【文章內容簡介】 ...................................................... 54 布置各構筑物高程如下表： ................................................................................ 56 高程布置圖參見圖 02 ........................................................................................ 57 6 投資估算與效益分析 ............................................................................................ 57 投資成本 .......................................................................................................... 57 土建投資 ....................................................................................................... 57 設備投資 ....................................................................................................... 58 運行成本估算 .................................................................................................... 60 電耗費用 ....................................................................................................... 60 藥劑費用 ....................................................................................................... 61 人工費 ........................................................................................................... 61 折舊費 ........................................................................................................... 62 大修理費 ....................................................................................................... 62 運行成本估算 ................................................................................................. 62 生產運行 .......................................................................................................... 62 參考文獻 ................................................................................................................ 63 致 謝 .................................................................................................................... 64 中國礦業(yè)大學 2021屆本科生畢業(yè)設計 第 1頁 1 緒論 焦化廢水是煉焦、煤氣 等化工工業(yè) 產生 的 含 高濃度 污染物 ，如 氨氮、 氰、 揮發(fā)酚、油類、 多環(huán)芳烴 等有毒有害難降解 物質 的 工業(yè)廢水 。焦化生產工藝與廢水來源見下圖。 圖 11 焦化廠工藝與廢水來源 煤 備煤 焦爐 煤炭加工 焦炭 除塵廢水 除塵廢水 煤氣初冷 焦油氨水分離 剩余氨水 焦油加工 焦油精制分離水 煤氣脫氨 煤氣終冷 煤氣脫苯 終冷廢水 蒸苯 粗苯分離水 粗苯加工 精苯分離水 古馬隆生產 古馬隆廢水 凈煤氣 煤氣管道水封水 中國礦業(yè)大學 2021屆本科生畢業(yè)設計 第 2頁 有毒有害、難降解 焦化 廢水 的成分繁雜 ， 含有 多種 難 以生物 降解 的 有機 及無機 污染物 ， 如 高濃度的 氨 氮 、氰 、 酚、 苯 環(huán)類物質 等 。 這些物質 會抑制 微生物 的生長繁殖，對 人體 也 有毒 害 作用 。 未經處理或 超標排放的焦化 廢水 會 對 環(huán)境造成嚴重的污染。 高氨 氮 、 高 CODcr、高酚值 焦化廢水含 有比一般城市 生活 污水 濃度 更高的 氨氮、 CODcr及 酚值。 生產焦炭及煤制品的工藝不同，廢水水質也會各異。 主要 污染物濃度范圍為 氨氮 300～ 800mg/L 、CODcr2500～ 5000mg/L、揮發(fā)酚 200～ 1200mg/L。 方法簡述 大 多數(shù)焦化廠 目前 采用的是以傳統(tǒng) A/O 生物脫氮處理為 主體 的處理方法 。 主要 分為除油 預處理、 二級 生化處理以及 出水 深度處理 三個過程 。 其中 預處理指的是 物理化學方法， 目的是降低油類、 SS 及氨氮的濃度， 如 調節(jié)、 隔 油、 氣浮、吹脫 等。 二級 生化處理工藝主要為 “ 水解酸化 +A/O”或其 變形組合工藝 ，是有機物降解與脫氮的主要場所 。 