器 af池為矩形鋼砼結(jié)構(gòu)，容積負(fù)荷為4.6 kgcodcr/m3.d，共設(shè)2座，有效水深為6m，每座單體尺寸為4.7m4.7m7m，總有效容積為313m3，填料裝填率為50。沼氣經(jīng)儲(chǔ)氣罐存儲(chǔ)供鍋爐使用或自燃。1.3. 儲(chǔ)氣罐 儲(chǔ)氣罐為圓形鋼結(jié)構(gòu)，共1座，單體尺寸為f5.7m6m，總儲(chǔ)氣時(shí)間

16、為12h。儲(chǔ)氣罐配燃燒器1只。1.4. 1#生物過(guò)濾池 生物過(guò)濾池為矩形鋼砼結(jié)構(gòu)，一座，單體平面尺寸為6.0m6.0m，池深為4.5m，有效水深4m，生物濾池容積負(fù)荷為0.75 kgbod5/m3.d，濾料高度為2m，裝填率為50。1.5. 鼓風(fēng)機(jī)房 鼓風(fēng)機(jī)房平面尺寸為3.52.9m，機(jī)房配置2臺(tái)(一用一備)tsb65型風(fēng)機(jī)，每臺(tái)風(fēng)量為2.21m3/min，功率4kw。1.6. 氣浮池 池體為鋼結(jié)構(gòu)，尺寸2.4m0.9m1.8m。功率為1.87kw；另配加藥系統(tǒng)一套，功率為0.75kw。1.7. 出水池 池體為鋼結(jié)構(gòu)，尺寸1.8m1.5m3.4m。配置1臺(tái)潛水泵，流量為5m3/h，揚(yáng)程為15m

17、，單泵功率為0.75kw。 高濃度廢水的平面圖略，流程圖見(jiàn)附圖一。2. 沖洗水、冷卻水及生活污水處理方案設(shè)計(jì)a.水質(zhì)情況a方案設(shè)計(jì)2.1. 閘門(mén)井 在2#調(diào)節(jié)池前設(shè)置閘門(mén)井，閘門(mén)井有效尺寸為4.8m2.2m4.3m；選用1臺(tái)cf400型格柵機(jī)，柵間距為3mm，電機(jī)功率為0.75kw；并備用一臺(tái)b400不銹鋼手動(dòng)格柵。在正常狀態(tài)下，污水由閘門(mén)井進(jìn)入2調(diào)節(jié)池，而在檢修及事故狀態(tài)下，由閘門(mén)控制，污水直接進(jìn)入排放泵站。2.2. 2調(diào)節(jié)池 考慮到生活污水及沖洗廢水流量變化較大，故設(shè)置2#調(diào)節(jié)池，池體為不規(guī)則矩形鋼砼結(jié)構(gòu)。調(diào)節(jié)時(shí)間5h，則有效容積為1029m3，有效水深為3.5m，調(diào)節(jié)池尺寸為17.64.

18、84.3m+19.810.64.3m。池內(nèi)設(shè)三臺(tái)潛水泵(二用一備)，其單臺(tái)流量為110m3/h，揚(yáng)程為15m，單泵功率為11kw；潛水泵上部為泵房，平面尺寸為6.23.8m。使水質(zhì)較為穩(wěn)定，在調(diào)節(jié)池內(nèi)采用預(yù)曝氣方式。2.3. 2生物過(guò)濾池 2生物過(guò)濾池由二部分組成。一部分利用原有沉淀池改建后使用，原沉淀池為園形鋼砼結(jié)構(gòu)，共四座，每座單體直徑為7m，池高9.9m。改建后水池直徑不變，有效水深4m；新建部分的2生物過(guò)濾池也為園形鋼砼結(jié)構(gòu)，一座。單體直徑為4m，池高5.5m，有效水深4.2m.總的生物濾池容積負(fù)荷為0.93 kgbod5/m3.d，濾料高度為2m，裝填率為50。濾池進(jìn)口設(shè)流量槽一個(gè)。2.4. 污泥濃縮均衡池 濃縮均衡池為矩形鋼砼結(jié)構(gòu)，1座，中間設(shè)隔墻，平面尺寸為f7.