山东废水处理工程
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***制药厂高浓废水

 

100T/d废水预处理

 

 

 

去除高氨氮的高级氧化技术

 

 

 

  

 

山东晟博环境科技有限公司

2019年8月


一、乙方公司概况

 

山东晟博环境科技有限公司与美国阳光药业有限公司合资成立于2010年7月,注册资金1200万元,是一家专业从事废水、废气治理的厂家,公司集科研设计、制造安装、设备调试、工程承包于一体。

公司实验中心各类监测仪器齐全,可对污染物作微量全分析;同时具备物化、生化、深度处理等模拟运行条件,拥有一批理论基础扎实、专业技能超群、老、中、青结合的研发队伍。具有多年工作经验的硕士研究生学历高端技术人材15名,本科生以上技术人员20名,我公司承接的废水处理工程以严格的实验数据为依据进行设计,对废水水量较大和水质情况复杂的废水,我公司以现场中试数据为依据,以确保工程一次性投建成功,从而达到达标排放的目的,在客户中赢得了良好的声誉。

公司zhuanli技术高活性纳米多金属微电解污水处理技术、一种复合光催化及其制备处理废气的方法、一种高效光催化氧化剂及其制备方法:具有运行成本低、科技含量高、反应速度快、适用范围广等特点。公司围绕以上zhuanli开发的光触媒高级氧化设备及高活性纳米多金属微电解填料用于制药、化工、农药、印染、电镀、养殖等高浓度、高氨氮、重金属、高色度污水处理效果突出,中氨氮降解效果可达98%以上,是以上行业高难度污水处理的核武器。

  

二、甲方工程概况

乐陵齐鲁制药

三.主要技术介绍

 

(一)辉光裂解技术zhuanli(对大分子、毒素氧化断链)

1、原理:利用辉光激发光触媒产生羟基,氧化裂解有机物。该光触媒是通过桑树叶提取物敏化纳米TiO2后,有效地拓宽其光响应范围,在可见光区(400-700nm)有效吸收,在吸收可见光后被激发,将电子注入到 TiO2 导带,提高 TiO2对可见光的利用率,从而产生大量的羟基,促进其对有机污染物的催化氧化。

2、主要特点:

(1)该高效光催化氧化剂,有效地拓宽其光响应范围,在可见光区(400-700nm)有强吸收,提高了 TiO2对可见光的利用率,比单纯纳米TiO2催化剂的光利用率提高了12倍,比现有其他方法拓宽TiO2光响应范围的催化剂光利用率提高了2-5倍。

(2)高效光催化氧化剂稳定性好,寿命长,可连续运行2年以上。

(3)我们结合臭氧技术,超声波技术等制作出了高级溶液氧化设备。

(二)高级溶液氧化技术介绍:

Glaze于1987年首次提出,泛指反应过程有大量羟基自由基参与的氧化技术。其基础在于运用氧化剂、辐射,有时还与氧化剂结合,在反应中产生的活性极强的自由基(一般为羟基自由基·OH),再通过自由基与有机物之间的加合、取代、电子转移等使污染物全部或接近全部矿质化,因此在废水废气处理中的应用具有显著的效果,可以说是废水、废气处理应用中的核武器。

高级氧化技术其本质是利用羟基自由基氧化降解水相、气相中的各种污染物的化学反应。反应机理:羟基自由基·OH作为反应的中间产物,引发诱导产生链反应,·OH主要通过电子转移、亲电加成、脱氧反应等途径无选择地直接与各种有机化合物作用而将其降解为CO2、H2O和其他无害物质。羟基取代反应,羟基自由基进攻芳环上的氢,发生羟基置换反应,反应速率常数约为6*109mol·S1。由于羟基的作用,很容易生成芳环的二羟基取代物,使芳环发生邻位或间位开裂。脱氢反应,羟基自由基能直接拉出烷烃上的氢,生成水和有机自由基R,其反应速率常数约为2*109mol·s-1。生成的有机自由基R可以相互反应,也可以与水中的溶解氧反应。R-H+OH→R·+H2O,R·+O2→ROO,形成的过氧自由基(ROO·)作为一种强氧化剂,可脱去有机物上的氢原子:ROO+R-H→ROOH+R·,生成的R·自由基可以在分子上加上一个氧分子,导致自氧化的链反应能不断继续下去,直至有机物彻底氧化。电子转移反应,羟基自由基的产生以及与有机分子的反应都是由一系列复杂的链反应完成的。许多反应产物,如CO32-、HCO3-、HPO42-等与·OH发生反应。OH+CO32-→OH-+CO3-,OH+HCO3-→OH-+HCO3,OH+HPO42-→OH-+HPO4,由于反应产物不再诱发氧化剂产生羟基自由基,对羟基自由基起了掩蔽作用,链反应中止。且·OH氧化是一种物理化学过程,反应条件温和,比较容易控制,设备相对比较简单等优点,是一种有效降解废水中有机污染物的方法。

