污水处理系统初步改造方案

目 录1、项目背景及总体工艺思路22、项目规模及设计原则22.1 处理水量：1300吨/天22.2 原水分质分流的要求22.3 生产能力33、工艺介绍33.1工艺路线33.2目前工艺介绍及缺陷33.2.1 目前工艺33.2.2 原有工艺中的缺陷53.3 改造后工艺53.3.1改造后工艺流程53.3.2改造后工艺说明74、改造重点11XX废水处理项目技术改造初步方案1、 项目背景及总体工艺思路我司于2014年2月15日正式进驻XX污水处理厂协助废水达标调试工作，在此过程中发现目前污水处理设施已远远不能满足目前的水量、水质。同时，由于原运营单位管理不善、工艺控制不到位、设备设施不完善等原因，造成出水不能够达到环保的要求，同时由于管理不善造成多次超标及其严重（原运营单位实际达标率很低）。经过我团队的努力，目前污水站出水已控制到接近达标，但由于处理设施不够完善、水质波动较大，混排比较严重等原因，造成达标率不高。经过我司不断的调整，尝试及多次小试的数据分析，为了保证污水处理设施的处理能力，在达到国家排放标准的前提下，确定改造的总体思路如下：（1）、扩大废水收集系统（2）、完善现有二级处理系统（3）、新增三级保障系统（4）、调整现有一级处理系统2、 项目规模及设计原则2.1 处理水量：1300吨/天2.2 原水分质分流的要求根据我司的调研，目前污水站水质波动、混排情况非常严重，主要表现见下表。原水种类pH氰化物总铜总镍六价铬含镍废水3750400605002005002含氰废水7.5-8.5400-800100-80050-2002综合废水4-650-10050-20010-10010-70铬、前废水1-110-1520-8020-120400-1000含铜废水3-60-2200-30010-202 混排情况较严重的主要为含镍废水、含氰废水、综合废水三股废水。按照我司关于XX车间废水分流接管的建议，取消混排废水。同时污水站水质波动较大，浓度很高，这就造成处理难度的增加，同时成本也会增加。2.3 生产能力由于原设计单位无实际运营经验，对于实际原水水质不甚清晰，原设计水质基本依据设计规范中给出的参考数据稍作变动而得。同时原运营单位管理不到位，对项目的实际认知度不够，致使原来的改造不到位。经过我司的调研及现状分析，确定污水处理能力为1300吨/天（不包括压滤液），处理时间16小时（两班制）。3、 工艺介绍3.1工艺路线为了保证污水处理设施的处理能力，在目前的处理状况下，在达到国家排放标准的前提下，提出三级保障系统的概念。3.2目前工艺介绍及缺陷3.2.1 目前工艺原有设计工艺中将每股废水进行单独处理，达到出水达标，后经过原运营单位的改造，勉强改出一处气浮处理作为二级反应系统。原有工艺流程图如下：12 / 12文档可自由编辑打印综合污泥池（3个混用）含铬废水、前处理废水pH调整及破铬池反应池pH调整池絮凝池沉淀池硫酸焦纳ORP石灰pHPAM破氰池反应池絮凝池沉淀池氧化剂石灰、硫化钠PAMpH混排废水破氰池氧化剂破氰池氧化剂pH调整石灰絮凝池PAM沉淀池含镍废水含氰废水反应沉淀一体池pH石灰、氧化剂ORPPAM综合废水反应沉淀一体池亚铁pH石灰、氧化剂PAM含铜废水pH调整破氰池反应池絮凝池沉淀池石灰pH氧化剂PAM二级反应气浮酸回调总排口氧化剂硫化钠PAMpH硫酸pH3.2.2 原有工艺中的缺陷a、 整个工艺采用比较先进的PLC自控系统，但设计方未考虑自控系统的稳定性，将仪表全部安装在中控室，对于现场人员的操作及其不方便，在自控系统不稳定的时候很难被发现。