三聚氰胺水处理-毕业设计说明书.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流三聚氰胺水处理-毕业设计说明书.精品文档.本科毕业设计（2 ）题 目三聚氰胺废水处理工艺设计学 院专 业环境工程班 级学 号学生姓名指导教师完成日期诚 信 承 诺我谨在此承诺：本人所写的毕业论文三聚氰胺废水处理工艺设计均系本人独立完成，没有抄袭行为，凡涉及其他作者的观点和材料，均作了注释，若有不实，后果由本人承担。 承诺人（签名）： 年 月 日摘要经济有效地控制氨氮废水污染是环境领域当前面临的重大课题。氨氮浓度过高，成为废水处理的难点。本文简述了高浓度氨氮废水的危害及来源，介绍了高浓度氨氮废水的处理方法和目前国内外的研究现状。本设计的对象是江

2、苏三木集团的三聚氰胺生产车间废水，废水排放量107t/d，混合废水的CODcr：1000mg/l，pH：1012，SS：500mg/l。总厂废水有机物严重超标，生化性尚可，采用物化生化联合处理工艺。物化部分，初步工艺比选后决定以吹脱法和化学沉淀法（MAP）作为对比工艺。通过以上两种方法的比较并结合该厂实际，化学沉淀法处理效果好，设备简单，操作灵活，无二次污染，所以选择此法作预处理。生物部分，初步工艺比选后决定以UASB+SBR和膜-生物反应器（MBR）作为对比工艺。针对其小水量的特点，决定采用一体式膜-生物反应器（MBR）。最终的工艺流程为：废水首先进入均化池，进行质和量的调节，然后在混合池和

3、絮凝池进行化学沉淀，之后水进入MBR池进一步处理，最后进入清水池，以备回用或当清水池中达不到排放要求时，用泵打回调节池重新处理。构筑物设计及计算是本次工程设计的重点，通过查阅各种设计手册，结合一些实例的分析，合理的选取各种构筑物类型和合适的设计参数进行了精确计算，得出合理的设计工艺尺寸，使得处理废水达到预计要求。【关键词】三聚氰胺 高浓度氨氮废水 化学沉淀 膜-生物反应器AbstractEconomical and effective control of ammonia-nitrogen wastewater pollution is a vital problem of environme

4、ntal science and engineering field currently. It was difficult to remove high concentrated ammonia-nitrogen in wastewater treatment field.This project is the melamine production workshops of Sanmu Group of Jiangshu province. The waste water effluent of this factory is 107t/d, this wastewater is feat

5、ured of :CODcr：1000mg/l，pH：1012，SS：500mg/l .After comparing each method, we choose the stripping method and the chemical deposition (MAP) as contrast technical.By comparing the stripping method to the chemical deposition, on top of that, considering the fact of this factory, the chemical deposition(

6、MAP) is better. So, we choose this method to treat the waste water.As Biological Treatment, we choose the UASB+SBR method and the membrance bioreactore (MBR) as contrast technical. Considering the water treatment process in the lower outflow, we choose the membrance bioreactore(MBR) as biological tr

7、eatment.The final flow of the lead - contaminated wastewater was as following. First, the wastewater entered the water regulating tank. The wastewater was equalized to a proper quality and quantity. Then, the wastewater enter coagulation /flocculation tank, after that the waste water enter the menbr

8、ance bioreactore tank in order to take the Advanced Treatment. At last, the water enter the clean water tank as reclaimed water, or entering the regulating tank when the waste water cant meet Emissions standards.The emphasis of this project is to design and calculate of each treatment cell. Referrin

9、g to several design notebooks and some examples, the proper type of the construct was selected. By precise calculation, the logical size of treatment building was ascertain. The wastewater treatment system can meet expected standard. 【Keywords】 Melamine; High ammonia wastewater; Chemical deposition;

10、 Membrance bioreactore目录引 言1第一章 概述21.1 三聚氰胺介绍21.2项目介绍21.2.1三聚氰胺化学反应方程式31.2.2三聚氰胺生产工艺流程31.2.3三聚氰胺生产工艺废气制取液氨41.3废水性质及处理要求41.4处理工艺设计41.4.1 高浓度氨氮废水处理的技术进展41.4.2生物脱氮法51.4.3 吹脱法及汽提法51.4.4化学沉淀法5第二章 工艺比选72.1高浓度氨氮废水物化处理工艺方案比选72.1.1主流工艺比选72.1.2吹脱法和化学沉淀（MAP法）比选82.1.3最佳投药比102.2 高浓度氨氮废水生物处理工艺方案比选102.2.1 主流工艺比选10