各种高级氧化技术(AOPS)的共同点是反应过程中产生活性极高的羟基自由基(·OH),其具有以下特点:

(1)氧化能力强,羟基自由基(·OH)的标准电极电势(2.8V)仅次于F2(2.87V),是一种氧化能力极强的氧化剂;

(2)反应速率常数大,羟基自由基(·OH )非常活泼,与大多数有机物反应的速率常数在106-1010mol-1·L·S-1;

(3)无选择性,与反应物浓度无关;

(4)寿命短,羟基自由基(·OH)寿命极短,在不同的环境介质中,其存在时间有一定差别,一般小于10-4s;

(5)处理效率高,不产生二次污染。同时,羟基自由基(·OH)还具有杀灭细菌、防腐保鲜的功效。

AOPs(高级氧化)法的关键是产生高度活性的羟基自由基(·OH),我们采用加氧化剂、催化剂及借助紫外光激发敏化光触媒等多种途径产生。按产生羟基自由基(·OH)的方式可分为均相、多相和有无辐射照射等多种。

O3/UV法:是将臭氧与紫外辐射相结合的一种高级氧化技术。在紫外光的照射下,臭氧分解产生活泼的羟基自由基·OH。其反应机理如下:

O3+H2O+hv→O2+H2O2         

H2O2 +hv → 2·OH生成的羟基自由基(·OH)是比臭氧更强的氧化剂。

O3/H2O2法:是将臭氧与过氧化氢组合的高级氧化技术,反应机理如下:

O3+OH- → HO2+O2                

 H2O2 →HO2 -+H-                   

O3+ HO2 -→·OH+ O2-+ O2          

O3+·OH→HO2+O2                  

H2O2+·OH→HO2+ H2O              

HO2-+·OH→HO2+ OH-              

HO2→O2-+H+                      

RH+·OH→…→氧化产物         

O3/H2O2法不需要UV使分子活化,在浊度较高的溶液中仍能良好运行,适用于浑浊的溶液体系。

H2O2/UV法:将紫外光(UV)及其他氧化剂或催化剂引入到H2O2体系中,可以提高H2O2的处理效果,其反应机理一般认为是:1分子的H2O2在紫外光(波长小于300mm)的照射下,产生2分子的羟基自由基,反应有:

H2O2+hv→2·OH          

·OH+ H2O2→HO2+ H2O       

H2O+ H2O2→·OH+ H2O+ O2   

2HO2→H2O2+ O2            

2·OH→H2O2              

HO2+·OH→H2O+ O2         

消毒杀菌:

利用高能离子辉光光束裂解恶臭气体中细菌的分子键,破坏细菌的核酸(DNA),再通过·OH、O3进行氧化反应,彻底达到脱臭及杀灭细菌的目的。

                    

辉光裂解与芬顿工艺比较

 

名称

辉光裂解

芬顿

药剂

敏化光触媒

双氧水+硫酸亚铁+酸、碱

活性

COD降解60-70%

COD降解20-30%

活性

氨氮降解75-80%

不降解

适用pH

2-10

3

危废

量大

成本(按活性处理COD及氨氮降解率和原料成本计算)

0.8元/吨

1元/吨

反应后PH调整

升高6-7

不升高

对生化比的影响

提高生化比显著

提高生化比弱

色度影响

脱色

增色

处理前后是否调PH及絮凝

否,不增加盐分

是,增加盐分

(三)高活性纳米多金属微电解污水处理技术zhuanli(断链、提高生化比)

高活性纳米多金属微电解污水处理技术zhuanli

高活性纳米多金属还原剂基本原理

目前,在难降解工业废水处理中,其中的毒害物质有机物有一定的共性,如大都含有硝基芳香烃类、偶氮类、高氯烃和芳香烃类化合物,它们含有的双键、碳双键、强拉电子基团、偶氮键、苯环类物质不容易被化学氧化,但通过研究表明,它们较容易化学还原,且还原转化后的产物对微生物的毒性和抑制性大大减弱,可生物降解性提高。