同时在PLC出现问题的情况下，所有自控系统均可能瘫痪。b、 加药系统：目前污水站用到石灰，而设计单位设计时未用到石灰。而相比之下石灰的成本会低很多。经过原运营公司的改造，改出了石灰配药池，但由于池体结构的限制、泵的选型及供电系统等问题，致使加药系统很不稳定。c、 工艺中含铜废水、含氰废水经过简单反应之后流入综合废水中继续处理，造成综合废水处理负荷增大。d、 前处理废水与含铬废水混在一起处理造成铬一级反应负荷不够，经常导致处理不及的现象。e、 二级气浮系统：在目前水质的情况下，气浮起到了二级沉淀池的作用，由于二级污染因子的负荷还较高，致使二级泥量增加。气浮出水经过回调pH之后便排放，而气浮机毕竟是设备，设备就会存在不稳定性，在出水带泥的情况下，水质很难稳定达标。同时二级反应时间不及时，加药控制不能够完全起到作用。f、 分流：车间分流很差，致使两级处理负荷不能够满足。3.3 改造后工艺为长远考虑将二级反应系统扩容，新增三级保障系统。改造后，在分流清晰、水质稳定、浓度正常的情况下，污水处理系统能够满足水量1300吨/天的处理负荷。在目前二级出水水质的情况下，争取做到二级反应出水主要指标达标，三级作为保障系统，继续去除残余的污染物，保障出水稳定达标。3.3.1改造后工艺流程改造后工艺流程如下：含铬废水pH调整及破铬池反应池pH调整池絮凝池沉淀池硫酸焦纳ORP石灰pHPAM前处理废水pH调整石灰絮凝池PAM沉淀池综合废水pH调整破氰池反应池絮凝池沉淀池石灰pH氧化剂PAM二级反应气浮三级反应三级沉淀氧化剂亚铁硫化钠PAMpH硫酸pH中间水池含镍废水含氰废水反应沉淀一体池pH石灰、氧化剂ORPPAM反应沉淀一体池亚铁pH石灰、氧化剂PAM含铜废水反应沉淀一体池pH石灰、氧化剂PAM亚铁酸回调总排口亚铁硫化钠共沉剂综合污泥池含铜污泥池含镍污泥池氧化剂硫酸氧化剂3.3.2改造后工艺说明A、综合系统根据分流建议，综合废水应为镀锌等镀种产生的清洗废水。此类废水的处理方法对比见表1表1 综合废水的各种处理方法对比化学沉淀法离子交换法吸附法化学沉淀调节pH值至合适的范围，投加化学药剂形成金属沉淀物，固液分离去除的方法。离子交换法主要是利用离子交换树脂活性基团上的可交换离子通过交换的方式来去除废水中的阳、阴离子，使废水得到净化的方法。吸附法是利用多孔性固态物质吸附水中污染物来处理废水的一种常用方法。吸附法的关键技术是吸附剂的选择，目前工业应用中最常用的是活性炭。优点：流程简单，操作管理方便，处理效果稳定，成本较低。优点：去除金属的同时又回收废水中的有用药剂以及大量水得到循环利用的目的。优点：性能优良，吸附容量大。缺点：仅依靠普通化学药剂处理不易稳定达标，结合气浮或考虑破络工艺、少量重金属捕集备用保障工艺可以保证达标。缺点：一次投资费用较高，运行成本高，系统设计和操作管理较为复杂，而且在回收的溶液中还有其它杂质离子，无法回用。缺点：成本高、氰等无法达标，原料来源不足，价格较昂贵。饱和后再生利用麻烦，易造成二次污染。结合多年的实际操作经验，确定采用化学沉淀的方法处理此类废水。在集水池续加一点点氧化剂将微量六价铬去除后，在反应池调节pH后加入氧化剂进行破络合物反应，同时在合适的pH范围内进行化学沉淀，去除此类废水中主要污染因子，反应沉淀出水流入中间水池。 B、含铬废水反应系统铬系废水中主要污染物包括Cr6+、Cr3+。