11、2.2.2 UASB+SBR组合和MBR法比选112.3高浓度氨氮废水处理总体流程设计13第三章 构筑物设计及计算143.1设计原则143.1.1 设计依据143.1.2 设计原则143.2调节池143.2.1 一般说明143.2.2 主要设计参数153.2.3 工艺尺寸153.2.4 工艺设备153.4混凝沉淀设施163.4.1 药剂配置设备163.4.2 混合设施163.4.3 絮凝设备183.5 MBR池193.5.1 一般说明193.5.2 工艺尺寸193.6清水池213.6.1 一般说明213.6.2 主要设计参数213.6.3 工艺尺寸213.6.4 工艺设备223.7 高程计算2

12、23.7.1 一般说明223.7.2 注意事项22第四章 机械设备选型244.1提升泵244.2 自吸泵244.3 鼓风机24第五章 土建、电气及自控设计265.1 土建设计265.1.1 工程地质265.1.2 建筑设计265.1.3 结构设计265.2 电气设计265.2.1 设计范围265.2.2 供电系统275.2.3 设备选型275.2.4 控制方式275.2.5 启动方式275.2.6 接地保护275.2.7 照明设计275.3 自控设计275.3.1 自控系统设计275.3.2 上位机的主要功能285.3.3 PLC控制的主要功能285.3.4 MBR工艺运行自控简要说明28第六

13、章 结论与建议296.1结论296.2建议与展望29参考文献31致 谢33附录34引 言三聚氰胺是一种用途广泛的基本有机化工中间产品, 最主要的用途是作为生产三聚氰胺甲醛树脂的原料。 高压尿素法工艺是目前三聚氰胺生产中较先进的技术, 该工艺生产能力大, 三胺收率高, 产品质量好, 可以与尿素装置实现联产,生产成本较低, 有很强的竞争优势。 目前国内外有一定规模的三聚氰胺生产企业普遍采用这种工艺。 但该工艺在生产过程中产生的工业废水为70三聚氰胺和羟基酰胺类物（OAT）的饱和溶液, COD和总氮严重超标, 若直接排放, 将造成资源浪费和环境污染。氨氮排入水体,特别是流动较缓慢的湖泊、海湾,容易引

14、起水中藻类及其他微生物大量繁殖,形成富营养化污染,除了会使自来水处理厂运行困难,造成饮用水的异味外,严重时会使水中溶解氧下降,鱼类大量死亡,甚至会导致湖泊的干涸灭亡。氨氮还使给水消毒和工业循环水杀菌处理过程中增大了用氯量;对某些金属,特别是对铜具有腐蚀性;当污水回用时,再生水中氨氮可以促进输水管道和用水设备中微生物的繁殖,形成生物垢,堵塞管道和用水设备,并影响换热效率。氨氮存在于许多工业废水中。钢铁、炼油、化肥、无机化工、铁合金、玻璃制造、肉类加工和饲料生产等工业,均排放高浓度的氨氮废水。某些工业自身会产生氨氮污染物,如钢铁工业(副产品焦炭、锰铁生产、高炉)以及肉类加工业等。此外,皮革、孵化、

15、动物排泄物等新鲜废水中氨氮初始含量并不高,但由于废水中有机氮的脱氨基反应,在废水存积过程中氨氮浓度会迅速增加。近年来，随着城市人口的日益膨胀和工农业的不断发展，水环境污染事故屡屡发生，对人、畜构成严重危害。许多湖泊和水库因氮、磷的排放造成水体富营养化，严重威胁到人类的生产生活和生态平衡。为满足公众对环境质量要求的不断提高，国家对氮制订了越来越严格的排放标准，研究开发经济、高效的除氮处理技术已成为水污染控制工程领域研究的重点和热点.本项目来自江苏三木集团，是一家专业从事涂料及塑料行业用树脂(溶剂)研发、生产与销售的大型化工集团。该集团在用高压尿素法生产三聚氰胺的过程中产生的废水氨氮严重超标。本次

