1、毕 业 设 计 说 明 书第 0 页 共 38 页目 录1. 引言 .21.1 设计背景和意义 .21.2 高浓度化工废水处理技术现状和分析 .31.3 设计目标与基本思路 .42. 设计概况 .42.1 设计依据 .52.2 设计原则 .52.3 设计水量水质与排放标准 .53. 处理工艺流程 .63.1 选择处理工艺流程的依据 .63.2 总体处理单元的确定 .73.3 处理工艺流程 .83.4 预期处理效果 .104. 处理构筑物及设备 .104.1 废水处理构筑物及设备设计 .104.1.1 格栅井 .104.1.2 调节池 .114.1.3 Fenton 氧化池 .114.1.4 混
2、凝沉淀池 .124.1.5 混凝沉淀池 .124.1.6 水解酸化池 .134.1.7 A/O 池 .134.1.8 二沉池 .144.2 污泥处理构筑物及设备设计 .144.2.1 污泥浓缩池 .144.2.2 污泥脱水机房 .144.3 配套用房设计 .155. 总图 .155.1 总平面布置 .155.2 高程设计 .156. 相关计算 .156.1 废水流量确定 .156.2 预期处理效果 .166.3 格栅井设计与计算 .166.3.1 设计说明 .166.3.2 设计计算 .166.4 调节池 .176.4.1 设计说明 .176.4.2 设计计算 .176.4.3 附加设备： .
3、176.5 Fenton 氧化池 .186.5.1 设计说明 .18毕 业 设 计 说 明 书第 1 页 共 38 页6.5.2 设计计算 .186.5.3 附加设备 .186.6 混凝沉淀池 .196.6.1 设计说明 .196.6.2 设计计算 .196.6.3 附加设备 .236.7 混凝沉淀池 .246.7.1 设计说明 .246.7.2 设计计算 .246.7.3 附加装置 .266.8 二沉池 .266.8.1 设计说明 .266.8.2 设计计算 .266.8.3 附加装置 .286.9 水解酸化池 .286.9.1 设计说明 .286.9.2 设计计算 .286.9.3 附加设
4、备 .286.10 A/O 池 .296.10.1 设计说明 .296.10.2 设计计算 .296.10.3 附加装置 .316.11 污泥浓缩池 .316.11.1 设计说明 .316.11.2 设计计算 .316.11.3 附加设备 .326.12 污泥脱水机 .326.12.1 设计说明 .326.12.2 设计计算 .326.12.3 附加设备 .327.结论 .33参考文献 .34致谢 .36毕 业 设 计 说 明 书第 2 页 共 38 页1. 引言1.1 设计背景和意义党的十七大以来，党中央、国务院把环境保护作为惠及当代、造福子孙的重大战略和民生问题，给予了高度重视。胡锦涛总书
5、记强调，环境保护工作，要着眼于人民喝上干净的水、呼吸清洁的空气、吃上放心的食物，在良好的环境中生产生活。前不久，中共中央政治局常委、国务院副总理李克强在中国环境宏观战略研究座谈会上明确提出，环境保护是发展问题，也是民生问题。把环境保护作为重要的民生问题，深刻揭示出环境保护的本质内涵和最终目标，是以人为本执政理念的具体体现。随着经济的快速发展，化工产品生产过程对环境的污染加剧，对人类健康的危害也日益普遍和严重，其中特别是精细化工产品（如制药、染料、日化等）生产过程中排放的有机物质，大多都是结构复杂、有毒有害和难生物降解的物质。因此，化工废水成为目前国内外公认的难处理废水之一。正因如此，如何高效、
6、经济地处理高浓度化工废水具有重大的现实意义。不仅保护人民的身体健康、美化环境，又能实现水资源的循环利用、实现环境的可持续发展。1.2 高浓度化工废水处理技术现状和分析现代高浓度化工废水处理技术，习惯上按作用原理，可分为物理法、化学法、物理化学法和生物法四大类。化工废水中的污染物质是多种多样的，不能设想只用一种处理方法，就能把所有污染物质去除殆尽。一种废水往往要采用多种方法组合成处理工艺系统，才能达到预期要求的处理效果。针对性强，技术变化多。主要技术有隔油、气浮、混凝、沉淀、重力过滤和膜过滤、活性炭吸附、臭氧氧化、离子交换、电解、电渗析、反渗透等专用技术来分离减少化工废水中的油、色、重金属、有毒
