含氰高浓度有机废水毕业设计设计说明书.doc

1 总论
1.1化工废水的产生
化工废水都是在化工生产过程中产生的，重要来源于两部分：①化工生产的原料和产品或副产品在生产、包装、运送、堆放的过程中因一部分物料流失又经雨水或用水冲刷而产生的废水；②高温冷却水的排放废水。在化工废水中，高浓度有机废水占有很大的比例。在防治污染的过程中，必须集中力量从净化与根除污染源人手，治理污染，保护环境[1]。化工公司生产中所产生的废水重要污染物见表1。
表1 化工公司生产废水重要污染物[2]
名称
污染源
苯酚、苯
炼焦、合成苯酚、化肥、农药生产的废水
二甲苯
石油炼制、焦化、农药、塑料生产废水
苯胺
染料、塑料、医药、合成橡胶、离子互换树脂生产废水
氰化物
塑料、电镀、使用氰基化合物的生产工艺所排废水
氢氰酸
有机玻璃、丙烯腈、炼焦、煤气、电解银等生产废水
氨—氮
硝酸铵、尿素、合成氨等化肥生产过程所排废水
砷
硫酸、化肥、农药、医院生产及砷矿石解决所有废水
铬
颜料、铬盐、催化剂生产废水
铅
颜料及四乙基铅生产废水
镉
农药、催化剂生产废水
铜
以铜及铜的化合物为原料的产品生产废水
锌
颜料、油漆生产与防腐工艺所排废水
镍
镍化合物的生产废水
磷
黄磷、赤磷、磷肥生产工业废水
硫酸
硫酸生产、化肥厂、石油化工厂等所排废水
硝酸
运用硝酸生产其它产品的工厂、硝酸厂、氮肥厂等生产废水
1.2化工废水的危害
化工厂一般多集中于江、河、湖、海附近，生产废水大多就近排人水域，因此对水域的污染极为严重，其危害重要有以下两方面:①对人体的健康的影响，水体受化学有毒物污染后，通过饮水或食物链，便可引起人的急慢性中毒；某些有致癌作用的化学物质，如砷、铬、镍、铰、苯胺、苯并(a)花和其他多环芳烃、卤代烃污染水体后，可以在悬浮物、底泥和水生生物体内蓄积。长期饮用含这些物质的水或食用体内蓄积有这类物质的生物，就也许诱发癌症。②对水生生物的影响:化工废水特别是石油化工生产废水，具有各种有机酸、醇和环氧化物等，其特点是生化需氧量和化学需氧量都较高。这种废水一经排人水体，就会在水中进一步氧化分解，从而消耗水中的大量溶解氧，直接威胁水生生物的生存。此外，当水体的pH不稳，营养化物质(N,P)过多，水温较高，油污染等对水生生物也有极大的危害[3，4]。
1.3化工废水的解决现状
1.3.1物理解决法
即通过物理作用，分离、回收污水中呈悬浮状态的污染物质，在废水解决过程中不改变污染物的化学性质，常用的解决方法有筛滤截留法、重力分离法、离心分离法和其他方法[5]。
（1）筛滤截留
重要分截留和过滤两个工艺阶段，是以具有孔粒状粒料层截留水中杂质,重要是减少水中的悬浮物。典型设备有格栅、筛网、滤池、微滤机等。
（2）重力分离法
运用水中悬浮颗粒的可沉淀性能,在重力场的作用下自然沉降作用,以达成固液分离的一种过程。重要设备有沉淀池、沉砂池、隔油池和上浮池（涉及气浮和浮选）。
（3）离心分离法
重要运用离心力达成固液分离的目的。重要设备有水旋分离式和离心分离机。
（4）此外，还可以采用破碎机和聚合调节等方法进行物理解决，物理解决基本应用于预解决和前期解决。
1.3.2化学解决法
化学解决法是通过化学反映和传质作用来分离、回收污水中溶解、胶体状态的污染物质，或将其转化为无害物质。重要化学法有加药法、电解法和传质法（物理化学法）[6，7]。
（1）加药法
就是添加各种药剂使是达成解决废水的目的。其中包含混凝法、中和法、氧化还原法、化学沉淀法和消毒法。混凝法是通过投加化学药剂产生的凝聚和絮凝作用,使胶体脱稳形成沉淀而去除；中和法重要是加入酸碱试剂使废水达成后期解决的规定；氧化还原法用于预解决中，可适当降解废水中高含量的有机物质，消毒法则用于解决后期，可杀灭一些细菌和有毒物质。
（2）电解法
就是借助电流来进行化学反映的过程。在电解槽中通入一定电压的直流电，让废水通过电解槽，使废水中的电解质的阴离子转向阳极，并在阳极失去电子而被氧化，阳离子移向阴极，并在阴极得到电子而被还原。电解法重要用于解决电镀废水的金属离子和氰等。
