某含油污水處理廠設(shè)計水污染控制工程課程設(shè)計

17/18沈陽化工大學(xué)《水污染控制工程》課程設(shè)計題目:含油污水處理課程設(shè)計院系:環(huán)境與安全工程學(xué)院專業(yè)：環(huán)境工程班級:學(xué)生姓名:指導(dǎo)教師:2０13年9月11日目錄TOC\ｏ＂1—3＂\h\u目錄?PAGEREF＿Toc２10４31一概述 PAGＥREＦ_Toc14939２1.1設(shè)計背景 PＡGERＥＦ_Toc315２8２1。2設(shè)計資料與依據(jù) PAGERＥＦ_Toc3248621。2.1設(shè)計資料?PAGEＲEＦ_Tｏc193０９2１。3設(shè)計內(nèi)容 PAGＥREF_Toc819７3１。3．1設(shè)計任務(wù)?PAGERＥF_Tｏc２85２３31。3．２繪圖要求?ＰＡＧEＲEＦ_Ｔｏc２6２6９3二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 ０76１32。２污水處理方案的確定 ＰAGＥＲEＦ_Toc６4474三污水處理系統(tǒng)3.1調(diào)節(jié)池 PAGEＲEＦ_Toｃ16９4553。1．１設(shè)計說明 PAＧＥREＦ_Toc152９053.1.2設(shè)計參數(shù) ＰAGEREＦ_Toc１０6545３．1。3設(shè)計計算 PAGERＥＦ＿Toc２６597６３。２隔油池 PAGEREF_Ｔoc381863。2．1設(shè)計說明 PAGEＲＥＦ_Tｏｃ182４２63.2.2設(shè)計參數(shù)?PAGEＲEF_Toc２3８5763。2。3設(shè)計計算?ＰＡＧEREF_Toc1８66873．２.４隔油池排泥設(shè)計?PAGEＲEF_Toc３2２09７3．２。５處理效果 PAGEＲEF_Tｏc１351883.3配水井 PAGEREF＿Ｔｏc5３8０８3。4氣浮池?PAＧEREＦ_Toc46８483．４.1設(shè)計說明?PAGERＥF_Toｃ3082３８３．4．2設(shè)計參數(shù)?PAGＥＲEF_Toc177１３９3.4。3設(shè)計計算： PAGＥREF_Ｔoc2２１９2103。４。4上浮液渣排除設(shè)備?PAGEＲEＦ_Toc６92412３。4.5排污裝置 PAGＥREF_Toc544123.5Ａ／Ｏ池設(shè)計 PAＧERＥF_Tｏc5211123.5.1設(shè)計說明 PＡGEＲEF＿Ｔoc7０2712３.５.2設(shè)計參數(shù)及規(guī)定（見表3－１） PＡＧERＥF_Toc20５4１１3３．5.3設(shè)計計算?13３.６二沉池的設(shè)計 ＰAＧERＥF＿Toc３0３34173.6.１設(shè)計說明 １8635１7參考文獻(xiàn)一概述1。1設(shè)計背景一般情況下，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1０0μｍ,以連續(xù)相的形式漂浮于水面,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，靜置一段時間后通常變成浮化油,油滴的粒經(jīng)一般介于10~1０0μm之間;(３）乳化油，當(dāng)污水中含有某種表面活性劑時或油水混合物經(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0.１μm。由于油品在水中的溶解度很?。s為５~51ｍg/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散；水體中由于溶解氧減少，藻類進行的光合作用受到限制；影響水生生物的正常生長,使水生動植物有油味或毒性，甚至使水體變臭，破壞水資源的利用價值;如果牲畜飲了含油污水,通常會感染致命的食道??；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，使果實有油味,或使土壤不能正常進行新陳代謝和微生物新陳代謝，嚴(yán)重時會造成農(nóng)作物減產(chǎn)或死亡。另外,由于溢油的漂移和擴散，會荒廢海灘和海濱旅游區(qū)，造成極大的環(huán)境危害和社會危害.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，對石油和石化等行業(yè)產(chǎn)生的含油污水進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)計主要工藝流程為調(diào)解室—隔油—氣浮—A／O法。1.２設(shè)計資料與依據(jù)１.2。1設(shè)計資料(1)污水來源：煉制原油、油品水洗等.(2）進水水質(zhì)：COD=800—１000mｇ/L，油＝1０0—1５0mg/L,NH3—N＝３0mｇ/L；重金屬：微量;磷:微量(3）設(shè)計水量：20００0Ｔ/d１。3設(shè)計內(nèi)容1．３.1設(shè)計任務(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)對污水與污泥處理流程中各處理構(gòu)筑物進行工藝計算,確定其型式，數(shù)目與尺寸,以及主要設(shè)備型號和數(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；（４）編寫設(shè)計說明書和計算書；（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)計圖等。１。3。２繪圖要求按照機械制圖規(guī)范,手工繪制平面布置圖、高程圖及CAD繪制4張構(gòu)筑物設(shè)計圖紙。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行費用少，運行管理方便的先進工藝;所用污水和污泥處理技術(shù)和其他技術(shù)不僅要求先進，更要求成熟可靠；污泥及殘渣處理應(yīng)盡量完善,消除二次污染;盡量減少工程占地.［4]2．