同煤集团GBAF法年产60万吨甲醇项目污水处理技术方案.doc 13页

'同煤集团甲醇项目废水处理设计方案山西省聚力环保集团有限公司2011年08月16日山西省聚力环保集团 甲醇废水处理工程技术方案第一章、概述甲醇是一种重要的化工产品。在甲醇生产过程中，由精馏塔底排出的约为甲醇产量20%（甚至更高比例）的蒸馏残夜，通常称为甲醇废水。甲醇废水具有强烈的刺激性气味；CODcr高达数万mg/L，其主要成分为甲醇，乙醇，高级醇及醛类；还含有一些长链化合物，当废水冷却时以有色蜡状物析出。生产过程中废水产生源有造气洗涤废水、变换冷凝液、脱碳冷凝液、酸性气体脱除分离水、压缩分离水、甲醇精馏釜残液、空分分离水、分析化验废水、车间冲洗水、生活污水、软水站酸碱废水、软水站含盐废水、循环水系统排水。其中变换冷凝液和脱碳冷凝液补入造气洗涤水，软水站酸碱排水复用于出渣补水，软水站含盐废水和循环水系统排水直接外排，造气洗涤废水经过预处理措施后排入污水处理站处理，三塔＋回收塔精馏工艺的应用使得甲醇精馏釜残液中甲醇含量小于0.05％，CODCr浓度大大降低，与其它的废水一起送入污水处理站处理。入水水质：CODCr为400～500mg/L、BOD5为180～280mg/L、NH3-N为70～120mg/L、总氰化物为3.5～5mg/L。甲醇废水净化处理工程项目，是一项重要的环保工程。为保护环境，防止甲醇废水污染，保护水资源，要求对甲醇废水进行全面治理，要求污水处理后达到规定的排放标准排放。现新建甲醇废水处理系统1套。山西省聚力环保集团 第二章、设计依据、规范、范围及原则2.1设计依据及规范●建设单位提供的污水水质、水量和要求等基础资料；●《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）。●室外排水设计规范（GB50014-2006）。●《城市污水处理工程项目建设标准》●《城市污水处理厂污水污泥排放标准》CJ3025—93●《民用建筑电气设计规范》GB/T16—92●《工业企业设计卫生标准》TJ36—79●《工业采暖、通风及空气调节设计规范》TJ19—75●《给水排水工程结构设计规范》GBJ69—84●《工业与民用10千伏及以下变电站设计规范》GBJ53—83●《低压配电装置及线路设计规范》GBJ54—83●其它相关设计与施工规范●国内外处理同类型污水的技术参考资料。2.2设计范围（1）甲醇废水处理工程建设的必要性和可行性。（2）甲醇废水处理工程建设规模与主要设计指标。（3）甲醇废水处理站建设地址。（4）选择污水处理站的污水处理工艺技术，确定主要建、构筑物的尺寸及主要设备（含电控设备）设计选型。（5）污水处理站的总平面布置及工艺流程（包括高程）。山西省聚力环保集团 （6）污水处理工程建设的投资和技术经济分析。（7）建设工期和工程进度安排。（8）主要技术指标和效益分析。◆污水处理与利用调查研究污水的水质水量变化情况，选择技术成熟、经济合理、运行灵活、管理方便、处理效果稳定的方案。◆污泥处理与处置污水处理过程中产生的污泥，应进行稳定处理，防止对环境造成二次污染，并妥善考虑污泥的最终处置。2.3设计原则（1）严格遵守我国对环境保护、工业污水处理制定的法律、法规、标准和规范。（2）服从总体规划要求，合理选择厂址，合理布置排水管网系统。（3）根据企业的实际情况，因地制宜，按照占地少、投资省、运行费用低、处理效果好、工艺技术先进的原则选择污水处理技术。（4）注重环境保护，尽可能减少污水处理站对周围环境的影响。（5）要求污水处理站布局和占地面积合理，与周边环境协调一致。（6）要求实施方案中各废水处理单元管理简便，安全实用，生产环境和劳动条件良好，处理场地清洁卫生，无二次污染。（7）要求污水处理系统投资经济合理，运行费用低。（8）要求甲醇废水处理站技术先进，运行稳定可靠，能达到我国现行生产技术标准要求。