三木污水厂改造方案
江苏三木集团有限公司
分厂预处理及污水处理厂技术改造
设
计
方
案
江苏三木集团蓝晨环保科技有限公司
二零一一年二月
目录
第一篇各分厂废水预处理 (9)
第一章．总论 (9)
第二章．富马酸生产废水 (10)
2.1废水来源和特性 (10)
2.2工艺路线的选择 (10)
2.3工艺流程 (10)
2.4工艺及流程说明 (10)
第三章．环氧树脂废水预处理 (11)
3.1废水来源和特性 (11)
3.2工艺路线的选择 (11)
3.3工艺流程 (12)
3.4工艺及流程说明 (12)
第四章．三聚氰胺、醚化氨基树脂废水预处理 (13)
4.1废水来源和特性 (13)
4.2工艺路线的选择 (13)
4.3工艺流程 (14)
4.4工艺及流程说明 (15)
第五章．增塑剂生产废水 (16)
5.1废水来源和特性 (16)
5.2工艺路线的选择 (16)
5.4工艺及流程说明 (17)
第六章．有机硅树脂生产废水 (18)
6.1废水来源和特性 (18)
6.2工艺路线的选择 (18)
6.3工艺流程 (19)
6.4工艺及流程说明 (19)
第七章．溶剂生产废水 (20)
7.1废水来源和特性 (20)
7.2工艺路线的选择 (20)
7.3工艺流程 (20)
7.4工艺及流程说明 (20)
第八章．洗桶废水 (22)
8.1废水来源和特性 (22)
8.2工艺路线的选择 (22)
8.3工艺流程 (23)
8.4工艺及流程说明 (24)
第九章．丙烯酸树脂生产废水 (25)
9.1废水来源和特性 (25)
9.2工艺路线的选择 (25)
9.3工艺流程 (26)
第二篇污水处理厂综合废水预处理 (27)
第一章.概述 (27)
1.1工程概况 (27)
1.2设计依据 (28)
1.3设计范围 (28)
第二章.设计单位简介 (29)
第三章.废水水质、水量及处理要求 (30)
3.1废水水量 (30)
3.2处理要求 (30)
第四章.废水处理工艺的确定 (31)
4.1设计原则 (31)
4.2现有工艺分析 (31)
4.3废水处理工艺选择 (34)
4.3.1工艺选择 (35)
4.3.3处理效率预测 (39)
4.4污泥处置 (39)
第五章.工程设计 (40)
5.1 废水处理工艺设计 (40)
5.1.1调节池 (40)
5.1.2水解酸化池 (40)
5.1.4兼氧池 (42)
5.1.5 好氧池 (42)
5.1.6二沉池 (42)
5.1.7污泥浓缩池 (43)
5.1.8脱水机房及污泥堆棚 (43)
5.2 废水处理工艺设计 (44)
5.3关于工艺设备选型的说明 (45)
5.4建筑和结构设计 (46)
5.4.1主要设计规范、设计依据 (46)
5.4.2结构设计 (46)
5.5电气设计 (47)
5.5.1主要设计规范、设计依据 (47)
5.5.2设计范围 (48)
5.5.3供配电系统 (48)
5.5.4负荷计算 (48)
第六章.污水处理厂工程投资估算 (50)
6.1编制说明 (50)
6.2编制依据 (50)
6.2.1定额（指标） (50)
6.2.2材料价格 (50)
6.2.3设备价格 (50)
6.2.4工程建设其他费用及预备费 (50)
6.3废水土建投资估算 (50)
6.4废水处理设备投资估算 (51)
6.5废气处理土建投资估算 (53)
6.6废气处理设备投资估算 (54)
