【正文】 工藝設(shè)計(jì)及設(shè)備選型方案 基本設(shè)計(jì)條件 原有污水處理工藝流程山西襄礦集團(tuán)沁縣華安焦化有限公司污水處理滿足國(guó)家及相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。要求流量為130m3/h（其中年產(chǎn)130萬(wàn)噸的焦化裝置焦化廢水處理流量為：100m3/h，焦?fàn)t煤氣綜合利用制液化天然氣（LNG）項(xiàng)目建成投產(chǎn)后將產(chǎn)生流量為30m3/h生產(chǎn)廢水也將一并引至該污水處理廠集中處理）。包括本工程及相關(guān)配套設(shè)施的設(shè)計(jì)、采購(gòu)、施工、安裝調(diào)試、負(fù)荷試車、試運(yùn)行、完成功能考核、人員培訓(xùn)、技術(shù)服務(wù)直至竣工驗(yàn)收合格，以及缺陷修復(fù)、在質(zhì)量保證期內(nèi)的工程質(zhì)量保證/保修義務(wù)全過(guò)程的交鑰匙工程。原來(lái)焦化廢水處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)文件包括：事故池及預(yù)處理、生化處理單元、高級(jí)氧化單元、膜法深度處理單元及配套所有輔助設(shè)施。但高級(jí)氧化單元、膜法深度處理單元沒(méi)有施工。實(shí)際上，已建設(shè)施工的內(nèi)容主要包括：1）事故池1座（平面尺寸20*18）2）調(diào)節(jié)池1座（平面尺寸12*18）3）除油池1座（平面尺寸：12*，分2格）4）浮選系統(tǒng)1套5）厭氧池2座（總體尺寸：26*9）6）缺氧池2座（總體平面尺寸：26*13）7）好氧池2座（總體尺寸：35*26*）8）二次沉淀池1座（Φ14m） 9）混凝沉淀池1座（Φ12m）10）污泥濃縮池1座（Φ6m）11）鼓風(fēng)機(jī)3臺(tái)，N=185KW12）綜合廠房1座（平面尺寸：6*）13）1集水池1座（平面尺寸：4*10）14）2集水池1座（平面尺寸：4*6）15）3集水池1座（平面尺寸：4*5）16） 清水池1座（平面尺寸：4*7）17） 污泥脫水機(jī)1套。（2）、現(xiàn)有工藝流程：蒸氨廢水→除油池→氣浮池→調(diào)節(jié)池→厭氧池→缺氧池→好氧池→二次沉淀池→混凝沉淀池→清水池（達(dá)標(biāo)后送熄焦沉淀池）?，F(xiàn)有工藝出水水質(zhì)：污染因子單位數(shù)值CODcrmg/L≤150 氨氮mg/L≤15 揮發(fā)酚mg/L≤氰化物mg/L≤硫化物mg/L≤PH－SSmg/L≤70石油類mg/L≤5 （3）、提標(biāo)改造要求 1）、業(yè)主擬推薦的方案， 原二次沉淀池出水→二段缺氧給水泵→二段缺氧池→二段好氧池→二段沉淀池→催化氧化裝置→浮選給水泵→超效納米淺層氣浮裝置→原來(lái)的混凝沉淀池→處理后達(dá)標(biāo)水（外排或熄焦）注：投標(biāo)方案，不限于此，也可以采用其它方案。 2）、提標(biāo)改造的水質(zhì)指標(biāo)： 通過(guò)減少藥劑投加量的手段，保證處理后達(dá)到《煉焦化學(xué)工業(yè)水污染排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB161712012）表2間接排放六項(xiàng)指標(biāo)要求，然后回用送至焦化廠用于濕熄焦。 用于熄焦（處理后濃水）的水質(zhì)指標(biāo)序號(hào)指標(biāo)單位濃水指標(biāo)要求1PH6~92懸浮物mg/L≤503CODcrmg/L≤1004氨氮mg/L≤155揮發(fā)酚mg/L≤6易釋放氰化物mg/L≤ 通過(guò)其它技術(shù)也可以通過(guò)調(diào)整藥劑投加量的手段，保證本工程外排出水滿足《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB161712012）表2直接排放標(biāo)準(zhǔn)，詳見(jiàn)下表22：表22 設(shè)計(jì)出水水質(zhì)序號(hào)項(xiàng)目單位直接排放備注1pH值無(wú)量綱692懸浮物mg/L503化學(xué)需氧量（CODCr）mg/L804氨氮mg/L105五日生化需氧量（BOD5）mg/L206總氮mg/L207總磷mg/L8石油類mg/L9揮發(fā)酚mg/L10硫化物mg/L11苯mg/L12氰化物mg/L13多環(huán)芳烴（PAHs）mg/L14苯并（a）芘μg/L投標(biāo)方案要考慮兩種出水的不同要求，一次同步建成。二、設(shè)計(jì)依據(jù)投標(biāo)方在設(shè)計(jì)及供貨中，嚴(yán)格按照以下行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)、制造和檢驗(yàn)。