謝興源某含油污水處理廠設(shè)計(jì)

1、 含油污水處理課程設(shè)計(jì) 沈 陽 化 工 大 學(xué) 水污染控制工程課程設(shè)計(jì)題 目： 含油污水處理課程設(shè)計(jì)院 系： 環(huán)境與安全工程學(xué)院專 業(yè)： 環(huán)境工程班 級(jí)： 1001學(xué)生姓名： 謝興源指導(dǎo)教師： 范文玉 2013 年 9 月 11 日 目錄目錄1一 概述21.1設(shè)計(jì)背景21.2 設(shè)計(jì)資料與依據(jù)21.2.1設(shè)計(jì)資料21.3 設(shè)計(jì)內(nèi)容31.3.1設(shè)計(jì)任務(wù)31.3.2繪圖要求3二 污水處理工藝的選擇和可行性分析 2.1選擇污水處理工藝的原則32.2污水處理方案的確定4三 污水處理系統(tǒng)3.1 調(diào)節(jié)池53.1.1設(shè)計(jì)說明53.1.2 設(shè)計(jì)參數(shù)53.1.3設(shè)計(jì)計(jì)算63.2隔油池63.2.1設(shè)計(jì)說明63.2.

2、2設(shè)計(jì)參數(shù)63.2.3 設(shè)計(jì)計(jì)算73.2.4 隔油池排泥設(shè)計(jì)73.2.5 處理效果83.3配水井83.4氣浮池83.4.1設(shè)計(jì)說明83.4.2設(shè)計(jì)參數(shù)93.4.3設(shè)計(jì)計(jì)算：103.4.4上浮液渣排除設(shè)備123.4.5排污裝置123.5 a/o池設(shè)計(jì)123.5.1設(shè)計(jì)說明123.5.2設(shè)計(jì)參數(shù)及規(guī)定（見表3-1）133.5.3設(shè)計(jì)計(jì)算133.6二沉池的設(shè)計(jì)173.6.1設(shè)計(jì)說明17 參考文獻(xiàn)一 概述1.1設(shè)計(jì)背景一般情況下，含油污水的含油量為幾十到幾千mg/l。根據(jù)其存在形式的不同，污水中的油類可分為浮油、分散油、乳化油和溶解油4種：（1）浮油，其粒經(jīng)一般大于100m，以連續(xù)相的形式漂浮于水面，

3、形成油膜或油層；（2）分散油，以微小的油滴懸浮于水中，不穩(wěn)定，靜置一段時(shí)間后通常變成浮化油，油滴的粒經(jīng)一般介于10100m之間；（3）乳化油，當(dāng)污水中含有某種表面活性劑時(shí)或油水混合物經(jīng)轉(zhuǎn)數(shù)為3000r/min左右的離心泵高速旋轉(zhuǎn)后，油滴便成為穩(wěn)定的乳化液分散于水中；（4）溶解油，以一種化學(xué)方式溶解的微粒分散油，油粒直徑一般小于0.1m。由于油品在水中的溶解度很?。s為551mg/l），故這部分的比例一般在0.5%以下。1含油污水被排到江河湖海等水體后，油層覆蓋水面，阻止空氣中的氧向水中的擴(kuò)散；水體中由于溶解氧減少，藻類進(jìn)行的光合作用受到限制；影響水生生物的正常生長(zhǎng)，使水生動(dòng)植物有油味或毒性，甚

4、至使水體變臭，破壞水資源的利用價(jià)值；如果牲畜飲了含油污水，通常會(huì)感染致命的食道??；如果用含油污水灌溉農(nóng)田，油分及其衍生物將覆蓋土壤和植物的表面，堵塞土壤的孔隙，阻止空氣透入，使果實(shí)有油味，或使土壤不能正常進(jìn)行新陳代謝和微生物新陳代謝，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成農(nóng)作物減產(chǎn)或死亡。另外，由于溢油的漂移和擴(kuò)散，會(huì)荒廢海灘和海濱旅游區(qū)，造成極大的環(huán)境危害和社會(huì)危害。但更主要的危害是石油中含有致癌烴，被魚、貝富集并通過食物鏈危害人體健康。因此，對(duì)石油和石化等行業(yè)產(chǎn)生的含油污水進(jìn)行有效處理是極其必要的。目前，含油污水處理一般采用的是調(diào)解室隔油氣浮生化處理。本設(shè)計(jì)主要工藝流程為調(diào)解室隔油氣浮a/o法。1.2 設(shè)計(jì)資料與依

