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1、同煤集團年產60萬噸甲醇項目污水處理工程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。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?，F新建甲醇廢水處理系統1套。第二章、設計2、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）。 城市污水處理廠附屬建筑和附屬設備設計標準CJJ3189 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 3、國內外處理同類型污水的技術參考資料。2.2設計范圍（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4、環境造成二次污染，并妥善考慮污泥的最終處置。2.3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5、理站技術先進，運行穩定可靠，能達到我國現行生產技術標準要求。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） 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6、用，應考慮全系統防腐。（二）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7、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，從而使整個廢水處理過程的費用大幅度減少。3.2處理方法確定本次處理采用“UASB+好氧”方法處理甲醇廢水，采用的一體化厭氧反應器是最新研制的UASB型設備，抗負荷能力強，處理效果十分顯著。容積負荷達到6.0-11.0kgCOD（m3/d），進水COD達到8000mg/L以上，出水COD值穩定在200-300mg/L之間，為后續好氧處理做出良好鋪墊。該UASB+好氧工藝流程圖如下：第四章、主要構筑物及8、運行過程簡述4.1主要構筑物簡述4.1.1調節池調節池主要作用是均化水質，調節水量。高濃度來水和一體化厭氧反應器的出水回流混合可有效調節廢水的PH值，使其保持在6.0左右。4.1.2一體化厭氧反應器一體化厭氧反應器是新型UASB設備，是專門針對高濃度有機廢水而設計的。它基于兩相厭氧生物降解的原理，在同一個反應器中通過內部結構的變化，實現產酸和產甲烷的兩相分離，從而保持這兩大類微生物的生物活性，使二者在各自的最佳生長繁殖條件下，以最高的反應速度達到最好的運行效果。4.1.3好氧反應器 在好氧反應器中內置一種有機填料，可使混合液在其內部交叉流動，并使微生物在填料表面掛膜，從而有效強化污水與微生物膜9、之間的傳質速率，提高氧的利用率，加快反應速度。4.2主要構筑物運行過程一體化厭氧反應器的運行過程4.2.1接種污泥反應器中產酸相的接種污泥可部分采用污水處理廠二沉池排放的好氧活性污泥，另一部分采用化工廠脫水后的厭氧污泥。產甲烷相的污泥全部取自化工廠的厭氧污泥。裝泥時，向兩反應器加入適量過濾后的新鮮糞便作為營養。4.2.2污泥培養馴化期馴化期間為使菌種恢復活性并逐步適應新的水質，采取間歇進水。進水COD控制在1000-2000mg/L，進水流量為日常廢水流量左右。最初進水0.5h，隨后增加至1h，使反應器出水COD維持在400mg/L左右，當來水水質穩定后逐步延長進水時間。4.2.3逐步提高負荷10、期約45d后系統開始連續進水，并逐步提高系統負荷。這一階段依靠增加進水流量和濃度來提高進水負荷。進水COD由2000mg/L提高至8000mg/L。經過兩個月左右的運行，反應器負荷達設計要求，并且具有很大潛力。反應器內污泥先由原來小顆粒狀的固體污泥溶解成絮狀，并逐步變成密實、表面有光澤的顆粒污泥，污泥性質發生了明顯的變化。由此，反應器具備了一定的抗沖擊負荷的能力，轉入滿負荷運行階段。4.2.4滿負荷運行期該階段是在保證系統穩定運行和出水水質情況下，進一步提高反應器的容積負荷，充分挖掘反應器潛力，并使出水水質進一步提高。這段時間反應器的進水COD達到15000mg/L，處理量超過設計值50%左右11、。