精细化工废水处理技术方案

初步设计方案书

设计编号：F Y H B-08-12-10

项目名称：5.0吨/天苯甲酸废水处理工程

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目录

第一章工程概述 (03)

第二章设计依据 (04)

第三章设计原则 (04)

第四章设计范围和内容 (05)

第五章设计处理规模及排放标准 (05)

第六章废水处理工艺流程设计 (06)

第七章废水处理预期效果及水量变化 (09)

第八章废水处理主要构筑物及设备设计参数 (10)

第九章用电负荷及电气控制........................................ .. (11)

第十章工程总投资估算 (12)

第十一章运行成本估算 (14)

第十二章环境效益分析 (14)

第十三章质量和售后服务 (14)

设计：

审核：

批准：

第一章、企业简介

1.1 工程概况：

某化学科技有限公司拥有国内最大的对叔丁基苯甲酸系列生产车间，目前年产对叔丁基甲苯5000吨，对叔丁基苯甲酸3000吨，对叔丁基苯甲酸甲酯1200吨。产品广泛应用于化学合成，工业复配添加，化妆品、药品，香精香料等领域，销往世界各地，深受海内外客户的好评。目前，每天将产生5.0吨的高浓度有机废水，该废水COD浓度高，抗氧化性好，可生化性差。因此三废问题严重影响了企业的发展。企业急需寻找一条既合理又经济的处理方法。

根据《环境保护法》、《建设项目环境保护和管理条例》、《污水综合排放标准》等有关法律法规和厂方的实际情况，该废水经处理后必须达国家一级排放标准。针对该废水的特点，依托我公司的先进技术优势，并结合实际情况提出如下的废水处理工艺方案，供有关部门领导决策参考。

1.2设计单位简介：

设计工程有限公司--是环保集团有限公司控股子公司,依托环保集团科研开发、项目设计、设备制造、项目总承包等强大的整体实力优势，达到了信息、资源的共享；专业承揽大型污水处理及工业废水处理工程。

环保设备厂—是环境设计工程有限公司化工废水处理研究、开发基地。专业从事高浓度有机化工废水处理技术的研究和开发，拥有自主知识产权的高活性铁床微电解、催化氧化等多项高科技环保专业技术和成套设备；同时不断研发出针对各种有机废水的处理技术新工艺，并广泛应用于基础化学、精细化工、日用化工、焦化、石油化工、油汽开采、农药、医药、兽药、炸药、颜料、染料及其中间体废水处理工程，有多项技术填补国内空白，取得了市场较高的声誉。

我们将依靠集团的整体实力，发挥综合优势，力争建成国内一流的环保企业，为人类美好的明天而不懈努力。

第二章、设计依据

业主提供的污水水质、水量等基础资料

室外排水设计规范————————————GBJ14-87

建筑给排水设计规范———————————GBJ15-88

污水综合排放标准————————————GB8976-1996

国家污水综合排放标准——————————GB8978-1996

建筑结构设计标准———————————— BGJ9-89

建筑抗震设计规范———————————— GBJ11-89

混凝土结构设计规范——————————— GJ11-89

给水排水工程结构设计规范———————— GBJ69-84

建筑地基基础设计规范—————————— GBJ17-89

工业与民用供电系统设计规范——————— GB50052-92

城市区域环境噪声标准—————————— GB3096-93

低压配电设计规范——————————— GB50054-95

电力装置的继电保护和自动装置设计规范—— GB50062-92

第三章、设计原则

（1）、将污染源管理、污水达标处理、总量控制与清洁生产等方面有机结合，确保废水达标排放。

（2）、针对该厂污水特点，选用技术先进可靠、工艺成熟稳妥、处理效率高、运转成本低、操作管理方便的污染处理工艺。

（3）、充分利用公司原有治理设施，降低工程投资，降低污染治理成本。

（4）、力求各治理设施布置紧凑，工艺流程顺畅，外型与周围环境协调，尽可能节省用地面积。

（5）、污水处理设施在运行上有较大的灵活性和可调节性，以适应水质水量的变化。（6）、设计时充分考虑污水处理系统配套的减震，降噪，除臭等措施，从而防止对环境的二次污染。

（7）、废水处理配套设施优先选用价格合理的名牌优质产品，确保工程质量和投资效益。

第四章、设计范围及内容

本设计主要包括污水处理达标排放，具体内容包括：

污水站内的污水处理工艺设计，总图布置设计、建构筑物设计、设备选型与非标设备设计、电气设计、给排水设计等。污泥处理工艺设计包括污泥浓缩、脱水等。同时提出清洁生产建议和措施。

第五章、设计处理规模及排放标准

5.1设计处理规模：

设计综合废水的处理规模：水量：5.0m3/d

5.2废水水质状况（表1所示）：

5.3废水经处理后达到国家《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级标准具体相关指标见表2所示

