硫酸厂废水处理工程设计

硫酸厂废水处理工程设计

一、基础资料

1.设计原则

(1)废水处理系统具有良好的稳定性，能确保出水达标排放。

(2)废水处理系统避免二次污染的产生，做到能源的部分回收。

(3)废水处理系统具有较低的运行成本。

2.编制采用的主要规范、标准和资料

(1)《室外排水设计规范》（GBJ14-87）1997年版

(2)《城镇污水附属建筑和附属设备设计标准》（CJJ31-89）

(3)《污水综合排放标准》(DB31/199-1997)

(4)《低压配电装置及线路设计规范》（GBJ57－83）

(5)《建筑设计防火规范》（GBJ16-87）

3.废水水质、水量及设计标准

3.1废水水质及水量

废水分二部分，一部分为高浓度有机废水，另一部分为冷却水、冲洗水及生活污水等混合污水。其中高浓度有机废水近期流量40m3/d，远期发展规模为120m3/d，主要含有乙二醛、甲醛、乙醛及硫酸二甲酯等，其水质如下：

表9－30 硫酸厂高浓度有机废水水质

其余污水流量约为5000m3/d，水质由于无实测数据，本方案设计时考虑两种水质

情况，即水质情况A：COD

cr ＝250 mg/l及水质情况B：COD

cr

＝350 mg/l；BOD

5

以

BOD

5/COD

cr

=0.5计，两种情况污水中SS均以200 mg/l计。则两种情况下水质如

下表示。

表9－31 硫酸厂生活污水、冲洗水及冷却水等水质

3.2出水水质

表9－32 硫酸厂废水处理出水水质要求

*按照《污水综合排放标准》(DB31/199-1997)二级标准

4.工程概况

某硫酸厂原于七十年代末设计建造了三车间污水处理工程，并于八十年代进行了改建，由于工厂生产等原因，该改建后工程也于九十年代初停止运行，但现有装置未拆除，旧装置现共占地约2400m2，由于停产已有5年以上，原有设备如泵、鼓风机等因年久失修已不能使用，部分构筑物也已难以使用，仅有4座沉淀池、1座澄清氧化池及1座压滤机房经检修后尚可继续使用，其具体尺寸及材料如下表示。为尽可能的降低造价，与本方案工艺相符合的构筑物尽可能的改造后使用。

表9－33 硫酸厂废水处理部分可使用原有构筑物

*原总图尺寸与表格所例略有差异。

二、废水处理工艺的确定

1.废水的特征

本项目废水分两部分，其中高浓度有机废水主要含有机污染物，其

BOD

5/COD

cr

=0.7，具有非常好的生化降解性，流量按远期发展流量120m3/d设计。

另一部分为生活污水，同普通生活污水相似，也具有较好的生化降解性，流量以5000m3/d设计。

2.废水处理工艺的选择

有机废水处理通常可选用生化法及化学法与物理化学法等。

常用的物理化学法有混凝沉淀、浮选、超滤、反渗透等。混凝沉淀法、浮选适用处理悬浮物高的废水。废水经混凝沉淀处理后，处理出水SS低，但可能需要进行pH调整，单采用此法只能去除废水中的悬浮物和胶体物质，对溶解性的物质不能去除，而硫酸厂废水中主要含甲醛、乙二醛等溶解性有机物质，用物化法难以达到较高的处理效果。物化方法具有设备容积小，化学污泥量大，COD 较难达标，运行费用大的特点；膜处理技术－所谓膜，是指在一种流体相内或两种流体之间有一层薄的凝聚相物质，它把流体相分隔成互不相通的两部分，膜可以使流体相中的一种或几种物质透过，而不允许其它物质透过。膜能使溶剂透过的现象通常称为渗透，膜使溶质通过的现象称为渗析，利用膜的选择透过性来进行浓缩和分离的现象为膜分离技术。膜分离技术有如下特点：