（3）传质法
涉及吸附法、离子互换法、膜分离法（又涉及电渗析、反渗透、纳滤、超滤、微滤等）、萃取法、吹脱法和汽提法。吸附法就是运用过孔性的固体物质，使废水中的一种或多种物质被吸附在固体表面而出去的方法；离子互换法重要运用离子互换剂对水中存在的有害离子（涉及有机的和无机的）进行互换去除的方法，离子互换是特殊的吸附过程，在多方面与吸附类似；膜技术是近30年来的一项高新技术，已经在众多领域发挥了重要作用，它是运用一种特殊的半透膜将溶液隔开，使溶液中的某种溶质或溶剂渗透出来，从而达成分离溶质的目的；萃取法是运用与水不像溶解或很少溶解的特定溶剂同废水充足混合接触，使溶于废水中的某些污染物质重新进行分派而转入溶剂，然后将溶剂与除去污染物质后的废水分离，从而达成净化和回收有用物质的目的；气提和吹脱都属于液相向气相传质的过程，事实上就是吸取的逆过程—解析。
1.3.3生物解决法
此法是通过水微生物的代谢作用，使污水中呈溶解状态、胶体状态及某些不溶解的有机甚至无机污染物质转化为稳定、无害的物质，从而使污水得到净化。常见的有活性污泥法、SBR法、接触氧化工艺、升流厌氧污泥床法等。用生化法解决废水具有运营成本低,操作管理简朴,但占地大,且由于微生物对营养物质、pH值、温度等条件有一定规定,难以适应化工废水水质变化大、成分复杂、毒性高、难降解的特点,对色度和COD的去除率低,单纯用生化法治理化工废水达标工作难度大[8]。
1.4化工废水解决的发展趋势
近年来各种高级氧化技术如紫外光催化氧化技术、超临界水氧化和湿法氧化技术、电子束和等离子体技术、超声降解技术等在有毒难降解有机废水解决方而有大量的研究工作报道。对特种有机废水具有高效降解作用的优势微生物菌种培养选育、固定化微生物等生物技术的应用，给传统的新型水解决材料，涉及膜材料、纳米催化剂、高活性污泥法等生物水解决技术带来了新的活力[9]。
2 废水解决工艺的拟定与论证
2.1工艺选择的依据和原理
2.1.1设计参数及依据
（1）工程概况
**市某化工有限公司现有职工100人，年工作300天。该公司以生产氰乙酸甲脂医药中间体为主，其产生的废水成分复杂，有机物浓度高，废水中具有少量的氰化物。
（2）设计废水参数(见表2)
表2 设计废水进水参数
解决水量Qd、Qh
CODcr
BOD5
SS
总CN
pH
Qd=100T/d，Qh=10T/h
4000mg/L
≤500mg/L
≤300mg/L
≤80mg/L
4～5
（3）出水参数（见表3）
废水经解决后，排水水质应执行《污水综合排放标准》（GB8978-1996）表中一级标准
表3 设计废水出水参数
CODcr
BOD5
SS
总CN
pH
≤100mg/L
≤20 mg/L
≤70 mg/L
≤0.5 mg/L
6～9
（4）设计依据
①《污水综合排放标准》（GB8978-1996）
②《给水排水设计规范》
③《给水排水工程结构设计规范》（GBJ69-84）
④《给水排水构筑物施工及验收规范》（GBJ93-96）
⑤《混凝土结构设计规范》（GBJ10-89）
2.1.2设计内容
自废水解决站格栅井进水口起，至废水解决站计量渠排水口为止，涉及废水解决站界区内解决工艺、土建工程、管道工程、设备及安装工程、电气工程。动力线从废水解决站配电柜开始。不涉及调节池前的污水收集系统以及解决设施后排水系统。
2.1.3设计规定
①解决工艺先进成熟，在拟定解决工艺方案时必须有可行性论证，每一解决工序段的出水指标要有明确的分析和说明；所选择的解决工艺运营可靠，出水稳定达标。
②设备选型合理，要有比较方案说明；操作简朴，运营稳定，便于维修及管理。
③在保证解决效果的前提下，尽量减少建设投资和运营费用。
④废水解决站设施布局合理，整齐美观，体现绿色环保设计的特点。
2.1.4工艺拟定
（1）水质分析
①废水来源、成分分析
本设计的废水来源于氰乙酸甲脂医药中间体的生产废水，氰乙酸甲脂的生产工艺流程如图1：

