托克逊能源重化工工业园区污水处理工艺调整说明 20页

托克逊能源重化工工业园区污水处理厂高级氧化系统技术文件20\n1、方案简介经过论证，膜池（MBR）之前的工艺流程满足环评及处理工艺要求，无需调整，本次方案仅针对深度处理工艺进行适当调整以满足环评中关于微废处理的要求。原设计工艺为：预处理（粗格栅+进水提升泵房+细格栅+旋流沉砂池+事故调节池）、一级处理（混凝沉淀池）、二级生化处理（水解均质池+AO生化池）、深度处理（MBR膜池+臭氧氧化+活性炭过滤）、消毒处理（次氯酸钠消毒）。调整深度处理工艺后工艺流程为：预处理（粗格栅+进水提升泵房+细格栅+旋流沉砂池+事故调节池）、一级处理（混凝沉淀池）、二级生化处理（水解均质池+AO生化池）、深度处理（MBR膜池+UV(紫外线）/H2O2（双氧水）/O3臭氧高级氧化）、消毒处理（次氯酸钠消毒）。2、调整工艺简介经过膜池后COD为80mg/L,由于B/C比较低，通过常规的工艺很难将COD降至30mg/L以内，以下进行详细工艺分析。UV/H2O2/O3高级氧化技术采用O3、H2O2等与UV结合的工艺技术又可在去除COD的同时起到杀菌的作用，达到出水标准一级A对粪大肠杆菌数的要求，减少了终端消毒设备的投资及运行成本。因此，本项目深度处理建议采用UV/H2O2/O3高级氧化技术。二沉池出水O3预处理排放H2O2ORP在线监测ORP在线监测MBR膜池光催化高级氧化H2O2UVO320\n高级氧化工艺分两个处理段：臭氧预氧化反应段、高级氧化反应段；臭氧预氧化反应段主要将难降解的大分子有机物分解为易降解的小分子物质便于进一步矿化处理；高级氧化反应段主要利用UV光催化系统，激发H2O2及O3产生具有极强氧化性的羟基自由基，提高反应速率，可将难降解有机物质氧化，发生断链、开环等多种反应，进一步降低COD。高级氧化系统的构成目前，污水厂进水以本项目园区大部分企业尚未建成投产，处理水质具有一定的不确定性，需根据实际处理水质进行中试试验确定实际的投加量，以下为根据水质特性及运行经验进行的设备配置。臭氧发生系统针对处理量2万t/d污水处理量，进水COD为80mg/L，配置25Kg/h的臭氧发生器系统3套（2用1备），并配套相应的设备内部的管路连接、控制系统等。1）臭氧发生系统臭氧发生器每台基本配置如下：--1个臭氧反应器--1台电源装置（调频器）--1台变压器及电感--1个控制柜--1套PLC系统及人机对话界面--其他配套的仪表和阀门配套的仪表和阀门至少应包含臭氧浓度仪、臭氧流量计、氧气入口电动或气动阀、臭氧出口电动或气动阀、臭氧反应槽安全阀、带开关的冷却水流量仪，并应把它们安装在和臭氧反应槽在一起的一个整体的单元内，以便安装。单套臭氧发生量（O3浓度：≥10wt%，冷却水入口温度≤25℃）：臭氧产量≥20kg/h，发生器的单位电耗不高于7.5kWh/kgO3。2）冷却水循环系统20\n臭氧发生器的冷却系统必须采用闭环冷却循环系统，内循环水必须采用纯水。闭环冷却水循环系统由板式热交换器、冷却循环水泵、压力平衡罐、仪表、阀门、管路及管件系统等组成。内环循环水管路上必须包含以下监测仪表，但不限于：压力表，温度计，流量计。闭环冷却水系统板式热交换器、压力平衡罐应采用进口品牌。板式热交换器材质应采用不低于不锈钢304。3）臭氧投加系统臭氧扩散装置采用原装进口氟橡胶膜片微孔曝气盘或钛板微孔曝气盘。臭氧扩散装置的布气应均匀，臭氧转移效率应≥90%，曝气器应具有防堵塞、防板结功能。安装曝气盘的布气管应设计排水结构，保证正常工作时布气管内不积水。4）臭氧尾气破坏器臭氧尾气破坏装置安装在臭氧接触池上，采用带电加热的催化触媒破坏方式，尾气破坏器的处理能力按照满足全部臭氧发生器工作时的规模要求。