6.5工程总费用 (55)
第七章.技术经济分析 (56)
7.1人员编制 (56)
7.2运行成本 (56)
7.2.1动力费：E1 (56)
7.2.2药剂费：E2 (56)
7.2.3折算处理费用：E (56)
第八章. 污水处理设施布置 (57)
8.1平面布置 (57)
8.1高程布置 (57)
第九章. 二次污染及环境效益分析 (58)
第十章. 环境保护、节能、劳动保护 (59)
10.1 环境保护 (59)
10.1.1 标准及规范 (59)
10.1.2 建设期环境影响及治理措施 (59)
10.1.3运营期环境影响及治理措施 (61)
10.2.1 节能标准和技术规定 (63)
10.2.2 节能原则 (63)
10.2.3 能耗分析 (63)
10.2.4 节能措施 (63)
10.2.5 节能效果 (66)
10.3 劳动安全 (66)
10.4 消防 (67)
10.4.1 依据 (67)
10.4.2 防火标准 (67)
10.4.3 消防措施 (67)
第十一章. 工程进度安排 (69)
11.1工程进度计划表 (69)
第十二章. 质量保证计划与措施 (71)
12.1质量保证计划 (71)
12.2质量保证措施 (72)
第十三章. 技术服务与培训 (74)
13.1安装服务 (74)
13.2运行调试服务 (74)
13.3售后维修与零配件的服务 (74)
13.4人员培训 (74)
13.6技术服务和联络 (76)
第十四章. 服务承诺 (79)
14.1保证工程的正常施工和达标验收 (79)
14.2工程目标及社会效益 (79)
14.3培训目标 (79)
14.4免费提供技术咨询 (80)
14.5免费提供保修及维护 (80)
14.6定期回访 (80)
第一篇 各分厂废水预处理
第一章．总论
江苏三木集团有限公司位于宜兴市官林镇都山村，是一家以生产醇酸、环氧、氨基、聚氨酯等涂料行业用树脂与溶剂研究、开发生产为主的化工企业，是国内最大的涂料行业专业生产企业之一，并且是国内树脂生产的龙头企业。
官林镇工业园区已于2005年9月份由三木集团投资建设了凌霞污水处理厂，对官林镇镇区内的生活污水和园区工业污水进行集中处理。从污水处理厂建设投产正式运行开始，对化工园区内的高浓度化工废水未能进行有效的预处理。由于高浓度化工废水中含有对微生物毒害和抑制作用的化学物质，所以在化工废水进入到污水处理厂后，对整个污水处理厂的生化系统内微生物的毒性和抑制作用都很大，这对污水处理厂的稳定达标排放构成了极大的威胁。污水处理厂所接纳的废水中，所含有的对生化系统有毒害和抑制作用的废水，绝大多数来自三木集团公司。
江苏三木集团有限公司一向比较重视环境保护，随着生产规模的扩大，环保要求的严格，如不能对各厂区所排放的高浓度化工废水进行及时有效的预处理，必将威胁到企业的生存和信誉。为了担负起自己的社会责任，集团领导层把集团内部各厂区的环境治理工作摆上了重要议事日程，要求严格控制各类污染物排放，深化污染治理，强化对重点污染车间的监控，加强污染源防治措施，确保所有污染源都能达标排放，大力实施乡村清洁工程，因地制宜地处理生活污水，提高污水处理水平，加快污水处理设施建设，提高污水处理厂的负荷率和污水处理效率，加大对污水处理设施运行的监管，在此基础上实现园区污水处理厂的稳定达标排放。