图1氰乙酸甲脂生产流程图
原理：氯乙酸先与甲醇酯化，再与氰化钠反映生成氰乙酸甲酯。反映方程式如下：
（Ⅰ）
（Ⅱ）
可以看出，废水性质属于化工行业废水，成分复杂，有机浓度高，废水中具有有毒物质氰化物，氰化物重要以、等无机氰化物存在，也有少数的有机氰化物存在，如不及时解决对人体和牲畜、植物都有很大的危害[10]。
②有机污染物可降解性能分析[11]
生物活力的强弱可以直接体现该生物对有机污染物转化能力的大小，即生物活力指标可以表达有机污染物的生物降解性能。
有机污染物的生物降解性能评价重要有两种：一是比较COD去除率做性能评价见表4：
表4 COD去除率做性能评价[12]
COD去除率
生物降解性
COD去除率
生物降解性
10%
不可生物降解性
50%70%
可生物降解性
20%<50%
难生物降解性
80%
易生物降解性
二是与比值做性能评价，见表5：

表5 B/C性能评价

生物降解性

生物降解性
<0.1
不可生物降解性
0.3<0.6
可生物降解性
0.1<0.3
难生物降解性
0.6
易生物降解性
按表6等级划分目前国内部分工业污水的可生物降解性
表6 国内部分工业污水的可生物降解性比较[12]
有机污水名称

评价
注释
食品工业污水
啤酒废水
糖厂废水
味精厂污水
香料厂废水
油脂废水

0.5
0.8
0.25～0.3
0.05
0.4～0.54

可
易
难
不可
可

北京某啤酒厂
广西某糖厂
河南某味精厂
山东滕州某厂
陕西某油脂厂
染料及印染废水
染料中间体污水
直接染料、活性染料混合污水
洗漂废水
硫化染料废水

0.25
0.267

0.31
0.16

难
难

可
难

天津某厂
广州某漂染厂

广东增城某厂
山东青岛某厂
制药工业废水
青霉素生产废水
青霉素生产废水
金霉素、庆大霉素混合废水
乙酰螺旋霉素废水
氟喹诺酮、抗生素混合废水
三环唑废水
氯苯农药废水
对硝基苯氯废水

