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工業園區化工廢水處理工程實例

更新時間:2020-01-02 15:40 來源:《廣東化工》 作者: 閱讀:1634 網友評論0

工業園區廢水因進水來源廣泛、水質復雜不穩定,且進水中含有大量難降解、致突變、致畸變、致癌的有機物及有毒物質,可生化性較差[1-2],且可能含有無機酸、堿類等刺激性、腐蝕性的物質。僅靠單一的生化處理工藝很難將廢水中難降解有機物及重金屬離子去除,導致出水不達標[3]。經研究,采用“物化處理+生化處理+Fenton氧化+BAF”組合工藝對工業園區廢水進行處理,能有效提高廢水中CODCr、BOD5等污染物的去除率[4-5]。現以江西某工業園區污水廠項目為例,對該工藝作詳細介紹。

1 項目概況

本項目位于江西某化工園區,項目來水主要為園區內各企業生產產生的化工廢水及生活污水。園區廢水產生量為 3188 t/d,廢水中含有大量的苯和苯胺難降解物質及鉛,鋅,硒,礦物油等有害的物質,廢水可生化性低。本工程設計污水處理能力為 5000m³/d。污水處理廠進水水質見表 1。

經處理后,污水廠處理出水水質需達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)中一級標準的 B 標準排放要求。污水處理廠出水排放標準見表 2。

2 工藝流程

本項目采用“物化處理+生化處理+Fenton 氧化+BAF”組合工藝對工業園區廢水進行處理,具體工藝流程如圖 1 所示。

園區內的生產廢水和生活污水先進入粗格柵提升泵房,經粗格柵去除一些漂浮物,再提升至細格柵沉砂池,沉砂池采用旋流式,可有效地去除附著在砂粒表面的有機物。除砂后的污水進入反應沉淀池,調至堿性,加 PAC、PAM 混凝沉淀去除懸浮固體和重金屬離子。反應沉淀池后的廢水自流入水解酸化池,在此作廢水緩沖的同時進行將廢水中的大分子物質進行分解,提高廢水可生化性,便于后續生化系統處理。

水解酸化出水進入缺氧池,利用缺氧環境進行硝化和反硝化作用處理污染物。缺氧池出水進入好氧池。好氧池中活性污泥,在鼓風機曝氣的作用下,混合液得到足夠的溶解氧并使活性污泥和廢水充分接觸。廢水中的可溶性有機污染物為活性污泥所吸附并被存活在活性污泥上的微生物群體所分解。經過微生物的降解、硝化、反硝化等一系列復雜的微生物作用從而使廢水得到凈化。

好氧池出水進入二沉池,沉淀池進一步降低出水中的有機物和 SS,在沉淀池中進行泥水分離。二沉池出水進入 Fenton 氧化反應池,調節 pH 至酸性條件下通過加入雙氧水和硫酸亞鐵,使難處理的有機物質斷鏈分解,提高可生化性。Fenton 處理后的出水先進行 pH 調節,再通過加 PAM 進行混凝沉淀,去除懸浮固體。

混凝后出水進入中間水池,由 BAF 提升泵提升至曝氣生物濾池,進一步對污水中的有機物進行好氧生物降解。曝氣生物濾池出水利用二氧化氯進行消毒,以滿足回用排放標準。

考慮園區產生的廢水水量水質不穩定,故污水站設置 1 座事故池,用于暫存突發事故排水。再通過事故池潛水泵提升到反應沉淀池,與其他廢水混合后一同進入后續處理部分。生化污泥和物化污泥進入污泥池,再經帶式一體化壓濾機壓濾后將泥餅外運處置。污泥池的上清液和壓濾液回流至粗格柵提升泵房。

3 主要構筑物及設備設計參數

3.1 粗格柵提升泵房(1 座)

污水來自污水總管,有可能含有部分漂浮物,首先經過粗格柵可以去除大的漂浮物,以保證污水提升系統的正常運行,再由提升泵提升至旋流沉砂池。粗格柵提升泵房單座設計流量 7500m³/d,外形尺寸為 15.5 m×6.0 m×8.4 m,其中格柵渠外形尺寸為5.5 m×0.8 m×5.9 m,調節池外形尺寸為 10.0 m×6.0 m×8.4 m,停留時間為 0.5 h,鋼筋混凝土結構。

