廢水處理工藝設(shè)計(jì)

1、四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 目錄 四川理工學(xué)院畢業(yè)論文 某焦化廠廢水處理工藝設(shè)計(jì)學(xué) 生：學(xué) 號：專 業(yè)：環(huán)境工程班 級：指導(dǎo)老師： 四川理工學(xué)院材料與化學(xué)工程學(xué)院二一四 年 六月目錄摘 要IAbstractII1 總論11.1廢水來源、水質(zhì)及水量特點(diǎn)分析11.1.1焦化廢水的來源11.1.2 此次設(shè)計(jì)的進(jìn)水水質(zhì)水量21.2設(shè)計(jì)原則21.3設(shè)計(jì)依據(jù)及執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)21.3.1 設(shè)計(jì)依據(jù)31.3.2設(shè)計(jì)原始資料31.3.3執(zhí)行的排放標(biāo)準(zhǔn)32廢水處理方案選擇及論證421文獻(xiàn)綜述422方案的選擇與論證42.2.1廢水處理方案選擇依據(jù)42.2.2 方案的選擇與論證42.3廢水處理工藝方案選擇42.3.1基本工藝路線

2、選擇52.3.2方案選擇與論證53工藝流程設(shè)計(jì)及工藝原理說明73.1廢水處理工藝流程設(shè)計(jì)（用方框圖表示）73.2工藝原理及過程說明73.2.1吹脫73.2.2 氣浮73.2.3 A/O工藝83.2.4污泥處理84 構(gòu)筑物（設(shè)備）的工藝設(shè)計(jì)、計(jì)算與選型94.1 調(diào)節(jié)池94.1.1 設(shè)計(jì)說明94.1.2設(shè)計(jì)參數(shù)94.1.3 設(shè)計(jì)計(jì)算94.2 吹脫塔104.2.1設(shè)計(jì)說明104.2.2 設(shè)計(jì)參數(shù)104.2.3 設(shè)計(jì)計(jì)算104.3 氣浮池114.3.1 設(shè)計(jì)說明114.3.2 設(shè)計(jì)參數(shù)124.3.3 設(shè)計(jì)計(jì)算124.4 A/O池設(shè)計(jì)144.4.1設(shè)計(jì)說明144.4.3設(shè)計(jì)計(jì)算144.5 二沉池設(shè)計(jì)計(jì)算

3、174.5.1 設(shè)計(jì)計(jì)算174.6 污泥濃縮池194.6.1濃縮池的設(shè)計(jì)與計(jì)算194.7提升泵的計(jì)算與選型204.8 污泥泵的選型214.9 鼓風(fēng)機(jī)的選型224.10污泥壓濾機(jī)的選型224.11加藥設(shè)備的選型225 水力設(shè)計(jì)和計(jì)算245.1 管道直徑的計(jì)算245.2 管道水力計(jì)算255.3 構(gòu)筑物間的高程設(shè)計(jì)及計(jì)算276 總體布置286.1 平面布置286.1.1 平面布置原則286.2 高程布置286.2.1 高程布置原則287 設(shè)計(jì)總結(jié)307.1 設(shè)計(jì)概述307.2 心得體會30致謝31參考文獻(xiàn)32附圖33四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 中文摘要摘 要本設(shè)計(jì)完成了某焦化廠廢水處理方案設(shè)計(jì)及流程確定,

4、主要構(gòu)筑物（設(shè)備）的設(shè)計(jì)計(jì)算與選型,污水處理站平面布置和高程布置；該工程規(guī)模2000m3/d,污水處理流程為：焦化廢水經(jīng)過格柵后，由提升泵到調(diào)節(jié)池，然后流入氣浮池，氣浮池出水進(jìn)入調(diào)節(jié)池，然后進(jìn)入吹脫池，吹脫池出水進(jìn)入調(diào)節(jié)池，然后進(jìn)入缺氧池，缺氧池出水進(jìn)入好氧池，好氧池出水進(jìn)入好氧池2，好氧池2出水進(jìn)入二沉池，出水進(jìn)入混凝沉淀池絮凝沉淀，經(jīng)過消毒最后出水。污泥的流程為：從二沉池以及混凝沉淀池排出的剩余污泥進(jìn)入污泥濃縮池，再進(jìn)入污泥脫水間，經(jīng)干化后外運(yùn)。處理后的出水應(yīng)達(dá)到鋼鐵工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB13456-92）中焦化行業(yè)二級標(biāo)準(zhǔn)。選擇A/O工藝處理焦化廢水，在脫氮方面的效率顯著高于SBR等

5、其他工藝。焦化廢水絕大部分來自焦化廠和煤氣廠，主要來自煉焦過程中的洗煤、熄焦、副產(chǎn)品加工和精制等環(huán)節(jié)。是在原煤的高溫干餾、煤氣凈化和化工生產(chǎn)品精制過程中產(chǎn)生的，廢水成分復(fù)雜，水質(zhì)隨原煤組成和煉焦工藝變化而變化，是典型的難處理的污水之一。關(guān)鍵詞：焦化廢水 氣浮 吹脫 脫氮 A/O工藝 設(shè)計(jì)處理 A coking plant wastewater treatment process design Abstract This design has completed the scheme design and process of a coking plant wastewater treatmen

