【正文】 甲醇二甲醚項(xiàng)目廢水處理裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 概況甲醇二甲醚項(xiàng)目廢水處理裝置的主要任務(wù)是處理各生產(chǎn)工藝裝置、輔助設(shè)施產(chǎn)生的生產(chǎn)和生活污水。因水量大，污染程度較高（尤其是氨氮），需要進(jìn)行無害化處理。污水來源包括：氣化裝置排水、低溫甲醇洗廢水、甲醇合成廢水、甲醇精餾廢水、二甲醚裝置排水、生活及化驗(yàn)污水、初期雨水和污水回用設(shè)施排出的泥水等。根據(jù)買方設(shè)計(jì)院提供的《技術(shù)規(guī)格書》，確定廢水處理站處理能力為260m3/h。污水經(jīng)處理后出水要求達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB89781996）的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。本公司買方委托和邀請(qǐng)，對(duì)本項(xiàng)目廢水的達(dá)標(biāo)處理工藝和設(shè)施進(jìn)行設(shè)計(jì)和設(shè)備選型，以供各方?jīng)Q策、參考和批評(píng)、指正。目前在國(guó)內(nèi)煤氣化技術(shù)主要有三種：一為“德士古”工藝，采用水煤漿氣化技術(shù)，廢水特性為高氨氮（約500mg/L），由于采用高溫氣化工藝，水質(zhì)相對(duì)潔凈，有機(jī)污染程度較低；二為“殼牌”工藝，采用粉煤灰氣化技術(shù)，廢水特性為高氨氮（~300mg/L）、高氰化物（~50mg/L），其也采用高溫氣化工藝，水質(zhì)相對(duì)潔凈，有機(jī)污染程度低；三為“魯奇”工藝，因氣化溫度低，廢水成分復(fù)雜，污染程度高，特性為高氨氮（~400mg/L）、高COD（~4000mg/L）、高酚（~600mg/L）、高石油類（~200mg/L）。三種技術(shù)所產(chǎn)廢水以“魯奇”排水成分最為復(fù)雜、處理難度也最高。三類廢水也有共性，即——高氨氮性。氨氮的達(dá)標(biāo)處理是目前煤氣化廢水處理的重點(diǎn)和難點(diǎn)，已成為處理成敗的決定因素。廢水氨氮的達(dá)標(biāo)處理工藝多種多樣，會(huì)因氨氮濃度的不同而存在巨大的差異。一般來說，大于500mg/L采用物化（主要有折點(diǎn)氯化法、吹脫法、化學(xué)反應(yīng)法等）結(jié)合生化的綜合強(qiáng)化工藝居多，小于100mg/L則采用純生化工藝，100~500mg/L時(shí)可采用物化結(jié)合生化工藝也可采用純生化工藝。由于折點(diǎn)氯化法和化學(xué)反應(yīng)法對(duì)監(jiān)測(cè)、控制設(shè)備要求很高，目前國(guó)內(nèi)很少采用，對(duì)氨氮的物化處理國(guó)內(nèi)通常采用吹脫法，因此，物化結(jié)合生化的氨氮綜合強(qiáng)化處理工藝在國(guó)內(nèi)可簡(jiǎn)單地理解為“吹脫＋生化”法。本項(xiàng)目廢水氨氮平均濃度達(dá)到260mg/L，“吹脫＋生化”法或純生化工藝均適用，但本項(xiàng)目采用“吹脫＋生化”法具有如下缺點(diǎn)：◇ 溢出氨氣，造成氨的二次污染?！?反復(fù)調(diào)整PH值，酸堿消耗量大?！?冬季廢水溫降大，影響后續(xù)生化效果。達(dá)到60%去除率需要交換風(fēng)量500~2000m3氣/m3水，低值對(duì)應(yīng)PH值12，高值對(duì)應(yīng)PH值10?！?規(guī)模不適用。吹脫法處理氨氮規(guī)模不大于50m3/h，否則不經(jīng)濟(jì)，也影響處理效果。本工程規(guī)模，空氣流速按液泛速度的60%（常規(guī)取值）計(jì)算，最小通風(fēng)量條件下（PH值需調(diào)至12以上），布?xì)夂筒妓鶡o法均勻，肯定造成短流，使吹脫效果大大下降。以多臺(tái)并聯(lián)形式彌補(bǔ)時(shí)需要34臺(tái)3m直徑的吹脫塔，規(guī)模過大，結(jié)合后續(xù)工藝將出現(xiàn)頭重腳輕的味道。大通風(fēng)量更甚。純生化工藝處理氣化廢水已有多項(xiàng)成功先例，如“兗礦國(guó)泰化工有限公司”、“渭南煤化工有限公司”、“中石化金陵化肥廠”、“德州化肥廠”、“榆林神木甲醇有限公司”等。與本項(xiàng)目相同，其采用的氣化工藝也為德士古工藝，廢水組分和水質(zhì)應(yīng)與本項(xiàng)目相同或類似。這些工程均采用直接生化處理工藝，出水全部實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放，其中出水氨氮指標(biāo)長(zhǎng)期維持在8mg/L以下。因此本項(xiàng)目直接采用生化處理工藝是完全可行的。但是——不是所有的生化工藝均適用于氣化廢水的脫氮處理，同時(shí)——專用于脫氮的生化工藝也受適用性的限制，總體上說適用與處理氣化廢水的脫氮工藝選擇空間不大。目前氣化廢水真正成功的先例多出自多段A/O的SBR生物脫氮工藝（新命名為：IMC工藝）。生物脫氮是利用自然界的氮循環(huán)原理，采用人工控制的方法予以實(shí)現(xiàn)的。具體過程為：污（廢）水中的有機(jī)氮在好氧條件下離解成氨氮，而后在硝化菌的作用下轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮（這個(gè)階段稱為好氧硝化）；隨后在缺氧條件下，反硝化菌作用并由碳源提供能量，使硝酸鹽氮部分變成氮?dú)庖莩觯ㄟ@階段稱為缺氧反硝化）。