5、據(jù)1.2.1設(shè)計(jì)資料(1)污水來源：煉制原油、油品水洗等。(2)進(jìn)水水質(zhì)：cod=8001000mg/l，油100150mg/l，nh3-n=30mg/l；重金屬：微量；磷：微量(3)設(shè)計(jì)水量：20000t/d1.3 設(shè)計(jì)內(nèi)容1.3.1設(shè)計(jì)任務(wù)(1)根據(jù)污水水質(zhì)情況，地形等相關(guān)資料，確定污水與污泥處理流程；(2)對(duì)污水與污泥處理流程中各處理構(gòu)筑物進(jìn)行工藝計(jì)算，確定其型式，數(shù)目與尺寸，以及主要設(shè)備型號(hào)和數(shù)量等； (3)構(gòu)筑物的總體布置和污水，污泥處理流程的高程設(shè)計(jì)；(4)編寫設(shè)計(jì)說明書和計(jì)算書；(5)繪制6張圖紙，主要包括平面圖，高程圖，相關(guān)構(gòu)筑物設(shè)計(jì)圖等。1.3.2繪圖要求按照機(jī)械制圖規(guī)范，手

6、工繪制平面布置圖、高程圖及cad繪制4張構(gòu)筑物設(shè)計(jì)圖紙。二 污水處理工藝的選擇和可行性分析2.1選擇污水處理工藝的原則污水處理工藝技術(shù)方案在達(dá)到治理要求的前提下應(yīng)優(yōu)先選擇基建投資和運(yùn)行費(fèi)用少，運(yùn)行管理方便的先進(jìn)工藝；所用污水和污泥處理技術(shù)和其他技術(shù)不僅要求先進(jìn)，更要求成熟可靠；污泥及殘?jiān)幚響?yīng)盡量完善，消除二次污染；盡量減少工程占地。42.2污水處理方案的確定含油污水組成復(fù)雜、排放量大、污染物種類多、對(duì)環(huán)境危害大，其中主要污染物有油、硫化物、揮發(fā)酚、nh3以及其它有毒物質(zhì)，cod 含量較高，難降解物質(zhì)多，而且由于受到酸洗水的影響，污水的ph 變化較大。針對(duì)以上特點(diǎn)，一般采用隔油氣浮生化法處理。

7、由于傳統(tǒng)生化處理的局限性，其cod、bod5、nh3-n等污染物指標(biāo)均難以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，所以把工藝鎖定在以下兩種：1. sbr法（sequencing batch reator)5sbr法又稱序批式間歇活性污泥法，其操作流程由進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、出水和閑置五個(gè)基本過程組成，所有處理過程都是在一個(gè)設(shè)有曝氣或攪拌裝置的反映其內(nèi)依次進(jìn)行。特點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單，由于只有一個(gè)反應(yīng)池，不需二沉池、回流污泥及設(shè)備，一般不設(shè)調(diào)節(jié)池，可節(jié)省占地和投資，耐沖擊負(fù)荷且運(yùn)行方式靈活。缺點(diǎn)是抗?jié)舛茸兓芰Σ?，發(fā)生污泥膨脹少但處理困難，存在浮渣問題，水頭損失大，池容利用不理想。2.a/o法a/o法又稱前置式缺氧好氧生物脫氮工藝，是目

