糠醛廠廢水處理方案

2021-10-17 14:20:56 字數 3997 閱讀 2231

1 總論

1.1 企業概況

糠醛廠是一以玉公尺軸為主要原料生產糠醛的廠家,年生產糠醛2500噸,年產值1500萬元,利稅150萬元。該廠在生產過程中排放的汙水有機物濃度較高,不能滿足國家規定的排放標準。糠醛廠為了消除汙染、保護環境,以利於企業的可持續發展,決定對生產過程中排放的廢水進行淨化處理,實現所排廢水的達標排放。

受糠醛廠的委託,編制了該廠廢水處理技術方案。

1.2 生產過程及廢水的產生情況

以玉公尺軸為主要原料採用直接法生產糠醛的生產工藝及廢水排放節點見圖1。首先將粉碎後的原料(玉公尺芯)和催化劑(硫酸)加入到蒸煮鍋中進行混合蒸煮,玉公尺芯中的戊聚醣水解成戊糖,再經脫水生成糠醛。糠醛水溶液通過冷卻、冷凝後進入蒸餾塔,經蒸餾得粗糠醛。

粗糠醛再用鹼液中和,去除上層水溶液,真空精製得到產品—糠醛。

玉公尺芯、硫酸蒸汽廢氣稀醛水

混合蒸煮冷凝、冷卻蒸餾冷凝、冷卻、分層

殘渣冷卻水餘餾水冷卻水粗醛

純鹼液成品真空精製中和

沖洗水圖1 糠醛生產工藝及廢水排放節點圖

由圖1排汙節點可見,糠醛生產過程中產生的廢水主要有餘餾水(塔底水)和迴圈冷卻排汙水。其中迴圈冷卻排汙水汙染物濃度較低可直接排放;餘餾水產生量較小,但汙染物濃度高,屬於高濃度有機廢水,廢水中的汙染物主要有醋酸、甲醛和糠醛等,ph值較低為3~4,cod在20000mg/l左右,而且水溫較高,是處理的重點。

1.3 設計依據

(1)《建設專案環境保護設計規定》;

(2)《給水排水設計手冊》;

(3)《給水排水標準規範實施手冊》;

(4)《給水排水工程概預算與經濟評價手冊》;

(5)《汙水綜合排放標準》(gb8978—1996)表4中二級標準;

(6)糠醛廠提供的有關資料。

1.4 設計原則

(1) 廢水處理方案符合國家有關方針政策規定的要求,處理後水質達到國家規定的排放標準。

(2) 選取的處理工藝技術先進、成熟,執行穩定可靠,易於執行管理。

(3) 處理方案盡量節省投資和執行費用,以減輕企業的負擔。

2 處理方案

2.1 處理工藝的確定

由本專案廢水的排放情況可見,需處理廢水中汙染物以有機物為主,屬高濃度有機廢水。從生產原料及產品來看,廢水中汙染物主要有醋酸、甲醛和糠醛等物質,可生化性較好。對於高濃度有機廢水國內外多採用以厭氧、好氧為主的處理工藝進行淨化。

為消除汙染使廢水做到達標排放,多年來國內作了大量的研究工作,如保定化工二廠、河北省威縣恒威糠醛有限責任公司等的糠醛生產過程中排放的廢水均採用「厭氧—好氧」工藝進行處理,取得較好的淨化效果。河北科技大學20多年來一直從事高濃度有機廢水生物處理技術研究,在高效生物反應器的研製、處理工藝開發和廢水處理工程的設計、執行控制技術方面取得了大量的研究成果,在國內幾十家企業中進行了推廣應用,取得了較好的環境效益、社會效益和經濟效益。

根據企業排水的水質特徵,本工程擬採用「厭氧—好氧」組合處理工藝對糠醛廢水進行處理。

2.2 設計引數

2.2.1設計規模

根據企業的生產規模及企業提供的資料和監測結果,考慮到生產過程中廢水排放的波動性和水質特徵,便於處理設施的執行,擬利用部分迴圈冷卻排水對余餾水進行稀釋調節後,送廢水處理站進行處理。廢水處理站的設計規模確定為130m3/d。

2.2.2 設計水質

(1) 設計進水水質

根據監測結果並同類企業所排廢水的水質特徵,設計進水水質為:

水溫80~85℃;ph=3~4;cod=10000mg/l;bod5=4500mg/l;ss=300mg/l;

(2) 設計出水水質:

廢水經廢水處理站處理後,出水水質達到《汙水綜合排放標準》(gb8978—1996)表4中二級標準值要求,即:ph 6~9;cod≤150mg/l;bod5≤30mg/l;ss≤150mg/l。