0.5
0.56
0.40

0.2

0.3～0.4

0.15
0.03
0.05

可
可
可

难

可

难
不可
不可

山东济宁某厂
河北石家庄某厂
浙江某厂

苏州某制药厂

浙江某农药厂

浙江某农药厂
扬州某农药厂
扬州某农药厂
造纸工业废水
麦秸造纸黑液
造纸中段废水

0.03
0.32

不可
可

河北某制造纸厂
山东某造纸厂
皮革工业废水
制革废水

0.45～0.5

可

河北某制革厂
化工工业废水
苦味酸废水

0.1～0.2

难

ATC废水
2-氨基噻唑啉 4-羧酸
工业磺胺废水
纤维消化脂废水

0.26

<0.01
0.3

难

不可
可

天津某厂

重庆某厂
四川某厂
丙烯酸及苯系
物脂类废水
对氟硝基苯废水
赖氨酸废水
聚酯纤维废水

0.4～0.5
0
0.3～0.46
0.33～0.42

可
不可
可
可

吉林某化工厂

泉州某厂
台湾某厂
其他工业废水
皂素废水
钢厂焦化废水
橡胶废水
顺丁橡胶废水
丁苯橡胶废水

0.62
0.17～0.3
0.75～0.9
0.35
0.34

易
难
易
可
可

河北定州某厂

云南某地制胶废水
本设计中废水属于医药、染料中间体化工生产废水，根据已给废水设计参数，=0.125属于难生物降解类废水，且COD浓度较高，普通工艺很难一次性去除。
③含氰废水毒性分析
多数无机氰化物属剧毒、高毒物质,很少量的氰化物就会使人、畜在很短的时间内中毒死亡,还会导致农作物减产。毒性分级见表7。
表7 氰化物毒性分级[13]
毒性介绍
剧毒
高毒
中档毒性
低毒
微毒
大鼠一次经口的/（）
<1
1～50
50～500
500～5000
5000～15000
对人也许致死估计量
0.1
3
30
250
>1000
根据本次设计中氰化物排放浓度(80mg/L)，氰化物重要成分(、等无机氰化物)，此类废水属剧毒类，应一方面对其破氰解决。
（2）解决总方案的拟定
此废水属于化学工业行业废水的生产工艺废水，难生物降解且具有有毒物质氰化物，废水中有机物浓度高，进水达成4000，现有化工行业废水解决普遍采用生化法，而生化法有好氧和厌氧两种解决方式。根据本次废水水质和设计规定，采用厌氧解决为主的方法，厌氧生物解决与好氧生物解决工艺相比有如下优点：
应用范围广。好氧法一般只合用于低浓度有机废水，对高浓度有机废水需用大量稀释水稀释后才干进行解决，而厌氧法不仅可用于高浓度有机废水的解决，也可用于低浓度有机废水的解决。有些有机物对好氧微生物来说是难降解的，但对厌氧微生物来说是可以降解的。
①有机负荷率高。好氧法的容积负荷为0.7～1.2kg，0.7～1.2kg，而厌氧法的容积负荷为10～60kg，4.5～7kg。
②动力能耗低。好氧法维持池中溶解氧0.5～3mg/L，去除每1kg需耗能0.7～1.3或除去每1kg需耗能1.2～2.5，而厌氧法，兼氧部分保持溶解氧浓度为0～0.5mg/L，甲烷发酵部分为持溶解氧浓度为0。此外，产生的沼气可作为能源，去除每1kg一般可产生0.35的沼气，沼气的发热量为21～23。
③沉淀性能好，污泥产量少。好氧法去除每1kg得污泥产量为0.3～0.45kgVSS，或去除每1kg的污泥产量为0.04～0.15kgVSS，或去除每1kg的污泥产量为0.07～0.25kgVSS。
④营养盐需要量少。好氧法营养需要量为=100:1:0.1或=100:2:0.3[14]。
某工业废水厂进行厌氧生物解决和好氧生物解决相对成本比较，见表8。
表8 厌氧生物解决和好氧生物解决相对成本比较[15]
项目
厌氧法
好氧法
中和
营养物添加
污泥脱水剂
电耗
操作人员
维修
39.6
7.8
－
18.6
7.7
26.3
39.5
81.3
49.6
103.9
15.5
29.4
总费用(不含产气价值)
100.0
319.2
总费用(含产气价值)
28.7
319.2
明显看出，厌氧生物解决的经济效益十分显著。
当然，厌氧技术的发展尚不充足，作为一种新的技术，它尚有局限性之处：
①厌氧方法虽然负荷高，去除有机物的绝对量与进液浓度高，但其出水浓度高于好氧解决，仍需要后续解决才干达成较高的排放标准。
②厌氧微生物对有毒物质较为敏感，因此，对于有毒废水性质了解的局限性或操作不妥在严重时也许导致反映器运营条件的恶化。但是随着人们对有毒物质的种类、毒性物质的允许浓度和可驯化性的了解以及工艺上的改善，这一问题正在得到克服。近年来人们发现，厌氧细菌经驯化后可极大的提高其对毒性物质的承受力。
③厌氧反映器初次启动过程缓慢，一般需要8～12周时间。这是由于厌氧细菌增殖较慢所致，但正是由于同一因素，厌氧解决才产生很少的剩余污泥。由于厌氧污泥可以长期保存，因此新建的厌氧系统在其初次启动时可以使用现有厌氧系统的剩余污泥接种，启动慢的问题即可解决。
由于废水中氰化物具有剧毒，氰化物对后续生化解决的微生物有毒害作用，不利于厌氧微生物的反映，并且废水中有机浓度较高，具有其他有害物质，需要在厌氧生化解决前期进行预解决，而预解决的重要任务就是进行破氰，降解有机物有害基团，提高其生物解决性，同时减少废水浓度，为进一步生化解决发明条件。
厌氧解决高浓度有机废水有较好的作用，但是由于厌氧解决高负荷、高进液浓度，厌氧解决后出水的、远大于好氧解决出水，因此对于这些未降解的、、悬浮物和还原性物质需要进行后续好氧解决，此外，后续解决工艺也可以使出水达成氰化物的零排放。
总言之，本设计的解决方向如图2

沼气
运用
沼气
解决

厌

氧

好
氧

预解决

进水 出水

污泥
解决

图2：解决工艺简明流程图
（3）预解决破氰方案选择
破坏法是选用不同的氧化剂或氧化方法将氰物质分解为无毒物质而排放,重要有以下几种方法。常用的破氰方法如下：
①氯氧化法
运用氯氧化氰化物，使其分解成低毒物或无毒物的方法叫氯氧化法。常见的含氯药剂有氯气、液氯、漂白粉、次氯酸钙、次氯酸钠和二氧化氯等。事实上它们在溶液中都生成，然后进行氧化作用。一般氯氧化法在碱性条件下进行，故又称碱性氯化法。碱性氯化法的原理是在碱性介质中一方面用含氯药剂使废水中的氰化物氧化为氰酸盐进一步氧化为二氧化碳和氮。碱性氯化法于1942年开始应用于工业生产，因此该方法工艺比较成熟应用也最普遍。张家口金矿就采用此法解决含氰废水，并不断改革创新，推动了氯氧化法的发展，特别是把氯气先吸取在石灰乳中，再进行氯氧化氰化物的反映，避免了氯气的逸出，在国内还是第一家。后来，华尖金矿等几个金矿也应用此工艺，也取得了良好的效果[16]。
碱性氯化法合用于水量和浓度均可变的含氰废水解决。该方法解决含氰废水效果好、设备简朴、便于管理、生产过程中宜实现自动化，是工艺比较成熟和普遍采用的方法之一。其缺陷是解决后有余产生的氯化氰气体毒性很大，不安全，并且不能去除铁氰络合物，难以准确加药，设备腐蚀严重，运营费用高。
②空气法
空气法又称Inco法，是Inco公司1982年研制开发的，重要是运用与空气的混合物,在pH值为8～10的条件下氧化分解氰化物。该方法不仅完全适合于从贫液中除去所有氰化物, (氰化物的去除率可达99.9%)，并能消除铁氰络合物。所需设备为氰化厂常用设备,其投资少,工艺较简朴,手控、自控均可取得满意的效果,对药剂质量规定不高。但是,由于二氧化硫的氧化能力较弱,所以在废水中必须保持较高浓度的二氧化硫才干达成较好的除氰效果并且不能消除废水中的硫氰化物。电耗高,一般是氯氧化法的3～5倍,废水中铜浓度低时需加铜盐作催化剂,不能回收废水中贵金属、重金属,对反映pH值的控制规定严格。
③过氧化氢氧化法
此法解决含氰废水技术是由美国杜邦公司于1974年完毕的，适合解决低浓度含氰废水。反映在酸性条件下分两步进行：
一次反映

