非均相臭氧催化氧化技术方案.docx
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非均相臭氧催化氧化技术方案
内蒙古易高煤化科技有限公司
膜系统浓水处理项目
技术方案一
非均相臭氧催化氧化技术
山西晶凯科技有限责任公司
2015年9月
一、技术方案部分
1.项目概况3
2.工艺简介3
二、投资及运行成本部分
1.运行成本12
2.投资估算12
一、技术方案部分
1.项目概况
内蒙古易高煤化科技有限公司煤制甲醇生化废水反渗透浓水回用的同时，产生了一部分纳滤及反渗透浓水，这部分浓排水具有有机物含量高，含盐量高的特点，若要外排，其中CODcr.氨氮等主要指标要达到排放标准。
2.工艺简介2.1.处理水量
膜浓缩水处理系统总体设计处理规模Q=40m3/ho
2.2.进水水质
本系统进水为污水三膜法回用的浓排水，水质具体指标见下表:
序号
项H
浓度
1
化学耗氧量
700
2
5日生化需氧量（mg/l）
65
3
氨氮（mg/l）
75
4
亚硝酸盐氮（mg/l）
0.5
5
镁硕度（mg/l）
200
6
钙硕度（mg/l）
800
7
总硬度（mg/l,CaCO3计）
2800
8
总铁（mg/l）
0.5
9
总碱度（mg/l,CaC03计）
620
10
碳酸盐（mg/l）
0
11
碳酸氢盐（mg/l）
800
12
氟化物（mg/l）
25
13
氯化物（mg/l）
6200
14
硝酸盐氮（mg/1）
250
15
硫酸盐（mg/1）
4820
16
钠（mg/1）
4500
17
總（mg/1）
25
18
锁（mg/1）
0.8
19
TDS（mg/l）
25000
2.3.产水要求
产水CODcr^lOOmg/L,氨氮W15mg/L,其它指标暂不做要求。
2.4.工艺流程
2.4.1工艺的选择与评价
混凝专用药剂
40m3/h
膜系统浓水k
图2-1膜系统浓水处理匚艺流程图
2.4.2工艺流程说明
40m3/h纳滤、反渗透膜系统浓水分别进入混凝沉淀池，混凝沉淀池为新建处理设施，在混凝处理单元中采用中国科学院过程工程研究所研发的混凝专用药剂（KL-107）,该药剂为高分子物质，通过网捕卷扫、架桥吸附、络合沉降等作用，脱除废水中相当一部分长链、环状极性有机物（主要为苯系衍生物等），进而确保经混凝处理后，废水中的相当一部分CODcr、色度、悬浮物等得到去除。
废水经
过泵提升进入多介质过滤器，悬浮物进一步降低，同时对后续催化氧化系统进行保护。
然后进入催化反应器中，在两级催化剂作用下，废水中无法生物降解的有机物被臭氧产生的疑基自山基氧化成容易生物降解的小分子有机物或部分矿化，处理出水进入后续氨氮脱除处理。
经过处理的废水进入加药单元，通过动态定量投加氯化镁和磷酸氢二钠，去除水中的氨氮。
出水CODcr、氨氮等达标后，进入清水池，定期外排。
2.4.3工艺特点
1）混凝沉淀池
来水进入混凝处理系统，混凝处理系统为新建处理设施，在混凝处理单元中投加转为煤化工废水而研发的特殊混凝药剂，有效去除水中的山极性物质提供的CODcr、色度等物质。