對(duì)于進(jìn)口設(shè)備，采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，并提供轉(zhuǎn)換資料。這些標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范必須采用最新版本?！吨腥A人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法》（1989年12月）《中華人民共和國(guó)水污染防治法》（1996年5月） GB89781996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB30951996《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》GB123482008《工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn)》GB501412008《給水排水構(gòu)筑物施工及驗(yàn)收規(guī)范》GB500692002《給水排水工程構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB500072002《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB500112001《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB500142006《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》GB500102002 《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GBZ12002 《工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》GB500341992 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原料煤附帶的水分和煤中化合水，在生產(chǎn)過(guò)程中形成廢水。煤的自由水分一般為812%，化合水份為2%。自由水分在煉焦過(guò)程中揮發(fā)逸出。同時(shí)，煤裂解析出化合水。水蒸氣隨煤氣集氣管，經(jīng)氨水噴淋和初步冷卻器冷卻，生成大量剩余氨水。它的特點(diǎn)是：含高濃度氨、酚、氰、硫化物、及其它多環(huán)和雜環(huán)類有機(jī)物，這是焦化廢水治理的重點(diǎn)。(2) 生產(chǎn)廢水分為生產(chǎn)凈排水和生產(chǎn)廢水兩部分。生產(chǎn)凈排水主要分為間接冷卻水、蒸汽冷卻水，基本不含污染物。生產(chǎn)廢水來(lái)源于與物料直接接觸水，主要有原料帶入和煤干餾生成的化合水兩個(gè)方面。生產(chǎn)廢水排放點(diǎn)主要有以下環(huán)節(jié)： ① 煉焦車間熄焦時(shí)熄焦塔排放的熄焦廢水，含有焦塵及微量的揮發(fā)酚、氰化物等污染物。熄焦補(bǔ)充水全部采用的是污水處理站排放的廢水，以節(jié)約新鮮水。② 冷鼓工段焦油氨水分離形成的剩余氨水含有焦油、NH4+N、COD、酚、氰、硫化物等污染物。③ 煉焦車間上升管水封、冷鼓、脫硫、氨回收過(guò)程設(shè)備水封和管道水封裝置、沖洗地坪及其他排水，含有焦油、NH4+N、COD、硫化物等污染物。④ 硫氨工段油水分離器等設(shè)備排出的污水，含有NH4+N、COD、揮發(fā)酚等污染物。⑤ 粗苯工段油水分離器等設(shè)備排出的污水，主要成分為油、COD等。⑥ 冷卻循環(huán)系統(tǒng)排出的循環(huán)外排水，含有鹽類物質(zhì)，污染成分少，可全部復(fù)用。⑦ 生活污水，污染物為COD、BOD、NH4+N、石油類、SS等。⑧ 煤氣管道冷凝水，含有酚、CN、NH硫化物等。⑨ 化學(xué)水處理系統(tǒng)排水，含有一定的酸性。⑩ 高爐煤氣水和轉(zhuǎn)爐煤氣水，主要污染物為SS和COD。焦化廢水特點(diǎn)受原煤性質(zhì)、煉焦工藝、化工產(chǎn)品回收方式、季節(jié)等因素的影響，在焦炭煉制、煤氣凈化及化工產(chǎn)品回收過(guò)程中產(chǎn)生的焦化廢水其水質(zhì)成分及其含量有顯著差異，組成焦化廢水的污染物一般由NH4+N、氰化物、硫化物、硫氰酸鹽、酚類化合物、多環(huán)芳香族化合物及含氮、氧、硫的雜環(huán)有機(jī)化合物等組成，總體性質(zhì)表現(xiàn)為NH4+N、酚類及油份濃度高、有毒及抑制性物質(zhì)多、生化處理過(guò)程中難以實(shí)現(xiàn)有機(jī)污染物的完全降解、對(duì)環(huán)境構(gòu)成嚴(yán)重污染，是一種典型的高濃度、高污染、有毒、難降解的工業(yè)有機(jī)廢水。