二次反映

1984年德国设计的过氧化氢氧化装置在巴布亚新几内亚的一个黄金矿投入运营。该法是在常温、碱性、有作催化剂的条件下,用过氧化氢氧化氰化物,反映生成的氰酸盐通过水解生成无毒的化合物。此法解决后的废水低,无二次污染,但过氧化氢价格高,生产厂家少, 解决成本较高 (接近碱氯法)，对难氧化，仍有一定毒性，难以广泛推广[17]。
④臭氧氧化法
该法合用于解决很稀的含氰废液。这是运用空气或氧气高压高频电荷通过电晕放电产生的臭氧,使氰化物、硫氰酸盐氧化。

臭氧在水溶液中可释放出原子氧参与反映,表现出很强的氧化性,能彻底氧化游离状态的氰化物。铜离子对氰离子和氰根离子的氧化分解有触媒作用,添加10mg/L左右的硫酸铜能促进氰的分解反映。臭氧法的突出特点是在整个过程中不增长其他污染物质,污泥量少,且因增长了水中的溶解氧而使出水不易发臭。我国已有臭氧发生装置成品出售,一些工厂目前正在使用这种解决技术。应当指出的是目前的臭氧发生器能耗很大,生产1kg耗电12Kw·h～15Kw·h,解决费用较高。除个别地方外,一般难以达成废水解决的经济规定。此外,单独使用臭氧不能使络合状态存在的氰化物彻底氧化。 由于理费用高于碱氯法，应用前景远不如碱氯法[16，18]。
⑤活性炭吸附法
活性炭吸附法是先让在活性炭表面吸附,在有充足氧存在的条件下,催化剂促使被氧化为、,、将进一步水解为无毒性的最终产物、、和。工业实验表白,用此法解决后排放水中的含氰废水中的含氰浓度可低于国家标准的规定,活性炭耐酸耐碱,高温高压下不易破碎,化学性质稳定,解决费用低,同时能回收金及其它金属,但活性炭易失活性需要再生解决。
⑥电解氧化法
该法在国内外研究很多,重要用于解决电镀含氰废水。电解前一方面调整pH >7,并加入少量食盐,电解时，在阳极上氧化生成、、,同时被氧化成,进入溶液后生成,加强对氧化作用,阴极上析出金属。该法占地面积小,污泥量小,能回收金属。但电流效率低,电耗大,成本比漂白粉稍高,会产生催泪气体,解决废水难以达标排放。一般先将高浓度含氰废水电解到一定浓度后,再用氯化法解决后排放。氰化厂很少采用此法[17]。
⑦微生物氧化法
微生物氧化法是依靠微生物的氧化能力,将废水中的氰化物解离成硝酸盐、硫酸盐和碳酸盐。该法已于1984年被美国南达科他洲Lead的Homestake采矿公司采用,也是惟一使用该法的金矿。此法的优点是可分解硫氰化物,重金属呈污泥除去,渣量少,外排水质好,成本低。但工艺较长,设备复杂,投资大；解决时间相对较长,操作条件十分严格。只适合低浓度含氰废水的解决,对氰化物浓度的大范围变化适应性较差。故对排水水质规定很高,地处温带的氰化厂,使用微生物氧化法比较合适[18]。
在上述破氰方法中，氯化法是解决含氰废水的成熟方法，成本低，解决效果好，能使出水达成标准，但操作复杂，运营费用高；臭氧氧化法虽效果好，但受臭氧生产能力限制，成本较高，且臭氧在水中溶解度只有0.32g/L，运用率较低；过氧化氢氧化法解决成本比氯碱法稍低，但过氧化氢价格也很高，并且来源不广泛，技术没有氯碱法成熟；电解法适于解决高浓度含氰废水的初步解决，后需氯碱法继续深度解决。根据比较，本次设计选用氯氧化法。
氯氧化法中氯药剂有氯气、液氯、漂白粉、次氯酸钙、次氯酸钠和二氧化氯作为选择，现用表9作为比较：
表9 氯气、液氯、漂白粉、次氯酸钙、次氯酸钠和二氧化氯比较[18]
氧化剂
重要化学反映
有效氯/%
特点
液氯

