一、 肉桂酸废水构成组分
依据业主所提供的肉桂酸生产废水及生活污水资料,该废水来源总共有五股废水组成。
1.1其中工业污水的产生过程、产生量及其组分如下:
A、 在正常生产情况时,甲烷氯化物装置排放的氯甲烷洗涤废碱液:
废碱液量:12.852kg/h (间隙排放);
废碱液组分(wt%):NaCl1.87%;NaOH5.46%;NaOCl6.96%;H2O85.71%;甲烷氯化物(二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳):0.50%;
B、 在检修时排放的设备清洗废水:
检修设备清洗废水量:最大量5000kg/d(间隙排放):
检修设备清洗废水组分(wt%): 水99.5%,甲烷氯化物0.1%;
C、 在发生生产事故时,外逸的甲烷氯化物剂冲洗水:
外逸的甲烷氯化物含量:0.1%;
D、 肉桂酸在结晶分离后,将产生酸性废水及碱性废水:
酸性废水量为:8.675t/d,废水组分(wt%):
Na+2.59%;AC-1.97%;SO42-2.48;Cl-1.52%;苯乙烯20ppm;肉桂酸:0.08%。
碱性废水量为3.319t/d,废水组分(wt%):
Na+3.24%;;Cl-2.14%;OH-1.36%;四氯化碳:5ppm;苯乙烯聚合油状物0.5%。
1.2从各股废水的污染因子来看,可以归纳为三类:
1.2.1其一为含甲烷氯化物(二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳)废水,分别由甲烷氯化物装置排放的氯甲烷洗涤废碱液、在检修时排放的设备清洗废水、和在发生生产事故时外逸的甲烷氯化物冲洗水三股,且其甲烷氯化物含量最高可达0.50%即5000mg/l,浓度较高;
1.2.2其二为肉桂酸在结晶分离后所产生的酸性废水及碱性废水,其中酸性废水中含苯乙烯20ppm、肉桂酸0.08%即800mg/l;碱性废水中含四氯化碳5ppm、苯乙烯聚合油状物0.5%即5000mg/l。
1.2.3其三为厂区的生活污水,每天约产生20~30m3/d。
二、废水中各污染因子的理化性状
1二氯甲烷:
相对密度(水=1)1.33;无色透明液体,有芳香气味;微溶于水,溶于乙醇、乙醚;性质稳定。15(有害品)。毒性:经口属中等毒性。
2三氯甲烷:
相对密度(水=1)1.50;无色透明重质液体,极易挥发,有特殊气味;不溶于水,溶于醇、醚、苯;在贮存时,如果露置在日光、氧气或湿空气中,特别是和铁接触时容易被氧气氧化分解生成氯化氢和有毒的光气。14(有毒品)。毒性:属中等毒性。
在GB8978-1996污水综合排放标准中:一级为0.3mg/L、二级为0.6mg/L、三级为1.0mg/L。
3四氯化碳:
相对密度(水=1)1.60;无色有特臭的透明液体,极易挥发;微溶于水,易溶于多数有机溶剂;性质稳定;14(有毒品)。
在GB8978-1996污水综合排放标准中:一级为0.03mg/L、二级为0.06mg/L、三级为0.5mg/L。
4苯乙烯:
相对密度(水=1)0.91;无色透明油状液体;不溶于水,溶于醇、醚等多数有机溶剂;性质稳定;7(易燃液体)。毒性:低毒类。
5肉桂酸:
相对密度:1.249性状:白色或微黄色单斜结晶体,具有爽快的淡甜酯香味;肉桂酸它本身是重要的有机合成中间体之一,广泛用于医药、农业、化工、日化等方面;是一种重要的日用化工原料;1克能溶于2L水中(25℃),在热水中溶于6ml乙醇中,可以任意比例溶于苯、丙酮、乙醚、冰乙酸、二硫化碳等溶剂中。
