【某處理石油化工廠廢水的處理工藝設(shè)計(jì)14000字（論文）】

第1章概述1.1現(xiàn)狀至今為止，石油化工廠的廢水的處理方法包括物理化學(xué)法等等，實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)處理難降解的有機(jī)物時(shí)厭氧微生物顯得略勝一籌，原因是厭氧微生物可以改變有機(jī)物的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，增加有機(jī)物的可生物降解性，為好氧微生物的處理制造了良好的條件。石油化工工業(yè)是以石油(包括天然氣)為基礎(chǔ)的有機(jī)合成工業(yè)，它是對(duì)石油進(jìn)行充分綜合利用和深度加工工業(yè)。其產(chǎn)品門類繁多，如各種石油產(chǎn)品、有機(jī)化工原料、塑料、合成橡膠、合成纖維、化肥等。目前除利用天然氣和煉廠氣為原料的石化裝置外，典型的石油化工裝置是以乙烯裝置為首的石油化工聯(lián)合裝置。聯(lián)合裝置一般由幾套或十幾套化工裝置組成，由于產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)不同，聯(lián)合裝置的組成也不同，所以石油化工的污水也是隨不同的裝置排出不同水量水質(zhì)的污水。因此，不同的聯(lián)合裝置的組成有著不同的污水水量水質(zhì)。不同的石油化工裝置排出不同的水量水質(zhì)的污水,但就一般聯(lián)合裝置而論,其特點(diǎn)為:組成較復(fù)雜，水質(zhì)變化大。這是由于石油化工聯(lián)合裝置是由數(shù)套或數(shù)十套裝置組成,其每套裝置又排出含多種雜質(zhì)的污水使得總的排水水質(zhì)亦較復(fù)雜;石化裝置是由數(shù)百臺(tái)(套)設(shè)備組成，裝置中任何臺(tái)(套)工藝設(shè)備出現(xiàn)故障均會(huì)造成物料排泄而影響水質(zhì)的變化。1.2處理工藝比較到現(xiàn)在為止，處理廢水的方法有：AB法、SBR法、氧化溝、普通曝氣法、A/A/O法、A/O法等等。1.2.1AB法AB法是由德國最先研發(fā)出來的，AB法按曝氣池負(fù)荷的高低可分為兩級(jí)供氧：A級(jí)供氧和B級(jí)供氧。A級(jí)供氧的負(fù)荷高，曝氣時(shí)間短，但產(chǎn)生的污泥量大，污泥負(fù)荷在2.5KgBOD/(KgMLSS.d）以上，容積負(fù)荷在6KgBOD(m3.d）以上。B級(jí)供氧的負(fù)荷低，但污泥齡長(zhǎng)。A級(jí)供氧池和B級(jí)供氧池之間設(shè)有沉淀池。因?yàn)锳B法每段的污泥系統(tǒng)是獨(dú)立的，所以每段都有著不同的微生物種類和適應(yīng)環(huán)境，AB法對(duì)廢水的處理效率較高，運(yùn)行較穩(wěn)定，AB法中的A段對(duì)有機(jī)物的去除起到關(guān)鍵作用。A段的微生物主要有細(xì)菌和大腸桿菌，A段的水力停留時(shí)間較短，一般在20-30min之間，但是處理負(fù)荷較高能達(dá)到3-5KgBOD/（KgMLSS.d），能去除廢水中的50%-70%的有機(jī)物。1.2.2SBR法SBR法是在二十世紀(jì)初發(fā)明的，由于操作比較復(fù)雜，所以沒有得到廣泛應(yīng)用。SBR的運(yùn)行過程分為：進(jìn)水、曝氣、沉淀、出水、閑置。這五個(gè)過程在一座池子里面完成，使用該方法處理廢水的時(shí)候通常使用兩個(gè)或三個(gè)池子串聯(lián)使用，交替運(yùn)行，以保證廢水可以及時(shí)的得到處理，該方法也稱為序批式活性污泥法。SBR法具有一下特點(diǎn)：①能靈活運(yùn)行，能依據(jù)廢水的水量和水質(zhì)變化來調(diào)節(jié)每個(gè)時(shí)段的處理時(shí)間，也可以通過增減調(diào)整處理順序，來達(dá)到出水水質(zhì)的達(dá)標(biāo)要求。②具有靜止沉淀的特點(diǎn)，能達(dá)到不干擾泥水分離的效果，使出水中的SS較低。③在處理過程中，因?yàn)镾BR中的水質(zhì)、污泥負(fù)荷和溶解氧都經(jīng)過了從高到低的變動(dòng)，所以SBR工藝在時(shí)間上具有推流的特征，因此SBR不容易出現(xiàn)污泥膨脹。④SBR池內(nèi)的水質(zhì)處處均勻，具有良好的抗沖擊負(fù)荷能力。1.2.3A/O法A/O法是一種前置的反硝化過程，是一種80年代初發(fā)展出來的處理工藝。廢水經(jīng)過預(yù)處理后，先進(jìn)入缺氧反應(yīng)池，讓硝化細(xì)菌將廢水中的有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為氨氮，再流入好氧反應(yīng)池，在好氧反應(yīng)池中廢水中的有機(jī)物得到降解。A/O工藝的特點(diǎn)如下：①不需要外加碳源，可以使用原水中的有機(jī)物作為碳源，為反硝化反應(yīng)作準(zhǔn)備，以減少運(yùn)行費(fèi)用。②A/O工藝可在較低污泥負(fù)荷、較長(zhǎng)污泥齡的情況下運(yùn)行，所以A/O工藝的剩余污泥較少且比較穩(wěn)定。③A/O工藝的混合液回流比一般在200%-500%之間，A/O工藝對(duì)氮的去除率可達(dá)70%-80%。