同煤集團(tuán)GBAF法年產(chǎn)60萬噸甲醇項目污水處理技術(shù)方案.doc

同煤集團(tuán)甲醇項目廢水處理設(shè)計方案山西省聚力環(huán)保集團(tuán)有限公司2011年08月16日甲醇廢水處理工程技術(shù)方案第一章、概述甲醇是一種重要的化工產(chǎn)品。在甲醇生產(chǎn)過程中，由精餾塔底排出的約為甲醇產(chǎn)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(qiáng)烈的刺激性氣味；CODcr高達(dá)數(shù)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(dāng)廢水冷卻時以有色蠟狀物析出。生產(chǎn)過程中廢水產(chǎn)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?dú)堃?、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(huán)水系統(tǒng)排水。其中變換冷凝液和脫碳冷凝液補(bǔ)入造氣洗滌水，軟水站酸堿排水復(fù)用于出渣補(bǔ)水，軟水站含鹽廢水和循環(huán)水系統(tǒng)排水直接外排，造氣洗滌廢水經(jīng)過預(yù)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(yīng)用使得甲醇精餾釜?dú)堃褐屑状己啃∮?.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(zhì)：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(huán)保工程。為保護(hù)環(huán)境，防止甲醇廢水污染，保護(hù)水資源，要求對甲醇廢水進(jìn)行全面治理，要求污水處理后達(dá)到規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)排放。現(xiàn)新建甲醇廢水處理系統(tǒng)1套。第二章、設(shè)計依據(jù)、規(guī)范、范圍及原則2.1設(shè)計依據(jù)及規(guī)范 建設(shè)單位提供的污水水質(zhì)、水量和要求等基礎(chǔ)資料； 地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB3838-2002）。 室外排水設(shè)計規(guī)范（GB50014-2006）。 城市污水處理工程項目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn) 城市污水處理廠污水污泥排放標(biāo)準(zhǔn)CJ302593 民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范GB/T1692 工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)TJ3679 工業(yè)采暖、通風(fēng)及空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范TJ1975 給水排水工程結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GBJ6984 工業(yè)與民用10千伏及以下變電站設(shè)計規(guī)范GBJ5383 低壓配電裝置及線路設(shè)計規(guī)范GBJ5483 其它相關(guān)設(shè)計與施工規(guī)范 國內(nèi)外處理同類型污水的技術(shù)參考資料。2.2設(shè)計范圍（1）甲醇廢水處理工程建設(shè)的必要性和可行性。（2）甲醇廢水處理工程建設(shè)規(guī)模與主要設(shè)計指標(biāo)。（3）甲醇廢水處理站建設(shè)地址。（4）選擇污水處理站的污水處理工藝技術(shù)，確定主要建、構(gòu)筑物的尺寸及主要設(shè)備（含電控設(shè)備）設(shè)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(shè)的投資和技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析。（7）建設(shè)工期和工程進(jìn)度安排。（8）主要技術(shù)指標(biāo)和效益分析。 污水處理與利用調(diào)查研究污水的水質(zhì)水量變化情況，選擇技術(shù)成熟、經(jīng)濟(jì)合理、運(yùn)行靈活、管理方便、處理效果穩(wěn)定的方案。 污泥處理與處置污水處理過程中產(chǎn)生的污泥，應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定處理，防止對環(huán)境造成二次污染，并妥善考慮污泥的最終處置。2.3設(shè)計原則（1）嚴(yán)格遵守我國對環(huán)境保護(hù)、工業(yè)污水處理制定的法律、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。（2）服從總體規(guī)劃要求，合理選擇廠址，合理布置排水管網(wǎng)系統(tǒng)。（3）根據(jù)企業(yè)的實(shí)際情況，因地制宜，按照占地少、投資省、運(yùn)行費(fèi)用低、處理效果好、工藝技術(shù)先進(jìn)的原則選擇污水處理技術(shù)。（4）注重環(huán)境保護(hù)，盡可能減少污水處理站對周圍環(huán)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(huán)境協(xié)調(diào)一致。（6）要求實(shí)施方案中各廢水處理單元管理簡便，安全實(shí)用，生產(chǎn)環(huán)境和勞動條件良好，處理場地清潔衛(wèi)生，無二次污染。（7）要求污水處理系統(tǒng)投資經(jīng)濟(jì)合理，運(yùn)行費(fèi)用低。（8）要求甲醇廢水處理站技術(shù)先進(jìn)，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，能達(dá)到我國現(xiàn)行生產(chǎn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)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(zhì)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(huán)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(diǎn)的大部分與傳統(tǒng)SBR相似。