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某公司焦化废水处理工艺及施工组织设计

1.1 项目业主简介 1

1.3 项目的来由 2

某轨道交通地铁车站主体结构施工方案2. 设计水量、水质及设计要求 2

2.1 废水的来源 2

3. 设计依据、设计原则及内容 5

4. 焦化废水处理方案比选 8

4.1 焦化废水的特点 8

4.1.1 酚含量高 8

4.1.2 氨氮含量高 8

4.1.3 难降解有机物含量高 9

4.2 关键工艺的选择 9

4.2.1 物化法 9

4.2.2 生化法 9

4.2.3 结论 10

4.3 主要工艺原理 10

4.3.1 A2/O2工艺原理 10

4.3.1.1 厌氧段（A1段） 11

4.3.1.2 生物反硝化脱氮过程（A2段） 11

4.3.1.3 好氧生物硝化过程（O1段） 13

4.3.1.4 接触氧化（O2） 15

4.3.1.5 工艺特点 15

4.3.2 沸石吸附法 15

4.3.3 专属性菌种（EMO） 16

4.4 推荐的工艺流程及说明 17

4.4.1 工艺流程图 17

4.4.2 预处理工艺说明 19

4.4.2.1 污水提升池 19

4.4.2.2 事故池 19

4.4.2.3 隔油池 19

4.4.2.4 气浮池 19

4.4.2.5 调节池 20

4.4.3 生化处理工艺说明 20

4.4.3.1 厌氧池 20

4.4.3.2 缺氧池 21

4.4.3.3 好氧池 23

4.4.3.4 二沉池 23

4.4.3.5 生物接触氧化池 24

4.4.4 深度处理工艺说明 25

4.4.4.1 混凝沉淀池 25

4.4.4.2 砂滤池 25

4.4.4.3 高效氨吸附池 26

4.4.5 污泥处理工艺说明 26

4.4.5.1 污泥浓缩池 27

4.4.5.2 污泥脱水 27

4.5 工艺流程特点 28

4.6 处理效果预测 29

5. 主要构筑物设计及设备选型 30

5.1 预处理部分 30

5.1.1 污水提升池 30

5.1.1.1 人工粗格栅 30

5.1.1.2 池体 30

5.1.1.3 提升泵 31

5.1.1.4 事故泵 31

5.1.2 事故池 31

5.1.2.1 池体 31

5.1.2.2 潜污泵 32

5.1.2.3 潜水搅拌机 32

5.1.2.4 蒸气管 32

5.1.3 隔油池 32

5.1.3.1 池体 33

5.1.3.2 双边驱动行车式刮油机 33

5.1.4 气浮池 33

5.1.4.1 设备 33

5.1.5 调节池 34

5.1.5.1 池体 34

5.1.5.2 潜水搅拌机 34

5.1.5.3 蒸气管 35

5.1.5.4 一级提升泵 35

5.2 生化处理部分 35

5.2.1 厌氧池 35

5.2.1.1 池体 35

5.2.1.2 三相分离器 36

5.2.1.3 布水装置 36

5.2.2 缺氧池 36

5.2.2.1 池体 36

5.2.2.2 布水装置与溢流装置 36

5.2.2.3 填料 37

5.2.2.4 磷酸盐加药装置 37

5.2.3 好氧池 37

5.2.3.1 池体 37

5.2.3.2 纯碱投加设备 37

5.2.3.3 鼓风机 38

5.2.3.4 曝气器 38

5.2.4 硝化液沉淀池 38

5.2.4.1 池体 39

5.2.4.2 硝化液回流井 39

5.2.4.3 硝化液回流泵 39

5.2.5 二沉池 40

5.2.5.1 池体 40

5.2.6 污泥回流井 40

5.2.6.1 池体 40

5.2.6.2 污泥回流泵 41

5.2.7 生物接触氧化池 41

5.2.7.1 池体 41

5.2.7.2 曝气器 41

5.2.8 絮凝反应池 42

5.2.8.1 池体 42

5.2.8.2 搅拌机 42

5.2.9 混凝沉淀池 42

5.2.9.1 池体 42

5.2.9.2 斜管填料 43

5.2.9.3 加药设备 43

5.2.10 压力滤池 43

5.2.10.1 设计参数 44

5.2.10.2 罐体 44

5.2.11 高效氨吸附池 44

5.2.11.1 池体 44

5.2.11.2 氨氮脱附周期 45

5.2.11.3 次氯酸钠投加装置 45

5.2.12 复用水池 45

5.2.12.1 构筑物 45

5.2.12.2 复用水泵 46

5.2.12.3 反冲洗水泵 46

5.3 污泥处理部分 46

5.3.1 污泥浓缩池 46

