焦化廢水處理工藝設(shè)計改

1、焦化廢水處理工藝設(shè)計改化工工藝學(xué)課程設(shè)計240萬噸年焦炭焦化廠生物脫酚工段設(shè)計專業(yè)：化學(xué)工程與工藝 班級：化工 12-3 班 姓名：陳濤 學(xué)號： 2012020860目錄前言 I1焦化廢水概述 21.1 焦化廢水概況 21.1.1 焦化廢水來源與組成 21.1.2 焦化廢水的特點及危害 41.2 國內(nèi)外焦化廢水處理技術(shù) 51.2.1 物理化學(xué)法 61.2.2 生化處理法 71.2.3 化學(xué)處理法 82水質(zhì)分析和處理工藝選擇 8來源組成 8水質(zhì)特征 9排放量 102.2排放標(biāo)準 10焦化廢水水質(zhì) 102.4 處理工藝的選擇 102.4.1 處理工藝流程選擇應(yīng)考慮的因素 102.4.2 工藝對比

2、112.4.3 工藝選擇 142.4.4 A/0 工藝原理 142.5各段工藝去除率 153 主體構(gòu)筑物設(shè)計 173.1格柵 173.2集水池 193.3 隔油池 203.4 調(diào)節(jié)池 213.5 事故池 223.6 缺氧池 223.8 二沉池 253.9混合反應(yīng)池 273.10混凝沉淀池 283.11 污泥濃縮池 293.12 回流水井 304設(shè)備選型 304.1 格柵設(shè)計選型 304.2 風(fēng)機選型 304.4廢水污泥泵選型 314.5加藥裝置選型 324.5.1 加藥裝置選型 324.6污泥脫水機選型 324.7 攪拌機選型 324.8 刮泥機及撇油機選型 33結(jié)論 33參考文獻 34、八

3、、，前言水是地球的重要組成部分，也是生物機體不可缺少的組分， 人類的生存和發(fā)展離不開水資源。 地球上約有 97.3% 的水是海水， 它覆蓋了地球表面的 70% 以上，但由于海水是含有大量礦物鹽類 的“咸水”，不宜被人類直接使用。這樣，人類生命和生產(chǎn)活動能 直接利用且易于取得的淡水資源就十分有限， 不足總水量的 3% ， 且其中約 3/4 以冰川、冰帽等固態(tài)的形式存在于南北極地，人類 很難使用。與人類關(guān)系最密切、又較易開發(fā)利用的淡水儲量約為 4X106km3,僅占地球上總水量的 0.3%。因此，解決水廢染、合 理地利用水資源是世界各國經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急。焦化廢水是一種高含氮、毒性強的有機工

4、業(yè)廢水之一。如果 直接排入水體其廢染程度大，毒害性強 1。因此，對焦化廠廢水 的處理無論在環(huán)境還是資源方面顯得尤為重要。鑒于可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境質(zhì)量的要求，現(xiàn)決定對某煤焦化有限 責(zé)任公司產(chǎn)生的焦化廢水進行處理工藝設(shè)計。廢水產(chǎn)生量為 300t/d，廢水主要由含高濃度氮焦化廢水和生活廢水組成，且都 含較高 COD 、 SS 和石油類物質(zhì)。本文根據(jù)該焦化廢水濃度高， 毒性大的水質(zhì)特點，設(shè)計“ A/0”工藝對其進行處理。廢水中的 SS、石油類物質(zhì)、COD等濃度大大降低，使得出水水質(zhì)達到廢 水綜合排放標(biāo)準（GB8978-佃96）中的一級排放要求。本文對各 處理單元構(gòu)筑物進行了設(shè)計計算，繪制各處理單元構(gòu)筑物圖

5、示， 以及廢水處理站的平面布置圖和高程布置圖，同時對該廢水處理 站進行了投資經(jīng)濟概算，驗證廢水不僅得到有效處理，且經(jīng)濟可 行，符合可持續(xù)發(fā)展要求。1 焦化廢水概述1.1 焦化廢水概況1.1.1 焦化廢水來源與組成焦化廠是鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)的重要組成部分，焦炭是鋼鐵冶煉的 重要原材料，煉焦回收的化工產(chǎn)品供給許多行業(yè)的生產(chǎn)。隨著社 會、經(jīng)濟的發(fā)展，焦化行業(yè)已發(fā)揮著越來越重要的作用。目前， 國內(nèi)生產(chǎn)焦化產(chǎn)品的廠家達數(shù)百家。焦化廠生產(chǎn)的主要任務(wù)是進 行煤的高溫干餾 煉焦，以及回收處理在煉焦過程中所產(chǎn)生的副 產(chǎn)品。整個生產(chǎn)過程分為選煤、煉焦及化工三部分。焦化廢水則 產(chǎn)生于煉焦、制氣過程及化工產(chǎn)品回收過程，水質(zhì)

6、復(fù)雜，產(chǎn)生量 較大。其主要來源有 2： (1) 剩余氨水。由煉焦的水分及煉焦過 程中產(chǎn)生的化合物組成。通常情況下，其數(shù)量占全部廢水的一半 以上，是氨氮廢染物的主要來源； (2)化工產(chǎn)品工藝排水。包括化 工產(chǎn)品回收和精制過程中各有關(guān)工段的分離水及各種貯槽定期 排水和事故排水； (3) 粗苯終冷水及煤氣脫硫和煤氣終冷循環(huán)的 排廢水。其中含有一定數(shù)量的酚、氰、苯、硫化物及吡啶堿等。 (4)焦油車間廢水： 焦油車間根據(jù)有機物的沸點不同， 用蒸餾法初 步分離各種產(chǎn)品，再經(jīng)酸堿洗滌分離出粗苯、吡啶等產(chǎn)品。廢水 主要是間斷地排出高濃度含油、含酸的廢水。這部分廢水一般經(jīng) 溶劑脫酚通過蒸氨塔后才能進入生物處理裝