7、有害物质，在化工废水治理中也常常用到水解酸化、接触氧化、表面曝气、纯氧曝气、厌氧和好氧活性污泥法等生化技术。高浓度化工废水对环境造成的污染危害，以及应采取的防治对策，取决于高浓度化工废水的特性，即污染物的种类、性质和浓度。高浓度化工废水的水质特征，不单依废水类别而异，往往因时因地而多变。高浓度化工废水的特点主要表现为：排放量大；组成复杂；浓度高。不同的化工废水，其水质差异很大。以化毕 业 设 计 说 明 书第 3 页 共 38 页学需氧量为例，较低的也在 2500-3500 mg/L 之间，高的常达每升数万毫克，甚至几十万毫克；另外，有毒有害物质多，精细化工废水中有许多有机污染物对微生物是有毒
8、有害的，如卤素化合物、硝基化合物、具有杀菌作用的分散剂或表面活性剂等，可生化性差，废水色度高。选择不同的预处理技术处理这些高浓度的有机废水，往往对后续的生化过程产生较大的影响 1。一般说来，混凝法、Fenton 氧化法、臭氧氧化法、电解法和微电解法是废水处理中常用的预处理方法。混凝法主要用来去除废水中的细小悬浮物及胶体微粒，但却不能有效去除废水中的可溶性有机物；Fenton 氧化法是利用亚铁离子作为过氧化氢的催化剂，产生氢氧自由基（OH）来氧化废水中的有机物 2；臭氧氧化法是利用臭氧的强氧化作用来讲解废水中的有机物 3；电解法是在外加电场的作用下，把废水中的有机物氧化或还原 4；微电解法是在酸
9、性条件下，电解池内铁与碳之间形成无数个微电流反应池，废水中的有机物在微电流的作用下被降解 5。1.3 设计目标与基本思路高浓度化工废水处理的最终目标是达到城镇污水处理厂的污水排入城镇下水道水质标准 （CJ3082-1999） ，即纳管标准。高浓度化工废水的实际处理过程中需要预处理和主处理两种方式相结合。预处理方法主要有混凝法、Fenton 氧化法、臭氧氧化法、电解法和微电解法。主处理单元主要用生化处理方法。由于高浓度化工废水具有成分复杂、COD高且难降解的特点，单独的好氧处理或厌氧处理往往不能满足达标要求，而厌氧+好氧、水解酸化+ 好氧等组合工艺在改善废水的可生化性、耐冲击性、投资成本、处理效
10、果等方面表现出了明显优于单一处理方法的性能，因而在实践中得到了广泛的应用。一般说来，选择合适的预处理和主处理单元，高浓度化工废水便能达标排放，也有些废水可能还需进行后续处理，进行除菌消毒等措施。水解酸化-A/O- 催化氧化- 接触氧化处理高浓度制药废水，改进了原有的工艺，结果表明该工艺能付诸工程，其处理工艺可行 6；兼氧-好氧工艺处理高浓度化工废水，结果表明兼氧-好氧处理工艺充分发挥兼氧微生物的作用，具有单独好氧处理和厌氧处理的优点，高效率，低能耗，适于高浓度难降解化工废水的处理 7。该工艺适用范围广，可处理石油化工废水、化工染料废水、特种化工废水等各种毕 业 设 计 说 明 书第 4 页 共
11、 38 页高浓度化工废水，并且可以根据现有的污水处理装置进行改造，可处理进水CODCr 为 10000-15000mg/L 的废水，费用低，具有广阔的应用前景。2. 设计概况某化工厂主要生产和销售具有高附加值、高性能和高科技有机中间体，经过批准生产的年生产规模为 1860 t/a，有 6 个品种。其废水主要来源于各生产车间在生产过程中所排放的工艺废水和设备、地面清洗废水。废水有机物含量高、成分复杂多变、污染物结构较稳定、色度深、酸性强，属于较难处理的高浓度有机废水。为了保护环境，对全厂废水进行综合处理，达到纳管要求，再送园区污水处理厂进一步处理，达标排放。对高浓度化工废水处理进行设计有重大的意
12、义，不但保护人民的身体健康，避免公害事件发生，同时推动国家的环保政策的落实，实现环境的可持续发展。2.1 设计依据本设计主要的依据标准有：(1)污水综合排放标准 GB 8978-1996(2)污水排入城镇下水道水质标准 CJ3082-1999(3)室外排水设计规范 GB50014-2006(4)国务院关于环境保护若干问题的决定国发199631 号(5)给水排水手册 (1986 年版)2.2 设计原则（1）执行国家关于环境保护的有关法规和政策，符合国家有关规定、规范和标准。（2）污水处理工艺技术成熟、稳定可靠，确保在合理投资和运行费用前提下，污水处理达标排放。（3）妥善处理污水处理过程中产生的栅
13、渣、垃圾、沉砂及污泥，避免二次污染。（4）处理设备高效节能，运行稳定，控制系统切合实际，保障污水处理厂运行安全、可靠。2.3 设计水量水质与排放标准设计处理水量水质: 生产废水量约为 826 t/d，其中高浓度母液 78 t/d（主要污毕 业 设 计 说 明 书第 5 页 共 38 页染物苯、醇、醚、苯胺、硝基苯、卤代苯等） ，稀废水 748 t/d。此外，全厂生活污水量约为 50 t/d。设计废水处理废水量考虑一定的余量，处理规模定为 1000 t/d，其中高浓度废水 100 t/d，稀废水 900 t/d。废水水质表废 水 PH COD(mg/L) BOD5（ mg/L）NH3-N（mg/
