化工厂废水零排放方案

AAAA化工发展股份有限公司造气废水零排放综合治理工程

方案设计

二ΟΟ八年十二月

目录

前言 (2)

1、概述 (2)

1．1设计依据 (2)

1．2设计范围 (3)

1．3废水来源、水质水量及处理规模 (3)

2、设计原则 (3)

3、造气系统废水现状 (4)

3.1存在的问题 (4)

3.2解决方法 (4)

4、工艺过程设计 (5)

4.1工艺比较与选择 (5)

4.2工艺流程 (8)

4.3工艺流程说明 (8)

5、单元设计 (9)

6、主要建构筑物及设备 (10)

6.1主要建构筑物 (10)

6.2主要设备及材料 (11)

7、方案小结........................................................................... 错误！未定义书签。

8、售后服务........................................................................... 错误！未定义书签。

前言

AAAA化工发展股份有限公司位于XXXX省XXX市XXXX。公司原名XX化肥厂，主要生产销售尿素、液氨、甲醇、农用碳酸氢氨及复合肥、塑料包装产品，目前综合生产能力为合成氨20×104t/a，主要产品为尿素，尿素生产能力为30×104t/a。

该公司以无烟煤、水蒸气和空气为原料，在一定的反应条件下，生产固体尿素、粗甲醇和碳酸氢氨成品。公司取水水源为XXX湖，供水能力为2160m3/h，企业现有排污口两个，前排口直接排入XX湖，后排口经XX湖XX再排入XX湖。公司现有五个独立的循环水系统，共有22300m3/h的处理能力，其中造气为1800m3/h，供造气工段；尿素循环水能力为13500m3/h，供尿素主装置、二氧化碳压缩机、脱碳、变脱及冷冻等岗位；小发电循环水能力为200m3/h，供2000Kw汽轮发电机使用；大压缩机循环水能力为4000m3/h，供大压缩机使用；合成双甲循环水能力为2800m3/h，供氨合成、烃发系统及L型压缩机使用。

现有造气循环水系统沉淀池采用平流式沉淀池，处理能力达不到生产需要，悬浮物较高，温度较高，造气废水无法实现全闭路循环，需向外排放一部分。

为使XXXX化工的造气废水经治理后实现全闭路循环，我们对此情况进行了仔细的研究和论证，编制了这本处理设计方案，以供评审和采纳。

1、概述

1．1设计依据

1.1.1国务院(1998)令第253号《建设项目环境保护管理条例》

1.1.2AAAA化工股份有限公司提供的废水水质、水量及基本情况。

1.1.3地方和环境保护主管部门的环境要求。

1.1.4《污水综合排放标准》(GB8978-1996)

1.1.5《室外排水设计规范》(GBJ14-87)

1.1.6《工业企业设计卫生标准》(TJ36-79)

1.1.7《可行性研究报告》

1．2设计范围

1.2.1本工程设计分两阶段进行，即方案设计阶段和施工图设计阶段；

1.2.2本工程的设计范围为造气废水处理站进水口至造气废水处理站出水口；

1.2.3本工程的设计内容包括处理工程的工艺、结构、电气与自控各个专业的全部内容。1．3废水来源、水质水量及处理规模

1.3.1主要废水来源

生产废水主要来源：造气、脱硫系统冷却洗涤水。

1.3.2废水水质

该废水主要污染物是COD、SS、氨氮等，其中废水COD Cr为360 mg/ L，SS为690mg/ L，氨氮为24 mg/ L，同时废水中含有一定浓度的氰化物，该废水污染严重，水量也较大。

1.3.3废水水量

废水排放水量为202m3/h，废水处理循环水量为2100 m3/h。

2、设计原则

2.1依照国家和地方现行环保政策及法规，要求废水处理站在建设过程中和投产运行时，对环境不产生二次污染，合理解决剩余污泥及噪声控制问题；

2.2遵循从长远和全局观点出发的原则，采取清污分流，对污水源头分类处理，减少总污水口的处理负荷，降低污水处理的总运行费用，提高污水回用率，收到最好的经济效益；

2.3采取最优化原则，选择可行的废水处理工艺，采用高效节能、简便易行的工艺技术，力求废水处理达到能耗低、投资省、占地面积少、运行管理方便、出水水质好的目标，且能保证长期稳定运行；

