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广州原料化工废水处理方案

工程概况

  广州某公司是一家大型化工企业。该公司主要是生产一种重要的基本有机化工原料顺酐产品。生产过程中会使用到邻苯二甲酸二丁脂(DBP),会产生一定量的废水,主要来自顺酐生产线水洗废水,包括溶剂再生工段水洗废水和结片包装车间的水洗水;除此之外,还有精制焦油产生的废液、员工生活污水、初期雨水以及检修污水。废水中含有大量的有机物,其废水的主要特点是:有机物浓度高、水量水质变化大、缺乏营养物质等特点。该废水若不经处理直接外排,将会带来严重的污染。

根据该公司规划,预计项目主要废水排放量及成分如下:

分类组分质量含量wt%常压沸点/°C备注

冲洗水:

0.017m3/h

83.7-
有机物10.9-
清洗液5.4-

顺酐生产

废水:

12m3/h

97.599.8
丙烯酸0.1

141


正丁醇0.1117.7与水共沸,共沸温度92.7 °C,共沸比57.5:42.5

马来酸

1.2275
富马酸0.3355.5
邻苯二甲酸0.4230
DBP0.1340
有机物0.3-

精制焦油:

0.073m3/h

顺杆75-
焦油25-

  此外还有生活污水0.5m3/h,初期雨水0.3m3/h,检修污水0.2m3/h,合计13.09m3/h。

  该公司在生产经营的同时,对环境保护十分重视,计划投资建设一座污水处理系统,经处理后废水COD达到700ppm以下,电导率降1500μS/cm。项目拟设计处理规模为13.017m3/h。本工程主要采用“预处理+复合UASB+接触氧化”处理工艺,该工艺具有处理效率高、投资低、运行费用低、运行稳定、有沼气产生等优点,可确保出水稳定,长期达到排放标准。

  根据上述情况,我司对该项目提供工程治理设计方案。本污水治理工程包括设计、土建施工、设备安装以及工程调试等全部内容。


设计进水水量水质

  1.设计废水水量

  根据建设单位的要求,结合贵司生产工艺连续的特点,污水处理站综合处理能力为320T/D,运行时间按24h/d设计。

  2.废水进水水质

  根据该单位提供的生产工艺分析,废水主要来自于顺酐生产线的水洗废水,分为顺杆生产废水和水洗废水,主要包括溶剂再生工段水洗废水和结片包装车间的水洗水等,废水中含有大量有机物、色度、油类等。除此之外,还有精制焦油产生的废液、员工生活污水、初期雨水以及检修污水。

  由上表可知,废水的COD平均浓度为:27550mg/L,考虑到生产波动和事故水排放时预留处理空间,按COD为28000mg/L设计。

  根据甲方提供的数据、以及我公司工程经验,考虑工程投产后生产量的波动及运行需要,本工程设计原水水质指标如下表1:

表3:进水水量水质指标

污染指标
水量(T/d)pH值CODcr(mg/l)BOD5(mg/l)SS(mg/l)

石油类(mg/l)

生产废水顺杆生产废水2901.5-22800084005001000
冲洗水512.8100004900195-
检修污水56-93000---
生活污水126-9500260400-
初期污水86-9500---
合计320-256108000--

  注:精制焦油废液委外处理。

  根据以上资料计算,每天需处理的COD总量实际为:8195kg。


污水处理排放标准

  根据业主要求规划,废水经处理后出水的排放标准执行以下标准:

  具体设计出水水质如下:

  CODcr:700mg/L

  pH: 6~9

  电导率:1500μS/cm

  (注:其余指标在贵单位给我方的资料上未标明,但根据贵单位的废水特性,若COD合格,其余指标均应达标)


工艺设计分析

  根据该项目的现状和我司大量实验的结果,我司提出如下建议和设计思路。

 (1)本项目处理的难点就在于废水高浓度的有机含量,相对分子量大,成分相对较稳定,且含有毒害物质,难以生化降解,需要经过预处理才可以进入生化系统。

 (2)采用“隔油+生化”工艺,通过隔油,废水中含有大量的油类物质可以得到有效去除,剩下的再通过生化去除,经过隔油后也可以降低原水COD含量,保证出水可以达到排放标准。

