300吨化工废水处理方案
300T/D化工废水处理工程 设 计 方 案 二〇一二年九月 300T/D化工废水处理 设计方 案 目 录 第一章、工程概述 3 第二章、设计依据 4 第三章、设计范围 5 第四章、设计原则 6 第五章、设计水质与水量 7 第六章、废水处理工艺选择 8 第七章、处理工艺流程及简要说明 .21 第八章、废水处理工艺设计 .25 第十章、建筑结构设计 .39 第十一章、电气及自控设计 .41 第十二章、项目管理 .44 第十三章、环境效益与经济效益分析 .47 第十四章、工程量清单及投资预算 .48 第十五章、服务承诺 .51 300T/D化工废水处理 设计方 案 第一章、工程概述 本项目在生产过程中排出的高、低浓度有机废水，水中成分较复杂，不经处理直 接外排将严重污染环境，损害人体的健康，因此必须进行有效的处理，达标后才能排 放。 为了�；の颐堑纳婊肪�，�；の颐堑挠邢匏试�，同时也为了使企业能更好地 生存和持续地发展，为创造更好的环境效益和社会效益，严格执行国家环�！� 时’制度，继续保持良好的企业形象，企业拟建废水处理站一座。利用技术先进，运 行、维护简单，效果稳定的处理系统消减污染，以使废水达到国家环保要求排放。 300T/D化工废水处理 设计方 案 第二章、设计依据 厂方提供的水量、水质、用地等原始设计资料； （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》(GB8978-1996) （3） 《低压配电装置及线路设计规范》 （GB50054-92） ； （4） 《电力装置的继电�；ず妥远爸蒙杓乒娣丁� （GB50062-92） （5） 《室外排水设计规范 1997年修订》 （GBJ14-1987） （6） 《建筑给水排水设计规范》 （GBJ15-1988） （7） 《给水排水工程结构设计规范》 （GBJ69-84） （8） 《给水排水设计手册》 （1~11 册） （9） 《中华人民共和国环境�；しā� （1989 年 12月） （10） 《中华人民共和国水污染防治法》 （1984 年 5月） （11） 《中华人民共和国水污染防治实施细则》 （1989 年 7月） 国家及地区颁发的其它有关设计规范。 300T/D化工废水处理 设计方 案 第三章、设计范围 1、污水处理站的总体设计包括工艺、土建、电气设计，不包括污水处理站外污水收集 和输送管道。 2、污水处理站的设计主要分为污水处理和污泥处理及处置两大部分。 a）污水处理 调查研究污水的水质水量变化情况，选择技术成熟、经济合理、运行灵活、管理 方便、处理效果稳定的方案。 b）污泥处理与处置 通常小型的污水处理站污泥只作浓缩处理，本工程产生的污泥主要是化学污泥和 生物污泥。为防止污水处理过程中产生的污泥对环境造成二次污染，污泥浓缩池的污 泥由卧式离心机处理，处理后的污泥外运处理。 300T/D化工废水处理 设计方 案 第四章、设计原则 1、本设计方案严格执行国家环境�；さ母飨罟娑�，污水处理首先必须确保各项出水水 质指标均达到国家污水排放标准要求。 2、针对本工程的具体情况和特点，采用简单、成熟、稳定、实用、经济合理的处理工 艺，以达到节省投资和运行管理费用的目的。 3、处理系统运行有一定的灵活性和调节余地，以适应水质水量的变化。 4、管理、运行、维修方便，尽量考虑操作自动化，减少操作劳动强度。设备选型采用 通用产品，选购的产品在国内应是技术先进、质量保证、性能稳定可靠、工作效率高、 管理方便、维修维护工作量少、价格适中及售后服务好的产品。选购产品的企业应通 过 ISO9001质量体系认证。 5、在保证处理效率的同时工程设计紧凑合理、节省工程费用，减少占地面积，减少运 行费用。 6、设计美观、布局合理、降低噪声及合理处置固体废弃物，改善污水站及周围环境， 避免二次污染。 