100
方法成熟，解决费用高，设备易腐蚀，解决后由余氯
漂白粉

95.4
技术成熟，操作简便，解决费用高 ，沉渣多，漂白粉 贮存难保管
次氯酸

135.4
方法简便成熟，易操作，沉渣少，但供料局限性较大
二氧化氯

260
安全、高效，但工艺不成熟，成本较高
从高浓度废水的有机物降解预解决和破氰两方面解决的角度而言，选用次氯酸钠作为氯化药剂较为合适。选用次氯酸钠的氧化的优点有：
①合用于水量和浓度均可变的含氰废水解决。
②解决含氰废水效果好。
③设备简朴、便于管理、生产过程中宜实现自动化,是工艺比较成熟、采用普遍。
④对难降解有机物的去除效果好，提高B/C值，有助于后续解决工艺，是高浓度有机废水预解决的有效方法之一。
从有效氯的比较而言，氯气的有效含氯量是100%，次氯酸钠有效含氯量为135.4%，而漂白粉有效成分为次氯酸钙，有效氯含量约为95.4%。
根据杜锡康的实验，次氯酸钠法实验解决含氰废水的结果如表10：
表10 次氯酸钠法废水解决实验结果[16]
进水PH
解决前浓度
解决量
投加量
出水PH
解决后浓度
淀粉检查
7
40
15
20
8
0.07
试纸变兰
7
35
30
25
8.5
0.25
试纸变兰
6.5
20
25
25
8.5
0.2
试纸变兰
（4）厌氧法解决的工艺选择
目前所用厌氧反映器重要分以下几种类型
①第一代厌氧消化工艺：普通厌氧消化池、厌氧接触工艺。
②第二代厌氧消化工艺：上流式厌氧污泥床(UASB)反映器、厌氧滤床、厌氧流化床反映器、厌氧生物转盘等。
③第三代厌氧反映器及改善工艺：厌氧颗粒膨胀床(EGSB)、厌氧复合床反映器(UASB+AF)、水解工艺和两阶段厌氧消化(水解+EGSB)工艺。
厌氧工艺的对比如表11：

表11 各种厌氧解决工艺的优、缺陷[19]
工艺类型
优点
缺陷
厌氧塘
厌氧消化池
便宜、实际不需要维护
系统非常复杂但可适应高SS浓度
需要大量土地，气味问题，不产气
低负荷，需要较大池容
厌氧接触工艺
厌氧滤池

适应中档浓度SS
运转简朴，适应高或低浓度COD
中档负荷，需要运营经验
不适于废水SS含量高，又堵塞危险
UASB工艺

运转简朴，适应高或低浓度COD，也许是有极高负荷
解决运转问题需要技巧，不适应于废水具有高SS的情况
本设计选用负荷较高的UASB反映器的厌氧消化工艺，UASB与其他大多数厌氧生物解决装置不同之处是：废水由下向上流过反映器，污泥无需特殊搅拌设备；反映器顶部有三相(固、液、气)分离器。其最大突出特点是能在反映器内实现污泥颗粒化，颗粒污泥的直径一般为0.1～2cm，相对密度为1.04～1.08，具有良好的沉淀性能和很高产甲烷活性。污泥颗粒化后，反映器内污泥的平均浓度可达50gVSS/L左右，污泥龄一般在30天以上，而反映器水力停留时间比较短，所以UASB反映器具有很高容积负荷。[20]下表列出了UASB和其他类型厌氧高效反映器的特性，例如启动情况、去除悬浮物能力，出水循环的需求、布水系统、三相分离器的设立和填料的需要等问题。
表12 各种高速厌氧反映器的特性比较[20]
特性
UASB反映器
上流式AF
下流式AF
流化床
EGSB反映器
启动速度
初次启动
二次启动

