年产7万吨甲醇生产废水处理工艺设计毕业设计论文(编辑修改稿)

年产7万吨甲醇生产废水处理工艺设计毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

处理甲醇 生产 废水，主要针对工艺废水中浓度 高且 有回收价值的甲醇；而焚烧法 则 在含醇废水的处理中主要 是 针对 小 水量、含甲醇 量 高的废水或 者是 一 些工艺废水。 其工艺流程图如图 31 所示。 图 31 气提法工艺流程图 气提法存在以下问题： ① 对 于 造气气体质量影响 的 问题 ， 甲醇残液是一种多组分 的 混合废水，各 个组分的气 化 程度 以 及气化效率 各 不相同，对 于 造气气体质量是否 无 任何影响，还有待进一步研究 以及 考察。 在废水处理系统中， 都是 无气相采样抗，这 就 对于 测定甲醇废水气化效率 和 运行状况 特别 不 方 便。 因此，建议在废热锅炉 汽化出口设一采样口，以便 于 进行检测。 ② 设备防腐问题 ， 甲醇废水随生产工艺而 不同 ，或 者 呈偏酸性，或 者 呈偏碱性，对设备都有一定 地 腐蚀作用。 与生化法相比，汽提法处理含醇 生产 废水因为 要利用高 压 、高 温 蒸汽 来 进行气提， 这种方 法 就 要求废水中的甲醇含量相对比 较高、对 于 有 一定 的 生产规模的甲醇装置 比较 合适。 但 是这种方法 的单元设备只有汽提塔，操作简单，维护方便，处理效果相对于生化 法 来 说 要高 且 稳定得多。 （ 2） 焚烧法 甲醇废水 贮槽 软水 进料泵 废热锅炉 造气炉 洛阳理工学院毕业设计（论文） 9 焚烧法有污染小，不产生二次污 染 等 优点。 但 是 焚烧法处理成本 比 较高，且 一般 国外使用较多。 原则上 说 气提 法 和焚烧 法 是消除甲醇废水影响周围水体环境最 为 彻底的措施， 其 目的在于“治标” 和 “治本”的两种处理方法。 气提工艺目前已 经 成熟，但 是 针对甲醇废水 来说 还有待进一步 地 完善改进，主要表现在含醇废水的气提效果 以 及硬件设备气提塔两 个 方面；而焚烧则 是 大部分 把甲醇废水作 为 燃料回用，废水量 比 较小的，有的也只 是以 处理甲醇废水为目的把 它 直接燃烧， 并 未回用热量。 化学处理法 甲醇废水的化学处理法有湿式氧化法，空气催化氧化法，化学氧化法和电解氧化法。 甲醇 很容易 被 湿式氧化的方法分解， 例 如浓度为 5000 mg L 1 的甲醇废水，过湿式氧化后，甲醇的去除 效率 为 %。 用于处理甲醇废水的化学氧化剂主要有臭氧、氯系氧化剂及其他 的 一些氧化剂。 采用臭 O3 氧化处理时，中间产物为 甲醛，最终产物是 CO2。 假如 用 Al2O5— SiO2 作为 催化剂，甲醇的去除 效 率可 以 达 到 85%。 含高 CODCr 的甲醇废水 ，与 次氯酸 钾 溶液混合，通过凝胶型SiO2 得到好的处理效果。 甲醇废水还可 用 电解氧化法 进行 处理。 生物处理法 以有机物为主 的 污染物废水，只要毒性没 有 达到严重抑制作用 ，一般都可用生物法 进行 处理，一般 情况下 生物 处理法 是去除废水中有机物 最经济、最有效 的方法，特别 是 对于 BOD5 浓度 较 高的有机废水更 为 适宜。 现在 ，国内外对于 甲醇废水 烦人 生物处理方法主要有曝气法、 UASB 工艺 、 A/O 工艺、 SBR 工艺、 氧化沟工艺、生物流化床 ， 近年来还发展了生物活性炭、固定化细胞技术等技术。 （ 1） 曝气法 曝气法是最早用于 治理 甲醇 生产 废水的生物化学处理工艺，广泛应用主要集中在 70 年代， 而 且大 部分 用于处理含甲醇的石化行业 的 废水，但 是 由于传统的好氧曝气法处理甲醇 生产 废水 至 达标外排 ， 所要求的水质停留时 间相对较长，洛阳理工学院毕业设计（论文） 10 需要的空气量较大、能耗较高 而 导致运转成本 较 高。 故 传统的曝气法处理甲醇生产 废水到目前为止已属 于 技术改造的处理工艺。 