300T/D化工废水处理 设计方 案 第五章、设计水质与水量 1、污水分类及水质、水量 ※高浓度化工废水 70T/d ※高盐化工废水 30T/d ※PTA 残渣废水 150T/d ※易降解化工废水 30T/d ※蚀刻液化工废水 20T/d 合计处理水量： 300T/d 综合废水水质（COD）: ～50000mg/L 2、出水水质 根据厂方要求，该厂废水经处理后达到《污水排入城市下水道水质标准》见下表： 序号 项 目 出 水 1 COD (mg/l) ≤500 2 BOD (mg/l) ≤300 3 SS (mg/l) ≤400 4 氨氮 (mg/l) ≤35 5 pH值 6-9 6 色度 80倍 300T/D化工废水处理 设计方 案 第六章、废水处理工艺选择 根据以上水质分析表，按照废水来源可以将高浓度化工废水、高盐化工废水、PTA 残渣废水、易降解化工废水及蚀刻液化工废水，其中高浓度化工废水、高盐化工废水、 PTA残渣废水中均含有生物难以降解的有机物质和一些对生化有毒有害的物质，因此， 我们拟对上述各种废水进行分类分质处理。 化 工 废 水 主 要 处 理 工 艺 推 荐 ： 1、催化微电解处理技术 【技术背景】 有机废水特别是高盐高浓度有机废水处理，一直是国内众多环保工作者及管理部 门关注的难题。随着我国化学工业的快速发展，各种新型的化工产品被应用到各行各 业，特别是医药、化工、电镀、印染等重污染工业中，在提高产品质量、品质的同时 也带了日益严重的环境污染问题，主要表现在：废水中有机污染物浓度高、结构稳定、 生化性差，常规工艺难以实现达标排放，且处理成本高，给企业节能减排带来极大的 压力。 【技术概述】 微电解技术是目前处理高浓度有机废水的一种理想工艺，该工艺用于高盐、难降 解、高色度废水的处理不但能大幅度地降低 COD和色度，还可大大提高废水的可生化 性。该技术是在不通电的情况下,利用微电解设备中填充的微电解填料产生“原电池” 效应对废水进行处理。当通水后，在设备内会形成无数的电位差达 1.2V 的“原电池”。 “原电池”以废水做电解质，通过放电形成电流对废水进行电解氧化和还原处理，以 达到降解有机污染物的目的。在处理过程中产生的新生态[·O H] 、[H] 、[O]、Fe2+ 、Fe3+等能与废水中的许多组分发生氧化还原反应，比如能破坏有色废水中的有色物 300T/D化工废水处理 设计方 案 质的发色基团或助色基团，甚至断链，达到降解脱色的作用；生成的 Fe2+ 进一步氧化 成 Fe3 +，它们的水合物具有较强的吸附- 絮凝活性，特别是在加碱调 pH 值后生成氢 氧化亚铁和氢氧化铁胶体絮凝剂，它们的絮凝能力远远高于一般药剂水解得到的氢氧 化铁胶体，能大量絮凝水体中分散的微小颗��、金属粒子及有机大分子.其工作原理基 于电化学、氧化- 还原、物理以及絮凝沉淀的共同作用。该工艺具有适用范围广、处 理效果好、成本低廉、处理时间短、操作维护方便、电力消耗低等优点，可广泛应用 于工业废水的预处理和深度处理中。 【技术特点】 (1) 反应速率快，一般工业废水只需要半小时至数小时； (2) 作用有机污染物质范围广，如：含有偶氟、碳双键、硝基、卤代基结构的难 除降解有机物质等都有很好的降解效果; (3) 工艺流程简单、使用寿命长、投资费用少、操作维护方便、运行成本低、处 理效果稳定。处理过程中只消耗少量的微电解填料。填料只需定期添加无需更换，添 加时直接投入即可。 (4)废水经微电解处理后会在水中形成原生态的亚铁或铁离子，具有比普通混凝剂 更好的混凝作用，无需再加铁盐等混凝剂，COD 去除率高，并且不会对水造成二次污染； (5)具有良好的混凝效果，色度、COD 去除率高，同量可在很大程度上提高废水的 可生化性。 (6)该方法可以达到化学沉淀除磷的效果，还可以通过还原除重金属； 300T/D化工废水处理 设计方 案 (7)对已建成未达标的高浓度有机废水处理工程，用该技术作为已建工程废水的预 处理，即可确保废水处理后稳定达标排放。也可将生产废水中浓度较高的部分废水单 独引出进行微电解处理。 (8) 该技术各单元可作为单独处理方法使用，又可作为生物处理的前处理工艺， 利于污泥的沉降和生物挂膜 【适用废水种类】 ⑴.染料、化工、制药废水；焦化、石油废水； ------上述废水处理水后的 BOD/COD值大幅度提高。 ⑵. 印染废水；皮革废水；造纸废水、木材加工废水； ------对脱色有很好的应用，同时对 COD与氨氮有效去除。 ⑶. 电镀废水；印刷废水；采矿废水；其他含有重金属的废水； ------可以从上述废水中去除重金属。 ⑷. 有机磷农业废水；有机氯农业废水； ------大大提高上述废水的可生化性，且可除磷，除硫化物 2、新型催化微电解填料 【技术概述】 它由多元金属合金融合催化剂并采用高温微孔活化技术生产而成，属新型投加式 无板结微电解填料。作用于废水，可高效去除 COD、降低色度、提高可生化性，处理效 果稳定持久，同时可避免运行过程中的填料钝化、板结等现象。本填料是微电解反应 持续作用的重要保证，为当前化工废水的处理带来了新的生机。 【产品关键创新点】 300T/D化工废水处理 设计方 案 (1) 由多元金属熔合多种催化剂通过高温熔炼形成一体化合金，保证“原电池” 效应持续高效。不会像物理混合那样出现阴阳极分离，影响原电池反应。 (2) 架构式微孔结构形式，提供了极大的比表面积和均匀的水气流通道，对废水 处理提供了更大的电流密度和更好的催化反应效果。 (3) 活性强，比重轻，不钝化、不板结，反应速率快，长期运行稳定有效。 (4) 针对不同废水调整不同比例的催化成份，提高了反应效率，扩大了对废水处 理的应用范围。 (5) 在反应过程中填料所含活性铁做为阳极不断提供电子并溶解进入水中，阴极 碳则以极小颗粒的形式随水流出。当使用一定周期后，可通过直接投加的方式实现填 料的补充，及时恢复系统的稳定，还极大地减少了工人的操作强度。 (6) 填料对废水的处理集氧化、还原、电沉积、絮凝、吸附、架桥、卷扫及共沉 淀等多功能于一体。 (7) 处理成本低，在大幅度去除有机污染物的同时，可极大地提高废水的可生化 性。 (8) 配套设施可根据规�：陀没б笫迪止怪锸胶蜕璞富�，满足多种需求。 (9) 规格：1cm×3cm （填料形式多样,有颗粒球形、多孔柱形及其他，大小可定 制）。 (10) 技术参数：比重： 1.0 吨/立方米，比表面积： 1.2 平方米/克， 空隙率： 65% ，物理强度：≧1000KG/CM2. 3、多相催化氧化处理技术 【技术概述】 300T/D化工废水处理 设计方 案 该处理技术是环境领域新发展的一种技术，主要采用以羟基自由基为核心的强氧 化剂，快速、无选择性、彻底氧化环境中的各种有机污染物。羟基自由基与水中的溶 解性有机物反应形成羟基自由基；在催化剂的催化下，羟基自由基对废水中有机物进 行氧化分解。该技术对 CODcr去除、脱色以及提高废水的可生化性有着显著的效果。 其色度、CODcr 去除率可达 75%-99%。在对农药废水、化工废水、制药废水的实际应用 中，该技术体现了很好的应用效果。 【适用范围】 主要适用于：硝基苯、硝基酚、硝基甲苯、苯酚、苯胺类污水、苯甲醚污水；分 散染料、阳离子染料、弱酸性染料类污水；合成医药、农药类污水；兽药类污水；精 细化工类污水;合成树脂类污水；含氰污水；含氟污水；含蒽污水；焦化污水和电镀污 水等。 4、厌氧内循环反应器（IC） 厌氧内循环反应器（Internal Circulation）简称 IC反应器，是由荷兰 PAQUES 公司于 20世纪 80年代中期研究开发的厌氧水处理工艺。 IC反应器是基于 UASB反应器 颗�；腿喾掷肫鞯母拍疃慕� 新型反应器，可看成是由两个 UASB 反应器的单元相互重叠而成。它的特 点是在一个高的反应器内将沼气的分 离分成两个阶段。底部一个处于极端 的高负荷，上部一个处于低负荷。其 基本构造如图 3所示。 300T/D化工废水处理 设计方 案 IC反应器的构造特点是具有很大 的高径比，一般可达到 4-8，高度可 图 3 IC反应器构造简图 达 16-25m，从外观看，就象一个厌氧 1-进水 2-集气罩 3-沼气提升管 4-气液分离 器 生化反应塔。IC 反应器从功能上讲由 5-沼气导管 6-回流管 7-集气罩 8-集气管 四个不同的功能部分组成，即混合部 9-沉淀区 10-出水管 11-气封 分、膨胀床部分、精处理部分和回流部分。 混合区：由反应器的底部进入的污水与颗粒污泥和内部气体循环所带回的出水有 效地混合，使进水得到有效地稀释和均化。 