2.3 處理工藝流程說明

2.3.1 工藝流程簡介

處理工藝流程如圖1所示:

鹼冷卻排汙水

混合廢水集水池幫浦涼水塔中和池調節池幫浦

出水沉澱池接觸氧化池沉澱池厭氧反應器

乾化池濃縮池

圖1 廢水處理工藝流程圖

由生產過程中排放的廢水因溫度較高(80~90℃),經集水池收集後,首先經幫浦入涼水塔進行冷卻,降溫至45℃左右;冷卻後的廢水進入中和池中,用鹼進行中和,使中和後廢水的ph達到6.0~6.5,然後進入調節池與迴圈冷卻排汙水混合,進行水質、水量的均衡調節;調節後廢水幫浦入厭氧反應器,在厭氧反應器中厭氧菌群降解廢水中的有機物,將其轉化為沼氣;沼氣經水封、氣水分離器後排放。

厭氧反應器出水經沉澱後進入接觸氧化池,在好氧條件下,接觸氧化池內填料表面生物膜中的微生物將廢水中有機物降解為co2和h2o,使廢水得到進一步淨化。氧化池出水經二沉池分離脫落的生物膜後達標排放。沉澱池剩餘汙泥排至汙泥濃縮池,濃縮後的汙泥在乾化池脫水乾化後衛生填埋。

2.3.2 預期達到的處理效果

採用以上工藝預期達到的處理效果見表1。

表1 處理工藝預期達到的淨化效果

2.4 主要裝置、構築物描述

(1) 集水池

功能:收集生產車間排放的高濃度廢水。

有效容積 12m3

結構形式地下鋼砼結構

(2) 涼水塔

功能:將生產過程中排放的高溫廢水(80~90℃)進行冷卻,降溫至45℃左右。

處理能力 100m3/d

溫差 40~50℃

結構形式玻璃鋼結構,地上

(3) 中和池

功能:調整廢水的ph值,使其能滿足生化處理的要求。

有效容積 12m3

結構形式地下鋼砼結構

(4) 調節池

功能:高溫廢水冷卻後與迴圈冷卻排汙水在調節池進行水質水量調節。

有效容積 45 m3

結構形式地下鋼砼結構

(5) 厭氧反應器(uasb)

功能:厭氧反應器主要由反應區和三相分離器組成,在反應區的下部是由大量具有良好生物活性的厭氧顆粒汙泥組成的汙泥床。廢水從汙泥床的底部進入後和汙泥充分接觸,厭氧微生物將廢水中的大部分有機物降解,將其轉化為ch4、co2。

氣、水、汙泥混合液上公升至三相分離器進行分離,沼氣排出,汙泥經沉澱後回到厭氧反應器,出水進入下一處理單元。

容積負荷: 8kgcod/m3.d

有效容積 160m3

結構形式鋼結構,地上

(6) 沉澱池(ⅰ)、(ii)

功能:靠重力作用使泥水分離。

有效容積 12 m3

停留時間 2h

結構形式鋼結構

(7) 接觸氧化池

功能:接觸氧化池內裝填組合填料,採用曝氣軟管進行曝氣。在好氧條件下,組合填料表面滋生大量的生物膜,膜中的微生物將廢水中有機物氧化分解為co2和h2o,使廢水得到進一步淨化。

有效容積 45m3

尺寸 4500×2500×4500

結構形式鋼砼結構

2.5 工藝特點及技術關鍵

(1)工藝的技術特點:

① 採用的高濃度有機廢水生物處理技術是河北科技大學近年來取得的研究成果,並已成功地應用於澱粉、製藥、檸檬酸和有機化工等高濃度廢水處理,並均通過環保主管部門的驗收。

② 工藝採用的厭氧反應器是第二代新型高效生物反應器(uasb反應器),其關鍵部分—三相分離器和配水系統是技術單位所擁有的技術成果。

③ 工藝簡單靈活,執行穩定可靠,基建投資少,執行費用低。

(2)工藝的技術關鍵:

① 厭氧反應器結構設計。

② 厭氧微生物菌種篩選及顆粒汙泥的培養。

③ 厭氧反應器快速啟動。

④ 接觸氧化池的設計及執行控制執行。

3 公用工程

3.1 給水排水

(1) 給水

廢水處理正常執行時所用水量較小,主要是化驗室及清洗用水,用水量按2m3/h設計。由生產過程供水系統供給。

(2) 排水

廢水處理產生的廢水為汙泥乾化池排水和裝置放空時排水,設一排水溝,所排廢水經此入調節池。

3.2 供配電

本工程裝機總容量22kw,常用功率約8.8kw,供電按三類電負荷設計,單迴路供電,380伏四線制。配電情況見表2。

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