軋鋼廢水處理

精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)專心---專注---專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)某軋鋼廢水處理設(shè)計(jì)摘要隨著工業(yè)的發(fā)展，工業(yè)廢水特別是鋼鐵、機(jī)械制造加工過(guò)程中產(chǎn)生的冷卻潤(rùn)滑液、軋鋼水等乳化油廢水的增加，含油廢水的排放量與日俱增,其造成的環(huán)境污染已成為可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略中的重大問(wèn)題之一。本課題設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容就是針對(duì)某軋鋼廢水的處理，詳細(xì)設(shè)計(jì)了一套集除油、氣浮、曝氣、沉淀、過(guò)濾的污水處理系統(tǒng)，以達(dá)到《機(jī)械工業(yè)含油廢水排放規(guī)定》中的二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。 關(guān)鍵詞：軋鋼廢水；乳化液；除油器Abstract Withthedevelopmentofindustry,emulsifiedwastewaterespeciallythewasterwaterofsteelandmachineryprocessingproducesforcoolinglubricantandsteelrollingisincreased,andthepollutioncausedbyithasbecomeoneofthemajorissuesofsustainabledevelopmentstrategy.Themaincontentofthissubjectisaboutarollingwastewatertreatment,anddesignedasetoffacilityincludedoilseparationdevice,gasfloat,aeration,precipitationandfilteringwastewatertreatmentsystemdetaillytoachievethesecondaryemissionstandardprovisionsofthemachineryindustryoilywastewaterdischarge.Key-words:Rollingwastewater;Emulsion;Oilseparationdevice目錄第一章概述······················································41.1課題背景及目的·············································41.1.1背景·················································41.1.2軋鋼廢水處理概況·····································41.1.3目的··················································51.2工程的內(nèi)容和相關(guān)要求········································51.2.1內(nèi)容·················································51.2.2要求·················································5第二章工藝流程的基本情況········································72.1概述·······················································72.2工藝流程的確定·············································7第三章設(shè)計(jì)說(shuō)明書···············································103.1泵房·····················································103.2格柵·····················································103.3調(diào)節(jié)池···················································133.4除油器···················································143.5隔板反應(yīng)池···············································193.6氣浮池·····················································203.7曝氣池···················································243.8沉淀池···················································303.9污泥濃縮池···············································343.10過(guò)濾·····················································353.11高程的估算與工程概算····································373.12主要設(shè)備一覽表··········································40第四章結(jié)論和建議················································42參考文獻(xiàn)···························································43致謝·······························································45附錄·······························································46第一章概述1.1課題背景及目的 1.1.1隨著工業(yè)的發(fā)展,特別是鋼鐵、機(jī)械制造加工過(guò)程中產(chǎn)生的冷卻潤(rùn)滑液、軋鋼水等乳化油廢水的增加，含油廢水的排放量與日俱增,其對(duì)環(huán)境的污染也日益嚴(yán)重。