传统的好氧曝气工艺 流程 如图 32 所示： 图 32 典型的曝气法甲醇工艺 （ 2） UASB 工艺 利 用厌氧生物法处理甲醇废水最大的特点 ： 能处理甲醇生产过程 中 产生的高浓度甲醇废水，这也是 这种 工艺的最大优势，但 是 缺点 是 因 为 处理废水中的污染物浓度 可能比 较高，处理后 的 出水往往需 要 用其他 的 处理措施作进一步的深度处理，才 可以 达到处理 的 要求；而对于浓度 较低 、易 于 生化处理、 污水 量较小 的，用厌氧生物处理 法 似乎有点得不偿失、目前较为经典的工艺 是 升流式厌氧生化污泥反应器，其工艺 流程 如图 33 所示。 图 33 UASB 处理甲醇废水的典型流程 UASB 反应器虽然有进水分布均匀、生物污泥 与 废水 充分 混合、容积负荷高、 处理能力大 、 单元设备构造简单、处理效果好等优点 ， 但 是 在工艺设计 和处理装置上目前还存在以下 的问题：基建设投资 高 ， 装置设计为钢结构， 而 且采用 一甲烷化二步法 酸化流程，整个 的 流程自动化程度 较 高，这 就 是基建设投资高的主要原因。 调节沉淀池 曝气池 二次调节 沉淀池 外排污水 污泥回流 污泥优化 生产及生活污水 生产及生活污水 调节池 匀化池 换热器 UASB 混凝沉淀池 外排污水 洛阳理工学院毕业设计（论文） 11 （ 3） A/O 工艺 A/O 生物处理法，就是 厌氧与好氧联合生物处理法， 这种方 法是近年来 以深度处理高浓度有机污水、开 发成功的的生化水处理工艺，其典型的工艺流程图 如图 34 所示。 图 34 A/O 生化法处理甲醇工艺 A/O 法处理甲醇废水 地 优 点主要表现在： 这种方法 法既发挥了厌氧生化能处理高浓度有机污水 地优 点， 而且 又 可以避免 生物接触氧化法抗负荷冲击力弱地 缺点。 可以 较为彻底 的 消解 废水中 的主要污染物，基本上不需要 进行 更深程度的处理措施。 这种方法 法既发挥了 UASB 反应器 可以 消解高浓度有机物的优势， 而且 又为控制生物接触氧化塔的进水水质起到了保证作用。 （ 4） 氧化沟工艺 氧化沟工艺是活性污泥法的一种变形。 其 水力停留时间 长达 10～ 40h，一般 的 泥龄大于 10d。 有机负荷 比 较低。 因此实质上相当 于是 延时曝气法的活性污泥系统。 （ 5） 生物流化床工艺 生物流化床工 艺选 择利 用一种新型的材料作为生物 的 载体，使之在床内与液体 以及 空气形成三相流化， 其 工艺流程如图 35 所示。 与常规 的 好氧生物处理技术相比， 它 处理负荷高，处理效果好。 生产及生活污水 上升式厌氧污泥床过滤反应器（ UASB） 混凝沉淀池 外排或回用 二次沉淀池 生物接触氧化塔 洛阳理工学院毕业设计（论文） 12 图 35 生物流化床工艺流程 好氧生物流化床存在以下 的 问题 ： ① 动力消耗大 ， 要维持流化床内生物体呈 现 流化状，供气量 要 高达 1020m3/（ ）。 所以 动力消耗大。 ② 出水中生物体含量 ， 流化床内生物体生长 较 快，更新周期 较 短，由于高强度流化，很难形成利于污泥 颗粒生长 的良好环境，剩余污泥 则 以 胶状形式随出水一 同 排出，使 得 出水浑浊度增加。 （ 6） 固定化生物技术 该法主要用于处理低浓度甲醇废水，处理水 可 作为工艺补充水。 （ 7） Ａ 2/O 工艺 厌氧 缺氧 好氧工艺，由厌氧池、缺氧池、好氧池串联而成，如图（ A/O）所示，在 A/O 工艺流程前加一个厌氧池， 如图 36 所示， 在厌氧池 内 废水中难以降解的有机物开环变 成 链状化合物，链长的化合物开链变 成 链短的化合物，这些有机物进入缺氧池就 可以 成为可利用的碳源， 该工艺的 特点为： ① 厌氧、缺氧、好氧三种不同 地 环境条件和不同种类 型的 微生物菌群有机 的 配合，同时具 有 脱氮除磷、 去除有机物的功能； ② 在同时脱氮除磷的工艺中， 这种工艺流程最 简单，总的水力停留时间也 小 于同类其他 的 工艺； ③ 在厌氧 缺氧 好氧交替进行下沉降性 能 好，丝状菌不会大量 的 繁殖； ④ 污泥中磷含量 较 高，一般在 %以上； ⑤ 该工艺脱氮效果受 到 混合液回流比 烦人大小 影响， 除磷 效果则受 到 回流污泥中 硝酸态氮和 夹带的溶解氧的影响，因 此除磷效果 可能 不是 很高。 自来水 +甲醇废水 流化 床 滤池 外排 空压机 洛阳理工学院毕业设计（论文） 13 图 36 A2/O 工艺工艺流程图 （ 7） SBR 工艺 SBR 工艺也叫做 序批式活性污泥法，它最 为 根本的特点是处理工序不是连续的，而是 周期性的、 间歇的，它是传统活性污泥法的一种改良。 