CASS工藝最大的特點(diǎn)是連續(xù)進(jìn)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(shè)有生物選擇器或預(yù)生物反應(yīng)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(zhì)好；運(yùn)行靈活，適合分批建設(shè)。但是工藝本身也存在一些不足，如運(yùn)行管理較復(fù)雜，關(guān)鍵設(shè)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(shè)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(xù)處理設(shè)施銜接較困難，通常要增加中間水池和提升設(shè)備。 CASS工藝目前在國內(nèi)多用于生活污水和一些可生化性較好的工業(yè)廢水，如食品工業(yè)廢水等。但CASS工藝對氨氮的去除效率一般。據(jù)國內(nèi)研究應(yīng)用CASS工藝較多的總裝備部工程設(shè)計研究總院環(huán)保中心的研究資料顯示，當(dāng)進(jìn)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(shí)際中增加了水解酸化池和污泥回流系統(tǒng)，使廢水處理系統(tǒng)投資增加，運(yùn)行費(fèi)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(jù)廢水中醇類沸點(diǎn)低的物理特性，利用生產(chǎn)中普遍有的廢熱鍋爐作為熱源，汽化低沸點(diǎn)有機(jī)物，然后進(jìn)造氣爐用于制造原料氣，達(dá)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?xì)堃故且环N多組分組合廢水，對造氣氣體質(zhì)量是否有影響仍是、有待于確定和考察；甲醇廢水隨生產(chǎn)工藝而定，或呈偏酸性，或呈偏堿性，對設(shè)備都有腐蝕作用，應(yīng)考慮全系統(tǒng)防腐。（三）厭氧好氧聯(lián)合處理技術(shù) 厭氧處理技術(shù)是一種有效去除有機(jī)污染物并使其碳化的技術(shù)，它將有機(jī)化合物轉(zhuǎn)變?yōu)榧淄楹投趸?。對處理中高濃度的甲醇廢水，厭氧比好氧處理不僅運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低，所需反應(yīng)器體積更小；能耗低，約為好氧處理工藝的10%15%；產(chǎn)泥量少，約為好氧處理的10%15%；對營養(yǎng)物需求低；既可應(yīng)用于小規(guī)模，也可應(yīng)用大規(guī)模。厭氧法的缺點(diǎn)式不能去除氮、磷，出水往往不達(dá)標(biāo)，因此常常需對厭氧處理后的廢水進(jìn)一步用好氧的方法進(jìn)行處理，使出水達(dá)標(biāo)。常用的厭氧反應(yīng)器有UASB、AF、FASB等，UASB反應(yīng)器與其他反應(yīng)器相比有以下優(yōu)點(diǎn)：沉降性能良好，不設(shè)沉淀池，無需污泥回流不填載體，構(gòu)造簡單節(jié)省造價由于消化產(chǎn)氣作用，污泥上浮造成一定的攪拌，因而不設(shè)攪拌設(shè)備污泥濃度和有機(jī)負(fù)荷高，停留時間短同時，由于大幅度減少了進(jìn)入好氧處理階段的有機(jī)物量，因此降低了好氧處理階段的曝氣能耗和剩余污泥產(chǎn)量，從而使整個廢水處理過程的費(fèi)用大幅度減少。（四）A2/O法 A2/O的處理機(jī)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(jī)物。反硝化作用就是在缺氧的條件下，通過脫氮將硝化反應(yīng)所產(chǎn)生的NO2和NO中的N還原為N2排入大氣，達(dá)到脫氮的目的，同時降解有機(jī)物。該工藝在國內(nèi)焦化廠應(yīng)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(nèi)外曝氣生物濾池優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，采用高效微生物及固定化微生物技術(shù)發(fā)展而成的污水處理新工藝。與傳統(tǒng)的曝氣生物濾池相比，Gaia-BAF采用一類高效懸浮大孔載體，與傳統(tǒng)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(shè)計，向載體中引入大量的活性和強(qiáng)極性基團(tuán)并通過固定化技術(shù)，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(dá)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(shù)，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(tǒng)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(shù)，固定在大孔載體上，具有生物負(fù)載量大、接觸均勻、傳質(zhì)速度快、廢水基質(zhì)降解速度快及停留時間短的工藝特點(diǎn)。 微生物采用高效復(fù)合微生物及酶制劑，這種復(fù)合菌是對自然微生物的強(qiáng)化與提高，其優(yōu)點(diǎn)是：馴化速度快，對有機(jī)物的降解速度快，剩余污泥少，耐沖擊負(fù)荷強(qiáng)，單位體積微生物含量可達(dá)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(tǒng)采用Gaia-ADS高效曝氣系統(tǒng)，該系統(tǒng)克服了傳統(tǒng)曝氣系統(tǒng)的許多缺點(diǎn)，具有傳質(zhì)均勻、氧利用率高（25%以上）、能耗低、壽命長及易于施工等優(yōu)點(diǎn)。Gaia-BAF還具有在高進(jìn)水負(fù)荷下出水穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)，污染物去除量及去除率均隨進(jìn)水濃度的提高而增加，即在一定濃度范圍內(nèi)去除率隨COD容積負(fù)荷的增大而升高，表現(xiàn)出Gaia-BAF具有耐沖擊負(fù)荷的優(yōu)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(jù)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(jī)物的廣譜性，尤其在去除NH3-N和總氮方面具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。