7、置； (5)古馬隆廢水： 從酚、油、重苯中提取古馬隆，要經(jīng)過蒸餾、堿洗、酸洗、中和 及水洗，排除含酚、吡啶、油等廢染物的廢水。焦化廢水產(chǎn)生的 一般工藝流程如圖 1.1所示 3：隹八、焦化廢水因受原煤性質(zhì)、焦化產(chǎn)品回收工序及方法等多種因 素的影響，含有多種廢染物。焦化廢水是一種含高氨氮、高有機 物、成分復(fù)雜的、難處理的有機工業(yè)廢水。焦化廢水中的許多高 毒性難降解有機物，對生態(tài)環(huán)境危害極大，如占總有機物的一半 以上酚類化合物，可使蛋白質(zhì)凝固，對人類、水產(chǎn)及農(nóng)作物都有 極大危害。經(jīng)常接觸煤焦油、瀝青和某些石油化工溶劑的人， 皮膚癌、唇癌以及肺癌的患病率相當(dāng)高，因為吲哚、萘、吡啶堿、 啡蒽、苯并芘等多

8、種多環(huán)和雜環(huán)芳香族化合物(PAHs)中有不少是 致癌和致突變物質(zhì)。 氨氮是水體富營養(yǎng)化的主要廢染物， 近年來， 國家不僅對 COD 的排放做了嚴格的規(guī)定， 對氨氮的危害也越來越 重視，并對氨氮的排放也做了嚴格的規(guī)定。1.1.2 焦化廢水的特點及危害1 、水質(zhì)特點(1) 成分復(fù)雜焦化廢水組成十分復(fù)雜，濃度高、毒性大。核磁共振 色譜 分析顯示：焦化廢水中含有數(shù)十種無機和上百種有機化合物 5。無機廢染物主要是大量的氨鹽、硫氰化物、硫化物及氰化物 等。有機廢染物除酚類化合物以外，還包括脂肪族化合物、雜環(huán) 類化合物和多環(huán)芳香族化合物等。其中酚類化合物為主，占總有 機廢染物的 80左右，主要成分有苯酚、鄰

9、甲酚、對甲酚、鄰對 甲酚、二甲酚、鄰苯二甲酚及其同系物等；雜環(huán)類化合物包括二 氮雜苯、氮雜聯(lián)苯、氮雜苊、氮雜蒽、吡啶、喹啉、咔唑及吲哚 等；多環(huán)類化合物包括萘、蒽、菲及 a苯并芘等門。(2) 水質(zhì)變化幅度大焦化廢水中氨氮變化系數(shù)可達 2.7，COD 變化系數(shù)可達 2.3， 酚和氰化物濃度變化系數(shù)達 3.3 和 3.4。(3) 含有大量的難降解物，可生化性較差 焦化廢水中有機物 (以 COD 計)含量高，且由于廢水中所含有機物多為芳香族化合物和稠環(huán)化合物及吲哚、吡啶、喹啉等雜環(huán) 化合物，其 BOD5/COD 值低，一般為 0.30.4，有機物穩(wěn)定，微 生物難以利用，廢水的可生化性差。(4) 廢水

10、毒性大其中含有的氰化物、 芳烴、稠環(huán)及雜環(huán)化合物都是有毒物質(zhì)， 有的甚至是致癌物質(zhì)，毒性極強。2、危害(1)對人的危害焦化廢水中含有的酚類化合物是原型質(zhì)毒物，可以通過皮 膚、黏膜的接觸和經(jīng)口服而侵入人體體內(nèi)。高濃度的酚可以引起 劇烈腹痛、嘔吐和腹瀉、血便等癥狀，重者甚至死亡。低濃度的 酚可引起積累性中毒，有頭痛、頭暈等不良反應(yīng)。廢水中的氰化 物毒性很大。當(dāng) pH 值在 8.5 以下時，氰化物的安全濃度為 5mg/L。 人食用的平均致死量氰氫酸為 3060mg/L,氰化鈉為0.1g,氰化 鉀為0.12g。另外廢水中含有大量的氨氮，可能轉(zhuǎn)化為N02一或N03_。人體若飲用了 NH4【N >1

11、0mg/L 或 N03-N>50mg/L 的水， 可使人體內(nèi)正常的血紅蛋白氧化成高鐵血紅蛋白,失去輸氧能 力，出現(xiàn)缺氧癥狀。若亞硝酸鹽長時間作用于人體，可引起細胞 癌變。(2) 對水體和水生生物的危害大量的有機廢染物進入水體，會消耗水體當(dāng)中大量的溶解 氧，水體發(fā)臭，水質(zhì)惡化。同時由于有毒物質(zhì)的進入使得水中水 生生物的生存受到影響，魚類和貝類等的大量減產(chǎn)與死亡，并能 通過食物鏈傳遞給人類造成食物中毒等。此外，含氮化合物還能 導(dǎo)致水體的富營養(yǎng)化，尤其對湖泊等封閉水域的危害更大。(3) 對農(nóng)業(yè)的危害采用未經(jīng)處理的焦化廢水直接灌溉農(nóng)田，將使農(nóng)作物減產(chǎn)和 枯死，特別是在播種期和幼苗發(fā)育期，幼苗因抵

12、抗力弱，含酚的 廢水使其腐爛；焦化廢水中的油類物質(zhì)能堵塞土壤孔隙，含鹽量 高而使土壤鹽堿化；農(nóng)業(yè)灌溉用水中 TN含量如超過1mg/L，作 物吸收過剩的氮能產(chǎn)生貪青倒伏現(xiàn)象 7。1.2 國內(nèi)外焦化廢水處理技術(shù)目前，國內(nèi) 80的焦化廠普遍采用的是以傳統(tǒng)生物脫氮處理 為核心的工藝流程。分為預(yù)處理、生化處理以及深度處理。預(yù)處 理主要采用物理化學(xué)方法，如除油、蒸氨、萃取脫酚等；生化處 理工藝主要為 A/O、A2/O 等工藝；深度處理主要工藝有活性炭吸 附法、活性炭 -生物膜法及氧化塘法。 在歐洲， 焦化廢水處理普遍 的工藝為先去除懸浮物和油類廢染物質(zhì)，然后利用蒸氨法去除氨 氮， 再采用生物氧化法去除酚硫