8、前較為廣泛采用的一種脫氮工藝。該工藝將反硝化段設(shè)在系統(tǒng)的前面，氨氮在好氧段通過硝化反應(yīng)生成硝酸鹽，硝酸鹽通過內(nèi)循環(huán)回流到缺氧池中，在缺氧池中以水中的有機(jī)物作為碳源進(jìn)行反硝化脫氮。沉淀池中的污泥一部分回流到缺氧段提供足量微生物，剩余污泥經(jīng)處理后排放。經(jīng)過生產(chǎn)實(shí)踐證明，a/ o 工藝處理含油污水，技術(shù)先進(jìn)，運(yùn)行可靠，具有良好脫氮效果，出水水質(zhì)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)論：經(jīng)過比較，sbr工藝反應(yīng)池的進(jìn)水、曝氣、排水過程變化頻繁，對(duì)污水廠設(shè)備儀表的要求較高，基建費(fèi)用高；而且不連續(xù)出水，使得sbr工藝串聯(lián)其他連續(xù)處理工藝時(shí)較為困難，不利于擴(kuò)大規(guī)模。選擇隔油氣浮a/o工藝比較經(jīng)濟(jì)實(shí)用， 而且參考國(guó)內(nèi)相同水平的污水

9、處理廠，a/o法應(yīng)用也較為廣泛，前景甚好。(1)技術(shù)方面 ：技術(shù)先進(jìn)，所處理的污水能夠滿足國(guó)家指定的污水排放標(biāo)準(zhǔn)，自動(dòng)化設(shè)備的使用使操作管理十分方便(2)經(jīng)濟(jì)方面：采用新的工藝后，減少了污泥的產(chǎn)量，占地面積較小，基建費(fèi)用較少，運(yùn)行費(fèi)用低。隔油-氣浮a/o工藝流程如下圖所示 隔油池 配水井硝態(tài)液回流調(diào)節(jié)池氣浮池含油污水 好氧池o缺氧池a二級(jí)沉淀池 普通快濾池回流污泥 處理出水圖2-1工藝流程圖三 污水處理系統(tǒng)3.1 調(diào)節(jié)池3.1.1設(shè)計(jì)說明污水在一天24h內(nèi)的水量和水質(zhì)是波動(dòng)變化的，這樣對(duì)污水廠的處理設(shè)備，特別是生物處理設(shè)備后生化反應(yīng)系統(tǒng)處理功能正常發(fā)揮是不利的，甚至可能造成破壞。因此，應(yīng)在污水

10、處理系統(tǒng)前設(shè)置均化調(diào)節(jié)池，以均和水質(zhì)、存盈補(bǔ)缺。73.1.2 設(shè)計(jì)參數(shù)水力停留時(shí)間（調(diào)節(jié)周期） t = 1 h設(shè)計(jì)流量 q = 20000m3/d=833m3/h=0.231m3/s3.1.3設(shè)計(jì)計(jì)算(1)池容 公式（3-1） 流量，m3/h； 調(diào)節(jié)時(shí)間，取2h；代入得 (2)調(diào)節(jié)池面積 公式（3-2） 調(diào)節(jié)池水深，一般在3-5m之間；取5m；代入得 m2 取調(diào)節(jié)池長(zhǎng)寬=21m16m。(3)工藝設(shè)備調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)攪拌機(jī)3.2隔油池3.2.1設(shè)計(jì)說明隔油池一般分為平流式、斜板式和平流與斜板組合三種，本次設(shè)計(jì)為工業(yè)污水處理，水量相對(duì)較小，選擇平流式隔油池，其優(yōu)點(diǎn)是隔油效果好，耐負(fù)荷沖擊，施工簡(jiǎn)單。3.

11、2.2設(shè)計(jì)參數(shù)(1)隔油池油珠上浮速度不高于；(2)隔油池水平流速在35mm/s之間；(3)隔油池有效水深一般在1.52.0m/s之間；(4)深寬比為0.30.5，超高不小于0.4 ；(5)集油管管徑為200-300mm；(6)池內(nèi)刮油速度不超過15mm/s。3.2.3 設(shè)計(jì)計(jì)算(1)隔油池表面積 公式（3-3） ：最大設(shè)計(jì)流量，=833m3/h ：修正系數(shù)，與水平流速v和油珠上浮速度v的比值有關(guān)，取=1.44 : 油珠上浮速度，取v=1.6m/h ：水平流速，取v=16m/h =m2(2)過水?dāng)嗝婷娣e = 公式（3-4）(3)有效水深和池寬 水深h一般在1.5-2.0m之間，取h=2m 池寬

