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一、前言
唐山市国义炼焦制气有限公司是唐山市较大的焦化企业之一。经过多年开展，企业范围逐渐扩展，原有配套的一期、二期焦化废水“A/O生化处置”系统已不能满足当前生产和环保请求。为严厉执行国度环保政策请求，更好的担负起社会义务，由云南天朗节能环保集团有限公司总承包，昆钢集团设计院有限公司实施计划及施工图设计工作；在原一期、二期生化处置系统末端新建一套“臭氧催化氧化+双膜处置工艺”深度处置系统；最终使得处置后的焦化废水到达生产循环冷却水回用规范请求。
二、设计范围及进出水水质
“臭氧催化氧化+双膜处置工艺”深度处置系统进水主要来自原一期、二期生化处置系统“A/O”工艺出水，水质指标详见表1；依据《炼焦化学工业污染物排放规范》(GB16171-2012)中水质指标(表2)所示能够看出：“A/O”工艺出水较为复杂，其中悬浮物、CODcr、石油类、PH等污介入标未到达《炼焦化学工业污染物排放规范(GB16171-2012)中再生水用作循环冷却系统补充水水质规范请求。
为了到达国度制定的《焦化行业准入条件(2008年修订)》中对环境维护的相关请求，因而在“A/O”系统后增加“臭氧催化氧化+双膜处置”深度系统使最终出水水质到达《炼焦化学工业污染物排放规范》(GB16171-2012)中再生水用作循环冷却系统补充水水质规范。
三、工艺流程阐明
新增加“臭氧催化氧化+双膜处置”深度系统设计范围为300m3/h，产水量为240m3/h，浓盐水量为60m3/h，回收率到达80%；主要处置“A/O”系统后段未处置达标的悬浮物、CODcr、石油类、PH四个水质指标；经过臭氧催化氧化与陶瓷膜分离联用加强了粉末催化剂在动态反响器中与处置物质充沛混合反响并且降低了系统的传质阻力，提升了羟基自在基应用率和有机物去除率，最终完成了焦化废水深度处置出水COD、色度和浊度达标、膜的运用寿命长等优点。
一期、二期生化系统出水经过泵保送至叠片过滤器预处置后，进出臭氧混合塔后经过处置，进入混凝沉淀池，在混凝沉淀池混凝区参加水质软化剂、PAC、PAM实施混凝处置出水经过泵保送至多介质过滤器实施预处置后，进出超滤系统，由提升泵保送至反渗透系统处置了进入反渗透产水池，由高压泵保送至生产回用；反渗透系统产生的浓盐水输由泵保送至纳滤系统实施处置后进入反渗透产水池供用户回用，系统所产生的浓盐水采用提升泵保送至相应用户点作为冲渣水运用。本深度水处置单元主要工艺流程如图1所示。
本工程深度水处置深度水处置间、浓盐水搜集池、压滤机房、深度处置原水池及浓盐水保送泵房对原堆煤区=构筑物实施利旧改造后运用。
四、主要触及构筑物及设备
4.1 生化系统出水搜集池及浓排水搜集池
进水水源为连续进水，需求增强均质处置。依据进水搜集池既要满足调理进水水质、水量功用，同时还要满足贮存进水的功用，新建生化系统出水池尺寸为16.50×6.30×4.30m，半公开式构造。并对水池池顶部实施加盖处置并配置相应的通气管；进水搜集池设置原水保送泵。
浓排水搜集池尺寸为16.50×4.80×4.30m，半公开式构造；并对水池池顶部实施加盖处置并配置相应的通气管；
4.2 混凝沉淀预处置区
新建混凝沉淀池及相应的污泥处置系统对一、二期生化系统出水实施预处置。
4.2.1 混凝沉淀池及污泥泵房
混凝沉淀池分为反响区、缓冲区和沉淀区三局部，主要功用是反响池采用高分子絮凝剂对焦化废水实施处置，去除废水中的大局部悬浮物和胶体；新建混凝沉淀池尺寸为23.60×8.0×5.5m，半公开式；其中反响区尺寸为7.2×8.0×3.8m，缓冲区尺寸为1.4×8.0×3.8m，沉淀区尺寸为15×8.0×5.5m；在沉淀区内设置斜板，在反响区设置机械搅拌机四套。
新建污泥泵房尺寸为15.0×4.0×5.3m，半公开式；泵房内设置污泥螺杆泵4台，两套压滤机污泥保送泵。