13、氰化物和硫代硫酸鹽。在某些 情況下還對廢水做排放前的最后深度處理。在美國，煉焦廠的廢 水處理工藝為：脫焦油蒸氨工藝活性污泥法及污泥脫水系 統(tǒng)。綜合看起來，國外的焦化廢水的治理方法與我國基本一致 8,9。1.2.1 物理化學(xué)法1、吸附法 吸附法是利用多孔性吸附劑吸附廢水中的一種或幾種溶質(zhì)， 使廢水得到凈化。活性炭是最常用的一種吸附劑，活性炭吸附法 適用于廢水的深度處理。劉俊峰等采用高溫爐渣過濾，再用南開 牌 H2103 大孔樹脂吸附處理含酚 520mg/L 、 COD3200mg/L 的焦 化廢水，處理后出水達到國家排放標(biāo)準 10。黃念東等研究了細粒 焦渣對焦化廢水的凈化作用，溫度25C的條件下

14、，酚的去除率為 98% 11。2、混凝和絮凝沉淀法 混凝法是向廢水中加入混凝劑并使之水解產(chǎn)生水合配離子 及氫氧化物膠體，中和廢水中某些物質(zhì)表面所帶的電荷，使這些 帶電物質(zhì)發(fā)生凝集，是用來處理廢水中自然沉淀法難以沉淀去除 的細小懸浮物及膠體微粒，以降低廢水的濁度和色度，但對可溶 性有機物無效，常用于焦化廢水的深度處理。 該法處理費用低， 既可以間歇使用也可以連續(xù)使用。上海焦化總廠選用厭氧 - 好氧 生物脫氮結(jié)合聚鐵絮凝機械加速澄清法對焦化廢水進行綜合治 理，使出水中 COD<158mg/L, NH3-N<15mg/L12。近年來，新型 復(fù)合混凝劑在焦化廢水處理中的應(yīng)用得到廣泛的研究。

15、3、Fenton試劑法Fentonf1®試劑是由H 2O2和 Fe2+混合得到的一種強氧化劑，由 于其能產(chǎn)生氧化能力很強的 0H自由基，在處理難生物降解或一 般化學(xué)氧化難以奏效的有機廢水時，具有反應(yīng)迅速，溫度和壓力 等反應(yīng)條件緩和且無二次廢染等優(yōu)點。因此，近 30年來越來越受 到國內(nèi)外環(huán)保工作者的廣泛重視。1.2.2 生化處理法生化處理法是一種利用微生物氧化分解廢水中有機物的方 法，常作為焦化廢水處理系統(tǒng)中的二級處理。1、A/0 與A2/0法目前國內(nèi)主要采用 A/O 與 A2/O 工藝及其變異型脫氮工藝進 行焦化廢水的脫氮處理，脫氮效果較好。 Zhang Min 14,15,16等對

16、 A-A-O 工藝與 A-O 工藝進行了比較，實驗表明： A-A-O 工藝在 NH 3-N 去除和反硝化方面均優(yōu)于 A-O 工藝，特別是反硝化率方 面 A-A-O 工藝是 A-O 工藝的兩倍。目前寶鋼一、二期焦化廢水 就是對原 A-O 工藝優(yōu)化后，采用了 A-A-O 17工藝。目前系統(tǒng)運 行穩(wěn)定，但由于條件控制復(fù)雜，投資費用高，為保證處理效果， 運行中污泥及廢水回流量較大，增加了動力消耗，且內(nèi)循環(huán)液帶 入大量溶解氧，使反硝化池內(nèi)難于保持理想的缺氧狀態(tài)，影響反 硝化過程降低了脫氮效率。2、SBR 法SBR 池兼均化、沉淀、生物降解及終沉等功能于一體。國內(nèi) 外對 SBR 法研究的結(jié)果表明此法工藝簡

17、單、運行費用低、運行 管理簡單，同時不必設(shè)調(diào)節(jié)池，多數(shù)情況下可省去初沉池。 SBR 反應(yīng)池生化反應(yīng)能力強，處理效果好，能有效地防止污泥膨脹， 耐沖擊負荷能力強， 工作穩(wěn)定性強。 用它來處理焦化廢水， NH 3-N 的去除率達 60% ，傳統(tǒng) SBR 法對焦化廢水降解效率不高 18,19。3、氧化溝技術(shù) 隨著氧化溝技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了一系列脫氮技術(shù)與氧化溝技術(shù)相結(jié)合的廢水處理工藝流程。按照運行方式，氧化溝可以分為 連續(xù)工作式、交替工作式和半交替工作式。連續(xù)工作式氧化溝， 如帕斯韋爾氧化溝、卡魯塞爾氧化溝。奧貝爾氧化溝在我國應(yīng)用 比較多，這些氧化溝通過設(shè)置適當(dāng)?shù)娜毖醵巍⒑醚醵味寄苋〉幂^ 好的脫氮效果

18、。1.2.3 化學(xué)處理法1、催化濕式氧化技術(shù)催化溫式氧化技術(shù)是在高溫、 高壓條件下， 在催化劑作用下， 用空氣中的氧將溶于水或在水中懸浮的有機物氧化，最終轉(zhuǎn)化為 無害物質(zhì)N2和C02排放。該技術(shù)的研究始于20世紀70年代， 是在 Zim-merman 的濕式氧化技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。 濕式催 化氧化法具有適用范圍廣、氧化速度快、處理效率高、二次廢染 低、可回收能量和有用物料等優(yōu)點。但是，由于其催化劑價格昂 貴，且在高溫高壓條件下運行，對工藝設(shè)備要求嚴格，國內(nèi)很少 將該法用于廢水處理 20 。2、臭氧氧化法 臭氧是一種強氧化劑，能與廢水中大多數(shù)有機物，微生物迅 速反應(yīng)，同時還可起到脫色、除臭、