4-16周
0-2d

＞3-4周
0-2d

＞3-4周

约3-4周
不愿定

4-16周

悬浮物去除或稳定效率
满意（在中档或较低的TSS浓度下）
相称好（仅在低TSS浓度下，并在不堵塞时）
非常差
非常差
满意
出水循环的需要
一般不需要
可要可不要
少量需要
大量需要
需要
复杂布水系统
对低浓度水需要
有了更好
不需要
必须有
必须有
三相分离器
必须有
有了也许有益
不需要
有了也许有益
必须有
填料的需要
不是必须的
必须有
必须有
必须有
不需要
高度与截面比
相称高
略小
略小
很高
相称高
从表12可以看出，厌氧反映器在初次启动时需要较长的时间。但UASB与EGSB在正常运营后会产生剩余颗粒污泥，这些剩余颗粒污泥在常温下可保存很长时间而不失活性。新建的UASB或EGSB反映器可以用现有反映器的污泥接种，这样可以使其运营启动缩短在几天之内；因故暂停的UASB或EGSB反映器再启动运营亦不久，并且无需再次进行厌氧活性污泥驯化与培养。
（5）后续解决工艺的选择
后续解决的目的：
①除去残留的有机物、悬浮物、还原物和一些胶体物质；
②除去氮和磷
③除去病源微生物
④使氰化物达成零排放
根据厌氧解决后的排出水质，、及一些残留有机物需要进一步去除，常用的接厌氧后的好氧后续解决有氧化沟、生物接触氧化池、曝气生物滤池、生物转盘等等。
本设计采用曝气生物滤池(BAF)，下表是BAF工艺与常规解决工艺的比较，见表13、表14
表13 不同解决工艺比较[21]
项目
BAF工艺
SBR工艺
A2/O工艺
投资
费用
土建工程
无需二沉池，预解决配协办沉淀池，效率很高，土建量最小
无需二沉池，池体一般较深，土建量较大
土建量最大
机电设备及仪表
设备量稍大，自控仪表稍多
设备闲置浪费大，自控仪表稍多
设备投资一般
征地费
占地最少，使传统工艺的1/5～1/10，征地费最少
占地稍少，征地费较多
占地最大，征地费最多
总投资
最小
较大
最大

运营
费用

水头损失
约3～3.5m
约3～4m
约1～1.5m
污泥回流
不需污泥回流
不需污泥回流
100%～150%
曝气量
比活性污泥法低30%～40%
与A2/O工艺基本相同
大
药剂量
用于预解决，稍大
较低
较低
解决后出水的消毒
出水水质好，一般不需过滤，消毒剂消耗最少
一般需要过滤、消毒，消毒剂消耗大
一般需要过滤、消毒，消毒剂消耗大
电耗
很小
较高
最高
总运营
成本
较低
较高
最高
工艺效果
出水水质
SS可达15 mg/L以下
BOD可达10mg/L以下
COD可达40mg/L以下
N可达15mg/L以下
SS可达30 mg/L以下
BOD可达15mg/L以下
COD可达100mg/L以下
N可达15mg/L以下
SS可达30mg/L以下
BOD可达15mg/L以下
COD可达100mg/L以下
N可达15mg/L以下
产泥量
产泥量相对于活性污泥法稍大，污泥稳定性稍差
产泥量与A2/O工艺差不多，污泥相对稳定
产泥量一般，污泥相对稳定
有无污泥膨胀
无
容易产生，需加生物选择器来防止
容易产生，需加生物选择器来防止
流量变化
的影响

受过滤速度限制，有一定影响
受每个解决单元的可接纳容积限制，有一定影响
受沉淀速度限制，有一定影响
冲击负荷的影响
可承受平常的日冲击负荷荷的影响
容池决定了承受冲击负荷的能力，较强
容池决定了承受冲击负荷的能力，较强
温度变化（低温）的影响
（温度将影响硝化/反硝化）
滤池从底部进水，上部可封闭，水温波动小，低温运营较稳定
解决效果受低温影响较大
露天面积大，解决效果受低温影响较大
运营管理
自动化限度
连续进水系统，可根据出水水质实现供氧量和反冲洗得自动调节和控制，自动化限度最高
序批式进水系统，可实现供氧量和回流比的自动调节
连续进水系统，可实现供氧量和回流比的自动调节
平常维护和巡视
设备和管道布置紧密，厂区面积小，采用穿孔管曝气，不堵塞，巡视简朴
设备闲置较多，微孔曝气头容易堵塞，维护量大
厂区面积大，设备分散，微孔曝气头容易堵塞，维护量最大
大修
滤池成组布置，数量较多，停一个滤池进行一次大修对出水水质影响很小
需停一个SBR池进行一次大修，时间长，对出水水量和出水水质有影响
需停一条线进行大修，时间长，对解决水量和出水水质有影响
操作和管理人员人数
很少
较多
较多
扩建
正常的增长解决量
模块化结构，扩建容易，所需占地和土建工作量都很小，工期很短
池体为模块结构，扩建相对常规工艺容易，但所需占地和土建工程量大，工期较长
为非模块结构，扩建时所有的沉淀池和曝气池需增长个数，所占地和土建工程量最大
环境问题
臭气问题
生化部分可为封闭式，臭味对周边环境影响较小
生化部分为敞开式，臭味对周边环境影响很大
生化部分为敞开式，臭味对周边环境影响很大

