污水处理系统初步改造方案.docx
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污水处理系统初步改造方案
污水处理系统初步改造方案
XX废水处理项目技术改造初步方案
1、项目背景及总体工艺思路
我司于2014年2月15日正式进驻XX污水处理厂协助废水达标调试工作，在此过程中发现目前污水处理设施已远远不能满足目前的水量、水质。
同时，由于原运营单位管理不善、工艺控制不到位、设备设施不完善等原因，造成出水不能够达到环保的要求，同时由于管理不善造成多次超标及其严重（原运营单位实际达标率很低）。
经过我团队的努力，目前污水站出水已控制到接近达标，但由于处理设施不够完善、水质波动较大，混排比较严重等原因，造成达标率不高。
经过我司不断的调整，尝试及多次小试的数据分析，为了保证污水处理设施的处理能力，在达到国家排放标准的前提下，确定改造的总体思路如下：
（1）、扩大废水收集系统
（2）、完善现有二级处理系统
（3）、新增三级保障系统
（4）、调整现有一级处理系统
2、项目规模及设计原则
2.1处理水量：
1300吨/天
2.2原水分质分流的要求
根据我司的调研，目前污水站水质波动、混排情况非常严重，主要表现见下表。
原水种类
pH
氰化物
总铜
总镍
六价铬
含镍废水
3—7
50—400
60—500
200—500
2
含氰废水
7.5-8.5
400-800
100-800
50-200
2
综合废水
4-6
50-100
50-200
10-100
10-70
3.2.2原有工艺中的缺陷
a、整个工艺采用比较先进的PLC自控系统，但设计方未考虑自控系统的稳定性，将仪表全部安装在中控室，对于现场人员的操作及其不方便，在自控系统不稳定的时候很难被发现。
同时在PLC出现问题的情况下，所有自控系统均可能瘫痪。
b、加药系统：
目前污水站用到石灰，而设计单位设计时未用到石灰。
而相比之下石灰的成本会低很多。
经过原运营公司的改造，改出了石灰配药池，但由于池体结构的限制、泵的选型及供电系统等问题，致使加药系统很不稳定。
c、工艺中含铜废水、含氰废水经过简单反应之后流入综合废水中继续处理，造成综合废水处理负荷增大。
d、前处理废水与含铬废水混在一起处理造成铬一级反应负荷不够，经常导致处理不及的现象。
e、二级气浮系统：
在目前水质的情况下，气浮起到了二级沉淀池的作用，由于二级污染因子的负荷还较高，致使二级泥量增加。
气浮出水经过回调pH之后便排放，而气浮机毕竟是设备，设备就会存在不稳定性，在出水带泥的情况下，水质很难稳定达标。
同时二级反应时间不及时，加药控制不能够完全起到作用。
f、分流：
车间分流很差，致使两级处理负荷不能够满足。
3.3改造后工艺
为长远考虑将二级反应系统扩容，新增三级保障系统。
改造后，在分流清晰、水质稳定、浓度正常的情况下，污水处理系统能够满足水量1300吨/天的处理负荷。
在目前二级出水水质的情况下，争取做到二级反应出水主要指标达标，三级作为保障系统，继续去除残余的污染物，保障出水稳定达标。
3.3.1改造后工艺流程
改造后工艺流程如下：
3.3.2改造后工艺说明
A、综合系统
根据分流建议，综合废水应为镀锌等镀种产生的清洗废水。
此类废水的处理方法对比见表1
表1综合废水的各种处理方法对比
化学沉淀法
离子交换法
吸附法
化学沉淀调节pH值至合适的范围，投加化学药剂形成金属沉淀物，固液分离去除的方法。
离子交换法主要是利用离子交换树脂活性基团上的可交换离子通过交换的方式来去除废水中的阳、阴离子，使废水得到净化的方法。
吸附法是利用多孔性固态物质吸附水中污染物来处理废水的一种常用方法。
吸附法的关键技术是吸附剂的选择，目前工业应用中最常用的是活性炭。
优点：
流程简单，操作管理方便，处理效果稳定，成本较低。
优点：
去除金属的同时又回收废水中的有用药剂以及大量水得到循环利用的目的。
优点：
性能优良，吸附容量大。
缺点：
仅依靠普通化学药剂处理不易稳定达标，结合气浮或考虑破络工艺、少量重金属捕集备用保障工艺可以保证达标。
缺点：