6、t design calculation and selection of main structures (equipment), sewage treatment station layout and elevation layout; The project scale of 2000 m3 / d, sewage treatment process for: coking wastewater after grille, the lift pump to adjust the pool, and then into the gas float pool, air flotation p

7、ool water into adjusting pool, and then enter the blowoff pool, blow to take off the pool water enters the regulation pool, and then into the anaerobic pool, anoxic pool water into the aerobic pond, aerobic pond water into the aerobic pool 2, 2 out of the water into the pond, aerobic pond, the water

8、 into the coagulation sedimentation tank flocculation precipitation, disinfected water at last. Sludge process for: from the second pond and coagulation sedimentation tank discharge of surplus sludge into the sludge thickener, again into the sludge dewatering, after drying the outbound. Treated wate

9、r should reach the steel industrial water pollutant discharge standard "(GB13456-92) secondary standard of coking industry. Select A/O process treatment of coking wastewater in denitrification efficiency is significantly higher than in SBR and other craft. For the most part coking wastewater fr

10、om coking plant and gas plant, mainly from coking coal, coke quenching, a by-product in the process of processing and refining. Is in the high temperature of raw coal dry distillation, gas purification and refining process of chemical raw products, waste water composition is complicated, the water q

11、uality changes over raw coal composition and coking technology, is one of the typical difficult treatment of wastewater.Keywords: air flotation to remove nitrogen in coking wastewater process design of A/O processing第II頁第I頁四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 總論1 總論現(xiàn)代煉焦化學(xué)工業(yè)是以煙煤為原料，在隔絕空氣的條件下，加熱到960-1000，得到煉鋼所需的焦炭。焦化廢水主要來自焦?fàn)t煤氣

12、初冷和焦化生產(chǎn)過程中的生產(chǎn)用水以及蒸汽冷凝廢水，是一種典型的有毒難降解有機(jī)廢水，廢水中污染物濃度高，難于降解，由于焦化廢水中氮的存在，致使生物進(jìn)化所需的氮源過剩，給處理達(dá)標(biāo)帶來較大困難。廢水的危害大，焦化廢水中多環(huán)芳烴不但難以降解，而且通常還是致癌物質(zhì)，對環(huán)境造成嚴(yán)重污染的同時也直接威脅到人類健康。這次設(shè)計(jì)就是針對焦化廢水的去除，通過查閱大量的文獻(xiàn)資料，參照國內(nèi)外對焦化廢水處理的工藝先進(jìn)技術(shù)，比較各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)，按照投資少、運(yùn)行成本低、見效快的原則，運(yùn)用自己所學(xué)知識，設(shè)計(jì)一種流程簡單、投資省、操作方便適應(yīng)性強(qiáng)且運(yùn)行費(fèi)用低，其出水達(dá)到相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)用型焦化廢水處理工藝。希望通過本次設(shè)計(jì)，熟悉

13、焦化廢水的基本處理方法與工藝，并能學(xué)以致用，設(shè)計(jì)出比較合適的工藝過程，且在此過程中提升自己的資料分析和總結(jié)能力，工程設(shè)計(jì)能力，為以后的實(shí)踐工作打好基礎(chǔ)。1.1廢水來源、水質(zhì)及水量特點(diǎn)分析1.1.1焦化廢水的來源焦化廢水絕大部分來自焦化廠和煤氣廠,主要來自煉焦過程中的洗煤、熄焦、副產(chǎn)品加工和精制等環(huán)節(jié)1,其具體來源有： （l）煉焦車間熄焦時熄焦塔排出的熄焦廢水,含有焦塵及微量的揮發(fā)酚、氰化物等污染物。（2）冷鼓工段焦油氨水分離形成的剩余氨水,煉焦原料煤的表面水及化合水在高溫?zé)捊惯^程中揮發(fā)溢出和裂解析出并隨荒煤氣進(jìn)入初冷、冷凝工序,在初冷、冷凝過程中與其它沸點(diǎn)較低的廢水冷卻形成,含有焦油、NH3-

14、N、COD、酚、氰、硫化物等污染物。（3）煉焦車間上升管水封、冷缺、脫硫、氨回收過程設(shè)備水封和管道水封裝置、沖洗地坪及其他排水,含有焦油、NH3-N、COD、硫化物等。（4）硫氨工段油水分離器等設(shè)備排出的污水,含有NH3-N、COD、揮發(fā)酚等污染物。（5）粗苯工段粗苯分離水,主要含油、COD等。（6）煤氣凈化產(chǎn)生的煤氣終冷水,包括煤氣終冷的直接冷卻水,洗苯、洗萘過程中的直接冷卻水,粗苯加工過程的直接蒸汽冷凝分離水,含有酚、CN-、NH3-N、硫化物等。（7）粗焦油加工、苯精制、精酚生產(chǎn)等過程產(chǎn)生的污水。這數(shù)股廢水中,在熄焦過程產(chǎn)生大量的含酚廢水,在脫焦油洗笨、洗蔡過程產(chǎn)生大量的芳烴類及含氮、含