1.2.4A/A/O法A/A/O法是目前應(yīng)用比較廣泛的方法，該工藝最前面是反硝化階段，氨氮在好氧階段發(fā)生硝化反應(yīng)生成硝酸鹽，硝酸鹽進(jìn)入缺氧池，以水中的有機(jī)物作為碳源進(jìn)行反硝化脫氮。A/A/O工藝的特點(diǎn)如下：①A/A/O工藝的水力停留時(shí)間較短，厭氧池的水力停留時(shí)間一般在1-2h之間，好氧池的水力停留時(shí)間一般在2-4h之間，厭氧池、好氧池水流停留時(shí)間的比值一般在12②A/A/O工藝的污泥一般在3.5-10d之間為宜。③A/A/O工藝對(duì)廢水的除磷效率一般在75%左右。1.2.5活性污泥法活性污泥法出現(xiàn)早，現(xiàn)在仍被廣泛應(yīng)用。此方法適用與較大的污水量，處理的結(jié)果也比較理想。但活性污泥法也有不足之處，脫氮除磷的效果還不大明顯。曝氣池可分為完全混合式和推流式。完全混合式的特點(diǎn)是進(jìn)水進(jìn)入池內(nèi)可迅速達(dá)到完全混合的效果，池內(nèi)處處水質(zhì)都能達(dá)到均勻。傳統(tǒng)活性污泥法是最基本的污水處理方法，通過去除污水中的有機(jī)物、懸浮物從而達(dá)到凈化水體的目的，此工藝適合不需考慮脫氮除磷的污水凈化，核心為曝氣池和沉淀池。1.2.6確定工藝經(jīng)過以上的對(duì)比，A/O工藝不但可以去除COD、BOD等有機(jī)物，也可以達(dá)到脫氮除磷，該工藝的投資費(fèi)用也比較低，也可以達(dá)到理想的處理指標(biāo)。不需要外加碳源，可以使用原水中的有機(jī)物作為碳源，為反硝化反應(yīng)作準(zhǔn)備，以減少運(yùn)行費(fèi)用，A/O工藝可在較低污泥負(fù)荷、較長(zhǎng)污泥齡的情況下運(yùn)行，所以A/O工藝的剩余污泥較少且比較穩(wěn)定，A/O工藝的混合液回流比一般在200%-500%之間，A/O工藝對(duì)氮的去除率可達(dá)70%-80%。所以本設(shè)計(jì)采用A/O工藝。第2章工程概況2.1設(shè)計(jì)水量Q=3500m3/d2.2設(shè)計(jì)水質(zhì)化工廠產(chǎn)生的廢水水質(zhì)：COD=1800mg/L，BOD5=300mg/L，SS=400mg/L，pH=6-9，NH3-N=56mg/L，油=400mg/L。出水的標(biāo)準(zhǔn)：滿足《國家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）表4二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，即：pH6~9；COD≤120mg/L；BOD5≤60mg/L；SS≤200mg/L；氨氮≤25mg/L；油≤10mg/L。2.3廠址選擇的主要因素（1）廢水處理廠要建設(shè)在化工廠主導(dǎo)風(fēng)的下風(fēng)向。（2）建設(shè)廢水處理廠地方的土質(zhì)條件要良好，地下土層要緊密。（3）廠址要建在河流流域的下流，以免污染水體。（4）要考慮附近農(nóng)作物的灌溉問題。（5）廠址應(yīng)建設(shè)在離居民區(qū)較遠(yuǎn)的地方，還需要進(jìn)行綠化帶。第3章工藝設(shè)計(jì)方案的確定3.1.方案的制定原則（1）工藝方案需是安全可靠的工藝，工藝造價(jià)要合理。（2）綜合使用，對(duì)環(huán)境造成不了二次污染。（3）工藝必須符合當(dāng)下國情，合理應(yīng)用。（4）必須降低能耗，減少處理成本，合理的進(jìn)行平面布置，以減少投資。3.2工藝流程的確定3.2.1工藝流程的選擇針對(duì)化工廠廢水的水質(zhì)要求，本設(shè)計(jì)采用A/O工藝。該工藝的特點(diǎn)：工藝過程簡(jiǎn)單，主要構(gòu)筑物少，投資費(fèi)用低。運(yùn)行過程中不需要投加碳源，減少了運(yùn)行成本。好氧池在工藝流程的后面，可以進(jìn)一步去除前面殘留的有機(jī)物。缺氧池在工藝流程的前面，可以有效地減少好氧池的有機(jī)負(fù)荷，降低好氧池中需氧量。該工藝產(chǎn)生的污泥比較少且容易脫水處理，還較穩(wěn)定。3.2.2工藝流程及工藝流程圖化工廠廢水首先進(jìn)入粗格柵，對(duì)廢水中的浮渣進(jìn)行初步去除，然后進(jìn)入細(xì)格柵，對(duì)廢水中的浮渣進(jìn)行深度去除。然后依次經(jīng)過隔油池、氣浮池，對(duì)廢水進(jìn)行一定程度的凈化，再進(jìn)入缺氧池和好氧池對(duì)廢水中的有機(jī)物進(jìn)行去除，再進(jìn)入二沉池進(jìn)行污泥沉淀，上層清液排放，下層污泥進(jìn)入污泥濃縮池進(jìn)行脫水處理。隔油池調(diào)節(jié)池進(jìn)水泵房格柵原水隔油池調(diào)節(jié)池進(jìn)水泵房格柵原水污泥回流出水二沉池好氧池缺氧池氣浮池出水二沉池好氧池缺氧池氣浮池干污泥污泥脫水污泥濃縮池干污泥污泥脫水污泥濃縮池圖3-1廢水處理廠工藝流程圖3.3構(gòu)筑物的選型3.3.1格柵格柵采用地下式機(jī)械除渣，采用粗格柵和細(xì)格柵聯(lián)合使用的方式，格柵是用一些平行的金屬條制成的構(gòu)筑物，能對(duì)廢水中的懸浮物進(jìn)行一定的去除，格柵的除渣方式可分為人工除渣和機(jī)械除渣，當(dāng)污水流量較小或者所截留的懸浮物較少時(shí)，可以采用人工除渣的方式除渣，當(dāng)水量較大時(shí)，可采用機(jī)械除渣的方式進(jìn)行除渣。