2）多介质过滤器
a.多介质过滤能够有效去除水中的大颗粒悬浮物，降低废水的SDI值，对后续起到保护作用；
b.造价低廉，自控程度高，操作简单，运行费用低：
c.经过反洗可以多次使用，滤料使用寿命长；
3）非均相臭氧催化氧化技术
&臭氧利用率高，运行成本低
在高效非均相催化剂的作用下，臭氧的利用率III30%提高到95%以上，从而大幅度的降低了系统的运行成本；
b.操作便捷，自控程度高
本技术采用集成技术，涉及到的设备量少，自控程度高。
此外，本工艺不需要加入任何药剂和pH调节，不需人工多次操作，人工运行成本低；
c.高效性
本臭氧催化氧化技术针对废水生化处理后难以深度脱除而开发的特异性技术，对煤化工废水处理具有高效性。
2.4.4主要设备选择
1）混凝处理
混凝沉淀系统包括混合、反应池和混凝沉淀池。
混合池设计处理量QMOmVh,设置两系，混合、反应池釆用合建方式，单系总体尺寸为3.2X1.5X2.5m；两系合建规格3.2X3X2.5m。
混合设备采取搅拌混合，将废水与混凝剂进行混合。
混凝反应采取折流式反应池，反应的主要LI的是中和脱稳后的废水中的悬浮物形成较大的絮凝体，反应池出水通过管道流入混凝沉淀池进行泥水分离。
沉淀池采取辅流式沉淀池，经絮凝反应的废水在混凝沉淀池中进行泥水分离,分离后的上清液进入多介质过滤器进行过滤，分离后的污泥流入的污泥井中，经污泥泵提升后送污泥浓缩。
混凝沉淀池为圆形结构,尺寸为①6X4m,有效水深3m。
水力停留时间（HRT）2h。
主要设备：
刮泥机：
①6m,1台
加药系统：
1套（计量泵2台、搅拌器2台）
3、排泥泵：
Q二5m3/h,H二60m,2台，一用一备
2）多介质过滤器
a.功能：
利用多介质过滤器进一步去除悬浮物，从而保护催化氧化反应器。
b.主要参数：
设计总处理量为40m3/h,滤速为9m/h,气水反冲洗，反冲洗出水进入混凝沉淀处理。
反冲用水使用过滤出水中间池，用气使用罗茨风机。
空气反冲洗强度15L/m2•S,反冲洗供水强度为10L/m2•S,反洗风量6.4m3/min。
共2台（①1800）,两开一备。
过滤器：
①1800,3台
过滤进水池：
5X3X5.5m
过滤出水池：
5X3X5.5m
3）臭氧催化氧化处理
a.功能：
设计膨胀-固定组合式催化反应器，废水剩余有机物和其他污染物在非均相催化剂的催化下，被臭氧以及在臭氧在催化剂作用下产生的疑基自山基高效氧化成小分子或矿化，达到COD、色度等污染物去除的IJ的。
b.主要参数：
反应器釆用过程所研制的载有催化剂的抗氧化、抗腐蚀催化塔（塔体用抗氧化复合不锈钢，内件304、316L和钛材）。
废水在催化氧化塔中水力停留时间为30min,塔内填充催化剂KL-C03和KL-C04。
c.主体催化氧化反应器
外形尺寸：
①2000X90002台
催化剂：
KL-C03,更换周期2年，填充总体积15m3
催化剂：
KL-C04，更换周期2年，体积lOn?
