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1、同煤集團甲醇項目廢水處理設計方案山西省聚力環保集團有限公司2011年08月16日甲醇廢水處理工程技術方案第一章、概述甲醇是一種重要的化工產品。在甲醇生產過程中，由精餾塔底排出的約為甲醇產量20%（甚至更高比例）的蒸餾殘夜，通常稱為甲醇廢水。甲醇廢水具有強烈的刺激性氣味；CODcr高達數萬mg/L，其主要成分為甲醇，乙醇，高級醇及醛類；還含有一些長鏈化合物，當廢水冷卻時以有色蠟狀物析出。生產過程中廢水產生源有造氣洗滌廢水、變換冷凝液、脫碳冷凝液、酸性氣體脫除分離水、壓縮分離水、甲醇精餾釜殘液、空分分離水、分析化驗廢水、車間沖洗水、生活污水、軟水站酸堿廢水、軟水站含鹽廢水、循環水系統排水。其中變換2、冷凝液和脫碳冷凝液補入造氣洗滌水，軟水站酸堿排水復用于出渣補水，軟水站含鹽廢水和循環水系統排水直接外排，造氣洗滌廢水經過預處理措施后排入污水處理站處理，三塔回收塔精餾工藝的應用使得甲醇精餾釜殘液中甲醇含量小于0.05，CODCr濃度大大降低，與其它的廢水一起送入污水處理站處理。入水水質：CODCr為400500mg/L、BOD5為180280mg/L、NH3-N為70120mg/L、總氰化物為3.55mg/L。甲醇廢水凈化處理工程項目，是一項重要的環保工程。為保護環境，防止甲醇廢水污染，保護水資源，要求對甲醇廢水進行全面治理，要求污水處理后達到規定的排放標準排放。現新建甲醇廢水處理系統1套。第3、二章、設計依據、規范、范圍及原則2.1設計依據及規范 建設單位提供的污水水質、水量和要求等基礎資料； 地表水環境質量標準（GB3838-2002）。 室外排水設計規范（GB50014-2006）。 城市污水處理工程項目建設標準 城市污水處理廠污水污泥排放標準CJ302593 民用建筑電氣設計規范GB/T1692 工業企業設計衛生標準TJ3679 工業采暖、通風及空氣調節設計規范TJ1975 給水排水工程結構設計規范GBJ6984 工業與民用10千伏及以下變電站設計規范GBJ5383 低壓配電裝置及線路設計規范GBJ5483 其它相關設計與施工規范 國內外處理同類型污水的技術參考資料。2.2設計4、范圍（1）甲醇廢水處理工程建設的必要性和可行性。（2）甲醇廢水處理工程建設規模與主要設計指標。（3）甲醇廢水處理站建設地址。（4）選擇污水處理站的污水處理工藝技術，確定主要建、構筑物的尺寸及主要設備（含電控設備）設計選型。（5）污水處理站的總平面布置及工藝流程（包括高程）。（6）污水處理工程建設的投資和技術經濟分析。（7）建設工期和工程進度安排。（8）主要技術指標和效益分析。 污水處理與利用調查研究污水的水質水量變化情況，選擇技術成熟、經濟合理、運行靈活、管理方便、處理效果穩定的方案。 污泥處理與處置污水處理過程中產生的污泥，應進行穩定處理，防止對環境造成二次污染，并妥善考慮污泥的最終處置。25、.3設計原則（1）嚴格遵守我國對環境保護、工業污水處理制定的法律、法規、標準和規范。（2）服從總體規劃要求，合理選擇廠址，合理布置排水管網系統。（3）根據企業的實際情況，因地制宜，按照占地少、投資省、運行費用低、處理效果好、工藝技術先進的原則選擇污水處理技術。（4）注重環境保護，盡可能減少污水處理站對周圍環境的影響。（5）要求污水處理站布局和占地面積合理，與周邊環境協調一致。（6）要求實施方案中各廢水處理單元管理簡便，安全實用，生產環境和勞動條件良好，處理場地清潔衛生，無二次污染。（7）要求污水處理系統投資經濟合理，運行費用低。（8）要求甲醇廢水處理站技術先進，運行穩定可靠，能達到我國現行生產6、技術標準要求。