污泥膨胀床部分：由包含高浓度的颗粒污泥膨胀床所构成。床的膨胀或流化是由 于进水的上升流速、回流和产生的沼气所造成。废水和污泥之间有效地接触使得污泥 具有高的活性，可获得高的有机负荷和转化效率。 精处理部分：在这一区域内，由于低的污泥负荷率，相对长的水力停留时间和推 流的流态特性，产生了有效的后处理。另外由于沼气产生的扰动在精处理部分较低， 使得生物可降解 COD几乎全部去除。虽然与 UASB反应器条件相比，反应器的负荷率较 高，但因内部循环流体不经过这一区域，因此在精处理区的上升流速也较低，这两点 为固体停留提供了最佳的条件。 回流系统：内部的回流是利用气提原理，因为在上部和下层的气室间存在着压力 差�；亓鞯谋壤怯刹淞克龆ǖ�，大部分有机物（BOD 和 COD）是在 IC反应器下 部的颗粒污泥膨胀床内降解为生物沼气的（甲烷） ，沼气经由第一部分分离器收集，通 过气体升力携带水和污泥进入气体上升管，至位于 IC反应器顶部的液气分离罐进行液 气分离，水与污泥经过中心循环下降管流向反应器底部，形成内循环流。第一级分离 300T/D化工废水处理 设计方 案 气的出流在第二级（上部）处理区得到后续处理，在此，大部分剩余的可降解的有机 物（COD 和 BOD）得到进一步降解，所产生的沼气被二级分离器收集，出水通过溢流堰 流出反应器。 内循环是基于气体上升原理，通过含气体的“上升管”和“下降管”介质密度的 差别产生的，在此不需水泵实现这一内循环，内循环量（速度）通过上升管内沼气的 含量，即进水中 COD浓度的变化实现自我调节。该内循环功能使 IC反应器具有较灵活 的特点，比如：当进水 COD负荷增高时，沼气产量增大，内循环管内气体上升力增大， 经由下降管至下部的循环水进一步稀释了 COD的浓度。反之，当进水 COD负荷较小时， 较少的沼气产量产生较小的气体上升力，使得较小的循环水流至反应器底部稀释进水 COD浓度。由此可见，内循环特点可以保证在进水 COD负荷波动的情况下，实现稳定的 COD负荷自动调节。 IC反应器的优点主要有以下几点： [1]容积负荷率高，水力停留时间短。 [2]基建投资省，占地面积小。由于IC反应器的容积负荷率高，故对于处理相同COD 总量的废水，其体积仅为普通UASB反应器的30-50％左右，降低了基建投资。同时由于 IC反应器具有很大的高径比，所以占地面积特别省，非常适用于一些占地面积紧张的 厂矿企业采用。 [3]节省能耗。由于IC反应器是以自身产生的沼气作为提升的动力实现混合液的内 循环，不必另设水泵实现强制循环，故可节省能耗。 [4]抗冲击负荷能力强。由于IC反应器实现了内循环，内循环液与进水在第一反应 室充分混合，使原废水中的有害物质得到充分稀释，大大降低了有害程度，从而提高 了反应器的耐冲击负荷的能力。 300T/D化工废水处理 设计方 案 [5]具有缓冲pH值变化的能力。IC反应器可充分利用循环回流的碱度，对pH起缓冲 作用，使反应器内的pH值保持稳定，从而节省进水的投碱量，降低运行费用。 [6]出水水质稳定。IC反应器相当于两级 UASB艺处理，下面一个的有机负荷率高， 起“粗”处理作用，上面一个有机负荷率低，起“精” 处理作用，故比一般的单级处 理的稳定性好，出水水质稳定。 IC反应器存在的缺点主要有以下几点： [1]经污泥分析表明，IC反应器比UASB反应器内含有的细微颗粒污泥（形成大颗粒 污泥的前体）浓度高，加上水力停留时间相对短，高径比大，所以IC反应器的出水中 含有更多的细微颗粒污泥，这不仅使后续沉淀处理设备成为必要，还加重了后续设备 的负担。 [2]由于 IC反应器的高度一般较高，而且内部结构相对复杂，所以增加了施工安装 和日常维护的困难，对水泵动力消耗也存在负面影响。 [3]内部安装的设备数量较多，对材料的选择和防腐要求极高。 [4]IC反应器的进水需要调节 pH值和温度至适宜范围，为微生物的厌氧降解创造条 件，从强化反应器自身功能的程度看，无疑增加了 IC反应器以外的处理设施。 5、水解、好氧工艺 厌氧处理工艺在工业污水的应用已有 30多年的历史。