 (3)生产废水呈酸性,pH值约为2,可采用前置预处理方法将其反应至中性并去除废水中部分有机物。降低中和反应需要添加酸碱药剂的成本。微电解还可降低进入反应器的有毒物质,改善污水可生化性,并缓解水质波动大的问题,保证UASB反应器能长期稳定运行。

 (4)采用混凝沉淀的方法对废水进行预处理,可有效去除胶体有机物,对废水中97%的浊度物质可以去除。

 (5)生化厌氧段主要采用复合型UASB厌氧工艺,较传统UASB厌氧有更好的污泥截留作用,提高污泥浓度,增加生物处理效率。厌氧结合接触氧化的生化处理工艺,使得工程投资和运行成本比纯物化工艺低,安全性和稳定性更高。


污水处理工艺流程图

污水处理工艺流程图

工艺说明

  初期雨水收集到集水池1,在集水池1中均衡水质水量后油提升泵泵入混凝反应池;生活污水收集到集水池2,在集水池2中均衡水质水量后油提升泵泵入厌氧调节池。

  生产废水首先由厂方收集经厂方安装水泵提升到隔油调节池,经过隔油后,去除废水中大量焦油,部分悬浮物通过粘附在油脂上一并去除,同时进行均衡水质水量。

  废水经隔油调节池处理后由提升泵泵入pH调整池,调节pH至适宜进入微电解反应池后自流进入反应池。在微电解反应池,去除废水中部分有机物,改善废水的生化性能,同时中和废水中酸性物质;废水经催化氧化反应后自流入混凝反应池,对废水进行中和后加入絮凝剂絮凝反应后流至初沉池沉淀分离,进一步去除废水中脂类、油类,废水经初沉池处理后自流入厌氧调节池。

  在厌氧调节池中对废水进行温度、pH等进行调节,并投加营养盐,使废水水质达到厌氧污泥反应床要求的各个条件,通过提升泵提升至厌氧反应器,废水在厌氧反应器中与厌氧颗粒污泥得以充分接触,经三相分离器分离后的厌氧消化液排入流量精密分配器。

  在分配器中,对废水进行分流,含有厌氧系统污泥的废水分流至厌氧调节池,并回流至UASB内部系统,另一部分废水精密计量并排至多级接触氧化池进行好氧生化处理。

  生物接触氧化工艺是目前污水处理中应用的处理方法,生物接触氧化法在运行初期,少量的细菌附着于填料表面,由于细菌的繁殖逐渐形成很薄生物膜。在溶解氧和食物都充足的条件下,微生物的繁殖十分迅速,生物膜逐渐增厚。溶解氧和污水中的有机物凭借扩散作用,为微生物所利用。但当生物膜达到一定厚度时,氧已经无法向生物膜内层扩散,好氧菌死亡,而兼性细菌、厌氧菌在内层繁殖,形成厌氧层,利用死亡的好氧菌为基质,并在此基础上不断发展厌氧菌。经过一段时间后在数量上开始下降,加上代谢气体产物的逸出,使内层生物膜大块脱落。在生物膜已脱落的填料表面上,新的生物膜又重新发展起来。在接触氧化池内,由于填料表面积较大,所以生物膜发展的每一个阶段都是同时存在的,使去除有机物的能力稳定在一定的水平上。生物膜在池内呈立体结构,对保持稳定的处理能力有利。由于微生物的作用污水中的污染物得以去除。

  接触氧化池出水自流进入终沉池,进行泥水分离,确保废水达到排放标准后排放。

  初沉池、终沉池污泥排放到污泥池,由气动隔膜泵输送到压滤机进行压滤脱水。污泥压滤脱水后外运委托有资质的单位进行回收,滤液返回调节池进行处理。

 

预计处理效率

  采用以上工艺以及设计参数,预计出水水质如下:

表4 废水处理预计出水水质

项目

CODcr削减变化量(kg/d)

出水CODcr浓度(mg/l)

去除率(%)

隔油调节池8120+50+15=8185272830
pH调整池+Fe-C微电解池69572319015
混凝反应池+初沉池59171921115
厌氧调节池5917+6=5923185090
UASB厌氧反应池1066333282
多级接触氧化池21366680
二沉池2136660
出水标准224700-
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