整個(gè)生物脫氮過程就是氮的分解還原反應(yīng)，反應(yīng)能量從有機(jī)物中獲取。在硝化與反硝化過程中，影響其脫氮效率的因素主要是溫度、溶解氧、PH值、堿度以及反硝化所需碳源等。生物脫氮系統(tǒng)中硝化菌增長(zhǎng)速度緩慢，所以要有足夠長(zhǎng)的污泥泥齡。反硝化菌的生長(zhǎng)主要在缺氧條件下進(jìn)行，并且要有充裕的碳源提供能量才可促使反硝化過程順利進(jìn)行。處理工藝主要指標(biāo)A/0（一級(jí)A/0）A/0（兩級(jí)A/0）生物濾池（四級(jí)A/0）常規(guī)SBR（一級(jí)A/0）IMC（多段A/0的SBR）氨氮處理效率85%(不能達(dá)標(biāo))98%(較難達(dá)標(biāo))98%(較難達(dá)標(biāo))80%(不能達(dá)標(biāo))≥98%(能夠達(dá)標(biāo))工程投資低較低高低較低運(yùn)行費(fèi)用較高高低低低能 耗較高高低低低占地面積較小大小小較小回 流 量需要，且很大需要，且很大不需要不需要不需要產(chǎn) 泥 量大大小較小小相同工程成功先例無不清楚不清楚無大量以上比較可以看出基于多級(jí)A/O的SBR工藝（IMC）是唯一可以保證達(dá)標(biāo)排放的處理工藝，同時(shí)在能耗、運(yùn)行費(fèi)用和產(chǎn)泥量上具有明顯優(yōu)勢(shì)，工程投資方面具有相對(duì)優(yōu)勢(shì)。效果最差的是一級(jí)A/O和常規(guī)SBR工藝，多級(jí)A/O或多級(jí)A/O的生物濾池工藝要保證達(dá)標(biāo)排放需要更多的基礎(chǔ)性研究和試驗(yàn)。71安吉爾國(guó)際集團(tuán)濟(jì)南良喬環(huán)保設(shè)備有限公司Anjier International Limited. Jinan Leojoin Environmental Protection Equipment Co.,Ltd 設(shè)計(jì)規(guī)范、范圍及原則 設(shè)計(jì)規(guī)范◇ 當(dāng)?shù)丨h(huán)保規(guī)范和要求◇ 《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》 GB309596◇ 《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》 GB89781996◇ 《工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn)》 GB1234890◇ 《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》 GB1455493◇ 《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》 GB162971996◇ 《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB500032001◇ 《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB500072002◇ 《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》 GB500092001◇ 《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB500102002◇ 《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB500152002◇ 《工業(yè)企業(yè)照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》 GB5003492◇ 《工業(yè)建筑防腐蝕設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB5004695◇ 《工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB5005095◇ 《工業(yè)與民用供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB5005492◇ 《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB5005595◇ 《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》(2000年版) GB5005794◇ 《爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB5005892◇ 《建筑防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB5005792◇ 《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》 GB501082001◇ 《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》 GB501192003◇ 