環(huán)境工程專業(yè)畢業(yè)設計

1、摘要51前言62設計總則77773工程規(guī)劃資料888994工程設計概況101010105工藝流程和廠址選擇11115.2廠址確定1112156構(gòu)筑物設計計算1616181922256.6 A2/O生化反應池2635373945加氯間47487 污泥處理構(gòu)筑物設計計算5353污泥濃縮池5457污泥脫水機房598設備選型61619 主要附屬建筑設計6810 污水處理廠總體布置70污水處理廠平面布置707111 組織管理77生產(chǎn)組織77人員編制77安全生產(chǎn)和勞動保護7712 工程投資及成本估算78工程投資78成本估算78工程效益分析7913 結(jié)論81總結(jié)與體會82謝辭83參考文獻84摘 要本設計是神

2、木焦化廠的焦化廢水處理廠，根據(jù)其規(guī)模、進水水質(zhì)、出水水質(zhì)要求，綜合考慮焦化廠的各項基本情況，以及運行管理的要求，確定采用A2/O工藝作為主要生物處理單元。通過選擇適當?shù)脑O計參數(shù)，并對主要構(gòu)筑物和附屬建筑物進行了設計，綜合選用設備；同時，對該污水處理廠進行了平面和高程的總體布置；最后對該廠進行了人員編制及初步的投資估算。根據(jù)設計，無論是在技術(shù)和經(jīng)濟上都是可以行的。關(guān)鍵詞：焦化廢水；酚類； 脫氮除磷；難降解有機物AbstractThis design is about coking wastewater treatment plant of Shenmu coking plant. Accordi

3、ng to its scale, water quality, effluent quality requirements, and considering the basic situation of coking plant, the operation and management of requirements,select the A2 / O integrated process as the main biologic treatment, namely nitrogen phosphorus removal technology. Through choose the appr

4、opriate design parameters, design the main structures and accessory buildings and choose integrated equipment .at the same time. At the same time, design the plane and the elevation of the general layout for Sewage treatment plant. Finally, staff the plant and carry out the initial investment estima

5、tes. According to the design, both are possible in technical and economic lines.Key words: Coking wastewater ； Phenols； Nitrogen and phosphorusremoval； Refractory organics1前 言水資源是經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的基本保證，污水的任意排放或處理不徹底的排放，都會給水資源環(huán)境帶來嚴重的污染問題。我國水體污染主要來自兩方面，一是工業(yè)發(fā)展超標排放工業(yè)廢水，二是城市化中由于城市污水排放和集中處理設施嚴重缺乏，大量生活污水未經(jīng)處理直接進入水體造成

6、環(huán)境污染。工業(yè)廢水近年來經(jīng)過治理雖有所減少，但城市生活污水有增無減，占水質(zhì)污染的51%以上。焦化廢水是典型的有毒難降解廢水，我國焦化廠外排廢水常因氨氮含量嚴重超標而污染環(huán)境。焦化廢水是煤制焦炭、煤氣凈化及焦化產(chǎn)品回收過程中產(chǎn)生的高濃度有機廢水。其組成復雜，含有大量的酚類、聯(lián)苯、吡啶、吲哚和喹啉等有機污染物，還含有氰、無機氟離子和氨氮等有毒有害物質(zhì)，污染物色度高，屬較難生化降解的高濃度有機工業(yè)廢水。因此焦化廢水的處理，一直是國內(nèi)外廢水處理領域的一大難題。本設計是在對神木縣焦化廠焦化廢水分析后，進行的一整套污水處理廠的設計。其中，對進水水質(zhì)、出水水質(zhì)進行分析，污水處理廠一級、二級處理、三級深度處理

7、工藝流程的選擇給予說明，對具體污水及污泥構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)進行了詳細計算。此次設計要求處理水量為500 m3/h的焦化廢水，設計方案針對已運行穩(wěn)定有效的A2/ O活性污泥法工藝處理焦化廢水。A2/O工藝由于不同環(huán)境條件，不同功能的微生物群落的有機配合，加之厭氧、缺氧條件下，部分不可生物降解的有機物能被開環(huán)或斷鏈，使得N、P、有機碳被同時去除，并提高對不可降解有機物的去除效果。它可以同時完成有機物的去除，硝化脫氮、磷的過量攝取而被去除等功能，脫氮的前提是NH3N應完全硝化，好氧池能完成這一功能，缺氧池則完成脫氮功能。厭氧池和好氧池聯(lián)合完成除磷功能。畢業(yè)設計對大學期間所學知識進行了綜合運用和全面的總結(jié),是

8、教學計劃不可缺少的組成的部分,也是大學學習的目標.通過畢業(yè)設計掌握貫通大學期間各科課程之間的聯(lián)系。為畢業(yè)以后從事污水處理方面的設計施工及管理打下一個良好的基礎。由于缺乏實踐經(jīng)驗，本設計書中有不當或紕漏之處，懇請各位老師及專家指出改正。并對在設計中給予我指導和幫助的各位老師表示衷心的感謝。2設計總則該污水處理廠是為了進一步輔助解決陜西神木縣焦化廠污水處理問題。對工業(yè)污水廠的工藝選擇、主要構(gòu)筑物的尺寸做出詳細的說明和計算，并選出主要的機械設備，確定構(gòu)筑物的平面布置、高程布置。對廠區(qū)其他輔助建筑物只劃定區(qū)域面積，提出建議性使用性能，不做具體設計，并對污水處理廠進行粗略進行人員定制和投資估算。中華人民