第三章、工藝路線的確定3.1處理方法比較甲醇廢水中大量的污染物是溶解性的醇類等，這類物質具有良好的生物可降解性，處理方法主要是生物氧化法。有以下幾種常用方法處理甲醇廢水。（一）序列間歇式循環活性污泥法（CASS）處理工藝 CASS屬于序列間歇式活性污泥法（SBR）工藝的一種變形，工藝特點的大部分與傳統SBR相似。CASS工藝最大的特點是連續進水，間歇排水。為了提高廢水的可生化性和防止污泥膨脹，一般設有生物選擇器或預生物反應器。 與普通活性污泥法相比，CASS工藝流程簡單，占地面積小，投資較低；處理效率高，出水水質好；運行靈活，適合分批建設。但是工藝本身也存在一些不足，如運行管理較7、復雜，關鍵設備潷水器故障率高。CASS工藝周期排水量僅為有效容積的1/3，一般情況下要求最少設置兩池，因此處理裝置容積閑置率較高。另外，由于排水為間歇方式，因此使CASS工藝與后續處理設施銜接較困難，通常要增加中間水池和提升設備。 CASS工藝目前在國內多用于生活污水和一些可生化性較好的工業廢水，如食品工業廢水等。但CASS工藝對氨氮的去除效率一般。據國內研究應用CASS工藝較多的總裝備部工程設計研究總院環保中心的研究資料顯示，當進水氨氮大于100mg/L時，出水氨氮的濃度超過50mg/L，氨氮去除率小于50%。為了增加脫氨效率，工程實際中增加了水解酸化池和污泥回流系統，使廢水處理系統投資增加8、，運行費用升高，管理難度加大。（二）汽化法處理工藝汽化法處理甲醇廢水是依據廢水中醇類沸點低的物理特性，利用生產中普遍有的廢熱鍋爐作為熱源，汽化低沸點有機物，然后進造氣爐用于制造原料氣，達到治理廢水與回收原料的雙重目的。該方法流程簡單，易于控制和管理，但由于甲醇殘夜是一種多組分組合廢水，對造氣氣體質量是否有影響仍是、有待于確定和考察；甲醇廢水隨生產工藝而定，或呈偏酸性，或呈偏堿性，對設備都有腐蝕作用，應考慮全系統防腐。（三）厭氧好氧聯合處理技術 厭氧處理技術是一種有效去除有機污染物并使其碳化的技術，它將有機化合物轉變為甲烷和二氧化碳。對處理中高濃度的甲醇廢水，厭氧比好氧處理不僅運轉費用低，所需反9、應器體積更小；能耗低，約為好氧處理工藝的10%15%；產泥量少，約為好氧處理的10%15%；對營養物需求低；既可應用于小規模，也可應用大規模。厭氧法的缺點式不能去除氮、磷，出水往往不達標，因此常常需對厭氧處理后的廢水進一步用好氧的方法進行處理，使出水達標。常用的厭氧反應器有UASB、AF、FASB等，UASB反應器與其他反應器相比有以下優點：沉降性能良好，不設沉淀池，無需污泥回流不填載體，構造簡單節省造價由于消化產氣作用，污泥上浮造成一定的攪拌，因而不設攪拌設備污泥濃度和有機負荷高，停留時間短同時，由于大幅度減少了進入好氧處理階段的有機物量，因此降低了好氧處理階段的曝氣能耗和剩余污泥產量，從而10、使整個廢水處理過程的費用大幅度減少。（四）A2/O法 A2/O的處理機理是硝化與反硝化作用。硝化作用就是廢水中的氨氮在有氧條件下通過硝化菌作用，將氨氮氧化成NO2和NO，同時降解廢水中的氰等有機物。反硝化作用就是在缺氧的條件下，通過脫氮將硝化反應所產生的NO2和NO中的N還原為N2排入大氣，達到脫氮的目的，同時降解有機物。該工藝在國內焦化廠應用較多，廢水處理效果較好。（五）固定化微生物曝氣生物濾池(Gaia-BAF)生物處理工藝 Gaia-BAF工藝是在吸收國內外曝氣生物濾池優點的基礎上，采用高效微生物及固定化微生物技術發展而成的污水處理新工藝。與傳統的曝氣生物濾池相比，Gaia-BAF采用一11、類高效懸浮大孔載體，與傳統載體相比，該載體比表面積大(350000m2/m3)，孔隙率高(96%)。同時，通過分子設計，向載體中引入大量的活性和強極性基團并通過固定化技術，將大量變異菌和酶制劑牢牢固定在載體上，單位體積生物量可高達40g/L，固定化微生物后的載體平均濕密度為1.00g/cm3，在水中呈懸浮狀。