《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》 GB5016092◇ 《構(gòu)筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB5019193◇ 《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》 GB5020492◇ 《建筑防腐蝕工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》 GB5021291◇ 《工業(yè)金屬管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》 GB5023597◇ 《現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、工業(yè)管道焊接工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》 GB5023698◇ 《電氣裝置安裝工程低壓電器施工及驗(yàn)收規(guī)范》 GB5025496◇ 《電氣安裝工程爆炸和火災(zāi)環(huán)境電氣施工及驗(yàn)收規(guī)范》 GB5025796◇ 《工業(yè)設(shè)備及管道絕熱工程設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB5026497◇ 《給水排水管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》 GB5026897◇ 《機(jī)電產(chǎn)品包裝通用技術(shù)條件》 GB/T1338497◇ 《水處理設(shè)備性能測(cè)試總則》 GB/◇ 《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》(1997年修訂) GBJ1487◇ 《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》 GBJ1588◇ 《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（修改版） GBJ1687◇ 《工業(yè)企業(yè)的通訊設(shè)計(jì)及規(guī)則》中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GBJ4281◇ 《建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》 GBJ6884◇ 《給水排水工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》 GBJ6984◇ 《工業(yè)自動(dòng)化儀表工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》 GBJ9386◇ 《工業(yè)設(shè)備及管道絕熱工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》 GBJ12689◇ 《給水排水構(gòu)筑物施工及驗(yàn)收規(guī)范》 GBJ14190◇ 《地基與基礎(chǔ)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》 GBJ20283◇ 《地下防水工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》 GBJ20883◇ 《工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》 GBZ12002◇ 《城市污水回用設(shè)計(jì)規(guī)范》 CECS6194◇ 《重金屬廢水化學(xué)法處理設(shè)計(jì)規(guī)范》 CECS9297◇ 《工業(yè)設(shè)備及管道防腐蝕工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》 HGJ2291◇ 《水處理設(shè)備技術(shù)條件》 JB/T29321999◇ 《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》 JGJ792002◇ 《山東省南水北調(diào)沿線水污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》 DB37/5992006◇ 《污水泵站設(shè)計(jì)規(guī)程》 DBJ082391◇ 《供電及應(yīng)用規(guī)范》由中華人民共和國(guó)國(guó)家經(jīng)委頒發(fā)◇ 最新版本的GB、BGJ、IEC及ISO標(biāo)準(zhǔn)；◇ 《小氮肥企業(yè)污水及循環(huán)水綜合治理指導(dǎo)性技術(shù)原則》◇ 《小氮肥骨干企業(yè)污水及循環(huán)水綜合治理考核標(biāo)準(zhǔn)》◇ 原化工部化基發(fā)[1993]599號(hào)文《化工設(shè)計(jì)概算編制辦法》◇ 原工部化建發(fā)[1994]711號(hào)文《化工建設(shè)建筑安裝工程費(fèi)用定額》◇ 原化工部化建發(fā)[1994]890號(hào)文《化工工程其它費(fèi)用編制規(guī)定》◇ 2000年《化工設(shè)計(jì)概算定額》 設(shè)計(jì)范圍工程界區(qū)內(nèi)所有工藝、裝置、土建、材料等的設(shè)計(jì)以及系統(tǒng)的制造、安裝、運(yùn)行、調(diào)試、測(cè)試、操作人員培訓(xùn)、運(yùn)行及維護(hù)等的設(shè)計(jì)。