4.2.2 污泥浓缩池
新建污泥浓缩池尺寸为φ6.60×6.80m，半公开式；污泥浓缩池内部设置玻璃导流筒。
4.2.3 压滤机房
系统压滤机房利旧采用原堆煤区压滤机房，尺寸为17.50×8.0×12.0m，两层半公开式构造，一层作为污泥干化的工作区域，二层作为办公室及实验室。
压滤机是应用一种特殊的过滤介质，对对象施加一定的压力，使得液体渗析出来的一种机械设备，是一种常用的固液别离设备；压滤机方设置一套叠螺式压滤机并配套一套螺旋式保送器。
4.3 深度水处置原水池
依据进水搜集池既要满足调理进水水质、水量功用，同时还要满足在超滤反渗透系统实施反冲洗过程中贮存进水的功用，深度水处置原水池利旧原堆煤厂区水池，尺寸为24.0×12.25×4.0m，半公开式构造水池并设置隔墙。对水池池顶部实施加盖处置并配置相应的通气管，依据工艺请求在利旧原有防水套管的状况下，新增相应管径的工艺管道并将水池内部隔墙开孔。
4.4 深度水处置间
依据施工现场场地实践状况，深度水处置间利旧原堆煤区四层厂房，尺寸为22.0×16.0×18.0m，砖混构造方式；深度水处置间设置多介质过滤器4套，叠片式过滤器2套，超滤系统2套，反渗透系统2套，臭氧发作系统2套及其配套的化学冲洗杀菌设备1套，气洗设备2套；其中厂房一层设置过滤器系统，二层装置膜处置系统，三楼装置加药系统，四层装置臭氧发作器系统，楼顶设置臭氧毁坏器。在深度水处置间一层内设置排水沟，用于搜集排出整个楼层的系统反冲洗水。
4.4.1 多介质过滤器
多介质过滤器作为预处置设备，主要在一定压力下处置进水中的悬浮物和胶体，滤料采用石英砂和无烟煤，出水浊度可达3度以下。
设置多介质过滤器4台，设计尺寸为φ2.90×4.60m；设计单台水处置量为49～106m3/h，容积为37.0m3，采用气水反冲洗。
4.4.2 超滤系统
超滤系统设计回收率为80%，设计产水质：浊度≤0.5NTU，SDI≤3。设备设置2套，单套设备净产水量为150m3/h，采用SFP2860DOWTMUF膜组件，单只膜面积为51m3，单台设备膜数量共44支。
4.4.3 反渗透系统
反渗透膜设置保安过滤器，保安过滤器采用316不锈钢材质，精度为5μm，运转流速度≤10m3/(m2.h)。该处置系统中反渗透膜采用美国DOW30-365FR膜元件；单套设备膜数量为24支；反渗透设备设置2套；
4.4.4 化学清洗及杀菌设备
超滤系统配套化学清洗设备1套，其设备与反渗透系统共用；
化学清洗设备包括：设计尺寸为φ2.0×2.5m的5m3储药罐1套；化学清洗泵1台，处置才能为40m3/h，过滤精度为5μm清洗保安过滤器1套。
超滤及反渗透系统共同配套设置杀菌灭藻处置设备1套，含设计尺寸为φ0.8×2.5m加药桶9套并配置配套加药泵。
4.4.5 气洗设备
超滤反渗透系统、多介质过滤器系统及纳滤系统设置配套气洗设备2套，设备主要包含：5m3储气罐1套，减压阀1套，主要用于超滤气洗运用；1m3储气罐1套，主要用于仪表阀门供气，同时还配置SF15L压缩空气精细过滤器1套，主要用于空气枯燥。
4.4.6 臭氧发作设备
在深度处置间内设置2×10kg/h臭氧发作器选择额定臭氧浓度148mg/L，空气经压缩机压缩后，经主管道过滤器去除大于1微米的尘埃粒子以及水雾和油雾，由冷冻式枯燥机实施浅度除水，经高效除油过滤，使水雾和油雾含量0.01mg/m3，然后再经过PSA制氧机，氧气浓度到达90%，再经通用除尘过滤和高效除尘过滤器去除大于0.1μm的尘埃粒子成为合格的原料气源。尾气进入尾气毁坏器，其采用加热催化的方式将臭氧合成，整个尾气毁坏器由尾气毁坏箱控制。合成后的气体臭氧浓度小于0.08ppm，可直接排放到大气中。4套系统臭氧发作塔设置在深度水处置间外。
4.5 超滤水池、反渗透产水池及配套综合泵房