16、设计针对该三聚氰胺废水的具体情况，进行处理系统设计，提出适合的三聚氰胺废水废水处理系统，设计计算出具体的参数、绘制主要设备或提出选型依据，并对系统的总体布局进行安排，处理后的废水不仅要达到国家排放标准，而且尽可能的回用于生产。第一章 概述1.1 三聚氰胺介绍三聚氰胺是一种重要的氮杂环有机化工原料，主要用于生产三聚氰胺-甲醛树脂，广泛用于木材加工、塑料、涂料、造纸、纺织、皮革、电气、医药等行业，目前是重要的尿素后加工产品。此外三聚氰胺还可以作阻燃剂、减水剂、甲醛清洁剂等。三聚氰胺的生产方法按原料分为双氰胺法(现已被淘汰)和尿素法。通过尿素热解生成三聚氰胺的化学反应为：在加热和一定压力条件下，6m

17、ol尿素生成1mol三聚氰胺，同时副产3mol二氧化碳和6mol氨。反应方程式为：尿素法按工艺分为干法、湿法和半干法；根据熔融尿素热解的压力不同，尿素法生产三聚氰胺的工艺路线分为高压法(710MAP)、中压法(0.51MAP)和常压法(0.3MAP以下)3种。其中高压法工艺技术代表有美国ACC工艺、意大利的ETCE工艺和日本的NISSAN工艺；低压法工艺技术代表有荷兰的DSM工艺和奥地利的OSW工艺；常压法有德国的BASF工艺和我国自行开发的改良型低压法工艺。随着国内和国际市场对三聚氰胺产品需求的增加，必将推动三聚氰胺生产技术的发展，目前各种三聚氰胺生产工艺技术的开发都向着规模大、能耗低和环境

18、污染少的方向发展，国内三聚氰胺技术也有较大的突破，在激烈的竞争浪潮中，三聚氰胺生产技术将快速发展。三聚氰胺作为现阶段的清洁化工原料，与人们的生活密切相关，市场潜力很大，各个技术开发公司正积极改进技术，扩大规模，降低产品成本，增强市场占有率。1.2项目介绍本项目来自江苏三木集团，是一家专业从事涂料及塑料行业用树脂(溶剂)研发、生产与销售的大型化工集团。主要产品有：合成树脂系列(醇酸、环氧、氨基、丙烯酸、光固化树脂及单体、聚氨酯固化剂、环氧酯、环氧固化剂、饱和聚酯、不饱和树脂)，溶剂系列(醋酸丁酯、乙酯、DBE溶剂)，化工原材料系列(苯酐、苯甲酸、甲醛、乙醛、季戊四醇、三聚氰胺)，塑料系列(聚氯乙

19、烯树脂、氯化石蜡、增塑剂)。1.2.1三聚氰胺化学反应方程式主反应方程式：副反应方程式：1.2.2三聚氰胺生产工艺流程颗粒尿素由受料槽经波纹挡边带式及带式输送机送入尿素熔融槽内把原料尿素加入到融熔槽中，颗粒尿素在熔融槽内熔解，同时少量分解为和由引风机引入废气处理系统；熔融尿素经尿素喷嘴送入反应器，为了让尿素进入反应器内迅速升温并进行反应，采用热的氨气（载气）将尿素雾化，同时加入气，也可以控制尿素的聚合，喷入反应器内的尿素被热载气和触媒（）迅速分散和加热，分解成异氰酸和氨，异氰酸在触媒的作用下，生成三聚氰胺，反应器载气自下而上流过触媒浓相段，并携出反应生成物，形成反应生成气（热气）；反应生成气经

20、热气冷却器后，反应生成气被冷却至320330，其中的三聚氰胺脱氨产物（密伯胺）结晶析出，并随气流一道进入热气旋风；热气旋风是一个带保温夹套的旋风分离器（利用高速流动的气体切线进入设备内，利用离心力的作用进行分离），一部分固体颗粒被分离下来，落到下部锥形罐内，可以通过粉尘收集罐定期外排，经过热气旋风分离后的反应生成气从顶部进入热气过滤器；在压差的作用下，气体穿过过滤管外面的过滤介质进入管内，被过滤介质截留下来的固体物，落到并汇集到热气过滤器落到下部锥形罐内，可以通过粉尘收集罐定期外排，经过滤过的生成气进入结晶器；结晶器内，反应生成气经冷却至190220，生成气中的三聚氰胺结晶析出经螺旋输送机送入

