贵州某化工厂废水处理站设计

项目概况

该化工厂以贵州丰富的煤炭资源为依托，大力发展煤化工产业，以煤炭的深加工为其主要产业链。传统的煤化工是以低技术含量和低附加值产品为主导的高能耗、高排放、高污染、低效益的“三高一低”行业。随着市场的发展和科技的进步，这种对资源过度消耗、严重污染环境、粗放的不可持续的发展方式已难以为继。因此，企业拟采用先进的粉煤加压气化技术，计划建设年产30万t合成氨、15万t二甲醚装置，向市场提供清洁能源——二甲醚。该项目建成后，预计产生的生活污水和生产废水总量将达120m/h，其中以煤炭为原料的合成氨工艺的生产废水主要为煤造气含氟废水和铜洗稀氨水。为使废水能达标排放，企业拟新比一座废水处理站，处理后的出水达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级B排放标准。该处理站总占地面积1500m²，总装机容量166.2kw，运行成本约1.26元/m3废水(不含折旧费)。

设计依据

(1)业主提供的各种相关基础资料(水质、水量，回用水要求等);

(2)现场踏勘资料:

(3)《污水综合排放标准》(GB8978一1996);

(4)国家及省、地区有关法规，规定及文件精神

(5)其他相关设计规范与标准。

设计原则

(1)针对本项目废水水质特点，选用技术先进可靠、工艺成熟稳妥、处理效率高、占地而积小、运行成本低、操作管理方便的废水处理工艺，在确保出水达标排放的同时节省投资:

(2)选用质量可靠，维修简便，能耗低的设备，尽可能降低处理系统的运行费用:

(3)采取措施尽量减小废水处理系统对周围环境的影响，合理控制噪声、气味，妥善处理与处置固体废物，避免二次污染；

(4)总图布置合理、紧凑、美观，减少废水处理站内废水提升次数，保证废水处理工艺稳定可靠运行。

设计范围

本项目的设计范围包括废水处理站的总图设计和废水处理工艺设计，具体包括，废水处理站内的废水处理工艺、土建、设备、电气、自控、给排水等的设计。废水处理站外的废水接入管、外排管、电缆、自来水管等不包括在本工程设计范围内。

废水来源

该工程废水来源为新建生产装置的生产废水和厂区的生活污水。根据该企业即将建成的新生产线以及同类型生产企业的类比调查结果，以煤炭为原料的合成氨企业其工艺流程大致可分为原料气的制备、原料气的净化、气体压缩和氨合成四大部分，废水主要产生于原料气的制备和净化中。

(1)原料气制备技术所产生的废水

合成氨原料气的制备对煤(焦)而言，是以煤或焦与气化剂(如空气、蒸汽、氧气等)进行一系列非均相化学反应，生成以CO、H₂、CO₂和CH₄等为基本组分的各种煤气。然而煤中除含有C外，还含有S、O、N等元素，为此煤气中还含有H₂S、HCN以及未反应的煤屑。由于从造气炉出来的煤气除含有上述的气体和杂质外，气体温度也较高，所以必须经过降温、洗涤才能进入下一个工序。这是任何一种制气方法都不能避免的，而洗涤剂和降温介质一般为水。故此就产生了一股温度高、色度深、含有大量煤屑及氰化物的污水。由于这些化合物中氰化物的浓度高并有剧毒，故一般称这股废水为造气含氰废水。

(2)原料气净化产生的水污染

合成氨原料气的净化主要包括硫化物的脱除、CO₂的脱除、CO的脱除和CO的变换。在目前常用的方法中绝大多数不以氨作为碱源，故排除了氨氮对水环境的污染。CO的脱除污染严重的是铜洗流程。

铜洗液再生产生了含有NH₃、CO和CO₂的制洗再生气。铜洗再生气经水洗涤产生铜洗稀氨水其浓度视所采用的洗涤技术不同而不同。这股废水除含有氨外，还含有CO₂，所以采用一般的提浓方法都会由于容易生成碳铵引起管道堵塞而无法处理。因此，一种方法是采用铜洗再生氨直接放空；另一种是铜洗稀氨水排放。

综上所述，该厂生产车间排放的废水主要为煤造气含氰废水和铜洗稀氨水。

设计水量

根据废水来源分析，本项目产生的废水其主要污染物为悬浮物、COD、BOD、石油类、硫化物、氯化物、氨氮。同时据建设方提供的资料，废水排放将达到120m³/h，全厂废水排放量和具体水质如表1所示

表1全厂废水排放量和水质一览表

根据表1，取新建装置的生产废水总量为85.6m³/h生活废水为10m³/h,合计水量为95.6m³/h。考虑初期雨水的处理量，废水处理站设计规模定为120m³/h。

设计进水水质

设计进水水质指标如表2所示。

表2设计废水进水水质

设计出水水质

根据生产废水和生活废水的特点，分别采取预处理措施，对酸性气体脱出装置和煤气化装置含氰废水先进性脱氰处理，再混合其他污水进行生化处理。综合考虑其水质，出水达到《污水综合排放标准》(GB8978一1996)一级B要求，具体如表3所示。

表3设计废水出水水质

处理工艺

该废水处理工艺主要包括预处理系统、生化处理系统、供氧系统和污泥处理系统，工艺流程详见图2

工艺流程详见图2