第六章、废水处理工艺流程设计

6.1废水处理工艺流程如下：

达标排放

6.2 废水处理主要工艺说明

6.2.1高活性铁床微电解

高活性铁床微电解，主要利用了铁的还原性、铁的电化学性、铁离子的絮凝吸附三者共同作用来净化废水。

其处理原理而言，即在酸性存在的条件下，铁与炭之间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。

当废水通过含铁和炭的填料时，铁成为阳极，碳成为阴极，并有微电流流动，形成无数个小电池，产生腐蚀。

其相关反应如下：

阳极反应

Fe－2e Fe2+ E0(Fe2+/Fe)= -0.44V

阴极反应

2H++2e H2 E0(H2+/H2)= 0.00V

当有氧气时

O2+4H++4e 2H2O E0(O2)= 1.23V

O2+4 H2O+4e 4OH- E0(O2/ OH-)= 0.40V

上述反应在酸性和充氧的情况下腐蚀最甚并具有如下被证实了的功能：由于有机物参与阴极的还原反应，使官能团发生了变化，改变了原有机物的性质，降低了色度，改善了B/C值；

废水的胶体粒子和微小分散污染物受电场作用，产生电泳现象，向相反电荷的电极移动，并聚集在电极上使水澄清；阳极新生态的Fe2＋经石灰中和生成Fe(OH)2、Fe(OH)3有极强的吸附能力，使水得以澄清；阳极生成的氢气，具有还原性，能将硝基苯还原成苯胺，降低废水的毒性增加废水的可氧化性，利于提高后续氧化法处理效应。

我们之所以选用微电解塔作为预处理是因为它具有以下特点：

（1）微电解塔在长期运行中始终保持高活性，不需经常“活化”，运行质量稳定、可靠，没有“结疤”和“钝化”现象，至今仍高效运行。

（2）微电解塔处理效率高，效果好。一般CODcr去除率在40%～80%左右，同时可改善污水的可氧化性，提高B/C比值0.1～0.3。

（3）微电解塔结构紧凑、新颖、一体化，占地面积小，耗能低。

6.2.2联合催化氧化

本工程核心工艺为臭氧、H202/FeSO4催化氧化

本工艺中的催化氧化从实际上来讲是以FeSO4作为催化剂，H202和臭氧为氧化剂的一个催化氧化反应。也就是我们所说的联合芬顿氧化。它是1894年由Fenton 发现并应用于有机废水的氧化处理，其实质是二价铁离子（Fe2+）和双氧水之间的链式反应催化生成HO?自由基，基本作用原理如下：

Fe2++ H2O2→Fe3++ HO?+OH-

Fe3++ H2O2→Fe2++ HO2?+H+

HO2?+ H2O2→O2+ H2O+ HO?

RH+ HO?→R?+H2O

R?+ Fe3+→R++ Fe2+

R++ O2→ROO+→CO2+ H2O

上述系列反应中，HO?自由基与有机物RH反应生成游离基R?，R?进一步氧化生成CO2和H2O，从而使废水的COD大大降低，在废水pH调至碱性并有O2存在时，还会发生下列反应：

Fe2++1/2 O2+ H2O+OH-→Fe(OH)3

2Fe3++3H2O2+2H2O→2H2FeO4+6H+

2H2FeO4+3H2O2→Fe(OH)3+2H2O+3O2

在一定酸度下，Fe(OH)3以胶体形态存在，具有凝聚、吸附性能，可除去水中

金属铅和金属铬以及部分悬浮物和杂质。

过氧化氢作为一种强的氧化剂可将水中有机的、无机的毒性污染物氧化成为无毒或较易被微生物分解的化合物。但一般说来，对于高浓度难降解的有机污染物，仅用过氧化氢效果并不十分理想。FeSO4的引入则大大提高了过氧化氢的处理效果。对于一般有机废水来讲用H2O2进行催化氧化处理是一种操作简单且十分有效的处理方法。

H202催化氧化具备以下优越性：

（1）高效催化剂的使用提高了反应速率及氧化效率，克服了对有机物氧化的选择性，处理效果好。

（2）氧化剂及催化剂采购制备简便, 投资及运行费用低，与其它处理方法的费用相比，比较低廉。

（3）氧化剂H202为绿色氧化剂，分解后变成H2O和O2，不会产生二次污染，臭氧的加入，从而减少双氧水的消耗量，同时提高了有机物的去除效率。

（4）催化氧化反应在常温常压下进行，反应条件温和，易于操作，设备投资少。（5）催化氧化工艺中的催化氧化装置安装方便，操作简单，运行经济。该工艺最大的优点是可以附加于任何传统处理工艺，因此对高浓度废水原处理工艺的改造有着其他工艺无法比拟的独特优势。

6.2.3 SBR

SBR是序列间歇式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process）的简称，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术，又称序批式活性污泥法。

与传统污水处理工艺不同，SBR技术采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式，非稳定生化反应替代稳态生化反应，静置理想沉淀替代传统的动态沉淀。它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作，SBR技术的核心是SBR反应池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，无污泥回流系统。