21、包装车间，生成气中的和与水分经引风机引入废气处理系统；为了减少包装间的粉尘，在自动包装机的上方设有吸气管道，吸气管道与罗茨引风机（风量为）连接，利用脉冲袋式过滤器的抽力将包装时飞出的三聚氰胺粉尘吸到脉冲袋式除尘器内，截留下来的三聚氰胺粉末经化验合格后作为产品，包装成袋的三聚氰胺，经取样分析合格后作为产品待售。1.2.3三聚氰胺生产工艺废气制取液氨首先含氨废气进水吸收塔经水吸收后形成碳铵与碳酸氢铵的混合液，然后进CO2分离塔分离（根据同样条件下，比溶解速率高1000倍的关系进行分离），防止排放过程中带走，用水喷淋洗掉中的，分离后的尾气经30m高排气筒排放，含氨废液（含少量碳铵）进解吸塔，分离氨与

22、水，氨气进精馏塔进一步提纯，然后进氨压缩机压缩后进氨冷却器冷却为液氨，进液氨贮罐得液氨产品。1.3废水性质及处理要求本次设计涉及废水水质指标：表1.3.1 进水水质废水来源废水量（t/a）污染物组成生产废水36542NH3-N 427.4mg/L生活污水1440COD 400mg/L、NH3-N 25mg/L、SS 400mg/L地面冲洗水720COD 400mg/L、NH3-N 200mg/L、SS 900mg/L设备冲洗水360COD 1200mg/L、NH3-N 1000mg/L处理总体要求：完成该车间废水处理系统设计，提出适合该车间废水处理系统，设计计算出具体的参数、绘制主要设备或提出

23、选型依据，并对系统的总体布局进行安排。排放总要求：国家污水综合排放标准（GB8978-1996）中表2规定一级标准，即：CODcr100m.g/l，挥发酚0.5mg/l，氨氮15mg/l，pH：69。1.4处理工艺设计1.4.1 高浓度氨氮废水处理的技术进展氨氮处理技术的选择主要取决于水的性质、要求效果和经济性。此外，处理后出水的最后处置方法也是应考虑的因素之一。处理氨氮主要技术有:生物脱氮法、吹脱法及汽提法、折点加氯法、离子交换法、化学沉淀法、催化湿式氧化法、电渗析法、液膜法、电化学法等方法。目前， 国内多采用吹脱法及汽提法、化学沉淀法和生物脱氮法处理高浓度氨氮废水，国外处理高浓度氨氮废水则

24、以化学沉淀法和生物脱氮法为主。本次设计主要考虑吹脱法及汽提法、化学沉淀法和生物脱氮法。1.4.2生物脱氮法在废水的生物脱氮处理过程中，首先在好氧条件下，通过好氧硝化菌的作用，将废水中的氨氮氧化为亚硝酸盐或硝酸盐;然后在缺氧条件下，利用反硝化菌(脱氮菌)将亚硝酸盐和硝酸盐还原为氮气而从废水中逸出。对低浓度至中等浓度的氨氮废水，一般认为采用生化法处理效果较佳。但用常规生物处理高浓度氨氮废水困难较大，一方面，为了能使微生物正常生长，必须增加回流比来稀释原废水;另一方面，不仅硝化过程中需要大量的氧气，而且反硝化过程需要大量的碳源，增加处理成本。因此，研究高效脱氮工艺具有重大现实意义。经过大量的研究，人

25、们已经找到了亚硝酸盐硝化/反硝化、好氧反硝化和厌氧氨氧化等提高生物脱氮效率的可能途径、实现条件和应用前景。尽管用于处理高浓度氨氮废水的生物脱氮法， 目前取得一定进展，但仍然普遍存在以下缺点:条件苛刻， 工艺繁琐，对溶解氧的要求严格， 占地面积大，低温时效率低。研究和开发流程简单、易于操作、脱氮效率高、成本低的生物脱氮法是氨氮废水处理的工作重点。1.4.3 吹脱法及汽提法吹脱法及汽提法均是将废水pH值调节至碱性时，离子态钱转化为分子态氨，再将废水和气体接触，使氨氮从液相转移到气相，从而达到去除废水中氨氮的目的。吹脱法及汽提法常用于处理高浓度氨氮废水。炼钢、石油化工、化肥、有机化工、有色金属冶炼等