19、殺菌的作用。該法不會造成 二次廢染，操作管理簡單方便。但是，這種方法也存在投資高、 電耗大、處理成本高的缺點。同時若操作不當(dāng)，臭氧會對周圍生 物造成危害。因此，目前臭氧氧化法還主要應(yīng)用于廢水的深度處 理。在美國已開始應(yīng)用臭氧氧化法處理焦化廢水。2 水質(zhì)分析和處理工藝選擇2.2 廢水來源及特征來源組成焦化廢水是焦化廠在焦炭煉制、煤氣凈化及化工產(chǎn)品回收過程中產(chǎn)生的大量毒性極高的廢水，其主要來源有：煤挾帶水，反應(yīng)生成水和焦化產(chǎn)品蒸餾、洗滌加入的蒸汽和新鮮水，在與煤 氣和產(chǎn)品接觸后冷凝或分離出來的廢水，包括集氣管分離液和初 冷液組成的剩余氨水，氨水工藝中洗氨的富氨水。這兩部分廢水 經(jīng)蒸氨（回收）后排出

20、。硫氨工藝中的終冷洗苯水。苯、焦 油、古馬隆等化工產(chǎn)品加工的分離水。上述廢水量約為30.25-0.30m/t焦。但實際上要大的多，各部分水量見表 2.1：表21、”焦化廢水的來源 排亠水地點排放方式水量（m/t焦）1 1亠 蒸 八、硫氨連續(xù)0.22-0.35氨工藝水氨水 工藝連續(xù)0.35-0.83硫氨終冷水連續(xù)0.40-0.60苯加工連續(xù)0.01-0.042隹八、油加工連續(xù)0.007-0.02煤氣水封水連續(xù)0.006-0.017水質(zhì)特征煤中碳、氫、氧、氮、硫等元素，在干餾過程中轉(zhuǎn)變成各種 氧、氮、硫的有機和無機化合物，使煤氣中的水分及蒸汽的冷凝 液中含有多種有毒有害的廢染物。由于煤中含氮物多，

21、煤氣中含 氮6-12g/km3，經(jīng)脫苯，洗氨后為0.05-0.08 g/km3,所以廢水中含 很高的氮和酚類化合物以及大量有機氮、CN-、SCN-及硫化物等等。焦化廢水中所含廢染物分為無機物和有機物兩大類。無機物 一般以銨鹽存在，包括（NH4）2CO3、NH4HCO3、（NH4）2S、NH4HS、NH4CN、NH2（COO）NH4、（NH4）2xSx、NH4CI、（NH4）2SO4、 NH4SCN、（NH4）2S2O3、NH4Fe（CN）3等。焦化廢水中的有機物包 括低沸點的苯類和難揮發(fā)的中、堿性及酸性組分。其中酚類化合 物有：苯酚、鄰甲酚、間甲酚、對甲酚、二甲酚、鄰苯二酚、間 苯二酚及其同系

22、物等，雜環(huán)類化合物包括二氮雜苯、氮雜聯(lián)苯、氮雜苊、氮雜菲、氮雜蒽、吡啶、喹啉、咪唑、吲哚等；多環(huán)類化合物包括苯、蒽、菲、苊、苯并芘等。排放量排放量：140nn /h2.2排放標(biāo)準處理要求：據(jù)廠方要求，出水應(yīng)達到綜合廢水排放標(biāo)準 (GB8978-1996) 級標(biāo)準。(CODcr 000mg/L; BOD5W00mg/L,NH3-NW5mg/L; SS勺0mg/L;油類 00mg/L)2.3廢水水質(zhì)2.3.1 焦化廢水水質(zhì)見表2.2 , 2.3,2.4所示表2.2焦化廢水水質(zhì)CODcr BOD 5 NH 3-SS 油類< 2000 800150<2<300mg/L mg/L mg

23、/L mg/L mg/L表2.3生活廢 水水質(zhì)c OD CrB OD5NH3-NS S油 類<400m g/L<200m g/L<40m g/L<220m q/L<00m g/L的水質(zhì)表2.4混合后COBNH31 SS油類1DcrOD5-NW1733£33W132切2267mg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/LCODcr羽733mg/L; BOD5筍33mg/L; NH3-N羽32mg/L; SS認12mg/L;油類 P67mg/L;水量12.5m3/h,其中廢水 6.25m3/h,在生化階段加入6.25m3/h的 自來水作為稀釋水。2.4 處理工藝的

24、選擇241處理工藝流程選擇應(yīng)考慮的因素廢水處理廠的工藝流程系指在保證處理水達到所要求的處 理程度的前提下，所采用的廢水處理技術(shù)各單元的有機組合。在選定處理工藝流程的同時，還需要考慮各處理單元構(gòu)筑物 的形式，兩者互為制約，互為影響。廢水處理工藝流程的選定， 主要以下列各項因素作為依據(jù)。1、廢水的處理程度2、工程造價與運行費用3、當(dāng)?shù)氐母黜棗l件由于該焦化廢水含氮量比較高，故脫氮是必須考慮的一項主 要任務(wù)，在去除有機物等廢染物的同時必須考慮對氮的去除。故 選取二級強化處理?？晒┻x取的工藝：A/O工藝，A2/O工藝，SBR 及其改良工藝，氧化溝工藝。2.4.2 工藝對比焦化廢水含高濃度的氮，因此所選工