SBR工艺这些特殊性使其具有以下优点：

1、理想的推流过程使生化反应推动力增大，效率提高，池内厌氧、好氧处于交替状态，净化效果好。

2、运行效果稳定，污水在理想的静止状态下沉淀，需要时间短、效率高，出水水质好。

3、耐冲击负荷，池内有滞留的处理水，对污水有稀释、缓冲作用，有效抵抗水量和有机污物的冲击。

4、工艺过程中的各工序可根据水质、水量进行调整，运行灵活。

5、处理设备少，构造简单，便于操作和维护管理。

6、反应池内存在DO、BOD5浓度梯度，有效控制活性污泥膨胀。

7、SBR法系统本身也适合于组合式构造方法，利于废水处理厂的扩建和改造。

8、脱氮除磷，适当控制运行方式，实现好氧、缺氧、厌氧状态交替，具有良好的脱氮除磷效果。

9、工艺流程简单、造价低。主体设备只有一个序批式间歇反应器，无二沉池、污泥回流系统，调节池、初沉池也可省略，布置紧凑、占地面积省。

第七章、废水处理予期效果及水量变化

7.1见下表

废水处理予期效果：

单位：（mg/l）

第八章、废水处理主要构筑物及设备设计参数8.1主要构筑物设计参数：

（1）、废水集水池：

利用原水池。

（2）、石灰池：

总容积为10m3。

（3）、絮凝沉淀池

利用原水池。

（4）生化进水池：

利用原水池。

（5）SBR池：

利用原水池。

（6）污泥池：

利用原水池。

（7）其它：

利用原水池。

8.1.2主要动力设备及设计参数：

（1）原废水提升泵：

利用原有

（2）联合催化氧化废水提升泵：

利用原有

（3）生化进水泵：

利用原有

（4）板框压滤机：

X Y10/600-U-I

数量：1台

单台 N=0.75kw

（5） WG25-1螺杆泵

数量：1台

单台流量：Q=1.1m3/h，N=1.1kw, 压力=0.6Mpa （6）生化用罗茨风机：

利用原有

（8）：污泥回流泵：

型号：ZW25-8-15型

数量：1台

单台流量：Q=8m3/h， P=15m H2O N=1.1kw,（9）絮凝剂加药装置：

数量：2套，

单台： N=0.04KW

（10）氧化剂、催化剂加药装置：

数量：2套，

单台： N=0.04KW

（11）高活性铁床微电解装置：

数量：1套，

（12）催化氧化装置：

数量：1套，

（13）控制柜

利用原有

（14）生化用滗水器装置

数量：1套

第九章、用电负荷及电气控制

9.1用电负荷：

本工程总电装机容量： 15.05KW

常用运行容量：9.90KW

9.2电气控制：电气设备设置手动控制方式。

第十章、工程总投资估算10.1土建投资估算：

10.2主要设备投资估算：（按5.0吨/天）

主要设备投资估算：单位：万元序

号名称型号

单

位

数

量

单价合计

备注

1废水提升泵台3--利用原有2罗茨风机台1--利用原有3电控柜台1--利用原有

4螺杆泵WG25-1型台1

0.3

70.3 7

5板框压滤机X Y10/800-U台1

1.3

01.3 0

6絮凝剂加药装置套2

1.0

02.0

UPVC

7污泥回流泵ZW25-8-15型台1

0.3

50.3 5

8氧化剂、催化剂加药装置套2

1.0

02.0

UPVC

9高活性铁床微电解装置

包括预氧化和曝气

池等套1

7.0

7.0

UPVC

10催化氧化装置包括絮凝沉淀池等套1

5.0

05.0

UPVC

11配套管件阀门U-PVC

1.2

0 12SBR用滗水装置

0.8

0 13合计

19.7

5

10、3设计费：0.50（万元）

10、4指导安装费：0.80（万元）

10、5调试费：1.20（万元）

10、6运输费：厂方自负

10.7本工程总投资为:

1.35+19.75+0.50+0.80+1.20=23.60（万元）

第十一章、直接运行成本估算

11.1计算依据：

以日处理5吨原废水计。费用包含：人工费（1人；800元/月）、pH调节药剂费、絮凝药剂费，催化氧化药剂费、电费。

11.2运行成本估算：

1、按照以上计算依据，每吨废水处理运行成本如下：

人工费：1×800/5×30=5.30元/吨废水

絮凝药剂费=0.35元/吨废水

电费 =9.90×0.5×8/5＝7.920元/ 吨废水

氧化剂费用=4.00元/ 吨废水

废水处理总运行成本= 5.30+0.35+7.92+4.00＝17.57元/ 吨废水

第十二章、环境效益分析

1．在生产建设总体规划下，通过废水综合治理的建设达到保护环境，保护水资源的目的。

2.废水处理装置建成后，每年可减少（稀废水）CODcr排放量16.20吨（按300天计），出水达标排放。

3.提高了企业形象和环境质量，提高了职工的健康水平，促进了企业经济的可持续发展。

第十三章、质量及售后服务

1．本公司具备设计、制造、施工、安装、调试的资质和能力，可以为用户提供技术咨询、工程设计、技术改造等服务。

2.本公司提供的设备和产品质保期为一年，质保期内在正常使用情况下设备及产品出现质量问题我公司负责免费维修。

3.免费为用户代培操作工，直到能独立操作为止，同时对整个废水处理工程提供技术指导，。

4.本公司还可根据现场具体情况进行补充试验和设计方案优化。

2008-12-16