臭氧尾气破坏装置应能处理浓度达到2wt%的臭氧尾气，设计气量应与臭氧发生装置的最大设计气量一致，尾气破坏装置的出口气体臭氧浓度应小于0.1ppm。尾气破坏后的设计1套检测仪，当排放浓度超标时，应向PLC控制柜发出报警信号，人工检查排除原因。在臭氧尾气破坏装置前应配置除雾器，用于除去尾气中的水份。在臭氧尾气破坏装置前后，应设置尾气臭氧浓度检测取样口，以备测定臭氧扩散装置的性能以及臭氧尾气破坏装置的性能。臭氧尾气破坏器、除雾器及风机应整体安装于支架上，并配置相关管道及电缆。5）电气控制系统20\n臭氧车间控制系统采用人机对话界面，显示所有操作、故障和主要状态，启动发生器、按要求自动调节臭氧生产等。臭氧车间控制系统主PLC要求实现主PLC控制系统控制臭氧发生器、尾气破坏器以及包括空压机、水泵等所有配套的系统设备，并能根据需要在某一台设备故障时自动启动备用机。控制系统的基本技术要求：a能根据水流量（流量信号招标人提供）及人工设定，自动调节臭氧产量。b启动或停止臭氧发生器。c能改变进气量及每台臭氧发生器的功率以达到控制臭氧产量要求。d能对氧气及臭氧泄漏报警反应，并自动关机。e能对系统产生的废臭氧进行自动破坏。f能对发生器系统故障迅速作出反应。g能根据要求控制冷却水系统。h能根据要求控制气源通断。i能根据每套设备的运行及报警情况，自动选择开启备用机。主要的工艺控制参数：a臭氧发生器出口的臭氧浓度。b臭氧投加的流量。c通过臭氧发生器的气体流量。d臭氧发生器压力、温度及其它所有参数。e进气露点。f关键点的压力及温度信号。高级氧化光催化系统20\n本项目设计紫外线光催化高级氧化系统采用模块式结构，置于污水处理厂高级氧化反应池顶部，用于污水处理厂终端COD深度处理。系统采用分组、分模块控制，当检查或对灯管、镇流器进行维修时，不影响其它模块的工作。安力斯提供完整配套的光催化高级氧化系统，包括：紫外灯模块组（紫外灯管、石英套管、模块机架等）、模块安装维护支架、紫外线强度监测系统、低水位传感器、系统控制中心、镇流器柜、自动清洗系统、清洗驱动系统。可以完成所有正常光催化、运行、监测及控制等功能。1、设计参数1.依据指标：²设计流量：833.3t/h²SS：<10mg/L²平均固体颗粒尺寸：30microns，最大值²紫外透光率@253.7nm：≥60%2、供货范围针对本项目，共配置了24套6KW的紫外光催化反应模块，并配套相应的清洗、驱动和控制系统。详细配置如下：Ø紫外模块组（模块机架及其密封件等）：24个模块Ø灯管、镇流器：24组Ø石英套管：24组Ø紫外线强度监测系统：4套Ø钢结构系统：4套Ø自动清洗系统：4套Ø镇流器柜：4套Ø系统控制中心1套20\nØ臭氧集气罩及支撑结构4套3、技术说明3.1系统优势模块采用立式安装，灯管与渠道平面垂直，来水通过上下翻水形式，保证所有臭氧、双氧水都能够被紫外线照射到，即使在单支灯管出现故障的情况下，也不会出现被漏照的情况。每个模块的灯管可以逐排控制，即在水质较好或者水量较小的情况下，可以关闭其中的一排或者几排灯管，在保证光催化效果的前提下，最大限度地节约能耗，降低系统运行成本。紫外线高级氧化设备中所有暴露在紫外光及臭氧中的电缆其表面都涂有防紫外线的Teflon保护层。系统具备在线机械自动清洗系统，以清洗石英套管壁附着的物质，清洗时不影响系统的正常工作，清洗频率可在现场由操作人员自定，在1次/小时－500次/小时可调；采用气压驱动方式，洁净环保，避免采用液压驱动漏油产生二次污染的情况发生；定期进行人工化学清洗，保证清洗的针对性，同时清洗后的废水可重新排放置前端的污水井，无在线化学清洗的污染产生。