实例橡胶助剂废水处理方案.docx

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实例橡胶助剂废水处理方案

#####公司硝基苯废水处理方案

设计单位：

河南清华水务有限公司

联系电话：

0转污水部

第一部分：

方案设计书

1.1工程概况 ………………………………………………………………………04

1.2设计单位 ………………………………………………………………………05

2.1设计依据及规范………………………………………………………………06

4.1设计废水处理规模……………………………………………………………06

4.2设计废水水质状况……………………………………………………………06

4.3废水经处理后达到污水排放三级标…………………………………………07

5.1废水处理工艺流程……………………………………………………………08

5.2废水处理主要工艺流程说明…………………………………………………09

5.3废水处理主要核心处理工艺说明……………………………………………09

5.3.1FeSO4/H2O2氧化机理…………………………………………………………………09

5.3.2ABR厌氧反应…………………………………………………………………11

5.3.3QHQ好氧反应…………………………………………………………………12

5.3.4A/O生化反应…………………………………………………………………………13

5.3.5深度氧化………………………………………………………………………………13

7.1主要构筑物及配套设备设施设计参数………………………………………15

8.1总体布置原则…………………………………………………………………21

9.1给排水及消防…………………………………………………………………21

9.1.1给水……………………………………………………………………………………21

9.1.2排水……………………………………………………………………………………21

9.1.3消防……………………………………………………………………………………21

9.2强电……………………………………………………………………………21

10.1用电负荷………………………………………………………………20

10.2电气控制…………………………………………………………………20

11.1工程预算………………………………………………………………………22

11.2运行成本估算…………………………………………………………………23

11.3水处理直接运行成本为………………………………………………………24

12．1设备安装……………………………………………………………………25

12.2管道施工及验收应遵循以下规范……………………………………………25

12.3系统调试………………………………………………………………………25

12.4运行管理………………………………………………………………………25

14.1全面质量控制（TQC）…………………………………………………………26

14.2工程质量承诺…………………………………………………………………27

14.3售后服务………………………………………………………………………27

第一章工程概况及设计单位简介

1.1工程概况：

略

1.2设计单位简介：

河南清华水务有限公司坐落于中原郑州，是集技术研发、工程设计、设备制造和工程承包于一体的省级科技型企业，注册资本1000万元人民币，主要从事“化工三废”的治理，特别在高浓度化工废水治理及资源化方面具有国内领先的技术优势和丰富的工程经验。

公司旗下的北京清华水务高端水处理研究中心，是整合现有技术并联合行业内一批专门从事化工能源设备和环保材料的国内优秀企业、高校、科研院的研发资源为技术依托所成立的，研发团队主要由南京理工大、哈工大、南京大学等十几位硕博人员组成。

研究院设有实验中心、分析中心、研发中心、工程设计中心和中试场，并引进了日本岛津气质联用仪（GC/MS-QP2010）、原子吸收分光光度计（AA-6300）、总有机碳分析仪（TOC-V）等一批高端检测分析设备。

精英的研究人员与高科技的研究设备，组成了一流的专业技术团队，为公司在化工环保领域的发展奠定了强有力的技术支持和技术储备。

公司注重技术革新，现拥有多项专利技术应用于高浓度有机化工废水、废气和废渣处理领域，其技术及产品广泛适用于精细化工、农药、兽药、炸药、日化、染料、颜料、煤化工、石油化工等行业。

公司对所承接各项工程都以严格的实验数据为基准，进行科学规范的设计，确保每项工程一次性开发成功。

公司现有工程均已通过当地环保部门的检测和验收，在客户中获得了良好的口碑。

公司在发展的同时不断赢得了“高新技术企业”、“民营科技型企业”、“河南省工程技术研究中心”、“无锡市工程技术研究中心”、“南京大学研究生实习基地”、“AAA级资信企业”、等资质和荣誉。

公司始终坚持“专业、高效、标准、共赢”的企业宗旨，并把“热忱致力于化工环保行业，为我们的客户提供最优质的服务，使他们的发展更好地实现可持续化，也使我们成为化工环保行业第一品牌”。