近 20年来，随着微生物学、 生物化学等学科的发展和工程实践的积累，厌氧处理工艺克服了传统厌氧工艺水力停 留时间长、有机负荷低等缺点，在处理高浓度有机废水方面取得了良好效果，并且在 低浓度有机废水的水解酸化工艺上有了大量成功的实例。 厌氧过程一般可分为水解阶段、酸化阶段和甲烷化阶段。经研究并经工程实践证 明，将厌氧过程控制在水解和酸化阶段，可以在短时间内和相对较高的负荷下获得较 300T/D化工废水处理 设计方 案 高的悬浮物去除率，并可将难降解的有机大分子分解为易降解的有机小分子，可大大 改善和提高废水的可生化性和溶解性。与传统厌氧工艺相比，水解酸化工艺不需要密 闭池，也不需要复杂的三相分离器，出水无厌氧发酵的不良气味，因而也不会影响污 水处理站厂区的环境，并且跟好氧工艺相比，该工艺具有能耗低的优点。近年来，随 着化工废水的可生化性越来越差，因此水解酸化工艺在化工废水处理工程上得到广泛 的采用。 在化工废水的处理工程中普遍采用水解酸化工艺，针对不同的印染废水水质采用 不同的水力停留时间和布水方式。总结我们已有的工程实践，水解酸化效果取决于： 第一，足够的污泥浓度；第二，良好的泥水混合；第三，污水足够的水力停留时间； 第四，合适的污泥留存方式。在废水处理工程的运行过程中，在污泥浓度和水力停留 时间一定的情况下，泥水混合和污泥留存决定着水解酸化处理效果的好坏。 水解酸化工艺可采用外加搅拌促使泥水混合的工艺措施，整个池内泥水也能形成 良好的混合，但需要增加搅拌设备，出水需要增设沉淀池和厌氧污泥回流系统以维持 水解酸化池内的污泥浓度，但这样做会大大提高工程造价，工程占地面积也会有所增 加。 水解酸化工艺中也有采用多点进水的工艺措施，但这样做往往造成布水均匀性和 泥水混合不够，难以搅拌起来的厌氧污泥极易在池底部分区域形成污泥沉淀，从进水 点到出水口出现水流短路现象。这样一来，水解酸化池的池容就得不到充分利用，实 际水力停留时间大大小于理论水力停留时间，水解酸化工艺就难以取得良好的效果。 在水解酸化工艺中，采用升流式水解污泥床反应器，污水均匀布在整个池底部， 废水在上升时穿透整个污泥层并进行泥水分离，上清液从集水槽出水进入后续好氧处 理工序。布水均匀性和泥水混合采用脉冲布水器控制，进水首先进入脉冲布水器，贮 300T/D化工废水处理 设计方 案 存 3～5 分钟的水量，然后自动形成虹吸脉冲，整个布水器内的水在 10余秒内通过丰 字型管道系统均匀布于池底，丰字型管道上布水孔的出孔流速大于 2米／秒，这样， 池底部的泥水进行剧烈混合，充分反应。经过水解酸化处理的废水 pH值能从 10降至 8左右，部分化工废水色度的去除能达到 70～80％。良好的水解酸化处理工艺能大大 提高污水的可生化性，进而提高后续好氧处理的去除率，是整个污水处理工程水质达 标的重要措施。 接触氧化池是一种以生物膜为主，兼有活性污泥的生化处理装置。污水中的大部 分有机物在此得到降解和净化，好氧菌以填料为载体，利用污水中的有机物为食料， 将污水中的有机物分解成无机盐类，从而达到净化的目的。 好氧菌的生存，必须有足够的氧气，即污水中有足够的溶解氧，以达到生化处理 的目的。接触氧化池中溶解氧控制在 3-5mg/l 左右，容积负荷为 0.85kg?BOD5/m3?d， 气水比 15：1。 为保证处理效果，接触氧化段又分二级接触氧化，总停留时间为8 小时。由于生 化降解的进行，未被降解的有机物会沿池逐渐减少，故而在二级氧化池中设置的填料 量和供气量不同。氧化池由于分隔合理可以有效防止水质上短路。曝气量通过各曝气 主管的控制阀进行适当调节，以达到二级氧化池所需曝气量。 接触氧化池内装弹性立体填料，该填料广泛用于好氧,兼氧及厌氧处理工艺，具有 挂膜快、脱膜容易、生物膜生长更新良好、耐高负荷冲击、COD、BOD 5去除率高，处理 效果好，充氧性能好，可对气泡进行多层次碰撞，密集型切割，可大大地提高氧的转 移、氧的利用。 特殊的填料构造形式和物理指标: 弹性立体填料是用聚烯烃塑料制成的一种具有弹性丝条的填料。该填料以绳、柱或 300T/D化工废水处理 设计方 案 管为中心支撑，呈现了弹性丝条均匀辐射立体状态。根据各种不同处理条件和应用工 艺，弹性单丝的截面大小有不同种类，填料单元丝条分布有多种密度，直径有不同规 格。