经典 的 SBR 工艺采用间歇运行方式，污水间歇进入处理系统，间歇排出，一般来说，它的一个运行周期包括 5 个阶段， 如图 37 所示。 图 37 SBR工艺流程图 第 1 阶段，进水期：污水在该时段内连续进入处理池，直到达到最高运行液位，并借助于池底曝气的搅动，使废水和池中 的 活性污泥充分混合。 第 2 阶段，反应期：进水达到设定的液位后，开始曝气，采用射流或完全混合曝气方式，使废水中的有机物与 池中的微生物充分吸收氧气。 第 3 阶段，静置期：反应池处于静沉状态，既不曝气也不搅拌，进行高效的泥水分离，随着水中的溶解氧不断降低，厌氧反应也在进行。 第 4 阶段，排水期：上清液由滗水器排出。 第 5 阶段，闲置期：活性污泥中微生物充分休息，恢复 了 活性，为保证污泥的活性，防止出现污泥老化现象，还 必 须定期排出剩余污泥，为新鲜污泥提回流污泥（ 10%50%） 剩余污泥 出水 沉淀池 好氧池 缺氧池 厌氧池 进水 混合液回流（ 100%400%） 洛阳理工学院毕业设计（论文） 14 供足够空间 进行 生长繁殖。 等对 SBR 工艺用于处理猪舍废水中 的 氨氮进行了可行性 的 研究，试验结果表明，利用 SBR 工艺处理该种废水氨氮 浓度 为 300mg/L500mg/L 时，去除 效 率 可 达到 %%。 SBR 通过在时间上的交替实现传统活性污泥法的整个过程，它在流程上只有一个基本单元， 把 调节池、曝气池和二沉池的功能集中 于 一个池子 内 ，兼有水质水量调节、微生物降解有机物和固液分离等功能。 它与传统活性污泥法相比， 不设二沉池， 组成简单，无需设污泥回流设备，甚至 还 可以不设初尘池，曝气池体积一般小于连续式 得 ，建设费用低。 此外， SBR 工艺还具有以下 的 特点： ① 大多数情况下，不用设置 调节池； ② SVI 值较低，污泥易于沉淀，一般情况下，不产生污泥膨胀 的 现象； ③ 运行方式 较 灵活。 通过对运行方式的 调节，可以 在 单一的曝气池内进行脱氮除磷反应； ④ 自动化程度 较 高，通过应用 自动计时器、 pH 计、液位计、溶解氧仪、 电动阀、以 及可编程序控制器等自动 的 仪表，可 以 使本工艺实现全部自动化； ⑤ 运行管理得当，处理水水质优于连续式。 SBR 工艺可以认为是活性污泥法的一个变种，一种新的运行方式。 在流态上属于完全混合式，但 是 在有机物降解方面，则是时间上的推流。 SBR 有独特的运行方式和有机物去除机理，不同于 完全混合式工艺和 活性污泥法的推流式。 系统工艺流程 针对 于 煤气化与甲醇废水 水质特征， 污水处理采用 “ 物化预处理 +SBR” 处理工艺， 该工艺的新颖之处就是改变了常规的 SBR 工艺运行次序，并在 SBR池前增加了 硫回收装置 ，两者的结合，使 得 该系统具有可调节废水中 的 有机物组成，提高 了 废水可生化性，改善 了 后续生物处理条件，对 于 氨氮的去除也有很好的效果。 即： 低温甲醇洗排放的含氰废水和 硫回 收 装置排放的含硫废水分别采用 次氯酸钠破氰法和空气氧化法处理 后，再与其它 生活污水、 生产 废水进行混 合生化处理。 含氰废水 的 预处理：预处理工艺采用碱性氯化法 ， 基本 的 原理为 ： 在碱性洛阳理工学院毕业设计（论文） 15 条件下 （ pH≥ 10） 加入 次氯酸钠 ，废水中的氰化物首先 要 被氧化为氰酸盐，之后 再 在足 够的次氯酸钠 的 环境下（ pH 控制在 ～ ），氰酸盐将进一步被氧化，主要 的 反应如式（ 1）、式（ 2）所示。 CN+ClO+H2O=CNCl+2OH CNCl+2OH=CNO+Cl+H2O， pH≥ 10 （ 1） 2CNO+3ClO+2OH=N2+3Cl+2CO32+H2O pH=～ （ 2） 含硫废水 的 预处理：预处理工艺采用空气氧化法，其基本 的 原理为：废水中的 S2 与 空气中的氧接触后，发生氧化还原反应，生成硫代硫酸盐，部分硫代硫酸盐又可 以 进一步被氧化，生成硫酸盐，从而使得废水 的 毒性降低，主要反应如式（ 3）、式（ 4）所示。 S2+2O2+。