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廣州原料化工廢水處理方案

工程概況

  廣州某公司是一家大型化工企業。該公司主要是生產一種重要的基本有機化工原料順酐產品。生產過程中會使用到鄰苯二甲酸二丁脂(DBP),會產生一定量的廢水,主要來自順酐生產線水洗廢水,包括溶劑再生工段水洗廢水和結片包裝車間的水洗水;除此之外,還有精制焦油產生的廢液、員工生活污水、初期雨水以及檢修污水。廢水中含有大量的有機物,其廢水的主要特點是:有機物濃度高、水量水質變化大、缺乏營養物質等特點。該廢水若不經處理直接外排,將會帶來嚴重的污染。

根據該公司規劃,預計項目主要廢水排放量及成分如下:

分類組分質量含量wt%常壓沸點/°C備注

沖洗水:

0.017m3/h

83.7-
有機物10.9-
清洗液5.4-

順酐生產

廢水:

12m3/h

97.599.8
丙烯酸0.1

141


正丁醇0.1117.7與水共沸,共沸溫度92.7 °C,共沸比57.5:42.5

馬來酸

1.2275
富馬酸0.3355.5
鄰苯二甲酸0.4230
DBP0.1340
有機物0.3-

精制焦油:

0.073m3/h

順桿75-
焦油25-

  此外還有生活污水0.5m3/h,初期雨水0.3m3/h,檢修污水0.2m3/h,合計13.09m3/h。

  該公司在生產經營的同時,對環境保護十分重視,計劃投資建設一座污水處理系統,經處理后廢水COD達到700ppm以下,電導率降1500μS/cm。項目擬設計處理規模為13.017m3/h。本工程主要采用“預處理+復合UASB+接觸氧化”處理工藝,該工藝具有處理效率高、投資低、運行費用低、運行穩定、有沼氣產生等優點,可確保出水穩定,長期達到排放標準。

  根據上述情況,我司對該項目提供工程治理設計方案。本污水治理工程包括設計、土建施工、設備安裝以及工程調試等全部內容。


設計進水水量水質

  1.設計廢水水量

  根據建設單位的要求,結合貴司生產工藝連續的特點,污水處理站綜合處理能力為320T/D,運行時間按24h/d設計。

  2.廢水進水水質

  根據該單位提供的生產工藝分析,廢水主要來自于順酐生產線的水洗廢水,分為順桿生產廢水和水洗廢水,主要包括溶劑再生工段水洗廢水和結片包裝車間的水洗水等,廢水中含有大量有機物、色度、油類等。除此之外,還有精制焦油產生的廢液、員工生活污水、初期雨水以及檢修污水。

  由上表可知,廢水的COD平均濃度為:27550mg/L,考慮到生產波動和事故水排放時預留處理空間,按COD為28000mg/L設計。

  根據甲方提供的數據、以及我公司工程經驗,考慮工程投產后生產量的波動及運行需要,本工程設計原水水質指標如下表1:

表3:進水水量水質指標

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

石油類(mg/l)

生產廢水順桿生產廢水2901.5-22800084005001000
沖洗水512.8100004900195-
檢修污水56-93000---
生活污水126-9500260400-
初期污水86-9500---
合計320-256108000--

  注:精制焦油廢液委外處理。

  根據以上資料計算,每天需處理的COD總量實際為:8195kg。


污水處理排放標準

  根據業主要求規劃,廢水經處理后出水的排放標準執行以下標準:

  具體設計出水水質如下:

  CODcr:700mg/L

  pH: 6~9

  電導率:1500μS/cm

  (注:其余指標在貴單位給我方的資料上未標明,但根據貴單位的廢水特性,若COD合格,其余指標均應達標)


工藝設計分析

  根據該項目的現狀和我司大量實驗的結果,我司提出如下建議和設計思路。

 (1)本項目處理的難點就在于廢水高濃度的有機含量,相對分子量大,成分相對較穩定,且含有毒害物質,難以生化降解,需要經過預處理才可以進入生化系統。

 (2)采用“隔油+生化”工藝,通過隔油,廢水中含有大量的油類物質可以得到有效去除,剩下的再通過生化去除,經過隔油后也可以降低原水COD含量,保證出水可以達到排放標準。