各階段運行情況見下表一體化兩相厭氧反應器運行情況及參數運行階段運行時間運行情況及參數污泥培養馴化45d進水為處理水量，COD=1000-2000mg/L，出水COD在400mg/L左右，COD去除率達85%以上，反應器運行半個月后，水封即開始冒氣，出水清澈，反應器內污泥小部分已溶解，但大部分呈固體顆粒狀逐步提高負荷期55d進水略高于設計處理水量，COD=2000-8000mg/L，出水COD在300-400mg/L之間，COD去除率在90%-95%之間，產氣量逐步增大并隨進水負荷變化，后期反應器跑泥，出水呈黑色，污泥基本溶解，部分已顆粒化。滿負荷運行期30d進水略高于設計處理水量，COD=812、000-15000mg/L，出水COD在200-300mg/L左右，COD去除率在95%-99%之間，出水呈微黑色，跑泥很少，反應器底部形成顆粒污泥密實層，顆粒污泥大多由球菌菌團組成。好氧反應器運行過程好氧反應器的接種污泥全部來自污水處理廠的二沉池污泥，在裝泥過程中同時投加經過過濾的新鮮糞便水和適當的氮、磷營養。對好氧池鼓風悶曝3d，污泥恢復活性，此時污泥中原生動物比較活躍，可以進水對污泥進行培養和馴化。 因來水水質變化較大，系統先間歇進水，待出水COD降到200mg/L以下時，逐漸增加進水時間。系統連續進水后，負荷由小到大逐漸增加，然后按設計負荷進水正常控制工藝條件。約經一個月時間，污泥已適13、應新的水質，污泥生物相豐富活躍，各種有機物去除率穩定，培訓基本成功。好氧反應器運行情況及參數見下表好氧反應器運行情況及參數項目啟動初期較低負荷期較高負荷期正常運行期進水流量（t/h）設計進水流量1.5倍進水流量2.0倍設計流量進水流量進水COD（mg/L）200-300300-500600-900200-400出水COD（mg/L）120-140100-130120-14040-80去除率（%）40-6065-7580-8570-85第五章、工藝要點綜述5.1厭氧處理種泥選擇要得當化工廠脫水后的厭氧顆粒污泥已基本能適應化工類廢水的特點，作為種泥在馴化期能迅速完成基質轉換，維持反應器高負荷運作。14、所以在厭氧處理段選取接種污泥時優先考慮。種泥濃度適宜 接種污泥的濃度應隨污泥性質和反應器結構而變化，一般來說污泥接種量過多或過少都不可取。就反應器來說，污泥接種量又有所不同，一體化兩相厭氧反應器采用水力噴射攪拌且內置特殊結構填料，能有效防止污泥流失，所以可以適當增加污泥接種量，這有利于系統快速平穩啟動。水質、水量的調節由于來水水質、水量波動大，所以經一體化反應器的出水大部分循環回流，從而在把進水負荷降低一個數量級的基礎上，有效調節水質水量，同時可節省營養鹽的投加量，降低運行成本。營養條件的控制 在啟動初期為使反應器內微生物盡快恢復活性，特加糞水作為營養，并在啟動中期適量補加。運行過程中，通過投15、加營養鹽（尿素，磷酸鈉等）補充N、P營養，維持C:N:P=（100-500）：5：1左右，以刺激細菌的生長繁殖。正常運行時營養鹽基本不加。設備選擇正確一體化兩相厭氧反應器是專為高濃度有機廢水設計的，反應器性能優良、操作簡單、自動化程度高。運行結果證明，該反應器對高濃度含甲醇廢水進行預酸化處理，為甲烷菌對底物的轉化提供了有利的條件和環境，所以說該反應器是一針對性、實用性都很強的設備。5.1好氧處理運行維護及時合理 好氧反應器在運行過程中應注意來水和氣溫的變化。來水負荷急速增高易造成污泥中毒、解體等現象。污泥中毒解體時應及時調整進水負荷，進行營養維護，必要時停止進水悶曝一段時間。進水負荷和氣溫的變16、化易造成污泥膨脹，產生大量泡沫。通過投加絮凝劑可有效改善污泥沉降性能，結合加大二沉池排泥力度、調節曝氣量等措施，可控制污泥膨脹。通過控制曝氣量可有效控制泡沫，投加消泡劑也是快捷有效的方法。設備性能優良 好氧反應器的處理能力，抗沖擊能力非常強，對高、低負荷的水都有很高去除率。5.3工藝綜述一體化兩相厭氧反應器的處理效果十分顯著，容積負荷達到6.0-11.0kgCOD/（m3/d），進水COD達到6000mg/d以上，運行期間無論進水負荷有多大波動，出水COD值都在200-300mg/d，甚至更低。好氧反應器通過對厭氧反應器出水的進一步處理，能有效保證最終出水達到排放標準。 整套厭氧好氧工藝搭配合理，能充分發揮兩相厭氧反應器處理負荷高，抗沖擊能力強的優勢，利用好氧反應器對高、低負荷皆可適應的特點對厭氧出水進行深度處理，提高了出水水質。該工藝自動化程度高、操作簡單、運行穩定，整個工程具有投資少、效益高、有效利用空間、節省占地、易于維護等特點。山西省聚力環保集團