超滤系统处置后的出水由新建超滤水池搜集，由配套的超滤系统供水泵保送至反渗透系统实施处置；新建超滤水池设计尺寸为14.40×16.50×4.30m，采用钢筋混凝土，半公开式构造；超滤水池设置超滤水保送泵3套，超滤反洗泵1套。
反渗透系统处置后的出水由新建反渗透水池搜集，由配套的反渗透系统供水泵保送至用户点回用；新建反渗透水池设计尺寸为16.50×7.80×4.30m，采用钢筋混凝土，半公开式构造；反渗透水池设置超滤水保送泵3套，2用1备；反渗透系统反洗泵1套；反渗透供水泵2套，2用1备。
系统配置的水泵设置于新建水泵房内，新建水泵房设计尺寸为34.050×6.0×6.6m，采用钢筋混凝土构造，半公开式。
4.6 浓盐水搜集池
浓盐水搜集池主要搜集反渗透系统排出的浓盐水，由配套的提升泵保送至用户点作为冲渣水运用；浓盐水池利旧原堆煤区原有利旧水池尺寸为φ24.0×4.0m，采用钢筋混凝土构造，半公开式；撤除原过渡池中进出水管道及隶属设备；新装置进出水管道充沛应用水池原有防水套管。浓盐水池设置保送泵2套。
4.7 反冲洗水搜集
在深度水处置间左近新建反冲洗水搜集井，反冲洗水连续进水，该搜集井作为中间过渡搜集水池主要搜集超滤反渗透系统、多介质过滤反洗水，由2m宽的管沟送至反冲洗水搜集水池实施搜集，最终由反冲洗搜集水池保送泵将所搜集的反冲洗水保送至混凝沉淀区实施处置，新建搜集井设计尺寸为6.0×6.0×3.5m；配置潜水泵2套。
五、运转效果
5.1 臭氧催化氧化
臭氧催化氧化后出水详细水质如表3所示，比照“A/O”系统出水水质，可知在高级氧化催化物质的作用下，产生羟基自在基(•OH)对难降解有机物的去除较明显，COD由250mg/L降为150mg/L，去除率到达60%，悬浮物去除率由原来的150mg/L降为80mg/L，去除率到达53.3%。
5.2 多介质过滤器、超滤系统出水
多介质过滤器和陶瓷膜超滤作为反渗透系统的预处置，主要功用为进一步去除水中的悬浮物、胶体，经过超滤出水水质可知多介质过滤器和超滤系统对悬浮物和胶体的去除效果明显，出水悬浮物未检出，浊度小于0.5NTU，详细超滤出水水质如表4所示。
5.3 反渗透系统出水
反渗透设备可脱除水中绝大局部有机物及盐分，由表5可知，反渗透出水最终到达《炼焦化学工业污染物排放规范》(GB16171-2012)中再生水用作循环冷却系统补充水水质规范请求。
最终反渗透出水作为唐山特钢生产循环冷却水补水；在该系统运转过程中由于是新老系统分离存在电气自动控制等方面的问题，在以后的工作中将逐渐完善。
5.4 倡议补充一下能否到达设计的生产才能和回收率的请求
设计范围为300m3/h，产水量为240m3/h，浓盐水量为60m3/h，回收率到达80%。
六、工程投资及运转本钱剖析
深度水处置系统设备投资为1100万元，其中不包括利旧设备资料的总价值；系统运转费用全运转本钱包括人工费(本站不设值班人员，巡检人员由综合工业污水处理厂值班人员担任)、耗电费、药费。(水量按满负荷5760m3/d,系统运转按365天/年)综合以上计算，深度水处置站的运转本钱见下表6。
深度处置系统建成后每年可回收污水168万m3，依照水费0.67元/m3计，每年可节约112.56万元。(系统运转按365天计算能否可行?倡议按项目设计中的有效作业时间来计算。)
七、结论
该项目是云南天朗节能环保集团与昆钢集团设计院有限公司共同开辟昆钢公司外部市场所得的成就，它预示着昆钢节能环保科技产业的蓬勃开展，所采用的工艺具有设计合理、构筑物规划紧凑、充沛应用原污水处置厂构筑物基建投资小、工艺单元组合合理、系统运转平安牢靠等优点，各项技术性能满足设计请求。该系统施行后，一方面充沛应用再生水资源，给企业带来了经济效益；另一方面有效去除污染物，给社会带来了环境效益，大大减轻了企业当前环保压力。因而设计思绪在老旧污水处置系统提质改造范畴具有很好的推行价值。