经过一个多月的化验摸底，XX污水站铬系废水中主要污染物除了Cr6+、Cr3+外还含有部分Cu、Ni.CN等重金属。铬系废水处理方法有亚硫酸盐、硫酸亚铁、水合肼、二氧化硫等方法，每种方法的对比见表4。表4 铬系废水的各种处理方法对比还原剂原理理论投加比优缺点亚硫酸盐（含焦亚硫酸钠）Na2S2O5+H2O 2NaHSO32H2Cr2O7+6NaHSO3+3H2SO4 2Cr2(SO4)3+3Na2SO4+8H2O亚硫酸氢钠1：4亚硫酸钠1：4焦亚硫酸钠1：3优：方法成熟、还原效率较高污泥量较少，操作较方便缺：处理时有二氧化硫挥发硫酸亚铁2H2Cr2O7+6FeSO3+6H2SO4 2Cr2(SO4)3+3Fe2(SO4)3+7H2O1：30（量大）优：方法成熟、药剂来源容易,可回用钢铁酸洗废液缺：污泥量比亚硫酸盐法大3倍以上水合肼4CrO3+6N2H44Cr(OH)3+3N21-2ml/L优：设备简单、效果好、沉渣少缺：碱性腐蚀品，属高毒类二氧化硫3SO2+2H2CrO4Cr2(SO4)3+2H2O1：（3-9）与Cr6+、铜及DO浓度有关优：不需补充酸、反应可达完全、污泥量少缺：二氧化硫有毒且为气体，操作及储存不便铬水中含氰化物极微量，故此反应体系用焦纳将六价铬还原成三价铬后，调节pH将Cr、Cu、Ni等金属去除。反应沉淀出水流入中间水池。C、前处理废水反应系统此股废水主要为车间除油、酸洗除锈等工序产生的酸碱废水，含有油脂类物质较多。主要污染因子为铁及微量的铜等。废水在酸性条件下破乳后经过芬顿反应或简单的化学沉淀，去除部分络合物、油脂类物质及铁等金属离子后沉淀出水，反应沉淀出水流入中间水池。D、含镍废水反应系统含镍废水主要污染物为Ni，而实际废水中还含有较低浓度的氰化物及Cu。为便于金属镍的资源化回收，将镍系废水单独分流处理，进行化学沉淀去除金属离子，将pH调至合适的范围，使金属镍及少量其他金属离子形成沉淀物，从而达到从废水中去除的目的。表5 处理方法对比化学沉淀法离子交换法吸附法化学沉淀是将调节pH值至合适的范围，投加化学药剂形成金属沉淀物，固液分离去除的方法。离子交换法主要是利用离子交换树脂活性基团上的可交换离子通过交换的方式来去除废水中的阳、阴离子，使废水得到净化的方法。吸附法是利用多孔性固态物质吸附水中污染物来处理废水的一种常用方法。吸附法的关键技术是吸附剂的选择，目前工业应用中最常用的是活性炭。优点：流程简单，操作管理方便，处理效果稳定，成本较低。优点：去除金属的同时又回收废水中的有用药剂以及大量水得到循环利用的目的。优点：性能优良，吸附容量大。 缺点：水及废水中的有用物质没有回收利用。仅依靠普通化学药剂处理不易稳定达标，考虑结合破络工艺。缺点：一次投资费用较高，系统设计和操作管理较为复杂，而且在回收的溶液中还有其它杂质离子，影响回用。缺点：原料来源不足，价格较昂贵。饱和后再生利用麻烦，易造成二次污染。由于含镍废水量较少，故将镍反应系统改到气浮进水池反应沉淀一体化系统，在反应系统中调节pH并加入部分氧化剂破络，必要时加入亚铁进行芬顿反应，去除绝大部分污染因子。反应沉淀完成后放入中间水池。F、含氰废水反应系统含氰废水中主要污染物为氰化物、Cu、Ni。破氰的方法主要有碱式氯化法、臭氧处理法、过氧化氢氧化法等。