一次投资费用较高，运行成本高，系统设计和操作管理较为复杂，而且在回收的溶液中还有其它杂质离子，无法回用。
缺点：
成本高、氰等无法达标，原料来源不足，价格较昂贵。
饱和后再生利用麻烦，易造成二次污染。
结合多年的实际操作经验，确定采用化学沉淀的方法处理此类废水。
在集水池续加一点点氧化剂将微量六价铬去除后，在反应池调节pH后加入氧化剂进行破络合物反应，同时在合适的pH范围内进行化学沉淀，去除此类废水中主要污染因子，反应沉淀出水流入中间水池。
B、含铬废水反应系统
铬系废水中主要污染物包括Cr6+、Cr3+。
经过一个多月的化验摸底，XX污水站铬系废水中主要污染物除了Cr6+、Cr3+外还含有部分Cu、Ni.CN等重金属。
铬系废水处理方法有亚硫酸盐、硫酸亚铁、水合肼、二氧化硫等方法，每种方法的对比见表4。
表4铬系废水的各种处理方法对比
还原剂
原理
理论投加比
优缺点
亚硫酸盐（含焦亚硫酸钠）
Na2S2O5+H2O→2NaHSO3
2H2Cr2O7+6NaHSO3+3H2SO4→2Cr2（SO4）3+3Na2SO4+8H2O
亚硫酸氢钠1：
4
亚硫酸钠1：
4
焦亚硫酸钠1：
3
优：
方法成熟、还原效率较高污泥量较少，操作较方便
缺：
处理时有二氧化硫挥发
硫酸亚铁
2H2Cr2O7+6FeSO3+6H2SO4→2Cr2（SO4）3+3Fe2（SO4）3+7H2O
1：
30（量大）
优：
方法成熟、药剂来源容易,可回用钢铁酸洗废液
缺：
污泥量比亚硫酸盐法大3倍以上
水合肼
4CrO3+6N2H4→4Cr（OH）3+3N2
1-2ml/L
优：
设备简单、效果好、沉渣少
缺：
碱性腐蚀品，属高毒类
二氧化硫
3SO2+2H2CrO4→Cr2（SO4）3+2H2O
1：
（3-9）与Cr6+、铜及DO浓度有关
优：
不需补充酸、反应可达完全、污泥量少
缺：
二氧化硫有毒且为气体，操作及储存不便
铬水中含氰化物极微量，故此反应体系用焦纳将六价铬还原成三价铬后，调节pH将Cr、Cu、Ni等金属去除。
反应沉淀出水流入中间水池。
C、前处理废水反应系统
此股废水主要为车间除油、酸洗除锈等工序产生的酸碱废水，含有油脂类物质较多。
主要污染因子为铁及微量的铜等。
废水在酸性条件下破乳后经过芬顿反应或简单的化学沉淀，去除部分络合物、油脂类物质及铁等金属离子后沉淀出水，反应沉淀出水流入中间水池。
D、含镍废水反应系统
含镍废水主要污染物为Ni，而实际废水中还含有较低浓度的氰化物及Cu。
为便于金属镍的资源化回收，将镍系废水单独分流处理，进行化学沉淀去除金属离子，将pH调至合适的范围，使金属镍及少量其他金属离子形成沉淀物，从而达到从废水中去除的目的。
表5处理方法对比
化学沉淀法
离子交换法
吸附法
化学沉淀是将调节pH值至合适的范围，投加化学药剂形成金属沉淀物，固液分离去除的方法。
离子交换法主要是利用离子交换树脂活性基团上的可交换离子通过交换的方式来去除废水中的阳、阴离子，使废水得到净化的方法。
吸附法是利用多孔性固态物质吸附水中污染物来处理废水的一种常用方法。
吸附法的关键技术是吸附剂的选择，目前工业应用中最常用的是活性炭。
优点：
流程简单，操作管理方便，处理效果稳定，成本较低。
优点：
去除金属的同时又回收废水中的有用药剂以及大量水得到循环利用的目的。
优点：
性能优良，吸附容量大。
缺点：
水及废水中的有用物质没有回收利用。
仅依靠普通化学药剂处理不易稳定达标，考虑结合破络工艺。
缺点：
一次投资费用较高，系统设计和操作管理较为复杂，而且在回收的溶液中还有其它杂质离子，影响回用。
缺点：
原料来源不足，价格较昂贵。
饱和后再生利用麻烦，易造成二次污染。
由于含镍废水量较少，故将镍反应系统改到气浮进水池反应沉淀一体化系统，在反应系统中调节pH并加入部分氧化剂破络，必要时加入亚铁进行芬顿反应，去除绝大部分污染因子。
反应沉淀完成后放入中间水池。
F、含氰废水反应系统
含氰废水中主要污染物为氰化物、Cu、Ni。
破氰的方法主要有碱式氯化法、臭氧处理法、过氧化氢氧化法等。
各种方法对比如下
6含氰废水的各种处理方法对比