9、共和國水污染防治法(自2008年6月1日開始實施) 地表水環(huán)境質(zhì)量評估(GB3838-2002) (自2002年6月1日開始實施)城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準(GB8918-2002)室外排水設計規(guī)范(GB50101-2005)城鎮(zhèn)污水處理廠附屬建筑和附屬設備設計標準(CJJ31-89)給水排水設計手冊第五冊 污水處理廠工藝設計手冊污水處理廠污泥處理處置最佳可行技術(shù)導則給水排水標準規(guī)范實施手冊室外排水工程規(guī)范環(huán)境保護設備選用手冊水處理設備(1) 執(zhí)行國家關(guān)于環(huán)境保護的政策，符合國家地方的有關(guān)法規(guī)、規(guī)范和標準；(2) 采用先進可靠的處理工藝，確保經(jīng)過處理后的污水能達到排放標準；(3) 采用成熟

10、、高效、優(yōu)質(zhì)的設備，并設計較好的自控水平，以方便運行管理；(4) 全面規(guī)劃、合理布局、整體協(xié)調(diào)，使污水處理工程與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)一致；(5) 妥善處理污水凈化過程中產(chǎn)生的污泥固體物，以免造成二次污染；(6) 綜合考慮環(huán)境、經(jīng)濟和社會效益，在保證出水達標的前提下，盡量減少工程投資和運行費用。3工程規(guī)劃資料地理神木縣位于陜西省北部，晉、陜、蒙三省（區(qū)）接壤地帶，是國家級陜北能源化工基地的核心區(qū)域。全縣總面積7635平方公里，是陜西省面積最大的縣,共轄15鎮(zhèn)4鄉(xiāng)631個行政村，總?cè)丝?7.8萬。氣候神木地理地貌獨特?？h境地處陜北黃土丘陵向內(nèi)蒙古草原過渡地帶，地勢西北高、東南低。地貌以明長城為界，北部為風

11、沙草灘區(qū)，占全縣總面積的51%；中南部為丘陵溝壑區(qū)，占全縣總面積的49%。全縣屬半干旱大陸性季風氣候，年平均日照2876小時、氣溫8.5、無霜期169天。水文平均降水量為440.8毫米。黃河流經(jīng)縣境98公里，窟野河、禿尾河由西北向東南注入黃河?？h境西北部有46個內(nèi)陸湖泊，其中神湖（紅堿淖）總面積54平方公里，儲水8億立方米，是陜西省最大的內(nèi)陸湖，也是中國最大的沙漠淡水湖。礦產(chǎn)資源神木縣地域廣闊，蘊藏著極為豐富的礦產(chǎn)資源，主要有煤炭、石英砂、天然氣、石油、鐵礦和石灰石等，其中以煤炭儲量為最。 煤炭 主要分布在縣境西部和北部，儲煤面積達4500平方公里，占全縣總面積的59，已探明儲量500多億噸，

12、且煤質(zhì)優(yōu)良，埋藏淺，易開采，為世界少有的優(yōu)質(zhì)動力環(huán)保煤和氣化用煤，在國際能源市場上具有很強的競爭力。富煤區(qū)每平方公里地下儲煤量高達1000多萬噸。神木煤田勘探范圍內(nèi)可采和局部可采煤層共8層，單層最大厚度12.02米。煤層近似水平，斷層稀少，頂?shù)装宸€(wěn)定，瓦斯含量極小，埋藏淺，不少地區(qū)的覆蓋僅4至5米，部分地區(qū)大面積裸露地面，易于露天開采。神木縣煤田范圍包括大柳塔、孫家岔、店塔、麻家塔、中雞、爾林兔、錦界、大保當、神木、解家堡、高家堡等11個鄉(xiāng)鎮(zhèn)。神府東勝煤田成煤于一億四千萬年前的侏羅紀，煤田面積為31172平方公里，探明儲量2300億噸，占全國探明儲量的30以上，相當于70個大同礦區(qū)、 160個

13、撫順礦區(qū)，神府東勝煤田稱得上是世界最大的煤田之一。 巖鹽 神木巖鹽是榆林鹽田的邊緣，是榆林鹽田的一部分。榆林鹽田是距今五億三千萬年，深埋地下兩千五百米的奧陶紀巖鹽田，探明儲量8855億噸，預測儲量6萬億噸，占全國儲量的26%。巖鹽的潛在價值就達33.2 萬億元，是青海察爾汗鹽湖的2.2倍。 石英砂 主要分布在麻家塔、神木鎮(zhèn)一帶，工業(yè)探明儲量達436萬噸，二氧化硅含量高達97以上，且水文地質(zhì)條件簡單，適宜開采，可制做玻璃、陶瓷及耐火材料等，是本縣僅次于煤炭的重要礦產(chǎn)資源。 天然氣 神木氣田位于鄂爾多斯盆地中部，含氣區(qū)主要分布在爾林兔、大保當及錦界一帶，氣田北接內(nèi)蒙古烏審旗的蘇里格氣田(中國最大的

14、氣田)，西接榆林含氣區(qū)，儲量可觀。 石油 主要分布在爾林兔、大保當一帶，與天然氣含氣區(qū)分布基本一致。 鐵礦 全縣有66個礦點，多為窩狀埋藏，在孫家岔鎮(zhèn)劉石畔村有一處為層狀埋藏，厚達l米。主要有磷鐵礦、褐鐵礦和赤鐵礦三種，平均含鐵量為30，最高達60，為本縣生鐵冶煉業(yè)提供了可靠的資源條件。 石灰石 主要分布在欄桿堡、麻家塔等地，儲量較大，可制造電石、堿、漂白粉、水泥、石灰、石材等。3.3 神木焦化廠排水概況神木焦化廠主要為焦化廢水，原廢水中含有少量生活廢水，污水通過廠內(nèi)污水管道收集，由于廠區(qū)面積不大，不需要在污水輸送過程中采用提升泵，只在污水處理廠提升泵房采用提升泵。1、施工時的電力和給水可以保