2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。針對以上特點,一般采用隔油—氣浮—生化法處理。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：SBR法（SequencｉｎｇＢatchReator)［5］SBR法又稱序批式間歇活性污泥法,其操作流程由進水、反應(yīng)、沉淀、出水和閑置五個基本過程組成,所有處理過程都是在一個設(shè)有曝氣或攪拌裝置的反映其內(nèi)依次進行.特點是工藝簡單，由于只有一個反應(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)荷且運行方式靈活.缺點是抗?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物作為碳源進行反硝化脫氮。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)實踐證明，Ａ/O工藝處理含油污水，技術(shù)先進，運行可靠,具有良好脫氮效果,出水水質(zhì)符合國家標(biāo)準(zhǔn).結(jié)論：經(jīng)過比較，ＳBR工藝反應(yīng)池的進水、曝氣、排水過程變化頻繁，對污水廠設(shè)備儀表的要求較高,基建費用高;而且不連續(xù)出水，使得SＢR工藝串聯(lián)其他連續(xù)處理工藝時較為困難，不利于擴大規(guī)模.選擇隔油—氣浮——A／O工藝比較經(jīng)濟實用，而且參考國內(nèi)相同水平的污水處理廠，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,所處理的污水能夠滿足國家指定的污水排放標(biāo)準(zhǔn)，自動化設(shè)備的使用使操作管理十分方便（2）經(jīng)濟方面:采用新的工藝后,減少了污泥的產(chǎn)量,占地面積較小，基建費用較少,運行費用低。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)池氣浮池含油污水隔油池配水井硝態(tài)液回流調(diào)節(jié)池氣浮池好氧池O缺氧池A二級沉淀池好氧池O缺氧池A二級沉淀池普通快濾池回流污泥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)計說明污水在一天24h內(nèi)的水量和水質(zhì)是波動變化的,這樣對污水廠的處理設(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)、存盈補缺.[7］3.１。2設(shè)計參數(shù)水力停留時間(調(diào)節(jié)周期）T=1h設(shè)計流量Q=２０00０m3/d=８3３m3/h=0。2３1ｍ3/s3。1．３設(shè)計計算(１)池容公式（3-1）——流量，ｍ３/h；-—調(diào)節(jié)時間,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×寬＝21m×16m.(３）工藝設(shè)備調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)攪拌機３.2隔油池3．2．1設(shè)計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)計為工業(yè)污水處理,水量相對較小，，選擇平流式隔油池，其優(yōu)點是隔油效果好，耐負(fù)荷沖擊,施工簡單。3。2。2設(shè)計參數(shù)(１）隔油池油珠上浮速度不高于;(2)隔油池水平流速在3—5mm/s之間;（3）隔油池有效水深一般在1.5—2．0ｍ／s之間；（４）深寬比為０．3—0。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)計計算（1)隔油池表面積公式(３－３）：最大設(shè)計流量，＝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b不大于6.0ｍ,深寬比為0。3—0.5;則取b＝4.5m(4)池長公式(3-5）長寬比L/ｂ=６.4〉4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（1）隔油池內(nèi)一般采用機械刮泥,其運行速度為0.3—1。2m/min，要求池底坡度不小于0．01；（2）當(dāng)采用污泥斗排泥時，每個泥斗應(yīng)設(shè)單獨的排泥閥的排泥管。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,凈水頭不應(yīng)小于１.５m。３。2．5處理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)筑物運行能力，保證各構(gòu)筑物經(jīng)濟有效的運行，常見的有對稱式、堰式和非對稱式。對稱式配水是構(gòu)筑物個數(shù)為雙數(shù)的配水方式,其連接管線可以是明渠和暗管。特點是管線完全對稱（包括管徑和長度）,從而使水頭損失相等。這種配水方式的構(gòu)造和運行操作均比較簡單.缺點是占地廣、管線長,而且構(gòu)筑物不能過多,否則造價較高。堰式配水是污水處理廠常用的配水設(shè)施。進水從井底中心進入，經(jīng)等寬度堰流入各個水斗再流向各構(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行配水。其特點是配水均勻，不受構(gòu)筑物管渠狀況的影響，即使長短不同或局部損失不同也能做到配水均勻,可以對稱布置也可以不對稱布置。優(yōu)點是配水均勻，缺點是水頭損失較大。非對稱配水的特點是在進口處造成一個較大的局部損失入流,讓局部損失遠(yuǎn)大于沿程損失，從而實現(xiàn)均勻配水.設(shè)配水井1座.3.4氣浮池3．4．1設(shè)計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.氣浮法通常作為對含油污水隔油后的補充處理。