含油廢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從而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,甚至使水體變臭,破壞水資源的利用。因此,對(duì)鋼鐵、機(jī)械等行業(yè)產(chǎn)生的含油廢水進(jìn)行有效處理是極其必要的。在軋鋼生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的大量廢水中主要含有噴淋冷卻軋機(jī)軋輥輥道和軋制鋼材的表面產(chǎn)生的氧化鐵皮,機(jī)械設(shè)備上的油類物質(zhì),固體雜質(zhì)等廢棄物及污泥等。鋼鐵企業(yè)為了消除鋼冷軋時(shí)產(chǎn)生的變形熱，需要采用乳化液或棕櫚油進(jìn)行冷卻和潤(rùn)滑，乳化液受細(xì)菌、微生物、高溫、金屬碎屑的選擇吸附等作用，夏季十幾天，冬季月余，乳化液逐漸由乳白色變成灰黑色，腐敗變質(zhì)發(fā)臭，不得不排放廢液，更換新液。廢乳化液含有大量的礦物油及其乳化劑，直接排放造成環(huán)境嚴(yán)重污染。因此,各軋鋼廠根據(jù)自身的情況采取一定措施進(jìn)行水的循環(huán)利用。同時(shí),科研工作者也在研究各種新的水處理方法,以提高水處理后的質(zhì)量,降低處理成本,為軋鋼生產(chǎn)的節(jié)能降耗開(kāi)辟新的思路。1.1.2軋鋼廢水處理概況1998年我國(guó)85家企業(yè)總的情況是：工業(yè)用水重復(fù)利用率不到85%，廢水處理率雖已達(dá)到97%，但是外排廢水達(dá)標(biāo)率不到85%，每噸鋼材耗新水高達(dá)34m3，每噸鋼材排廢水高達(dá)24m軋鋼系統(tǒng)1997年工業(yè)用水的總情況是：重復(fù)利用率84.94%，廢水處理率97.74%，外排廢水達(dá)標(biāo)率96.22%，每噸鋼材用水27.53m3，每噸鋼材耗新水4.15m3。不同的企業(yè)水平參差不齊。以上海寶鋼[1]為例，工業(yè)水重復(fù)利用率97.63%，廢水處理為100%，外排廢水達(dá)標(biāo)率87.5%，每噸鋼材用水29.12m3，每噸鋼材耗新水0.69m3。邯鋼工業(yè)水重復(fù)利用率95%，廢水處理為100%，外排廢水達(dá)標(biāo)率100%，每噸鋼材用水29.59m3，每噸鋼材耗新水1.48m目前，鋼鐵企業(yè)提高水的循環(huán)率，減少新水用量，節(jié)約用水的潛力還很大。在過(guò)去的10多年里，鋼鐵工業(yè)關(guān)于節(jié)約水和治理廢水已經(jīng)積累了很多的經(jīng)驗(yàn)，形成了一整套的方針政策，加上這些年來(lái)對(duì)各類廢水治理技術(shù)不斷改進(jìn)和開(kāi)發(fā)，因此要實(shí)現(xiàn)有關(guān)的先進(jìn)技術(shù)指標(biāo)，是完全有條件的。隨著國(guó)家節(jié)能環(huán)保型社會(huì)建設(shè)步伐的不斷加快，對(duì)環(huán)保治理的力度不斷加大，鋼鐵企業(yè)是能耗和污染大戶，構(gòu)建循環(huán)經(jīng)濟(jì)型企業(yè)，減少能耗和環(huán)境污染是關(guān)系到企業(yè)生存的重要問(wèn)題，也是完成國(guó)家“十一五”規(guī)劃的關(guān)鍵。1.1.3(1)軋鋼廢水處理刻不容緩，本課題旨在根據(jù)課題水量水質(zhì),設(shè)計(jì)出一套切實(shí)可行的軋鋼廢水處理方案(2)鞏固深化對(duì)污水處理理論與知識(shí)的理解，學(xué)會(huì)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題(3)培養(yǎng)分析問(wèn)題與解決問(wèn)題的能力(4)熟練掌握繪制平面圖、流程圖的方法與技巧，為工作打下良好的專業(yè)基礎(chǔ)1.2工程的內(nèi)容和相關(guān)要求1.2.1內(nèi)容該軋鋼廠的水質(zhì)、水量如下：表1-1：軋鋼廢水水質(zhì)指標(biāo)污水水量pH值CODcr（mg/L）BOD5（mg/L）石油類（mg/L）1000m39-13155008909800處理出水要求達(dá)到JB774-1995《機(jī)械工業(yè)含油廢水排放規(guī)定》表中二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，pH=6-9,COD≦150mg/L,BOD≦15mg/L。1.2.2要求（1）處理后出水必須達(dá)到JB774-1995《機(jī)械工業(yè)含油廢水排放規(guī)定》表中二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，即pH=6-9,COD≦150mg/L,BOD≦15mg/L,滿足工業(yè)凈環(huán)水和濁環(huán)水補(bǔ)充水要求、綠化用水要求、生活雜用水要求；（2）布局緊湊、美觀、占地面積?。唬?）運(yùn)行成本低，維護(hù)管理簡(jiǎn)便；（4）投資省。第二章工藝流程的基本情況2.1概述目前傳統(tǒng)的除油工藝[2]中，大多采用了強(qiáng)堿性除油劑，生產(chǎn)作業(yè)中采用了中高溫，環(huán)境污染及能源消耗均十分巨大，必須對(duì)其進(jìn)行工藝調(diào)整和技術(shù)改造。