由于采用固定化技術，微生物不易脫落，既提高了生物濃度，又避免了堵塞，相對于傳統活性污泥工藝來說，省去了二沉池和污泥回流，污泥量減小95%以上。 濾池采用新型懸浮載體，微生物通過固定化技術，固定在大孔載體上，具有生物負載量大、接觸均勻、傳質速度快、廢水基質降解速度快及停留時間短的工藝特點。 12、微生物采用高效復合微生物及酶制劑，這種復合菌是對自然微生物的強化與提高，其優點是：馴化速度快，對有機物的降解速度快，剩余污泥少，耐沖擊負荷強，單位體積微生物含量可達30-50億個/g，因而污染物去除率高、速度快，在低溫下仍具有較好的生物活性。 Gaia-BAF中的曝氣系統采用Gaia-ADS高效曝氣系統，該系統克服了傳統曝氣系統的許多缺點，具有傳質均勻、氧利用率高（25%以上）、能耗低、壽命長及易于施工等優點。Gaia-BAF還具有在高進水負荷下出水穩定的優點，污染物去除量及去除率均隨進水濃度的提高而增加，即在一定濃度范圍內去除率隨COD容積負荷的增大而升高，表現出Gaia-BAF具有耐沖擊負13、荷的優異性能。因此，采用Gaia-BAF工藝，可使裝置容積大大減縮小，從而減少土地占用面積，降低工程造價。在Gaia-BAF工藝中，依據載體性能可維持生物的多樣性，使好氧、厭氧、兼性菌同時存在，提高了去除有機物的廣譜性，尤其在去除NH3-N和總氮方面具有獨特的優點。3.2處理方法確定綜上所述，Gaia-BAF工藝同時兼有活性污泥法、生物膜法和固定化微生物的長處, 吸收了生物流化床的傳質速度快的優點，因而使得整個污水處理工程的基建投資減少，運行費用降低，處理效率提高，占地面積大幅減小。不會對環境造成二次污染。故本次設計采用Gaia-BAF法處理甲醇項目污水，工藝流程圖如下所示第四章、工藝流程及主14、要構筑物簡述4.1工藝流程各種生產廢水和生活污水首先流入調節池，均化水質調節水量，然后進初沉池；初沉池的出水由泵提升進入冷卻塔；冷卻塔采用角形橫流式低噪音冷卻塔；廢水經過降溫處理后自流進入GAIA-BAF池進行生化處理。經Gaia-BAF池處理后的出水溢流到集水槽，通過管道送至接觸消毒池，經深度處理后復用。復用后的各項水質指標均達到污水回用設計規范中再生水用作冷卻用水的水質標準值。4.2主要構筑物簡述Gaia-BAF池內采用一類高效懸浮大孔載體，與傳統載體相比，該載體比表面積大(350000m2/m3)，孔隙率高(96%)。同時，通過分子設計，向載體中引入大量的活性和強極性基團并通過固定化技術15、，將大量變異菌和酶制劑牢牢固定在載體上，單位體積生物量可高達40g/L，固定化微生物后的載體平均濕密度為1.00g/cm3，在水中呈懸浮狀。由于采用固定化技術，微生物不易脫落，既提高了生物濃度，又避免了堵塞，相對于傳統活性污泥工藝來說，省去了二沉池和污泥回流，污泥量減小95%以上。 濾池采用新型懸浮載體，微生物通過固定化技術，固定在大孔載體上，具有生物負載量大、接觸均勻、傳質速度快、廢水基質降解速度快及停留時間短的工藝特點。 微生物采用高效復合微生物及酶制劑，這種復合菌是對自然微生物的強化與提高，其優點是：馴化速度快，對有機物的降解速度快，剩余污泥少，耐沖擊負荷強，單位體積微生物含量可達30-16、50億個/g，因而污染物去除率高、速度快，在低溫下仍具有較好的生物活性。 Gaia-BAF中的曝氣系統采用Gaia-ADS高效曝氣系統，該系統克服了傳統曝氣系統的許多缺點，具有傳質均勻、氧利用率高（25%以上）、能耗低、壽命長及易于施工等優點。Gaia-BAF還具有在高進水負荷下出水穩定的優點，污染物去除量及去除率均隨進水濃度的提高而增加，即在一定濃度范圍內去除率隨COD容積負荷的增大而升高，表現出Gaia-BAF具有耐沖擊負荷的優異性能。