3.3.2泵房根據(jù)水力條件、工程造價(jià)、合理布局等等因素，本設(shè)計(jì)采用合建式矩形泵站。泵房建成半地下式，泵使用自灌式吸管。合建式矩形泵站的特點(diǎn)如下：①優(yōu)點(diǎn)：布置比較簡(jiǎn)單，操作較容易，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，通電設(shè)備置于上層，不容易受潮損壞，管理起來比較容易。②缺點(diǎn)：施工的費(fèi)用比較高，對(duì)土質(zhì)的要求高，當(dāng)施工地土質(zhì)較差時(shí)，對(duì)施工不利。3.3.3調(diào)節(jié)池由于廢水的不均勻且不穩(wěn)定，所以要設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)池，對(duì)廢水進(jìn)行調(diào)節(jié)，使水體變的平穩(wěn)，對(duì)后面的構(gòu)筑物起保護(hù)作用。3.3.4隔油池隔油池包括斜板式、平流式、平流式與斜板式組合。因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)的廢水水量小，選擇平流式隔油池。其具有隔油效果好、耐沖擊負(fù)荷、運(yùn)行簡(jiǎn)單。隔油池的種類包括平流式和斜板式特點(diǎn)如下：平流式構(gòu)造簡(jiǎn)單，便于管理，對(duì)油的去除效果較好。平流式隔油池可以去除的最小直徑的油滴大約為100-150μm，對(duì)應(yīng)的油滴上升速度不高于0.9m/s。斜板式可以分離的最小油滴直徑為80μm，對(duì)應(yīng)的油滴上升速度為0.2m/s。3.3.5氣浮池氣浮池的運(yùn)行原理就是利用水產(chǎn)生的氣泡，在界面張力、浮力和壓力等多種力的作用下，使廢水中的油粒等懸浮物粘附在氣泡上，去除上層粘液后，使水中的油粒去除。氣浮法是分離固液的有效方法，氣浮法必須要滿足的條件如下：①廢水中必須要有足量的細(xì)微氣泡。②必須保證廢水中的污染物能形成懸浮狀態(tài)。③必須使氣泡與懸浮污染物產(chǎn)生粘附作用。3.3.6A/O工藝A/O工藝又稱為缺氧-好氧-厭氧生物脫氮工藝，被廣泛應(yīng)用。反硝化階段被建設(shè)在前面，氨氮在好氧池發(fā)生硝化反應(yīng)轉(zhuǎn)化為硝酸鹽，產(chǎn)生的硝酸鹽再回到厭氧池，廢水中的有機(jī)物作為碳源進(jìn)行反硝化脫氮處理。污泥中含有豐富的微生物，可回流到缺氧池為反硝化反應(yīng)提供微生物，剩下的污泥經(jīng)處理后可排放。該工藝具有以下優(yōu)點(diǎn)：流程簡(jiǎn)單，構(gòu)筑物少，節(jié)約成本。廢水中的碳氮含量較高，可作為碳源，所以不需要投加碳源。好氧池在缺氧池后面，除去除有機(jī)物的作用外，還能提高水的質(zhì)量。缺氧池在好氧池前面，不但缺氧池發(fā)生的反硝化反應(yīng)可以去除一部分有機(jī)物，以降低有機(jī)負(fù)荷，而且可以有效的防止污泥膨脹。A/O工藝的工作原理是：好氧條件下細(xì)菌把含氮的有機(jī)物分解成氨，然后再被好氧自氧型亞硝化細(xì)菌轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽，最后經(jīng)好氧自氧型硝化細(xì)菌轉(zhuǎn)化為硝酸鹽而完成硝化反應(yīng)；缺氧條件下兼性異樣細(xì)菌利用污水中的有機(jī)碳源作為電子的供體，用硝酸鹽代替氧作為電子受體，進(jìn)行無氧呼吸且去除有機(jī)物質(zhì)，同時(shí)將硝酸鹽中的氮還原為氣態(tài)的氮，完成反硝化反應(yīng)。3.3.7二沉池二沉池通過沉淀的方式去除污水中的懸浮固體，二沉池包括以下幾種：（1）平流式沉淀池優(yōu)點(diǎn)：沉淀效果好、對(duì)負(fù)荷和溫度適應(yīng)性強(qiáng)、占地面積小。缺點(diǎn)：水流不均勻、由于使用機(jī)械排泥，所以設(shè)備易被腐蝕、操作起來比較復(fù)雜。適用條件：地下水位高、地質(zhì)條件較差、大；中；小型污水處理廠。（2）輻流式沉淀池優(yōu)點(diǎn)：沉淀池?cái)?shù)量少、工程造價(jià)低、易于管理、排泥方便。缺點(diǎn)：水流不穩(wěn)定、沉淀效果差、運(yùn)行比較復(fù)雜。適用條件：地下水位較低、大；中型污水處理廠。（3）豎流式沉淀池優(yōu)點(diǎn)：占地面積較小、運(yùn)行簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)：施工困難、對(duì)負(fù)荷和溫度適應(yīng)性差、造價(jià)高。適用條件：小型污水處理廠、工業(yè)廢水處理廠。（4）斜板式沉淀池優(yōu)點(diǎn)：沉淀效果較好、占地面積較小、運(yùn)行較簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)：該沉淀池使用起來容易堵塞、工程造價(jià)較高。適用條件：原有沉淀池的。根據(jù)以上對(duì)比，本設(shè)計(jì)選用輻流式沉淀池。3.3.8污泥濃縮池污泥濃縮池分為重力濃縮池和氣浮濃縮池兩種。重力濃縮池的工作原理與二沉池大概相同，其工作原理為污泥由中心管進(jìn)入重力濃縮池，經(jīng)濃縮池濃縮的污泥由池底排出，澄清的水由溢流堰流出。氣浮濃縮池適用于污泥密度比較大的污泥，其工作原理為澄清水一部分排出，一部分回流到前面與新污泥混合。