為節(jié)能而開(kāi)發(fā)的低溫除油工藝雖已經(jīng)研究多年，但實(shí)際推廣中尚存在不少問(wèn)題，主要的問(wèn)題有工件處理時(shí)間長(zhǎng)、油污脫除不干凈、排放廢水中COD偏高等等，在實(shí)際應(yīng)用中面臨嚴(yán)重的挑戰(zhàn)。隨著能源日漸緊張，常溫、高效、低成本是金屬表面處理和技術(shù)中必須考慮的基本要求。對(duì)軋鋼廢水的處理技術(shù)中。我國(guó)傳統(tǒng)的處理工藝流程見(jiàn)圖2-1。軋軋機(jī)冷卻塔油水分離壓力過(guò)濾鐵皮一次沉淀二次沉淀清水池污泥脫水裝置排放回用圖2-1軋鋼廢水傳統(tǒng)處理工藝流程示意該工藝主要問(wèn)題是：工藝流程長(zhǎng)，處理構(gòu)筑物占地面積大，投資費(fèi)用高，污泥含水率高，需污泥脫水裝置脫水，不能連續(xù)作業(yè)。2.2工藝流程的確定針對(duì)本課題軋鋼生產(chǎn)中廢水含油指標(biāo)高、處理難度大等特點(diǎn)，我們?cè)谖鬯幚碇胁捎萌缦鹿に嚵鞒蘙3]來(lái)解決：泵房是給排水系統(tǒng)中重要的組成部分，是整個(gè)給排水系統(tǒng)正常運(yùn)行的樞紐。污水經(jīng)泵房提升后，應(yīng)盡量使污水在后續(xù)的構(gòu)筑物和排水管道中依靠重力流動(dòng)，以減少污水提升的費(fèi)用。格柵是由一組或數(shù)組平行的金屬柵條、塑料齒鉤或金屬篩網(wǎng)、框架及相關(guān)裝置組成，傾斜安裝在污水渠道、泵房集水井的進(jìn)口處或污水處理廠的前端，用來(lái)截留污水中較粗大漂浮物和懸浮物。為減少勞動(dòng)量和有害氣體對(duì)人體的危害，本設(shè)計(jì)中不采用人工排渣，而采用機(jī)械排渣。調(diào)節(jié)池可對(duì)污水的水質(zhì)、水量、pH值、水溫進(jìn)行調(diào)節(jié)，還可以用作事故排水池，考慮到后續(xù)的除油器的最大除油能力為5000mg/L,而污水的含油比較高，因此采用另設(shè)一貯存河流水、雨水等的貯水池，與調(diào)節(jié)池的出水聯(lián)動(dòng)，使污水與清水按1：1稀釋，來(lái)達(dá)到除油器的除油要求。油類的初步去除采用自然除油，其設(shè)備有自然除油罐和平流隔油池。而立式除油罐具有較大的池深，不僅可以提高除油效率，而且是實(shí)現(xiàn)含油污水處理重力流程所必須的，既可節(jié)省工程投資及運(yùn)行費(fèi)，降低水處理成本，同時(shí)又可以提高水處理效率。立式除油罐結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，造價(jià)較低，除油效率高，在含油污水的處理中得到了廣泛的應(yīng)用。根據(jù)以上立式除油罐的優(yōu)點(diǎn)，本設(shè)計(jì)中采用立式除油罐。往復(fù)式隔板反應(yīng)池，它是在一個(gè)矩形水池內(nèi)設(shè)置許多隔板，水流沿兩隔板之間的廊道往復(fù)前進(jìn)。隔板間距自進(jìn)水端至出水端逐漸增加，從而使水流速度逐漸減小，以避免逐漸增大的絮體在水流下破碎。通過(guò)水流在廊道間往返流動(dòng)，造成顆粒碰撞聚集，水流的能量消耗來(lái)自反應(yīng)池內(nèi)的水位差。氣浮就是利用高度分散的細(xì)小氣泡黏附存在于廢水中的非溶解性（疏水性）雜質(zhì)一起浮出水面，即對(duì)于相對(duì)密度接近于1或等于1的顆粒使它表面能黏附上大量細(xì)小的空氣泡，降低其密度，增大其粒徑，使其迅速浮起來(lái)形成浮渣，從而達(dá)到回收廢水中的有用物質(zhì)或使廢水得到凈化的一種固液分離技術(shù)。與自然沉降法相比，氣浮法有以下特點(diǎn)：由于氣浮法的表面負(fù)荷有可能高達(dá)12m3/m2·h，水在池中停留時(shí)間只需10-20min,而且池深只需2m氣浮池具有預(yù)曝氣作用，出水和浮渣都含有一定量的氧，有利于后續(xù)處理或再利用，泥渣不易腐化。對(duì)那些很難用沉降法處理的含油污水，氣浮法處理效率高，出水水質(zhì)好。氣浮法的缺點(diǎn)是電耗較大，處理每噸污水要比沉淀法多耗電約0.02-0.04kW·h。曝氣池按曝氣方式的不同，分為鼓風(fēng)曝氣、射流式曝氣和葉輪表曝。射流式曝氣利用水泵打入的泥、水混合液的高速水流，吸入大量空氣，由于氣、泥、水混合液在喉管強(qiáng)烈混合攪動(dòng)，使氣泡粉碎，繼而在擴(kuò)散管動(dòng)能變?yōu)閴耗?，提高了溶解度。氧的轉(zhuǎn)移效率可達(dá)20%-25%以上。沉淀池按池內(nèi)水流方向不同分為平流式、豎流式及輻流式三種。輻流式沉淀池?fù)碛袡C(jī)械排泥，運(yùn)行較好；排泥設(shè)備有定型產(chǎn)品等優(yōu)點(diǎn)。因此，本設(shè)計(jì)中采用了輻流式沉淀池?？紤]到油類污染物的處理可能達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)值(可以用MFA-450型紅外測(cè)油儀)[4]，因此，在處理工藝的最后加一道過(guò)濾工藝，以達(dá)到油類污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)以上內(nèi)容，確定的軋鋼廢水處理工藝如下：貯水池貯水池泥漿泵除油器沉淀池曝氣池氣浮池隔板反應(yīng)器脫水機(jī)過(guò)濾污泥濃縮池泥餅外運(yùn)外排污水污泥回流泥浮池調(diào)節(jié)池泵房細(xì)格柵圖2-2：軋鋼廢水處理工藝流程圖第三章設(shè)計(jì)說(shuō)明書3.1泵房 污水進(jìn)水泵房由格柵間、泵房組成（泵房配電間設(shè)于離泵房不遠(yuǎn)的地方，具體布置見(jiàn)污水廠總體平面布置圖，另外廠內(nèi)設(shè)有集中變配電間、中控室），采用半地下室鋼盤砼結(jié)構(gòu)。 泵房采用立式雜質(zhì)污水泵抽升污水，泵房?jī)?nèi)設(shè)三臺(tái)型號(hào)為2PW的立式污水泵，兩用一備。