15、硫和含氮雜環(huán)化合物,一般剩余氨水占廢水總量的50%-70%,是焦化廢水處理的重點(diǎn)2。1.1.2 此次設(shè)計(jì)的進(jìn)水水質(zhì)水量 該廠每天所產(chǎn)生的廢水水量是2000 m3/d，本工程設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)如表1-1表1-1 廢水進(jìn)水水質(zhì) (單位：mg/L)污染物名稱CODNH3-N酚含 量1500-2000800120 根據(jù)該廠提供，處理廢水量為2000m3/d，其流量是平均流量，因?yàn)楣I(yè)廢水可能存在流量不均勻的情況，取廢水流量總變化系數(shù)K=1.5，則處理站設(shè)計(jì)進(jìn)水量應(yīng)為2000m3/d×1.5=3000m3/d。即是本廢水處理站的設(shè)計(jì)處理規(guī)模為3000m3/d。1.2設(shè)計(jì)原則（1）結(jié)合所處理焦化廢水的

16、水質(zhì)及水量特點(diǎn)，綜合考慮各種變化因素，選擇先進(jìn)合理且運(yùn)行穩(wěn)定的處理工藝。（2）工程采用科學(xué)的廢水處理原理，技術(shù)先進(jìn)，工藝流程簡單，安全可靠，確保最后出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。（3）設(shè)備構(gòu)筑物的選擇要本著造價低，運(yùn)行費(fèi)用低，管理簡單，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，維修方便，經(jīng)濟(jì)合理的原則。（4）結(jié)合該廠實(shí)際，本著合理布局，減少占地，資源利用合理，節(jié)約運(yùn)行成本的原則。（5）整個設(shè)計(jì)要本著總投資少和運(yùn)行費(fèi)用低的原則。1.3設(shè)計(jì)依據(jù)及執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn) 設(shè)計(jì)依據(jù)包括：相關(guān)法規(guī)、排放標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)規(guī)范、設(shè)計(jì)任務(wù)書及污水處理工程相關(guān)基本情況、技術(shù)、設(shè)計(jì)資料等1.3.1 設(shè)計(jì)依據(jù) 1、相關(guān)法律法規(guī)（1）防治水污染技術(shù)政策1986.11.26（2）中

17、華人民共和國污染防治法實(shí)施細(xì)則1989.7.12（3）中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法1989.12.6（4）中華人民共和國水污染防治法1996.5.15 2、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范（1）鋼鐵工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB13456-92（2）室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范（3）國標(biāo)給水排水標(biāo)準(zhǔn)圖集（4）建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范 3、設(shè)計(jì)任務(wù)書1.3.2設(shè)計(jì)原始資料1.3.2.1水質(zhì)及水量 （1）進(jìn)水水質(zhì) 處理水量：2000m3/d,由于焦化廢水的水質(zhì)不均勻，所以取廢水排放不均勻系數(shù)1.5，則設(shè)計(jì)水量3000m3/d，處理水水質(zhì)見表1-1（2） 出水水質(zhì)見行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)3 表1-2 工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)分級排放量（m3/t）pH懸浮物揮發(fā)

18、酚氰化物COD油氨氮缺水區(qū)豐水區(qū)值mg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/L一級700.50.5100815二級3.04.06-91500.50.51501025三級4000.51.050030401.3.2.2 廠區(qū)條件簡介： (1)廠區(qū)平坦、地質(zhì)結(jié)構(gòu)良好， 地下水位：10米(2)接納水體：位于場區(qū)西邊有一河流(3)年平均氣溫：25(4)夏季主導(dǎo)風(fēng)：東南風(fēng)1.3.3執(zhí)行的排放標(biāo)準(zhǔn) 設(shè)計(jì)處理后廢水排放按鋼鐵工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB13456-92二級標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。見表1-2表1-3 廢水處理二級標(biāo)準(zhǔn) (單位：mg/L)項(xiàng)目CODNH3-N酚排放標(biāo)準(zhǔn)150250.5第 3 頁四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)

19、計(jì) 方案選擇 2廢水處理方案選擇及論證 21文獻(xiàn)綜述 通過文獻(xiàn)綜述可知焦化廢水中氨氮、有機(jī)物、油類、懸浮物等難降解物質(zhì)含量較高，BOD5/CODCr =0.5時可生化性較好。為了更好的去除氨氮、難降解有機(jī)物，經(jīng)過比較知物理處理效果較差，化學(xué)處理費(fèi)用較高，循環(huán)廢水處理會有后續(xù)污染問題，本次采用生物工藝。生物處理工藝適合于中小型污水處理廠的脫氮除磷工藝較多，常用的生物處理焦化工藝有：A/O工藝、AA/O工藝、氧化溝工藝、SBR工藝、生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤法、生物流化床等，其中生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、生物流化床工藝會有填料損耗、經(jīng)濟(jì)效益應(yīng)較差。 22方案的選擇與論證 2.2.1廢水處理方案選擇依據(jù)本次廢水處