25、藝要具有良好的脫氮功 能，以下是對具有脫氮的工藝的特點的比較：21、A/0工藝圖 2.1a2/o工藝的特點：1）厭氧、缺氧、好氧三種不同的環(huán)境條件和不同種類的微生物 菌群的有機配合，能同時具有去除有機物、脫氮除磷功能；2）在同時脫氮除磷去除有機物的工藝中，該工藝流程最為簡 單，總的水力停留時間也少于同類其它工藝。3）在厭氧-缺氧-好氧交替運行下，絲狀菌不會大量繁殖，SVI一般小于100，不會發(fā)生污泥膨脹。4）污泥中含磷量高，一般為 2.5%以上。2、A/O工藝工藝流程圖見圖2.2所示。充該工藝具有以下特點：1）反硝化產(chǎn)生堿度補硝化反應(yīng)之需，約可補償硝化反應(yīng)中所 消耗堿度的50%左右；2）利用原

26、廢水中的有機物，無需外加碳源；3）利用硝酸鹽作為電子受體處理進水中有機物，這不僅可以 節(jié)省后續(xù)曝氣量，而且反硝化菌對碳源的利用更廣泛，甚至包括 難降解有機物；4）前置缺氧池可以有效控制系統(tǒng)的污泥膨脹泥、剩 余 廢圖2.2 A/0生物脫氮工藝3、氧化溝工藝氧化溝具有以下特點：(1) 工藝流程簡單，運行管理方便。氧化溝工藝不需要初沉池 和污泥消化池。有些類型氧化溝還可以和二沉池合建，省去污泥 回流系統(tǒng)。(2) 運行穩(wěn)定，處理效果好。氧化溝的 BOD平均處理水平可 達到95%左右。(3) 能承受水量、水質(zhì)的沖擊負荷，對濃度較高的工業(yè)廢水有 較強的適應(yīng)能力。但是氧化溝水力停留時間長、泥齡長和循環(huán)稀 釋

27、水量大。(4) 污泥量少、性質(zhì)穩(wěn)定。由于氧化溝泥齡長。一般為2030d,污泥在溝內(nèi)已好氧穩(wěn)定，所以污泥產(chǎn)量少從而管理簡單， 運行費用低。(5 )可以脫氮?？梢酝ㄟ^氧化溝中曝氣機的開關(guān)，創(chuàng)造好氧、 缺氧環(huán)境達到脫氮目的，脫氮效率可達80%。但要達到較高的效 果則需要采取另外措施。(6)基建投資省、運行費用低。和傳統(tǒng)活性污泥法工藝相比， 在去除BOD、去除BOD和NH3-N及去除BOD和脫氮三種情況 下，基建費用和運行費用都有較大降低。4、SBR 工藝SBR工藝具有以下特點：(1)SBR 工藝流程簡單、管理方便、造價低。 SBR 工藝只有 一個反應(yīng)器，不需要二沉池，不需要污泥回流設(shè)備，一般情況下

28、也不需要調(diào)節(jié)池，因此要比傳統(tǒng)活性污泥工藝節(jié)省基建投資 30%以上，而且布置緊湊，節(jié)省用地。由于科技進步，目前自動 控制已相當(dāng)成熟、 配套。這就使得運行管理變得十分方便、 靈活， 很適合小城市采用。(2) 處理效果好。 SBR 工藝反應(yīng)過程是不連續(xù)的， 是典型的非 穩(wěn)態(tài)過程，但在曝氣階段其底物和微生物濃度變化是連續(xù)的 (盡管 是處于完全混合狀態(tài)中 )，隨時間的延續(xù)而逐漸降低。 反應(yīng)器內(nèi)活 性污泥處于一種交替的吸附、吸收及生物降解和活化的變化過程 之中，因此處理效果好。(3) 有較好的除磷脫氮效果。 SBR 工藝可以很容易地交替實現(xiàn) 好氧、缺氧、厭氧的環(huán)境，并可以通過改變曝氣量、反應(yīng)時間等 方面來

29、創(chuàng)造條件提高除磷脫氮效率。(4) 污泥沉降性能好。SBR工藝具有的特殊運行環(huán)境抑制了污 泥中絲狀菌的生長，減少了污泥膨脹的可能。同時由于 SBR工 藝的沉淀階段是在靜止的狀態(tài)下進行的，因此沉淀效果更好。(5) SBR 工藝獨特的運行工況決定了它能很好的適應(yīng)進水水 量、水質(zhì)波動。2.4.3 工藝選擇通過以上比較，選定本廢水的處理工藝為 A/O 工藝。因為此 工藝流程簡單，基建費用及運行費用較低，而且脫氮效果較好， 反硝化菌還可以去除一些難降解有機物。該工藝又稱為前置缺氧 好氧生物脫氮工藝。反硝化產(chǎn)生堿度補充硝化反應(yīng)之需，約可 補償硝化反應(yīng)中所消耗堿度的 50%左右；利用原廢水中的有機 物，無需外

30、加碳源；利用硝酸鹽作為電子受體處理進水中有機物， 這不僅可以節(jié)省后續(xù)曝氣量，而且反硝化菌對碳源的利用更廣 泛，甚至包括難降解有機物；前置缺氧池可以有效控制系統(tǒng)的污 泥膨脹。244 A/0 工藝原理A/0工藝由兩部分組成：缺氧反應(yīng)池和好氧反應(yīng)池。廢水首 先進入缺氧池，在缺氧池內(nèi)反硝化細菌利用原水中的酚等有機物 作為電子受體將回流的硝化液液中的 N02-和N03-還原成氣態(tài)氮 化合物N2、N20。反硝化出水流經(jīng)過好氧池曝氣后，殘留的有機 物被氧化，含氮化合物被硝化，硝態(tài)氮隨硝化液回流至缺氧池進 行反硝化。本工藝在生化池中設(shè)置填料，形成缺氧好氧生物膜處 理系統(tǒng)，從而本處理系統(tǒng)的處理效果會大大改善，由