12、b不大于6.0m，深寬比為0.30.5；則取 b=4.5m (4)池長(zhǎng) 公式（3-5） 長(zhǎng)寬比l/b=6.44 符合要求(5)高度 隔油池高度 h1：池水面以上到池壁標(biāo)高，一般不小于0.4m；取h1=0.5m 則3.2.4 隔油池排泥設(shè)計(jì)(1)隔油池內(nèi)一般采用機(jī)械刮泥，其運(yùn)行速度為0.31.2m/min，要求池底坡度不小于0.01；(2)當(dāng)采用污泥斗排泥時(shí)，每個(gè)泥斗應(yīng)設(shè)單獨(dú)的排泥閥的排泥管。泥斗的斜管與水平面傾角：方斗宜60、圓斗宜為55；(3)污泥沉淀區(qū)容易宜按不大于2d的污泥量計(jì)算；(4)池底排泥管干管的直徑不小于200mm；(5)當(dāng)采用靜壓排泥時(shí)，凈水頭不應(yīng)小于1.5m。3.2.5 處理

13、效果 隔油池去除率可達(dá)70%，出水中含油量約為800（1-70%）=2403.3配水井配水設(shè)施能夠均衡的發(fā)揮各處理構(gòu)筑物運(yùn)行能力，保證各構(gòu)筑物經(jīng)濟(jì)有效的運(yùn)行，常見的有對(duì)稱式、堰式和非對(duì)稱式。對(duì)稱式配水是構(gòu)筑物個(gè)數(shù)為雙數(shù)的配水方式，其連接管線可以是明渠和暗管。特點(diǎn)是管線完全對(duì)稱（包括管徑和長(zhǎng)度），從而使水頭損失相等。這種配水方式的構(gòu)造和運(yùn)行操作均比較簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)是占地廣、管線長(zhǎng)，而且構(gòu)筑物不能過多，否則造價(jià)較高。堰式配水是污水處理廠常用的配水設(shè)施。進(jìn)水從井底中心進(jìn)入，經(jīng)等寬度堰流入各個(gè)水斗再流向各構(gòu)筑物。原理是利用等寬度堰上水頭損失相等，過水流量就相等的原理來進(jìn)行配水。其特點(diǎn)是配水均勻，不受構(gòu)筑物

14、管渠狀況的影響，即使長(zhǎng)短不同或局部損失不同也能做到配水均勻，可以對(duì)稱布置也可以不對(duì)稱布置。優(yōu)點(diǎn)是配水均勻，缺點(diǎn)是水頭損失較大。非對(duì)稱配水的特點(diǎn)是在進(jìn)口處造成一個(gè)較大的局部損失入流，讓局部損失遠(yuǎn)大于沿程損失，從而實(shí)現(xiàn)均勻配水。設(shè)配水井1座。3.4氣浮池3.4.1設(shè)計(jì)說明氣浮法也稱浮選法，其原理是設(shè)法使水中產(chǎn)生大量的微氣泡，以形成水、氣、及被去除物質(zhì)的三相混合體，在界面張力、氣泡上升浮力和靜水壓力差等多種力的共同作用下，促進(jìn)微細(xì)氣泡粘附在被去除的微小油滴上后，因粘合體密度小于水而上浮到水面，從而使水中油粒被分離去除。 氣浮法通常作為對(duì)含油污水隔油后的補(bǔ)充處理。即為生化處理之前的預(yù)處理，經(jīng)過氣浮處理

15、，可將含油量降到30mg/l以下，再經(jīng)過生化處理，出水含有可達(dá)到10mg/l以下。設(shè)計(jì)選用目前最常用的平流式氣浮池，廢水從池下部進(jìn)入氣浮接觸區(qū)，保證氣泡與廢水有一定的接觸時(shí)間，廢水經(jīng)隔板進(jìn)入氣浮分離區(qū)進(jìn)行分離后，從池底集水管排出。浮在水面在的浮油用刮油設(shè)備刮入集油槽后排出。其優(yōu)點(diǎn)是池身淺、造價(jià)低、構(gòu)造簡(jiǎn)單、管理方便。3.4.2設(shè)計(jì)參數(shù)(1)加壓水泵加壓水泵作用是提供一定壓力的水量，本設(shè)計(jì)中采用離心泵(2)空氣供給設(shè)備壓力溶氣氣浮的供氣方式可分為泵前插管進(jìn)氣、水泵射流器供氣、水泵空壓機(jī)供氣三種，本設(shè)計(jì)中采用水泵空壓機(jī)供氣(3)壓力溶氣罐設(shè)計(jì)參數(shù)：過流密度2500m3/(m2d)布水區(qū)高度取0.2

