130万吨年焦化项目废水处理工程方案设计

130万吨年焦化项目废水处理工程方案设计内容摘要：

法是比较经济、有效、适用和合理的。 生物脱氮是硝化 (N)与反硝化 (DN)的应用。 硝化是指在废水处理中，氨氮在好氧条件下，通过好氧菌 (亚硝化毛杆菌属和硝化杆菌属 )的作用被氧化为亚硝酸盐和硝酸盐的反应；反硝化是在缺氧条件下，脱氮菌利用硝化反应所产生的 NO2N和 NO3N来代替氧进行有机物的氧化分解，将 NO2N 和 NO3N 中的 N 还原成氮气逸出。 脱氮菌广泛分布于自然界中，有假单胞菌属、小球菌属、无色杆菌和芽胞属等异养细菌。 硝 化反应是在延时曝气后期进行的，也就是说，对焦化废水的生物降解，氨氮的降解要比酚、氰和硫化物的生物降解速率慢，所以需要足够的曝气时间。 另外，氨氮的氧化必须补充一定量的碱度，硝化细菌属好氧性自养菌；而反硝化细菌属兼性异养菌，即可在有氧条件下利用有机物进行好氧增殖，又可在无氧条件下，微生物利用有机物作为碳源，以 NO2和 NO3作为最终电子受体 (N— 电子接受体 )将 NO2和 NO3还原成氮气逸出，以达到最终脱氮的目的。 生物脱氮的硝化 反硝化反应如下： 硝化反应： 2NH4++3O2→ 2NO2+4H++2H2O 2NO2+O2→ 2NO3 反硝化反应： NO3+2H++2e→ NO2+H2O 江苏天裕能源化工集团有限公司 130 万吨 /年 焦化项目 配套焦化废水处理工程设计方案 6 2NO2+8H++6e→ N2+4H2O 实际上，硝化与反硝化是生物脱氮两个有机的组成部分，在一般的生物处理过程中，有些也包括了硝化与反硝化的过程，如生物滤池、生物转盘，因为滤膜结构本身就是形成了外层有氧条件下的好氧生物活动和内层厌氧条件下的厌氧生物活动，外层为硝化反应提供了条件，内层为反硝化反应提供了条件。 流程及特点 1）缺氧－好氧 (A/O)的生物脱氮流程：该流程的特点是缺氧池（也叫反硝化池）在前，好氧池（也叫硝化池）在后，其优点是原污水中的有机物可为反硝化提供大量的有机碳源，而不必再向缺氧段投加碳源。 该流程在实际中已得到应用，运行效果较好。 根据回流的方式，又可分为内循环或外循环两个工艺流程。 2）好氧－缺氧 (O/A)生物脱氮流程：该工艺的特点是好氧段在前，缺氧段在后，二沉池较小，但经好氧段硝化后的废水中碳源已近枯竭，反硝化所需的碳源必须另加补充。 该流程运行效果相对稳定，但该工艺的好氧段的负荷较大，运行费用较 高。 除上述生物脱氮流程外，还有厌氧－缺氧－好氧 (A/A/O)工艺、亚硝化生物脱氮 (A/O/O)工艺等。 A/O 内循环生物脱氮工艺特点 根据以上对生物脱氮基本流程的叙述，结合多年的焦化废水脱氮的经验，我们总结出 (A/O)生物脱氮流程具有以下优点： (1) 效率高。 该工艺对废水中的有机物，氨氮等均有较高的去除效果。 下表列出某焦化厂焦化废水生物脱氮的生产数据，该厂的生产实践表明，当总停留时间大于 54h，经生物脱氮后的出水再经过混凝沉淀，可将 COD值降至 100mg/L以下，其他指标也达到排放标准，总氮去除 率在 70%以上。 江苏天裕能源化工集团有限公司 130 万吨 /年 焦化项目 配套焦化废水处理工程设计方案 7 (2) 流程简单，投资省，操作费用低。 该工艺是以废水中的有机物作为反硝化的碳源，故不需要再另加甲醇等昂贵的碳源。 尤其，在蒸氨塔设置有脱固定氨的装置后，碳氮比有所提高，在反硝化过程中产生的碱度相应地降低了硝化过程需要的碱耗。 (3) 缺氧反硝化过程对污染物具有较高的降解效率。 如 COD、BOD5和 SCN在缺氧段中去除率在 67%、 38%、 59%，酚和有机物的去除率分别为 62%和 36%，故反硝化反应是最为经济的节能型降解过程。 (4) 容积负荷高。 由于硝化阶段采用了强化生化，反硝化阶段又采用了高 浓度污泥的膜技术，有效地提高了硝化及反硝化的污泥浓度，与国外同类工艺相比，具有较高的容积负荷。 (5) 缺氧 /好氧工艺的耐负荷冲击能力强。 当进水水质波动较大或污染物浓度较高时，本工艺均能维持正常运行，故操作管理也很简单。 通过以上流程的比较，不难看出，生物脱氮工艺本身就是脱氮的同时，也降解酚、氰、 COD等有机物。 