26、行业的废水常含很高浓度的氨，常用蒸汽吹脱法处理。回收利用的氨部分抵消了产生蒸汽的高费用，其抵消程度取决于废水中氨的浓度。经吹脱处理可回收到质量分数为30%以上的氨水。一般用石灰提高pH值，用蒸汽比用空气更易控制结垢现象，用氢氧化钠代替石灰能大大减轻结垢现象，但会增加处理成本。影响蒸汽吹脱效率的因素有: (1)蒸汽吹脱装置的合理设计;(2)废水流量的控制;(3)足量的蒸汽;(4)吹脱温度900C;(5)pH11;(6)足够的气液分离空间;(7)适宜的氨冷凝系统。空气吹脱法虽然效率比前者低，但能耗低，设备简单，操作方便，在出水氨氮总量不高的情况下，采用空气吹脱比较经济。1.4.4化学沉淀法该法的优

27、点是沉淀反应不受温度、水中毒素的限制，氨氮去除率较高，设计和操作均很简单。如果废水中存在一定的磷酸根，还可起到除磷的作用。同时，化学沉淀法处理氨氮废水，还能除去一定的CODcr。但该法最大的缺点就是投加的试剂量较大，成本较高.己有研究表明:采用磷酸镁沉淀法可有效地去除各种废水中的氨氮，其费用消耗与城市污水的硝化与反硝化处理接近，和吹脱法接近或略高出20% 。在氨氮污染严重的今天，此法还是很有研究价值。近年来，高浓度氨氮废水的处理一直是困扰在环境工程领域内的二大难题。尽管氨氮去除方法有多种，有时还采取多种技术的联合处理，但仍存在设备投资大，能耗多，运行费用高，或是在氨氮被脱除的同时带来了二次污染

28、等缺点。目前，还没有一种方案能高效、经济、稳定的处理高浓度氨氮废水。操作简便、处理性能稳定高效、运行费用低廉、能实现氦氮回收利用的处理技术是今后发展的方向。第二章 工艺比选2.1高浓度氨氮废水物化处理工艺方案比选2.1.1主流工艺比选表2.1 物化处理主流工艺比选工艺优点缺点吹脱法流程简单，处理效果稳定，投资运行成本相对较低，实用性强脱氨尾气难以治理，生产过程产生的水垢难以处理，二次污染化学沉淀法(MAP法)沉淀反应不受温度、水中毒素的限制，且可以处理高浓度氨氮废水，设计和操作均很简单生成沉淀所需的药剂费用太高，所得的沉淀物缺少出路催化湿式氧化法净化效率高(废水经净化后可达到饮用水标准)、流程

29、简单、占地面积少等特点，经多年应用与实践，这一废水处理方法的建设及运行费用仅为常规方法的60%左右对设备要求较高，催化剂性价比较低离子交换法对离子有针对性，可以高效去除水中某种特定的离子；一次性投资小。设备庞大，基础建设投资高，运行费用高， 造成二次污染。对建筑物、设备均有一定的腐蚀作用，若操作不当，会灼伤操作人员电解法没有或很少产生二次污染；处理效率高，电化学过程一般在常温常压下就可进行；电解设备及其操作一般比较简单；与常规处理高浓度氨氮废水的技术相比，电解法能够有效去除废水中有机氮电耗较大，费用较高2.1.2吹脱法和化学沉淀（MAP法）比选从上表中可以看出，尽管氨氮去除方法很多，但仍存在设