我们通过仔细研究电化学还原,并且经过大量的测试,成功找到了一种对毒害有机物进行还原处理的办法,即通过多金属组合,结合成给电子能力很强的物质,造成一个还原环境,使其还原毒害有机物,将其转化为无毒无害的有机物。同时通过使用纳米级金属来改善阳极,极大地增加了电位差。我们通过测试表明,碳+铁的电位是120mv,碳+纳米多金属的电位是-500mv到-800mv,这样其还原能力大为增强。在此基础上,我们又增加了一个阴极,建立了双金属体制,测试表明,新增加的阴极不仅可以进一步增强阳极的还原能力,同时,在新增阴极表面还可同时进行还原反应,在这样的还原环境下,还原能力有了质的飞跃。


 3. 高活性纳米多金属还原剂的主要特点:

反应速率快,一般工业废水只需要数分钟至数十分钟;处理水量大,料水比为1:3;

具有良好的混凝效果,COD去除率高,一般在30%--50%;并且对色度的去除更佳;

运行成本低,一般不超过0.50元/吨;

作用有机污染物质范围广,如含有偶氮、碳双键、硝基、卤代基结构的难降解有机物质;

适用pH范围广,如含有偶氮、碳双键、硝基、卤代基结构的难降解有机物质;

运行管理方便,不钝化、不沟流;

该方法既可以作为单独的处理方法,又可作为生物法的预处理工艺,除废水的生化性得到提高外,如做为预处理,可直接与后续好氧生物法耦合,富余的铁离子有利于磷的去除和提高活性污泥的沉降性能或生物膜法的挂膜能力;

该方法可以达到化学沉淀除磷的效果,还可以通过还原除重金属。

纳米多金属微电解填料与传统的铁碳微料电解的比较

项目

纳米多金属微电解填料

铁碳微电解填料

成分

碳+纳米多金属

碳+铁

活性

COD降解率30-50%

COD降解率10-15%

再生

可以

不可以

结块

不板结不沟流

板结沟流

适用pH

2-10

3

污泥量

微量

量大

成本(按活性处理COD的降解率和原料成本计算)

0.5元/吨

1元/吨

料水比

1:3

1:1

电位

负500-负800

正150

反应后PH调整

升高6-10

升高1-2

对生化比的影响

提高生化比显著

提高生化比弱

色度影响

脱色

增色

处理前后是否调ph及絮凝

否,不增加盐分

是,增加盐分

4. 高活性纳米多金属还原剂的适用范围

染料、印染废水;焦化废水;石油化工;淀粉工业和一般化工废水;屠宰废水、养殖废水

——上述废水在脱色的同时,处理水中的BOD/COD值显著提高;

    石油废水;皮革废水;淀粉工业废水;造纸废水;医药废水;木材加工废水;屠宰废水、养殖废水

——上述废水处理后的BOD/COD值大幅度提高;

    电镀废水;印刷废水;采矿废水;其他含有重金属的废水

——可以从上述废水中去除重金属;

    有机磷农业废水;有机氯农业废水

——大大提高上述废水的可生化性,且可除磷,除硫化物。

5. 高活性纳米多金属微电解填料的技术经济分析

高活性纳米多金属微电解填料对污染物的去除效果比市售高效铁碳微电解填料约高2-3倍。同时,因为吨水处理能力比高效微电解

高3-6倍,吨水反应时间缩短了1/2-1/4,所以吨水建设成本和运行成本大为降低。总体处理效率为常规微电解的6-7倍。

 

 四、综合说明书

(一) 项目概况

1. 污水水质

       CODcr≤30000mg/L、TDS<10000mg/L、SS<500mg/L

 

      主要污染成分:三乙胺、乙酸异丙酯、氯仿、甲苯、二氯甲烷、四氢呋喃、

DMF等水质复杂、有毒难以生化污水。

2. 设计依据、原则

2.1 设计依据 

(1)与甲方领导沟通、现场取原水样

(2)结合现场取原水、水样五天在实验室所做的完整中试结果

 


原水

PH

COD

盐分

色度

BOD

时间


3.5

14000mg/L

60000mg/L

260

500

2019.8.10

一级光芬顿处理后

3.5

8600

60000

120


2019.8.11

第二级辉光裂解处理后

3.5

6200

60000

120


2019.8.11

第三级纳米多金属微电解处理后

7.2

5200

60000

40

1600

2019.811

一级光芬顿处理后

3.5

8400

60000

120


2019.8.11

第二级辉氯光裂解处理后

3.5

6300

60000

120


2019.8.11

第三级纳米多金属微电解处理后

7.2

5100

60000

40

1650

2019.8.11

一级光芬顿处理后

3.5

8500

60000

120


2019.8.12

 