內設回轉式機械格柵 2 臺,格柵寬度 600 mm,格柵間隙 10mm,格柵傾角 75°;閘門 4 臺;啟閉機 4 臺;無軸螺旋輸送機 1臺;潛水提升泵 3 臺,流量 160 m³/h,揚程 15 m,兩用一備,帶自耦裝置;電動葫蘆 1 臺;電磁流量計 1 臺;超聲波液位計 1 臺,范圍 0~10 m。

3.2 細格柵旋流沉砂池(1 座)

廢水通過細格柵渠去除細小的漂浮物,通過細格柵渠分離出小的柵渣經無軸螺旋輸送機至渣槽,然后集中外運處置。旋流沉砂池進行砂水分離,砂集中至砂槽,然后外運處置。細格柵旋流沉砂池設計流量 7500 m³/d,外形尺寸為 18.9 m×9.6 m×5.0 m,其中格柵渠外形尺寸為 7.0 m×3.0 m×2.0 m,旋流沉砂池(2 座)外形尺寸為 Φ18.3 m×5.0 m,有效容積為 635 m³,停留時間為 4 h,鋼筋混凝土結構。

內設回轉式機械格柵 2 臺,格柵寬度 700 mm,格柵間隙 3mm,格柵傾角 75°;閘門 6 臺;啟閉機 6 臺;無軸螺旋輸送機 1臺;吸砂泵 2 臺,流量 28 m³/h,揚程 10 m,一用一備;除砂機 2臺;砂水分離器 1 臺,流量 16 L/s。

3.3 反應沉淀池(2 座)

在反應池中加片堿調節 pH,在沉淀池中通過投加 PAC,PAM絮凝沉淀去除水中小粒徑的懸浮固體和重金屬離子。反應沉淀池單座設計流量 3750 m³/d,反應池尺寸為 6.0 m×2.0 m×4.2 m,沉淀池尺寸為 30.0 m×6.0 m×4.2 m,表面負荷為 1.03 m³/㎡·h,鋼筋混凝土結構。

內設桁車式刮泥機 2 臺,寬度 8 m;污泥泵 2 臺,流量 30 m³/h,揚程 12 m,一用一備;槳葉式攪拌機 4 臺;浸入式在線 pH 計 2臺。

3.4 節池(1 座)

廢水在調節池內調節水質水量。調節池單座設計流量 5000m³/d,外形尺寸為 20.0 m×12.0 m×5.0 m,有效水深 4.5 m,有效容積 1080 m³,停留時間 5.2 h,鋼筋混凝土結構。

內設潛水提升泵 3 臺,流量 105 m³/h,揚程 15 m,兩用一備,帶自耦裝置;超聲波液位計 1 臺,范圍 0~6 m;槳葉式攪拌機 1臺;浸入式在線 pH 計 1 臺。

3.5 沖水解酸化池(2 座)

脈沖水解酸化池收集反應沉淀池后的出水,調節水質,提高廢水的可生化性。脈沖水解酸化池單座設計流量 2500 m³/d,外形尺寸為 21.0 m×10.0 m×6.0 m,有效水深 5.3 m,有效容積 1113 m³,停留時間 9.3 h,鋼筋混凝土結構。

內設脈沖布水器 2 套,布水管 2 套。

3.6 缺氧池(2 座)

利用缺氧環境培養適宜好氧和兼氧微生物處理污染物。缺氧池單座設計流量 2500 m³/d,外形尺寸為 10.0 m×10.0 m×6.0 m,有效水深 5.0 m,有效容積 500 m³,停留時間 4.2 h,鋼筋混凝土結構。

內設潛水攪拌機 2 臺。

3.7 好氧池(2 座)