所有灯管的密封端不浸入水中，在灯管检修时，可以直接将单个灯管取出，而不需将模块从水中整体取出,减轻了工程维修、维护的工作量。3.2系统描述模块机架组1)紫外线模块的安装垂直于渠道平面，同时垂直于水流方向。2)每只灯管放置于各自的石英套管中。模块的控制依据是逐行控制，不但能够节约电耗，而且能够延长灯管的使用寿命。3)每套模块使用316L型不锈钢材质，采用电抛光，密封等级达到：水上部分不低于IP65，水下部分不低于IP68。20\n1)手动清洗时，模块时可由起吊装置从渠道中取出。2)灯管的更换可以在不影响系统运行的情况下，并在很短的时间里完成，模块不需从水中取出。3)电力连接系统设计在水面以上，同时，设计的系统也是防水的，保证系统不会发生漏电现象。4)每根紫外灯管置于一根石英套管内，套管的一端为闭口端，另一端由灯管密封结构密封。闭口端置于水下，开口端密封在渠道上方的控制柜中，防止因套管损坏导致进水的情况。5)所有暴露在紫外线光线下的材料为304不锈钢、316L不锈钢、214型石英、合成橡胶、EPDM或者有TEFLON涂层。紫外灯管1)紫外灯管波长设计针对双氧水及臭氧具有催化能力最强的光谱，波长范围为180-400nm。2)在紫外灯+H2O2+O3处理过程中，高性能紫外灯放射出高能量的紫外线，通过一个石英晶体管进入被污染的水体。同时，加入氧化剂—H2O2/O3，在紫外线的照射下被激活，产生一种氧化性极强的氧化性基团，称为羟基自由基（•OH）。3)电路连接部分只在灯管一端，更换灯管时无需将模块吊起，也不用拆除石英套管，可从模块上端控制箱内直接更换，维护方便。4)所有灯管彼此互相平行且为呈梅花形均匀排列，灯管与渠道平面垂直，截面呈梅花状的灯管的安装方式，保证不会出现水体被漏照的情况。5)所有套管的密封端不浸入水中，在灯管检修时，便于直接将单个灯管取出，而不需将模块从水中整体取出进行更换。本项目中配套的UV光催化模块采用垂直的安装方式，更换时只需将去掉模块后端的卡子和橡胶套，然后拧开锁紧螺母（连接石英套管一端的锁紧螺母），把灯管与灯座分离，即可将紫外灯、石英套管从模块机架中取出，而无需将紫外模块整体吊出。20\n1)整个模块框架的正上方设计有一个顶板，能防止发生意外时紫外线辐射到明渠外，以及降低配电中心所受日光辐射量。石英套管1)灯管套管为GE214型纯净石英管，石英套管的紫外光透光率大于90%。2)石英套管为一端开口，置于镇流器柜内；置于水下的另一端为自然闭口。3)密封等级：IP68。电子镇流器1)电子镇流器由微处理器控制，提供每支紫外光灯的工作状况并且把信息输送到控制系统的数据采集电路板。2)最高环境温度：50℃。3)若任何一支紫外灯管自熄灭，电子镇流器会自行再启动两次。4)系统采用分组、分模块控制，当检查或对镇流器进行维修时，不影响其他模块的工作。紫外探测系统浸在水体中的紫外线传感器可以实时监测每个模块组的紫外线强度变化，该系统在出厂前由我方已经校正（紫外线强度监测系统由UVC传感器、UVC强度计和输入输出电路组成）。在线自动机械清洗系统1)系统具备在线机械自动清洗加化学清洗系统，清洗频率可在现场由操作人员自定，在1次/小时－1次/500小时之间可调。自动清洗控制可以通过操作界面来实现，可以在操作截面上更改清洗时间及清洗周期、频率等。2)该系统采用在线自动机械清洗方式，以压缩空气为动力，气体压力6～8kg，由压缩空气驱动气缸，气缸带动清洗板上下运行，实现在线自动清洗。3)20\n采用气压驱动方式，洁净环保，避免采用液压驱动漏油产生二次污染的情况发生；定期进行人工化学清洗，保证清洗的针对性，同时清洗后的废水可重新排放置前端的污水井，无在线化学清洗的污染产生。