弹性丝条具有一定的柔性和刚性，回弹性能良好，能在水中均匀舒展，对均匀布 水布气很有利，弹性丝条经特殊处理，其周围带有微毛刺，如在0.5mm长的弹性丝条周 围分布约10根左右的微毛刺，其直径为10-20μm,长度约50-70μm。它不仅可以增加填 料的实用比表面积，而且对氧化池启动和挂膜非常有利。 曝气器：采用膜片式微孔曝气器，主要由支撑体、气阀、圆盘扩散器、橡胶、平 板型橡胶膜片、压盖、底盘卡板组成，在充氧曝气时，压缩空气通过气阀到圆盘扩散 器，橡胶膜片在压缩空气的压力下，撑开微孔达到曝气的目的。 6、臭氧氧化和高级氧化技术 臭氧氧化及臭氧活性炭联用技术在杀藻、除臭、除色、控制氯化消毒副产物等方 面有一定的优势。水中大量存在的天然有机物(NOM)是氯化消毒副产物的主要来源，臭 氧氧化导致低 NOM分子量部分的增加和高分子量部分的减少，这些新生成的低分子量 化合物能较好地吸附在活性炭上，但是臭氧氧化增加了有机化合物的极性而导致在活 性炭上的吸附性能降低。另一方面，由于臭氧氧化提高了可生物降解性，在最后消毒 步骤之前采用 O3/GAC联用方法能够很有效地降低水中溶解性有机碳(DOC)的含量。 但是臭氧对于难降解物质的去除率低，对有机物的氧化很难达到完全矿化的程度， 生成的小分子物质在后续工艺中易形成一些副产物；同时含溴水臭氧氧化后溴酸盐的 生成及臭氧利用率不高等问题也比较突出。 随着水体有机污染的日益严重和水质标准的不断提高，高级氧化技术研究进展迅 速并在水处理中得到应用。高级氧化技术是指利用反应中产生的强氧化性的羟基自由 基(OH)作为主要氧化剂氧化分解和矿化水中有机物的氧化方法。 300T/D化工废水处理 设计方 案 高级氧化技术通常包括以下工艺：O 3/H2O2，O 3/UV，O 3/催化剂(O 3/CAT)， H2O2/Fe3+，H 2O2/Fe2+，H 2O2/Fe2+(Fe3+)/UV，H 2O2/UV，UV/TiO 2。与其它氧化方法相比， 高级氧化技术有如下特点：产生大量非�；钇玫聂腔杂苫�(OH·)，并诱发链反应； OH·无选择性地与水中有机污染物反应，将其矿化；OH·具有很高的反应活性，它可 与大多数有机物无选择性地反应（k=106～109/M·s） ；反应条件要求不高，一般在常 温常压下即可进行；高级氧化既可作为单独的处理单元，又可与其它工艺联用；可根 据水质特点选择某种适宜的高级氧化方式。对于饮用水处理而言，高级氧化技术通常 用于去除臭氧难于氧化的有机物，如农药、洗涤剂、芳香性物质（苯、甲苯、乙苯、 二甲苯）和卤代烃类（三氯甲烷、三氯乙烯、四氯乙烯）等，它可以去除有机物的浓 度大至几百 ppm，小至几个 ppt。由于它具有以上特点，故被人们称为“21 世纪的水处 理工艺” 。 在各种高级氧化技术中，臭氧催化氧化技术日益受到人们的关注。按催化剂的相 态分，臭氧催化氧化可分为均相催化氧化和多相催化氧化两类。臭氧催化氧化的发展 始于均相氧化，即向水溶液中加入金属离子以强化臭氧的氧化反应；随后出现了以金 属氧化物或附着于载体上的金属/金属氧化物为催化剂的多相催化氧化。由于加入的催 化剂或氧化剂不易回收，运行维护费用较高，均相催化剂不便于实际应用；而多相催 化氧化的固体催化剂易于与水分离，便于以现行臭氧氧化工艺为基础改造，是臭氧催 化氧化的发展方向。 在实验中，臭氧催化氧化对各类有机物有很好的去除效果。Al-Hayek 等人证明， 与臭氧单独氧化相比，在催化剂 Fe（Ⅲ）/Al 2O3存在时，使得苯酚的臭氧化中 TOC的 去除增加，及促进甲酸和马来酸的臭氧化。Bhat 和 Gurol研究了针铁矿存在时氯苯的 臭氧化，发现臭氧催化氧化比单独臭氧化更有效。Naydenov 和 Mehandjiev、Thompson 300T/D化工废水处理 设计方 案 等人观察到 MnO2存在时，苯和 1，4-二氧杂环乙烷的水溶液臭氧化时被矿化。我们的 研究工作证明，与单独臭氧化相比，臭氧化阿特拉津时少量 Mn（Ⅱ）的存在生成了 MnO2导致阿特拉津降解量的增加。Andreozzi 等人报道酸性 pH时，MnO2 促进的草酸臭 氧化有很大提高。