(1) 廢水成分復(fù)雜，含有數(shù)十種無(wú)機(jī)和有機(jī)化合物，其中無(wú)機(jī)化合物主要含有大量銨硫氰化物、硫化物、氰化物等，有機(jī)化合物主要有酚類，單環(huán)及多環(huán)芳香族化合物，同時(shí)也含有氮、硫、氧等雜環(huán)化合物等。(2) 廢水中污染物濃度高，難于降解，由于焦化廢水氮的存在，致使生物凈化所需的氮源過(guò)剩，廢水中的NH4+N 的濃度可超出500mg/L，COD的濃度可超過(guò)4000mg/L，酚的含量可超過(guò)700mg/L，由于污染物濃度高，給處理達(dá)標(biāo)帶來(lái)較大困難。(3) 廢水排放量大，一般40104t/a設(shè)計(jì)能力的焦化廠排廢水量將超出1000t/d。(4) 危害大，焦化廢水中多環(huán)芳烴不但難以降解，通常還是強(qiáng)致癌物質(zhì)，不但會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染，同時(shí)也直接威脅到人類健康。（二） 工藝對(duì)比由于廢水成分復(fù)雜且污染物濃度高，難于降解。因此經(jīng)過(guò)前段生化后的出水可生化性很差，很難進(jìn)一步的通過(guò)生化工藝將剩余污染物去除。因此需要考慮采用物理化學(xué)的方法來(lái)處理，提高可生化性后再進(jìn)行生化處理或者直接處理達(dá)標(biāo)。對(duì)于該類難生化的污水，物理化學(xué)方法常用的有兩大類，吸附與混凝沉淀、高級(jí)氧化技術(shù)。1. 吸附及混凝沉淀 吸附法吸附法處理廢水，就是利用多孔性吸附劑吸附廢水中的一種或幾種溶質(zhì)，使廢水得到凈化。常用吸附劑有活性炭、磺化煤、礦渣、硅藻土等。這種方法處理成本高，吸附劑再生困難，不利于處理高濃度的廢水。膨潤(rùn)土粘土礦對(duì)焦化廢水中氨氮的吸附作用，研究表明天然膨潤(rùn)土能夠有效地吸附焦化廢水中的氨氮；顆粒膨潤(rùn)土的吸附效果優(yōu)于粉狀膨潤(rùn)土。粉末活性炭和柱狀活性炭對(duì)焦化廢水COD的去除效率，結(jié)果表明，%；同時(shí)，粉末活性炭的顆粒有一個(gè)最佳尺寸范圍。粉煤灰處理廢水是近幾年粉煤灰綜合利用研究的熱點(diǎn)之一。粉煤灰主要成分是二氧化硅和硅酸鹽。用粉煤灰作為吸附劑深度處理焦化廢水時(shí)，脫色效果好，對(duì)COD、揮發(fā)酚、油等的去除效果好，費(fèi)用低。粉煤灰處理廢水的機(jī)理得到了初步認(rèn)識(shí)，其作用基本上以吸附為主，包括物理吸附和化學(xué)吸附，吸附規(guī)律符合Freundlich吸附等溫式。粉煤灰作吸附劑凈化處理焦化生化出水廢水的研究，指出，處理后的廢水除氨氮外，其他各項(xiàng)指標(biāo)均可達(dá)到外排標(biāo)準(zhǔn)。不足之處：由于大規(guī)模工程類應(yīng)用需要消耗大量的吸附劑，因此處理成本高，且設(shè)備規(guī)模大，因此占地面積大、投資也高。同時(shí)由于吸附劑的消耗量大，因此吸附劑以及使用后的廢吸附劑的儲(chǔ)存設(shè)施、運(yùn)輸費(fèi)用都高，這樣也增加了占地面積及一次性投資，同時(shí)也增加了運(yùn)行成本。 混凝沉淀法混凝法是向廢水中加入混凝劑并使之水解產(chǎn)生水合配離子及氫氧化物膠體，中和廢水中某些物質(zhì)表面所帶的電荷，使這些帶電物質(zhì)發(fā)生凝集?；炷ǖ年P(guān)鍵在于混凝劑，目前國(guó)內(nèi)焦化廠家一般采用聚合硫酸鐵(PFS)，助凝劑為聚丙烯酰胺(PDM)?；炷吻宸ㄔ诮够瘡U水處理中的應(yīng)用，生產(chǎn)實(shí)踐證明，采用混凝澄清法對(duì)焦化生化后廢水進(jìn)行深度處理，聚合硫酸鐵(PFS)的投加量在2030mg/L，能夠去除45%的COD、37%的氰化物，達(dá)到較好效果。上海焦化總廠選用厭氧好氧生物脫氮結(jié)合聚鐵絮凝機(jī)械加速澄清法對(duì)焦化廢水進(jìn)行綜合治理，使出水中COD158mg/L，NH4+N15g/L。專用混凝劑M180，該藥劑可有效去除焦化廢水中的CODcr、色度、F和總CN等污染物，使廢水出水指標(biāo)達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。近年來(lái)，新型復(fù)合混凝劑在焦化廢水的處理中的應(yīng)用得到廣泛的研究。硫鐵礦燒渣經(jīng)過(guò)酸浸、聚合等工序而制備成的一種化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、易溶于水的堿式氯化硫酸鐵的聚合物，同時(shí)含有一定量的鋁、鈣、鎂、鋅等高價(jià)離子，介紹了新型復(fù)合混凝劑