【正文】 24＋ 100＋ 119＋ 110＋ 2641＋ 200＝ 3494 元 /天。每處理 1t 廢水 元。 四、設(shè)計(jì)小結(jié) 通過(guò)設(shè)置調(diào)節(jié)池對(duì)印染廢水的水質(zhì)和水量有很好的均衡作用，保證了后續(xù)處理設(shè)施的高效運(yùn)行； (2)合建式曝氣池具有結(jié)構(gòu)緊湊、耐沖擊負(fù)荷能力較強(qiáng)及處理效果較好等優(yōu)點(diǎn)； (3)加氯化學(xué)氧化可以確保廢水達(dá)標(biāo)排放 (特別是廢水的色度 )； (4)污泥經(jīng)過(guò)濃縮、脫水等處理大大較少了污泥的處置量，可有效地防治二次污染。 實(shí)例二 腈綸廢水處理工程設(shè)計(jì) 一、基礎(chǔ)資料 某大型油田化工總廠因丙烯腈工程的擴(kuò)建和 3 萬(wàn)噸腈綸工程的新建將產(chǎn)生 350m3/h含氰污水。污水水量和水質(zhì)情況： 表 9－ 2 腈綸廢水水質(zhì) 序號(hào) 項(xiàng) 目 丙烯腈 裝置 腈綸裝置 聚合 溶 劑回收 紡絲 1 流量 (m3/h) 125 70 55 100 2 pH 值 45 612 68 3 BOD5( mg/l) 480 1033 180 11 4 CODcr( mg/l) 1500 3030 240 55 5 總碳 (TOC)( mg/l) 683 180 70 6 總懸浮物 (TSS)( mg/l) 120 343 36 11 7 總氮 (TN)( mg/l) 0 250 120 20 8 氨氮 (NH3N)( mg/l) 150 0 0 0 9 硫氰酸鈉 (NaSCN)( mg/l) 40 360 40 10 丙烯腈 (ACN)( mg/l) 356 0 0 11 低聚物 (?SPN)( mg/l) 200 36 20 12 氰化物 (Cyanide)( mg/l) 5 3 13 硫化物 (SulpHate)( mg/l) 1365 90 118 14 氯化物 (Chloride)( mg/l) 899 30 14 15 溫度 (℃ ) 常 溫 3540 3540 3540 二、設(shè)計(jì)原則和工藝流程確定 1 污水處理工藝的確定 (1) 處理要求 表 9－ 3 腈綸廢水主要污染物去除效果分析 污染物種類(lèi) 進(jìn)水 *（ mg/L） 出水（ mg/L） 去除量（ mg/L） 去除率（％） CODcr 1323 100 1223 BOD5 449 50 399 NH3－ N** 138 25 113 氰化物 硫化物 76 75 環(huán)境工程概論 157 所以在處理工藝的選擇上有較高的要求。 (2)工藝選擇及其依據(jù) 根據(jù)含氰污水的水質(zhì)特性及其具有較高的濃度沖擊和毒性沖擊的特點(diǎn)。通過(guò)對(duì)其他同類(lèi)型污水處理工程的類(lèi)比分析，對(duì)該污水處理工程的工藝簡(jiǎn)述如下。丙烯腈、腈綸生產(chǎn)污水是屬難處理的化工污水之一，由于某些成分對(duì)微生物有抑制和毒害作用，降解緩慢，所以要使 CODcr、 NH3－ N、氰化物等多項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到排放要求采用單一的處理方法往往不能奏效， 需采用生物、化學(xué)、生物物理等綜合處理方法；否則，如采用一種方法會(huì)造成基建或運(yùn)行費(fèi)過(guò)大的問(wèn)題。