31、于系統(tǒng)的穩(wěn) 定性會增強，故運行過程中的管理也會變得更為便捷。污泥回流 的目的在于維持反應(yīng)池中的污泥濃度，防止污泥流失。混合液回流的目的為反硝化提供電子受體（N02-和N03_），同時達到去 除硝態(tài)氮的目的。工藝流程見圖2.3所示混凝反L-好-缺加混泥排=11I'硝化混凝沉I排廢泥濃1 脫 ，泥餅出圖2.3設(shè)計工藝示意圖2.5各段工藝去除率、本工藝設(shè)計各單元去除率見表 2.5。表2.5各單元進出水濃度、去除率水質(zhì)指 CODcr 氨氮SS 油類標(biāo)(mg/l) (mg/L) SS (mg/l)囂池17331322122671629132201536%05%80%162913220153153

32、1.3132190.910.66%05%80%1531.3132190.910.6756.66695.4<1050%50%50%10%756.66695.4<10378.319.885.9<1050%70%10%10%378.319.885.9<10水出水去除率進水出水去除率進水出水去除率進水出水去除率進37799,10%77% 9 9509.&4 5 9 0 0053.4%8 11% 3,010& & %10°85576.(v水出水去除率進水出水去除率進水出水去除率 I生！池 池池宀X焦化廠排出的富含大量氨氮的焦化 廢水經(jīng)過本工程選用

33、的 A/0工藝，脫 氮效果很好，預(yù)計可達到國家出水應(yīng)達 到綜合廢水排放標(biāo)準(GB8978-1996) 一級標(biāo)準 (CODcr W00mg/L , NH3-N羽5mg/L, SS訂0 mg/L,油類羽0 mg/L)。3主體構(gòu)筑物設(shè)計3.1格柵格柵主要是截留廢水中的較大顆粒和懸浮物，以確保后續(xù)處 理的順利進行。該焦化廢水的 SS含量不是很高，格柵攔截的廢 染物不多。格柵的水力計算示意圖如：圖 3-1-t CXIL.圖3-1格柵水力計算示意圖設(shè)計參數(shù)：設(shè)計流量（最大流量）Qm a = 140m3/h，則 qmax =0.038 m3/s；柵條寬度S0.015m ；柵條間隙b0.01m ；過柵流速v0

34、.6m/s柵前渠道流速v'-0.55m/s； 柵前渠道水深h-0.3m格柵傾角:60 °阻力系數(shù) 2.422重力加速度g9.81m/s系數(shù)k3進水渠道寬度Bi-0.5m進水渠道與格柵夾角：“20(1) 、格柵間隙數(shù)量計算公式：qmax，sin： n 一b h v=0.038X sin6° /0.01 X 0.3X 0.6=1.5 由于水量太小，導(dǎo)致計算出格柵間隙數(shù)太少，此處認為設(shè)置格柵間隙數(shù)為n=20,貝有效柵寬 B=S(n+1)+bn=0.5m設(shè)格柵池寬度為B'=0.6m；格柵池高度為H1=0.6m；(2) 、格柵水頭損失：h?二 k «h02h

35、0sin -2g式中：h2過柵水頭損失，mho 計算水頭損失，m得 ho= 2.420.622 9.81si n60 = 0.04m，h2 =3 0.04 二 0.125m。(3) 、柵渠寬度:L1=B' -B12tg iLi=0.6 - 0.52tg20= 0.14,則 L2=0.5Li=0.07m。柵渠總長度L=L 1+L2+0.5+1.0+ 比=0.14+0.07+0.5+1.0+0.21=2motga工藝尺寸：L X BX H=2rtK 0.6mX 0.6m3.2 集水池集水池的示意圖如圖3-2圖3-2集水井示意圖集水池蓄積流入廢水處理廠的廢水，廢水從這里提升，然后 進入下一階

36、段的處理。集水井尺寸為BXLXH=3.5rriX 6mx 3.5m,鋼砼結(jié)構(gòu)。3.3 隔油池隔油池設(shè)在集水井之后，用以除去廢水中的油類，采用平流 式隔油池。平流式隔油池的特點是構(gòu)造簡單、便于運行管理、油 水分離效果穩(wěn)定。廢水從池子的一端流入，以較低的流速流經(jīng)池 子，流動過程中，密度小于水的油粒浮出水面，密度大于水的重 油雜質(zhì)沉于池底。為了及時排油及排除底泥，在池底設(shè)置刮油刮 泥機，泥斗設(shè)置重油泵，重油及污泥被收集在泥斗中，由重油泵 提升排出。隔油池上端設(shè)置撇油機以除去漂浮的輕油。1、設(shè)計參數(shù)：采用1格平流式除油池長寬比：35長深比：5103設(shè)計水量：總量 Q=12.5m /h停留時間：t=24

37、h取t=2h水平流速：v=12mm/s 取 v=1mm/s 有效水深：Hi=12m取Hi=1m2、設(shè)計計算：每格容積Vi=Qi t =12.5 2 =25m3S=V1/H 1 =25/1.5=16.67m2L=v t 3.6 =1 2 3.6 =7.2mB=S/L = 16.67/8=2.08m表面積：池長： 取 L=8m池寬：取 B=2.1m校核：L/B=7.2/2.1= 3.43符合要求;L/H=7.2/1 =7.2符合要求。泥斗尺寸及其容積：泥斗傾角采用 50°斗底尺寸為0.5 mx0.5 m，上口為，則泥斗高度：h' =(3.®5)tan50/2=1.8m泥

38、斗容積：V =h' i(AA22+AiA2)/3223=1.8 )(3.5 +0.5 +3.5 05)/3=8.55 m超高：h=0.4m隔油池總高：H=H 1+h+h'=1.5+0.4+1.8=3.7m3.4 調(diào)節(jié)池圖 3-3調(diào)節(jié)池示意圖1一般說明 調(diào)節(jié)池設(shè)事故溢流管，池底設(shè)泄空管。 2參數(shù)選取 池形 方形； 停留時間 HRT=4h 。3工藝尺寸有效容積 V 有效=QKHRT=14（0 4/24=50 m3 凈尺寸 L >BXH=5rih< 5mx3m 4工藝設(shè)備1 次提升泵 2 臺（ 1 用 1 備），選用耐腐蝕泵。3.5 事故池事故池目的在于發(fā)生事故時，廢水可