15、證供應，各種建筑材料該市可供應。2、當?shù)氐卣鹆叶刃∮?級。3、投資估算采用城市基礎設施工程投資指標計算，材料價格、設備價格和安裝費用采用陜西的費用定額規(guī)定。4工程設計概況本污水處理廠設計規(guī)模為12000m3/d，廠區(qū)附屬設施及建筑暫未考慮預留遠期擴容的發(fā)展需要。處理流程的核心為具有脫氮除磷功能的二級生物處理工藝，即A2/O工藝。該廢水主要為焦化廢水，含有少量廠區(qū)生活廢水，主要含有有機污染物，并含有少量的酚，氨氮，石油類物質(zhì)。廢水經(jīng)處理后，部分可用于廠內(nèi)焦化過程中的冷卻水，根據(jù)污水綜合排放標準的要求，焦化企業(yè)最低允許排水量為1.2 m3/t(焦炭)。剩余排入禿尾河中。排放標準執(zhí)行污水綜合排放標準

16、（GB89781996）一級標準。設計水質(zhì)如表4-1所示。表4-1 設計水質(zhì)情況項 目BOD5CODcrSSNH3-N酚石油類進水（mg/L）5502500220150680180出水（mg/L）2010070155處理程度（%）9690平均日流量Q=12000 m3/d=500 m3/h=0.139 m3/s=139L/s 5工藝流程和廠址選擇5.1 選址原則工業(yè)污水處理廠廠址選擇前，必須明確任務，進行充分的研究調(diào)查。應根據(jù)工藝等實際情況綜合考慮，選出適用的，系統(tǒng)優(yōu)化的，工程造價低，施工及管理方便的廠址。應遵循下列各項原則：(1) 應考慮工廠地理位置，遠期發(fā)展情況，以及城市的總體規(guī)劃和工廠的

17、具體規(guī)劃。因此要充分的考慮遠期發(fā)展的可能性，一般要留有擴建的余地。(2) 應當與選定的污水生理工藝相適應，以便控制高程和動力等設計因素。(3) 無論采用什么處理工藝，都應盡量做到少占農(nóng)田和不占良田。(4) 廠址必須位于集中給水水源下游，并應設在城鎮(zhèn)、工廠廠區(qū)及生活區(qū)的下游和夏季主風向的下風向。為保證衛(wèi)生要求，廠址應與城鎮(zhèn)、工廠廠區(qū)、生活區(qū)及農(nóng)村居民點保持約300m以上的距離，但也不宜太遠，以免增加管道長度，提高造價。(5) 當處理后的污水或污泥用于農(nóng)業(yè)、工業(yè)或市政設施時，廠址應考慮與用戶靠近，或者便于運輸。當處理水排放時，則應與受納水體靠近。 (6) 要充分利用地形，應盡量利用有適當坡度的地方

18、，以滿足污水處理構(gòu)筑物高程布置的需要，減少土方工程量，若有可能，宜采用污水不經(jīng)水泵提升而自流流入處理構(gòu)筑物的方案，以節(jié)省動力動力費用，降低處理成本。(7) 廠址不宜設在雨季易受水淹的低洼處?？拷w的處理廠，要考慮不受洪水威脅。盡量設在地質(zhì)條件較好的地方，以方便施工，降低造價。5. 2 廠址確定污水處理廠位于神木縣境內(nèi)，禿尾河流經(jīng)神木縣焦化廠附近，由西北向東南注入黃河，綜合風向，地質(zhì)、水文和城市污水管網(wǎng)的布局等各種因素考慮，最終把該污水處理廠廠址確定在神木縣焦化廠東南方向。經(jīng)處理后的污水經(jīng)過禿尾河下游，最終排入黃河。廠址所在地區(qū)地勢比較平坦。夏季主導風向為東南風。該廠址周圍500m的范圍內(nèi)，無

19、工廠和居民生活區(qū)，污水排放暢通，土建回填土方量小，可以節(jié)省工程投資。對于二級處理，噸水占地約1.20.85平方米，按噸水占地1.2平方米估算，初步估計污水處理廠規(guī)劃占地約為30畝。5.3 工藝流程的選擇污水處理廠是對收集到的污水及其污泥進行處理的工廠，包括污水處理系統(tǒng)和污泥處理系統(tǒng)兩大部分，前者是污水廠的主體。污水處理廠的工藝流程是指在達到 所要求的處理程度的前提下，污水處理各單元的有機組合，以滿足污水處理的要求。工藝選擇的原則1焦化廢水主要成分有揮發(fā)酚、礦物油、氰化物、苯酚及苯系化合物、氨氮等，屬于污染物濃度高，污染物成分復雜，難于治理的工業(yè)廢水之一。本設計側(cè)重于油類、酚、氨氮的去除以及難降

20、解有機物去除。為污水處理工藝方案的優(yōu)化選擇是確保處理廠運行性能、降低費用的關(guān)鍵。了同時達到污水處理廠高效穩(wěn)定運行和基建投資省、運行費用低的目的，依據(jù)下列原則進行了污水處理工藝方案選擇。(1) 技術(shù)成熟，處理效果穩(wěn)定可靠，保證出水水質(zhì)達到排放標準；(2) 占地少，投資低，運行費用省，以盡可能少的投入取得盡可能高的效益；(3) 工程實施切實可行、運行維護管理方便；(4) 綜合利用，無二次污染；(5) 選定工藝的技術(shù)設備先進、可靠，國產(chǎn)化程度高，一致性好；(6) 綜合國情，提高自動化管理水平。傳統(tǒng)工藝1、曝氣（傳統(tǒng)活性污泥法）本工藝具有以下各項優(yōu)點：傳統(tǒng)活性污泥法系統(tǒng)對污水處理的效果極好，BOD去除