20、理方案是根據(jù)該廠所提供廢水水質(zhì)資料，考慮水量變動，參照鋼鐵工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB13456-92）二級排放標(biāo)準(zhǔn)，并結(jié)合當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件，本著投資和運(yùn)行費(fèi)用省、施工方便、操作運(yùn)行管理簡單的原則來選擇的。2.2.2 方案的選擇與論證 為了選擇出經(jīng)濟(jì)合理的處理工藝，一下對上述中小型污水處理廠的脫氮除磷工藝進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較，如下表2-1 表2-1 脫氮除磷工業(yè)比選工藝 經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 技術(shù)指標(biāo) 運(yùn)行情況基建費(fèi)用能耗占地脫氮效率穩(wěn)定性管理情況耐負(fù)荷能力活性污泥法低低大一般一般簡便一般SBR法低低小一般一般簡便一般A/O工藝低適中中較好穩(wěn)定一般高A-A/O工藝高高大較好穩(wěn)定一般高由上表比較得出此次設(shè)計(jì)所選工藝

21、為A/O工藝。本工藝流程簡單，脫氮效果好，運(yùn)行穩(wěn)定，基建費(fèi)用低，占地較少，且可以有很好的處理效率。2.3廢水處理工藝方案選擇2.3.1基本工藝路線選擇本次焦化廠廢水處理設(shè)計(jì)中廢水主要來自合成氨工業(yè)段的高氨氮廢水，所以主要考慮高氨氮的去除。其中物理法和化學(xué)法均可作為高濃度廢水處理的預(yù)處理。主要物理化學(xué)法有：吹脫法，氣浮法和化學(xué)沉淀法。由于設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)濃度高，要求污染物去除率較高（酚去除率：93% ，COD去除率：90%，NH3-N去除率：97%）。任何單級處理均不能使出水達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)排放，必須選擇多級處理流程才能使出水達(dá)標(biāo)排放。因此，在高濃度廢水經(jīng)過物理化學(xué)法后采用生物法對廢水進(jìn)一步處理，使出水

22、達(dá)標(biāo)排放。生物法中A/O、A2/O等工藝的脫氮效果均較好。2.3.2方案選擇與論證本次處理工程設(shè)計(jì)是物理化學(xué)法與生物法相結(jié)合。對于高氨氮的去除，化學(xué)沉淀法和吹脫法均有較好的預(yù)處理效果。化學(xué)沉淀法是通過向需處理的廢水中加入某種化學(xué)藥劑，使其與廢水中的溶解性污染物發(fā)生反應(yīng)，生成難于溶解的鹽并沉淀下，從而降低水中溶解性污染物濃度的方法。目前研究和使用較多的方法是MAP化學(xué)沉淀法4。其基本原理是向高氨氮的廢水中加入鎂鹽（MgO）和磷酸鹽（PO43-），反應(yīng)生成MgNH4PO4·6H2O（MAP磷酸銨鎂），俗稱鳥糞石。整個反應(yīng)pH值的適宜范圍在9到11之間。吹脫法是將廢水的pH值范圍調(diào)至11左

23、右后，使廢水中的離子態(tài)銨轉(zhuǎn)化為分子態(tài)氨，將廢水通入吹脫設(shè)備中，通過氣液接觸將廢水中的游離氨吹脫到大氣中。 目前，國內(nèi)由于吹脫法操作靈活、占地小，其脫氮率高，應(yīng)用較多。化學(xué)法由于化學(xué)藥劑費(fèi)用較高，導(dǎo)致整個污水處理費(fèi)用較吹脫法高，且產(chǎn)生的污泥易對環(huán)境造成二次污染，在國內(nèi)應(yīng)用實(shí)例不多。所以采用吹脫法對高濃度氨氮進(jìn)行預(yù)處理，通過調(diào)節(jié)廢水的pH值，約在11左右，進(jìn)入吹脫塔，吹脫出游離的氨進(jìn)而降低廢水中氨氮濃度，可以減小后續(xù)處理生物處理單元的負(fù)荷。由于廢水中氨氮濃度較高，雖然前面吹脫已經(jīng)將大部分的氨氮除去，但是仍然不能達(dá)到國家所規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)排放，所以必須在進(jìn)行二級處理，即是生物法，生物法目前也有較多方法

24、，但A/O工藝的脫氮效果顯著而被廣泛應(yīng)用。首先，經(jīng)吹脫后的廢水進(jìn)入缺氧池后，缺氧池中的反硝化菌利用污水中的有機(jī)物作碳源，將回流混合液中帶入的大量NO3-N和NO2-N還原為N2釋放到空氣，因此COD濃度下降。好氧池中，有機(jī)物被好氧微生物分解，BOD5濃度繼續(xù)下降，氨氮被硝化，濃度下降速率較快。A/O工藝流程簡單，脫氮效果較好，且BOD5的去除率較高。在缺氧-好氧交替運(yùn)行下，絲狀菌不會大量繁殖，不易發(fā)生污泥膨脹。該工藝具有很好的環(huán)境效益，而且反應(yīng)容積不大，操作簡便，投資和運(yùn)行成本均較低，并且沒有大量難處理的化學(xué)污泥。經(jīng)過上述論證，并根據(jù)國內(nèi)外較多工程實(shí)例資料綜合得出，本次氮肥廠廢水處理工程設(shè)計(jì)工

