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工业园区化工废水处理工程实例

2019/9/30 11:14:46 来源:北极星环保网 作者: 阅读数:59次

江西省某工业园区主要以硫化工兼有铅、铜等重金属离子等产业为主,产生大量含苯、苯胺及铅、锌、硒、矿物油等物质的废水,针对此类废水,采用“物化处理+生化处理+Fenton氧化+BAF”组合工艺,使得出水可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级B标准排放要求,且运行成本低、可操作性强、运行稳定,值得推广。本文介绍了该项目的工艺流程、主要构筑物及设备设计参数、运行成本分析等,为同类工程设计提供借鉴。

工业园区废水因进水来源广泛、水质复杂不稳定,且进水中含有大量难降解、致突变、致畸变、致癌的有机物及有毒物质,可生化性较差,且可能含有无机酸、碱类等刺激性、腐蚀性的物质。

仅靠单一的生化处理工艺很难将废水中难降解有机物及重金属离子去除,导致出水不达标。经研究,采用“物化处理+生化处理+Fenton氧化+BAF”组合工艺对工业园区废水进行处理,能有效提高废水中CODCr、BOD5等污染物的去除率。现以江西某工业园区污水厂项目为例,对该工艺作详细介绍。

 

项目概况

本项目位于江西某化工园区,项目来水主要为园区内各企业生产产生的化工废水及生活污水。园区废水产生量为3188t/d,废水中含有大量的苯和苯胺难降解物质及铅,锌,硒,矿物油等有害的物质,废水可生化性低。本工程设计污水处理能力为5000m3/d。污水处理厂进水水质见表1。

表1污水处理厂进水水质

经处理后,污水厂处理出水水质需达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中一级标准的B标准排放要求。污水处理厂出水排放标准见表2。

表2污水处理厂出水排放标准

 

工艺流程

本项目采用“物化处理+生化处理+Fenton氧化+BAF”组合工艺对工业园区废水进行处理,具体工艺流程如图1所示。

图1废水处理工艺流程

园区内的生产废水和生活污水先进入粗格栅提升泵房,经粗格栅去除一些漂浮物,再提升至细格栅沉砂池,沉砂池采用旋流式,可有效地去除附着在砂粒表面的有机物。除砂后的污水进入反应沉淀池,调至碱性,加PAC、PAM混凝沉淀去除悬浮固体和重金属离子。

反应沉淀池后的废水自流入水解酸化池,在此作废水缓冲的同时进行将废水中的大分子物质进行分解,提高废水可生化性,便于后续生化系统处理。

水解酸化出水进入缺氧池,利用缺氧环境进行硝化和反硝化作用处理污染物。缺氧池出水进入好氧池。好氧池中活性污泥,在鼓风机曝气的作用下,混合液得到足够的溶解氧并使活性污泥和废水充分接触。废水中的可溶性有机污染物为活性污泥所吸附并被存活在活性污泥上的微生物群体所分解。

经过微生物的降解、硝化、反硝化等一系列复杂的微生物作用从而使废水得到净化。好氧池出水进入二沉池,沉淀池进一步降低出水中的有机物和SS,在沉淀池中进行泥水分离。

二沉池出水进入Fenton氧化反应池,调节pH至酸性条件下通过加入双氧水和硫酸亚铁,使难处理的有机物质断链分解,提高可生化性。

Fenton处理后的出水先进行pH调节,再通过加PAM进行混凝沉淀,去除悬浮固体。混凝后出水进入中间水池,由BAF提升泵提升至曝气生物滤池,进一步对污水中的有机物进行好氧生物降解。曝气生物滤池出水利用二氧化氯进行消毒,以满足回用排放标准。

考虑园区产生的废水水量水质不稳定,故污水站设置1座事故池,用于暂存突发事故排水。再通过事故池潜水泵提升到反应沉淀池,与其他废水混合后一同进入后续处理部分。

生化污泥和物化污泥进入污泥池,再经带式一体化压滤机压滤后将泥饼外运处置。污泥池的上清液和压滤液回流至粗格栅提升泵房。

 

主要构筑物及设备设计参数

1、粗格栅提升泵房(1座)

污水来自污水总管,有可能含有部分漂浮物,首先经过粗格栅可以去除大的漂浮物,以保证污水提升系统的正常运行,再由提升泵提升至旋流沉砂池。粗格栅提升泵房单座设计流量7500m3/d,外形尺寸为15.5m×6.0m×8.4m,其中格栅渠外形尺寸为5.5m×0.8m×5.9m,调节池外形尺寸为10.0m×6.0m×8.4m,停留时间为0.5h,钢筋混凝土结构。

内设回转式机械格栅2台,格栅宽度600mm,格栅间隙10mm,格栅倾角75°;闸门4台;启闭机4台;无轴螺旋输送机1台;潜水提升泵3台,流量160m3/h,扬程15m,两用一备,带自耦装置;电动葫芦1台;电磁流量计1台;超声波液位计1台,范围0~10m。