21、率可達90%以上，適于處凈化程度和穩(wěn)定程度要求高的污水。本工藝也存在如下各項的待解決問題：(1)曝氣池首端有機污染物負荷高，耗氧速度也高，為了避免由于缺氧形成厭氧狀態(tài)，進水有機物負荷不宜過高，因此，曝氣池容積大，占用的土地較多，基建費用高。(2)耗氧速度沿池長是變化的，而供氧速度難于與其相吻合適應，在池就前段可能出現(xiàn)耗氧速度高于供氧速度的現(xiàn)象，池后段又可能出現(xiàn)溶解氧過剩的現(xiàn)象，對此，采用漸減供氧方式，可在一定程度上解決這一問題。(3)對進水水質(zhì)，水量變化的適應性較低，運行效果易受水質(zhì)水量變化的影響。2、去除酚、氨氮、油類工藝根據(jù)工業(yè)污水處理和污染防治技術(shù)政策推薦，以及國內(nèi)外工程實例和豐富的經(jīng)驗

22、，比較成熟的工藝：A2/O工藝，AB工藝，SBR及其改良工藝，氧化溝及其改良工藝。這幾種工藝都具有除酚、除氨氮和油類的作用。(1) A2/O處理工藝是AnaerobicAnoxicOxic的英文縮寫，它是厭氧缺氧好氧生物脫氮除磷工藝的簡稱，A2/O工藝是在厭氧好氧除磷工藝的基礎上開發(fā)出來的，該工藝具有去除難降解污染物的功能。(2) A2/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、氨氮、油類功能；2) 在同時去除有機物、氨氮、油類等難降解物質(zhì)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

23、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。(3) A2/O的工藝原理：A2/O工藝用硝化-反硝化法，將廢水中的含氮物質(zhì)去除，是通過細菌的生物化學作用，將廢水中的氨氮轉(zhuǎn)化為氮氣排入大氣的一種脫除廢水中的含氮物質(zhì)的方法，它包括NH4+、NO2-的氧化過程以及亞硝酸菌和硝酸菌的合成反應。A2/O工藝是頗有發(fā)展前途的污水處理工藝,該法電耗少,運行費用低并且污泥處理費用也比較少,不僅是節(jié)能污水處理工藝,同時也是經(jīng)濟有效的去除有機物、氨氮、油類較先進的技術(shù)。該工藝在控制水體富營養(yǎng)化及污水回用等方面也具有廣泛的應用前景；預計在我國污水處理領域中將會迅速的發(fā)展。2、 氧化溝按照

24、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用比較多，這些氧化溝通過設置適當?shù)娜毖醵巍捬醵?、好氧段都能取得較好的除磷脫氮效果。連續(xù)工作式氧化溝又可分為合建式和分建式。交替工作式氧化溝一般采用合建式，多采用轉(zhuǎn)刷曝氣，不設二沉池和污泥回流設施。交替工作式氧化溝又可分為單溝式、雙溝式和三溝式，交替式氧化溝兼有連續(xù)式氧化溝和SBR工藝的一些特點，可以根據(jù)水量水質(zhì)的變化調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)刷的開停，既可以節(jié)約能源，又可以實現(xiàn)最佳的效果。(1)氧化溝具有以下特點： 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。

25、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)。 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。 能承受水量、水質(zhì)的沖擊負荷，對濃度較高的工業(yè)廢水有較強的適應能力。這主要是由于氧化溝水力停留時間長、泥齡長和循環(huán)稀釋水量大。 污泥量少、性質(zhì)穩(wěn)定。由于氧化溝泥齡長。一般為2030 d，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。 可以除磷脫氮、去除酚類、油類等，可以通過氧化溝中曝氣機的開關(guān)，創(chuàng)造好氧、缺氧環(huán)境達到除磷脫氮目的，脫氮效率一般80%。但要達到較高的除磷效果則需要采取另外措施。 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

26、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，特別是在去除BOD和脫氮情況下更省。同時統(tǒng)計表明在規(guī)模較小的情況下，氧化溝的基建投資比傳統(tǒng)活性污泥法節(jié)省更多。 3、AB工藝AB工藝屬于兩級活性污泥法，通?？刹辉O初沉池，其工藝流程較簡單，AB兩級嚴格分開，污泥系統(tǒng)各自獨立循環(huán)，兩級串聯(lián)運行。AB法實際上是一種改進的兩級生物處理，A級為高負荷的生物吸附級，可充分利用活性污泥的吸附絮凝能力將污水中的有機物吸附于污泥上，進而氧化分解，B級以低負荷運行，繼續(xù)氧化甚至硝化經(jīng)A級處理后殘留于污水中的有機物，以便獲得良好的水質(zhì)。工藝的確定2綜上所述，可得比較適合該污水的工藝是

27、以A2/O工藝為主要處理工藝，輔以接觸氧化工藝和混凝沉淀工藝的處理過程。因為這種綜合工藝具有較好的去除有機物、氨氮、油類功能； 具有改善污泥沉降性能的作用的能力，減少的污泥排放量；具有提高對難降解生物有機物去除效果，運行效果穩(wěn)定；出水水質(zhì)好，技術(shù)先進成熟，運行穩(wěn)妥可靠；管理維護簡單，運行費用低；國內(nèi)工程實例多，容易獲得工程設計和管理經(jīng)驗技術(shù)先進成熟，運行穩(wěn)妥可靠，最為重要的是該工藝總水力停留時間少于其他同類工藝，節(jié)省基建費用，占地面積相對較小，在市場經(jīng)濟的形勢下，寸土寸金，該工藝無疑具有非常大的吸引力。污泥處理與處置方法的選擇目前，污泥的最終處置有填埋，焚燒，堆肥和工農(nóng)業(yè)利用四種途徑。該廠的污