單泵流量為36-72m3/h,揚(yáng)程為9-11.5m,轉(zhuǎn)速1440r/min，電機(jī)功率4kW，軸功率2.0-2.7kW,效率56-65%，吸上真空高度7-7.5m。[ 每臺(tái)泵出水管上設(shè)微阻緩閉止回閥，起吊設(shè)備采用電動(dòng)單梁起重機(jī)，最大超重重量為2t。 機(jī)組布置：采用單行順序布置，便于吸壓管路直進(jìn)直出布置，減少水頭損失，同時(shí)也可簡(jiǎn)化起吊設(shè)備。 基礎(chǔ)尺寸確定：水泵基礎(chǔ)長(zhǎng)L=底座長(zhǎng)L′+(0.15-0.20)=0.9+1.0+0.2=2.1m左右；基礎(chǔ)寬B=b+（0.15+0.2）=0.8+0.2=1.0m 泵房尺寸確定：基礎(chǔ)間間距取1.2m,基礎(chǔ)與墻壁間距取1.0m,另設(shè)一塊檢修場(chǎng)地長(zhǎng)4.0m,寬3.0m，并考慮到配電間、管路等。 平面尺寸：長(zhǎng)×寬=10.60×7.40米，地下埋深6.3米。3.2格柵格柵前的的渠道應(yīng)有5m以上的直管道，其流速為0.4-0.9m/s，以保證流過(guò)柵條的流速為0.6-1.0m/s。其最大流量為：Qmax=kQ （3-1）式中：Qmax----污水最大處理量,m3/d；Q----污水處理量，m3/d,本設(shè)計(jì)中為1000m3k----日變化系數(shù),可由給水量實(shí)際統(tǒng)計(jì)資料推求，在無(wú)資料時(shí)，可采用1.25-1.43，此設(shè)計(jì)中取變化系數(shù)1.3。Qmax=kQ=1.3×1000=1300m3/d=54.167m3/h渠道面積為：S=Qmax/v （3-2）式中：S----渠道面積，m2；Qmax----污水最大處理量,m3/s；v----污水流過(guò)柵條的流速，m/s，一般為0.6-1.0m/s,本設(shè)計(jì)中取v=0.8m/s。S=Qmax/v=0.0150/0.8=0.0188m格柵的間隙數(shù)量n可由下式?jīng)Q定： （3-3）式中：n----格柵間隙數(shù),個(gè)；Qmax----最大污水處理量,m3/s；α----格柵安裝傾角,人工清渣時(shí)，格柵安裝角度一般與水平面成30-60°，機(jī)械清渣時(shí)，除轉(zhuǎn)鼓式機(jī)械格柵除污機(jī)外，其作安裝傾角一般為60-90°。本設(shè)計(jì)中采用機(jī)械格柵除污機(jī)，取60°[6]；b----柵條凈間隙，m，細(xì)格柵柵條間隙一般采用0.0015-0.01mm,本設(shè)計(jì)中取h----柵前水深，m,要求不太淺也不超過(guò)柵前最大水深，取0.2m;v----污水流過(guò)柵條的流速，m/s。，取18個(gè)。校核格柵槽總寬度B:B=d(n-1)+bn （3-4）式中：B----格柵槽總寬度，m;d----柵條寬度，m,機(jī)械清除時(shí)為16-25mm,人工清除時(shí)為25-40mm,特殊情況下最大柵條間隙可采用100mm。本設(shè)計(jì)采用機(jī)械除渣，取0.020n----格柵間隙數(shù)，個(gè)；b----柵條凈間隙，m。B=d(n-1)+bn=0.02×（18-1）+0.005*18=0.43根據(jù)以上數(shù)據(jù)，在本設(shè)計(jì)中選用的是兩臺(tái)DS600*1000型機(jī)械格柵機(jī)[7]，一用一備。DS型機(jī)械格柵機(jī)是一種最簡(jiǎn)單的截污設(shè)備，由固定柵條、鏈條帶動(dòng)數(shù)排不斷回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的耙齒及電動(dòng)減速機(jī)組成。置于廢水流程的明渠或污水處理站入水口，用于截留廢水中較大顆粒的懸浮物，防止其后的處理構(gòu)筑物的管路及水泵堵塞。當(dāng)DS型機(jī)械格柵機(jī)運(yùn)行時(shí)，格柵底部被污水淹沒(méi)。污水流過(guò)格柵時(shí)，污水中的較大懸浮物及漂浮物被截留在格柵下部。雜物通過(guò)回轉(zhuǎn)的耙齒沿柵條上升，翻越格柵頂部，輸送到格柵后側(cè)的不銹鋼渣斗內(nèi)。DS型機(jī)械格柵機(jī)整臺(tái)設(shè)備為不銹鋼制作，耐腐蝕，使用壽命長(zhǎng)；彈性耙齒可防止因柵條錯(cuò)位，而發(fā)生的耙齒與柵條碰撞的問(wèn)題。DS600*1000型機(jī)械格柵機(jī)的設(shè)備規(guī)格：表3-1：DS600*1000型機(jī)械格柵機(jī)規(guī)格型號(hào)最大溝深H/mm柵前最大水深/mm最大流量/(m3/h)DS600*1000≤1000350100功率/KW耙齒速度/(m/min)格柵傾角/°柵條間距/mm0.372.0605外形尺寸如下： 表3-2：DS600*1000型機(jī)械格柵機(jī)外形尺寸H/mmH1/mmH2/mmB/mmB1/mmL/mmL1/mmL2/mm150010005006005201480750700圖3-1型機(jī)械格柵及格柵布置示意圖3.3調(diào)節(jié)池取調(diào)節(jié)池有效水深為2.1m，調(diào)節(jié)池出水為提升泵按平均流量提升，采用方形調(diào)節(jié)池。調(diào)節(jié)池容積：V=Qmaxt （3-5）式中：V----調(diào)節(jié)池容積，m3;Qmax----污水最大流量，m3/h;t----儲(chǔ)存污水時(shí)間，h,取8小時(shí)的貯量。V=Qmaxt=54.167×8=433.336采用方形調(diào)節(jié)池，則池表面積為：A=V/h （3-6）式中：A----調(diào)節(jié)池表面積，m2;V----調(diào)節(jié)池容積，m3;h----調(diào)節(jié)池污水高度，m,取2.1m。