重力濃縮池需要的設(shè)備少，操作簡(jiǎn)單，運(yùn)行所需的費(fèi)用低，是傳統(tǒng)的污泥濃縮的方法。所以本設(shè)計(jì)選用重力濃縮池。第4章污水處理工藝設(shè)計(jì)與計(jì)算4.1格柵4.1.1設(shè)計(jì)參數(shù)格柵間隙：格柵間隙一般取16-25mm，最大不能超過40mm，所以本設(shè)計(jì)格柵間隙選用b=40mm。格柵傾角：一般選用45°-75°，本設(shè)計(jì)的格柵傾角選用60°。過柵流速：流速的范圍是0.6-1.2m/s，本設(shè)計(jì)的過柵流速為1.14m/s。柵前有效水深：h=1m。柵條斷面形狀：本設(shè)計(jì)選用矩形斷面，形狀系數(shù)為2.45。本設(shè)計(jì)選用兩臺(tái)機(jī)械格柵，其中一臺(tái)備用。4.1.2設(shè)計(jì)與計(jì)算柵條間隙nn=Qmaxsin式中：Qαb?柵條間隙，本設(shè)計(jì)為0.04m。h?柵前有效水深，本設(shè)計(jì)為1m。n格柵寬度BB=S（n?1）+bn（4-2）式中：S—柵條寬度，0.01m。b—柵條間隙，0.04m。B=0.01×柵前流速（4-3）流速v=Qmax校準(zhǔn)流速:進(jìn)水流速為v=Q格柵的水頭損失h1h1h0=式中：hhg—重力加速度，m/s2；K—格柵被堵塞時(shí)，水頭損失的增大系數(shù)，本設(shè)計(jì)k選用3?！臁?β(§h0=0.87×0.72h柵后渠總深H=h+h1+h式中：hH=1+0.06+0.3=1.36m柵前渠道深H柵前部分漸寬長(zhǎng)度L1=(B?B1)式中：LBα1—漸寬部分角度，取α1=20°。L1柵后部分漸縮長(zhǎng)度（4-10）式中：LL柵渠總長(zhǎng)LL=L1+L2+1.0+0.5+每日柵渣量WW=86400QmaxW11000k2式中：WKW=所以本設(shè)計(jì)采用機(jī)械除渣。4.1.3格柵處理效果查資料得格柵對(duì)污水中的COD、BOD的去除率可以達(dá)到5%-30%，SS的去除率可以達(dá)到20%-50%，本設(shè)計(jì)格柵對(duì)污水的去除效果?。篊OD為10%，BOD為10%，SS為20%，油5%。表4.1格柵的進(jìn)出水指標(biāo)項(xiàng)目CODBODSSNH3-N油進(jìn)水指標(biāo)mg/L180030040056400去除率%10%10%20%05出水指標(biāo)mg/L1620270320563804.2泵房本設(shè)計(jì)采用合建式半地下矩形泵房。合建式矩形泵站的特點(diǎn)如下：①優(yōu)點(diǎn)：布置比較簡(jiǎn)單，操作較容易，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，通電設(shè)備置于上層，不容易受潮損壞，管理起來比較容易。②缺點(diǎn)：施工的費(fèi)用比較高，對(duì)土質(zhì)的要求高，當(dāng)施工地土質(zhì)較差時(shí)，對(duì)施工不利。4.2.1泵的設(shè)計(jì)與計(jì)算設(shè)計(jì)流量：Q=35000m3/d=1458m3/h=405L/s。本設(shè)計(jì)選用3臺(tái)泵，2臺(tái)使用，1臺(tái)備用。揚(yáng)程估算設(shè)泵房?jī)?nèi)的阻力損失為2m，壓水管道阻力損失為3m，安全水頭為2m，管道水頭損失為2.33m，本設(shè)計(jì)取3m。水泵的揚(yáng)程為H=18.83-16+2+3+2+3=12.83取13m泵的選擇本設(shè)計(jì)的流量為Q=405L/s。根據(jù)（給排水手冊(cè)）選用KWP250-400型的污水泵。該泵的性能參數(shù):流量Q=350L/S，揚(yáng)程為16m。轉(zhuǎn)速n=960rad/min，功率為N=22KW，效率?=78%。泵站的布置泵房的尺寸為：L×B=9m×8m，泵房高度為6m。污水泵房建設(shè)為兩段：地上一段為4m，地下一段為2m。4.3調(diào)節(jié)池4.3.1設(shè)計(jì)參數(shù)水力停留時(shí)間t=2.5h設(shè)計(jì)流量Q=35000m3/d=1458m3/h進(jìn)水SS值為400mg/L4.3.2設(shè)計(jì)與計(jì)算（1）容積V=Qt（4-12）式中：Q—流量，1458m3/h；代入數(shù)值得：V=Qt=1458×2.5=3645m3（2）面積A=VH—池內(nèi)水深，在3~5m范圍之間，本設(shè)計(jì)選取4m； 代入數(shù)值得：所以本設(shè)計(jì)的調(diào)節(jié)池尺寸為長(zhǎng)×寬=35m×30m。4.4隔油池隔油池的種類包括平流式和斜板式特點(diǎn)如下：平流式構(gòu)造簡(jiǎn)單，便于管理，對(duì)油的去除效果較好。平流式隔油池可以去除的最小直徑的油滴大約為100-150μm，對(duì)應(yīng)的油滴上升速度不高于0.9mm/s。斜板式可以分離的最小油滴直徑為80μm，對(duì)應(yīng)的油滴上升速度為0.2mm/s。本設(shè)計(jì)選用平流式隔油池。