催化塔进水泵：
Q=40m3/h,25m
d.配套臭氧发生器
发生器生产能力为25kg/h（以臭氧发生量计），2台。
氧气阀组：
1套
制氧机
配套臭氧发生器使用，1台
4）加药沉淀池
a功能：
过加药的方式去除水中的氨氮。
臭氧催化氧化塔的产水进入搅拌反应池，在搅拌反应池投加NaOH,使PH上升至8左右，达到磷酸氨镁法脱除废水中的氨氮工艺的PH要求。
然后向反应池投加MgCh及N^HPOr^^O,在搅拌机搅拌混合下，Mg2\P0.3-（或HPOF）与废水中的NH「发生化学反应，生成复盐MgNH.PO.,・6比0沉淀，从而将NH「脱除。
主要化学反应如下：
1Mg2■+NH/+P0产+6H：
0-MgNHFOi・6比0I
2Mg2■+NHr+HP01>+6H:
0-MgNH,P0I*6^0I+H'
3Mg2■+NH7+HPO^+GH^O+OH'-MgNHiPO,・6H：
0I+H;0
上述反应生成物MgNH.PO,-6H:
0的溶度积很低，在常温下只有2.51x10"。
b.主要参数：
设计总处理量为40m3/h，池体尺寸:
8mX5mX5m主要设备：
中心筒1套、出水堰1套。
5）清水池
清水池用于收集沉淀池的上清液。
主要设备参数
清水池：
3x3x2.5（地上）
池容：
22.5m3
结构形式：
钢混防腐
2.5主要设备淸单
序号
设备名称
型号
单位
数量
备注
（一）
工艺部分
—'
混凝沉降池
1
折板
1
2
刮泥机
6m
1
3
排泥泵
Q=5m3/h,H二25m
2
4
加药系统
含高效混凝剂储槽、计量泵、搅拌等。
套
2
二
多介质过滤器
1
过滤器
01800
套
3
2
进水泵
Q=40m3/h,H=20m
2
3
反洗水泵
Q=90m3/h,H=20m
z>
1
6
罗茨风机
6.4m3/min
1
三
催化氧化系统
1
催化氧化反应器
①2000*9000,含内件，304、316L和钛材，抗氧化涂层
套
2
2
非均相催化剂I
KL-CO3
立方
15
3
非均相催化剂II
KL-CO4
立方
10
序号
设备名称
型号
单位
数量
备注
4
臭氧发生器（带尾气破坏器）
25kg/h臭氧，PLC自动
控制
套
2
5
防爆阀
DN300
套
2
6
呼吸阀
DN250
套
2
7
微压表
DN20
套
2
8
催化塔进水泵
Q=40m3/h,H=25m
2
9
清洗水泵
Q=20m3/h,,H=15m
2
四
加药沉淀系统
1
浆式搅拌机
台
1
五
清水池
3x3x2.5（地上）池容：
22.5m3
座
1
（二）
电气部分
1・
低压配电柜
MNS
套
1
2.
就地操作柱
套
2
3.
低压动力电缆
ZRC-YJV-0.6/1
批
1
4.
低压控制电缆
ZRC-KVV-0.75
批
1
5.
电缆桥架
批
1
6.
照明系统
套
1
7.
防雳、接地系统
套
1
8.
封堵、防火材料
批
1
9.
电气安装材料
批
1
（三）
控制部分
1・
匸控机
个
1
2.
显示器
个
1
3.
交换机
个
1
4.
UPS
个
1
5.
PLC
套
1
6.
监控软件
套
2
7.
操作台
1000X700X400
个
2
8.
程控电源柜
2200X800X600
个
1
9.
程控柜
2200X800X600
个
3
序号
设备名称
型号
单位
数量
备注
10.
仪表针形阀
J23W-16P
个
70
11.
阀门气源管（阀箱到阀门，08）
08*1
米
200
12.
仪表取样管
（014）
014*1
米
60
13.
仪表设备的安装材料
套
1
14.
仪控电缆
ZRC-KVVP-4*!
等
批
1
15.
酸加药箱
0~lm
台
1
16.
碱加药箱
0~1m
台
1
图2-2平面布置图
二投资及成本部分
1.运行成本
序号
所属部分
项目名称
数据
取费标准
单位成本（元/吨水）
1
混凝处理
电耗
0.05kWh/m3
0.7元/kW.h
0.035
混凝剂
1200g/m3
3500元/t
4.2
碳酸钠
600g/m3
2000元/t
1.2
2
催化氧化（含多介质过滤）
电耗
12.5kWh/m3
0.7元/kW.h
8.75
催化剂补充
催化剂寿命
设计2年
1.17
3
加药沉淀
六水氯化镁
0.87kg/m3
850元/吨
0.74
十二水磷酸氢二钠
1.53kg/m3
2400元/吨
3.67
4
合计成本
19.765
2.投资估算
该项H总投资预计为956万。
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COD脱除装置技术
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