在鼓風曝氣的作用下,懸浮在水中的微生物能有效地分解廢水中的有機物,同時能將污水中各種形態氮氧化成硝態氮。生物膜和懸浮在水中的微生物在鼓風曝氣的作用下能有效地分解廢水中的有機物,同時能將廢水中各種形態氮氧化成硝態氮。好氧池單座設計流量 2500 m³/d,外形尺寸為 28.0 m×10.0 m×6.0 m,有效水深 4.7 m,有效容積 1316 m³,停留時間 11.6 h,鋼筋混凝土結構。

內設混合液回流泵 3 臺,流量 300 m3/h,揚程 6 m,兩用一備;可提式微孔曝氣管 560 套,規格 67×1000,曝氣量 2.0~12.0 m³/h個,服務面積 0.5~1.5 ㎡/個,氧氣利用率 20 %~30 %,氣泡平均直徑 1~3 mm;DO 儀 2 臺,測量范圍 0~20 mg/L;曝氣管網兩套。

3.8 二沉池(2 座)

廢水在沉淀池中沉淀去除懸浮物,對生化系統出水進行泥水分離;污泥部分回流至好氧池、缺氧池,剩余污泥則輸送至污泥池。二沉池單座設計流量 2500 m³/d,二沉池外形尺寸為 Φ13.0m×5.0 m,配水污泥泵池(1 座)外形尺寸為 8.0 m×6.0 m×5.0 m,表面負荷 0.86 m³/㎡·h,有效水深 4.5 m,有效容積 597 m³,鋼筋混凝土結構。

內設半橋式刮泥機 2 臺,長度 13 m;污泥泵 3 臺,流量 105m³/h,揚程 12 m,兩用一備,帶自耦裝置;超聲波液位計 1 臺,范圍 0~6 m。

3.9 Fenton 氧化反應池(2 座)

利用雙氧水及亞鐵離子在酸性條件下,氧化難降解污染物質。Fenton 氧化反應池單座設計流量 2500 m³/d,外形尺寸為 20.0m×8.0 m×5.0 m,有效水深 4.2 m,有效容積 672 m³,停留時間 6.25h,鋼筋混凝土結構。

內設在線 pH 計 2 臺;ORP 儀 2 臺,量程±1000 mv;氣攪拌系統 2 套。

3.10 混凝沉淀池(2 座)

通過加 NaOH 調節水中 pH 至中性,然后加入混凝劑 PAM,使污水中的污染物質凝聚沉淀。混凝沉淀池單座設計流量 2500m³/d,外形尺寸為 20.0 m×8.0 m×5.0 m,其中反應區域尺寸為 18.0m×8.0 m×5.0 m,沉淀區域尺寸為 8.0 m×2.0 m×5.0 m,有效水深4.0 m,表面負荷 0.89 m³/㎡·h,鋼筋混凝土結構。

內設污泥泵 3 臺,流量 30 m³/h,揚程 15 m,兩用一備;在線 pH 計 2 臺;氣攪拌系統 2 套。

3.11 中間水池(1 座)

暫存混凝沉淀池出水,將其提升至 BAF 池。中間水池單座設計流量 5000 m³/d,外形尺寸為 8.0 m×6.2 m×5.0 m,有效水深 4.5m,有效容積 223.2 m³,停留時間 0.89 h,鋼筋混凝土結構。

內設潛水提升泵 3 臺,流量 135 m³/h,揚程 12 m,兩用一備,帶自耦裝置;超聲波液位計 1 臺,范圍 0~6 m。

3.12 BAF 池(8 座)

曝氣生物濾池采用上向流曝氣生物濾池,是將二沉池出水中的碳化有機物進行好氧生物降解,并將 TKN 部分轉化為硝態氮。

它包括緩沖配水室、曝氣系統、承托層和濾料層、出水系統、反沖洗系統等。BAF 池設計流量 5000 m3/d,單座設計流量 625m³/d,

外形尺寸為 4.0 m×4.0 m×6.0 m,有效水深 5.5 m,有效容積 88 m³,鋼筋混凝土結構。濾速為 1.6 m³/㎡·h,氣水聯合反沖洗形式,反沖洗氣量為 5.34 m³/min,反沖洗水量為 320m³/h。