如采用單一化學(xué)氧化的方法，會(huì)造成運(yùn)行費(fèi)用過(guò)高，采用單一生物法會(huì)造成基建費(fèi)過(guò)高。對(duì)于難處理的石油化工污水可以采用多種方法相結(jié)合的工藝流程，對(duì)不同的處理階段和不同的污染物采用相應(yīng)的處理方法進(jìn)行有效的處理，達(dá)到高效、經(jīng)濟(jì)、合理。由于污水的組成復(fù)雜，本工程采用化學(xué)法進(jìn)行預(yù)處理，采用生物法進(jìn)行主體處理，采用生物物理法進(jìn)行后續(xù)處理，最終達(dá)到采用較低投資和運(yùn)行成本，實(shí)現(xiàn)處理出水達(dá)標(biāo)的目的。預(yù)處理系統(tǒng)：為了排除高濃度及毒性的沖擊，在 預(yù)處理系統(tǒng)中必須設(shè)置事故池。在含氰污水中主要防治氰根濃度的沖擊問(wèn)題，一般情況下未經(jīng)含氰污水馴化后的微生物對(duì)氰根的承受能力為 1～ 2 mg/L，經(jīng)含氰污水馴化后的微生物對(duì)氰根的承受能力為 3～ 5 mg/L。當(dāng)污水中的氰根含量大于 5 mg/L 時(shí)，微生物將產(chǎn)生中毒，在生化反應(yīng)池中活性污泥會(huì)產(chǎn)生離散、上浮現(xiàn)象，微生物失去活性，出水水質(zhì)惡化。由于丙烯腈、腈綸生產(chǎn)污水中氰根濃度一般小于 5 mg/L，當(dāng)生產(chǎn)系統(tǒng)出現(xiàn)故障或某工程的操作失誤會(huì)造成生產(chǎn)污水中氰根含量大于 5 mg/L 時(shí)，處理系統(tǒng)將這一現(xiàn)象視為事故狀態(tài)。預(yù)處理中將事故 狀態(tài)的高濃度含氰污水排入事故池，采用小流量逐步排出的方法，再進(jìn)入處理系統(tǒng)。其二，通過(guò)化學(xué)混凝氣浮去除部分懸浮固體及膠狀物質(zhì)（一部分低聚合物）；混凝氣浮對(duì)去除污水中懸浮物和膠狀物是一種最有效的方法之一。在凝聚劑和助凝劑的作用下不僅能去除懸浮物和膠狀物，同時(shí)還能去除一部分大分子結(jié)構(gòu)的溶解性有機(jī)物。去除污水中的大分子結(jié)構(gòu)的溶解性有機(jī)物采用混凝的化學(xué)法已被公認(rèn)，然后通過(guò)生物水解酸化作用把剩余的大部分大分子有機(jī)物轉(zhuǎn)化為小分子物質(zhì)，即可提高 BOD/COD比值，約為 20％， COD 的去除率可達(dá)到 30～ 40％，使主體處理系統(tǒng) 發(fā)揮更大的能力。主體處理系統(tǒng)：主體處理系統(tǒng)處理效果的好壞直接影響到能否達(dá)標(biāo)的關(guān)鍵。選擇具有同時(shí)去除 C和 N 的生化工藝是比較經(jīng)濟(jì)而有效的方法。 后續(xù)處理系統(tǒng)：根據(jù)處理后出水水質(zhì)要求達(dá)到 COD≤ 100 mg/L， NH3－ N≤ 25 mg/L 等排放標(biāo)準(zhǔn)，在預(yù)處理、主體處理系統(tǒng)后，還必須加入后續(xù)處理系統(tǒng)來(lái)保證出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)。