第二级辉光裂解处理后

  3.5

6200

60000

120


2019.8.12

第三级纳米多金属微电解处理后

7.2

5100

60000

40

1640

2019.8.12

一级光芬顿处理后

3.5

8500

60000

120


2019.8.12

第二级辉光裂解处理后

3.5

6200

60000

120


2019.8.12

第三级纳米多金属微电解处理后

7.2

5200

60000

40

1650

2019.8.12


一级光芬顿处理后

3.5

8600

60000

120


2019.8.13

第二级辉光裂解处理后

3.5

6200

60000

120


2019.8.13

第三级纳米多金属微电解处理后

7.2

5200

60000

40

1650

2019.8.13

一级光芬顿处理后

3.5

8600

60000

120


2019.8.13

第二级辉光裂解处理后

3.5

6200

60000

120


2019.8.13

第三级纳米多金属微电解处理后

7.2

5200

60000

40

1650

2019.8.13

一级光芬顿处理后

3.5

8600

60000

120


2019.8.14

第二级辉光裂解处理后

3.5

6200

60000

120


2019.8.14

第三级纳米多金属微电解处理后

7.2

5200

60000

40

1650

2019.8.14

一级光芬顿处理后

3.5

8600

60000

120


2019.8.14

第二级辉光裂解处理后

3.5

6100

60000

120


2019.8.14

第三级纳米多金属微电解处理后

7.2

5200

60000

40

1640

2019.8.14

一级光芬顿处理后

3.5

8600

60000

120


2019.8.15


第二级辉光裂解处理后

3.5

6200

60000

120


2019.8.15

第三级纳米多金属微电解处理后

7.2

5200

60000

40

1650

2019.8.15

一级光芬顿处理后

3.5

8600

60000

120


2019.8.15

第二级辉光裂解处理后

3.5

6200

60000

120


2019.8.15

第三级纳米多金属微电解处理后

7.2

5200

60000

40

1650

2019.8.15

 

(3)结合我们成熟的处理制药企业污水的经验

(二)设计规范

本项目的设计、施工与安装必须按照国家的专业技术规范与标准执行。

其规范与标准如下;

GBZ1-2002《工业企业设计卫生标准》;

GB50054-92《工业与民用供配电系统设计规范》;

GB50034-1992《工业企业照明设计标准》;

GB50227-95《并联电容器装置设计规范》;

GB50054-95《低压配电设计规范》;

GBJ63-90《电力装置的电测量仪表装置设计规范》;

GB50217-94《电力工程电缆设计规范》

HG/T20675-1990《化工企业静电接地设计规程》;

GB50055-93《通用用电设备配电设计规范》;

JB/T2932-1999《水处理设备制造技术条件》;

JB/T 4735-1997《钢制焊接常压容器》;

JB2880-81《钢制焊接常压容器技术条件》;

GB113-9128《钢制管法兰》;

 

接口法兰符合HG5010-58《平焊法兰》;

电控系统符合GB50054-95《低压配电设计规范》;

电气设备应满足GB7251-87《低压成套开关设备》国家标准,控制箱的防护等级应按GB4942.2-85《低压电器外壳防护等级》的规定标明, 控制箱的防护等级不低于主设备的防护等级

系统安装和验收符合以下规范:

GB50236-98《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》;

GB50235-97《工业金属管道工程施工及验收规范》;

 

(三) 设计原则

1.严格执行国家有关环境保护的各项规定,确保出水指标达到建设单位要求;

2.采用先进的生产工艺,做到工艺合理可行,技术先进适用,操作简便,投资低,占地面积少,运行经济,易于维护;

3.废水处理设施在运行上有较大的灵活性和可调节性,以适应水质水量的变化;

4.设计时充分考虑污水处理系统中的减震、降噪措施,防止对环境的二次污染;

5.废水处理配套设施优先选用价格合理的名优产品,确保工程质量和投资效益;

6.因地制宜,在现有的场地上建设一座外形美观,与周围建筑物相协调的污水处理站,考虑到园区的规范性及寸土寸金的现状,尽量不动用土建。

(四) 设计范围、规模及目标

1 设计范围

Ø 废水处理工艺的选择

2 设计规模

100m3/d废水(根据甲方领导提供的参数)。

 

3 设计进水水质

 

项目

COD mg/L

TDS

Mg/L

PH

SS

mg/l

原废水

≤30000

<10000

3.5

<500

4 设计出水水质

项目

COD mg/l

TDS

mg/l

PH

SS

mg/l

处理

出水

<12000

 