30、备投资大，能耗多，运行费用高，或是在氨氮被脱除的同时带来了二次污染等缺点。目前，还没有一种高效，经济，稳定的氨氮处理工艺。而考虑本次处理水量较小（总量为39062 m3 /a），相比之下，吹脱法和化学沉淀（MAP法）是相对性价比较高的处理工艺。现将两种工艺详细对比如下：吹脱法及汽提法吹脱法及汽提法均是将废水pH值调节至碱性时，离子态按转化为分子态氨，再将废水和气体接触，使氨氮从液相转移到气相，从而达到去除废水中氨氮的目的。吹脱法及汽提法常用于处理高浓度氨氮废水。炼钢、石油化工、化肥、有机化工、有色金属冶炼等行业的废水常含很高浓度的氨，常用蒸汽吹脱法处理。回收利用的氨部分抵消了产生蒸汽的高费用，

31、其抵消程度取决于废水中氨的浓度。经吹脱处理可回收到质量分数为30%以上的氨水。一般用石灰提高pH值，用蒸汽比用空气更易控制结垢现象，用氢氧化钠代替石灰能大大减轻结垢现象，但会增加处理成本。影响蒸汽吹脱效率的团素有:(1)蒸汽吹脱装置的合理设计;(2)废水流量的控;(3)足量的蒸汽; (4)吹脱温度900; (5) pH11; (6)足够的气液分离空间;(7)适宜的氨冷凝系统。空气吹脱法虽然效率比前者低，但能耗低，设备简单，操作方便，在出水氨氮总量不高的情况下，采用空气吹脱比较经济。化学沉淀法从本世纪60年代就开始研究化学沉淀法处理含氨氮废水，NH4反应一般情况下不与阴离子生成沉淀，但它的某些复

32、盐不溶于水，MgNH4PO4(MAP-Magnesium Ammonium Phosphate)、Mn NH4PO4、Ni NH4PO4、Zn NH4PO4等。因此，向含氨氮废水中加入含Mg+和PO4-，离子的药剂，与废水中的NH反应生成一种复合盐MgNH4PO4,磷酸氨镁是一种难溶复盐，0时溶解度仅有0.23mgL-1，通过重力沉淀可将其从废水中分离出来，从而将氨氮从废水中除去。该过程的优点是在除去废水中氨氮的同时，得到有用的MgNH4PO4 . 6H20，俗称鸟粪石。由于磷酸钱镁中含有与土壤施肥相似的组成成分N, P和Mg，故该产物可作为堆肥、花园土壤或千污泥的添加剂。除此之外，磷酸铵镁还

33、可用作家禽的饲料，也常用于医药、造纸、涂料、氨基甲酸脂、软泡阻然剂等产品的生产,经提纯后可作为化学试剂，达到变废为宝的目的。具体对比如下表表2.2 吹脱法和化学沉淀法具体比较工艺对比项目吹脱法化学沉淀（MAP法）去除效率70190以上处理成本MAP法比吹脱法（单级）略高出202适用范围不宜在低温环境中使用广泛工程投资初期投资较高初期投资较低，但药剂费用高运行管理条件操作运转操作要求较高较方便维护管理若采用石灰提高pH将产生水垢，维护工作量较大维护工作量较小二次污染逸出的氨会造成二次污染生成MAP复合肥料，可以使氨氮得以回收,基本无二次污染后续处理处理氨氮废水的含盐较高，对后续处理带来困难废水种

34、引入的M g2，PO4离子，为后续的生化处理创造了条件。1该数据为pH=11，吹脱时间为6h的实验室数据。2Klute R et al.Chemical Water and Wastewater Treatment II.Berlin: Spring Verlag 2004.457-465从上表可以看出，吹脱法在处理成本上比化学沉淀（MAP法）要低廉，但在去除效率，运行管理，二次污染以及对后续处理的影响方面有较多的缺陷，而MAP法的去除效率明显高于吹脱法，而且在后期的维护，二次污染方面有吹脱法无法比拟的优势 考虑到本次处理水量较小，吹脱法的性价比不如化学沉淀（MAP法）。所以，在本次设计中，物

35、化部分采用化学沉淀（MAP法）。2.1.3最佳投药比（该数据来源刘振鲁的实验室数据）选用和作为沉淀剂，最佳投药比如下表所示表2.3 最佳投药比氯化镁投药比与化学沉淀氨氮去除率氯化镁投药比0.80.911.11.2氨氮去除率76.091982.28288.680496.005688.7886磷酸氢二钠投药比与化学沉淀氨氮去除率磷酸氢二钠投药比0.50.811.21.5氨氮去除率54.102987.703193.176494.349890.7077由上表可知氯化镁的最佳投药比为1.1；磷酸氢二钠最佳投药比为1.11.2，本次设计中取1.2。2.2 高浓度氨氮废水生物处理工艺方案比选2.2.1 主流