山西省聚力环保集团 第三章、工艺路线的确定3.1处理方法比较甲醇废水中大量的污染物是溶解性的醇类等，这类物质具有良好的生物可降解性，处理方法主要是生物氧化法。有以下几种常用方法处理甲醇废水。（一）序列间歇式循环活性污泥法（CASS）处理工艺  CASS属于序列间歇式活性污泥法（SBR）工艺的一种变形，工艺特点的大部分与传统SBR相似。CASS工艺最大的特点是连续进水，间歇排水。为了提高废水的可生化性和防止污泥膨胀，一般设有生物选择器或预生物反应器。与普通活性污泥法相比，CASS工艺流程简单，占地面积小，投资较低；处理效率高，出水水质好；运行灵活，适合分批建设。但是工艺本身也存在一些不足，如运行管理较复杂，关键设备滗水器故障率高。CASS工艺周期排水量仅为有效容积的1/3，一般情况下要求最少设置两池，因此处理装置容积闲置率较高。另外，由于排水为间歇方式，因此使CASS工艺与后续处理设施衔接较困难，通常要增加中间水池和提升设备。 山西省聚力环保集团    CASS工艺目前在国内多用于生活污水和一些可生化性较好的工业废水，如食品工业废水等。但CASS工艺对氨氮的去除效率一般。据国内研究应用CASS工艺较多的总装备部工程设计研究总院环保中心的研究资料显示，当进水氨氮大于100mg/L时，出水氨氮的浓度超过50mg/L，氨氮去除率小于50%。为了增加脱氨效率，工程实际中增加了水解酸化池和污泥回流系统，使废水处理系统投资增加，运行费用升高，管理难度加大。（二）汽化法处理工艺汽化法处理甲醇废水是依据废水中醇类沸点低的物理特性，利用生产中普遍有的废热锅炉作为热源，汽化低沸点有机物，然后进造气炉用于制造原料气，达到治理废水与回收原料的双重目的。该方法流程简单，易于控制和管理，但由于甲醇残夜是一种多组分组合废水，对造气气体质量是否有影响仍是、有待于确定和考察；甲醇废水随生产工艺而定，或呈偏酸性，或呈偏碱性，对设备都有腐蚀作用，应考虑全系统防腐。（三）厌氧—好氧联合处理技术厌氧处理技术是一种有效去除有机污染物并使其碳化的技术，它将有机化合物转变为甲烷和二氧化碳。对处理中高浓度的甲醇废水，厌氧比好氧处理不仅运转费用低，所需反应器体积更小；能耗低，约为好氧处理工艺的10%～15%；产泥量少，约为好氧处理的10%～15%；对营养物需求低；既可应用于小规模，也可应用大规模。厌氧法的缺点式不能去除氮、磷，出水往往不达标，因此常常需对厌氧处理后的废水进一步用好氧的方法进行处理，使出水达标。常用的厌氧反应器有UASB、AF、FASB等，UASB反应器与其他反应器相比有以下优点：①沉降性能良好，不设沉淀池，无需污泥回流②不填载体，构造简单节省造价山西省聚力环保集团 ③由于消化产气作用，污泥上浮造成一定的搅拌，因而不设搅拌设备④污泥浓度和有机负荷高，停留时间短同时，由于大幅度减少了进入好氧处理阶段的有机物量，因此降低了好氧处理阶段的曝气能耗和剩余污泥产量，从而使整个废水处理过程的费用大幅度减少。（四）A2/O法  A2/O的处理机理是硝化与反硝化作用。硝化作用就是废水中的氨氮在有氧条件下通过硝化菌作用，将氨氮氧化成NO2和NO，同时降解废水中的氰等有机物。反硝化作用就是在缺氧的条件下，通过脱氮将硝化反应所产生的NO2和NO中的N还原为N2排入大气，达到脱氮的目的，同时降解有机物。该工艺在国内焦化厂应用较多，废水处理效果较好。（五）固定化微生物—曝气生物滤池(Gaia-BAF)生物处理工艺  山西省聚力环保集团 Gaia-BAF工艺是在吸收国内外曝气生物滤池优点的基础上，采用高效微生物及固定化微生物技术发展而成的污水处理新工艺。与传统的曝气生物滤池相比，Gaia-BAF采用一类高效悬浮大孔载体，与传统载体相比，该载体比表面积大(m2/m3)，孔隙率高(>96%)。