2、细格栅旋流沉砂池(1座)

废水通过细格栅渠去除细小的漂浮物,通过细格栅渠分离出小的栅渣经无轴螺旋输送机至渣槽,然后集中外运处置。旋流沉砂池进行砂水分离,砂集中至砂槽,然后外运处置。

细格栅旋流沉砂池设计流量7500m3/d,外形尺寸为18.9m×9.6m×5.0m,其中格栅渠外形尺寸为7.0m×3.0m×2.0m,旋流沉砂池(2座)外形尺寸为Φ18.3m×5.0m,有效容积为635m3,停留时间为4h,钢筋混凝土结构。

内设回转式机械格栅2台,格栅宽度700mm,格栅间隙3mm,格栅倾角75°;闸门6台;启闭机6台;无轴螺旋输送机1台;吸砂泵2台,流量28m3/h,扬程10m,一用一备;除砂机2台;砂水分离器1台,流量16L/s。

3、反应沉淀池(2座)

在反应池中加片碱调节pH,在沉淀池中通过投加PAC,PAM絮凝沉淀去除水中小粒径的悬浮固体和重金属离子。反应沉淀池单座设计流量3750m3/d,反应池尺寸为6.0m×2.0m×4.2m,沉淀池尺寸为30.0m×6.0m×4.2m,表面负荷为1.03m3/m2·h,钢筋混凝土结构。

内设桁车式刮泥机2台,宽度8m;污泥泵2台,流量30m3/h,扬程12m,一用一备;桨叶式搅拌机4台;浸入式在线pH计2台。

4、节池(1座)

废水在调节池内调节水质水量。调节池单座设计流量5000m3/d,外形尺寸为20.0m×12.0m×5.0m,有效水深4.5m,有效容积1080m3,停留时间5.2h,钢筋混凝土结构。内设潜水提升泵3台,流量105m3/h,扬程15m,两用一备,带自耦装置;超声波液位计1台,范围0~6m;桨叶式搅拌机1台;浸入式在线pH计1台。

5、冲水解酸化池(2座)

脉冲水解酸化池收集反应沉淀池后的出水,调节水质,提高废水的可生化性。脉冲水解酸化池单座设计流量2500m3/d,外形尺寸为21.0m×10.0m×6.0m,有效水深5.3m,有效容积1113m3,停留时间9.3h,钢筋混凝土结构。内设脉冲布水器2套,布水管2套。

6、缺氧池(2座)

利用缺氧环境培养适宜好氧和兼氧微生物处理污染物。缺氧池单座设计流量2500m3/d,外形尺寸为10.0m×10.0m×6.0m,有效水深5.0m,有效容积500m3,停留时间4.2h,钢筋混凝土结构。内设潜水搅拌机2台。

7、好氧池(2座)

在鼓风曝气的作用下,悬浮在水中的微生物能有效地分解废水中的有机物,同时能将污水中各种形态氮氧化成硝态氮。生物膜和悬浮在水中的微生物在鼓风曝气的作用下能有效地分解废水中的有机物,同时能将废水中各种形态氮氧化成硝态氮。好氧池单座设计流量2500m3/d,外形尺寸为28.0m×10.0m×6.0m,有效水深4.7m,有效容积1316m3,停留时间11.6h,钢筋混凝土结构。

内设混合液回流泵3台,流量300m3/h,扬程6m,两用一备;可提式微孔曝气管560套,规格67×1000,曝气量2.0~12.0m3/h个,服务面积0.5~1.5m2/个,氧气利用率20%~30%,气泡平均直径1~3mm;DO仪2台,测量范围0~20mg/L;曝气管网两套。

8、二沉池(2座)

废水在沉淀池中沉淀去除悬浮物,对生化系统出水进行泥水分离;污泥部分回流至好氧池、缺氧池,剩余污泥则输送至污泥池。二沉池单座设计流量2500m3/d,二沉池外形尺寸为Φ13.0m×5.0m,配水污泥泵池(1座)外形尺寸为8.0m×6.0m×5.0m,表面负荷0.86m3/m2·h,有效水深4.5m,有效容积597m3,钢筋混凝土结构。

内设半桥式刮泥机2台,长度13m;污泥泵3台,流量105m3/h,扬程12m,两用一备,带自耦装置;超声波液位计1台,范围0~6m。

9、Fenton氧化反应池(2座)

利用双氧水及亚铁离子在酸性条件下,氧化难降解污染物质。Fenton氧化反应池单座设计流量2500m3/d,外形尺寸为20.0m×8.0m×5.0m,有效水深4.2m,有效容积672m3,停留时间6.25h,钢筋混凝土结构。内设在线pH计2台;ORP仪2台,量程±1000mv;气搅拌系统2套。

10、混凝沉淀池(2座)