结合水量、水质特点，我们推荐采用缺氧 /好氧 (A/O)的生物脱氮 (内循环 ) 工艺流程，使污水处理装置不但能达到脱氮的要求，而且其它指标也达到排放标准。 A/O 内循环生物脱氮工艺流程图 详见图 1 江苏天裕能源化工集团有限公司 130 万吨 /年 焦化项目 配套焦化废水处理工程设计方案 8 其他废水蒸氨废水污泥处置 废 水处置 预 处 理 泥 处 理后 处 理图1 焦 化废水生物脱氮工艺流程简图 药 剂 空气二沉池厌氧（A ） 好氧（O） 该焦化废水生物脱氮处理设施方案的工艺部分，主要由废水预处理设施、废水生化处理设施、废水后处理设施、污泥处理设施、鼓风系统、药剂系统、分析化验系统等组成。 预处理部分由 均和隔油池、 事故调节池及废水提升系统组成。 预处理的设计水量为 70 m3/h，其中蒸氨废水为 60m3/h 左右， 其他废水不超过 10 m3/h。 隔油沉淀池 的主要作用是 去 除重油、 轻油、 均和水质、监控蒸氨效果等。 预处理系统 不设油处理设施。 正常情况下，蒸氨废水中的油要由生化消耗掉，事故状态下 使用排油管道。 一般情况下，预处理段重油 (焦油 )和轻油不会太多。 均和 隔油池 分 两系，水力停留时间（ HRT） 10h 以上。 隔油 沉淀池为钢筋混凝土结构，内设水质均和及清污设施。 事故调节池 事故调节池的作用是当生化系统进行恢复调整，生化系统不能进江苏天裕能源化工集团有限公司 130 万吨 /年 焦化项目 配套焦化废水处理工程设计方案 9 水时，接受外部送来的蒸氨废水等。 一般情况下，事故调节池不接受蒸氨系统的事故水，蒸氨系统事故应由氨水系统的氨水贮槽来调节。 事故调节池分为两系，总容积 不小于 2100m3，最少可以贮存外部来水 18h 以上。 事故调节池为钢筋混凝土结构，池底设有出水管。 当生化系统运行调整时，外部来水由进入均和隔油池切换到事故调节池，当生化系统恢复正常时，故调节池贮存的废水，在一定的限期内，不定期均匀少量的由水泵提升，经均和隔油池返送到生化系统。 废水生化处理设施由 厌氧池、 兼氧池（即厌氧硝化池）、好氧池、二沉池、混合液回流系统、回流污泥系统等组成。 生化处理系统设计水量为 120140m3/h。 兼氧池 兼氧池采用 上流式分区交替均匀布水悬挂式软填料生物膜 法。 兼氧池的作用主要是实现硝态氮的厌氧预反 硝化，经过预处理的焦化废水，首先进入兼氧池， 好氧 池内 产生 的硝化液， 以二沉 池 分离上清 液的形式返送到兼氧池， 在 厌氧状态下，由兼氧异养 菌 进行 反 硝化脱氮。 兼氧池分为独立的两系，总容积大于 2700 m3，最小水力停留时间（ HRT）在 18h 以上。 兼氧池为钢筋混凝土池形结构， 池 内设有 多孔布水管系统及生物填料。 兼氧池出水靠重力自流进入好氧生化系统。 好氧池 好氧池采用推流式延时鼓风微孔曝气活性污泥法。 好氧池的主要功能是降解兼氧池系统残留的 COD 类物质和实现氨氮的好氧硝化。 来自兼氧池内脱除硝态氮的泥水混合液，在 好氧池内由兼氧异养菌和好氧异养菌，对兼氧系统残留的 COD 类物质进行好氧氧化，由好氧自养菌对其中的氨氮进行好氧硝化。 好氧池分为独立的两系，总容积 不小 于 5000 m3，最小水力停留江苏天裕能源化工集团有限公司 130 万吨 /年 焦化项目 配套焦化废水处理工程设计方案 10 时间（ HRT）在 36 h 以上。 好氧池为钢筋混凝土池形结构，内置可胀 微孔曝气器，对池内混合液进行充氧 与 搅拌。 二沉池分离的回流污泥要返送 回 好氧池，回流比应在大于 100%。 此外，好氧池还设有碱药剂和磷药剂投加设施以及消泡系统。 好氧池的混合液进入二次沉淀池进行泥水分离。 二沉池分为独立的两系， 直径 Ф16m。 单 系的设计流量 为240m3/h。 二沉池采用圆形 辐 流式结构 ， 水力停留时间为 2h，总容积不小于 1169 m3。 来自好氧池的泥水混合液进入二次沉淀池，分离出的上清液 ，以不小于生化处理水量的 300%送回到兼氧系统用于反硝化脱氮，其余水量 进入 废水 后处理系统，二次沉淀池分离出来的污泥进入污泥回流井，通过 泵 提 升送 回好氧池，剩余污泥送入污泥浓缩池。 