为了使改造方案具有较强的针对性，江苏三木蓝晨环保科技有限公司技术人员对各厂区内排放污水进行实地采样、实验分析，并进行了物化及生化小试。在对水样进行实验分析和小试的基础上，我方组织有关技术人员进行了全面细致的分析和研究，初步确定了高浓度化工废水的前级预处理、强化预处理和污水处理厂的整体工艺改造方案。
第二章．富马酸生产废水
2.1废水来源和特性
利用苯酐尾气洗液回收富马酸后的剩余母液具有难降解物质浓度高，处理难度大的特点，在苯酐生产的尾气洗液中加入催化剂硫脲（SC(NH2)2），使其中的顺丁烯二酸异构物生成富马酸，废水来自回收富马酸后的母液。
废水中主要含有苯甲酸、邻苯二甲酸、顺丁烯二酸、富马酸与硫脲等。其中顺丁烯二酸的质量分数为75.5%。
废水中的CODcr和色度主要来自有机酸类和硫脲。资料表明，苯甲酸、邻苯二甲酸属于芳香族中较易生化降解的物质，顺丁烯二酸和富马酸可生化性较好，硫脲的可生化性很低，仅为0.015,对生物具有较强的抑制作用。
2.2工艺路线的选择
由于废水中含有大量的硫脲，硫脲的可生化性较低，如不进行有效的预处理，对后级生化处理系统有较强的抑制作用。现有的预处理系统对硫脲的去除效果很低，导致后级生化处理系统对废水的去除效果很低。结合我公司对同类企业所做的污水处理工程和相关文献的资料，选择使用铁碳微电解+芬顿氧化处理工艺进行预处理，可以保证废水中的硫脲被转化为生物所能降解的污染物。
2.3工艺流程
2.4工艺及流程说明
污水首先进入调节池，均匀水质水量。调节池污水经提升泵提升进入铁碳反应床进行微电解处理后，加氢氧化钠加入混凝沉淀池混凝沉淀。上清液进入污水处理厂进行处理。
第三章．环氧树脂废水预处理
3.1废水来源和特性
环氧树脂是双酚A和环氧氯丙烷在氢氧化钠的作用下生成环氧树脂粗品，其副产物为NaCl和H2O。环氧树脂粗品经过精制，才能成为商品环氧树脂。目前国内外进行精制的工艺均采用溶剂萃取法，即在环氧树脂粗品、NaCl、H2O及过量的NaOH的混合物中，加入溶剂。由于NaCl、H2O、NaOH不溶于溶剂，利用密度的差异，将NaCl、H2O及NaOH从树脂溶液中分离出来，为了确保树脂残留的Cl－离子含量足够低，一般还需进行多次水洗，随着水洗次数的增加，树脂中Cl －离子含量不断降低，从而符合产品标准。
该车间废水主要来源于生产过程中反应生成的废水和产品水洗过程中产生的水洗废水，废水中的主要污染物为未完全反应的原材料双酚A和环氧氯丙烷、氢氧化钠、反应生成的氯化钠、环氧树脂粗品、卤代烃等。反应生成水及第一、第二次水洗排放出来的废水，其COD值达到10000～40000ppm，第三、第四次水洗排放出来的废水，其COD值一般小于6000ppm。由于废水中含有卤代烃，而卤代烃对微生物具有毒害作用，不利于后续生化处理系统的运行，必须采用可行的工艺先去除废水中的卤代烃等物质，以保证生化处理系统的正常运行。
3.2工艺路线的选择
环氧树脂高浓度废水的组分比较复杂，主要可分为三大类：
1）有机物：由双酚A和环氧氯丙烷缩聚反应生成环氧树脂中的大分子中间产物，其中还含有少量未完全反应的原料，如双酚A和有机溶剂甲苯等，成分比较复杂，俗称老化树脂。
2）无机离子：如Na+、Cl-、OH-等。
3）水：树脂洗涤中引入的软化水。
目前在工业中使环氧树脂生产的污水进行无害化处理的方法主要有2种：一是在焚烧炉中焚烧；二是采用微生物净化处理。前者在处理过程中需要消耗大量的热量，且由于排出物中无机物和悬浮物含量很高，造成焚烧炉的操作困难。经