 (3)生產廢水呈酸性,pH值約為2,可采用前置預處理方法將其反應至中性并去除廢水中部分有機物。降低中和反應需要添加酸堿藥劑的成本。微電解還可降低進入反應器的有毒物質,改善污水可生化性,并緩解水質波動大的問題,保證UASB反應器能長期穩定運行。

 (4)采用混凝沉淀的方法對廢水進行預處理,可有效去除膠體有機物,對廢水中97%的濁度物質可以去除。

 (5)生化厭氧段主要采用復合型UASB厭氧工藝,較傳統UASB厭氧有更好的污泥截留作用,提高污泥濃度,增加生物處理效率。厭氧結合接觸氧化的生化處理工藝,使得工程投資和運行成本比純物化工藝低,安全性和穩定性更高。


污水處理工藝流程圖

污水處理工藝流程圖

工藝說明

  初期雨水收集到集水池1,在集水池1中均衡水質水量后油提升泵泵入混凝反應池;生活污水收集到集水池2,在集水池2中均衡水質水量后油提升泵泵入厭氧調節池。

  生產廢水首先由廠方收集經廠方安裝水泵提升到隔油調節池,經過隔油后,去除廢水中大量焦油,部分懸浮物通過粘附在油脂上一并去除,同時進行均衡水質水量。

  廢水經隔油調節池處理后由提升泵泵入pH調整池,調節pH至適宜進入微電解反應池后自流進入反應池。在微電解反應池,去除廢水中部分有機物,改善廢水的生化性能,同時中和廢水中酸性物質;廢水經催化氧化反應后自流入混凝反應池,對廢水進行中和后加入絮凝劑絮凝反應后流至初沉池沉淀分離,進一步去除廢水中脂類、油類,廢水經初沉池處理后自流入厭氧調節池。

  在厭氧調節池中對廢水進行溫度、pH等進行調節,并投加營養鹽,使廢水水質達到厭氧污泥反應床要求的各個條件,通過提升泵提升至厭氧反應器,廢水在厭氧反應器中與厭氧顆粒污泥得以充分接觸,經三相分離器分離后的厭氧消化液排入流量精密分配器。

  在分配器中,對廢水進行分流,含有厭氧系統污泥的廢水分流至厭氧調節池,并回流至UASB內部系統,另一部分廢水精密計量并排至多級接觸氧化池進行好氧生化處理。

  生物接觸氧化工藝是目前污水處理中應用的處理方法,生物接觸氧化法在運行初期,少量的細菌附著于填料表面,由于細菌的繁殖逐漸形成很薄生物膜。在溶解氧和食物都充足的條件下,微生物的繁殖十分迅速,生物膜逐漸增厚。溶解氧和污水中的有機物憑借擴散作用,為微生物所利用。但當生物膜達到一定厚度時,氧已經無法向生物膜內層擴散,好氧菌死亡,而兼性細菌、厭氧菌在內層繁殖,形成厭氧層,利用死亡的好氧菌為基質,并在此基礎上不斷發展厭氧菌。經過一段時間后在數量上開始下降,加上代謝氣體產物的逸出,使內層生物膜大塊脫落。在生物膜已脫落的填料表面上,新的生物膜又重新發展起來。在接觸氧化池內,由于填料表面積較大,所以生物膜發展的每一個階段都是同時存在的,使去除有機物的能力穩定在一定的水平上。生物膜在池內呈立體結構,對保持穩定的處理能力有利。由于微生物的作用污水中的污染物得以去除。

  接觸氧化池出水自流進入終沉池,進行泥水分離,確保廢水達到排放標準后排放。

  初沉池、終沉池污泥排放到污泥池,由氣動隔膜泵輸送到壓濾機進行壓濾脫水。污泥壓濾脫水后外運委托有資質的單位進行回收,濾液返回調節池進行處理。

 

預計處理效率

  采用以上工藝以及設計參數,預計出水水質如下:

表4 廢水處理預計出水水質

項目

CODcr削減變化量(kg/d)

出水CODcr濃度(mg/l)

去除率(%)

隔油調節池8120+50+15=8185272830
pH調整池+Fe-C微電解池69572319015
混凝反應池+初沉池59171921115
厭氧調節池5917+6=5923185090
UASB厭氧反應池1066333282
多級接觸氧化池21366680
二沉池2136660
出水標準224700-
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