25、藝選擇為“廢水調(diào)節(jié)池吹脫塔氣浮池調(diào)節(jié)池A/O池二沉池 污泥濃縮池 ”的基本工藝路線。考慮廠區(qū)西邊有一條河流，為方便處理后的廢水排放，將水處理站建在靠近河處。其夏季主導(dǎo)風(fēng)為東南風(fēng)，則將進(jìn)水口北部靠近河邊處。第 6 頁四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 工藝流程設(shè)計(jì)3工藝流程設(shè)計(jì)及工藝原理說明3.1廢水處理工藝流程設(shè)計(jì)（用方框圖表示）調(diào)節(jié)池進(jìn)水吹脫塔氣浮池二沉池好氧池缺氧池調(diào)節(jié)池出水加藥間污泥濃縮池污泥外運(yùn)污泥濃縮 A/O工藝處理廢水流程圖3.2工藝原理及過程說明3.2.1吹脫 對于高濃度的氨氮的廢水，吹脫法可以去除大部分的氨氮以減少后續(xù)處理階段負(fù)荷。但為使吹脫達(dá)到一個較好的效果，必須把含氨氮的廢水的pH值調(diào)到

26、11左右，以使廢水中有更多的游離氨，便于吹脫。因此，在吹脫塔前設(shè)置一個調(diào)節(jié)池，其尺寸的設(shè)計(jì)主要參數(shù)是設(shè)計(jì)流量和停留時間。其中pH值是通過加藥間里向加藥池中加入石灰（GaO）和水生成的Ga（OH）2溶液調(diào)節(jié)。加藥量的多少由控制閥及流量計(jì)控制。用提升泵把污水送入吹脫塔中，用空氣吹脫污水中游離的氨，其去除率可達(dá)90%5。3.2.2 氣浮氣浮法是設(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。氣浮法是利用高度分散的微氣泡與水中懸

27、浮顆粒黏附，使其隨氣泡浮升到水面，從而加以分離去除，適當(dāng)加人混凝藥劑可顯著改善氣浮效果。絮凝后絮核輕飄，且粘附氣泡性能良好，因而相比沉淀法，氣浮法處理富營養(yǎng)化水體更具優(yōu)勢。氣浮法用在生化前的話可以降低基建費(fèi)用，降低后續(xù)處理難度。沉淀法基建投資大，處理量相對較小，處理效率低.沉淀法處理成本相對低兩者可以配合使用，沉淀法主要去除經(jīng)化學(xué)反應(yīng)后眾力大的，氣浮主要去除懸浮物6。3.2.3 A/O工藝經(jīng)過吹脫后的廢水，氨氮濃度含量大大地減小，但仍然不能達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)排放，所以需要進(jìn)一步處理，本次水處理設(shè)計(jì)采用生物法A/O工藝。由于吹脫后的廢水pH偏高，影響后續(xù)生物處理單元中微生物存活，所以，在吹脫后設(shè)置一個

28、調(diào)節(jié)池，用酸使吹脫后的污水pH值降低。經(jīng)過調(diào)節(jié)后的污水進(jìn)入A/O工藝缺氧池中，污水經(jīng)過活性污泥中的微生物作用后達(dá)到去除氨氮、BOD5、COD等污染物的目的。在缺氧段，反硝化菌將混合液中帶入的大量NO3-N和NO2-N還原為N2釋放到空氣中，達(dá)到除氮目的完成脫氮功能。好氧段中氨氮被硝化細(xì)菌硝化。好氧池的混合液通過污泥回流泵回流進(jìn)入缺氧池中。從好氧池出來的污水混合液進(jìn)入平流式二沉池進(jìn)行沉淀，澄清液通過清水管道進(jìn)入清水池后消毒排放或進(jìn)行中水回用。A/O工藝池設(shè)計(jì)的主要參數(shù)是設(shè)計(jì)流量和停留時間，其中好氧池的曝氣頭數(shù)設(shè)計(jì)是根據(jù)所需曝氣量和曝氣頭服務(wù)面積設(shè)計(jì)的。3.2.4污泥處理二沉池底部沉淀的污泥，通過