研究证明，污水在微生物处理装置中可以得到净化，重要的是预先用其它的污染较轻的低浓度废水对它进行稀释(稀释到COD约600～700mg/L)。但这也不是长远之计，问题的关键是在生产中减少水的消耗量和排放量。因此对高浓度生产废水采用单独处理是切实可行的，它不用稀释污水，还可以在生产中充分利用净化后的污水代替新鲜水，减少水的消耗量和污水的排放量。经过现场取样水质分析和小试结果，调研组经过讨论，决定采用蒸发等工艺处理生产废水和第一次水洗废水，并对该废水实行闭路循环使用。其余废水收集后进入污水处理厂处理。
3.3工艺流程
外运
3.4工艺及流程说明
将树脂生产废水和一次水洗废水收集到调节池中调节水质水量，再通过提升泵进入隔油池中，隔油池是利用废水中油和水的密度不同，使油水分层，从而达到油水分离的目的。上层油状物质进行回收利用，分离出其中的甲苯和环氧树脂。下层废水进入混凝反应器中，通过混凝作用去除废水中的悬浮物和胶状物质。经沉淀后，出水进蒸发器蒸发，经冷凝后的出水作为第一次水洗用水，由于盐分很低，可重复使用。沉淀池中的沉淀物和蒸发器底部的结晶物做进一步处理。
第四章．三聚氰胺、醚化氨基树脂废水预处理
4.1废水来源和特性
三聚氰胺一种三嗪类含氮杂环有机化合物，重要的氮杂环有机化工原料。简称三胺，俗称蜜胺、蛋白精。
三聚氰胺是由将从固体尿素变为熔融尿素后，与加压至8.5MPa与8.5MPa、420℃的氨混合后进入三聚氰胺反应器，在压力为8.0MPa、温度为380℃的反应条件下，在反应器内尿素直接转化为三聚氰胺。从反应器出来的含二氧化碳、氨、三聚氰胺和少量的缩聚物的液相物料，减压至2.5MPa进入急冷工段，在急冷塔内将绝大部分的氨和二氧化碳闪蒸出来，以甲胺的形式送出另作处理。从急冷塔底部出来的三聚氰胺溶液被送到汽提塔内，将残余的氨和二氧化碳彻底汽提出来，然后经过缩聚物分解、脱出固体杂质和吸附脱色后，结晶、离心分离、干燥得到三聚氰胺产品。废水来源主要为离心分离产生的母液，清洗设备和冲洗地面所产生的废水，废水中的主要污染物质为尿素、三聚氰胺、氨、三聚氰胺副产物OAT(oxiaminothriazine)等。经过对现场所取水样检测分析后发现三聚氰胺废水中的氨氮含量达885mg/L。此生产工艺所产生的废水约为100m3/d。
甲醚化氨基树脂是由三聚氰胺和甲醇按一定的比例在一定的温度和二甲苯回流的前提下发生羟甲基化反应，与丁醇进行醚化、缩合后脱水和脱醇反应。废水中主要污染物质为三聚氰胺、醇类物质以及反应过程中生成的中间副产物等，经现场取样分析废水中的氨氮含量高达20555mg/L。此生产工艺所产生的废水约为50m3/d。
在这两股废水进入污水处理厂前，必须对废水中的高氨氮进行预处理，专家组对现场生产工艺和水质分析结果进行系统分析和研究，结合高氨氮废水处理的实际工程经验，拟采用吹脱工艺对这两股废水中的氨氮进行集中预处理。
4.2工艺路线的选择
根据调研组的现场水样分析结果发现，废水中的氨氮含量较高，由于过量氨
氮排入水体将导致水体富营养化，破坏水体生态环境，并且被氧化生成的硝酸盐和亚硝酸盐还会影响水生生物甚至人类的健康。因此，废水脱氮处理受到人们的广泛关注。而经过对调节池中废水的检测，发现调节池中的氨氮含量仍然很高，而COD浓度较低，如采用A-O生物脱氮工艺，须补充大量有机碳，必将造成运行成本加大。且生化脱氮工艺控制要求高，需建造大规模构筑物，占地面积大。再者，生化脱氮系统的运行调试周期达数月之久，方能进入正常。根据该厂的实际情况，我公司技术人员结合对此类高氨氮废水的长期研究，和多次实际工程经验的验证，最终确定采用国际先进的超效物化脱氮工艺，该脱氮工艺利用空气吹脱进行脱氮。