內設反沖洗水泵 3 臺,流量 160 m³/h,揚程 15 m,兩用一備;陶粒濾料 320 m³,規格為 Ф3-5 mm;濾板 128 塊,規格為 980mm×980 mm×100 mm;長柄濾頭 4608 個,每平方米 40 個;生物濾池專用曝氣器 6400 個,進水電動閥 8 套;進氣電動閥 8 套;出水電動閥 8 套;反洗進水電動閥 16 套;反洗進氣電動閥 8 套;布氣系統 8 套;布水系統 8 套。

3.13 集水池(1 座)

集水池可暫存 BAF 反洗水。集水池設計流量 160 m³/d,外形尺寸為 8.0 m×6.2 m×5.0 m,有效水深 4.5 m,有效容積 223.2 m³,停留時間 1.2 h,鋼筋混凝土結構。

內設潛水提升泵 2 臺,流量 33 m³/h,揚程 9 m,一用一備,帶自耦裝置;超聲波液位計 1 臺,范圍 0~6 m。

3.14 清水池、消毒池(1 座)

給 BAF 提供反洗用水,設置消毒區域。清水池、消毒池設計流量 5000 m³/d,清水池外形尺寸為 8.0 m×5.4 m×5.0 m,消毒池外形尺寸為 8.0 m×5.4 m×5.0 m,有效水深 4.5 m,鋼筋混凝土結構。

內設超聲波液位計 1 臺,范圍 0~6 m;超聲波流量計 1 臺,規格 5000 m³/d;COD 在線監測一套,測量范圍 0~1000 mg/L。

3.15 事故池(1 座)

針對廢水水量水質不穩定設置事故池,應對突發事故。事故池設計流量 5000 m³/d,外形尺寸為 20.0 m×20.0 m×5.0 m,有效水深 4.5 m,有效容積 1800 m³,停留時間 8.6 h,鋼筋混凝土結構。

內設潛水提升泵 2 臺,流量 62.4 m³/h,揚程 12 m,一用一備,帶自耦裝置;超聲波液位計 1 臺,范圍 0~6 m。

3.16 污泥池(1 座)

收集二沉池的剩余污泥和混凝沉淀池的污泥,調節污泥的泥質。污泥池設計流量 5000 m³/d,外形尺寸為 9.0 m×9.0 m×5.0 m,有效水深 4.5 m,有效容積 364.5 m³ ,鋼筋混凝土結構。

3.17 壓濾機房、堆泥棚(1 座)

放置帶式脫水機,螺桿泵以及加藥設備,壓濾脫水后的污泥外運,濾液回流至調節池。壓濾機房外形尺寸為 15.0 m×9.0 m,堆泥棚外形尺寸為 15.0 m×9.0 m,框架結構。

內設帶式脫水機 2 臺,處理量 45 m³/h,一用一備,帶自耦裝置;污泥螺桿泵 2 臺,流量 45 m³ /h,揚程 0.3 Mpa,一用一備;

PAM 陽離子加藥系統 1 套,包括加藥泵 2 臺、加藥桶 2 個、攪拌機 2 臺;管道混合器 2 套;皮帶輸送機 2 臺,帶寬 500 mm;清洗水泵 2 臺,流量 13.5 m³/h,揚程 0.5 Mpa,一用一備;空壓機 2臺,流量 0.36 m³/h,揚程 0.7 Mpa,一用一備;軸流風機 2 臺。

4 運行成本分析

運行費用主要包括電費及藥劑費。設計水量為 5000 m³/d,裝機總功率 539.69 kw,運行功率 350.71 kw,可得出一天耗電量為6429.64 kw,電費 0.8 元/kwh,功率因子取 0.6,算出電費 3086.23元 /d ,藥劑費 5414.35 元 /d ;得出噸水運行費用(3086.23+5414.35)/5000=1.7 元/m³。

5 結論

使用“物化處理+生化處理+Fenton 氧化+BAF”組合工藝處理工業園區化工廢水,出水可達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)中一級標準的 B 標準排放要求,且運行費用低,噸水運行費用僅為 1.70 元,有較高的經濟可行性,值得推廣。

參考文獻

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