39、暫時流入事故池。設(shè)置1 個事故池，設(shè)置事故池池容與調(diào)節(jié)池相等，每個池子尺寸為： 長5m,寬5m,深3m。3.6 缺氧池缺氧池 2 座, 化反應(yīng),回流量為池容：每座分為 3 廊道。硝化液回流至缺氧池進行硝337.5m3/h（回流比1:3）停留時間18h3V=HRT- Q=18Xl2.5=225m3每座池容：3V1=V/2=225/2=112.5m3池長： L=8m 有效水深：H1=h2+h3+h4=1.25+3.0+1.5=5.75m式中：h2懸浮污泥層高度1.25m（從池底向上至填料下部）h3填料層咼度3.0mh4出水區(qū)高度1.5m超高：h5=0.5m總高：H=H i+hi+h5 =6.5m池

40、寬：B=Vi/（L 粕i）=112.5/（8 5涼5）=2.45m缺氧池實際結(jié)構(gòu)總體尺寸：長 X寬辭為8mx3mx6m3.7 好氧池由于好氧池硝化反應(yīng)過程中產(chǎn)生酸，需向好氧池定量投加一定的堿，這里選用Na2CO3，投加量為1g/L（按生化廢水量計）。 設(shè)計參數(shù)：設(shè)計流量 Qmax140m3/h進水有機濃度Lo161.92mg （ BOD ） /L出水有機濃度Li 40.48mg （ BOD ） /L設(shè)計容積負荷 M 0.8kg/m3 dMLSS3g/L;f=MLVSS/MLSS0.5污泥濃度Xr1g/L污泥含水率99%1）、接觸氧化池容積計算公式：Qmax (Lo - Li )M3=140X（

41、 0.16佃2-0.04048）/0.8=45.54m3池體長為L=10m，寬為B=5m，分為2格。每格長L=10m，寬B'=2.5m。（2）、剩余活性污泥量計算公式：Y = (aQ max Lr -bXvV)/ f式中：Lr -進出水 BOD 5差值，Kg/mV -接觸池容積，m3;Xv -接觸池中 MLVSS 濃度，Kg/m3；a0.56;b0.100 計算 Y =27.2kg/d, 污泥濃度：Xr=1g/L 剩余污泥量體積為：3W=27.2m /do(3) 、曝氣量計算：0 2 = a Q max Sr b VX v式中：°2-混合液需氧量，kg/da -活性污泥微生物

42、對有機廢染物氧化分解過程的需氧 率，即活性污泥微生物每代謝 IkgBOD所需氧量，以kg計，取 0.5;Q-廢水流量，300m /dSr-經(jīng)活性污泥微生物代謝活動被降解的有機廢染物量，以 BOD 計，Sr= ( 161.92- 40.48)X 10-3;b I-活性污泥微生物通過內(nèi)源代謝的自身氧化過程的需 氧率，即每kg活性污泥每天自身氧化所需氧量，以kg計，取0.15;V-曝氣池容積，池每日總處理容積 45.54m3;Xv-沖位曝氣池容積內(nèi)的揮發(fā)性懸浮固體(MLVSS)量, 取 2kg/m3o 則：O2=0.5X 140X( 161.92-40.48)X 10-3 +0.15X 45.54X

43、 2=31.88kg/d=1.33kg/h空氣量：O2/21%=6.33kg/h空氣密度：1.205kg/m3所需空氣體積流量：336.33/1.205=5.25m/h=0.09m /min3出氣口量：0.09m/min(4) 、曝氣系統(tǒng)：A、羅茨風(fēng)機2臺(3L13XD)B池底曝氣系統(tǒng)，與供氣系統(tǒng)配套C、OMS-EURO-1000 型曝氣管工藝尺寸：10mX4.5mX6.5m(含超高 hi=0.5m)池體采用鋼混結(jié)構(gòu)，池壁為鋼筋混凝土，混凝土厚度250mm, I、II級鋼筋現(xiàn)澆，C30混凝土，池壁采用C25防水混凝土，抗 滲標(biāo)號S6。羅茨風(fēng)機2臺(3L13XD)、采用OMS-EURO-1000

44、型 曝氣管進行曝氣。加藥量：G=12.5X1X24X365/1000=109.5t/a每天加藥量Go=300kg即Na2CO3溶液體積V=1m3(溶液按30%配制)3.8二沉池設(shè)計參數(shù)：設(shè)計流量qmax 0.038m3/s32表面水力負荷q-0.7m /m h污泥指數(shù)SVI150mL/g濃縮時間t2h曝氣池中MLSS-3g/L水力停留時間t3h最大流量時水平流速v-1m/s(1) 、二沉池池底污泥濃度:TS BS1000SVI3t ；啤 3“9.6Kg/150回流污泥濃度 TSrs =0.7TSbs =6.7Kg/m3回流比：6.7X Q=3X (Qmax+Q),故 R=GRfQa：=80%(

45、2) 、二沉池表面積計算公式：qmax 3600 A 二q2 =0.038 X 3600/0.7=15.4m2。(3) 、有效水深：h?二 q=0.7 X 3=2.1m；(4) 、沉淀區(qū)有效容積：V=A h23=15.4X 2.1=32.3m3;(5) 、沉淀池長度：L=3.6v t=3.6 X 1 X 3=10.8m。(6) 、沉淀區(qū)的總寬度：B=A/L=15.4/10.8=1.4m(7) 、二沉池產(chǎn)生的污泥：、，Qmax *(CC1) *100 十VwT1000 (100 - p。)式中：co,ci-沉淀池進水和出水的懸浮物固體濃度，mg/L;丫-污泥容重，Kg/m3,含水率在95%以上時