16、m;貯水區(qū)高度取1.0m;填料層高度取1.0m;液位控制高取0.8m(從罐底計(jì))；氣罐承受能力0.6mpa以上；罐內(nèi)理論停留時(shí)間3min;(4)氣浮池設(shè)計(jì)參數(shù)：設(shè)計(jì)停留時(shí)間 30min表面負(fù)荷率 8m3/(m2h)進(jìn)入接觸室的流速 60mm/s隔板下端的水流上升速度 16mm/s隔板上端的上升速度 8mm/s接觸室的停留時(shí)間 50min3.4.3設(shè)計(jì)計(jì)算：(1)溶氣罐的容積： 公式（3-6） 溶氣罐有效容積系數(shù)，取60% 罐內(nèi)實(shí)際停留時(shí)間，取5min溶氣用水量，取處理水量的10%， 代入得 溶氣罐直徑 公式(3-7) 代入得 溶氣罐高度z取下式計(jì)算: (2)接觸區(qū)設(shè)計(jì)計(jì)算 氣浮池接觸區(qū)面積:

17、公式（3-8）式中 接觸區(qū)水深上升平均流速， 回流水量， 則 (3)氣浮池分離區(qū)面積: 公式（3-9）式中 水流下降的平均流速，取2.0mm/s.則 (4)氣浮池有效水深： 公式（3-10）式中 氣浮池分離區(qū)水利停留時(shí)間，取1.5min則 (5)氣浮池的有效容積: 公式（3-11）則可求出： 氣浮池個(gè)數(shù)取2座，以并聯(lián)方式運(yùn)行。取池有效長(zhǎng)度l和池寬b的比l:b=2.0，則可求出：接觸室長(zhǎng)度一般與池寬b相同，則，其寬度氣浮池的總高h(yuǎn) 式中 h1 為標(biāo)高，取0.5m3.4.4上浮液渣排除設(shè)備如果氣浮池中大量的上浮液、渣得不到及時(shí)的清除，刮渣時(shí)對(duì)渣層的擾動(dòng)過于劇烈，因此需要及時(shí)將上浮液、渣排除，排渣設(shè)

18、備主要是刮渣機(jī)，本設(shè)計(jì)中采用鏈條牽引式刮渣機(jī)，采用逆水流方向刮渣，刮渣板運(yùn)行速度取60mm/s。為了消除撇渣時(shí)存在的死區(qū)和浮渣倒流現(xiàn)象，在池子兩邊設(shè)置擋渣板。擋渣板表面光滑平直，兩塊板相互平行，其間距與刮板尺寸相吻合，擋渣板與池墻焊接密封，以防浮渣進(jìn)入擋板內(nèi)。3.4.5排污裝置本設(shè)計(jì)采用管式排污裝置，排污管采用直徑為300mm的鋼管，排污管頂開縫寬呈的圓心角。3.5 a/o池設(shè)計(jì)3.5.1設(shè)計(jì)說明a/o法又稱前置式缺氧好氧生物脫氮工藝，是目前較為廣泛采用的一種脫氮工藝。該工藝將反硝化段設(shè)在系統(tǒng)的前面，氨氮在好氧段通過硝化反應(yīng)生成硝酸鹽，硝酸鹽通過內(nèi)循環(huán)回流到缺氧池中，在缺氧池中以水中的有機(jī)物作