5.3.1.1 池体 46

5.3.2 污泥脱水 47

5.3.2.1 污泥脱水机 47

5.3.2.2 污泥泵 47

5.3.3 综合车间 47

5.4 主要构筑物及设备一览表 47

6. 污水处理站总图布置 51

6.1 总体布置原则 51

7.1 给排水及消防 52

7.1.1 给水 52

7.1.2 排水 52

7.1.3 消防 52

7.3.1 供电电源 53

7.3.2 设备启动和控制方式 53

7.3.3 电线缆敷设及设计 53

7.3.4 接地保护 54

7.3.5 自控与仪表 54

7.3.5.1 集水井 54

7.3.5.2 气浮池 54

7.3.5.3 好氧池、生物接触氧化池 55

7.3.5.4 二沉池 55

7.3.5.5 反应池 55

8. 工程技术经济分析 55

8.1 工程预算 55

8.1.1 土建费（A） 55

8.1.2 设备材料费(B) 57

8.1.3 概算总表 59

8.2 运行成本分析 60

8.2.1 电费（A） 60

8.2.2 人员费（B） 60

8.2.3 药剂费（C） 60

8.2.3.1 工业磷酸氢二钠 60

8.2.3.2 纯碱 61

8.2.3.3 絮凝剂 61

8.2.3.4 总药剂费用(C) 61

8.2.3.5 其它费用（D） 61

8.2.4 水处理直接成本（E） 61

8.3 项目经济性评价 62

9. 安装调试运行 63

9.1 设备安装 63

9.2 蜂窝管、曝气器及填料的安装 63

9.3 管道安装及敷设 64

9.3.1 管材的选用 64

9.3.1.1 压力流管道 64

9.3.1.2 重力流管道 64

9.3.1.3 加药管 64

9.3.2 管道接口 64

9.3.3 管道基础 64

9.3.4 管道防腐 65

9.3.5 管道试压要求 65

9.3.6 明露管道涂漆颜色规定 65

9.3.7 管道施工及验收应遵循以下规范 65

9.3.8 其它 65

9.4 系统调试 66

9.5 运行管理 66

10. 工程实施进度 67

11. 工程施工方案（组织）设计 68

11.1 各分部分项工程主要施工方法 68

11.1.1 土建分部工程施工方法 68

11.1.1.1 土建施工前期准备工作 68

11.1.1.2 分部分项工程施工 68

11.1.2 主要设备安装技术措施 70

11.1.2.1 设备安装前期工作 70

11.1.2.2 主要设备的安装要求 71

11.1.2.3 放线就位和找正调平 72

11.1.2.4 试运转 75

11.1.2.5 各类污水处理机械安装 80

11.1.3 确保工程质量的技术组织措施 82

11.1.4 确保安全生产的技术组织措施 83

11.1.5 确保工期的技术组织措施 85

11.1.6 其它说明内容： 86

11.1.6.1 施工技术组织措施 86

11.1.6.2 与气候有关的施工措施 88

11.2 现场施工组织 88

11.2.1 现场施工组织结构图 88

11.2.2 各部门职责 89

11.2.2.1 项目经理职责 89

11.2.2.2 项目副经理职责 90

11.2.2.3 工程技术班组 90

11.2.2.4 质量管理组职责 91

11.2.2.5 材料设备管理班组职责 91

11.2.2.6 安全管理班组职责 91

11.2.2.7 计划管理班组职责 92

11.2.2.8 文明施工组职责 93

11.2.2.9 财务会计组职责 93

11.2.2.10 后勤供应组职责 93

11.2.2.11 设备安装制作队职责 93

11.2.2.12 自控仪表安装队职责 94

11.2.2.13 变配电工程安装队职责 94

11.2.2.14 机电设备队职责 94

12. 技术服务与质量保证体系 95

12.1 全面质量控制（TQC） 95

12.1.1 设计 95

12.1.2 原材料的采购 95

12.1.3 施工 95

12.1.4 开车调试 96

12.1.5 培训 96

12.2 工程质量承诺 96

12.3 售后服务 97

外购件制造厂家(备选)一览表

为适应国家生产环保达标的要求，同时也为使企业走上技术化、集约型、高效益、可持续发展之路，公司通过扩建，现达到年产优质焦炭40万吨，回收加工焦油1.6万吨、粗苯4000吨。形成了以洗煤、炼焦、焦油回收加工、仓储集运为一体的完整产业链。随着企业自身竞争优势的提升，产品销路也不断拓展：公司先后与各大钢铁公司及多家企业建立了长期合作关系。