氧化剂
价格
成本
耗电量
危险性
维修量
产渣量
去氰
能力
有效氯
次氯
酸钠
中
低
低
中
低
中
高
95.30%
二氧
化氯
中
高
中
低
高
低
高
63%
液氯
高
低
中
高
中
低
中
100%
臭氧
高
高
高
中
高
低
高
/
漂粉精
/
高
/
中
高
高
低
60%
氧化剂
优点
缺点
原理
理论
比值
次氯酸钠
破氰能力好，运用成熟，设备简单，投资省，便于管理
次氯酸钠成品药剂易失效，有效期为10-15天，不宜贮存
CN-+ClO-+H2O→CNCl+2OH-CNCl+2OH-→CNO-+Cl-+H2OCNCl+2ClO-+H2O→2CO2↑+N2↑+2Cl-；CNO-+2ClO-+H2O→2CO2↑+N2↑+2Cl-
1：
7.15
二氧化氯
原料利用率高、自动化程度高
需现场制备，设备投资高，运行维护复杂
2CN-+2ClO2→2CO2↑+N2↑+2Cl-
1：
2.6
液氯
成本低
易引起安全事故
2CN-+3Cl2+2H2O→CO2↑+N2↑+6Cl-+4H+
1：
4.09
臭氧
去氰能力高、产渣量低
所需的其它费用都较高
第一步把氰化物氧化成微毒的氰酸盐，臭氧需要量在理论上是氰含量的1.84倍；第二步把氰酸盐氧化为二氧化碳和氮，臭氧需要量在理论上是氰含量的4.61倍。
1：
6.45
漂粉精
有效氯含量低，渣量大
即次氯酸钙，与次钠原理类似
/
本工程选用氧化剂对含氰废水进行处理。
运用ORP、余氯双指标控制出水的氰化物。
G、含铜废水
含铜废水主要为车间酸铜、焦铜等含铜清洗废水，在酸性条件下进行水解后，通过加入氧化剂破络进而化学沉淀后出水。
H、二级反应系统
中间水池还含有较低浓度的氰化物及重金属（但还是远不能达到国家排放标准），在一级反应故障的情况下，会导致中间水池氰化物或重金属偏高。
故在二级反应继续加入氧化剂进行破氰破络反应，在二级将氰化物及重金属做到较低水平甚至金属达标，但气浮毕竟是设备，设备就会存在不稳定性，在异常情况下跑泥，经过调酸后会导致金属超标。
I、三级保证系统
经过我司的探索在二级出水还不能稳定达标，当水质波动较大混排严重或二级反应系统故障的时候，三级可通过加药进行反应、共沉反应来保证出水能够达到排放标准。
3、改造重点
Ø将目前综合废水反应系统改为前处理废水反应系统，将综合污泥池改为前处理收集池。
Ø将目前混排、含镍废水反应系统改为综合废水反应系统。
Ø将目前气浮进水反应池改为含镍废水反应沉淀一体化系统。
Ø将目前铬二级反应系统空置，用于处理应急压滤液废水。
Ø将目前中间水池作为每股废水一级处理出水均质池。
Ø车间取消混排废水，混排废水根据分流建议对应接入应去的收集池。
Ø增加二级反应池，三级反应系统，尾端同时新建酸回调系统。
目前酸回调池太深，经常会有污泥沉在底部，不容易清理干净，故将目前酸回调池底部做放空系统，作为监控保障系统，在异常或污泥较多的情况下可回到原水中重复处理。
Ø由于目前斜板有坍塌的现象，导致沉淀池污泥排不出来，故需更换目前沉淀系统斜板。
Ø由于收集池较小调节能力较差，故需增加集水池曝气系统，以达到均质的要求，需增加两台风机。
Ø将自控系统改为点对点自控，同时将仪表改到现场。
Ø将石灰溶药系统、加药系统更换。
Ø污泥脱水系统完善，更换压泥泵为隔膜泵，配套空压机，同时建议更换隔膜板框。
新增主要池体尺寸：
构建筑物一览表
序号
构筑物及设施
规格（m×m×m）
有效水深（m）
数量
单位
备注
1
二级反应池
2*2*5.5
5
6
座
架空
2
三级反应池
2*2*5.5
5
5
座
架空
3
三级沉淀池
10*15*5.5
5
1
座
架空
4
酸回调池
2*2*2.5
2
1
座
架空
5
含铜污泥池
5*3*4.5
4
1
座
地下式
6
含镍污泥池
5*3*4.5
4
1
座
地下式
7
综合污泥池
5*8*4.5
4
1
座
地下式
池体尺寸按照最大瞬时流量为100吨设计（包括压滤液）。
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