29、污泥泵將一部分污泥回流到厭氧池中；一部分污泥進(jìn)入污泥濃縮池進(jìn)行重力脫水后，用污泥泵送入污泥脫水間，經(jīng)板框式壓濾機(jī)進(jìn)行脫水后污泥外運(yùn)。第 8 頁四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 工藝設(shè)計(jì)計(jì)算4 構(gòu)筑物（設(shè)備）的工藝設(shè)計(jì)、計(jì)算與選型4.1 調(diào)節(jié)池4.1.1 設(shè)計(jì)說明 由于焦化廢水水質(zhì)、水量一般是不均衡的，這種變化對廢水處理設(shè)備，特別是后續(xù)生物處理設(shè)備正常發(fā)揮其凈化功能是不利的。這種情況下，經(jīng)常采取的措施就是設(shè)置一個均衡調(diào)節(jié)池。此外，調(diào)節(jié)池還可起到臨時貯存事故排水的作用。如下圖4-1所示 = = 進(jìn)水 出水 圖4-14.1.2設(shè)計(jì)參數(shù) 平均水量：Q=2000m3/d 最大設(shè)計(jì)水量：Qmax=Q×K=2

30、000×1.5=3000m3/d（其中K為變化系數(shù)，取1.5） 停留時間：t=8-16h取t=10h74.1.3 設(shè)計(jì)計(jì)算 （1）調(diào)節(jié)池容積： （4-1） 式中：Qmax最大設(shè)計(jì)流量，m3/h t停留時間， 將數(shù)值代入式4-1得：V=Qmax×t=3000×10/24=1250m3 選擇方形調(diào)節(jié)池，長寬L=B=17m 池深H：H=調(diào)節(jié)池水深在3-5m之間，符合要求。調(diào)節(jié)高度0.5m，所以池深H=4.35+0.5=4.85m，取整H=5m。如圖3-1 （2）設(shè)備選擇 采用QJB型潛水?dāng)嚢铏C(jī)8四臺，適用于污水處理廠和工業(yè)流程中攪拌含有懸浮物的液體。見表3-1表3-1

31、潛水?dāng)嚢铏C(jī)性能參數(shù) 型號額定功率 額定電流葉輪直徑葉輪轉(zhuǎn)速質(zhì)量/kW/A/mm/r.min-1/kgQJB.85/8260/3740/C/S 0.85 3.1 20 740 554.2 吹脫塔4.2.1設(shè)計(jì)說明 吹脫塔內(nèi)裝填料，水從塔頂送入，往下噴淋，空氣由塔底送入，如下圖4-2所示，本次設(shè)計(jì)中采用橫流氨吹脫塔9。 NH3溶解在水中的反應(yīng)方程式為：NH3+H2ONH4+OH-從反應(yīng)式中可以看出，要想使得更多的氨被吹脫出來，必須使游離氨的量增加，則必須將進(jìn)入吹脫塔的廢水pH值調(diào)到堿性，使廢水中OH-量增加，反應(yīng)向左移動，廢水中游離氨增多，使氨更容易被吹脫。所以在廢水進(jìn)入吹脫塔之前，用石灰將pH值

32、調(diào)至11，使廢水中游離氨的量增加，通過向塔中吹入空氣，使游離氨從廢水中吹脫出來。吹脫對于高濃度的氨氮均有較好的去除效果，吹脫效率在60%95%之間10。吹脫塔流程如圖所示。4.2.2 設(shè)計(jì)參數(shù) 廢水中含酚20時亨利系數(shù)Hc為2.7×10-2atm.m3/mol 廢水流量Qmax=3000m3/d=2.08m3/min 進(jìn)水酚含量C0=120mg/L,要求出水濃度C=25mg/L4.2.3 設(shè)計(jì)計(jì)算（1） 填料塔設(shè)計(jì)11、12 氣水比Aw （4-2） 式中： R氣體常數(shù)，R=8.206×10-5atm.m3/(mol.K)； T溫度，20+273.15=293.15K； Hc

33、亨利系數(shù)，atm.m3/mol。 則Aw=3.785×8.206×10-5×293.15×（120/25-1）/2.7×10-2 =12.534(m3/m3水) 傳質(zhì)系數(shù) 填料采用50mm鮑爾環(huán)，傳質(zhì)系數(shù)KLa由下式計(jì)算： （4-3） 填料容積 （4-4）=2.08×(ln（120/25)-3.785×8.026×10-5×293.15×25/12.534×2.7×10-2×120-1)/(0.9425×(1-3.785×8.026×1

34、0-5×293.15/(12.534×2.7×10-2)=15.39(m3) 填料塔高度 取填料塔直徑D=2m，則有填料塔高度 （4-5） 取整為H=5.0m。 空氣用量 （4-6） =2.08×12.534=26.07（m3/min）4.3 氣浮池4.3.1 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，因粘合密度小于水而上浮到水面，從而使水中油粒被分離去除。設(shè)計(jì)選用目前最常用的平流式氣浮池，廢水從池

35、下底部進(jìn)入氣浮接觸區(qū)，保證氣泡與廢水有一定的接觸時間，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，如下圖4-3所示。其優(yōu)點(diǎn)是池身淺，造價低，構(gòu)造簡單，管理方便。 圖4-3 氣浮池示意圖 4.3.2 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)采用水泵-空壓機(jī)供氣。（3）壓力溶氣罐（填料溶氣罐）設(shè)計(jì)參數(shù)： 過流密度I:2500-5000m3/(m2.d),取2500m3/(m2.d) 填料層高度Z1=0.8-1.3m，取1.0m。 布水區(qū)Z2=