此法是利用废水中所含有的氨氮等挥发性物质的实际浓度和平衡浓度之间存在的差异，在碱性条件下用空气吹脱，使废水中的氨氮等挥发性物质不断地由液相转移到汽相中，从而达到废水中去除氨氮的目的。吹脱效率与温度、pH、气液比有关。
吹脱法去除废水中的氨氮，控制吹脱效率高低的关键因素是温度、气液比和pH。在水温大于25℃,气液比控制在3500左右，pH控制在10.8左右，对于氨氮浓度高达2000～4000 mg/L的废水，去除率可达到90%以上。但吹脱法在低温时氨氮去除效率不高，同时随着废水中氨氮浓度的下降，效率明显降低。
本设计采用了超声波吹脱专利技术，废水采用高能超声波辐射以后，NH3－N 的吹脱效果明显增加，与传统吹脱技术相比，NH3-N的去除率增加了85％。
4.3工艺流程
4.4工艺及流程说明
将生产废水收集到调节池中调节水质水量，调节pH在3-4左右，用泵提升至铁碳微电解反应其中对废水中的三聚氰胺和OAT 等进行还原，将环链物质打破还原成氨，经过混凝沉淀去除部分COD后上清液，通过氨氮吹脱去除水中的氨氮。
第五章．增塑剂生产废水
5.1废水来源和特性
增塑剂邻苯二甲酸二丁酯（DBP）、邻苯二甲酸二辛酯（DOP）生产是以苯酐和丁醇为原料, 在催化剂浓H2SO4的作用下进行酯化反应, 再经纯碱中和、分水、脱醇、脱色等精制过程制得。其生产工艺流程如图。
邻苯二甲酸二辛酯的生产工艺流程与DBP类同, 但原料丁醇改为辛醇, 催化剂改用E钛酸丁酯。
废水的来源及性质
DBP、DOP生产过程中无工艺用水加入,所以废水量较少, 废水来自化学反应生成水、生产原料带入水以及中和、水洗水。废水成份比较复杂, 内有DBP、DOP、邻苯二甲酸、邻苯二辛酸、硫酸钠、游离H2SO4、邻苯单辛酯、单丁酯等化学成份, 废水中杂质以有机物为主。
增塑剂DBP、DOP均属于有毒的芳香族化合物, 这类有毒物质具有很强的化学稳定性, 难以生物降解, 而且在水生环境中, 通过食物链可以逐级富集到很高的浓度, 对生物及人类的危害很大。因此, 对这类有毒有害污染物的排放需严格控制, 同时, 为了保护水生资源, 上述有害物质在地面水中的最高允许浓度也应在卫生标准中有严格的规定。但我国没有具体的浓度限值。前苏联标准中对水体中最大允许浓度及水体卫生要求DBP浓度不高于0.2mg/L。
5.2工艺路线的选择
该废水主要含有大量对微生物有抑制作用的有机化合物，必须通过合理的预
处理工艺将废水中的对微生物有较大毒害和抑制作用的有机化合物转化为生物能吸收的无毒无害的有机物。结合我公司对同类增塑剂企业所做的公司实践和小试。选择使用酸析+铁碳微电解处理工艺进行预处理，保证废水中的硫脲被转化为生物所能降解的污染物
5.3工艺流程
5.4工艺及流程说明
综合废水进入调节池，经调节池均衡水质水量后进入预处理系统。调节池内设曝气装置，用于均衡水质。经预处理后的废水进入酸化沉降罐，调节pH至4.5，析出对苯二甲酸，析出的对苯二甲酸进入板框压滤机压滤后外运。废水经过铁碳微电解将水中苯环类等有机物转化为能被微生物转化的有机物。
第六章．有机硅树脂生产废水
6.1废水来源和特性