(1)膜分离技术在分离过程中，不发生相变化，也不发生相变化的化学反应。

(2)在膜分离过程中，不需要从外界物质加进其它物质

(3)膜分离可在常温下得到分离，因此对热敏性和对热不稳定的物质比较适合。

(4)需要定期进行维护，膜的集留物难以处置，运行成本高。

膜技术目前主要用于开发新的水资源，用膜技术进行海水淡化和苦咸水淡化来解决水资源的不足，但采用膜技术来处理工业废水，还是近年来的方向，在如何降低水处理投资和运行成本，如何处置膜的集留物尚需进一步研究。

有机废水最为常用的处理方法是生化法，生化法具有运行成本低，处理效率高，处理效果稳定，运转经验丰富、有机物适用范围广的特点，此法广泛应用于城市污水处理厂和以有机污染物为主的工业废水领域。根据废水的进水水质

BOD

5/COD

cr

³0.5，具有良好的可生化性，据此以生物法为主辅以其他方法来处理

此类废水，在技术上是可行的，经济上是合理的。

虽然本项目的废水可生化性较好，但是高浓度有机废水的绝对污染量高，

表现COD

cr 非常高，要求处理后的出水COD

cr

要求达到100 mg/l，采用通常的好氧

方法难以经济的达到此要求。而与好氧法相比，废水厌氧处理具有以下一些优点：

(1)可实现部分能源回收；

(2)运行成本低。据有关资料统计，以厌氧法运行成本为100％(不含产气价值)，好氧法则为319％；

(3)厌氧处理设备负荷高，占地少，厌氧反应器容积负荷比好氧法要高得多，单位反应器容积的有机物去除量也因此要高得多；

(4)厌氧处理产生的剩余污泥少，且剩余污泥脱水性能好，浓缩时可不使用脱水剂；

(5)厌氧处理对营养物质的需求量少，约为好氧法的30％；

(6)厌氧处理可以处理高浓度的有机废水，当废水浓度较高时，不需要大量稀释水；

(7)厌氧方法的菌种可以在中止供给废水与营养的情况下保留其生物活性与良好的沉淀性能至少一年以上。它的这一特性为其间断的或季节性的运行提供的有利条件；

(8)厌氧系统规模灵活，可大可小，设备简单且易于制作。

2.1 厌氧滤器(AF)

厌氧滤器(AF)是采用填充材料作为微生物载体的一种高速厌氧反应器，厌氧菌在填充材料上附着生长，形成生物膜，生物膜与填充材料一起形成固定的滤床，该工艺特别适用于低相对分子质量的溶解性废水，悬浮物浓度较高的废水易堵塞滤床，本项目废水主要含甲醛、乙醛及乙二醇等低分子量污染物，水温达到40℃，无须加热就可保持适宜温度，且进水SS含量也不高，符合AF工艺的要求和适宜范围，故本方案拟采用AF工艺处理高浓度有机废水。

高浓度有机废水经厌氧处理后，虽然去除有机物的绝对量较大，但其出水也相对较高，仍需后续处理才能达到排放标准，因此本方法拟将高浓度有机废水部分经厌氧法处理后，再经好氧处理后回用，或进入稀污水处理系统，达标后排放。

2.2 生物过滤

生物过滤是将生物膜处理和过滤工艺结合在一起的新型污水处理技术，具有以下特点：

(1)占地面积小

由于生物滤池中过滤和生物处理是同时进行的，处理水和污泥的分离是在生物过滤池内完成，所以不必设沉淀池，而且生物滤池内生物与污水接触面积增加，处理能力大大高于传统的接触氧化处理方法；

(2)空气溶解效率高，能耗低

通常的活性污泥处理方法，从曝气管出来的空气在水中的停留时间一般为2～3秒，而采用生物过滤处理，池底部的曝气要通过小颗粒滤材以及生物的间隙最终达到水面，其在水中的停留时间长达20～30秒，因此大大提高了空气在水中的溶解效率，节省供电能源在三分之一以上。