36、0.2-0.3m取0.2m。 液位控制高度0.6-1.0m取0.8m。 溶氣罐承壓能力>0.6MPa 罐內(nèi)理論停留時間為3min。 氣浮池參數(shù)： 設(shè)計(jì)停留時間t=15min 表面負(fù)荷率q=6-8m3/(m2.h)取6m3/m2.h 廢水經(jīng)擋板底部進(jìn)入氣浮接觸室時的流速<0.1m/s,取0.06m/s。 廢水在接觸室中的上升速度uc=10-20mm/s,取16mm/s。 回流比為5%-10%，取10%。4.3.3 設(shè)計(jì)計(jì)算 （1）溶氣罐的容積11： （4-7） 式中：fd溶氣罐有效容積系數(shù)，取60%； t實(shí) 罐內(nèi)實(shí)際停留時間，取 QR溶氣用水量，取處理水量的10%，則 QR=200m

37、3/d=8.33m3/h=0.139m3/min 代入得VR=0.139×5/60%=1.159m3（2）溶氣罐的直徑按下式計(jì)算： （4-8） 將算的數(shù)值代入式子得直徑為： （3）溶氣罐的高度Z=Z1+Z2+Z3=1+1+0.2=2.2m（4）分離室的表面積m2 分離式長寬比取L:B=2:1則L=5.27m B=2.64m 氣浮池有效水深 H=Vs.ts=2.0×60×2.0=2.4m （4-9） 接觸室的表面積由下式計(jì)算： （4-10） 將算出的數(shù)值代入式4-10可得接觸室表面積 m2 接觸室長度m取整為0.60m。氣浮池凈容積： （4-11）（5）氣浮所需空氣

38、量 （4-12）式中：G氣浮池析出的空氣量，(kg/h); S廢水中應(yīng)去除的污染物量（kg/h） q加壓水量，為27.83m3/h; k空氣飽和系數(shù)，k=40%-90%,取50%； p設(shè)計(jì)考慮采用的壓力，一般為2.04-4.08kg/cm2,取3kg/cm2; S0大氣壓力下空氣在水中的飽和溶解度，20時為18.7mg/L； Q設(shè)計(jì)水量，采用最大設(shè)計(jì)水量125m3/h； S1廢水中欲除去的污染物濃度，120mg/L； G1空氣在水中的溶解度，60mg/L； 則 （4-13）V=(0.0173×120×0.001+60）/50%=120L/h （6）空壓機(jī)所需額定氣量V1=V

39、/(60×1000) （4-14） 式中： 安全與空壓機(jī)效率系數(shù)，一般為1.2-1.5，取1.5； 則V1=1.5×120/（60×1000）=0.003m3/min4.4 A/O池設(shè)計(jì)4.4.1設(shè)計(jì)說明 A/O法脫氮工藝流程的反硝化反應(yīng)器在前，BOD去除、硝化反應(yīng)的綜合反應(yīng)器后。反硝化反應(yīng)時以原污水中的有機(jī)物為碳源的。在硝化反應(yīng)器內(nèi)的含有大量硝酸鹽的消化液回流到反硝化反應(yīng)器，進(jìn)行反硝化脫氮反應(yīng)。其工藝流程如下圖4-4所示 N2 內(nèi)循環(huán)（硝化液回流） 沉淀池 原污水 反硝化器 BOD5去除及硝 （缺氧） 化反應(yīng)器 處理水 （好氧） 回流污泥 剩余污泥 圖4-3 A

40、/O工藝流程示意圖4.4.2設(shè)計(jì)參數(shù)13停留時間t=4-12h，取10h，污泥回流比R=50%-60%，取80%，混合液回流比100%-200%,取100%，SVI=150 20時反硝化速率Kde=0.36kgNO3-N/(kgMLVSS.d)回流污泥含量Xr=r×106/SVI=6600mg/L曝氣池內(nèi)混合液污泥含量mg/L活性污泥揮發(fā)性固體含量f=MLVSS/MLSS=0.75污泥產(chǎn)率系數(shù)Y=0.1kg/(kg.d) 內(nèi)源呼吸速率Kd=0.05d-1溶解氧，缺氧區(qū)<0.2-0.5mg/L 好氧區(qū)>2-4mg/L4.4.3設(shè)計(jì)計(jì)算（1）穩(wěn)定運(yùn)行下硝化菌比增率: (4-1

41、5) 式中：N曝氣池的NH4+-N含量，mg/L； KN硝化反應(yīng)飽和（或半速率）常數(shù)，mg/L； 則 UN=0.47×80/(80+1)=0.46d-1 完成硝化所需要最小泥齡 (4-16) 將所得數(shù)值代入式中得：（c）min = 設(shè)計(jì)泥齡c0= （4-17）式中：F安全系數(shù)，2.0； PF峰值系數(shù)，1.3。好氧池1有效容積： V好1= （4-18）式中: S0進(jìn)水COD濃度，一級處理及缺氧池后COD濃度為 70%×1500=1050mg/L； Se出水COD濃度，曝氣池COD去除率為80%，則去除 80%×1050=840mg/L 剩余Se=1050-840=2