<10000

6-9

<500

工艺流程图

工艺流程图


(五)工程详细设计

1. 调节池 (甲方自定)

2 光芬装置

  材    质:316L不锈钢

  功    能:通过光与氧化剂、催化剂为高分子断链,去除COD提高生化比。

规    格:4000x1500x1500

  计 量 泵:

 数    量:2台(加药)

3.辉光裂解装置

  材    质:316L不锈钢

  功    能:通过辉光与氧化剂裂解大分子断链,去除COD 提高生化比。

  规    格:4000x1500x1500

  计 量 泵:1台(加药)

4.纳米多金属微电解装置     

功    能:通过纳米多金属微电解去除COD,提高生化比,调节ph值。

材    质:316L

规    格:φ1500X4000

(六)、废水、装机容量

所有用电设备用电源电压为380/220V,装机容量见下表:

 

 

 

污水治理工程装机容量

序号

设备名称

 

台数

 

单台功率KW

运行功率KW

占空比

 

装机容量KW

 

工作总容量KW

安装

工作

备用    

1

光芬顿提升泵

2

1

1

3

2.4

0.5

6

4.8

2

辉光裂解提升泵

2

1

1

3

2.4

0.5

6

4.8

3

光芬顿加药泵

2

2

0

0.5

0.8

0

1.0

0.8

4

辉光裂解加药泵

1

1

0

0.5

0.4

0

0.5

0.4

5

光芬顿装置

1

1

0

9

7.2

0

9

7.2

6

辉光裂解装置

1

1

1

9

7.2

0

9

7.2

7

合计





20.4


31.5

25.2

 


(七)、 运行费用

 

1. 装机功率为25.2kw、实际运行功率为15.2kw,按0.8元/度计,电费为15.2x0.8x24÷100=2.92元/T 

2. 2.消耗填料和药剂费用:80.8元/吨废水

 

合计:2.92+80.8=83.70元/T

 

 

(八)、施工期 、估算投资

 

 8.1 施工期为45天。

 8.2 估算投资:230万元。


九、建设进度计划及保证措施

1.进度计划

     2、工期保证措施

1)合同签订后我公司立即组织人员,组成项目指挥部,指挥部负责与甲方和施工方协调,并于施工前与当地相关部门充分沟通协调,以确保工程顺利进行。

2)精心编制施工计划,科学合理地安排施工计划,充分预计施工过程中的困难,做到未雨绸缪。

3)施工前,组织设计人员与施工方进行技术交底,务必使施工领导人对工艺要求有明确了解,以便施工领导人员科学指挥,合理安排施工。

4)施工过程中,技术部密切跟踪工程及施工进度,避免因工程质量及施工进度影响工程如期进行。

5)及时做好材料准备,材料组与施工组和安装组保持畅通,及时协调,保证工程顺利进行。

6)加强安全生产管理,及时消除安全隐患,杜绝安全事故的发生。

3、质保期售后服务保证措施

1)在安装调试完毕后,我公司将派专人为建设单位培训,详细讲解整个工艺流程及操作规范,确保用户能够对设备有足够的了解和熟悉,能够独立进行设备的日常运营、维护和管理。

2)交付使用后,我公司将安排技术人员作为项目联络人,定期走访用户单位了解系统运行状况,及时发现异常情况,确保系统正常运行良好。

3)我公司长期为使用单位提供技术咨询,在系统运行的过程中及时为用户解答疑难问题。

4)系统运行过程中如出现故障,我公司技术人员接到通知后及时做出反应,自接到通知后24小时内赶到现场,当场解决故障。

5)项目工程从验收之日起一年质量保证、两年免费保修和终生维护服务。一年之内,系统内所有构筑物及设备仪表等出现任何故障,本公司均无条件修复,设备与仪表本身具有明显缺陷或存在质量问题的将更换设备;终身维护:对已过保修期的用户,我公司将一如既往地进行长期维护服务。

欢迎用户对我公司服务质量进行监督,如发现项目联络人不能按要求为客户提供服务的,我公司接到投诉后将严肃处理项目联络人。

十、 服务承诺

保证工程按时、按质、按量完成;

正常进水水质及水量条件下,保证处理出水达到排放标准;

提供完善的技术资料,并免费提供操作人员培训;

定期技术回访,免费提供维护指导,保证系统在正常状态运行;

接到故障报告,24小时内及时作出反应,并立即派技术人员到现场解决问题;

免费提供相关技术服务。


附:公司相关证件

公司相关证件 

 证书 

 zhuanli证书