同时，通过分子设计，向载体中引入大量的活性和强极性基团并通过固定化技术，将大量变异菌和酶制剂牢牢固定在载体上，单位体积生物量可高达40g/L，固定化微生物后的载体平均湿密度为1.00g/cm3，在水中呈悬浮状。由于采用固定化技术，微生物不易脱落，既提高了生物浓度，又避免了堵塞，相对于传统活性污泥工艺来说，省去了二沉池和污泥回流，污泥量减小95%以上。  滤池采用新型悬浮载体，微生物通过固定化技术，固定在大孔载体上，具有生物负载量大、接触均匀、传质速度快、废水基质降解速度快及停留时间短的工艺特点。微生物采用高效复合微生物及酶制剂，这种复合菌是对自然微生物的强化与提高，其优点是：驯化速度快，对有机物的降解速度快，剩余污泥少，耐冲击负荷强，单位体积微生物含量可达30-50亿个/g，因而污染物去除率高、速度快，在低温下仍具有较好的生物活性。  Gaia-BAF中的曝气系统采用Gaia-ADS高效曝气系统，该系统克服了传统曝气系统的许多缺点，具有传质均匀、氧利用率高（25%以上）、能耗低、寿命长及易于施工等优点。Gaia-BAF还具有在高进水负荷下出水稳定的优点，污染物去除量及去除率均随进水浓度的提高而增加，即在一定浓度范围内去除率随COD容积负荷的增大而升高，表现出Gaia-BAF具有耐冲击负荷的优异性能。因此，采用Gaia-BAF工艺，可使装置容积大大减缩小，从而减少土地占用面积，降低工程造价。在Gaia-BAF工艺中，依据载体性能可维持生物的多样性，使好氧、厌氧、兼性菌同时存在，提高了去除有机物的广谱性，尤其在去除NH3-N和总氮方面具有独特的优点。山西省聚力环保集团 3.2处理方法确定综上所述，Gaia-BAF工艺同时兼有活性污泥法、生物膜法和固定化微生物的长处,吸收了生物流化床的传质速度快的优点，因而使得整个污水处理工程的基建投资减少，运行费用降低，处理效率提高，占地面积大幅减小。不会对环境造成二次污染。故本次设计采用Gaia-BAF法处理甲醇项目污水，工艺流程图如下所示第四章、工艺流程及主要构筑物简述4.1工艺流程各种生产废水和生活污水首先流入调节池，均化水质调节水量，然后进初沉池；初沉池的出水由泵提升进入冷却塔；冷却塔采用角形横流式低噪音冷却塔；废水经过降温处理后自流进入GAIA-BAF池进行生化处理。经Gaia-BAF池处理后的出水溢流到集水槽，通过管道送至接触消毒池，经深度处理后复用。复用后的各项水质指标均达到《污水回用设计规范》中再生水用作冷却用水的水质标准值。山西省聚力环保集团 4.2主要构筑物简述Gaia-BAF池内采用一类高效悬浮大孔载体，与传统载体相比，该载体比表面积大(m2/m3)，孔隙率高(>96%)。同时，通过分子设计，向载体中引入大量的活性和强极性基团并通过固定化技术，将大量变异菌和酶制剂牢牢固定在载体上，单位体积生物量可高达40g/L，固定化微生物后的载体平均湿密度为1.00g/cm3，在水中呈悬浮状。由于采用固定化技术，微生物不易脱落，既提高了生物浓度，又避免了堵塞，相对于传统活性污泥工艺来说，省去了二沉池和污泥回流，污泥量减小95%以上。  滤池采用新型悬浮载体，微生物通过固定化技术，固定在大孔载体上，具有生物负载量大、接触均匀、传质速度快、废水基质降解速度快及停留时间短的工艺特点。微生物采用高效复合微生物及酶制剂，这种复合菌是对自然微生物的强化与提高，其优点是：驯化速度快，对有机物的降解速度快，剩余污泥少，耐冲击负荷强，单位体积微生物含量可达30-50亿个/g，因而污染物去除率高、速度快，在低温下仍具有较好的生物活性。  山西省聚力环保集团 Gaia-BAF中的曝气系统采用Gaia-ADS高效曝气系统，该系统克服了传统曝气系统的许多缺点，具有传质均匀、氧利用率高（25%以上）、能耗低、寿命长及易于施工等优点。Gaia-BAF还具有在高进水负荷下出水稳定的优点，污染物去除量及去除率均随进水浓度的提高而增加，即在一定浓度范围内去除率随COD容积负荷的增大而升高，表现出Gaia-BAF具有耐冲击负荷的优异性能。