1)清洗环为耐紫外光的特氟龙和viton橡胶。清洗系统的金属部件水下部分采用不锈钢316L制作。气动驱动系统提供供给自动清洗系统所需动力的气动系统的所有部件。该系统包括压缩机、气罐、配气系统、气缸以及其它气动传动组件对石英套管进行清洗。镇流器柜镇流器柜采用不锈钢304材质，密封等级可达到IP65，放置在高级氧化接触池顶部，需做遮阳棚作为防雨措施。配电部分1)配电中心供电参数为380V，3相5线，我公司提供连接灯管和镇流器之间的连接电缆和导管，出厂前会对每个模块进行出厂前测试。2)每个模块为一配电单元。3)由通讯线路使智能镇流器与控制器之间显现双向通讯，把各种状态信号输送至控制中心，配电中心通过密封的汇流条从把电输送到每个紫外灯模块。4)保险和接地探测线路板安装在配电中心内，采用的配电元器件为国内外知名品牌。5)所有内部的元件都与外部环境隔离。6)室外配电中心根据项目需求可带有304不锈钢遮光片及不锈钢支架以降低配电中心所受日光辐射热量。7)每组紫外模块组配备单独的配电中心或单水渠控制箱以保证灯组间电路独立性以及保障操作人员的操作安全。20\n系统控制中心和仪器部分1)系统采用PLC控制系统，该系统集成了各项控制功能、故障报警和远程通讯等功能，使用过程中免维护，完全满足整个系统控制要求。操作界面为菜单操作并在报警时自动显示错误信息窗口。具体功能描述如下：2)系统的操作接口为完全兼容的商业常用合法软件并配屏幕。该系统菜单式操作，能提供完整的操作界面，报警时自动显示错误信息窗口。3)具备模块启停、系统工作时间累计显示、紫外光强显示、监控、报警及系统历史记录等功能。4)每个模块组使用的时间可记录并能在显示屏上显示，控制柜防护等级不低于IP55。5)所有用于紫外高级氧化系统控制或监测的仪表，都具备独立保险丝或断路保护功能以减少因部件损坏而对系统产生的影响。6)系统控制中心预留信号端口，以便接入或输出其他信号。7)控制系统支持RS485、PROFIBUS－DP或以太网等接口，支持ModbusRTU或TCP/IP等通讯协议，可根据项目要求确定其中一种通讯接口，能将系统工作状态信号上传至厂中央控制室实现远程监控。8)控制系统监测每个独立的紫外灯管的具体情况，且能提供下列信号至计算机系统中：Ø模块启动信号Ø模块运行信号Ø灯故障信号Ø低水位信号ØUV强度信号Ø远程/本地信号20\n1)紫外控制系统可提供以下警报：Ø紫外灯管故障报警；Ø最近发生的报警信号存档在报警历史记录中，并且方便操作人员随时调阅。3.4H2O2投加系统及精确控制系统1）H2O2储罐本系统采用HDPE耐腐蚀材质储存双氧水，储罐为立式，共3套（2用1备），容积为10m³。H2O2储罐使用HDPE材质一次成型，具有耐酸、耐碱、耐氧化腐蚀的特性，罐体有开孔：人孔、进料口、出料口；安装高位、低位液位计和传感器，能够进行储罐内双氧水储存量高低位报警，方便及时采取加药措施；罐体顶部设有通风弯管，可以保证双氧水储存在通风的环境中，并不受周围粉尘、杂质的污染。每个储罐配套单独的双氧水储罐液位计及排气阀，H2O2卸料泵1套等。2）计量泵本系统采用隔膜计量泵进行H2O2的投加，主管路投加和二次补充投加泵扬程不同。流量：0-500L/H，出口压力10bar，功率为0.75KW，最大液体温度40℃，特种材料介质温度可达120℃，最大吸程3m水柱，数量共3台（2用1备）。3）管道投加系统用于保护管道和工艺设备（包括泵）的单独系统安全阀，避免超过操作压力。需要使用外部安全阀。管路材质为316L。