即為生化處理之前的預(yù)處理，經(jīng)過氣浮處理，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)計選用目前最常用的平流式氣浮池，廢水從池下部進入氣浮接觸區(qū)，保證氣泡與廢水有一定的接觸時間，廢水經(jīng)隔板進入氣浮分離區(qū)進行分離后,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)點是池身淺、造價低、構(gòu)造簡單、管理方便.3．4.2設(shè)計參數(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氣、水泵—射流器供氣、水泵—空壓機供氣三種，本設(shè)計中采用水泵—空壓機供氣（３）壓力溶氣罐設(shè)計參數(shù)：過流密度２500QUＯＴEm３／(m2ｄ)布水區(qū)高度取0。2m；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）；氣罐承受能力0．6Mpa以上；罐內(nèi)理論停留時間3min;（４）氣浮池設(shè)計參數(shù):設(shè)計停留時間３０min表面負(fù)荷率８m３/（m２h)進入接觸室的流速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接觸室的停留時間５０ｍｉｎ3。4．3設(shè)計計算：（1）溶氣罐的容積:公式（３—6）-溶氣罐有效容積系數(shù),?。?%QＵOＴE—罐內(nèi)實際停留時間，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取下式計算:（2)接觸區(qū)設(shè)計計算氣浮池接觸區(qū)面積: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:氣浮池個數(shù)取2座,以并聯(lián)方式運行。取池有效長度L和池寬B的比L：Ｂ=2.0,則可求出:接觸室長度一般與池寬Ｂ相同,則QUＯTE,其寬度氣浮池的總高H式中h1為標(biāo)高，?。埃?m３。4.４上浮液渣排除設(shè)備如果氣浮池中大量的上浮液、渣得不到及時的清除，刮渣時對渣層的擾動過于劇烈,因此需要及時將上浮液、渣排除，排渣設(shè)備主要是刮渣機，本設(shè)計中采用鏈條牽引式刮渣機，采用逆水流方向刮渣，刮渣板運行速度取60mm/s.為了消除撇渣時存在的死區(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，以防浮渣進入擋板內(nèi)。3.4．5排污裝置本設(shè)計采用管式排污裝置，排污管采用直徑為300mｍ的鋼管，排污管頂開縫寬呈QUOTＥ的圓心角。3。5A/Ｏ池設(shè)計３.5.1設(shè)計說明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物作為碳源進行反硝化脫氮。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)點如下：(1）＝1\＊GB3流程簡單,構(gòu)筑物少,節(jié)省基建費用；(2）=2\*ＧＢ3在污水Ｃ/N較高（大于4)時,以原污水中的有機物為碳源,不需要外加碳源；（３）=3\＊ＧB3好氧池設(shè)在缺氧池之后，使反硝化殘留的有機物進一步去除，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碳源,減輕好氧池的有機負(fù)荷，另一方面有利于控制污泥膨脹；同時，反硝化過程產(chǎn)生的堿度也可以補償硝化過程之需；3.5.2設(shè)計參數(shù)及規(guī)定（見表3－1)表3—1設(shè)計參數(shù)表污泥濃度/[mgMLSS/l]３0０0—5０００總水利停留時間ｔ／h７—1２缺氧池水利停留時間h1。5—2。5好氧池水利停留時間h5．５-9.5污泥回流比Ｒ%5０—10０混合液回流比R％200—50０溶解氧DO缺氧池小于0．5；好氧池大于2設(shè)計流量Q3０000m3/d３.5.３設(shè)計計算（1）好氧區(qū)容積公式（３—12)式中：—好氧區(qū)有效容積,；Ｑ-設(shè)計流量，；－進水濃度，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；—固體停留時間,d;－混合液懸浮固體濃度（MVSS），mg/L,取３000mg/Lf—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t—ＢOD實驗時間,６dk—ＢＯD的分解速度常數(shù)，0。２3則可求出:mg／L<60mｇ/Ｌ=2\＊ＧB３設(shè)計污泥齡首先確定硝化速率,則計算如下?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)計污泥齡：公式（3-16）則可求出:=3×２．4３=7。２9d代入公式得=3\＊GＢ3好氧區(qū)容積好氧區(qū)水利停留時間：公式（3—17）則可求出：==0。287d（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，；=1\＊GB3微生物同化作用去除的總氮公式(3—19)則可求出:=0。１24×＝１０。9mg/Ｌ被氧化的＝進水總氮量—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=2\＊GＢ３反硝化速率公式（３-20)式中：-時的反硝化速率常數(shù)，?。埃?；-溫度系數(shù)，取1.０８;則=3＼＊GＢ3缺氧池容積缺氧池水利停留時間公式（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)計泥齡=好氧池泥齡＋缺氧池泥齡=7.2９+7。29×１20５／/８619=8.31d(1)曝氣系統(tǒng)設(shè)計計算＝1\＊GＢ３設(shè)計需氧量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），同時還應(yīng)考慮反硝化脫氮產(chǎn)生