第二章设计依据

2.1设计依据及规范：

（1）建设单位提供的污水水质、水量和要求等基础资料

（2）《污水综合排放标准》GB8978-2002

（3）《低压配电装置及线路设计规范》GB50054-92

（4）《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》GB50062-92

（5）《室外排水设计规范2006年修订》GB50014-2006

（6）《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003

（7）《给水排水工程结构设计规范》GB50069-2002

（8）《鼓风曝气系统设计规程》CECS114-2000

（9）《给水排水工程结构设计规范》GB50069-2002

（10）《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002

（11）《工业企业厂界噪声标准》GB12348-90

（12）《中华人民共和国环境保护法》1989年12月

（13）《中华人民共和国水污染防治法》1984年5月

（14）《中华人民共和国水污染防治实施细则》1989年7月

第三章设计原则

1.将污染源管理、污水达标处理、总量控制与清洁生产等方面有机结合，确保废水达标排放。

2.针对该公司污水特点，选用技术先进可靠、工艺成熟稳妥、处理效率高、运转成本低、操作方便的污染处理工艺。

3.充分利用公司原有治理设施及现有设备，包括水泵压滤机风机等设备。

以降低工程投资，降低污染治理成本。

4．充分利用原有水池作为物化预处理段一二级芬顿氧化、中和沉淀及污泥池。

5．整个系统中和采用液碱中和，不采用石灰中和。

6.整个系统排污口设计利用明沟回流进入原有排污系统。

7．新建生化池池顶设计四周安置预埋铁，以备日后水池加盖固定用。

8.新建生化池在可利用土地的基础上，保证污水处理系统与周边设施土建施工的安全距离。

4.力求各治理设施布置紧凑，工艺流程顺畅，外型与周围环境协调，尽可能节省用地面积。

5.污水处理设施在运行上有较大的灵活性和可调节性，以适应水质水量的变化。

6.设计时充分考虑污水处理系统配套的减震，降噪，除臭等措施，从而防止对环境的二次污染。

7.整个设计包含提供废水处理工程运行过程分析检测所需药剂、仪器以及具体分析方法等明细书面材料。

8.废水处理配套设施优先选用价格合理的优质产品，确保工程质量和投资效益。

9．在整个设计完成前需要估算出整个处理过程中每天实际产生的污泥总量，并告知业主，以便业主根据实际情况同步建设污泥处理设施。

第四章设计处理规模及排放标准

4.1设计废水的处理规模：

污水处理站占按浓工艺废水水量100吨/天考虑，另根据实际运行情况适当补充地沟废水或地面冲洗水。

4.2废水水质状况分析：

序号

项目

水量

（m3/d）

COD

（mg/L）

硝基苯（mg/L）

苯胺（mg/L）

总盐

（%）

硝基苯废水

100

80000

10000

低浓度废水

100

4.3废水经处理后达到污水排放三级标准：

主要指标（具体见下表）：

污染物

三级排放标准

COD

≤500mg/L

BOD

≤25mg/L

NH3-N

≤35mg/L

硝基苯类

≤5.0mg/L

苯胺类

≤5.0mg/L

6-9

第五章废水处理工艺流程设计

5．1废水处理工艺流程：

处理合格出水部分回用

硝基苯废水

收集池

一级调节池

一级氧化池

一级中和絮凝

二级调节池

二级氧化池

二级中和絮凝

生化配水池

ABR厌氧

QHQ好氧池

沉淀池

兼氧水解池

生物接触氧化池

出水排放

污泥池

板框压滤

污泥池

板框压滤

泥饼外运

罗茨风机

二沉池

调节池

深度氧化池

回用生产

除尘系统

回流污泥回流

根据处理出水合格程度部分水回用

【注：

1、地面冲洗水和高浓水进行配水混合进入芬顿氧化处理系统。

2、ABR厌氧及QHQ好氧段采用清华清耐盐生物菌。

3、处理合格水部分回流进行生化配水，控制进入生化处理段进行COD及其他各项指标相对平稳。

4、处理合格水部分回用进入车间除尘喷淋。

】

5.2废水处理工艺流程说明：

硝基苯（Nitrobenzene，NB）及苯胺是普遍存在的难降解有机污染物，挥发性强，是致癌、致畸、致突变的化学品，因此硝基苯苯胺废水具有不可生化性，对生态有很大的毒害作用，对水体中的生物具有较强的毒害和抑制作用。

含硝基苯苯胺的废水一旦污染水源，就会引起水源严重恶化，使水的色味受到影响，并严重影响水体的自净能力。

根据企业目前提供的生产过中产生的废水水质情况。

本设计中对废水中硝基苯以及其他苯胺类物质采用二级催化氧化工艺联合化学处理，降低废水COD,破解苯环类物质结构达到提高可生化性的目地，然后进入后续生化处理系统进行达标处理，预处理首先把高浓生产废水和地面冲洗废水混合收集后用水泵提升进入PH调节池，对混合废水进行酸化处理，酸化处理控制废水PH=3-5左右后废水通过水泵提升进入一级催化氧化反应池进行催化氧化反应，通过加入适量H2O2及FeSO4利用亚铁对H2O2的催化作用对水体形成芬顿氧化体系，对水体中苯环类有机污染因子进行初步破解氧化，出水用液碱进行中和，调整废水PH=9-10后进入沉淀池，加入PAC/PAM进行絮凝沉降,上清液自流进入二级PH调节池，重复上述操作，经二级氧化处理中和沉降处理上清液废水自流进入生化配水池。