4）H2O2投加及ORP、高级氧化精确控制系统双氧水投加系统通过双氧水计量泵及流量调配系统投加至各反应段，并在现场可实现0-100mg/L内可调，根据各反应段的要求及水质情况进行实时调控。20\n双氧水投加系统由精度可达到2%的计量泵和在线ORP监测系统组成（测量范围-2000～+2000mV），其中双氧水的计量泵在0-500L/h范围内可调，可根据水质水量进行调节；ORP采用国际知名品牌，测量精度可达到0.01mV，并可与计量泵进行联动控制，通过检测水中ORP和水中残余双氧水浓度的关系，实现对双氧水的精确投加。臭氧精确投加系统由臭氧在线浓度检测系统、水中臭氧浓度检测系统、尾气残余臭氧浓度检测系统组成，通过臭氧投加量、出水残余臭氧量及尾气中臭氧含量可实现对水中实际有效反应臭氧量进行精确控制，并根据现场情况进行调控进气量。整个系统PLC采用国际知名品牌西门子，集各项功能于一体，完全满足系统使用需求：Ø控制系统柜体材质采用304不锈钢，密封等级达到IP65，放置在高级氧化接触池旁边设备间内。Ø控制器的操作接口为完全兼容的商业常用合法软件并配屏幕。该系统提供绘图功能，菜单式操作，能提供完整的操作界面，报警时自动显示错误信息窗口。Ø具备计量泵启停、磁力泵启停、各设备运行时间、ORP监测系统、水中残余臭氧浓度检测系统、尾气中臭氧浓度检测、报警及系统历史记录等功能。Ø每个反应器使用的时间可记录并能在显示屏上显示，所有用于紫外光催化系统控制或监测的仪表，都具备独立保险丝或断路保护功能以减少因部件损坏而对系统产生的影响。Ø系统控制中心预留信号端口，以便接入或输出其他信号。Ø控制系统具有以太网接口，TCP/IP通讯协议。能将系统工作状态信号上传至厂中央控制室实现远程监控。Ø在预氧化及高级氧化反应池内分别设有ORP探头及水中臭氧浓度检测系统，实时监测双氧水投加浓度对出水COD的影响，避免残余H2O2对出水COD的干扰；同时水中臭氧浓度检测设备可实时监测高级氧化系统中臭氧的利用情况，可针对进水水质进行调控臭氧投加量。20\n高级氧化监测系统部分系统采用PLC控制系统，将臭氧投加、紫外线高级氧化反应器、双氧水投加、ORP监测集成在一起，控制系统可根据水量水质情况，调整臭氧和双氧水投加量，调整紫外线剂量，并对各功能模块的运行情况进行监测。该系统集成了各项控制功能、故障报警和远程通讯等功能，使用过程中免维护，完全满足整个系统控制要求。操作界面为菜单操作并在报警时自动显示错误信息窗口。具体功能描述如下：系统的操作接口为完全兼容的商业常用合法软件并配屏幕。该系统菜单式操作，能提供完整的操作界面，报警时自动显示错误信息窗口。具备高级氧化模块启停、系统工作时间累计显示、紫外光强显示、监控、报警及系统历史记录等功能。每个模块组使用的时间可记录并能在显示屏上显示，控制柜防护等级不低IP55。所有用于紫外高级氧化系统控制或监测的仪表，都具备独立保险丝或断路保护功能以减少因部件损坏而对系统产生的影响。系统控制中心预留信号端口，以便接入或输出其他信号。控制系统支持RS485、PROFIBUS－DP或以太网等接口，支持ModbusRTU或TCP/IP等通讯协议，可根据项目要求确定其中一种通讯接口，能将系统工作状态信号上传至厂中央控制室实现远程监控。(7)控制系统监测每个独立的紫外灯管的具体情况，且能提供下列信号至计算机系统中：1、模块启动信号2、模块运行信号3、灯故障信号4、低水位信号20\n5、UV强度信号6、远程/本地信号7、紫外控制系统可提供以下警报8、外灯管故障报警最近发生的报警信号存档在报警历史记录中，并且方便操作人员随时调阅。