36、工艺比选表2.4 生物处理主流工艺比选工艺优点缺点出处，实例氧化沟处理流程简单；处理效果好，有较稳定的脱氮功能；对高浓度工业废水有很大的稀释能力；污泥生成少；技术先进成熟，管理维护较简单；占地面积大，处理构筑物较多；容积机设备利用率不高全国数百座城市污水处理厂AB法曝气池体积较小；污泥不易膨胀；抗冲击负荷能力较强构筑物较多；污泥产生量较多城市污水德国杜塞尔多夫城市废水处理厂山东淄博污水处理厂AAO法具有改善污泥沉降性能，减少污泥排放量，运转效果稳定；管理维护简单构筑物较多，需要增加回流系统全国数百座城市污水处理厂SBR法不需要回流污泥和回流混液，不设专门的二沉池，构筑物少，占地面积少容积和设备

37、利用率低；操作管理维护较复杂；自控程度高，对工人素质要求较高石油炼厂催化裂化装置废水；食品与化工废水；制药废水；UASB法对水质适应能力强，污泥产量少，能耗低停留时间长啤酒工业废水处理MBR法能高效地进行固液分离，出水水质好且稳定；实现HRT和SRT的完全分离使运行控制更加灵活；容积负荷高，占地面积小；剩余污泥产量低，易实现自动控制。容易发生膜污染，给操作管理带来不便，膜的制造成本较高。美国Beverwijk处理厂（城市污水）,日本150余座废水处理厂（工业废水）2.2.2 UASB+SBR组合和MBR法比选在经过物化阶段的初步处理后，氨氮的去除率达到90%以上，而COD的去除不够明显。再考虑

38、到本次设计水量较小，而氧化沟，AB法，AO法等具有占地面积大的劣势。所以经过初步筛选，我们将继续对UASB+SBR组合和MBR法进行详细的比选。UASB+SBR组合SBR工艺是通过时间上的交替来实现传统活性污泥法的整个运行过程，它在流程上只有一个基本单元，将调节池、曝气池和二沉池的功能集于一池，进行水质水量调节、微生物降解有机物和固、液分离等。经典SBR反应器的运行过程为：进水曝气沉淀滗水待机。升流式厌氧污泥床UASB( Up-flow Anaerobic Sludge Bed，注：以下简称UASB）工艺由于具有厌氧过滤及厌氧活性污泥法的双重特点，作为能够将污水中的污染物转化成再生清洁能源沼气

39、的一项技术。对于不同含固量污水的适应性也强，且其结构、运行操作维护管理相对简单，造价也相对较低，技术已经成熟，正日益受到污水处理业界的重视，得到广泛的欢迎和应用。两者组合成两级生物处理，这样就可以处理高COD，高氨氮的工业废水。但是由于前端选用了UASB工艺，就不可避免的会有对水质和负荷突然变化较敏感，耐冲击力稍差，停留时间长，污泥量大的缺点。MBR法膜生物反应器(MBR)是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术，与传统的生化处理技术相比，MBR具有以下主要特点：处理效率高、出水水质好；设备紧凑、占地面积小；易实现自动控制、运行管理简单。80年代以来，该技术愈来愈受到重视，成为水

40、处理技术研究的一个热点。目前，膜生物反应器已应用于美国、德国、法国、日本和埃及等十多个国家，处理规模在613000 m3/d膜-生物反应器特点 能够高效的进行固液分离，分离效果远好于传统的沉淀池，出水水质良好，出水悬浮物和浊度接近于零，可直接回用，实现了污水资源化。 膜的高效截留作用，使微生物完全截留在反应器内，实现了反应器水力停留时间（HRT）和污泥龄（SRT）的完全分离，使运行控制更加灵活稳定。 反应池内的微生物浓度高，可达到常规活性污泥法的2倍，耐负荷冲击 有利于增殖缓慢的硝化细菌的截留、生长和繁殖，系统的硝化效率得以提高，运行方式的控制亦有脱氮和除磷的功能。 泥龄长。膜分离使污水的大分