19、為碳源進(jìn)行反硝化脫氮。沉淀池中的污泥一部分回流到缺氧段提供足量微生物，剩余污泥經(jīng)處理后排放。該工藝與傳統(tǒng)生物脫氮工藝相比的主要優(yōu)點(diǎn)如下：(1)流程簡(jiǎn)單，構(gòu)筑物少，節(jié)省基建費(fèi)用；(2)在污水c/n較高(大于4)時(shí)，以原污水中的有機(jī)物為碳源，不需要外加碳源；(3)好氧池設(shè)在缺氧池之后，使反硝化殘留的有機(jī)物進(jìn)一步去除，提高出水水質(zhì)；(4)缺氧池在好氧池之前，一方面，由于反硝化消耗一部分有機(jī)碳源，減輕好氧池的有機(jī)負(fù)荷，另一方面有利于控制污泥膨脹；同時(shí)，反硝化過程產(chǎn)生的堿度也可以補(bǔ)償硝化過程之需； 3.5.2設(shè)計(jì)參數(shù)及規(guī)定（見表3-1） 表3-1設(shè)計(jì)參數(shù)表污泥濃度/mgmlss/l30005000總水利

20、停留時(shí)間t/h712缺氧池水利停留時(shí)間h1.52.5好氧池水利停留時(shí)間h5.59.5污泥回流比r%50100混合液回流比r%200500溶解氧do缺氧池小于0.5；好氧池大于2設(shè)計(jì)流量q30000 m3/d3.5.3設(shè)計(jì)計(jì)算(1)好氧區(qū)容積 公式（3-12）式中：好氧區(qū)有效容積，； q設(shè)計(jì)流量，; -進(jìn)水濃度，mg/l； s出水濃度，mg/l； y污泥產(chǎn)率系數(shù)，取0.6； 內(nèi)源代謝系數(shù)，取0.01； 固體停留時(shí)間，d； 混合液懸浮固體濃度（mvss），mg/l，取3000mg/l f 混合液中vss和tss之比，取f=0.7; 出水溶解性濃度s應(yīng)為： 公式（3-13）式中 tbod實(shí)驗(yàn)時(shí)間，6

21、d kbod的分解速度常數(shù)，0.23 則可求出: mg/l 60mg/l 設(shè)計(jì)污泥齡首先確定硝化速率，則計(jì)算如下 公式（3-14） 式中 的濃度，mg/l； 氧的半速常數(shù)，mg/l； 反應(yīng)池中溶解氧濃度，mg/l 則可求出：=硝化反應(yīng)所需的最小泥齡 公式（3-15）則可求出： = =2.43d 選用安全系數(shù)k=3設(shè)計(jì)污泥齡： 公式（3-16）則可求出： =32.43=7.29 d代入公式得好氧區(qū)容積好氧區(qū)水利停留時(shí)間： 公式（3-17）則可求出： =0.287 d(2)缺氧區(qū)容積 公式（3-18）式中 缺氧池有效容積，； 需還原的硝酸鹽氮量，kg/d； 反硝化速率，；微生物同化作用去除的總氮

22、公式（3-19）則可求出： =0.124=10.9mg/l 被氧化的進(jìn)水總氮量-出水氨氮量-用于合成的總氮量則可求出所需脫硝量為：24.1mg/l需還原的硝酸鹽氮量反硝化速率 公式（3-20）式中：時(shí)的反硝化速率常數(shù)，取0.12； 溫度系數(shù)，取1.08；則缺氧池容積 缺氧池水利停留時(shí)間 公式(3-21)則可求出： (3)曝氣池總?cè)莘e 則可求出： =8620+4530=13150m3 系統(tǒng)總設(shè)計(jì)泥齡=好氧池泥齡+缺氧池泥齡=7.29+7.291205/8619=8.31d(1)曝氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)需氧量aor需氧量包括碳化需氧量和硝化需氧量，并應(yīng)扣除剩余活性污泥排放所減少的bod5 及的氧當(dāng)量(此部分用于細(xì)胞合成，并為消耗)，同時(shí)還應(yīng)考慮反硝化脫氮產(chǎn)生 的氧量。a.碳化需氧量 公式(3-25)則可求出： b.硝化需氧量 公式（3-26） 則可求出：c.反硝化脫氮產(chǎn)生