各种方法对比如下6 含氰废水的各种处理方法对比氧化剂价格成本耗电量危险性维修量产渣量去氰能力有效氯次氯酸钠中低低中低中高95.30%二氧化氯中高中低高低高63%液氯高低中高中低中100%臭氧高高高中高低高/漂粉精/高/中高高低60%氧化剂优点缺点原理理论比值次氯酸钠破氰能力好，运用成熟，设备简单，投资省，便于管理次氯酸钠成品药剂易失效，有效期为10-15天，不宜贮存CN-+ClO-+H2O CNCl+2OH- CNCl+2OH- CNO-+Cl-+H2O CNCl+2ClO-+H2O2CO2+ N2+2Cl-；CNO-+2ClO-+H2O2CO2+ N2+2Cl-1：7.15二氧化氯原料利用率高、自动化程度高需现场制备，设备投资高，运行维护复杂2CN- + 2ClO2 2CO2 + N2 + 2Cl-1：2.6液氯成本低易引起安全事故2CN- + 3Cl2 + 2H2O CO2 +N2+ 6Cl-+ 4H+ 1：4.09臭氧去氰能力高、产渣量低所需的其它费用都较高第一步把氰化物氧化成微毒的氰酸盐，臭氧需要量在理论上是氰含量的1.84倍；第二步把氰酸盐氧化为二氧化碳和氮，臭氧需要量在理论上是氰含量的4.61倍。1：6.45漂粉精有效氯含量低，渣量大即次氯酸钙，与次钠原理类似/本工程选用氧化剂对含氰废水进行处理。运用ORP、余氯双指标控制出水的氰化物。G、含铜废水 含铜废水主要为车间酸铜、焦铜等含铜清洗废水，在酸性条件下进行水解后，通过加入氧化剂破络进而化学沉淀后出水。H、二级反应系统中间水池还含有较低浓度的氰化物及重金属（但还是远不能达到国家排放标准），在一级反应故障的情况下，会导致中间水池氰化物或重金属偏高。故在二级反应继续加入氧化剂进行破氰破络反应，在二级将氰化物及重金属做到较低水平甚至金属达标，但气浮毕竟是设备，设备就会存在不稳定性，在异常情况下跑泥，经过调酸后会导致金属超标。I、三级保证系统 经过我司的探索在二级出水还不能稳定达标，当水质波动较大混排严重或二级反应系统故障的时候，三级可通过加药进行反应、共沉反应来保证出水能够达到排放标准。4、 改造重点 将目前综合废水反应系统改为前处理废水反应系统，将综合污泥池改为前处理收集池。 将目前混排、含镍废水反应系统改为综合废水反应系统。 将目前气浮进水反应池改为含镍废水反应沉淀一体化系统。 将目前铬二级反应系统空置，用于处理应急压滤液废水。 将目前中间水池作为每股废水一级处理出水均质池。 车间取消混排废水，混排废水根据分流建议对应接入应去的收集池。 增加二级反应池，三级反应系统，尾端同时新建酸回调系统。目前酸回调池太深，经常会有污泥沉在底部，不容易清理干净，故将目前酸回调池底部做放空系统，作为监控保障系统，在异常或污泥较多的情况下可回到原水中重复处理。 由于目前斜板有坍塌的现象，导致沉淀池污泥排不出来，故需更换目前沉淀系统斜板。 由于收集池较小调节能力较差，故需增加集水池曝气系统，以达到均质的要求，需增加两台风机。 将自控系统改为点对点自控，同时将仪表改到现场。 将石灰溶药系统、加药系统更换。 污泥脱水系统完善，更换压泥泵为隔膜泵，配套空压机，同时建议更换隔膜板框。新增主要池体尺寸：构建筑物一览表序号构筑物及设施规格（mmm）有效水深（m）数量单位备注1二级反应池2*2*5.556座架空2三级反应池2*2*5.555座架空3三级沉淀池10*15*5.551座架空4酸回调池2*2*2.521座架空5含铜污泥池5*3*4.541座地下式6含镍污泥池5*3*4.541座地下式7综合污泥池5*8*4.541座地下式池体尺寸按照最大瞬时流量为100吨设计（包括压滤液）。