2.4符合国情的自动化程度，最大限度地减少人力投入；

2.5污水处理设备在运行上有较大灵活性和调节性，以适应水质水量的变化；

2.6污水处理设备选用质量可靠，性价比高的产品；国内产品在质量和性能上能达到要求的，为了维修、维护方便，尽量选用国产优质产品，国内产品达不到工艺要求的，选用进口或外资企业产品；

2.7建筑物、构筑物的设计尽可能与周围建筑物和环境相匹配；

2.8废水经处理后，水质达到车间造气脱硫工段使用要求，在降低水温和悬浮物的情况下实现闭路循环，在循环过程中力求降低氰化物浓度，避免二次污染。

3、造气系统废水现状

3.1存在的问题

3.1.1目前造气闭路循环水质很差，无法实现闭路循环，直接排放不能达标，大量的含固废水只能经稀释后排至XXXX湖。

3.1.2造气入炉蒸汽温度低、用量大，分解率低，所产生的冷凝水量多；现有凉水塔喷头堵塞严重，效果差，蒸发量少；加上后阶段直接洗涤水和间接冷却水、以及部分含氨废水送至造气循环水系统；导致水量不平衡，形成集中混合后废水外排的主体。3.1.3系统无净化、澄清及煤泥分离系统，使得循环水中悬浮物浓度高，无法实现闭路循环。

3.1.4 现有废水沉淀池无法满足处理要求，处理效果差。

3.1.5 但该厂有较好的基础条件，有一定的生产规模和管理水平，通过改造可实现造气废水闭路循环。

3.2解决方法

3.2.1把好原料关，对造气系统生产设备进行技术改造，优化造气工艺条件，提高蒸汽分解率。

3.2.2对造气废水进行有效处理，确保循环水质。

4、工艺过程设计

4.1工艺比较与选择

造气洗涤水的要求和肥料工业的水质要求都不高，特别是对于造气洗涤水，一般只要求水温小于32度以保证煤气温度冷却到35度，以适应下工序脱硫工段的要求，因此处理要求主要是悬浮物不能太高，以免堵塞管道和洗涤塔的喷头，同时在循环过程中降低氰化物浓度，避免二次污染。因此废水的处理以减少悬浮物的物化工艺为主，辅以生化工艺降低废水中的氰化物浓度。

4.1.1物化处理工艺选择

常见的物化处理工艺有混凝沉淀、气浮、吸附、化学氧化、离子交换、膜分离等，具体应采用哪一种工艺取决于具体的水质情况。

混凝沉淀法是采用混凝剂以絮凝架桥共沉的方式去除水中细小的悬浮物和胶体污染物的一种常见的物化处理方法，具有降低水中SS、COD、脱色、等作用。混凝过程实际上是胶体脱稳、反应絮凝、沉淀的统一过程，采用混凝时，应了解污水中胶体的带电性，然后再选择混凝剂种类、用量和混凝操作方法，才能达到较好的混凝效果。其优点为：一次性投资较低；操作管理技术要求不高；针对不同水质选用合适的絮凝剂，其处理效果和处理成本均可控制在适当的水平。缺点为：产生大量化学污泥，对污泥的处理和处置有一定的操作、管理难度。

吸附法是采用吸附剂吸附水中的污染物，可去除色度、悬浮物、胶体及溶解性有机物，选择合适的吸附剂还可去除重金属离子。吸附剂主要有活性炭、硅藻土、膨润土等。其优点为：不需投加任何药剂，无污泥，缺点为：吸附剂很容易饱和，处理效果随时间的延长迅速下降，吸附剂的再生或更换比较麻烦、费用相当高，再生废液以及饱和废弃的吸附剂容易造成二次污染。吸附法一般用于给水处理。

化学氧化法是通过化学氧化剂，将污水里有机物等还原性物质在氧化剂的作用下氧化成无机物的方法，该法不能去除无还原性的SS，且氧化剂成本相当高，在污水处理中极少采用。离子交换对有机物几乎不置换，而膜分离技术采用的高强度高效率的无阻塞膜难于制造，目前在大型污水处理方面应用极少。