28、泥主要來源于工業(yè)污水，含有有毒物質(zhì)，再利用可能性不大。因此，該污泥應交由環(huán)保部門指定的污泥處理單位進行最終處理。在上述污水處理工藝中，生物處理系統(tǒng)采用前置反硝化方式脫氮，由于生物硝化系統(tǒng)屬于低負荷工藝，污泥可得到充分的好氧穩(wěn)定，因而污泥處理不設污泥消化系統(tǒng)。綜上所述，決定污泥先進行濃縮處理，再經(jīng)機械脫水后運出廠外由指定污泥專業(yè)處理單位處理。圖5-1工藝流程圖在上述工藝流程中，由于焦化廢水的雜質(zhì)不多,只采用粗格柵；在氣浮池和調(diào)節(jié)池可以吹脫去除部分酚(40-50%左右)，故對生化出來不會造成大的影響；因該焦化廢水中含沙量較低，對后續(xù)生物處理和構(gòu)筑物以及設備不造成影響，故不設沉砂池。如果A2/O生化

29、池要去除氨氮達標，回流比過大，導致能耗太大，效益低，因此，在生化池后加生物接觸氧化池，進一步去除氨氮。既可以保持生化池較高的碳含量，以利于脫氮除磷，又可以減少工程投資、降低水處理運行費用。本工藝中，對N、P有特殊的要求；BOD5：N：P的比值是影響生物脫氮除磷的重要因素，氮和磷的去除率隨著BOD5/N和BOD5/P比值的增而增加。理論上BOD:N:P=100:5：1才能有效地進行脫氮除磷，BOD5/COD0.3時可生化性才好，在本工程中， 經(jīng)過隔油氣浮后,COD去除率大概在35%,可以進行生化處理。本工程中廢水含P量較小，幾乎沒有，因此，需要在缺氧池加入磷酸鹽，以提供生化反應所需的P源。加入磷

30、酸鹽的量為15mg/l，即0.015kg/m³。能滿足生物脫氮除磷工藝對碳源磷源的要求，由此本工藝采用生物脫氮除磷的工藝。由脫氮除磷的機理可知，有機負荷是影響硝化反應的重要因素之一，在碳化與硝化合并處理工藝中，硝化菌所占的比例很小。一般認為處理系統(tǒng)的BOD5負荷小于0.15kg BOD5/kgMLSS.d時，處理系統(tǒng)的硝化反應才能正常進行。6構(gòu)筑物設計計算設計說明中格柵間與污水提升泵房合建。柵前柵后各設閘板供格柵檢修時用，渠道采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，格柵的渠道內(nèi)設液位計，控制格柵的運行。本設計中格柵間設兩組格柵，一備一用，N=1組，即Q=0.139m³/s。設計計算3(1) 柵

31、條間隙數(shù)式中：n柵條間隙數(shù)，個；a格柵傾角，°， 取a= 60° ；b柵條間隙，m， 取b=0.02 m ；h柵前水深，m ， 取h=0.4 m ；v過柵流速，m/s ，取v=0.9 m/s； 取n=18(2) 柵槽寬度B式中：S柵條寬度，m，取0.01 m；(3) 通過格柵的水頭損失h1式中：h1設計水頭損失，m；h0計算水頭損失，m；g重力加速度，m/s2，取g=/s2；k系數(shù)，格柵受污物堵塞時水頭損失增大倍數(shù)，取 k=3；阻力系數(shù)，其值與柵條斷面形狀有關(guān)； 形狀系數(shù)，取=2.42（由于選用斷面為銳邊矩形的柵條）；h1=為避免造成柵前涌水，將柵后槽底下降作為h1補償。(

32、4) 柵后槽總高度H 式中：h柵前水深，m ，取h=0.4m ；h1設計水頭損失，m；h2柵前渠道超高，m，取h2=；H=0.4+0.103+0.3=。取(5) 柵槽總長度L 式中：l1進水渠道漸寬部分的長度，m；B柵槽寬度，m，取BB1進水渠寬，m，取B1=；1進水渠道漸寬部分的展開角度，°，1取=20°；l1 = 0.32 m式中：l2柵槽與進水渠道連接處的漸窄部分長度（一般為漸寬部分長度的1/2），；l2=0.16 m式中：H1柵前渠道深，m；H 柵前水深，m ，取h= ；h2柵前渠道超高，m，取h2=；L=2.49 m 取 (6) 每日柵渣量W式中：W1單位柵渣量，

33、m3/103m3污水，取W1=0.07；m3/103m3污水宜采用機械清渣及皮帶輸送機，采用機械柵渣打包機將柵渣打包，汽車運走。(7) 進水與出水渠道焦化廠污水通過DN800mm的管道送入進水渠道，設計中取進水渠道寬度B1mm，出水渠道B16.2 污水提升泵房設計說明泵房用以提升水頭高度。選擇集水池與機械間合建的半地下矩形自灌式泵房，這種泵房布置緊湊，占地少，機構(gòu)省，操作方便，而且均衡了污水流量，以保證處理的穩(wěn)定。泵房采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建造。設計計算4(1) 污水泵的選擇設計水量為12000 m³/d，選用2臺潛污泵（1用1備），則單臺流量為Q1=12000m³/d=500

34、 m³/h.所需揚程至少 m（見水力計算和高程布置）。選用WQ 600-10-30型潛水排污泵，其主要技術(shù)參數(shù)見表6-2。表6-2 WQ 600-10-30型潛水排污泵主要技術(shù)參數(shù)型號流量(m³/h)揚程(m)轉(zhuǎn)速(r/min)效率(%)功率(kw)d()WQ 600-9-30600109807030125注：d為通過的最大顆粒直徑(2) 集水池 容積 按四臺泵最大流量時5min的出流量設計，則集水池的有效容積V=3 面積 取有效水深H為2m則面積F為m2集水池長度取15 m，則寬度為5.6 m，集水池平面尺寸為L×B=15×5.6。保護水深取1 m，則

