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贵州某化工厂废水处理站设计
  • 发布时间: 2022-08-30 03:32:00
  • 编辑作者: 鸿泰华瑞
  • 阅读: 736

  • 关键字: 贵州、化工厂、生活污水、生产废水

项目概况

该化工厂以贵州丰富的煤炭资源为依托,大力发展煤化工产业,以煤炭的深加工为其主要产业链。传统的煤化工是以低技术含量和低附加值产品为主导的高能耗、高排放、高污染、低效益的“三高一低”行业。随着市场的发展和科技的进步,这种对资源过度消耗、严重污染环境、粗放的不可持续的发展方式已难以为继。因此,企业拟采用先进的粉煤加压气化技术,计划建设年产30万t合成氨、15万t二甲醚装置,向市场提供清洁能源——一二甲醚。该项目建成后,预计产生的生活污水和生产废水总量将达1200m³/h,其中以煤炭为原料的合成氨工艺的生产废水主要为煤造气含氟废水和铜洗稀氨水。为使废水能达标排放,企业拟新比一座皮水处理站,处理后的出水达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级B排放标准。该处理站总占地面积1500m2,总装机容量166.2kw,运行成本约1.26元/m3废水(不含折旧费).

设计依据

(1)业主提供的各种相关基础资料(水质、水量,回用水要求等);

(2)现场踏勘资料:

(3)《污水综合排放标准》(GB8978一1996);

(4)国家及省、地区有关法规,规定及文件精神

(5)其他相关设计规范与标准。

设计原则

(1)针对本项目废水水质特点,选用技术先进可靠、工艺成熟稳妥、处理效率高、占地而积小、运行成本低、操作管理方便的废水处理工艺,在确保出水达标排放的同时节省投资:

(2)选用质量可靠,维修简便,能耗低的设备,尽可能降低处理系统的运行费用:

(3)采取措施尽量减小废水处理系统对周围环境的影响,合理控制噪声、气味,妥善处理与处置固体废物,避免二次污染;

(4)总图布置合理、紧凑、美观,减少废水处理站内废水提升次数,保证废水处理工艺稳定可靠运行。

污染来源

该工程废水来源为新建生产装置的生产废水和厂区的生活污水。根据该企业即将建成的新生产线以及同类型生产企业的类比调查结果,以煤炭为原料的合成氨企业其工艺流程大致可分为原料气的制备、原料气的净化、气体压缩和氨合成四大部分,废水主要产生于原料气的制备和净化中。

(1)原料气制备技术所产生的废水

合成氨原料气的制备对煤(焦)而言,是以煤或焦与气化剂(如空气、蒸汽、氧气等)进行一系列非均相化学反应,生成以CO、H2、CO2和CH4等为基本组分的各种煤气。然而煤中除含有C外,还含有S、O、N等元素,为此煤气中还含有H2S、HCN以及未反应的煤屑。由于从造气炉出来的煤气除含有上述的气体和杂质外,气体温度也较高,所以必须经过降温、洗涤才能进入下一个工序。这是任何一种制气方法都不能避免的,而洗涤剂和降温介质一般为水。故此就产生了一股温度高、色度深、含有大量煤屑及氰化物的污水。由于这些化合物中氰化物的浓度高并有剧毒,故一般称这股废水为造气含氰废水。

(2)原料气净化产生的水污染

合成氨原料气的净化主要包括硫化物的脱除、CO2的脱除、CO的脱除和CO的变换。在目前常用的方法中绝大多数不以氨作为碱源,故排除了氨氮对水环境的污染。CO的脱除污染严重的是铜洗流程。

铜洗液再生产生了含有NH3、CO和CO2的制洗再生气。铜洗再生气经水洗涤产生铜洗稀氨水其浓度视所采用的洗涤技术不同而不同。这股废水除含有氨外,还含有CO2,所以采用一般的提浓方法都会由于容易生成碳铵引起管道堵塞而无法处理。因此,一种方法是采用铜洗再生氨直接放空;另一种是铜洗稀氨水排放。

综上所述,该厂生产车间排放的废水主要为煤造气含氰废水和铜洗稀氨水。

处理工艺

该废水处理工艺主要包括预处理系统、生化处理系统、供氧系统和污泥处理系统,工艺流程详见图2.

 

4.2工艺流程说明

该厂废水由生产车间的煤气化废水、变换废水、酸性气体脱除废水以及生活区排放的生活废水组成,采用分质处理的方法。

首先对煤气化废水及变换成水进行去氨氮处理,经氨氮处理后的出水和酸性气体脱除水混合进入中和池,在此调节pH值;中和池出水进行破氰反应以脱除氰,除氰后的出水和其他废水一起进入综合调节池。根据有关资料,合成氨工业的生产污水温度在50oC左右,而且在前段反应加入药剂的时候会产生大量的热量,使水温度升高,对后继的生化处理不利,因此在破氰反应池后加设冷却塔,将废水温度降低至20oC左右,然后经提升泵提至AO系统进行生化处理,以去除大部分污染物,最后经沉淀出水已达到排放标准。因为建设方考虑回用,增设过滤工艺,过滤后的出水进入中水回用池,回用水池提供过滤的反冲洗用水

整个工艺主要包括预处理系统、生化处理系统,供氧系统,污泥处理系统。以下为各个系统的说明。

(1)预处理系统

第一步,首先采用化学沉淀法对含氨氮浓度较高的煤气化废水和变换度水进行除氨氮处理。

化学沉淀法脱氮可以处理各种高浓度的氨氮废水,脱氮效率能达到90%以上。虽然沉淀剂的投药量较大,但是采用的是高效、低廉,对水体无污染的沉淀剂,可以在后续的生化处理中消除。本工程脱氮药剂采用Mg2+和PO43-,Mg2+可以用MgCl2、Mgo、Mg(NO3)2等,Po43-,可以用H3PO4