气浮法是通过向污水中鼓入大量微小气泡，使水中细小微粒粘附在气泡上，形成密度小于水的气浮体，上浮到水面形成浮渣从而达到与水体分离的目的。在实际应用

中，往往投加一定量的化学药剂能促进处理效果。气浮法广泛应用于工业污水如炼油厂含油污水、造纸厂白水、印染污水等处理，也可用于生物污泥的浓缩。气浮法的优点有：表面负荷较高，可达12 m3/ （m3 .h），水力停留时间短，池深浅、体积小；浮渣含水率低，排渣方便，泥渣不易腐化；但该工艺一次性投资较大，运行费用较高。

针对本项目的实际情况，综合比较各种不同处理方法，我们拟采用混凝沉淀为物化处理的主工艺，辅以凉水塔降温。

4.1.2生化处理工艺选择

生物方法主要有厌氧生物处理工艺和好氧生物处理工艺。厌氧生物处理的优势在于它能处理较高浓度的有机废水而不必稀释进水浓度，目前厌氧处理工艺较多采用升流式厌氧污泥床(UASB)，厌氧生物滤床(AF)，厌氧复合床(AFB)，厌氧折流板反应器（ABR）及普通厌氧消化池、水解酸化池等。

好氧生物处理主要有微生物悬浮生长型（活性污泥法及其变型）和微生物附着生长型（生物膜法）。活性污泥法主要有传统工艺、A/O法、A2/O法、巴顿甫（Bardenpho）法、UCT法、氧化沟法、SBR法及其变型、AB法等；生物膜法主要有塔式生物滤池法、生物转盘法、接触氧化法、移动生物床法等；还有新型的膜生物反应器。适合于浓度较高的小型污水处理的常用工艺主要有SBR法、A2/O法、生物接触氧化法与膜生物反应器（MBR法）等，下面分别作简要说明。

SBR法是将初沉池出水流入曝气池，按时间顺序进行进水、反应（曝气）、沉淀、出水、待机（闲置）等基本操作，从污水的流入开始到待机时间结束称为一个操作周期，这种操作周期周而复始反复进行，从而达到不断进行污水处理之目的，因此，节约了二次沉淀池和污泥回流系统，在中小规模污水处理中是较好的处理工艺。

传统活性污泥法是在空间顺序上设置不同构筑物与设施进行固定地连续操作，而SBR是在单一的反应池内，在时间顺序上进行各种目的的不同操作。SBR（同样包括衍生出来的ICEAS、DAT-IAT、CASS、CAST、UNITAK及MSBR）相对于传统的活性污泥法有以下优点：无需初沉池与二沉池及相应泵送管道系统，占地面积少，基建投资降低；设备数量种类少，可减少运行电耗；可根据进水水质水量的变化灵活调整运行方式，有较强的耐冲击能力；但该工艺对自动化程度要求较高，相对的维护难度大，对担作人员操作水平要求高。

A2/O工艺由厌氧、缺氧和好氧三段组成，功能明确，界线分明。但是 A2/O存在以下不足之处：由于存在两次回流，内回流比达到100～400%，外回流比为50～100%，

需要大量的回流设备及管路闸阀系统，而回流泵的运行需要耗费大量电能，因此A2/O 工艺运行费用相当高；需要初沉池，二沉池，构筑物数量增多，相应设备增加，土建与设备费用增大。

生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物膜法工艺，是一种应用非常广泛的污水处理工艺。移动生物床是一种新型的高效率的生物膜处理工艺，但目前该工艺采用的填料主要依赖进口，造价昂贵；生物接触氧化法也称淹没式生物滤池，具有操作简单，处理效率高，运行稳定等特点，它也具有处理效率高、产泥量少等优点。但填料作为微生物的载体是生物接触氧化池的核心，其特性对接触氧化池中生物固体量、氧的利用率、水流条件和废水与生物膜的接触情况等起着重要的作用，因此是影响生物接触氧化池处理效果的重要因素，但针对浓度较高的废水还须增加后续工艺才能达到较高的出水水质。该工艺具有以下优点：