深度處理工藝 主要 有 混凝沉淀、活性炭吸附等 ，為達到出水標準，進一步去除 SS 及有機物。 近年來， 高校等研究機構 對各種焦化廢水處理技術 開展了廣泛的研究 ， 取得了許多效果 顯著 的研究結果 。 物化法 混凝沉淀法 混凝沉淀是去除懸浮物的傳統(tǒng)方法，也是廣泛應用與給水與污水處理的方法。 混凝沉淀是向廢水中投加混凝劑并使其水解，產生 大量的帶電 離子， 這些帶電離子會 中和廢水 中懸浮物 表面所帶的異性電荷，從而使這些帶電物質 相互排斥作用下降， 脫穩(wěn)并凝聚成足夠大的顆粒 物質 ，再經過 足夠時間 沉淀去除的方法。 較之自然沉淀法，混凝沉淀法去除懸浮物的效率要高出許多。 但其不足之處是無法去除可溶性有機物，故常作為深度處理的一種方法，布置在焦化廢水的生化處理之后。 混凝沉淀操作簡單，工程上應用較多。 吸附法 吸附法處理焦化廢水是利用 吸附劑 的吸附性能，聚集 水中 的雜質物質 ， 從而使 該類物質 得以去除的方法 。 吸附法對于去除 SS 效果明顯。 活性炭是較 常用也是處理水質 效果比 較 好的一種吸附劑 。 但是活性炭 常 需 要清洗再生，尤其是 酸洗 會造成 再 生 設備 的 腐蝕 ，中國礦業(yè)大學 2021屆本科生畢業(yè)設計 第 3頁 運行成本高 ，且 吸附劑 的 再生 比較 繁瑣 ， 花費也大。 再生后 的吸附劑 處理效果下降 較劇烈 ， 不利于處理高濃度 的 焦化 廢水。 所以 吸附法一般位于處理工藝的的末端 ， 用于 焦化廢水 進一步去除 SS的深度處理。 稀釋法 焦化廢水中含有高濃度 的 揮發(fā)酚 、氨氮 及 氰 等有毒有害物質 ，這些污染物 對微生物的生長繁殖 有 很強的 抑制作用。因此 為在生化處理前降低到合適濃度，采用處理后的水進行 回流 稀釋原水已經成為工程上的常用方法。 由于通過物化方法降低有毒有害物質濃度的費用較高，稀釋法也就成了降低這些物質濃度最為經濟有效的方法。 吹脫 法 吹脫是去除氨氮的有效方法，其原理是將焦化廢水 pH 升高到一定值后，鼓入大量空氣，使氨氮以氨氣形式 從廢水中 溢出；再 通過特定的溶液， 將氨氣 轉移到 溶液中；最后對溶液集中 處理。 該法在焦化廢水處理工程上應用較少，原因是設備及運行費用過高。 生化處理法 生化處理法是 利用 各種不同的 微生物 的 生長繁殖 來 氧化分解 廢 水中 的 物質 ， 來達到去除 污染物的 效果 。作為焦化廢水處理系統(tǒng)中的二級處理，生化處理是廢水處理的關鍵環(huán)節(jié)，其處理效果的好壞直接 決定著 出水水質。 A/O生化系統(tǒng) 焦化廢水廠 主要采用 的是 以 A/O 生化系統(tǒng)為主體的 處理方法 。廢水流經好氧池，充足的有 氧環(huán)境使 有機物被快速氧化分解 ，轉化為可排放的無機物質 ； 硝化菌大量繁殖，將 氨氮轉變?yōu)橄鯌B(tài)氮。然后 硝化液 經回流泵 回流至 缺氧池，反硝化菌利用原水中的易降解有機物將硝態(tài)氮 轉變?yōu)榈獨猓?最終 完成脫氮過程。 SBR 法 SBR 池兼 進水調節(jié)、生物降解 處理 、 分離 沉淀 等功能于一體 。 通過高程度的自動化控制，可以實現(xiàn)較好 的 有機物降解與 脫氮 效果 。 SBR 法具有 工藝流程 管理簡單、運行費用 比較低且不必設調節(jié)池的優(yōu)點。 但因 SBR 是 間斷的 出水、 進水，對于需要連續(xù)流的污水來說，合理的設計使其能夠實現(xiàn)連續(xù)進水、出水是制約工程上應用的難題。 膜生物反應器（ MBR） 膜生物反應器（ MBR） 的實質也是活性污泥法，只不過與傳統(tǒng)的活性污泥法相比，MBR 不是利用二沉池沉淀出水，而是通過膜過濾出水。由于膜池中可以保持較高濃度的污泥，池體較普通活性污泥法小。其出水 SS 含量很低，在工藝和建設上省去了二沉池及后續(xù)的混凝沉淀處理。鑒于工業(yè)污水處理用地緊張的情況 ， MBR 有一定的競爭力。但是利用中國礦業(yè)大學 2021屆本科生畢業(yè)設計 第 4頁 膜處理的缺點也很明顯，如膜的造價較高、膜污染嚴重及清洗困難等，這也是當前膜處理污水研究的重點。 氧化溝技術 氧化溝是 一種特殊的處理水的方法， 呈封閉的 環(huán)狀 溝渠型，在溝渠中設有曝氣設備，污水進入溝渠中后，被快速均勻混合，然后活性污泥和污水的混合液在溝渠中 不斷地往復 循環(huán) 。氧化溝的形式經過多年的實踐應用的發(fā)展，已經演變 成可以適應多種工作方式、完成不同功能的一種污水處理方法。 其缺點是占地面積較大 。 化學處理法 光催化氧化法 光催化氧化法是利用光 能 的催化 作用發(fā)生化學氧化， 以達到 去除有機污染物的方法。該法對有機物的處理效果較好。 但是，利用光催化氧化會產生一些有害的產物即光化學污染物，所以該方法應用不多。 臭氧氧化 法 臭氧 的強氧化性使得它 能與廢水中的多數(shù)有機物發(fā)生 強 氧化 反應。 在焦化廢水中，可去除 大多數(shù)的揮發(fā) 酚 、 氰 等物質。 但是， 臭氧要現(xiàn)場制備，且制備費用較高，管理不當?shù)脑捯装l(fā)生安全事故。因此，臭氧氧化法 在 給水處理 領域應用較多 ，污水處理應用較少。 Fenton試劑法 Fenton試劑是由亞鐵鹽和過氧化氫 通過一些列的化學反應 組成的強氧化劑， 在一定的 反應條件下，由于 亞鐵離子的催化作用， 會使 過氧化氫會 發(fā)生鏈式反應， 產生大量的 OH 自由基，對于 很 難 生物 降解的有機污染物有良 好的處理效果。適用于低濃度 小 水量難降解廢水 的 處理。 2 焦化廢水 處理 工藝 設計 設計處理水量 平均廢水流量 3000 噸 /天 ，變化系數(shù) kz= 中國礦業(yè)大學 2021屆本科生畢業(yè)設計 第 5頁 設計 進水水質 進水水質 狀況 ： BOD5=1500mg/L SS=300 mg/L 氨氮 500 mg/L CODcr=3000 mg/L 酚 500 mg/L 氰化物 40 mg/L 設計出水指標 出水水質 執(zhí)行 中華人民共和國煉焦化學工業(yè)污染物排放標準 (GB161712021)： BOD5＜ 20 mg/L SS＜ 50 mg/L 氨氮 10 mg/L CODcr＜ 80 mg/L 氰化物 mg/L 酚 石油類 mg/L