Pines 等人指出，金属-TiO2/O3 的混合对于亲水化合物的氧化很有 效，而对疏水化合物的效率很低。 对于臭氧催化氧化的机理，有如下三种假设。臭氧化学吸附在催化剂表面，生成 活性物质后与溶液中的有机物反应；有机物分子化学吸附在催化剂表面，进一步与气 相或液相臭氧反应；臭氧和有机物分子同时产生化学吸附，随后二者发生反应。 虽然臭氧催化氧化在实验室中取得了较好的效果，但是实际应用并不多见。我们 在前期的工作中已有 2000t/d和 5000t/d的高级氧化工程应用于生产中，实践证明， 经过臭氧催化氧化工艺，水的 COD降低、Ames 试验显示致突变活性下降。 从在水处理工艺中的应用角度来看，臭氧催化氧化有以下优点：①能够显著地降 低水中农药、内分泌干扰物质、致突变物质的浓度，除嗅除味；②充分地利用剩余臭 氧，强化分解水中有机物，降低尾气中臭氧含量；③提高臭氧转移效率；④降低臭氧 投量；⑤既适合现有水厂改造（改造接触池） 、也适合新水厂建设（建催化氧化池） 。 但是仍有一些问题值得注意：①若水中含有大量自由基捕获剂 CO32-、HCO 3- 、H 2PO4-、HPO 42-等）将降低羟基自由基的作用；②羟基自由基会与水中天然有机物反 应，从而减少其对其它难氧化物质的去除；③催化剂的选择与污染物的性质密切相关， 需通过实验选取最适合的催化剂。 300T/D化工废水处理 设计方案 第七章、处理工艺流程及简要说明 1、污水处理工艺流程 2、污泥处理工艺流程 泵 上清液回到调节池 沉淀排泥 污泥浓缩池卧式离心机 干泥外运处理 高浓度化工废水 高盐化工废水 集水 池 1 沉析 装置 高浓度废 水调节池 集水池 2 混凝沉 淀池-1 综合 废水 调节 池 接触氧化池 水解酸化池 混凝沉 淀池-2 IC反应器 PH调 整池 泵 沼气焚烧 泵 气浮 池 微电 解塔 催化 氧化 中和 池 PTA残渣废水 收集池 3 泵 易降解化工废水 蚀刻液化工废水 反应池 沉淀池 收集池 4 泵 收集池 5 泵 二沉池 接管网排放 泵 蒸发装置 臭氧反应塔混凝沉淀池-3 PAC PAM 石灰 NaOH 300T/D化工废水处理 设计方 案 3、主要工艺流程描述 3.1 集水池1、沉析装置 高浓度化工废水经集水池1收集后，混合均匀好后，再由泵打入沉析装置内去除部 分悬浮物和油污后进入高浓度废水调节池。 3.2 高盐化工废水集水池、蒸发系统单元 高盐化工废水在集水池 2中收集后，混合均匀好后，再用泵打入蒸发系统。本设计 方案中针对这类废水，拟采用直接反应釜蒸发。 蒸发后的馏出液自流入高浓度废水调节 池中，釜残盐另行安全处置。 3.3 PTA残渣废水 PTA残渣废水经集池 3集中收集，均质好水质，调节好水量。然后用泵打入高浓度 废水调节池中。 3.4 混凝沉淀池、气浮池、pH调整池 由于高浓度化工废水中含有重金属等离子，直接进行催化氧化对催化氧化塔影响非 常大，所以要将他们去除。在混凝沉淀池内投加石灰乳和氢氧化钠严格控制水中的 PH值 在 9.5-10.5之间�；炷恋碇笥捎诨褂幸徊糠值男∥锊荒苋コ�，所以要增加气浮装 置使悬浮物得以进一步去除。去除悬浮物后的废水自流入 pH调节池中，通过加药装置定 量加入硫酸，调节废水的 pH到 3左右，为进入后续的微电解塔做好准备。 3.5 微电解塔 在 pH调节池中调节好的酸性废水用提升泵打入微电解塔中。微电解塔中投放固定 的铁碳填料，在酸性条件和铁碳作用下，形成无数个微电流反应器,使废水中的有机物 在微电流的作用下被还原氧化，使废水中的有机物改性，大分子的物质、杂环类物质、 以及苯环类物质均改变形态，提高废水的可生化性。 300T/D化工废水处理 设计方 案 3.6 催化氧化池 微电解反应的出水中含有大量的铁离子和亚铁离子，再通过加药装置加入双氧水， 使废水中形成芬顿体系，产生大量的强氧化剂“羟基自由基” ，攻击有机物中的键，使 有机物分解成小分子的可生化性好的物质以及二氧化碳和水，提高废水的可生化性， 降解 COD。 3.7 中和池、絮凝沉淀池 废水经过催化氧化反应后，废水中残余的铁离子需要通过加入石灰乳溶液，形成 氢氧化铁絮体沉淀，同时也起到了絮凝的作用，混合液进入絮凝沉淀池中，进行泥水 分离。