46、，可取1000Kg/m3；P0-污泥含水率，% ；T-兩次排泥的時間間隔，一般取 2h。Vw=140X (77.3-15.5) X 100/1000 X 1000(100-99) X 2=1.8kg污泥體積為：V=1.8/1000=0.0018m 3則污泥斗的總體積為： 27.2+0.0062，取 27.3m3。設(shè)置 1個污泥斗， ,（ 8）、沉淀池總高度：H=h i+h2+h3+h4=hi+h2+h3+h'4+h'、4式中： h1沉淀池超高， 0.3m；h 2沉淀區(qū)的有效水深， m；h 3緩沖高度， m，0.3m；h4污泥區(qū)高度， m；h'4-貯泥斗高度，0.5m；h

47、、4-梯形部分高度，0.2m。H=0.3+2.1+0.3+0.5+0.2=3.4m工藝尺寸：10.8mX 1.4mX 3.4m該池 采用鋼混結(jié)構(gòu)， 池壁為鋼筋 混凝 土， 混凝土厚度 250mm,I、II 級鋼筋現(xiàn)澆， C30 混凝土，池壁采用 C25 防水混凝 土， 抗3滲標(biāo)號 S6。 設(shè)計污泥回流率為 80% ， 污泥產(chǎn)量為 27.3m /d（含水率99%）。污泥泵4臺。3.9 混合反應(yīng)池在混合反應(yīng)池中進行混凝加藥，這里投加的藥劑為 PAM 和 聚合硫酸鐵?；旌暇鶆蚝筮M入混凝沉淀池進行混凝沉淀，混合反 混合反應(yīng)池池底設(shè)置 ZJ-470 型折板漿式攪拌機一臺，對廢水進行攪拌混勻。設(shè)計流量：3

48、Q=12.5m /h（生化流量）;反應(yīng)時間：t=15min；池容：V=Q t/S2.5 X5/60=3.13m3池長定為2m,寬定為1.5m，有效工作水深為1.5m時符合 要求。藥劑投加量：投加聚丙烯酰胺 （PAM）：G=12.5 XI >24X365/（1000 W00）=0.11t/a（投加濃度按 1mg/L計）。每天投加量：Go=O.3kg聚合硫酸鐵（PFS）: G=12.5X800X24 X365/（1000 沐000）=87.6t/a （ 投加量按800mg/L計）每天投加量Go=24Okg3.10混凝沉淀池混凝沉淀池用以對二沉池出水進行進一步的處理，使出水進 一步得到凈化?；?/p>

49、凝沉淀池采用豎流式沉淀池，中間進水周邊出 水堰出水，設(shè)一座沉淀池?；炷恋沓乇砻尕摵?.0m3/m2h，停留時間1h。3設(shè)計流量：Q=12.5m /h表面負荷：q=0.81.5m3/m2 h，取 q=1.0 m3/m2 h沉淀池面積:2S= Q/q =12.5/1.0=12.5m2沉淀池直徑:D=14S/兀=14 況 12.5/3.14 =3.99m一座混凝沉淀池，取直徑 D=4m 停留時間設(shè)為：t=1h有效水深：h1=Qt/S=12.5 1/12.5=1m緩沖層咼：h2=0.5m超高：h3=0.4m泥斗尺寸：采用泥斗傾角 50°底為d=1.0m泥斗高：h4=(D 1.0)tan50

50、 /2=1.8m混凝沉淀池總高:H=hi +h2+h3+h4=1.0+0.5+0.4+1.8=3.7m3.11 污泥濃縮池濃縮池將對混凝沉淀池污泥以及二沉池剩余污泥進行進一 步的濃縮。采用豎流式濃縮池，上清液回流至調(diào)節(jié)池。污泥量：混凝污泥按生化水量的 3%計算為0.375m3/h混凝污泥含水率：pi=99%污泥量：Q=0.375m3/h=9m3/d污泥總量：Q 總=9+27.3=36.3 m3/dh4=(R r)tan50 =(1.5 0.5)tan50 =°.2m設(shè)計參數(shù)：污泥池固體通量 M=30kg/m2d濃縮池面積：2S=QC/M=36.3 X5/30=6.05m2濃縮池直徑：

51、D= 4S/二=2.8m取 D=3m工作部分高度：h1=TQ/24S=8X36.3/(24 6.05)=2m超咼：h2=0.3m緩沖層咼：h3=0.3m圓截錐部分尺寸:設(shè)圓截錐下底直徑為 1m則其高度為：濃縮時間T=8h污泥固體濃度C=35g/L，取5出泥濃度P2=97%污泥濃縮池總高：H=h1+ h2 + h3 + h4=2+0.3+0.3+1.2=3.8m濃縮后污泥量計算： 濃縮池后剩余污泥流量：Q1= Q 總 (1p1)/(1p2)=36.3 (1-99%)/(1 97%)= 12.1m3/d脫水后污泥餅含水率： P3=80 脫水后污泥餅量：Q3= Q1( (1 p2)/(1 p3)=

52、12.1(10.97)/(10.8)=1.82m3/d3.12 回流水井在二沉池與好氧池之間設(shè)置 1 個回流水井，二沉池回流的上 清液流至這里，再由提升泵送至缺氧池。尺寸設(shè)置為長寬高均為 3m。4設(shè)備選型4.1格柵設(shè)計選型根據(jù)本工程的水質(zhì)、水量，選取人工格柵。柵距10mm4.2 風(fēng)機選型所選鼓風(fēng)機主要參數(shù)如下：選擇羅茨風(fēng)機，數(shù)量2臺型號：3L13XD4.4 廢水污泥泵選型所選擇的廢水污泥泵的詳細參數(shù)見表4.1。表4.1廢水污泥泵的選擇型號數(shù)揚流量功率轉(zhuǎn)汽用備量程(m3/h)(Kw)速蝕途注(臺)(m)余量(m)SLW25-160A2283.71.129502.3重1油開泵1備SLW65-100(I)A213802.229503提1升開泵1備SLW125-200B441.31202229504廢2水開回2流備泵SLW125-200B441.31202229504污2泥開回2流備泵10QW3.7-15-1.12153.71.129502.3污1泥開提1升備泵G30-1