有机硅树脂以Si-O-Si为主链，同时在硅原子上带有有机基团。由有机氯硅烷经过水解、水洗、浓缩、聚合而成。单体多用CH3SiCl3、(CH3)2SiCl2、C6H5SiCl3、(C6H5)2SiCl2、CH3(C6H5)SiCl2等，大多是两种或多种单体并用。改性有机硅树脂的改性方法有冷拼法和化学法两种。冷拼法是将有机硅树脂与其他有机树脂冷拼混合后使用。化学法是将有机树脂中的活性官能团（如羟基）与有机硅低聚物中的羟基、烷氧基进行缩聚反应，制成改性有机硅树脂。
废水中含有多种无机物和有机物，组成复杂多变，废水pH低，飘油严重，根据生产工艺的不同废水性质也会有所改变，主要特点如下：
(1)废水CODcr质量浓度高，废水CODcr平均质量浓度在1 000—2 000mg／L 左右，废水的BOD5与CODcr比值常在0．01～0．1之间，属于极难生化的工业废水；
(2)废水CODcr值波动大，水质极其不稳定；
(3)废水中有机物与无机物种类多，有的含量很高，而且毒性大。主要的有机物有机氯硅烷等。主要的无机物有盐酸、硫酸、氢氧化钠等。
6.2工艺路线的选择
由于有机硅树脂废水中含有大量的盐份和有机氯硅烷如果不通过转化的手段确实很难处理，而且还有高盐度的影响，常规的物化加生化是很难达到处理效果，由于该类企业所产生的废水中含有一定量的浮油和金属类物质，故我们考虑首先用隔油池去除浮油类物质，再通过铁碳微电解工艺去除废水中的有机物，出水通过钙盐调节pH值利用沉淀法去除大部分金属类物质，再使废水通过生化处理去除废水中的有机类污染物，石灰沉淀法是最经典也是最直接有效的，此法能将重金属类物质经沉淀去除到1毫克每升以下，去除彻底，且技术可靠，从而保证后级生化处理系统的菌种能保持较好的活性。
6.3工艺流程
6.4工艺及流程说明
废水从池的一端流入池内，从另一端流出。在隔油池中，由于流速降低，比重小于1.0而粒径较大的油珠上浮到水面上，比重大于1.0的杂质沉于池底。废水进入调节池，进行废水水量的调节和水质的均和。废水水量和水质在不同时间内有较大的差异和变化，为使管道和后续构筑物正常工作，不受废水的高峰流量和浓度的影响，需设置调节池，把排出的高浓度和低浓度的水混合均匀，保证废水进入后序构筑物水质和水量相对稳定，便于后续处理的稳定。废水进入铁碳微电解去除水中比较难生物降解的物质，同时出水pH维持在5左右，减少了后级混凝沉淀的投药量，出水通过向废水中加入石灰乳去除废水中的重金属。
第七章．溶剂生产废水
7.1废水来源和特性
溶剂分厂的产品主要有醋酸丁酯、乙酯、异丁酯、DBE。
醋酸丁酯、乙酯、异丁酯溶剂由醋酸和丁醇、乙醇、2-丁醇酯化反应合成得到。DBE产品系列包括纯的丁二酸、戊二酸和已二酸的二甲酯以及它们的不同比例的混合物，生产时，先由甲醇同混和的二元酸反应，然后精馏分离成不同的产品。
具体产污要根据生产工艺分析,常规工艺是用硫酸作为催化剂,主要的污染物为酯化废水,废水中的主要成分为酸，醇、酯和硫酸，废水COD浓度在50000-100000mg/l，而且含有硫酸，属强酸性。
7.2工艺路线的选择
由于原料中大量使用了醋酸和硫酸所以废水的pH值较低，而废水中的有机物主要为有机酸和醇。所以废水的pH低、COD浓度高。在进入生化系统前必须进行合适的预处理，降低废水中硫酸根离子浓度和废水的CODcr
7.3工艺流程
7.4工艺及流程说明
废水从池的一端流入池内，从另一端流出。在隔油池中，由于流速降低，比重小于1.0而粒径较大的油珠上浮到水面上，比重大于1.0的杂质沉于池底。废水进入调节池，进行废水水量的调节和水质的均和。废水水量和水质在不同时间内