二沉池为钢筋混凝土结构，内 设 有机械传动刮泥机，出水堰上装有三角堰板。 涡流反应器 利用水力旋流反应器，使快速混合后的药剂与废水进行絮凝反应，并逐渐形成较大絮体，旋流反应器为钢结构 ，二沉池出水经加药混合反应后，出水进入絮凝沉淀池进行沉淀处理。 混凝沉淀池 混凝沉淀池 直径 Ф 12m， 处理流 量为 70m3/h， 水力停留时间为 3h。 总容积不小于 554 m3。 絮合反应完毕后的废水，在絮凝沉淀池中进行泥水分离，分离后的上清液经水泵提升后送熄焦、冲渣或外排。 分离后的污泥经污泥泵提升后送至污泥浓缩池。 絮凝沉淀池为圆形钢筋混凝土结构，共 1座，内设有机械传动刮泥机， 出水堰上装有三角堰板。 江苏天裕能源化工集团有限公司 130 万吨 /年 焦化项目 配套焦化废水处理工程设计方案 11 2吸水井及提升泵设于泵房及加药间内，尺寸为 8 8 4m，1吸水井及提 升泵用于自流酚水提升至废水处理站， 2吸水井及提升泵用于处理后水回用熄焦。 吸水井尺寸为 10 2 6m，提升泵用于回流水和除油均合池出水提升进入缺氧池。 空气鼓风系统由鼓风机室、离心鼓风机及空气过滤系统等组成，空气鼓风系统的主要作用是为好氧池中的微生物提供氧气，其次是对好氧池中泥水混合液进行搅动。 综合楼： 共两层。 内设助凝剂、絮凝剂、 P 等加药装置，主要为预处理、生物处理及污泥脱水处理等系统溶药、投药。 药剂均采用计量泵投加。 污泥浓缩池：直径Ф 8m，一座，为钢筋混凝土结构，水力停留时间 (HRT) 12h。 二次沉淀池产生的剩余污泥及混凝污泥送入污泥浓缩池，进行泥水分离，浓缩后污泥含水率为 97~98%。 在事故调节池及缺氧池之间设加碱泵房：内设 POH加药装置，主要为好氧池溶药、投药。 药剂均采用计量泵投加。 本工程根据生产工艺流程、生产、消防等要求，结合场地自然条件，充分利用有限场地，对本站建、构筑物因地制宜予以布置、有利生产管理。 药剂、污泥等物料运输采用 公路运输方式，运输量约： 6000t/a，江苏天裕能源化工集团有限公司 130 万吨 /年 焦化项目 配套焦化废水处理工程设计方案 12 运输设备由焦化厂利用现有设备调配解决。 为改善站区生产环境，减轻污染，美化站容，结合站区平面布置，栽植适于本站生长的树木花卉，绿化等。 为使工程保证质量、技术先进、经济合理、安全适用、按时投产，我们结合当地的地质、气象、建材、施工等条件，按照国家有关规范、规程、标准进行合理设计。 本工程主要建 (构 )筑物： 均和隔油池、事故调节池、兼氧池、好氧池、二沉池、 絮凝 沉淀池、污泥浓缩池 、碱和磷药剂库及其投配系统、 鼓风机室 、废水提升系统、综合楼（药剂系统、仪表操作、分析 化验及办公室 ）等。 电力部分只负责废水处理站的站内设计，电源暂定为两路 低压电源。 酚氰废水处理站属二级负荷，根据本工程用电负荷情况，设立一个低压配电室，位于鼓风机室配电室内。 外部两路 上级变电所两段低压母线引来，接至鼓风机室低压配电室，负责本工程全部用电设备的供电。 为了改善功率因数，本工程采用低压静电电容器无功补偿方式来实现； 上。 （ 1）低压配电方式 1）低压配电以放射式为主，若个别采用链式供电时，一般串三个左右用电设备，并由低压配电室内的低压开关柜向各用电设备送电。 对移动设备通过滑触线或软电缆的方式供电。 采用断路器作为短路保护设备，而以断路器和热继电器作为过负荷保护设备。 江苏天裕能源化工集团有限公司 130 万吨 /年 焦化项目 配套焦化废水处理工程设计方案 13 对与机械设备成套供应的电气装置，除工艺要求联锁外，一般仅供电源；对无特殊要求的单体设备，一般仅考虑机旁单机操作。 （ 2）线路敷设及其它 线路以电缆为主，动力电缆和控制电缆均为铜芯。 电缆敷设以电缆桥架为主，部分户外线路考虑直埋，而部分户 内线路考虑穿管埋地、沿墙、梁等处明敷的方式。 低压配电室选用 GCK型低压开关柜。 鉴于本工程的低压配电为 380/220V 中性点直接接地系统，照明电源引自低压配电室。 照明网络电压采用 380/220V三相四线制系统；检修用的照明电压为 36V。 在主要生产车间和规范规定的场所中，除设置工作照明外，还。