处理后的废水直接流入综合废水调节池内。 3.8 易降解化工废水 易降解化工废水经集池 4集中收集，均质好水质，调节好水量。然后用泵打入综 合废水调节池中。 3.9 蚀刻化工废水 易降解化工废水经集池 4集中收集，均质好水质，调节好水量。然后用泵打入反 应沉淀池中进行去除其中的重金属离子和悬浮物。沉淀后出水自流入综合废水调节池 内。 3.10 综合废水调节池、IC 反应器、水解酸化池、接触氧化池、二沉池 废水一起在综合废水调节池内混合，以免大的水质水量波动对生化系统造成冲击。 经过综合废水调节池调配好的废水，通过泵打入 IC反应器内，进行厌氧处理，在 厌氧微生物的作用下降大分子的有机物降解为小分子的有机物。经过 IC反应器的废水 经过水解、好氧处理，利用好氧微生物吸附、彻底降解水中的有机物。 300T/D化工废水处理 设计方 案 经生物处理的废水混合液在二沉池内进行固液分离。 3.11 臭氧反应塔及混凝沉淀池 二沉池出水经过臭氧反应塔脱色处理后，经过混凝沉淀处理，即可达标排入城市 污水管网。 3.12污泥的处理 由絮凝沉淀池和反应沉淀产生的物化污泥和由终沉池产生的生化污泥一起进入污 泥池，分别用螺杆泵压入卧式离心机内，分离污泥中的结合水，达到污泥容积的减量 化。脱水后的污泥外运进行进一步处理与处置。 4、废水处理系统的工艺特点： 综合上述内容，本方案所设计的废水处理系统有如下特点： 4.1 、本方案设计的废水处理系统在投资最省的情况下具有较高的可靠性， 出水水质可确保达标排放。 4.2 、系统运行稳定性高，具有很强的抗冲击负荷的能力，管理方便。 4.3 、处理工艺先进，针对废水进行有效的前处理，以便确�：笮淼ピ� 的正常运行。 4.4 、本系统采用分质处理，同时进行物化和生化两级处理，物化工艺对废 水有机物进行改性，为后续生化创造良好条件；同时利用生化处理成本低廉的特点， 节约了运行费用和投资成本。两种方法相辅相成。 4.5 、处理系统充分考虑了废水处理的节能降耗问题，多采用自流方式。 4.6 、废水处理系统简单实用，运行管理和操作方便。 300T/D化工废水处理 设计方 案 第八章、废水处理工艺设计 1、集水池 1 设计水量： 70m 3/d 停留时间： 24h 有效容积： 70m3 制作形式： 钢混结构 数 量： 1座 2、高浓度化工废水沉析装置 设计水量： 3m 3/h 停留时间： 3h 有效容积： 10m3 制作形式： Q235-B防腐 数 量： 1台 3、集水池 2 设计水量： 30m 3/d 停留时间： 24h 有效容积： 30m3 制作形式： 钢混结构 数 量： 1座 4、蒸发装置 蒸发设备： 5000L 搪瓷反应釜 数 量： 3 套 300T/D化工废水处理 设计方 案 单台功率： 18kw 配套设备： 冷凝器 5、集水池 3 设计水量： 150m 3/d 停留时间： 24h 有效容积： 150m3 制作形式： 钢混结构 数 量： 1座 6、集水池 1、2 提升泵 流 量： 3m3/h 扬 程： 12m 功 率： 0.75kw 数 量： 4台 (2 用 2备) 7、集水池 3提升泵 流 量： 7m3/h 扬 程： 12m 功 率： 1.5kw 数 量： 2台 (1 用 1备) 8、高浓度废水调节池 设计水量： 250m 3/d 停留时间： 24h 有效容积： 250m3 300T/D化工废水处理 设计方 案 制作形式： 钢混结构 数 量： 1座 9、高浓度废水提升泵 流 量： 11m3/h 扬 程： 15m 功 率： 2.2kw 数 量： 2台 (1 用 1备) 10、混凝沉淀池-1 ◇ 混凝区 设计水量： 11m 3/h 停留时间： 30min 有效容积： 6m3 外形尺寸： 2500×1500×2500mm 制作形式： Q235-B防腐（分两格，配套搅拌机） 数 量： 1台 ◇ 沉淀区 设计水量： 11m 3/h 停留时间： 2h 有效容积： 22m3 外形尺
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