接触氧化池是生物膜法的一种，是一种较新的很有发展前途的生物处理工艺，池内挂满高效生物填料，调试时在氧化池内加入高效生物菌种，经培养驯化后，填料上长满生物膜，充氧的污水以一定的速度流经填料，与生物膜相接触，在生物膜的作用下，污水得到净化。接触氧化法有如下特点：

1、有较高的污泥浓度，单位体积可达10-20g/L（活性污泥法一般为2-3g/L），因而体积负荷高，单位处理能力大，最高可达3-6kgBOD/（m3.d），耐负荷冲击能力较强，且膜内存在大量的生长速度缓慢的硝化细菌，具有很高的脱氮能力；

2、生物活性高，好氧部分的曝气装置设在填料下，对生物膜起到了搅动作用，加速了生物膜的更新；

3、污泥产量低，接触氧化池的污泥产量远低于活性污泥法，可减少后续工序的工作量，同时生物膜的脱落和增长可自动保持平衡，不需污泥回流；

4、动力消耗较低，由于接触氧化池内有填料存在，起到切割气泡的作用，增大了氧的传递系数，省去污泥回流也使电耗下降；

5、挂膜方便，可间歇运行，间断后系统恢复较快，当停电或发生事故不能供气时，只要将氧化池中的水放干既可，附着在固定床上的微生物可以从空气中获取氧气而维持生命，事故消除后只需进水曝气既可恢复正常；

6、不产生污泥膨胀，运行管理方便。

针对本项目的实际情况，综合比较各种不同处理方法，我们拟采用接触氧化法为生化处理的主工艺，辅以过滤池达到去除悬浮物的要求。

4.2工艺流程

工艺流程见下图：

4.3工艺流程说明

造气气废水先进入初沉池，对废水中的较大悬浮颗粒进行自然沉降，沉渣用抓斗送至干化场脱水；出水进入反应池，在此投加药剂与废水反应，出水自流入絮凝沉淀

池，沉泥用泵抽入污泥浓缩池，浓缩污泥抽至脱水机进行脱水；絮凝沉淀池出水用热水泵抽至凉水塔冷却；冷却后的水流入回用水池，用泵提升至造气车间使用；另冷却水一部分进入接触氧化池进行好氧生化处理，接触氧化池出水流入无阀滤池，过滤水

流入回用水池，与其它水一起提升至造气车间。

5、单元设计

各处理单元的作用及设计参数如下：（因具体标高数据不详，各单元设计尺寸可能会有一定变动）。

5.1、初沉池

初沉池主要是对废水中的较大颗粒进行去除，确保后续工段连续稳定运行。

设计参数为：46×12×3.5m。

初沉池采用地下式结构，共两座，采用抓斗轮换作业。

5.2、反应池

主要是对废水加药反应，采用机械搅拌方式。

设计参数为：3×3×2.5m。

反应池采用地下式结构，共两座。

配套搅拌机两台，溶药加药系统两套。

5.3、絮凝沉淀池

对反应后的废水进行泥水分离。

设计参数：Φ40×6m。

絮凝沉淀池采用地下式结构，共两座，每座配泵刮泥机一台，污泥泵两台。5.4凉水塔

设计参数：1100m3/h，共两套，采用成套设备。

5.5回用水池

设计参数：46×21×2m。

中间水池采用地下式结构（利用已有）。

5.6污泥干化场

污泥干化采用自然干化，渗出液返回初沉池。

设计参数：

干化场采用地上砖混结构：46×10×1m，共两组。

5.7接触氧化池

主要是对废水进行生化处理，有效降低废水中有害物质浓度。

设计参数为：10×10×6.5m

接触氧化池采用地上式结构，内挂生物填料，供氧采用鼓风机，曝气采用高效曝气管。

配鼓风机三台（两用一备），N=22kw。

5.8无阀滤池

主要是对接触氧化池出水中脱落的生物膜进行有效去除，保证循环水质。

采用地上式结构图，设计参数为：4×4×5m，共两座。

5.9污泥浓缩池

设计参数：

采用半地下式结构，设计参数为：Ф10×5m，配套刮泥机一台

5.10鼓风机房、控制室、加药间、脱水机房

设计参数：

采用地上砖混结构：200㎡

6、主要建构筑物及设备

6.1主要建构筑物

表1 主要建构筑物表

6.2主要设备及材料

表2 主要设备及材料表