两级沉淀池底部污泥定期排入污泥池，用板框压滤机压滤脱水，泥饼送固废站处理。

经二级催化氧化处理后废水COD及色度等都得到很大程度的降解。

尤其是可生化性得到很大程度提高，氧化出水可以进入后续生化处理系统作进一步的生物降解处理。

本设计在生化段采用两段形式，前段采用具有耐高负荷耐盐及脱色功能的QHQ生物ABR厌氧及好氧工艺，对废水色度残余苯胺及硝基苯进行破解去除，出水自流进入后续普通生物生物菌为主体的A/O生化工艺，来对水体中COD以及各种污染因子进行降解处理。

生化处理的末端考虑到作为工业废水的复杂性和多变性，为确保废水处理后最终排放完全达到当地环保部门的排放要求，特在生化处理末端增加深度氧化处理单元，进一步对废水进行达标处理，也可以作为本项目中作为应付特殊情况的应急措施使用，也能确保前端处理后硝基苯以及苯胺等特征污染因子的完全降解。

5.3废水处理主要核心处理工艺说明：

5.3.1FeSO4/H2O2氧化法：

Fenton法是1894年法国科学家Fenton发现，在酸性条件下，H2O2在Fe2+离子的催化作用下可有效的将酒石酸氧化。

后人将H2O2和Fe2+命名为Fenton试剂。

该法既可以作为废水的预处理，又可以作为废水的最终深度处理，所以受到国内外的广泛关注。

Fenton试剂反应机理

　　Fenton试剂在水处理中的作用主要包括对有机物的氧化和混凝两种。

对有机物的氧化作用是指H2O2与Fe2+作用，生成具有极强氧化能力的羟基自由基·OH而进行的游离基反应；另一方面，反应生成的Fe（OH）3胶体具有絮凝、吸附功能，也可以去除水中部分有机物。

　自由基原理,即亚铁离子催化分解过氧化氢,使其产生羟基自由基（HO·）,进攻有机物分子,使其氧化分解为容易处理的物质。

　　Fe2++H2O2→Fe3++OH-+·OHFe3++H2O2→Fe2++HO2·+H+Fe2++·OH→Fe3++OH-Fe3++HO2·→Fe2++O2+H+·OH+H2O2→HO2·+H2OFe2++HO2·→Fe3++HO2-·OH+RH→R·+H2OR·+Fe3+→R++Fe2+R·+H2O2→OH+·OH羟基自由基（·OH）是具有很强的氧化能力，仅次于氟，并且是一种非选择性的氧化剂，易氧化各种有机物和无机物，氧化效率高，反应速度快。

在废水均相和非均相氧化降解过程中，起氧化作用的主要因素是·OH。

　絮凝作用机理：

Fenton试剂在对一些实际废水处理过程中存在一些现象有时候难以用羟基自由基机理解释，Fenton试剂在处理有机废水时会发生反应产生铁水络合物。

主要反应式如下：

[Fe（H2O）6]3++H2O→[Fe（H2O）5OH]2++H3O+[Fe（H2O）5OH]2++H2O→[Fe（H2O）4（OH）2]++H3O+当pH值为3-5时，2[Fe（H2O）5OH]2+→[Fe（H2O）8（OH）2]4++2H2O[Fe（H2O）8（OH）2]4++H2O→[Fe（H2O）7（OH）3]3++H3O+[Fe（H2O）7（OH）3]3++[Fe（H2O）5OH]2+→[Fe3（H2O）7（OH）4]5++2H2O以上反应方程式表示了Fenton试剂具有絮凝功能。

5.3.2：

QHQ-ABR厌氧工艺

QHQ-ABR是我们将微生物筛选技术与厌氧反应器工程技术结合起来的一项新型厌氧技术，QHQ-ABR厌氧反应器是针对高浓度含盐有机化工废水处理研制的高效生物反应器装置，反应器内添加了高效复合微生物和扩孔改性的颗粒活性炭（火山岩）。