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(zhì)速度快的優(yōu)點(diǎn)，因而使得整個污水處理工程的基建投資減少，運(yùn)行費(fèi)用降低，處理效率提高，占地面積大幅減小。不會對環(huán)境造成二次污染。故本次設(shè)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、工藝流程及主要構(gòu)筑物簡述4.1工藝流程各種生產(chǎn)廢水和生活污水首先流入調(diào)節(jié)池，均化水質(zhì)調(diào)節(jié)水量，然后進(jìn)初沉池；初沉池的出水由泵提升進(jìn)入冷卻塔；冷卻塔采用角形橫流式低噪音冷卻塔；廢水經(jīng)過降溫處理后自流進(jìn)入GAIA-BAF池進(jìn)行生化處理。經(jīng)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(jīng)深度處理后復(fù)用。復(fù)用后的各項水質(zhì)指標(biāo)均達(dá)到污水回用設(shè)計規(guī)范中再生水用作冷卻用水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)值。4.2主要構(gòu)筑物簡述Gaia-BAF池內(nèi)采用一類高效懸浮大孔載體，與傳統(tǒng)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(shè)計，向載體中引入大量的活性和強(qiáng)極性基團(tuán)并通過固定化技術(shù)，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(dá)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(shù)，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(tǒng)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(shù)，固定在大孔載體上，具有生物負(fù)載量大、接觸均勻、傳質(zhì)速度快、廢水基質(zhì)降解速度快及停留時間短的工藝特點(diǎn)。 微生物采用高效復(fù)合微生物及酶制劑，這種復(fù)合菌是對自然微生物的強(qiáng)化與提高，其優(yōu)點(diǎn)是：馴化速度快，對有機(jī)物的降解速度快，剩余污泥少，耐沖擊負(fù)荷強(qiáng)，單位體積微生物含量可達(dá)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(tǒng)采用Gaia-ADS高效曝氣系統(tǒng)，該系統(tǒng)克服了傳統(tǒng)曝氣系統(tǒng)的許多缺點(diǎn)，具有傳質(zhì)均勻、氧利用率高（25%以上）、能耗低、壽命長及易于施工等優(yōu)點(diǎn)。Gaia-BAF還具有在高進(jìn)水負(fù)荷下出水穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)，污染物去除量及去除率均隨進(jìn)水濃度的提高而增加，即在一定濃度范圍內(nèi)去除率隨COD容積負(fù)荷的增大而升高，表現(xiàn)出Gaia-BAF具有耐沖擊負(fù)荷的優(yōu)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(jù)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(jī)物的廣譜性，尤其在去除NH3-N和總氮方面具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。第五章、技術(shù)特點(diǎn)綜述5.1技術(shù)特點(diǎn)1）生化降解速度快，處理效果好，出水質(zhì)量高。該技術(shù)采用先進(jìn)的生物活性分子固定化技術(shù)，將高效微生物固定在特制的大孔網(wǎng)狀載體上，使微生物的負(fù)載量比傳統(tǒng)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(zhì)好。（2）微生物活性高、繁殖快、適應(yīng)性廣、降解能力強(qiáng)。該技術(shù)所添加的B系列高效微生物復(fù)合微生物制劑，適應(yīng)性強(qiáng)，可適用于各種不同水質(zhì)的污水，生物活性高，對人工合成的化學(xué)物質(zhì)降解速度快，降解能力強(qiáng)，用量少，繁殖快。與傳統(tǒng)生物處理方法相比，該微生物對污水中有機(jī)物的降解速度比傳統(tǒng)方法提高100倍。（3）占地小、投資少、運(yùn)行成本低。采用該技術(shù)后曝氣池的體積是普通曝氣池6080% 。曝氣池污泥量是傳統(tǒng)生物處理工藝的35%，可以取消或減少污泥消化系統(tǒng)。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(shù)進(jìn)行污水處理，占地面積小，可大大節(jié)省基建費(fèi)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(yùn)行成本也大大降低。與傳統(tǒng)污水生物處理工藝相比，可節(jié)省基建投資30%，降低運(yùn)行成本3050%。（4）對難降解有機(jī)物和氨氮有獨(dú)特的效果。該技術(shù)對目前傳統(tǒng)生物方法認(rèn)為不可降解的污染物有獨(dú)特的處理效果，出水COD值低，且不需要反沖洗；運(yùn)行過程中載體內(nèi)部存在著良好的厭氧區(qū)微環(huán)境，使其內(nèi)部形成無數(shù)個微型的反硝化反應(yīng)器，故而造成在同一個反應(yīng)器當(dāng)中同時發(fā)生氨氧化、硝化和反硝化聯(lián)合作用，對氨氮的去除效率達(dá)99.0%以上；同時，通過控制各級Gaia-BAF反應(yīng)器的運(yùn)行參數(shù)，造成宏觀好氧及厭氧環(huán)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(fù)荷能力強(qiáng)。載體材料表面所生長的生物量通常為18-25g/L，最高達(dá)到40g/L，是普通生物膜法的1.5-2.0倍，是傳統(tǒng)活性污泥法的10-20倍，