在化工污水的處理過(guò)程中，一般通過(guò)預(yù)處理和主體處理系統(tǒng)后污水中的易生物降解物質(zhì)均被去除，而存下一部分為難生物降解物質(zhì)，如部分殘留的大分子有機(jī)物 (如低聚合物等 )和微生物代謝物質(zhì)，而這部分物質(zhì)濃度低（接近 排放標(biāo)準(zhǔn)值），這些物質(zhì)主要以 COD 值出現(xiàn)在水中，在普通的生化反應(yīng)池內(nèi)難以降解；在后續(xù)處理系統(tǒng)中必須選擇具有對(duì)難降解物質(zhì)能有效去除的工藝，才能保證處理后出水達(dá)標(biāo)排放，同時(shí)還需為水資源的回用打好基礎(chǔ)。 (2) 工藝流程圖 丙烯腈污水 1＃ 集水池 1＃ 中和池 1＃ 事故池 混凝氣浮池 3＃集水池 腈綸污水 2＃ 集水池 2＃ 中和池 2＃ 事故池 環(huán)境工程概論 158 水解酸化池 SBR 反應(yīng)池 生物活性炭濾 塔 陶粒壓濾器 出水 圖 9－ 2 腈綸廢水處理工藝流程 (4)工藝說(shuō)明 預(yù)處理系統(tǒng)：丙烯腈裝置生產(chǎn)污水進(jìn)入 1＃ 集水池，當(dāng)污水中氰化物濃度 5 mg/L 時(shí)，通過(guò)事故泵把污水打入 1＃ 事故池，反之污水進(jìn)入 1＃ 中和池。根據(jù)類(lèi)似污水處理工程的經(jīng)驗(yàn)，污水經(jīng)中和后可直接進(jìn)行生化處理，但考慮到為生化處理減輕壓力，污水經(jīng)中和后進(jìn)入混凝氣浮池。腈綸裝置污水進(jìn)入 2＃ 集水池，當(dāng)污水中氰化物濃度 5 mg/L 時(shí)，通過(guò)事故泵把污水打入 2＃ 事故池，反之污水進(jìn)入 2＃ 中和池。由于腈綸裝置生產(chǎn)污水中含有較難處理的有機(jī) 物如低聚物（ ?SPN），根據(jù)類(lèi)似污水進(jìn)行的混凝沉淀小試經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)投加適量的凝聚劑和高分子助凝劑可使污水中 COD 削減 20～ 30％。丙烯腈、腈綸生產(chǎn)污水經(jīng)混凝氣浮后 COD 可從 1323 mg/L 降至 1058 mg/L，去除率為 20％。根據(jù)混凝氣浮的原理通過(guò)投加適量的凝聚劑和助凝劑可使污水的懸浮物和一部分大分子結(jié)構(gòu)的有機(jī)物去除，如部分的低聚合物。凝聚劑采用堿式氯化鋁， 投加量為 50 mg/L，堿式氯化鋁不僅有較寬的 PH 適應(yīng)范圍并能與污水中硫化物進(jìn)行反應(yīng)。助凝劑采用聚丙烯酰胺，投加量為 1 mg/L。污水經(jīng)混凝氣浮后進(jìn)入 3＃ 集水池。丙烯腈和腈綸生產(chǎn)污水經(jīng)中和、混凝氣浮后進(jìn)入 3＃ 集水池再用提升泵打入調(diào)節(jié)罐，污水經(jīng)調(diào)節(jié)后水質(zhì)和水量將得到穩(wěn)定，污水再進(jìn)入水解酸化池。水解酸化反應(yīng)是微生物在厭氧條件下對(duì)有機(jī)物產(chǎn)生生化反應(yīng)的前二個(gè)階段，一般微生物在厭氧條件下對(duì)有機(jī)物產(chǎn)生四個(gè)階段反應(yīng)，其中水解與酸化階段可稱(chēng)為水解酸化反應(yīng)。水解酸化反應(yīng)必須在厭氧條件下有機(jī)物被水解細(xì)菌和酸化細(xì)菌分解的一種生化反應(yīng)。厭氧和兼性厭氧微生物的胞外酶對(duì)有機(jī)物進(jìn)行水解，可使大分子有機(jī)物得到分解，生成可以被微生物利用的小分子的有機(jī)物。酸化反應(yīng)是厭氧和兼性厭氧微生物對(duì)可利用的有機(jī)物使其轉(zhuǎn)化為有機(jī)酸、醇、醛以及 CO H2 等簡(jiǎn)單物質(zhì)。