4.4.1設(shè)計(jì)參數(shù)（1）隔油池內(nèi)油珠的上升速度不得超過2.5m/h（2）隔油池內(nèi)的水平流速在15~20m/h（3）隔油池內(nèi)的有效水深在1.5~2.0m/h（4）深寬比一般在0.3~0.5之間，超高一般不小于0.4m（5）刮泥的速度在30~60m/h之間，池底的坡度不小于0.014.4.2隔油池設(shè)計(jì)與計(jì)算（1）表面積A=Q式中：Q：池內(nèi)最大流量，本設(shè)計(jì)為1458m3/h；αV：池內(nèi)油珠上浮速度，本設(shè)計(jì)取1.5m/h；v：池內(nèi)的水平流速，本設(shè)計(jì)取15m/h；A=1.4（2）過水?dāng)嗝婷娣eAc（3）水深和寬度水深h在1.5~2m之間，本設(shè)計(jì)取1.8m。池寬b不大于6m，本設(shè)計(jì)池寬取b=4m。（4）池長(zhǎng) L=v長(zhǎng)寬比為：Lb=（5）池高該池高度H=h+h1hH=h+h4.4.3隔油池除泥設(shè)計(jì)池內(nèi)采用機(jī)械刮泥，機(jī)械刮泥的速度在0.5~1.0m/min之間，池底的坡度不小于0.01；池內(nèi)底部的排泥管的管徑不小于200mm；隔油池通過機(jī)械鼓風(fēng)向隔油池鼓入氣泡，再往隔油池內(nèi)加入乳化劑，使氣泡表面能夠粘附水中的油等懸浮物質(zhì)，等粘附油的氣泡飄到水面后，再使用機(jī)械的方法刮去水體表面的油質(zhì)，從而達(dá)到油質(zhì)去除的目的。4.4.4隔油池處理效果查資料得隔油池對(duì)污水中的COD、BOD、SS的去除率在20%-30%之間，對(duì)油的去除率在80%-90%之間；本設(shè)計(jì)隔油池對(duì)污水的中COD、BOD、SS的去除率取20%，對(duì)油的去除率取90%。表4.2隔油池進(jìn)出水指標(biāo)項(xiàng)目CODBODSSNH3-N油進(jìn)水指標(biāo)mg/L162027032056380去除率%202020090出水指標(biāo)mg/L129621625656384.5氣浮池氣浮池的運(yùn)行原理就是利用水產(chǎn)生的氣泡，在界面張力、浮力和壓力等多種力的作用下，使廢水中的油粒等懸浮物粘附在氣泡上，去除上層粘液后，使水中的油粒去除。4.5.1設(shè)計(jì)參數(shù)泵泵可以給水流提供一定的壓力，起到運(yùn)輸污水的作用，本設(shè)計(jì)采用離心泵?？諝馓峁┰O(shè)備氣浮池的供氣方式分為：泵前插氣管進(jìn)氣、水泵-空壓機(jī)供氣、水泵-射流器供氣三種，本設(shè)計(jì)采用水泵-空壓機(jī)供氣的方法。溶氣罐設(shè)計(jì)參數(shù)布水區(qū)高度Z1為0.5m；儲(chǔ)水區(qū)高度Z2為1.8m；填料層高度Z3為1.4m；罐內(nèi)氣體停留時(shí)間3.5min氣浮池的設(shè)計(jì)參數(shù)停留時(shí)間：28min表面負(fù)荷率9m3/（㎡.h）隔板下端水體的上升速度15mm/s隔板下端水體的上升速度7mm/s4.5.2設(shè)計(jì)與計(jì)算（1）溶氣罐容積 VR式中：ftQR—溶氣所用的水量，取設(shè)計(jì)水量的10%，本設(shè)計(jì)取QR=146m3/h=2.4m3/min。代入式中得V溶氣罐直徑公式為（4-18）I為過流密度，I的取值在2500~5000m3/（㎡.d）之間，本設(shè)計(jì)取I=2500代入數(shù)值得溶氣罐的高度Z計(jì)算如下Z=（2）接觸區(qū)的設(shè)計(jì)與計(jì)算接觸區(qū)的面積為：Ac=Q+式中：，即A（3）分離區(qū)面積計(jì)算As=Q+Q式中：v即A（4）有效水深h=vsts式中：t即h=vsts=1.9×1.4×60=160mm=1.6m（5）有效容積V=（Ac即V=（Ac+As設(shè)池長(zhǎng)L和池寬B的比值為1.8，可以求出：L=24mB=14m接觸池池長(zhǎng)L1和氣浮池池寬B相等，即L1=14m。寬度B1氣浮池的總高度HH=h+h1式中：hH=h+h1=1.6+0.6=2.2m4.5.3氣浮池的處理效果氣浮池對(duì)污水中的COD、BOD、SS去除率在5%-10%之間，本設(shè)計(jì)取對(duì)COD、BOD、SS的去除率為10%，對(duì)油的去除率為50%。表4.3氣浮池進(jìn)出水指標(biāo)項(xiàng)目CODBODSSNH3-N油進(jìn)水指標(biāo)mg/L12962162565638去除率%101010050出水指標(biāo)mg/L116719523056194.6A/O工藝A/O工藝又稱為缺氧-好氧-厭氧生物脫氮工藝，被廣泛應(yīng)用。反硝化階段被建設(shè)在前面，氨氮在好氧池發(fā)生硝化反應(yīng)轉(zhuǎn)化為硝酸鹽，產(chǎn)生的硝酸鹽再回到厭氧池，廢水中的有機(jī)物作為碳源進(jìn)行反硝化脫氮處理。污泥中含有豐富的微生物，可回流到缺氧池為反硝化反應(yīng)提供微生物，剩下的污泥經(jīng)處理后可排放。4.6.1A/O設(shè)計(jì)參數(shù)（1）污泥負(fù)荷：N/[kgBOD5/（kgMLSS.d）]<0.18；（2）總氮負(fù)荷：/[kgTN/（kgMLSS.d）]<0.05；（3）污泥濃度：/（mgMLSS/L），3000~5000；（4）污泥齡：θc/d>10；（5）總水力停留時(shí)間t/h：7~12，缺氧池水力停留時(shí)間tA：1.5~2.5，好氧池水力停留時(shí)間t0：5.5~9.5，tA：t0=1：3~1：4；（6）污泥回流比R/%：50~100；（7）混合液回流比R內(nèi)/%：200~500；（8）缺氧池進(jìn)水溶解性的BOD5/NH3-N：>4；（9）溶解氧DO/（mg/L）：好氧池>2，缺氧池<0.5；4.6.1.1.