三、废水参数、排放标准
3.1、按业主提供的生产废水的水量为17.3m3/d,按Qh=1 m3/h设计,K值为1.39;
处理系统设计进水水质按加权平均值计算:
甲烷氯化物:379mg/l;
苯乙烯聚合油状物:959mg/l;
苯乙烯:10mg/l;
肉桂酸:400 mg/l。
3.2、按业主提供的生活污水的水量为20~30 m3/d,按Qh=1.5 m3/h设计,K值为1.20;
处理系统设计进水水质:
(1) CODcr:按500mg/L设计
(2) BOD5: 按300mg/L设计
(3) SS:按350mg/L设计
3.3、废水综合处理系统总水量为:Qh=2.5 m3/h。
3.4、处理后的出水水质按GB8978-1996综合排放标准排放废水。
四、设计思路及原则
4.1 设计思路
4.1.1生产废水中的污染因子,除了肉桂酸以外都是液体;其中甲烷氯化物(二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳)为重质液体,苯乙烯和苯乙烯聚合油状物为不溶于水的轻质液体;三氯甲烷不溶于水,二氯甲烷以13.2g/l(1.32%)、四氯化碳以1.16g/l(0.116%)的溶解度微溶于水;肉桂酸以0.5g/l(0.05%)微溶于水。
4.1.2因此,必须充分利用废水中污染因子的上述理化特性,选择具有针对性的处理工艺和高效的处理技术装备,并且作合理的组合处理方能够奏效。
4.1.3综合考虑到上述各种因素,本方案拟采用分类综合的废水处理工艺,即针对各种污染因子先作分类预处理,然后在主要污染因子被去除的前提下,再合并起来作最终净化处理,使其达标排放。
4.2 设计原则
4.2.1、工程设计中采用成熟可靠、技术合理、有针对性,切实可行的先进工艺、技术和设备;
4.2.2、指标先进:具备高效处理的效果,达到或优于国家标准和规范;
4.2.3、经济节能:在保证处理效果的前提下,降低工程投资,精简工艺,节省电耗和药耗,降低运行费用;
4.2.4、成熟可靠:合理把握先进性和成熟性的关系,提高工艺的可靠性。
4.2.5、提高可操作性:尽可能做到设备简单,操作简捷,维护方便,并适当采用自动化技术。
五、废水处理工艺
1、废水处理站采用如下工艺流程:
综合生产废水 泵 泵
反冲洗泵
生活污水 泵 达标排放
2、工艺说明
(1)废水的分类预处理
将全部生产废水汇流混合,使酸碱度得以中和。经过格栅、隔油池撇除苯乙烯和苯乙烯聚合油状物轻质液体;进入废水收集预沉池,将甲烷氯化物等重质液体经过预沉淀而将其大部分去除掉。
(2)用斜管沉淀池实现双向分离
废水中所剩少量的甲烷氯化物等重质液体,由泵提升进入斜管沉淀器内作二次双向分离,即轻质液体浮向液面收集然后撇出,重质液体下沉到池底从底部排出。
(3)经过活性炭吸附处理后的生产废水与生活污水合并进行生物处理
此时的废水中仅有微量的污染因子,再用泵提升经过过滤和活性炭吸附处理,去除残留的悬浮物及胶体物质,并且由活性炭来吸附掉微溶于水中的甲烷氯化物;洁净废水汇入中间水池内,然后与生活污水在水解酸化池内综合起来合并进行生化处理。
(4)两级生物活性炭曝气滤池强化处理
经过上述一系列的处理过程处理后的综合废水,已基本不含甲烷氯化物等有毒有害污染因子,可以进入好氧生物处理系统作最终降解处理;但是,为了确保将这些污染因子得到彻底的去除,好氧生物处理系统采用了两级生物活性炭曝气滤池,发挥活性炭的优良吸附性能,使残留在废水中的微量的溶解性有机氯化物由活性炭将其吸附掉,再由生物氧化过程把它彻底降解掉,从而实现达标排放。