或者用NaH,PO,NaHPO。12H0等,投加的药制与废水中的缸鼠生成或溶解的复盐MgNHPO,+6H0(简称MAP)就淀物(0C时其济解度仅为0.023g/00mol)。从而达到去除废水中氩缸的目的。MpNLPO,+6H0俗称鸟类石,济度积为2.510,其营养成分校其他可溶性把科的释放速丰慢,故可称其作规邦肥料、堆肥和花园土壤等,或作干方泥的添加剂,结构制品的阻火剂等。在药制投加过程中应注意控制pH值。因为当pH值为10时,沉淀进行300s左右后,氨的挥发

率达20%。因此在处理过程中应尽量缩短沉淀时间,幸握好适当的pH值以减少氨的挥发和损耗。当使用MgC],NaH,PO,作为投加药刺时,最佳pH值为85~9。当pH值大于9时,MAP的溶解度变化不大:但当H值为105~12时,固体氨会从MAP中游离出来,生成里难溶解的Mg(P0).

第二步。通过氧械氧化分解法对前段出水和酸性气体脱除水进行破鼠处理,处理过程分为两段进行。废水先经过中和池,将险性气体税除水和碱性的税鼠水进行混合,再加入就氧化钠和次氣酸的。在一段处理油中保持pM310以上时,发生以下反座:

NuCN+NzCIO-+NaCNO+NaCI

若pH<10,发生以下反应:

HCN+NaCIOCNC1T+NuOH

由上式看出。当pH<10时,反应生成氯化鼠气体,这是非常危险的。因此,在此过程中座注意把pH值控制在10以上。

此外,在这个过程中还雷对废水进行搅拌,以保证反应充分,迅速进行,为严格控制反应进程及条件,考虑设置pH计,ORP传感器及自控投药装置。

二段反应不同于一段反应。pH值控制在8左右为宜。反应进程较一段慢,进行以下反应:

2NuCN+3NCIO+H,O-+CO,+N,+2NaOH+3NaCI

(2)生化处理系统

生化处理系统包括缺氧池、好氧池《生物接触氧化池)和二沉池。

废水由综合调节池进冷却塔进行降温处理。降温后的废水进入生化处理系统.生化系统采用A/O法生物脱鼠处理工艺。废水先进入缺氧池去除部分COD、BOD、SS等,再进入好氧池。好氧池由池体,布水装置和攀气系统等几部分组成,话性污说与丹染物质在好氧池内充分接触,以达到生物降解的最终目的。

(3)供氧系统

好氧池的宰气采用鼓风學气,鼓风星气是将空气增压后送入反应器中,进行扩散释放,使空气中的氧传入污水中。这种方法适于东深较大的反应器,改善氧的转移过程,可以提高供氧效丰。同时,采用了先进的微孔学气系统,通过设置干水下的微孔舉氰气装置将空气选入水中,实现供氧过程。

(4)污泥处理系统

生化处理系统的利余污泥持入污泥地,经行泥浓缩成少行泥体权后,经过板式压滤机进一步脱除水分,脱水后的干固体含量达25%~30%,可直接外运进行填埋处置。污泥朱缩池上清液及脱水的滤液回流至调节池重新进行处理

处理指标

根据废水来源分析,本项目产生的废水其主要污染物为悬浮物、COD、BOD、石油类、硫化物、氯化物、氨氮。同时据建设方提供的资料,废水排放将达到120m3/h,全厂废水排放量和具体水质如表1所示

表1全厂废水排放量和水质一览表

序号

装置名称

排水规律

排水量(m3/h)

排水水质/(m/gL)

CN-

BOD5

SS

COD

氨氮

磷酸盐

l

煤气化

连续

21.2/51

10

200

50

300

200

 

2

酸性气体脱除

连续

4.5/5

50

1000

 

1500

 

 

3

甲醇装置

 

7.6

 

500

 

600

 

 

4

变换

 

0.2/2

 

 

 

 

1500

 

s

生活废水

间断

10

 

 

150

200

30

3

6

热电站排水

连续

20

 

 

 

 

 

1.2

合it

63.5/95.6

 

 

 

 

 

 

根据表1,取新建装置的生产废水总量为85.6m3/h生活废水为10m3/h,合计水量为95.6m3/h。考虑初期雨水的处理量,废水处理站设计规模定为120m3/h。

进水水质

设计进水水质指标如表2所示。

表2设计废水进水水质

项目

COD/(mg/L)

BOD/

(mg/L)

pH

SS/

(mg/L)

氰化物/

(mg/L)

NH3-N/

(mg/L)

硫化物/(mg/L)

进水水质

≤300

_

6.0~9.0

≤150

≤1.0

≤150

_

出水水质

根据生产废水和生活废水的特点,分别采取预处理措施,对酸性气体脱出装置和煤气化装置含氰废水先进性脱氰处理,再混合其他污水进行生化处理。综合考虑其水质,出水达到《污水综合排放标准》(GB8978一1996)一级B要求,具体如表3所示。

表3设计废水出水水质

项目

COD/(mg/L)

BOD/

(mg/L)

pH

SS/

(mg/L)

氰化物/

(mg/L)

NH3-N/

(mg/L)

硫化物/(mg/L)

出水水质

≤100

≤30

6.0~9.0

≤60

≤0.5

≤15

0.5

项目施工图