工程界區(qū)：工程界區(qū)為投標(biāo)方提供的污水處理場(chǎng)總平面布置外1米，總平面布置內(nèi)的設(shè)備為投標(biāo)方供貨范圍。所有進(jìn)出界區(qū)管線交接點(diǎn)位置為污水處理界區(qū)外1米，動(dòng)力電纜送到界區(qū)內(nèi)配電箱。界區(qū)內(nèi)的工藝、設(shè)備、土建、儀表、控制、電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造、安裝、調(diào)試等工作由投標(biāo)方負(fù)責(zé)。1）污水處理調(diào)查研究水量、水質(zhì)變化情況，結(jié)合污水本身所特有的情況，選擇技術(shù)成熟、經(jīng)濟(jì)合理、運(yùn)行靈活、管理方便、處理效果穩(wěn)定的方案。2）污泥處理與處置污水處理過程中產(chǎn)生污泥(包括給水處理和污水回用過程產(chǎn)生的污泥)，應(yīng)進(jìn)行減量化處理，防止對(duì)環(huán)境造成二次污染，并妥善考慮污泥的最終處置。3）設(shè)計(jì)分工如下：◇ 污水處理站的總體設(shè)計(jì)包括：工藝、建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備、電氣、控制、儀表、照明、道路、消防、暖通設(shè)計(jì)等；◇ 污水處理站的設(shè)計(jì)主要分為污水處理和污泥處理及處置兩大部分?！?根據(jù)買方設(shè)計(jì)院所提供水質(zhì)條件提供技術(shù)先進(jìn)、可靠的工藝方案，并進(jìn)行優(yōu)化和施工圖的設(shè)計(jì)。◇ 完成污水處理站內(nèi)所有配管的施工圖設(shè)計(jì)，提出與外界連接的外管接口條件，（在界區(qū)外一米處），與業(yè)主提供的公用工程管線在界區(qū)外1米處法蘭對(duì)接?！?完成污水處理站內(nèi)的所有設(shè)備用電的詳細(xì)設(shè)計(jì)，業(yè)主負(fù)責(zé)總電源線的引入?！?提出污水處理站的布置方案，最終由買方設(shè)計(jì)院完成總圖布置。 設(shè)計(jì)原則◇ 本設(shè)計(jì)方案嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)環(huán)境保護(hù)的各項(xiàng)規(guī)定，污水處理后必須確保各項(xiàng)出水水質(zhì)指標(biāo)均達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)?！?采用簡(jiǎn)單、成熟、先進(jìn)、穩(wěn)定、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)合理的處理工藝，保證處理效果，并節(jié)省投資和運(yùn)行管理費(fèi)用?！?處理系統(tǒng)運(yùn)行有一定的靈活性和調(diào)節(jié)余地，以適應(yīng)水質(zhì)水量的變化?！?設(shè)備選型兼顧通用性和先進(jìn)性，運(yùn)行穩(wěn)定可靠、效率高、管理方便、維修維護(hù)工作量少、價(jià)格適中?！?系統(tǒng)運(yùn)行靈活、管理方便、維修簡(jiǎn)單，在合理、充分考慮操作自動(dòng)化，減少操作勞動(dòng)強(qiáng)度。◇ 設(shè)計(jì)美觀、布局合理，與已有和周圍設(shè)施統(tǒng)一協(xié)調(diào)考慮?！?設(shè)置必要的監(jiān)控儀表，提高控制操作的自動(dòng)化程度?！?盡量采取措施減小對(duì)周圍環(huán)境的影響，合理控制噪聲、氣味，妥善處理與處置固體廢棄物，避免二次污染?！?嚴(yán)格按照處理要求及程度。 處理工藝流程 設(shè)計(jì)水量與水質(zhì) 設(shè)計(jì)水量買方設(shè)計(jì)院提供的污水水量表為：裝置名稱廢水來源正常水量（m3/h）最大水量（m3/h）來水進(jìn)站形式氣化裝置氣化污水90120泵入低溫甲醇洗低溫甲醇洗廢水14自流甲醇合成沖洗廢水03自流甲醇精餾沖洗廢水03自流精餾廢水自流二甲醚裝置11自流生活及化驗(yàn)生活污水1015自流污水回用污水回用水4455泵入罐區(qū)初期雨水50泵入合計(jì)初期雨水不達(dá)標(biāo)時(shí)由外管架送至污水處理界區(qū)。氣化污水由外管廊送至污水處理界區(qū)，其它廢水經(jīng)地下管網(wǎng)自流至污水處理界區(qū)。污水回用排水、低溫甲醇洗廢水和甲醇精餾廢水按自流考慮各類污水均按連續(xù)流設(shè)計(jì)，本裝置按最大水量設(shè)計(jì)，考慮一定的變化因素和處理能力余量，處理規(guī)模確定為260m3/h。買方設(shè)計(jì)院提供的污水進(jìn)水水質(zhì)為：廢水水質(zhì)主要污染物濃度（mg/L）1氣化廢水溫度40度PH~NH3N520硫化物9CN總懸浮物100CODCr476BOD5375Ca2+220~250Cl382油10總?cè)芙庑怨腆w3000~35002低溫甲醇洗廢水CODCr1500BOD511003甲醇合成廢水CODCr200BOD51004甲醇精餾沖洗廢水C