六、主要设施
1、格栅、隔油撇油箱
用于对生产废水中苯乙烯和苯乙烯聚合油状物的预分离去除、以及生活污水中动植物油类的分离去除。
2、收集预沉器
用于对生产废水的收集沉淀。
3、斜管沉淀器
用于对生产废水中的重质液体的混凝沉淀和轻质液体的浮上分离。
4、过滤器
用于对废水进活性炭吸附柱之前的杂质过滤。
5、活性炭吸附柱
用于对残留于生产废水中微量的溶解性甲烷氯化物的深度吸附处理。
6、中间水箱
用于过滤器和活性炭吸附柱的反冲洗储水。
7、轻/重质废液收集装置
用于对废水中轻质和重质液体的回收储存。
8、水解酸化反应器
用于综合废水的水解酸化生物处理,
在该池内设置布水、集水、排泥、搅拌、回流设施。
9、生物活性炭曝气滤池
用于综合废水的活性炭吸附和生物氧化接触过滤处理,
在该池内设置曝气体系、活性炭、反冲洗装置、集水和布水、排泥等设施。
10、接触消毒装置
用于处理出水的接触消毒处理,
池内设置布水器、集水堰、消毒剂投加装置和基础反应装置等。
11、废水提升泵
用于废水的提升。
12、加药装置
分别用于废水预处理部分的加酸、加碱、絮凝剂,配置计量泵定量投药和溶药搅拌装置。
13、回转鼓风机
用于生物活性炭曝气滤池的鼓风曝气供氧,以及过滤器、活性炭吸附柱、生物活性炭曝气滤池等的反冲洗供气。
七、处理效果分析
经过上述工艺的工程设施处理后的该废水,可以达到排放标准的要求,其处理效果如下表:
处理效果分析表
综合评价:经过系统处理后排放出水的水质可以全面达到排放标准。
八、布局规划
废水再生站设置在一块长20×15m的空地上,机泵房与加药系统、电控值班和药品库合建一体,与各处理设施紧凑有序地组合成整体,不仅节省投资和用地,也使操作管理简洁便利,减少管理人员和减轻劳动强度。
如果用地允许,可在站区外缘设置绿化带,以美化、改善工作环境。
九、操作控制和生产编制
1、由于本设计方案中对各类机械和电器均设有过热、过载、超压、欠压、缺相、断路保护和故障报警自停功能,设有多路多级PH值自动监测仪器;对各池液设有液位传感器,具有高位自开、低位自停,超高报警等功能;主要机泵均为一用一备,按时序控制程序自动切换交替运行,可以大大延长其使用寿命和降低故障率。
2、本废水再生站中除药品投配和污泥脱水过程必须依赖人工辅助外,其余操作均PLC微机全自动控制,仅需定时巡检即可。
3、生产编制预定为一人值守,三班轮换;一名长日班,一名技术管理员;定员五名。
十、运行费用
1、能耗及电费
装机容量:17.25kw
平均运行动力:7.00kw
吨水电耗: 2.80kwh/m3·水
吨水电费: 1.456元/ m3·水(电费按0.52元/kwh计)
2、药剂费
每吨水所需药剂费约0.18元/吨·水
3、人工费
5名员工月总工资按4000元计
每吨水所需人工费为:2.222元/ m3·水
4、运行费合计
每吨水运行费:3.585元/m3·水 (1.456+0.18+2.222=3.585)
年运行费:日处理废水60吨,年度按250个工作日计算,年总运行费为53775元。
十一、主要经济技术指标
按本方案实施的废水再生站可以达到下列主要指标。
1、日处理能力: 60m3/d·废水
2、总装机容量:17.25kw
3、运行动力:7.00kw
4、年度运行费:53775元/a
5、吨水运行费:3.585元/m3·水
6、工程总投资:77.64万元
7、占地面积:约为 300m2 (20×15m)
二OO五年六月十二日