通过优化菌种和载体及传质方式，使该反应器可以适用低温、高硫酸盐和高毒性等多种恶劣环境，能够在较高的容积负荷情况下取得满意的去除效率。

其采用的折流板厌氧（AmacrobicBaffedReactor）是一种新型的厌氧污泥层生物处理工艺，可以处理各种适用厌氧反应器处理的废水。

它具有很高的处理稳定性和容积利用率，不会发生堵塞和污泥床膨胀而引起污泥（微生物）流失。

可以省去常规厌氧中固液分离所需的三相分离器。

该反应器能够保持很高的生物量，同时能够承受很高的容积负荷。

由于相当于是一个多级串联的UASB反应装置，ABR反应器在耐受高毒性物质及硫酸盐等方面较传统的UASB反应器又更高的稳定性，其能够将不同的微生物分布于不同的前后几个端，更好的复合厌氧的生化反应的过程。

QHQ-ABR处理各种高浓度、高盐度有机工业废水，有以下几个主要特点：

添加高效复合微生物，强化了生物处理效率，使反应器能够克服普通厌氧无法应对高硫酸盐、高氨氮、高有机物毒性等敏感因素，扩大厌氧反应器的适用范围。

反应器采用ABR反应器形式，兼具推流与全混的优势，同时反应器不需要三相分离器和沉淀装置，降低设备投资。

反应器的启动和运行稳定性较普通厌氧具更多优势，克服传统厌氧反应器的启动时间长，稳定性差等缺点。

在某些情况下，可以单独利用复合菌的产酸水解部分作用，即可达到处理要求，提高出水的可生化性，并且反应器基本不产甲烷，可以不安装甲烷收集及后续处理系统。

清华清QBQ）高效复合微生物保护100多种微生物，包括三类功能的微生物菌群。

与传统的活性污泥或者厌氧污泥相比，具有如下优势：

1.菌种种类齐全，数量充足，使得极为复杂难处理的各类有机物的分解得以顺利完成。

2.菌种种类多，能适应有毒环境，又可分工合作，发挥全力，完成艰巨任务。

3.高效符合菌分解能力强，故能消除臭味，减少固定产物量，使污泥产量大幅降低，减少后续处理费用。

4.脱色能力较物化法配套的传统生物处理工艺更强，同时打破甚多传统生化处理观念。

5.同时具有消除COD、BOD、氨氮、硫化物等能力。

6.在高氯离子、高硫酸盐及高氨氮环境下还能正常工作。

7.反应器对温度的要求更低，只需要25°C以上即可，同时温度变化对其影响不明显。

清华清高效复合菌群在抗毒性和难降解有机废水方面还有以下优势：

1.高分解力菌种构成完成的化合物分解链

菌群分解有机物的效率比一般纯菌种更有效，一个有机物被清华清复合菌微生物菌种利用和分解，直至分解为无害的最终产物。

利用纯菌种来分解有害物，会停在某一个中间阶段，如果没有其它菌继续分解残余的中间产物，废水的处理是无法进行到底的。

如果用普通的活性污泥，则需要很长的时间去逐步驯化和转变微生物菌群。

2.各种干扰因素的消除

A.清华清复合菌微生物有较强脱硫能力，脱硫效率可达60%以上，在40000mg/LSO42-存在下，厌氧系统仍能有效进行甲烷化的过程。

清华清高效菌能够耐受高硫化物毒性主要是基于其种类丰富的产酸兼氧菌。

b.由于微生物来源的改变，生物工程技术的进步，清华清复合菌微生物菌群能在Cl-40000mg/L浓度的条件下有效地进行有机物的分解和氨氮的去除。

c.耐受高浓度NH3-N达5000mg/L,同时在厌氧情况下对氨氮也有部分去除效果。

3.清华清复合菌微生物技术提高了抑制物浓度界限：

有毒物质

清华清厌氧菌群抑制浓度

S2-

<6000（mg/L）

Cl-

<50000（mg/L）

NH3-N

<5500（mg/L）

NO3-

<16000（mg/L）

SO42-

<60000（mg/L）

<300（mg/L）

醋酸根

<5000（mg/L）

酚

<1000（mg/L）

甲醛

<2500（mg/L）

丙酮

<20000（mg/L）

硝基苯

<180（mg/L）

苯胺

<500（mg/L）

清华清-ABR与目前常见的厌氧工艺对比如下：

特征

厌氧滤池

UASB

EGSB

载体+QHQ

容积负荷

低

一般

高

占地面积

一般

较小

小

一般

温度要求

35°C+-1

20-35

耐硫酸盐浓度

<1000mg/L

<1500mg/L

<40000mgL

要求B/SO4

>10

>0.5

耐VFA

<200mg/L

<5000mg/L

抗毒性冲击能力

差

一般

强

启动速度

慢

一般

快速

难降解物质分解能力

差

一般

强

脱色能力

差

一般

强

启动速度

慢

一般

快

运行管理难度

一般

高

低

投资费用

低

一般

相对高

5.3.3QHQ-连续好氧反应:

QHQ-好氧反应器

好氧反应采用连续流进水反应形式。

在好氧池中投加清华清高效复合好氧菌和载体，载体为30-80目的活性炭。

好氧生化系统设有曝气系统（微孔曝气器）、排水系统（滗水器）、排泥系统。

好氧池出水自流进入沉淀池进行泥水分离，沉淀后的菌种全部回流进入好氧系统，从而维持整个好氧系统生物菌的稳定。

当好氧池中的SV30超过50%时要进行排泥。

好氧池产生的污泥通过排泥管排除。

排泥管设置在池体40%处，以利于排出污泥，污泥排至污泥浓缩池。

复合菌微生物处理法与活性污泥法的比较：

表1

传统的活性污泥法

清华清好氧生物法

添加化学药剂量大，产生污泥甚多

无此问题

总体建设费相当大，占地广、设备复杂

无此问题

氮（氨氮）的去除率偏低

无此问题

微生物的数量、种类不全、CODcr去除率低

无此问题

毒性物质较多时，影响微生物的存活

无此问题

难分解的有机物去除困难

无此问题

必须供给大量的空气，耗用能源甚大

无此问题

常有污泥膨化问题发生

无此问题

水中臭味难除

无此问题

停产或检修或遇停电时，微生物死亡率高

无此问题

微生物生长条件严格

无此问题

5.3.4生物接触氧化法及A/O工艺

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处理工艺；又称为淹没式生物滤池。

一、基本原理与特点

1、基本流程

2、主要特点：

①生物接触氧化池内的生物固体浓度（10~20g/l）高于活性污泥法和生物滤池，具有较高的容积负荷（可达3.0~6.0kgBOD5/m3.d）；

②不需要污泥回流，无污泥膨胀问题，运行管理简单；

③对水量水质的波动有较强的适应能力；

④污泥产量略低于活性污泥法。

二、生物接触氧化池的构造

由池体、填料、布水系统和曝气系统等组成；填料高度一般为3.0m左右，填料层上部水层高约为0.5m，填料层下部布水区的高度一般为0.5~1.5m之间；

根据曝气装置与填料的相对位置，可以分为两大类：

①曝气装置与填料分设：

填料区水流较稳定，有利于生物膜的生长，但冲刷力不够，生物膜不易脱落；可采用鼓风曝气或表面曝气装置；较适用于深度处理。

②曝气装置直接安设在填料底部：

曝气装置多为鼓风曝气系统；可充分利用池容；填料间紊流激烈，生物膜更新快，活性高，不易堵塞；检修较困难。

三、填料

填料是微生物的载体，其特性对接触氧化池中生物量、氧的利用率、水流条件和废水与生物膜的接触反应情况等有较大影响；分为硬性填料、软性填料、半软性填料、及球状悬浮型填料等：

四、生物接触氧化池的设计负荷

1、一般原则

一般采用有机负荷法进行设计；

有机负荷一般可采用1.0~1.8kgBOD5/m3.d；

废水在池中的水力停留时间不应小于1.0h（按填料体积计算）；

进水BOD5浓度过高时，可考虑出水回流；

五、生物接触氧化池的运行与管理

1、启动调试：

启动调试时须培养生物膜，其方式类似活性污泥的培养，可间歇或连续进水；注意营养平衡（C、N、P）、pH值、抑制物浓度等；应对生物膜的生长情况经常观察，并及时调整运行条件。

2、日常运行管理

一般应控制溶解氧浓度为2.5~3.5mg/l；避免过大的冲击负荷；防止填料堵塞：

1）加强前处理，降低进水中的悬浮固体浓度；2）增大曝气强度，以增强接触氧化池内的紊流；3）采取出水回流，以增加水流上升流速，以便冲刷生物膜。

A/O生化反应（硝化反硝化生物反应）

A/O生化工艺中，兼氧池中溶解氧含量很低，利用兼性微生物的新陈代谢作用分解和转化有机成份，这一类微生物既能够利用水中游离的分子氧，也能够在厌氧条件下，从NO3-或CO2-3中摄取氧。

兼氧池除了能对一般有机废水进行降解处理，还能有效地去除部分COD和转化降解某些好氧微生物较难降解的有机化合物，并使之能够被好氧微生物分解掉。

好氧池是生化处理的核心设施之一，微生物的生物化学过程主要是在好氧池中进行的，本设计采用生物接触氧化法工艺，兼有活性污泥法的特征，但相对于常规的活性污泥法而

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