35、實際水深為3 m。(3) 泵位及安裝污水泵直接置于集水池內(nèi)，經(jīng)核算集水池面積大于污水泵的安裝要求。污水泵檢修采用移動吊架。(4) 泵房示意圖如下：圖6-1 泵房示意圖設計說明常用隔油池有平流式和斜板式兩種形式，平流式隔油池在構(gòu)造上與平流式沉淀池基本相同，水從池子一段進入，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，密度大于水的顆粒雜質(zhì)沉淀在池底，水從池子另一端流出，在隔油池的出水端設置集油管。隔油池對油的去除率設計為80%，對COD的去除率為10%。設計計算5（1）隔油池油粒上浮速度3，=0.0098 g/cm3.s。25時油的密度為0.920 g/cm3，根據(jù)斯托克斯公式可計

36、算油珠的上浮速度為： =/s=44m/s(2)隔油池的表面面積：()池內(nèi)水流的水平流速：一般可以去池內(nèi)水平流速15u，而且不宜大于0.9m/min(15mm/s)，在本次設計中取=2.57mm/s,() 隔油池表面修正系數(shù)按照一般公式求出的隔油池表面面積一般往往偏小，這是因為實際的隔油池容積利用率不是100%，而且又要受水流紊動的影響，因此要乘如一個大于1的系數(shù)予以矯正。值與系數(shù)/u有關(guān)，可由表6-1查得。令:表6-3 表面積修正系數(shù)與速度比/u的關(guān)系/u20151063所以，根據(jù)隔油池表面面積公式A=Q/u式中：A隔油池表面面積，m2；Q設計中的含油廢水流量，m3/h。求得，隔油池的表面面積

37、為：A=Q/u=514(3)隔油池水流橫斷面面積A0=Q/式中：A0隔油池水流橫斷面面積，m2。求得隔油池水流橫斷面面積為：A0=54(4) 隔油池有效水深本次設計采用機械清除浮油，設隔油池每格寬為B=6m，格數(shù)為n=5個，則根據(jù)公式h2= A0/nB式中：h2隔油池有效水深，m；n隔油池分格數(shù)，個；B隔油池每格寬，m。求得隔油池有效水深為：h2=（介于1.52之間，符合要求)(5) 隔油池有效池長已知h2=1.85 m，則求得隔油池的有效池長為：取4m式中：L隔油池的有效池長，m；上浮速度修正系數(shù)，一般取0.9；平流式隔油池尺寸要求h2:B=0.30.4，L:B>4;今已知h2=1.8

38、m，B=6m，則h2:B=1.8:6=0.3(符合要求)所以應取有效池長L=4m。(6)隔油池總高度本設計中隔油池設有機械刮油，除渣機，所以池底坡度為i=0，而且池底無積泥。根據(jù)公式H=h1+h2式中：H隔油池總高度，m；h1隔油池超高，(一般不小于)，m。今取隔油池超高h1=0.5m，所以，求得隔油池的總高度為：H=h1+h2=+=(7)采用鏈帶式刮油刮泥機鏈帶式刮油刮泥機在平流隔油池中應用效果良好，機械結(jié)構(gòu)合理，運行穩(wěn)定，操作簡單，安裝方便除油效果顯著。平流式隔油池計算草圖如圖6-2。圖6-2 平流式隔油池結(jié)構(gòu)示意圖經(jīng)過隔油池預處理后，各項水質(zhì)指標如下表：表6-4進出水水質(zhì)指標CODCrm

39、g/LBODmg/L酚mg/L氨氮mg/L油類 mg/LSSmg/L進水2500550680150180220出水225055068015036220去除率10%-80%-設計說明氣浮池是一種固液分離和液液分離的裝置，常用于那些顆粒密度接近或小于水的細小顆粒的分離，在本設計中，氣浮池主要目的是去除隔油池中未去除的油粒，進一步去除水中的浮油。氣浮池對油的去除率為80%，對COD的去除率為30%，對酚的去除率為35%，對SS的去除率為15%，回流比取10%。所以回流量為50m³/h。設計計算61、氣浮池用擋板或穿孔墻分為接觸室和分離室接觸區(qū)容積Vc式中：T2 -氣浮池內(nèi)接觸時間，T2=5

40、 min分離區(qū)容積Vs式中：TS-分離室內(nèi)停留時間，Ts=15 min分離區(qū)面積As和長度L2取池寬B=5m，則分離區(qū)長度:L2= As/B=11m接觸區(qū)面積Ac和長度L1浮選池出水管：DN=500 集水管小孔面積S取小孔流速V1=1m/s取小孔直徑D1=0.5 m，則孔數(shù)為116.89個孔數(shù)，取117個，孔口向下，與水平成45°角，分二排交錯排列氣浮池總高：H=h1+H+h3=0.3+2.5+0.3=3.1 m式中：h1保護高度，取0.30.4m。本設計中取h1h2有效水深，m；h3池底安裝出水管所需高度，取。2、氣浮池所需空氣量式中：Qg 氣浮池所需空氣量，kg/h；f 加壓溶氣