因此，采用Gaia-BAF工艺，可使装置容积大大减缩小，从而减少土地占用面积，降低工程造价。在Gaia-BAF工艺中，依据载体性能可维持生物的多样性，使好氧、厌氧、兼性菌同时存在，提高了去除有机物的广谱性，尤其在去除NH3-N和总氮方面具有独特的优点。第五章、技术特点综述5.1技术特点1）生化降解速度快，处理效果好，出水质量高。该技术采用先进的生物活性分子固定化技术，将高效微生物固定在特制的大孔网状载体上，使微生物的负载量比传统生物处理工艺提高了10～20倍。所以，生化降解速度快，处理效率高，出水水质好。  （2）微生物活性高、繁殖快、适应性广、降解能力强。该技术所添加的B系列高效微生物复合微生物制剂，适应性强，可适用于各种不同水质的污水，生物活性高，对人工合成的化学物质降解速度快，降解能力强，用量少，繁殖快。与传统生物处理方法相比，该微生物对污水中有机物的降解速度比传统方法提高100倍。  （3）占地小、投资少、运行成本低。采用该技术后曝气池的体积是普通曝气池60～80%山西省聚力环保集团 。曝气池污泥量是传统生物处理工艺的3～5%，可以取消或减少污泥消化系统。并因固定化微生物的过滤作用，可省去第二次沉淀池。因此，采用该技术进行污水处理，占地面积小，可大大节省基建费用。同时，由于微生物被固定在载体上，防止了微生物的流失，减少了微生物用量，提高了生物处理效率，建成后的运行成本也大大降低。与传统污水生物处理工艺相比，可节省基建投资30%，降低运行成本30～50%。  （4）对难降解有机物和氨氮有独特的效果。该技术对目前传统生物方法认为不可降解的污染物有独特的处理效果，出水COD值低，且不需要反冲洗；运行过程中载体内部存在着良好的厌氧区微环境，使其内部形成无数个微型的反硝化反应器，故而造成在同一个反应器当中同时发生氨氧化、硝化和反硝化联合作用，对氨氮的去除效率达99.0%以上；同时，通过控制各级Gaia-BAF反应器的运行参数，造成宏观好氧及厌氧环境的存在，有利于聚磷菌的释磷和过度摄磷，保证了磷的去除。  （5）抗冲击负荷能力强。载体材料表面所生长的生物量通常为18-25g/L，最高达到40g/L，是普通生物膜法的1.5-2.0倍，是传统活性污泥法的10-20倍，并且微生物与载体结合牢固，不易脱落，不易流失，高负载的生物量保证了Gaia-BAF反应器去除污染物的高效和稳定。  （6）污泥生成量少，不产生污泥膨胀的危害，能保证出水水质。由于采用固定化微生物载体，厌氧和好氧同时存在，微生物呈现分层和分群现象，生物链长，污泥产生量极少。  （7）该技术还能去除污水中的无机离子和重金属离子，运行过程中不产生臭味，能驱除池蝇，美化环境。  （8）该技术运行管理方便。不需污泥回流，运行管理简单；设备可停可转，即使设备停运一年，启动也只需恢复曝气一周即可，无须专人管理。山西省聚力环保集团   （9）本技术可建成一体化的设备或建成地埋式设备（或池子），加盖后可恢复种草坪等绿化功能。5.2工艺综述Gaia-BAF工艺无需二沉池，设备投资少，总投资相应也较少；不需要污泥回流，曝气量比活性污泥法低30%-40%，投加药剂量相对其他处理方法较低；出水各项指标可稳定达到SS《15mg/L，BOD《10mg/L，COD《40mg/L，NH3-N《5mg/L；可承受日常冲击负荷，并且在低温条件下运行稳定。Gaia-BAF工艺采用连续进水系统，可根据出水水质实现供氧量和反冲洗的自动调节和控制；该工艺污泥产生量极少；基本无臭味，对环境影响很小；设备和管道布置紧凑，采用ADS管曝气，不堵塞，维护量较小。Gaia-BAF工艺滤池成组布置，数量较多，停一个滤池进行依次大修对出水水质和出水量影响很小；模块结构化，扩建容易，所需占地和土建工作量很小，工期较短。山西省聚力环保集团'