随着公司的不断发展，对环境的保护重视程度也随之增强。公司把污水回用列在其近期发展计划之内，可见其对污水处理和回用的重视。本公司受甲方委托，对全厂内、外环境进行详细周密的考察后，结合国内外焦化污水处理及回用的先进技术和经验，编制了本设计方案。

设计水量、水质及设计要求

焦化厂除生产焦炭和煤气外，还回收苯、焦油、氨、酚等化工产品。在煤气洗涤、冷却、净化以及化工产品回收、精制过程中，产生大量废水。其主要来源有：煤挟带入水，反应生成水和焦化产品蒸馏、洗涤加入的蒸汽和新鲜水，在与煤气和产品接触后冷凝或分离出来的废水，包括集气管喷淋分离液和初冷却液组成的剩余氨水；氨水工艺中洗氨的富氨水。这两部分废水经蒸氨（回收）后排出。硫氨工艺中的终冷洗苯水；苯、焦油、古马隆等化工产品加工的分离水。

以某焦化厂为例，废水的来源与配比如表1所示。

该装置污水处理站的来水分两部分，一部分为生活废水，水量为10m3/h，另外一部分为生产废水约为30m3/h多，合计约为40m3/h。据此确定污水站的处理规模为Qd=960m3/d，Qh=40m3/h。

甲方提供待处理混合废水的水质数据如表2所示。根据同类废水水质情况，焦化废水本身的可生化性较差，但加入了生活废水后，可生化性有一定改善。

根据当地环保局的要求，污水外排标准执行《污水综合排放标准》（GB8978—1996）一级标准，其主要指标如表3所示。

设计依据、设计原则及内容

业主提供的相关技术资料、委托资料及设计要求等

《污水综合排放标准》（GB8978－1996）

严格执行国家及地方的现行有关环保法规及经济技术政策。根据国家有关规定和甲方的具体要求，合理地确定各项指标的设计标准。

本着技术上先进、安全、可靠，经济上合理可行的原则，尽量采用技术成熟、流程简单、处理效果稳定的废水处理系统。从降电耗、节约药剂使用量方面精心设计，从技术经济上达到最佳效果。

在总图布置方面，充分利用现有条件，因地制宜，少占用地；同时保证使污水处理设施与周围环境协调一致，不会影响环境美观。

选用的设备自动化水平比较高，易于工人操作管理，减轻劳动强度。同时也要考虑设备的耐用性，以保证长时间免维修正常使用。

废水处理工程中的设备选用国内先进节能优质产品，确保工程质量。

本设计内容指污水处理站的设计，不包括蒸氨系统，具体内容如下：

废水处理站总平面布置图设计

污水处理工艺设计（污水、污泥处理设计工艺）

处理站主体工艺构筑物、设备选型设计

其它配套设施设计（消防、照明、道路、绿化等）

污水处理站工程投资估算与成本分析等

工程内容指污水处理站的建设，不包括蒸氨系统的改造或新建，具体如下：

污水处理站设施的土建施工；

配套的所有污水处理的设备及管道、阀门等的供货；

污水处理设备的现场安装，相应的配管工程等；

污水处理设备的开车、调试及达标验收；

焦化废水主要成分有挥发酚、矿物油、氰化物、苯酚及苯系化合物、氨氮等，属于污染物浓度高，污染物成分复杂，难于治理的工业废水之一。其处理的关键之处在于：

废水中酚含高，有的高达2～12g/L。由于酚的可生化性差，需用萃取法或其它物化法进行预处理加以回收利用。当它的含量高时，还是有很大的回收价值。

焦化废水中氨含量高，有时高达2000mg/L。高浓度的氨不仅难以用生化法去除，而且其对生化处理单元有一定的毒害作用，严重时可杀死活性污泥，破坏整个生物处理系统。因此，该高含氨氮废水在进入污水处理站之前，要设蒸氨预处理过程。