設(shè)計(jì)流量本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)流量為：Q=35000m3/d=0.41m3/s4.6.1.2設(shè)計(jì)進(jìn)水指標(biāo)BOD5=195mg/L，SS=230mg/L，TSS濃度X0=160mg/L，VSS=115mg/L，NH3-N=56mg/L，總氮=60mg/L。4.6.1.3設(shè)計(jì)出水指標(biāo)BOD5=39mg/L，TSS濃度X0=15mg/L，NH3-N=11mg/L，總氮=35.64mg/L。4.6.2設(shè)計(jì)與計(jì)算好氧區(qū)容積V1V1式中：VQ—好氧區(qū)設(shè)計(jì)流量，m3/d；SS—出水的BODY—污泥的產(chǎn)率系數(shù)，kgVSS/kgBODKθXf—混合液中VSS和SS的比值，在0.7?0.8之間，本設(shè)計(jì)取f=0.7；為使出水中的BOD5降到30mg/L出水溶解性BOD5的濃度S為：S=50?1.42×VSSS=50?1.42×0.7×30×（1?e?0.23×5）=29.6mg/L<60mg/L設(shè)計(jì)污泥齡為：首先要確定池內(nèi)的硝化速率μN(yùn)，計(jì)算如下μ式中：N—NHk02μN(yùn)=[0.14e0.098（14-15）]{56÷[56+10（0.005×14-1.158）]}[2÷（1.3+2）][1-0.833（7.2-7）]=0.317d-1硝化反應(yīng)所需的最小污泥齡θcm：θcm=1÷μN(yùn)=1÷0.317=3.16d（4-28）采用安全系數(shù)為K=3則設(shè)計(jì)污泥齡θcm好氧池容積V1：V1好氧區(qū)水體的停留時(shí)間：t1即t缺氧區(qū)容積V2式中：VNq需要還原的硝酸鹽氮量，經(jīng)微生物同化作用去除的總氮Nw：Nw=0.124×進(jìn)水總氮為60mg/L，出水總氮為35.64mg/L所需脫硝量=進(jìn)水總氮量-出水總氮量-用于合成的總氮量=60-35.64-5.95=18.41mg/L需還原的硝酸鹽氮量N反硝化速率qdn，tq式中：qθ—溫度系數(shù)，取1.08；q缺氧池的容積V2：V2缺氧池的水力停留時(shí)間t2：t2曝氣池的總?cè)莘eV總：V總總設(shè)計(jì)污泥齡=好氧池污泥齡+缺氧池污泥齡=9.48+9.48×污泥回流比R及混合液回流比R內(nèi)：污泥回流比R，設(shè)SVI=160，則回流污泥濃度為（4-37）式中：r為在沉淀池中停留時(shí)間、池深、污泥厚度等因素的影響下的系數(shù)，取r=1.3。求出混合液懸浮固體濃度X（MLVSS）=3500mg/L污泥回流比R===75.7%混合液回流比R內(nèi)：混合液回流比R內(nèi)取決于要達(dá)到的脫氮率。計(jì)算如下：?=R剩余污泥量△X：生物污泥產(chǎn)量Px對(duì)于惰性物質(zhì)和沉淀池的固體流失量計(jì)算如下：Ps式中：XXPQ—設(shè)計(jì)流量，本設(shè)計(jì)取Q=35000m3/d；Ps剩余污泥量△X=P去除1kgBOD=2685反應(yīng)池的主要尺寸好氧池設(shè)計(jì)：按推流式設(shè)計(jì)，總設(shè)計(jì)容積為V1=9000m3，本設(shè)計(jì)建2座好氧反應(yīng)池。單座容積為V設(shè)有效水深h則有效面積S1好氧池采用3廊道式，設(shè)廊道寬b=7m，則反應(yīng)池的長(zhǎng)度為54m校核：bh1本設(shè)計(jì)取超高為0.5m，即反應(yīng)池的總高為H=4+0.5=4.5m缺氧池設(shè)計(jì)：總?cè)莘eV2=3500m3單座缺氧反應(yīng)池的容積為3500m3設(shè)有效水深為h2=4m，單座反應(yīng)池的有效面積為S缺氧池寬度與好氧池寬度相同，為21m池長(zhǎng)=S（7）反應(yīng)池進(jìn)、出水計(jì)算進(jìn)水管：反應(yīng)池的流量為Q=管道內(nèi)的流速取v=0.75m/s管道的過水?dāng)嗝鍭=Q管徑d=4A取進(jìn)水管的管徑DN=550mm校核管道內(nèi)的流速v=Q回流污泥渠道的設(shè)計(jì)：?jiǎn)巫磻?yīng)池的回流污泥渠道流量QR：QR本設(shè)計(jì)回流污泥渠道流速v則渠道斷面面積為A=Q取污泥回流渠道斷面b×h=1m×0.44m校核流速v=污泥回流渠道標(biāo)高取0.35m渠道總高為0.44+0.35=0.89m進(jìn)水豎井：1.8m×1.5m反應(yīng)池進(jìn)水孔的尺寸：進(jìn)水孔過水流量Q2孔口的流速取v=0.6m/s孔口過水?dāng)嗝婷娣eA=Q孔口的尺寸取φ出水堰和出水豎井，按堰矩形流量公式計(jì)算：Q3Q3式中：b—堰寬，取b=6m；H—堰上水頭高，m；H=3出水孔流量Q設(shè)孔口流速為0.6m/s孔口的過水?dāng)嗝婷娣eA=本設(shè)計(jì)的孔口尺寸為φ出水豎井的尺寸為1.8m反應(yīng)池出水管的尺寸計(jì)算：出水管設(shè)計(jì)流量Q設(shè)管道流速v=0.8m/s出水管過水?dāng)嗝婷娣eA=出水管管徑d=取出水管的管徑為DN=650mm校核出水管流速v=（8）曝氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算需氧量AOR：需氧量=碳化需氧量+硝化需氧量-反硝化脫氮產(chǎn)氧率?