3.5高级氧化工程设计4.4.1高级氧化接触池结构类型：半地上式钢混结构数量：1座（新建）设计流量：Qave=833.3m3/h池形尺寸：L×B×H=20×12×7m有效水深：6m停留时间：1.58h4.4.2臭氧发生间结构类型：砖混数量：1座（新建）平面尺寸：L×B=22×15m主要设备：1、臭氧发生器单套产量：25kgO3/h设备数量：3套（2用1备）装机功率：10KWH/kgO3产生浓度：130-150mg/L20\n臭氧发生量调节范围：0-120%臭氧发生器总衰减系数：＜5%运行压力：0.8~1bar出气口气体压力：0.8~1bar外接电源：380V/3ph/50Hz功率因素：0.98循环冷却水进水温度：＜25℃气源：液氧配套系统：冷却水循环系统、冷却水循环水泵、板式换热器、曝气头、臭氧分配管路、配套仪表阀门、控制系统等2、尾气破坏器处理能力：75kgO3/h配套反应原理：加热+催化剂4.4.3氧化剂投加系统结构类型：砖混结构（与臭氧设备间合建）数量：1座（新建）平面尺寸：L×B=15×8m主要设备：1）双氧水储罐设备参数：有效容积10m3数量：3只（两用一备）材质：LLDPE材质20\n2）双氧水投加泵流量：0-500L/H出口压力：10bar功率：0.75KW最大液体温度40℃，特种材料介质温度可达120℃最大吸程3m水柱数量：3台（两用一备）4.4.4UV光催化系统结构形式：安装于高级氧化接触池内主要设备：1、中压紫外高级氧化装置数量：24套紫外透光率@253.7nm：≥60%单套反应器灯管功率：6KW自动清洗系统：4套主体材质：316L不锈钢总功率：144KW柜体材质：碳钢防腐（室内）配套系统：镇流器柜、紫外强度在线监测系统、自动清洗系统、控制系统等调整工艺设备清单（以下设备所包含的工艺管道由设备供应商一并考虑在内）1、光催化系统设备清单编号设备名称规格品牌数量备注20\n1紫外光催化反应器316LONYX24套包含灯管及石英套管2镇流器6KwPhilips24套3镇流器柜304材质ONYX4套4系统控制中心304材质ONYX1套5自动机械清洗系统ONYX4套6紫外强度监测系统ONYX4套7气动驱动系统1.5kw捷豹2套8集气罩及支撑结构1.8tONYX4套9底部支撑结构及水力板316LONYX4套10电缆、桥架ONYX1套2、H2O2投加系统设备清单编号设备名称规格品牌数量备注1双氧水储罐10m3，LLDPE材质ONYX3套两用一备2双氧水投加泵流量：0-500L/H，出口压力：10ba，功率：0.75KW赛高或同等品牌3台两用一备3配套管路仪表、阀门　ONYX2套　4H2O2投加控制系统　ONYX2套　5投加管道施工　ONYX1套　3、臭氧发生系统设备清单编号设备名称规格品牌数量1臭氧发生系统BLG-25Kg/hONYX/其他3套（两用一备）20\n2闭式冷却水循环系统配套ONYX/其他3套3PLC控制系统配套ONYX/其他3套4臭氧投加系统配套ONYX/其他1套5尾气破坏器配套ONYX/其他1套6臭氧配套系统（包含管路、仪表、阀门）配套ONYX/其他3套7在线监测仪器仪表配套ONYX/其他配套4、高级氧化监测系统设备清单编号设备名称规格品牌数量1ORP探头0-200mv，测量精度0.1mv赛高或同等品牌6套2臭氧在线浓度监测仪　ATI2套3高级氧化控制柜　ONYX1套4总电源柜　ONYX1套5土建工程清单及成本核算序号名称规格单位数量总容积（m3）单价（万元）总价（万元）备注1.高级氧化接触池20×12×7m座116800.04575.6钢砼2.臭氧设备间330m2(22×15)座1150049.5砖混3.H2O2设备间（与臭氧设备间合建）120m2(8×15)座1150018砖混合计143.120\n20