A=V/h=433.336/2.1=206.350則L=B=14.365m取14.5m，調(diào)節(jié)池超高0.3m,則調(diào)節(jié)池高度H=2.1+0.3=2.4m。池上設(shè)有一臺(tái)自動(dòng)式刮油行車，在池的終端設(shè)有帶式撇油機(jī)和污泥斗。行車刮板向上時(shí)，把油刮向帶式撇油機(jī)，撇除表面浮油；刮板向下時(shí)放至池底，把沉積于池底的泥渣刮到污泥中，然后由可調(diào)偏心螺桿泵將污泥抽到濃縮池中進(jìn)行濃縮處理。在池底設(shè)集水坑，水池底以i=0.01坡度坡向。為防止懸浮物的沉積和使水質(zhì)均勻，可采用專用攪拌設(shè)備進(jìn)行攪拌。根據(jù)調(diào)節(jié)池的有效率，攪拌功率一般按1m3污水4~8W標(biāo)配攪拌設(shè)備，該工程取5W。則調(diào)節(jié)池配潛水?dāng)嚢铏C(jī)的總功率為433.336×5=2166.68W。取兩臺(tái)2.2kW的潛水?dāng)嚢铏C(jī)，安裝在調(diào)節(jié)池進(jìn)水端，一備一用。利用兩臺(tái)2PW的立式污水泵，抽取距調(diào)節(jié)池底1.1-1.5m處的乳化液廢水進(jìn)入下一個(gè)處理單元，2PW的立式污水泵規(guī)格單泵流量為36-72m3/h,揚(yáng)程為9-11.5m,轉(zhuǎn)速1440r/min，電機(jī)功率4kW，軸功率2.0-2.7kW,效率56-65%，吸上真空高度7-7.5m。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)可知，調(diào)節(jié)池刮油設(shè)施的BOD、COD的去除率為20%左右，所以其出水的水質(zhì)為：表3-3：調(diào)節(jié)池出水水質(zhì)指標(biāo)污水水量pH值CODcr（mg/L）BOD5（mg/L）石油類（mg/L）1000m39-13124007129800另外設(shè)同調(diào)節(jié)池一樣大小的貯水池，貯存雨水或者抽取河流水、自來(lái)水，采用貯存水與廢水按1：1稀釋混合，利用BL型直聯(lián)式離心清水泵打入下一處理單元。BL型直聯(lián)式離心清水泵規(guī)格為：揚(yáng)程范圍8.8-62m,流量范圍4.5-120m3/h,電機(jī)功率1.5-18.5kW,介質(zhì)最高溫度80°C。稀釋后的水質(zhì)指標(biāo)為：表3-4：稀釋后廢水的水質(zhì)指標(biāo)污水水量pH值CODcr（mg/L）BOD5（mg/L）石油類（mg/L）2000m37.3-11.3620035649003.4除油器 本設(shè)計(jì)采用立式除油罐來(lái)初步去除廢水中的油類。 1．立式除油罐的設(shè)計(jì)水量由下式計(jì)算：Qmax′=2kQ （3-7）Qs=Qmax′/n （3-8） 式中： Qmax′----稀釋后污水最大處理量,m3/s；k----日變化系數(shù),可由給水量實(shí)際統(tǒng)計(jì)資料推求，在無(wú)資料時(shí)，可采用1.25-1.43，此設(shè)計(jì)中取變化系數(shù)1.3。Q----污水處理量，m3/d,本設(shè)計(jì)中為1000m3Qs----立式除油罐的設(shè)計(jì)水量，m3/h；n----同時(shí)運(yùn)行的除油罐座數(shù)，n≧2,設(shè)計(jì)主要由2座除油罐來(lái)除油，所以n=2。 Qmax′=2kQ=2×1.3×1000/24=108.333m3 Qs=Qmax′/n=108.333/2=54.167m3 2．校核水量及計(jì)算 含油污水處理站在設(shè)計(jì)時(shí)，由于考慮到檢修的需要，除油罐的設(shè)計(jì)一般不少于2座。當(dāng)其中一座除油罐停止運(yùn)行時(shí)，其余運(yùn)行的每座除油罐實(shí)際負(fù)擔(dān)的水量即為校核水量。校核水量也是除油罐的最大運(yùn)行水量，校核水量由下式計(jì)算：Qx=npQs/(n-1) （3-9） 式中： Qx----校核水量，m3/h； n----同時(shí)運(yùn)行的除油罐座數(shù)，n≧2,設(shè)計(jì)主要由2座除油罐來(lái)除油，所以n=2; p----一座除油罐停止運(yùn)行后，其余運(yùn)行的除油罐實(shí)際負(fù)擔(dān)的水量占全部水量的百分?jǐn)?shù)。如部分水量調(diào)往其他污水站處理或外排時(shí)，p<1；當(dāng)污水不能外調(diào)或外排時(shí)，p=1。此設(shè)計(jì)中污水自行處理，不再調(diào)往其它地方處理;Qs----立式除油罐的設(shè)計(jì)水量，m3/h。Qx=npQs/(n-1)=2×1×54.167/(2-1)=108.333m3 利用校核水量進(jìn)行計(jì)算，可以確定：溢流管底或溢流堰頂?shù)陌惭b高度及罐內(nèi)設(shè)計(jì)油層厚度。當(dāng)除油罐通過(guò)此水量時(shí)，罐內(nèi)油層厚度不得小于安全厚度，以防止此時(shí)油槽收水。 3．最小運(yùn)行水量及確定 含油污水量隨著采出原油含水率的不斷上升而不斷增大。含油污水處理站建成投入運(yùn)行時(shí)，除油罐實(shí)際運(yùn)行水量，即為其最小運(yùn)行水量。引入最小運(yùn)行水量的目的在于確定：隨處理水量的自然遞增，可調(diào)堰的最大調(diào)節(jié)范圍；或固定堰出水時(shí)，罐內(nèi)的最大油層厚度。 除油罐最小運(yùn)行水量的確定原則：維持除油罐冬季的正常運(yùn)行，不至于因水溫的降低而給自動(dòng)吸油造成困難。 除油罐最小運(yùn)行水量由下面經(jīng)驗(yàn)確定。Qd=(0.3-0.4)Qs （3-10） 式中：Qd----除油罐最小運(yùn)行水量，m3/h；0.3-0.4----經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，最小時(shí)取0.3；Qs----立式除油罐的設(shè)計(jì)水量，m3/h。