剩余污泥中BOD5的氧當(dāng)量-反硝化脫氮產(chǎn)氧量碳化需氧量D1：D1=式中：k—t—D硝化需氧量D2：D2=4.6QN?4.6式中：N反硝化脫氮產(chǎn)生的氧氣量D3：D式中：N則總需氧量AOR=D=2825.7+13557.4?514.8=15868.3kgo設(shè)最大需氧量和平均需氧量的比值為1.1，則：AOR標(biāo)準(zhǔn)需氧量：本設(shè)計(jì)采用鼓風(fēng)曝氣的方式，將微孔曝氣器敷于池底，距池底1m，掩埋深度為3.5m，氧氣轉(zhuǎn)移的效率EA=21%，把實(shí)際需氧量AOR轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的需氧量SOR：SOR=AOR式中：CCT—廢水的溫度，T=25℃；Cαρ—壓力修正系數(shù)，ρ=β—廢水中的飽和溶解氧和清水中的飽和溶解氧之比，在0.8?1之間，本設(shè)計(jì)取0.9；查表得水中的溶解氧飽和度為：C空氣擴(kuò)散器出口處的決定壓力：Pb式中：H—空氣擴(kuò)散器的安裝深度，取H=3.5m；P—大氣壓力，取P=1.013P空氣離開好氧反應(yīng)池時(shí)氧氣所占的百分比Ot為：Ot式中：EO好氧池中的平均溶解氧飽和度：Csm（25）=8.38×（=9.23mg/L標(biāo)準(zhǔn)需氧量SOR為SOR=AOR==30002.5kg/d=1250kg/h相應(yīng)的最大時(shí)標(biāo)準(zhǔn)需氧量SORmax為SOR好氧池的平均時(shí)供氣量Gs=好氧池最大時(shí)供氣量Gs所需的空氣壓力P為：P=h1式中：hhhh△h—富余水頭損失，△h：0.003~0.005，取△h=0.004MPa；取h則P=0.002+0.036+0.0045+0.004=0.0465MPa曝氣器的數(shù)量計(jì)算：通過供氧能力計(jì)算曝氣器的數(shù)量：n式中：nq本設(shè)計(jì)采用微孔曝氣器，根據(jù)有關(guān)手冊(cè)，工作深度為3m，在供氣量為q=1~3m3/（h.個(gè)）則：時(shí)，曝氣器的氧利用率EA=20%，工作面積為0.3~0.7㎡，充氧的能力為qc=0.2kgo2/（h.個(gè)），n通過微孔曝氣器的工作面積校核：F=65供風(fēng)管道的計(jì)算:供風(fēng)干管：采用環(huán)狀布置流量Q設(shè)流速v=12m/s管徑d=取干管管徑為DN=650mm支管：采用單側(cè)供氣方式流量Q設(shè)流速v=8m/s管徑d=取支管管徑為DN=200mm（9）缺氧池內(nèi)的設(shè)備的選擇本設(shè)計(jì)選用三個(gè)缺氧池串聯(lián)的方式，每個(gè)池內(nèi)設(shè)有一個(gè)機(jī)械攪拌器。池內(nèi)設(shè)有三臺(tái)潛水?dāng)嚢杵鳎颗_(tái)的功率為5kw/m3污水。缺氧池有效容積V=4將全池的廢水完全混合所需的功率N=（10）污泥回流設(shè)備的選擇污泥回流比取R=50污泥回流量Q本設(shè)計(jì)建造回流污泥泵房一座，泵房?jī)?nèi)設(shè)有三臺(tái)潛污泵（2臺(tái)使用，一臺(tái)備用）。每個(gè)泵的流量為Q混合液回流泵設(shè)混合液回流比為R則混合液回流量為Q每座池設(shè)有兩臺(tái)混合液回流泵，單個(gè)泵的流量為Q混合液回流泵本設(shè)計(jì)采用潛污泵。4.6.3A/O工藝的處理效果A/O對(duì)污水中的COD的去除效率為90%，對(duì)BOD的去除效率為80%，對(duì)SS的去除效率為20%，對(duì)NH3-N的去除效率為75%，對(duì)油的去除效率為50%。表4.4A/O池的進(jìn)出水指標(biāo)項(xiàng)目CODBODSSNH3-N油進(jìn)水指標(biāo)mg/L11671952305619去除率%9080207550出水指標(biāo)mg/L11739184149.54.7二沉池4.7.1設(shè)計(jì)參數(shù)該設(shè)計(jì)采用由中心進(jìn)水，由周邊出水的輻流式沉淀池，建立四座。表面負(fù)荷在1.0~1.5m3/（m3/h）之間，本設(shè)計(jì)取1.4m3/（m3/h），固體負(fù)荷在140~160kg/（㎡/d）。沉淀時(shí)間一般在1.5~2.5h之間，本設(shè)計(jì)取2h。二沉池池底的坡度在0.05~0.10之間，本設(shè)計(jì)取0.06。本設(shè)計(jì)的排泥周期為13天。A/O池中混合液的懸浮固體濃度取3500mg/L。污泥回流比為R=60%，回流污泥濃度為：（4-58）式中:Xr—回流的污泥濃度；R—污泥回流比；X—污泥濃度；4.7.2設(shè)計(jì)與計(jì)算池子的計(jì)算沉淀部分水面的面積F：F=Q式中：Qq—表面水力負(fù)荷，m3/（㎡.n—池子個(gè)數(shù)，個(gè)，本設(shè)計(jì)取F=池子直徑D：D=4Fπ沉淀部分的有效水深h2：h2式中：t—沉淀時(shí)間，本設(shè)計(jì)取h污泥區(qū)的容積V：（4-62）污泥斗容積V1：V1式中：hrrV污泥斗以上的圓錐部分的容積V2：V2式中：hR—池子的半徑，m，R=ih’’V垂直度污泥部分的高度h’’4：h’’'4=二沉池的總高度H：H=h1+h式中：hhhhhH=0.35+0.7+0.45+2.87=4.37沉淀池的池邊高度H’為：H管道的計(jì)算進(jìn)水管的計(jì)算：進(jìn)水管直徑為D流量為Q進(jìn)水流速為v在0.5~1.0之間，滿足要求。