42、10mg/L則V好1=m3停留時間由下式計(jì)算： （4-19）將所得數(shù)值代入式子可得好氧池1停留時間 t好1=24×V好1/Q=4.038h好氧池1的有效水深一般在4-5m，取5m，則好氧池面積 A=m2設(shè)L:B=5:1則L=18.3m=19m，B=3.67m=4m好氧池2的有效容積： V好2= （4-20）式中： S0進(jìn)水COD的濃度，210mg/L; Se出水COD的濃度，210×（1-80%）=42mg/L則V好2=m3好氧池2水力停留時間t好2=好氧池2有效水深取4m，則好氧池2的面積A A=67.29/4=16.82m2, 好氧池取L:B=4:1，則L=8.20m

43、B=2.05m好氧池總?cè)莘e V=V好1+V好2=336.5+67.29=403.79m3水力停留時間 t=t好1 +t好2=4.038+0.807=4.845h（2） 缺氧池容積計(jì)算 缺氧池通過曝氣池混合液內(nèi)回流，使在好氧池2中經(jīng)硝化反應(yīng)所產(chǎn)生的硝酸根離子回流至缺氧池進(jìn)行反硝化反應(yīng)。 缺氧池容積V= （4-21）式中： Nk生物脫氮系統(tǒng)進(jìn)水總凱氏氮含量，mg/L； Nte 生物脫氮系統(tǒng)出水總凱氏氮含量，25mg/L； Kde反硝化速率，kgNO3-N/(kgMLVSS.d)。 假定污水中總氮吹脫塔的去除率為80%，則進(jìn)入生物脫氮系統(tǒng)的總氮Nk=800-800×80%=160mg/L。

44、 每日生成活性污泥量由下式計(jì)算： （4-22）將所得數(shù)值代入式中可得每日生成的活性污泥量為： 剩余污泥量由下式計(jì)算： （4-23）將所得數(shù)值代入式（4-23）可得剩余污泥為： W =157.2+(1-0.75)×160×50%×0.001×2000-0.01×2000 =177.2kg/d排出生物脫氮系統(tǒng)的剩余污泥由下式計(jì)算： (4-24)將數(shù)值代入式（4-24）可得排出生物脫氮系統(tǒng)的剩余污泥量為: 將以上數(shù)值代入式（4-21）可得缺氧池容積： m3缺氧池有效水深H取4m，則m2設(shè)池L:B=5:1，則L=20.64m=21m B=4.13m=4

45、.2m好氧池回流比I= 回流量Qr由下式計(jì)算： (4-25)代入式（4-25）得回流量4.5 二沉池設(shè)計(jì)計(jì)算二沉池設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容：選擇池型；計(jì)算需要的沉淀池面積、有效水深和污泥區(qū)容積。池型選擇可根據(jù)各種沉淀池的特點(diǎn)結(jié)合污水處理廠的規(guī)模、處理的對象、地質(zhì)條件等情況綜合確定。本次設(shè)計(jì)采用梳、豎流式，沉淀效果好，對溫度及沖擊負(fù)荷的適應(yīng)能力較強(qiáng)，施工簡易，造價較低。二沉池的構(gòu)造如下圖4-5所示： 圖4-5 二沉池示意圖 4.5.1 設(shè)計(jì)計(jì)算 （1）表面負(fù)荷法計(jì)算沉淀池面積： （4-26） 式中:A澄清區(qū)表面積，m2; Q污水設(shè)計(jì)流量，用最大時流量，m3/h; q表面水力負(fù)荷，m3/（m2.h ），在0

46、.6-2.5 m3/（m2.h ）之間，取2.5m3/（m2.h ）。 則 式中： t水力停留時間，在1.5-4.0h之間，取1.5h二沉池直徑 D=取整為8m<10m。(符合要求)沉淀池有效水深： 校核徑深比： <3( 符合要求 )二沉池的容積 m3中心管內(nèi)流速v0=0.03m/s，則中心管的截面積f為： (4-27)式中：f中心管的截面積，m2； Qmax沉淀池的最大設(shè)計(jì)流量，m3/s； v0中心管內(nèi)流速，m/s；中心管直徑d0： 喇叭口上端寬度反射板寬度校核集水槽每米出水堰的過水負(fù)荷： <2.9L/s (符合要求) 二沉池污泥區(qū)容積計(jì)算： (4-28)式中： Vs污泥斗容積，m3； R最大污泥回流比； Q污水流量（m/h）; X混合液污泥濃度（mg/L） Xr回流污泥濃度將數(shù)值代入式子得二沉池污泥區(qū)容積： m3設(shè)圓錐底部直徑d為0.5m，截錐側(cè)壁傾角=55°，截錐高度為h1則 沉淀池總高度H為： 4.6 污泥濃縮池 污泥濃縮池的污泥主要來自