Qd=0.3Qs=0.3×54.167=16.250m3 4．立式除油罐的水平截面積計(jì)算S=S1+S2 （3-11）S1=Qs/(3.6v下) （3-12）式中： S----水平截面積，m2； S1----有效水平截面積，m2；S2----旋流反應(yīng)筒水平截面積，m2，其值在旋流反應(yīng)筒未確定前可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)先行假定，自然除油罐S2為0;Qs----立式除油罐的設(shè)計(jì)水量，m3/h v下----除油罐中的下降流速，mm/s,自然除油時(shí)，v下=0.5-0.8mm/s；混凝除油時(shí)，v下=1.0-1.6mm/s;本設(shè)計(jì)中為自然除油，取v下=0.6mm/s。 S1=Qs/(3.6v下)=54.167/(3.6×0.6)=2S=S1+S2=25.077按上式求得S后，即可求出立式除油罐的直徑。D= （3-13） 式中： S----水平截面積，m2；D----除油罐直徑，m； 3.14----圓周率。 D==5.652m,取6 5.立式除油罐的高程布置 立式除油罐的高程布置是除油罐設(shè)計(jì)中十分重要的環(huán)節(jié)，罐中各部分之間的高程關(guān)系取決于它們之間的水力平衡關(guān)系。配水、集水管路的高程布置必須和整個(gè)罐內(nèi)的高程布置統(tǒng)一考慮，并嚴(yán)格按水力學(xué)原理進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。 在進(jìn)行高程布置時(shí)，由于各部分之間的關(guān)系錯(cuò)綜復(fù)雜，為設(shè)計(jì)計(jì)算上的方便，取通過(guò)集油槽上緣的平面為基準(zhǔn)圖，并且假設(shè)：罐內(nèi)保護(hù)高（安全超高）H1=0.5-0.8m；罐內(nèi)設(shè)計(jì)油層厚度h1s=1.50-2.00m，取h1s=1.80m；管式出水時(shí)水平管底堰式出水時(shí)堰頂與O-O面距離h4=0.4-0.6m,油層底部距配水頂部的距離取H3=0.5m;集水頭底面與斜板組底面之間的距離，亦即斜板組高取H4=0.5m;斜板組底面距罐底的距離取H5=1.0m;在配水管各管段管徑確定后，即可根據(jù)各彎頭半徑、四通管等尺寸累加得出,取配水干管管中心與配水頭頂面距離H6=0.5m。在基準(zhǔn)面確定后，配水、集水管及罐內(nèi)其它各部分的安裝高度由下式計(jì)算：H配=h1s+H3+H6 （3-14）式中：H配----配水干管管中心安裝高度，m;h1s----罐內(nèi)設(shè)計(jì)油層厚，m;H3----油層底部距配水頂部的距離，m;H6----配水干管管中心與配水頭頂面距離，m。H配=h1s+H3+H6=1.8+0.5+0.5=2.8m集水管路的安裝高度，由圖可知，集水干管中心安裝高度由下式計(jì)算：H集=H0-(H4-H5-H6) （3-15）H0=Qst/S （3-16）式中：H集----集水干管中安裝高度，m；H0----O-O面與罐底距離，m;H4----集水頭底面與斜板組底面之間的距離，亦即斜板組高，m,取0.5m;H5----斜板組底面距罐底的距離，m,取1.0m;H6----配水干管管中心與配水頭頂面距離,m;Qs----立式除油罐的設(shè)計(jì)水量，m3/h;t----有效停留時(shí)間，h,一般取2.5小時(shí)。H0=Qst/S=54.167×2.5/25.077=5.400mH集=H0-(H4+H5+H6)=5.4-(0.5+1.0+0.5)=3.4集水總干管水平段安裝高度，采用管式出水方式時(shí)，集水總干管水平管段的安裝高度由下式計(jì)算：H集總=h4=0.5mH集總----集水總干管水平管底（管式出水）的安裝高度，m；H4----集水頭底面與斜板組底面之間的距離，亦即斜板組高，m,取0.5m; 圖3-2：除油罐高程布置示意圖在油類小于5000mg/L的廢水中，油類污染物的去除率可達(dá)95%。立式除油罐處理后水質(zhì)如下：表3-5：除油罐處理后水質(zhì)指標(biāo)污水水量pH值CODcr（mg/L）BOD5（mg/L）石油類（mg/L）2000m37.3-11.315453562453.5隔板反應(yīng)池 池?cái)?shù)一般不少于兩座，反應(yīng)時(shí)間為20~30min,色度高、難沉淀的細(xì)顆粒較多時(shí)宜采用高值；池內(nèi)流速就按高速設(shè)計(jì)，進(jìn)口流速一般為0.5-0.6m/s,出口流速一般為0.2-0.3m/s,通常有改變隔板的間距達(dá)到改變流速的要求；隔板凈間距應(yīng)大于0.5m，小型反應(yīng)池采用活動(dòng)隔板時(shí)可適當(dāng)減小間距，進(jìn)水管口應(yīng)設(shè)擋板以避免水流直沖隔板；反應(yīng)池超高一般取0.3m；隔板轉(zhuǎn)變處的過(guò)水?dāng)嗝婷娣e應(yīng)為廊道斷面面積的1.2-1.5倍；池底坡向排泥口的坡度一般取2%-3%,排泥管直徑不小于150mm。 隔板反應(yīng)池的液面高為：h= （3-17） 式中： h----隔板池液面高度，m;Qmax′----稀釋后污水最大處理量,m3/s； v----隔板反應(yīng)池中污水流速，m/s,進(jìn)口流速一般為0.5-0.6m/s,出口流速一般為0.2-0.3m/s,本設(shè)計(jì)中取平均流速0.4m/s; b----隔板反應(yīng)池池寬，m,設(shè)計(jì)中取0.5m。h==0.150進(jìn)口流速取0.5m/s,則進(jìn)水管徑為：D1=，取0.30m。出口流速取0.25m/s,則進(jìn)水管徑為：D2=，取0.40m。反應(yīng)池超高0.3m,則取隔板反應(yīng)池的高度H為0.45m,隔板的厚度取0.05m。另設(shè)一加藥間，采用BS系列定量加藥設(shè)備。BS系列加藥設(shè)備同貯槽、定量泵、攪拌器組成，適用于各種防腐、防垢劑、殺菌滅藻劑、絮凝劑、分散劑等水處理藥劑的，也可以用于酸、堿液等其它藥劑的投加?