41、子难降解的成分在体积有限的生物反应器内有足够的停留时间，大大提高了难降解有机物降解效率。反应器在高容积负荷、低污泥负荷、长泥龄下运行，可以实现基本无剩余污泥排放。 系统可实现全自动化控制。 占地面积小，工艺设备集中。 MBR在我国的应用现状近两年来，膜生物反应器在国内已进入了实用化阶段。 MBR系统的处理对象从生活污水扩展到高浓度有机废水和难降解工业废水，如制药废水、化工废水、食品废水、屠宰废水、烟草废水、豆制品废水、粪便污水、黄泔污水等。从目前的趋势看，中水回用将是MBR在我国推广应用的主要方向。表1列举了MBR在我国的应用实例及处理效果。这些应用实例表明：MBR对生活污水、高浓度有机废水与

42、难降解工业废水的处理效果良好。表 2.5MBR在我国的应用实例污废水种类处理能力(m3/d)COD(mg/L)BOD(mg/L)NH3-N(mg/L)SS(mg/L)进水出水进水出水进水出水进水出水洗浴污水10130322409921250.5910.20.415500印染废水11100150018050040黄泔废水179001200010068051013018054750547010医院污水254827825200.410241制药废水501500490018050016331029735415430103310大楼污水20092108232732839473.5食品废水50075480

43、氨氮废水的生物处理工艺较多。但考虑到本次设计进水COD和氨氮较高，在经过混凝沉淀后，氨氮去除90以上，而COD仍然较高。一般的好氧工艺几乎无法进行，所以考虑在好氧处理前加厌氧处理，如UASBSBR；或直接使用MBR；考虑到本次设计水量较小，一体式MBR的占地面积小，容积负荷高等优点就充分体现出来了，而UASBSBR则在能耗，基建投资,污泥产量，占地面积方面均劣于一体式MBR。所以在处理小水量高浓度的氨氮废水方面，MBR工艺有相对较高的性价比。本次设计的生物处理部分采用MBR工艺。2.3高浓度氨氮废水处理总体流程设计MBR池进水调节池混凝池清水池出水药剂第三章 构筑物设计及计算3.1设计原则3.

44、1.1 设计依据(1) 毕业设计任务书(2)污水综合排放标准GB8978-1996；(3)室外排水设计规范GBJ14-87（1997年版）；(4) 其他有关设计规范。3.1.2 设计原则(1)本方案设计保证出水达到处理要求的前提下，尽量做到节省投资，充分发挥废水处理工程的社会效益、经济效益和环境效益。(2) 所采用的工艺,具有合理性又具有先进性,保证运行管理简便灵活。(3)尽可能采用最新节能技术和设备，降低废水处理造价、减少运行成本。(4)废水处理站总图布置要求紧凑合理，尽可能减少占地面积。(5) 设计选用合适的自动化技术及监测仪表，提高污水处理站运行管理水平。设计规模： Q总=107m3/d

45、平均设计流量：Q平=4.45m3/h=1.2410-3m3/s总变化系数： KT取1.33.2调节池3.2.1 一般说明废水的水量和水质并不总是均匀恒定的，往往随时间变化，蓄电池废水也是这样。水质和水量的变化使得处理设备不能在最佳的工艺条件下运行，严重时甚至使设备无法工作，为此需要设置调节池，进行水量调节和水质调节。水量调节的特点是变水位调节，需要一定的时间，即要有足够的调节池容积。池容的确定可根据水量历时变化图通过图解法求得，实际中多根据经验确定。水质调节的特点是恒水位调节，主要是调节浓度，要求尽量完全混合。混合方式有水泵循环、空气搅拌、异程混合等。水量调节和水质调节合建于一体的构筑物称为调节池。3.2.2 主要设计参数调节池设计主要是确定调节池的有效容积。有效容积要求大于一个变化周期内累计的废水量。因为本次设计没有水量水质的逐时累计变化资料，所以要根据行业经验确定池容，常用停留时间（HRT）表示。停留时间是调节池有效容积与处理水量的比值。即 一般情况下，常用停留时间是根据废水浓度和流量的变化来计算的，尤其是处理量较大的生活废水，但是因为本工程处理里的废水为水量较小的工业废水，在没有确切废水浓度