41、系統(tǒng)的溶氣效率，f =0.80.9；P 溶氣壓力，絕對壓力，atm；取4atmR 試驗條件下回流比或溶氣水回流比，10取%；Q 氣浮池處理水量，m3/h。3、回流溶氣水量式中：G/S氣固比， G/S=0.03；Q氣浮處理廢水量；S1,S2分別為原水、出水SS濃度 ；20空氣密度，1.164（g/L）；p溶氣壓力，0.4MPa ，4個標準大氣壓； 1個標準大氣壓 ；f溶氣效率，取0.85；Ca 空氣在水中的飽和溶解量，20下Ca70L/m³。4、所需空壓機額定氣量式中：Qg所需空壓機額定氣量，m3/min；5、溶氣罐按過流密度計算：（1）溶氣罐直徑（內(nèi)徑）式中：Dd溶氣罐內(nèi)徑，m；取D

42、d=0.4m；I過流密度，m³/(d)，填料罐一般取I=25005000 m³/(.d)，這里取填料罐I2800 m³/(.d)。（2）溶氣罐高度式中：H1罐頂、底封頭高度，m；目前多采用以內(nèi)徑為公稱直徑的橢圓形封頭。按【JB/T 4737-1995】規(guī)定，封頭高度與公稱直徑的關(guān)系：其中：h1：曲面高度 ；h2:直邊高度：壁厚 。 由Dd0.4 m查表取 h1112 h2=25 =6式中：H2布水區(qū)高度，一般取0.20.3 m，取H20.25 mH3貯水區(qū)高度，一般取H31.0 mH4填料層高度，一般取1.01.3，取1.1 mH/D=5.86，符合高徑比應大于2

43、.54。選用上海環(huán)境保護設備廠生產(chǎn)的RG400型溶氣罐，采用階梯環(huán)填料。圖6-3氣浮池計算草圖經(jīng)氣浮池處理后，各項水質(zhì)指標如下表：表6-5進出水水質(zhì)指標CODCrmg/LBODmg/L酚mg/L氨氮mg/L油類 mg/LSSmg/L進水225055068015036220出水157555027215088去除率20%060%080%60%設計說明調(diào)節(jié)池設在生化池前面，對水質(zhì)、水量進行調(diào)節(jié)，以便后續(xù)進行生化處理，對沖擊負荷有至關(guān)重要的調(diào)節(jié)作用。該調(diào)節(jié)池采用長方體。水力停留時間為6h，最低水位為0.3m。設計計算7容積計量V=Q×t=500×6=3000(m3)式中：V調(diào)節(jié)池容

44、積 m³Q流量 m³/ht水力停留時間 h取長寬為30m×20m，則有效水深為H=V/A=3000/600=5m總高度計算h最高水位h調(diào)節(jié)h最低水位50.35.3（m）總池深為5.3m；攪拌設備根據(jù)調(diào)節(jié)池的有效容積，攪拌功率按照1m3污水48W選配攪拌設備。取6W/m³。調(diào)節(jié)池設8臺攪拌器，每臺攪拌器的功率為750W。潛污泵調(diào)節(jié)池集水坑內(nèi)設三臺潛污泵，兩用一備，功率按照1m3污水5w選配潛污泵。則泵的總功率為15000w，單臺功率為5000w。6.6 A2/O生化反應池設計說明污水生物處理設計條件：(1) 進入反應池的平均流量Q=12000 m³

45、;/d=0.139 m³/s；(2)進入生化池污水中BOD5濃度為550 mg/L， COD 1575 mg/L。(3) 進入生化池污水中SS濃度為176.8 mg/L。 (4) 進入生化池污水中氨氮150 mg/L，水溫T大于。(5）進入生化池污水中酚 397.8 mg/L， pH 7.5，油類 7.2 mg/L，油類在隔油池、氣浮池中被基本去除。經(jīng)過氣浮池和調(diào)節(jié)池處理后,可以吹脫去除部分酚,剩余的可以在生化反應中去除。由于焦化廢水是難降解廢水,根據(jù)資料顯示水力停留時間一般在50h以上,因此水力停留時間為50 h。本工程設計2組A2O生化反應池，其中好氧段采用推流式曝氣。曝氣系統(tǒng)采

46、用鼓風曝氣，微孔曝氣器，空氣擴散裝置安裝在廊道底部的一側(cè)。該池采用鋼筋砼結(jié)構(gòu)。設計計算8（一）設計參數(shù)(1)水力停留時間HRT：t=50h 表6-7 A2O工藝主要設計參數(shù)項目數(shù)值BOD5污泥負荷 kgBOD5/kgMLSS.dTN負荷 kgTN/kgMLSS.dTP負荷 kgTPkgMLSS.d污泥濃度 (mg/L)20004000污泥齡 (d)1520水力停留時間 (h)50各段水力停留時間比例A：A：O（1：1：2）（1：1：4）污泥回流比R (%)25100混合液回流R內(nèi) (%)100300COD/TN8TP/ BOD5溶解氧濃度 (mg/L)好氧段DO=2(3) 回流污泥濃度：式中：

47、Xr回流污泥濃度，mg/L；SVI污泥指數(shù)，一般采用120；r系數(shù)，一般采用r=1.2；Xr=1000 mg/L (4) 污泥回流比：R=55% (5) 曝氣池混合液濃度：式中：R污泥回流比Xr回流污泥濃度，mg/L；X=3500 mg/L(6) TN去除率式中：TN TN去除率，%；S1進水TN濃度，mg/L；S2出水TN濃度，mg/L；TN =80%(7) 內(nèi)回流比R內(nèi)R內(nèi)=400%（二）反應池尺寸(1) 反應池總?cè)莘e式中：V反應池總?cè)莘e，m³；Q進水流量，m³/d，按平均流量計；t 總水力停留時間，hV=25000 m³(2) 各段水力停留時間和容積缺氧、厭