；A(chǔ)尺寸2.4×1.86×2.4mm,另設(shè)一定的貯藥空間，則加藥間的尺寸定為5.0×4.0×3.0m。破乳劑[7]采用堿式氯化鋁。 圖3-3：隔板反應(yīng)池簡(jiǎn)圖3.6氣浮池1.氣浮池設(shè)計(jì)參數(shù)污水回流量取稀釋后污水量的一半，即QR=0.5×2Qmax=1300m3/d;浮選劑和廢水的接觸混合時(shí)間取T2=5min;浮選分離時(shí)間Ta=38min;浮選池的上升流速v取1.6mm/s。2.氣浮池設(shè)計(jì)[8]混合段的容積V2= （3-18）式中：Qmax′----稀釋后污水最大處理量,m3/s；QR----污水回流量,m3/d；T2----浮選劑和廢水的接觸混合時(shí)間，min。V2==13.542m3浮選分離段的容積：V3= （3-19）式中：V3----浮選分離段容積，m3;Qmax′----稀釋后污水最大處理量,m3/s；QR----污水回流量,m3/d；Ta----浮選分離時(shí)間，min。V3==102.917m3浮選池的有效容積：V=V2+V3=13.542+102.917=116.459m分離面積F:F= （3-20）式中：Qmax′----稀釋后污水最大處理量,m3/s；QR----污水回流量,m3/d；v----浮選池的上升流速,mm/s。F==28.212取浮選池寬B=4m,水深H=3.5m,超高0.3m,取高為3.8m,池長(zhǎng)L為：L==8.319m,取8.5m。復(fù)合表面積：BL=4×8.5=34m2出水管Dg150mm的穿孔管小孔流速v1=1m/s。小孔總面積S為：S= （3-21）式中：S----小孔總面積，m;Qmax′----稀釋后污水最大處理量,m3/s；QR----污水回流量,m3/d；v1----出水管穿孔管小孔流速,m/s。S=m2設(shè)小孔直徑D1=15mm,則孔數(shù)n為：n= （3-22）式中：S----小孔總面積，m;D1----小孔直徑，mm。n===256孔口向下，與水平夾角45°，兩排交錯(cuò)排列。池底坡降取i=0.05，坡向排泥孔，排泥管采用Dg200mm兩根。3.溶氣罐的計(jì)算罐容積與直徑。溶氣罐常量QR=1300m3/d=54.167m3/h,設(shè)計(jì)罐內(nèi)停留時(shí)間T1=10min,則溶氣罐容積為：V1= （3-23）式中：V1----溶氣罐容積，m3;QR----污水回流量,m3/d；T1----罐內(nèi)停留時(shí)間，min。V1==4.空氣量的計(jì)算：溶解壓力1.0kgf/cm2,最高水溫不超過(guò)40°C,按亨利定律，在40°C水中的飽和空氣量為：V=KTP （3-24）式中：V----單位平方米所需空氣量，L/m2;KT----溶解系數(shù)，40°C水中取P----空氣所受絕對(duì)壓力，kgf/cm2。V=KTP=13.174×1=13.174L所需空氣量按過(guò)量的30%設(shè)計(jì)，以留有余地：G氣=VQR(1+30%) （3-25）式中：G氣----所需空氣量，m3/min；V----單位平方米所需空氣量，L/m2;QR----污水回流量,m3/h。G氣=VQR(1+30%)=13.147×54.167×1.3=935.774本設(shè)計(jì)中選用QF型組合式氣浮裝置。QF型組合式氣浮裝置主要由氣浮箱、溶氣系統(tǒng)、撇渣機(jī)等組成。處理水進(jìn)入氣浮箱后，溶氣系統(tǒng)將大量空氣送入水中，形成溶氣水。產(chǎn)生大量微細(xì)氣泡粘附于經(jīng)混凝反應(yīng)后被處理水中的“礬花”上，使絮體上浮，迅速去除，從而達(dá)到除去水中的懸浮物，凈化水質(zhì)的目的。 QF型組合式氣浮裝置固液分離速度快，占地面積小，操作簡(jiǎn)便可靠?？捎糜跓捰?、造紙、印染、電鍍、金屬加工、食品等行業(yè)的水質(zhì)處理。 去除率：乳化油類:90%；BOD:70%;COD:≥80%;SS:90%;刮出油渣含水率≤95%。處理水量：5-100m3/h進(jìn)水泵揚(yáng)程：部分溶氣工藝H≥10m;全溶氣工藝H≥40-50m溶氣泵揚(yáng)程：△H=30-50m本設(shè)計(jì)采用兩臺(tái)QF型組合式氣浮裝置。 配套空壓機(jī)采用ES10012,排氣量0.8m3/min,工作壓力1.2Mpa,電機(jī)功率7.5kW,外形尺寸：1730×700×1200mm,空壓機(jī)房尺寸定為：4000×3000×3200mm取QF型組合式高效氣浮裝置的設(shè)備規(guī)格如下：表3-6：QF型組合式高效氣浮裝置規(guī)格處理水量m3/ha/mmb/mmc/mmd/mmH/mm608000280032001804600h/mmD/mme/mm直徑出水口/mm進(jìn)水口/mm排渣口/mm308039006600250150125圖3-4：QF型組合式高效氣浮裝置結(jié)構(gòu)示意圖 處理后的污水水質(zhì)指標(biāo)：表3-7：除油罐處理后廢水水質(zhì)指標(biāo)污水水量pH值CODcr（mg/L）BOD5（mg/L）石油類（mg/L）2000m37.3-11.3495.2106.819.63.7曝氣池 1.設(shè)計(jì)參數(shù) 曝氣池進(jìn)水BOD5濃度為L(zhǎng)1=106.8mg/L,出水BOD5濃度L2=20mg/L,進(jìn)水流量Qmax′=2600m3/d,污泥負(fù)荷Fw=0.4kgBOD5/(kgMLSS·d),混合液揮發(fā)性懸浮液濃度X=3g2.驗(yàn)算污泥指數(shù)SI為：SI= （3-26）式中： SI----污泥指數(shù)； r----污泥回流比； X----混合液揮發(fā)性懸浮液濃度，mg/L。 SI==150 符合SI值取50-150的范圍取值。 曝氣池有效容積V:V= （3-27）式中： V----曝氣池有效容積，m3; L1----進(jìn)水BOD5濃度，mg/L; Qmax′----稀釋后污水最大處理量,m3/d； Fw----污泥負(fù)荷，kgBOD5/(kgMLSS·d); X----混合液揮發(fā)性懸浮液濃度，g/L。 