中心管的計(jì)算：Q中心管的管徑D中=550mm，套管的直徑出水堰的設(shè)計(jì)與計(jì)算本設(shè)計(jì)根據(jù)手冊(cè)選用直角三角堰，水深為h=0.05m，流量為：q=1.4堰口的寬度：B所以三角堰的個(gè)數(shù)為：n=Q出水堰的總長(zhǎng)度L：出水堰的流速為v=0.55m/s，所以斷面的面積為：A=本設(shè)計(jì)槽寬為0.58m，槽水深為0.78m，出水槽到池內(nèi)的距離為0.56m，則：DDL=配水井的設(shè)計(jì)與計(jì)算本設(shè)計(jì)建設(shè)兩個(gè)配水井，兩座二沉池使用一個(gè)配水井。配水井的進(jìn)口管直徑為：D1=980mm，所以管道的流速為：v配水井的上升豎管直徑為：D2=1100mm，所以管道內(nèi)的流速為：v配水井的豎管喇叭口直徑為：D3=1450mm，所以管道內(nèi)的流速為：v配水井的喇叭口擴(kuò)寬部分長(zhǎng)度，α取60°，即：h=配水井的喇叭口上部水深為h，本設(shè)計(jì)取h=0.7m，所以流速為：v4.8污泥濃縮池重力濃縮池的工作原理與二沉池大概相同，其工作原理為污泥由中心管進(jìn)入重力濃縮池，經(jīng)濃縮池濃縮的污泥由池底排出，澄清的水由溢流堰流出。氣浮濃縮池適用于污泥密度比較大的污泥，其工作原理為澄清水一部分排出，一部分回流到前面與新污泥混合。4.8.1主要參數(shù)該廢水處理廠的污泥日產(chǎn)量為Q=2685m3/d；查表得污泥固體濃度為C經(jīng)污泥濃縮池濃縮后的污泥濃度為C=30kg/m3；查資料得污泥通量取G=30kg/（m3.d）；進(jìn)入污泥濃縮池的污泥含水率為p1=99%；經(jīng)污泥濃縮池處理后的污泥含水率為p2=96%；4.8.2污泥濃縮池的設(shè)計(jì)與計(jì)算池子的表面積A：A=Q式中：Q—污泥量，m3/d；CG—污泥固體通量，kg/（m3.d）A=Q污泥濃縮池的直徑D：本設(shè)計(jì)采用2個(gè)污泥濃縮池單個(gè)池子的面積A濃縮池的直徑D=4A污泥濃縮池的深度H：污泥濃縮池工作部分的水深h2：h2式中：T—濃縮時(shí)間，h，本設(shè)計(jì)取T=10h；h該池的超高取h1=0.25m，緩沖層的高度h3=0.35m，污泥濃縮池內(nèi)設(shè)有機(jī)械刮的設(shè)備，池底的坡度為i=118，污泥斗下底的直徑為D1=0.8m，上底的直徑D坡度部分的深度為h污泥斗的高度為h污泥濃縮池的高度H=h水力負(fù)荷u：u=Q污泥濃縮池的排泥量和污泥容積：排泥量Q'=污泥斗垂直部分的高度H’：H’=H?h污泥斗容積VV池底坡度部分的貯容積為V4：V按0.5小時(shí)為貯泥量計(jì)算污泥量，污泥容積V所以該池的總?cè)莘e為:V總=V3+V第5章高程計(jì)算5.1二沉池高程的計(jì)算本設(shè)計(jì)的地面標(biāo)高取11m二沉池的水位標(biāo)高為16m二沉池池頂?shù)臉?biāo)高=水位標(biāo)高+超高=16+0.3=16.3m二沉池池底的標(biāo)高=池頂標(biāo)高-池子總高度=16.3-9.65=6.65m5.2A/O高程的計(jì)算取A/O池到二沉池之間的管道長(zhǎng)度為L(zhǎng)1=7m。查水力計(jì)算表得管道的坡度i=0.008，阻力系數(shù)ξ=3。沿程阻力損失hf1局部阻力損失hm1該段管道總阻力損失H1A/O池的水頭損失取0.3m所以A/O池的水位標(biāo)高=二沉池的水位標(biāo)高+該段管道的總阻力損失=16A/O池的池頂標(biāo)高=A/O池的池底標(biāo)高=A/O5.3氣浮池高程的計(jì)算取氣浮池池到A/O池管道長(zhǎng)度為L(zhǎng)2=6m。查水力計(jì)算表可得該段管道的坡度i=0.008，ξ=3。沿程阻力損失hf2局部阻力損失hm2=ξ該段管道總阻力損失為H2本設(shè)計(jì)氣浮池的水頭損失取0.5m氣浮池的水位標(biāo)高=氣浮池池頂標(biāo)高氣浮池池底標(biāo)高5.4隔油池高程的計(jì)算取隔油池到氣浮池之間的管道長(zhǎng)度為L(zhǎng)3=5.5m。查水力計(jì)算表可得該段管道的坡度i=0.008，ξ=3。沿程阻力損失hf3局部阻力損失hm3該段管道的總阻力損失為H3本設(shè)計(jì)隔油池的水頭損失取0.5m。隔油池水位標(biāo)高隔油池池頂標(biāo)高隔油池池底標(biāo)高5.5調(diào)節(jié)池高程的計(jì)算取調(diào)節(jié)池與隔油池之間的管道長(zhǎng)度為L(zhǎng)4=6m。查水力計(jì)算表可得該段管道的坡度i=0.008，ξ=3。沿程阻力損失hf4局部阻力損失hm4該段管道的總阻力損失為H4本設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)池的水頭損失為0.5m。調(diào)節(jié)池水位標(biāo)高=調(diào)節(jié)池池頂標(biāo)高=調(diào)節(jié)池池底標(biāo)高=表5.1主要構(gòu)筑物的水頭損失構(gòu)筑物總水頭損失（m）水位標(biāo)高（m）池頂標(biāo)高（m）