表14 不同解决工艺出水水质比较[22]
解决工艺
BOD
/(mg/L)
COD
/(mg/L)
NH3-N
/(mg/L)
N
/(mg/L)
P
/(mg/L)
SS
/(mg/L)
A2/O工艺
SBR工艺
BAF工艺
15
<10
<5
75
<60
<30
5
<2
<1
18
<10
<10
1
<1
<1
10
<10
<10
此外，普通生物滤池与曝气生物滤池的性能比较如表15：

表15 普通生物滤池与曝气生物滤池的性能比较[
项目
普通生物滤池
曝气生物滤池
组成部分
池体、填料、布水系统及排水系统
池体、填料、布水系统、布气系统、反冲洗系统、排水系统
布水
方式
从滤池上不用喷嘴滴洒状喷淋
从滤池下部通过滤头均匀布水，柱锥状上向流
供氧
方式
在没有堵塞的情况下，靠自然通风供氧，效果受外部条件制约
强制鼓风曝气，基本不受外界条件影响
滤料
滤料一般采用碎石、矿渣、塑料滤料等。其粒径在40-70mm，比表面积为43-65㎡/m3,滤层高度一般小于1.8m（否则易堵，影响通风效果），水头损失约1mH2O①/m滤料（高）
滤料采用特制的球形轻质陶粒滤料，粒径在3-6㎜，比表面积为6-9㎡/m3，挂膜性能好，反洗容易，截污能力强，阻力小。滤层高度可大于3m（传质效果好，增长对高浓度冲击负荷的缓冲能力）。水头损失约0.15mH2O/m滤料（高）
机理
运用滤料表面生物膜对废水中的有机物进行吸附氧化，从而使废水净化。生物膜中存在亚硝化细菌、硝化细菌，以硝化细菌占优，但不能充足硝化
过滤、生物吸附与生物氧化作用净化废水，滤料表面为好氧环境，内部为厌氧、缺氧的微环境。存在厌氧、缺氧、好氧微生物，使得硝化、反硝化作用同时进行
负荷
水力负荷0.5-1.5m3/(㎡·h)
BOD负荷＜1.0㎏/(m3·d)
水力负荷4-10m3/(㎡·h)
BOD负荷5-6㎏/(m3·d)
系统
启动
可运用污水中所含微生物进行启动，初次启动时间约4-6周（受气温影响很大）
运用污水中所含微生物进行启动，初次启动时间为2-3周
合用
范围
合用于解决生化性较好的废水，其进水COD浓度一般小于200mg/L；若进水COD浓度大于400-500mg/L，则应增长回流设施，否则会出现厌氧现象；进水SS小于50mg/L，一般二级，最佳和曝气池串联使用成为活性生物滤池以提高解决效率
合用于解决生化性较好的废水，其进水COD浓度允许达成1000-1500mg/L；进水SS≤100mg/L，按照解决规定不同分为CN池、N池、P池，若无脱氮除磷规定可单级使用。它也是污水深度解决的抱负工艺

解决效率

BOD去除率70%-75%，NH3-N去除率为50%-60%，出水BOD大于30 mg/L
BOD去除率大于90%，NH3-N去除率可大于90%，出水SS、BOD小于10 mg/L，NH3-N可控制在1 mg/L以下
优缺陷综述
无动力消耗
周边环境差，有臭味，易出现池蝇、蟑螂，滋生苔藓，需隔周向池中投配游离氯（5mg/L），1-2周淹没一次
滤池易形成泥穴、集水等，喷嘴易堵 ，需经常清通喷嘴及通风道、扒松表面滤料、高压水冲洗甚至更换滤料，维护工作量大
受气温影响大，冬天解决效率低，甚至也许结冰使滤池失效，不宜建在室外
抗冲击负荷能力差
出水无法达成一级排放标准
解决负荷低，相对占地较大
有动力消耗，小于0.3kW/m3(以城市生活污水为例)
可做成封闭式，不影响周边环境，无臭味产生
气水平行上向流，防止气泡在滤层凝结，气水混合效果好，滤料不易堵塞；同时正压流避免滤料中沟流、短流现象产生；维护工作量小
受气温影响小，低温运营较稳定
滤层较高，同时上向流形成柱推流条件，可承受平常的日冲击负荷
出水水质好，加消毒剂消毒能回用
负荷高，占地少（为传统高负荷生物滤池的1/5）

2.2工艺流程简图及说明
见下图3

图3：

由于此含氰废水pH呈酸性，而破氰反映池需要进水水质为中性或弱碱性，因此废水一方面进入调节池进行水量和pH的调节。通过调节池后废水进入破氰反映池进行破氰解决，