通过加NaOH调节水中pH至中性,然后加入混凝剂PAM,使污水中的污染物质凝聚沉淀。混凝沉淀池单座设计流量2500m3/d,外形尺寸为20.0m×8.0m×5.0m,其中反应区域尺寸为18.0m×8.0m×5.0m,沉淀区域尺寸为8.0m×2.0m×5.0m,有效水深4.0m,表面负荷0.89m3/m2·h,钢筋混凝土结构。内设污泥泵3台,流量30m3/h,扬程15m,两用一备;在线pH计2台;气搅拌系统2套。

11、中间水池(1座)

暂存混凝沉淀池出水,将其提升至BAF池。中间水池单座设计流量5000m3/d,外形尺寸为8.0m×6.2m×5.0m,有效水深4.5m,有效容积223.2m3,停留时间0.89h,钢筋混凝土结构。内设潜水提升泵3台,流量135m3/h,扬程12m,两用一备,带自耦装置;超声波液位计1台,范围0~6m。

12、BAF池(8座)

曝气生物滤池采用上向流曝气生物滤池,是将二沉池出水中的碳化有机物进行好氧生物降解,并将TKN部分转化为硝态氮。它包括缓冲配水室、曝气系统、承托层和滤料层、出水系统、反冲洗系统等。

BAF池设计流量5000m3/d,单座设计流量625m3/d,外形尺寸为4.0m×4.0m×6.0m,有效水深5.5m,有效容积88m3,钢筋混凝土结构。滤速为1.6m3/m2·h,气水联合反冲洗形式,反冲洗气量为5.34m3/min,反冲洗水量为320m3/h。

内设反冲洗水泵3台,流量160m3/h,扬程15m,两用一备;陶粒滤料320m3,规格为Ф3-5mm;滤板128块,规格为980mm×980mm×100mm;长柄滤头4608个,每平方米40个;生物滤池专用曝气器6400个,进水电动阀8套;进气电动阀8套;出水电动阀8套;反洗进水电动阀16套;反洗进气电动阀8套;布气系统8套;布水系统8套。

13、集水池(1座)

集水池可暂存BAF反洗水。集水池设计流量160m3/d,外形尺寸为8.0m×6.2m×5.0m,有效水深4.5m,有效容积223.2m3,停留时间1.2h,钢筋混凝土结构。内设潜水提升泵2台,流量33m3/h,扬程9m,一用一备,带自耦装置;超声波液位计1台,范围0~6m。

14、清水池、消毒池(1座)

给BAF提供反洗用水,设置消毒区域。清水池、消毒池设计流量5000m3/d,清水池外形尺寸为8.0m×5.4m×5.0m,消毒池外形尺寸为8.0m×5.4m×5.0m,有效水深4.5m,钢筋混凝土结构。内设超声波液位计1台,范围0~6m;超声波流量计1台,规格5000m3/d;COD在线监测一套,测量范围0~1000mg/L。

15、事故池(1座)

针对废水水量水质不稳定设置事故池,应对突发事故。事故池设计流量5000m3/d,外形尺寸为20.0m×20.0m×5.0m,有效水深4.5m,有效容积1800m3,停留时间8.6h,钢筋混凝土结构。。内设潜水提升泵2台,流量62.4m3/h,扬程12m,一用一备,带自耦装置;超声波液位计1台,范围0~6m。

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,调节污泥的泥质。污泥池设计流量5000m3/d,外形尺寸为9.0m×9.0m×5.0m,有效水深4.5m,有效容积364.5m3,钢筋混凝土结构。

17、压滤机房、堆泥棚(1座)

放置带式脱水机,螺杆泵以及加药设备,压滤脱水后的污泥外运,滤液回流至调节池。压滤机房外形尺寸为15.0m×9.0m,堆泥棚外形尺寸为15.0m×9.0m,框架结构。内设带式脱水机2台,处理量45m3/h,一用一备,带自耦装置;污泥螺杆泵2台,流量45m3/h,扬程0.3Mpa,一用一备;PAM阳离子加药系统1套,包括加药泵2台、加药桶2个、搅拌机2台;管道混合器2套;皮带输送机2台,带宽500mm;清洗水泵2台,流量13.5m3/h,扬程0.5Mpa,一用一备;空压机2台,流量0.36m3/h,扬程0.7Mpa,一用一备;轴流风机2台。

 

运行成本分析

运行费用主要包括电费及药剂费。设计水量为5000m3/d,装机总功率539.69kw,运行功率350.71kw,可得出一天耗电量为6429.64kw,电费0.8元/kwh,功率因子取0.6,算出电费3086.23元/d,药剂费5414.35元/d;得出吨水运行费用(3086.23+5414.35)/5000=1.7元/m3。

 

结论

使用“物化处理+生化处理+Fenton氧化+BAF”组合工艺处理工业园区化工废水,出水可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中一级标准的B标准排放要求,且运行费用低,吨水运行费用仅为1.70元,有较高的经济可行性,值得推广。