V=m3設(shè)池深3m,每組曝氣池有效面積A為：A= （3-28） 式中： A----曝氣池有效面積，m2; V----曝氣池有效容積，m3; n----所取曝氣池座數(shù)，座； H1----曝氣池水深，m。 A= 考慮到池內(nèi)要設(shè)置導(dǎo)流墻等因素，取池內(nèi)實(shí)際面積A′=80m2，池長(zhǎng)L=10m,池寬B=8m,超高取0. H=H1+0.5=3. 池型采用尤魯塞爾型，圖見(jiàn)曝氣池單體圖紙。 3.水力停留時(shí)間tmtm= （3-29）Ts= （3-30）式中：tm----水力停留時(shí)間，d;V----曝氣池有效容積，m3; Qmax′----稀釋后污水最大處理量,m3/d； ts----實(shí)際停留時(shí)間,d。tm= 考慮回流的影響，實(shí)際停留時(shí)間ts為： Ts= 4.污泥產(chǎn)量。設(shè)污泥增殖系數(shù)a=0.6,污泥自身氧化率b=0.08d-1，則系統(tǒng)每日排除剩余污泥量：Y=aQmax`LY-bVX （3-31） 式中： Y----系統(tǒng)每日排除剩余污泥量，kg/d;a----污泥增殖系數(shù); Qmax′----稀釋后污水最大處理量,m3/d；LY----去除的BOD5量，g/L;b----污泥自身氧化率,d-1;V----曝氣池有效容積，m3;X----混合液揮發(fā)性懸浮液濃度，g/L。 Y=aQmax`LY-bVX=0.6×2600×(0.1068-0.02)-0.08×231.4×3=79.872kg/d 去除每kgBOD5的產(chǎn)泥量：Xw=a- （3-32） 式中： Xw----去除每kgBOD5的產(chǎn)泥量，kg/kgBOD5;a----污泥增殖系數(shù);b----污泥自身氧化率,d-1; Fw----污泥負(fù)荷，kgBOD5/(kgMLSS·d)。 Xw=a-=0.6-=0.4kg/kgBOD5 泥齡tw：tw= （3-33）式中：tw----泥齡,d;a----污泥增殖系數(shù);Fw----污泥負(fù)荷，kgBOD5/(kgMLSS·d);b----污泥自身氧化率,d-1。tw=d沉淀池底剩余污泥排泥量為：q= （3-34）式中：q----排泥量，m3/d;V----曝氣池有效容積，m3;r----污泥回流比；tw----泥齡,d;q= 5.需氧量 曝氣池每日需氧量O為：O=AQmax′LY+BVX （3-35） 式中： O----曝氣池每日需氧量,m3/d;A----有機(jī)物中用于產(chǎn)生能量的比值，對(duì)于生活污水或性質(zhì)相近的工業(yè)廢水，如有機(jī)物以BOD5表示，污泥以MLVSS表示，一般取A=0.42-0.53，本設(shè)計(jì)中取0.5;Qmax′----稀釋后污水最大處理量,m3/d；LY----去除的BOD5量，g/L;B----污泥自身氧化率，d-1,對(duì)于生活廢水或性質(zhì)相近的工業(yè)廢水，B=0.11-0.188d-1，本設(shè)計(jì)中取0.14；V----曝氣池有效容積，m3;X----混合液揮發(fā)性懸浮液濃度，g/L。 O=AQmax′LY+BVX=0.5×2600×0.0868+0.14×231.4×3=210.028kgO2/d 6.水力噴射曝氣器設(shè)計(jì) 本曝氣池采用自吸式水力噴射曝氣器曝氣。水力噴射器沒(méi)有負(fù)壓室，而是利用射流推動(dòng)其前方空氣流動(dòng)的同時(shí)，帶動(dòng)周邊的空氣卷入水中，并利用其動(dòng)能攪拌使空氣在水中形成氣泡，另一方面，射流從噴嘴出后在一定空間中擴(kuò)散，形成霧滴，在運(yùn)行過(guò)程中與空氣進(jìn)行質(zhì)量傳遞，增加溶氧。 射流噴射器吸入空氣的量，△Q與噴嘴距水面的距離X成正比，可用下式表示： （3-36） 式中： △Q----吸入空氣的量，m3/d; Q----射流噴出的流量，m3/d; K----射流吸入系數(shù),kg·h2/m3，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)測(cè)得K=0.0174kg·h2/m3; X----噴嘴口距水面垂直距離，m,取X=0.25m;r----噴嘴口徑，m。 由上式可知，射流的流量越大，噴嘴的口徑越小，吸入的氣量也越大，但此時(shí)動(dòng)力消耗也將增加。 設(shè)每個(gè)噴嘴的工作流量Q1=7.67m3/h,則每個(gè)噴嘴吸氣量△ △Q=K=4.167m3/d 設(shè)噴嘴效率η=16%，空氣中氧含量y=21%，則每個(gè)噴嘴吸進(jìn)氧氣量為： △Q′=△Qηy=4.167×0.16×0.21=0.14m3曝氣池需氧量為： O′=210.028m3/d=8.751m 所以曝氣池所需噴嘴n′為： n′=O′/△Q′=8.751/0.14=62.508，取63個(gè) 總噴射水量為： Q′=63×7.67=483.21m3 7.循環(huán)泵的選擇 循環(huán)水量Q″為： Q″=483.21×24/2600=4.460倍 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，揚(yáng)程在8m左右，故選用4臺(tái)4PW混流泵，每臺(tái)流量20-33m3/h,揚(yáng)程10.5-12m 8.污泥回流泵 污泥回流量Qr為： Qr=Qmax′r=2600×0.6=1560m3/d=65m系統(tǒng)性能表示，BOD5降解率為95-98%,COD降解率90-95%。采用2PW污泥回流泵。其規(guī)格為單泵流量為36-72m3/h,揚(yáng)程為9-11.5m,轉(zhuǎn)速1440r/min，電機(jī)功率4kW，軸功率2.0-2.7kW,效率56-65%，吸上真空高度7-7.5m。[9]處理后廢水水質(zhì)為：表3-8：沉淀池處理后水質(zhì)指標(biāo)污水水量pH值CODcr（mg/L）BOD5（mg/L）石油類（mg/L）20