水解酸化反應(yīng)一般可去除 30～ 40％的 COD，同時(shí)還能提高 BOD/COD的比值，更有利于好氧生化處理。水解酸化反應(yīng)池出水 COD為 741 mg/L，去除率為 30％， NH3－ N的濃度將會(huì)升高，由于水解酸化反應(yīng)使大部分有機(jī)物得到分解，其中含 N 有機(jī)物在分解時(shí) N 在氨化菌的作用下產(chǎn)生 NH3－ N，從污水中的 TN 含量分析除少量用于生物機(jī)體合成，大部分的 TN還存在于污水中，其濃度為 138 mg/L。關(guān)于 BOD 的去除量，由于水解酸化反應(yīng)中 BOD值有一定量的提高，用進(jìn) 出水中的 BOD作為去除可能不真實(shí)。在此采用 BOD/COD的比值估算水解酸化出水的 BOD值，原污水 BOD/COD的比值為 ，酸化出水 BOD/COD 提高 20％為 ，出水 BOD為 302 mg/L。在酸化反應(yīng)中由于污水可能缺磷，需要投加 5 mg/L 的磷，以供生物生長(zhǎng)的需要。 主體處理系統(tǒng)：丙烯腈、腈綸生產(chǎn)污水經(jīng)預(yù)處理后，在主體處理系統(tǒng)內(nèi)主要解決的污染指標(biāo)為 CODcr、 NH3－ N。采用什么樣的生化處理工藝是對(duì) COD、 NH3－ N能否達(dá)標(biāo)的關(guān)鍵，一般具有生物脫氮功能的工藝有：活性污泥法： (A/O 工藝、 氧化溝工藝、 SBR工藝等 )。生物膜法 (接觸氧化 A/O 工藝、塔濾、生物轉(zhuǎn)盤(pán)等 )。其中， SBR 工藝是一種將反應(yīng)、沉淀、回流各工序放在同一個(gè)反應(yīng)池內(nèi)進(jìn)行，提供一種以時(shí)間順序?yàn)楣ぷ髦行牡奈鬯幚砉に嚰夹g(shù)，主要用于污水水質(zhì)水量變化較大的處理系統(tǒng)。 環(huán)境工程概論 159 圖 9－ 3 SBR 工作模型示意 根據(jù) SBR工藝運(yùn)行模式，其操作由進(jìn)水、曝氣反應(yīng)、沉淀、排出和閑置 5個(gè)基本過(guò)程，從進(jìn)水至閑置間的工作時(shí)間為一個(gè)周期。在一個(gè)周期內(nèi)的 5 個(gè)過(guò)程都在一個(gè)反應(yīng)池內(nèi)按程序完成，整個(gè)處理系統(tǒng)可 以通過(guò)二個(gè)或二個(gè)以上的反應(yīng)池進(jìn)行組合交替完成。由于 SBR 工藝流程短，反應(yīng)過(guò)程在一個(gè)池內(nèi)按時(shí)間程序完成，所以在時(shí)間程序中進(jìn)水階段可以降低曝氣強(qiáng)度使池內(nèi)產(chǎn)生缺氧狀態(tài)，而曝氣階段的時(shí)間可根據(jù)實(shí)際反應(yīng)時(shí)間而定。通過(guò)時(shí)間順序可以對(duì)缺氧、好氧的比例進(jìn)行調(diào)整，使處理系統(tǒng)更適應(yīng)水質(zhì)的變化和達(dá)到期望的出水標(biāo)準(zhǔn)；通過(guò)時(shí)間程序可控制沉淀出水水質(zhì)，根據(jù)活性污泥的實(shí)際沉淀時(shí)間使出水 SS 濃度更低。 