因此，采用Gaia-BAF工藝，可使裝置容積大大減縮小，從而減少土地占用面積，降低工程造價。在Gaia-BAF工藝中，依據載體性能可維持生物的多樣性，使好氧17、厭氧、兼性菌同時存在，提高了去除有機物的廣譜性，尤其在去除NH3-N和總氮方面具有獨特的優點。第五章、技術特點綜述5.1技術特點1）生化降解速度快，處理效果好，出水質量高。該技術采用先進的生物活性分子固定化技術，將高效微生物固定在特制的大孔網狀載體上，使微生物的負載量比傳統生物處理工藝提高了1020倍。所以，生化降解速度快，處理效率高，出水水質好。（2）微生物活性高、繁殖快、適應性廣、降解能力強。該技術所添加的B系列高效微生物復合微生物制劑，適應性強，可適用于各種不同水質的污水，生物活性高，對人工合成的化學物質降解速度快，降解能力強，用量少，繁殖快。與傳統生物處理方法相比，該微生物對污水中有18、機物的降解速度比傳統方法提高100倍。（3）占地小、投資少、運行成本低。采用該技術后曝氣池的體積是普通曝氣池6080% 。曝氣池污泥量是傳統生物處理工藝的35%，可以取消或減少污泥消化系統。并因固定化微生物的過濾作用，可省去第二次沉淀池。因此，采用該技術進行污水處理，占地面積小，可大大節省基建費用。同時，由于微生物被固定在載體上，防止了微生物的流失，減少了微生物用量，提高了生物處理效率，建成后的運行成本也大大降低。與傳統污水生物處理工藝相比，可節省基建投資30%，降低運行成本3050%。（4）對難降解有機物和氨氮有獨特的效果。該技術對目前傳統生物方法認為不可降解的污染物有獨特的處理效果，出水C19、OD值低，且不需要反沖洗；運行過程中載體內部存在著良好的厭氧區微環境，使其內部形成無數個微型的反硝化反應器，故而造成在同一個反應器當中同時發生氨氧化、硝化和反硝化聯合作用，對氨氮的去除效率達99.0%以上；同時，通過控制各級Gaia-BAF反應器的運行參數，造成宏觀好氧及厭氧環境的存在，有利于聚磷菌的釋磷和過度攝磷，保證了磷的去除。（5）抗沖擊負荷能力強。載體材料表面所生長的生物量通常為18-25g/L，最高達到40g/L，是普通生物膜法的1.5-2.0倍，是傳統活性污泥法的10-20倍，并且微生物與載體結合牢固，不易脫落，不易流失，高負載的生物量保證了Gaia-BAF反應器去除污染物的高效和20、穩定。（6）污泥生成量少，不產生污泥膨脹的危害，能保證出水水質。由于采用固定化微生物載體，厭氧和好氧同時存在，微生物呈現分層和分群現象，生物鏈長，污泥產生量極少。（7）該技術還能去除污水中的無機離子和重金屬離子，運行過程中不產生臭味，能驅除池蠅，美化環境。（8）該技術運行管理方便。不需污泥回流，運行管理簡單；設備可停可轉，即使設備停運一年，啟動也只需恢復曝氣一周即可，無須專人管理。 （9）本技術可建成一體化的設備或建成地埋式設備（或池子），加蓋后可恢復種草坪等綠化功能。5.2工藝綜述Gaia-BAF工藝無需二沉池，設備投資少，總投資相應也較少；不需要污泥回流，曝氣量比活性污泥法低30%-40%，投加藥劑量相對其他處理方法較低；出水各項指標可穩定達到SS15mg/L，BOD10mg/L，COD40mg/L，NH3-N5mg/L；可承受日常沖擊負荷，并且在低溫條件下運行穩定。Gaia-BAF工藝采用連續進水系統，可根據出水水質實現供氧量和反沖洗的自動調節和控制；該工藝污泥產生量極少；基本無臭味，對環境影響很小；設備和管道布置緊湊，采用ADS管曝氣，不堵塞，維護量較小。Gaia-BAF工藝濾池成組布置，數量較多，停一個濾池進行依次大修對出水水質和出水量影響很小；模塊結構化，擴建容易，所需占地和土建工作量很小，工期較短。