48、氧、好氧各段內(nèi)水力停留時間的比值為A1：A2：A3=1：1：3，則各段的水力停留時間和池容分別為：厭氧池內(nèi)水力停留時間 t1=10 h 缺氧池內(nèi)水力停留時間 t2=10 h 好氧池內(nèi)水力停留時間 t3=30 h (3) 校核氮磷負荷好氧段總氮負荷 （符合要求）厭氧段總磷負荷 （符合要求）(4)反應池容積設反應池2組，單組池容 V單=12500 m³(5) 反應池總面積式中：反應池總面積，；反應池有效水深，m；設計中取h=6mA=4167 (6)反應池有效面積式中：A1每座曝氣池面積，； N曝氣池個數(shù)，個；A1=2083(7)反應池廊道長度采用5廊道推流式反應池，第1廊道為厭氧段，第2

49、廊道為缺氧段，后3個廊道為好氧段，每個廊道寬取7 m，則單組反應池廊道長為式中：單組反應池廊道長，m；每個廊道寬度，m；廊道數(shù)設計中取b=7 m，n=5L=59.5 m(8) 校核長寬比和寬深比(9) 反應池總高 式中：h有效水深，m，h池子超高，m，取h0.5 m； H=6.5 m(10) A2/O反應池的平面布置圖如下：圖6-4 A2/O反應池的平面布置圖（三）進出水系統(tǒng)1、進水設計(1) 進水管進水管設計流量Qmax=0.139 m³/s，管道流速=0.85m/s， 進水管理論管徑 m，取進水管管徑為DN500。(2) 進水渠道調(diào)節(jié)池的來水通過反應池進水管送入A2/O池首端。從

50、厭氧段進入。進水渠寬1.2 m，深1 m。反應池采用潛孔進水，孔口面積式中：F每座反應池所需孔口面積，；V2孔口流速（m/s），一般采用0.21.5 m/s；F=0.34 設每個孔口尺寸為0.4×0.4 m，則孔口數(shù)為式中：n每座曝氣池所需孔口數(shù)，個；f每個孔口的面積，；N=2.1 工程中取3個孔口布置圖如下：圖6-5 潛水孔布置圖2、出水設計(1) 堰上水頭A2/O池的出水采用矩形薄壁堰，跌落水頭，堰上水頭式中：H堰上水頭，m；Q反應池出水量（m³/s），指污水最大流量（0.139 m³/s）與回流污泥量、回流量之和（0.139 ×545% m

51、9;/s）； m流量系數(shù)，一般采用0.40.5；b堰寬，m；與反應池寬度相等 設計中取=0.4，b=5 mH=0.22 m(2) 總出水管A2/O反應池的最大出水流量為（0.139+0.139×545%）=0.90 m³/s，管內(nèi)流速為1.0 m/s。出水管理論管徑，取DN1100，送往接觸氧化池。（四）曝氣系統(tǒng)1、需氧量(1) 需氧量：式中：R混合液需氧量，kgO2/d；活性污泥微生物每代謝1kgBOD所需的氧氣kg數(shù)， 值一般采用0.420.53之間；Q污水的平均流量，m³/d； Sr被降解的BOD濃度，g/L；每1kg活性污泥每天自身氧化所需要的氧氣kg數(shù)，

52、一般采用0.1880.11；XV揮發(fā)性總懸浮固體濃度，g/L；設計中取=0.5，b=0.15，XV=2625mg/lO2=1281375kg/d=534kg/h (2) 每日去除BOD5的量 BOD5=5940kg/d (3) 去除每千克BOD5的需氧量2、供氣量，敷設于池底，距池底0.2 m，淹沒深度3.8 m，計算溫度定為30。查表得20和30時，水中的飽和溶解氧值為： CS（20）=9.17 mg/L；CS（30）(1) 空氣擴散出口處的絕對壓力Pb=1.103×105+9800H式中：Pb出口處絕對壓力，Pa；H擴散器上淹沒深度，m； Pb=1.013×105+98

53、00×5.8=1.593×105 Pa空氣離開曝氣池池面時，氧的百分比式中：Ot氧的百分比（%）EA空氣擴散器的氧轉(zhuǎn)移效率。設計中取EA=12%QT=18.96%(2) 曝氣池內(nèi)混合液中平均氧飽和度（按最不利的溫度條件考慮）式中：CS（30）30時，鼓風曝氣池內(nèi)混合液溶解氧飽和度的平均值，mg/L；CS30時，在大氣壓力條件下，氧的飽和度，mg/L。Csb（30）=9.33 mg/l(3) 換算為在20下，脫氧清水充氧量式中 ：R混合液需氧量，kg/h；、修正系數(shù)；壓力修正系數(shù)；C曝氣池出口處溶解氧濃度，mg/L。設計中取=0.82，=0.95，平均需氧量為：R0=361.

54、52 kg/h(4) 曝氣池供氣量為： (5) 去除每kgBOD5的供氣量：(6) 每污水的供氣量：3、所需空氣壓力空氣擴散裝置安裝在距離池底0.2m處，曝氣池有效水深為6m，空氣管路內(nèi)的水頭損失按1.0m計，則鼓風機所需壓力為：P=(60.21)×9.866.64 kpa4、曝氣設備選擇三臺鼓風機，兩用一備。單臺供氣量為5104.45m³/h=85.07m³/min。（五）空氣管道1、曝氣器數(shù)量計算布置空氣管道，在相鄰的兩個廊道的隔墻上設一根干管，共3根干管，在每根干管上設9對曝氣豎管，共18條配氣豎管。曝氣池共設54條配氣豎管，每根豎管的供氣量為：好氧段總平面面積為：2499計，則反需空氣擴散器的總數(shù)為：5100 個每根豎管上安裝的空氣擴散器的個數(shù)為：94.4個。設95個每個空氣擴散器的配氣量為： 1.96m³/h2、供風管道計算供風管道采用環(huán)狀布置。(1)