经过蒸氨预处理的废水氨氮浓度在100～300mg/L左右，如果要处理到国家一级排放标准15mg/L以下，氨氮的去除仍为该类污水处理工艺选择时首先要考虑的问题。

焦化废水中含有大量苯系、萘系及杂环类难降解有机物，通常的好氧活性污泥法难以直接处理达标。因此，在好氧法前，需改善其可生化性，提高BOD：COD值。

焦化废水的处理方法主要分为物化法和生化法。

物化法由于要消耗大量的化学药剂，运行成本非常高，所以很少采用。现在普遍采用生化法。

生化法可分为普通活性污泥法、A/O法、A2/O、SBR法，以及它们的各种变体。其中（1）普通活性污泥法在过去采用较普遍，但是由于焦化废水的可生化性差，难以使COD及氨氮达标。即使延长废水在好氧池中的停留时间，也不可能使氨氮达到一级标准。（2）A/O法对氨氮有很好的去除效果，但由于焦化废水的COD较高，可生化性差，难以使COD达标。（3）SBR法操作复杂，针对性不强，同时去除COD和氨氮的效果不好。（4）A2/O法既可以先改善废水的可生化性，又可以高效地去除氨氮，因此，它非常适合处理焦化废水，为焦化废水的首选方案。

根据以上焦化废水的特点，结合国内外焦化废水处理的先进经验，确定生化处理采用内碳源A2/O2（厌氧—缺氧—好氧—生物接触氧化）生物脱碳、氮处理工艺，这样不仅能有效地除去废水中的有机污染物，而且对氨氮污染物也有较好的去除效果。

生物反硝化脱氮过程（A2段）

经过厌氧反应的废水进入缺氧池中，同时还有一部分通过好氧处理的硝化液（混合液）回流到缺氧池，在缺氧池内进行反硝化。反硝化菌氧化有机物的同时，将混合液中的亚硝态氮和硝态氮还原为氮气而除去。

N2难溶于水，经鼓气，得以吹脱。

影响反硝化的主要因素：

(1)温度温度对反硝化的影响比对其它废水生物处理过程要大些。一般，以维持20～40℃为宜。若在气温过低的冬季，可采取增加污泥停留时间、降低负荷等措施，以保持良好的反硝化效果；

(2)pH值反硝化过程的pH值控制在7.0～8.0；

(3)溶解氧氧对反硝化菌有抑制作用。一般在反硝化反应器内溶解氧应控制在0.5mg/L以下(活性污泥法)或1mg/L以下(生物膜法)；

大六角高强度螺栓连接施工工艺技术交底好氧生物硝化过程（O1段）

在好氧池中，有机物被微生物生化降解，去除率较高。同时，废水中的氨氮被硝化菌氧化为亚硝酸盐和硝酸盐。通过硝化后另一部分混合液经二沉池进行固液分离，清液进一步处理后排放，污泥部分回流到厌氧池。

废水中之NH3，在好氧条件下，自养型亚硝化菌与硝化菌将NH3氧化为NO3—N的过程，是生物脱氮的第一步,其生物化学反应式为:

在硝化过程中，1g氨氮转化为硝酸盐氮时需氧4.57g；释放出H+，硝化菌在硝化放能过程中，获得能量同时，部分氨被同化为细胞组织，需消耗废水中的碱度，每氧化lg氨氮，将消耗碱度(以CaCO3计)7.lg。硝化反应综生物化学反应式：

影响硝化过程的主要因素有：

(1)pH值当pH值为8.0～8.4时(20℃)，硝化作用速度最快。由于硝化过程中pH将下降，当废水碱度不足时，即需投加石灰，维持pH值在7.5以上；

(2)温度温度高时，硝化速度快。亚硝酸盐菌的最适宜水温为35℃，在15℃以下其活性急剧降低，故水温以不低于15℃为宜；

(4)溶解氧氧是生物硝化作用中的电子受体浙江省国际金融大厦工程施工组织设计，其浓度太低将不利于硝化反应的进行。一般，在活性污泥法曝气池中进行硝化，溶解氧应保持在2～3mg/L以上；

(5)BOD负荷硝化菌是一类自养型菌，而BOD氧化菌是异养型菌。若BOD5负荷过高，会使生长速率较高的异养型菌迅速繁殖，从而异养型的硝化菌得不到优势，结果降低了硝化速率。所以为要充分进行硝化，BOD5负荷应维持在0.3kg(BOD5)/kg(SS).d以下。