圖 9－ 4 SBR 工藝運(yùn)行周期 環(huán)境工程概論 160 采用 SBR工藝更適應(yīng)本工程實(shí)施 并具有如下優(yōu)點(diǎn)：（ 1） SBR 工藝由于具備可調(diào)性、管理靈活性更適應(yīng)水質(zhì)的變化，同時(shí) SBR 工藝具有較強(qiáng)的脫氮能力和耐沖擊能力，使出水水質(zhì)更為穩(wěn)定。（ 2） SBR 工藝流程簡(jiǎn)單，構(gòu)筑物少，更適合改造工程的實(shí)施，可減少工程投資和運(yùn)行管理費(fèi)用。（ 3）由于 SBR 工藝不僅具有缺氧、好氧功能，更重要的是具有嚴(yán)格的推流型反應(yīng)過(guò)程更適應(yīng)對(duì)難分解有機(jī)物的降解。在 SBR反應(yīng)池內(nèi)需投加硝化反應(yīng)中必須的堿度和反硝化反應(yīng)中易被生物分解的甲醇。 后續(xù)處理系統(tǒng)：為了出水水質(zhì)能更有保證達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，后續(xù)處理系統(tǒng)的設(shè)置是必不可少的。后續(xù)處理 系統(tǒng)采用臭氧生物活性炭工藝和壓力陶粒過(guò)濾裝置，臭氧生物活性炭工作原理為：污水中難分解的有機(jī)物通過(guò)活性炭的吸附作用，進(jìn)入活性炭的內(nèi)孔，再通過(guò)臭氧分解與活性炭?jī)?nèi)孔的好氧和兼性微生物進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的分解，并使活性炭?jī)?nèi)孔恢復(fù)吸附能力。生物活性炭具有吸附、分解、再生、吸附的循環(huán)過(guò)程，活性炭不需要更換，可長(zhǎng)期使用直至活性炭破碎流失。壓力陶粒過(guò)濾裝置與普通的砂濾器不同，陶粒為多孔材料，具有較大的吸附力，材料強(qiáng)度近次于石英砂，但質(zhì)量輕于石英砂；采用陶粒作為過(guò)濾材料具有濾速高、不易堵塞、反沖洗強(qiáng)度低和節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)。壓力陶粒過(guò)濾裝置 主要去除臭氧生物活性炭反應(yīng)裝置流出的 SS。 三、全工藝過(guò)程設(shè)計(jì)與計(jì)算 1 丙烯腈污水 ① 1＃ 集水池設(shè)計(jì) 1＃集水池用于收集丙烯腈生產(chǎn)污水。設(shè)計(jì)最高時(shí)污水流量為 125m3/h，設(shè)計(jì)水力停留時(shí)間 HRT＝ 4h，則其有效容積為 125 4＝ 500m3。設(shè) 2 只池子，則每只為 250m3。設(shè)計(jì)尺寸為： L＝ 20m， B＝ ， H 有效＝ ，超高 ?？偝叽鐬椋?20(長(zhǎng) ) 5(寬 )3(深 )m 2。攪拌推進(jìn)裝置： 2 臺(tái)，功率： 。 ② 1＃ 中和池設(shè)計(jì) 1＃ 中和池調(diào)節(jié)丙烯腈污水的 PH。設(shè)計(jì)流量為 125m3/h，設(shè)計(jì) HRT＝ 1h，設(shè)計(jì)有效容積為 125m3。設(shè)計(jì)尺寸為： 20 ，超高為 。攪拌推進(jìn)裝置： 1臺(tái)，功率： 。 ③ 1＃ 事故池設(shè)計(jì) 1＃ 事故池當(dāng)丙烯腈生產(chǎn)污水中 CN－ 5 mg/L 時(shí)，污水進(jìn)入事故池，隨后采用小流量逐步排出的方法，進(jìn)入 1＃集水池。設(shè)計(jì) HRT＝ 4h，則有效容積為 500m3，有效尺寸：?8 ，超高為 ，則實(shí)際容積為 。