14、L） SS（mg/L）高 浓 度 母 液 1 20000 4200 100 500其他工艺废水 -4 2000 450 50 100生 活 污 水 -7 350 170 35 200接 管 要 求 6-9 500 300 35 4003. 处理工艺流程3.1 选择处理工艺流程的依据某化工厂共有六种产品，分别为 M 酸（A 酸） 、N 1，N 4，N 4-（三羟乙基）-2-硝基对苯二胺（9929） 、苯基胍（9930） 、4，4-二羟基二苯砜（955）以及苯海因（9923） ，氨基 酸（B 酸） 。都属于高浓度难降解有机化工废水。目前，主要的预处理方法有： 铁碳微电解法：“铁炭微电解+水解酸化接
15、触氧化+混凝沉淀”的工艺方案，预处理工艺采用铁炭微电解工艺，有机废水得到一定的去除，降低了后续生化处理负荷，可生化性得到提高，改善了废水水质 8。微电解-接触氧化-过滤-吸附工艺处理甲壳素生产废水。各项主要出水指标达到设计要求的排放标准。由此可见，上述工艺在甲壳素废水处理实践中是可行的 9。 Fenton 氧化法：“Fenton 氧化法+脱气+ 混凝沉淀”的工艺方法深度处理制浆中段废水，该方法工艺简单、占地面积小、运行费用低、运行稳定且废水处理效果好 10。铁碳微电解和 Fenton 试剂联合氧化深度处理印染废水，使得出水达到回用水的标准 11。 催化氧化法：高浓度有机化工废水氧化技术是当今环
16、境保护领域的一项技术热点，催化氧化法是把当今化工领域的最新技术与相应的高效表面催化剂相结合的一种高效氧化技术，国内外专家均认为该方面技术是处理高浓度有机化工毕 业 设 计 说 明 书第 6 页 共 38 页废水的良好手段，相继开发出了臭氧氧化法、湿式氧化法、超临界湿式氧化法等一些氧化技术，但这些技术不是处理成本高，就是设备要求过高或操作水平要求过高，故应用受到限制。采用二氧化氯为氧化剂，在自制催化剂存在的条件下将废水中的有机物分解，COD 去除率70%，色度去除率95%，一般高浓度有机化工废水经本法处理接后续生化可以达标 12。由以上分析，处理工艺路线采用“Fenton 氧化+生物处理法”的工
17、艺。芬顿试剂法又称 Fe2+-H2O2 法，它兼有氧化和絮凝的作用，其反应实质是利用 Fe2+和H2O2 之间反应催化生成的自由基，氧化各种有毒和难降解有机物，达到提高废水可生化性的目的。生物处理法主要运用活性污泥法，活性污泥法既适用于大流量的污水处理，也适用于小流量的污水处理。运行方式灵活，日常运行费用较低。主要的主体处理方法有： 接触氧化法：接触氧化技术在处理化工废水中的应用较多，很多预处理技术与接触氧化技术结合能够较成功地完成废水的处理。 水解酸化- 活性污泥法：这是一个比较普通的生化工艺组合。用筛选、驯化、诱导和基因育种等手段培植能分解难生物降解有机物的工程菌是改进当前活性污泥工艺重要
18、途径之一。比如硫酸盐还原菌 13、白腐真菌 14等在难降解废水的处理中做出了重要贡献。 厌氧与好氧相结合的工艺，既具有好氧法的优点，又具有厌氧法的优点。采用斜网- 混凝 -厌氧/好氧 -臭氧- 曝气生物滤池深度处理组合工艺处理高浓度制浆造纸废水，出水达到造纸废水排放新标准（GB3544-2008 ） ，且水质稳定 15。废水处理系统的运行结果表明，高效的厌氧处理和臭氧-曝气生物滤池深度处理系统是该工艺处理高浓度造纸废水稳定达标的关键。3.2 总体处理单元的确定主体处理单元主要为分质-混合处理方法。将高浓度母液和其他工业废水（包括生活污水）分别进行收集。其中高浓度母液进行芬顿氧化-混凝预处理，之后再和其他工业废水混合用生化法（采用水解酸化-A/O 工艺处理）进行处理。最后排放的污水纳入城镇污水管网。Fenton 试剂法 16是以过氧化氢为氧化剂、以亚铁盐为催化剂的化学氧化法。只有这两种试剂在一起时，才会显出很强的氧化能力。具体的反应过程如下：Fe2+H2O2Fe 3+OH+OH-毕 业 设 计 说 明 书第 7 页 共 38 页Fe3+ H2OFe 2+ HO2+H+Fe2+OHFe 3+ OH-Fe3+ HO2Fe 2+ O2+H+OH+H2O2H 2O+ HO2HO
