焦化廢水處理設計

目錄

一工程概況......................................................................1

二設計依據......................................................................1

三設計原則......................................................................1

四廢水量及廢水性質..............................................................2

4.1廢水量.................................................................2

4.2廢水特點...............................................................2

4.3廢水性質...............................................................2

4.4處理出水標準...........................................................2

五廢水處理工藝流程圖............................................................3

六廢水處理工藝..................................................................4

七工藝說明與計算................................................................5

7.1格柵池..................................................................5

7.1.1中格柵............................................................5

7.1.2細格柵............................................................6

7.2調節(jié)池...................................................................7

7.2.1調節(jié)池計算.........................................................8

7.3隔油池...................................................................8

7.3.1隔油池計算........................................................8

7.4平流氣浮................................................................8

7.5A］。?系統(tǒng).................................................................9

7.5.1厭氧池.............................................................9

7.5.2好氧池............................................................10

7.5.3中間水池..........................................................10

7.5.4缺氧池............................................................11

7.5.5二級好氧池........................................................11

7.6輻流沉淀池..............................................................11

7.7清水池..................................................................12

7.8深度處理機房............................................................12

7.8.1機械過濾器........................................................12

7.8.2UF超漉...........................................................13

7.8.3超濾進水泵........................................................17

7.9綜合機房...............................................................17

7.9集油井.................................................................18

7.10污泥濃縮池............................................................18

九廢水處理設施布置.............................................................19

十防滲措施.....................................................................19

十一生產班制與人員安排.........................................................20

焦化廢水處理設計

一工程概況

KSJ1I焦化廠是一個負責向聯合企業(yè)提供優(yōu)質冶金焦炭和高熱值的焦爐煤氣,

焦化廢水主要來自于焦炭、煤氣凈化及焦化產品回收過程中產生，日均焦化廢水

總量為5000(1?(日變化系數為K=l.2),場地地坪設計標高為海拔360m,納污河

流的T=100的最高洪水位標高為340m,平均水位標高335m。用地面積：L〔長)

=800m；B(寬)=50011。規(guī)劃綠化率35席以上，面積率不大于50%,容積率不大

于3.0o

二設計依據

《鋼鐵工業(yè)水污染物排放標準》(GB13456-92)

《地面水環(huán)境質量標準》(GB3838-88)

《污水綜合排放標準》(GB8978-96)

《室外排水設計規(guī)范》(GBJ14-87)

《污水綜合排放標準》(GB8978T996)

三設計原則

3.1排入廢水處理設施的廢水為焦化廢水，其他廢水不得混入(如生活污

水)，廢水經處理后達到國家有關標準規(guī)定后排入可納入水域或市鎮(zhèn)管網。

3.2采用物化+生化+專利藥劑的處理工藝，該工藝具有可靠性、穩(wěn)定性，并

符合國內實際情況。

3.3廢水處理設施具有較大的適應性,應急性，可以滿足水質、水量的變化。

最大日廢水量Q=5000*1.2=6000m7d

i

3.4所選設備性能可靠、運行穩(wěn)定、運行費用低、管理維護方便。

3.5處理過程中產生的污泥排入污泥濃縮池,經壓力系統(tǒng)壓成泥餅后送至填

埋場填埋處理。

3.6本工程設計范圍從廢水進入格柵池起到廢水處理設施至凈化水排出止

的工藝。包括污泥的處理、構筑物設計計算、結構等設計。不包括設備、基礎、

電氣、工程預核算及設備運行費用計算。

四廢水量及廢水性質

4.1廢水量

a平均日排放廢水總量為5000m7d

h廢水Fl變化系數K=1.2

4.2廢水特點

焦化廢水成分復雜多變，污染物濃度高，毒性大，性質穩(wěn)定，是一種典型的

難降解有機廢水。

4.3廢水性質

污染物名稱濃度污染物名稱濃度

CODcr<5000mg/LBODs<1800mg/L

NHA-N<290mg/L揮發(fā)酚<650mg/L

ss<220mg/L油<lOOmg/L

虱化物<15mg/L硫化物200mg/L

注：溫度為80℃~50co

4.4處理出水標準

執(zhí)行《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)中的一級標準

污染物名稱濃度污染物名稱濃度

CODcr<lOOing/LBODs20mg/L

NH.vN<15mg/L揮發(fā)酚<0.5mg/L

SS<70mg/L油<5mg/L

氟化物<0.5mg/L硫化物1mg/L

2

五廢水處理工藝流程圖

3

六廢水處理工藝

由于焦化廢水成分復雜，可生化性差，根據多年焦化廢水處理經

驗，利用微生物進行生化處理，出水可達到國家二級排放標準的水平,

即CODcr達到150mg/L以下,可穩(wěn)定運行,而CODcr達到100mg/L以

下，由于污水經前級生化處理后，其可生化性很差，無法滿足生化系

統(tǒng)的運行要求，再利用生化處理，運行極不穩(wěn)定，處理工藝復雜，運

行成本大幅度增加。因此，借鑒現污水處理行業(yè)中水處理工藝，研制

開發(fā)了焦化廢水深度處理工藝，使焦化廢水經生化處理后進一步進行

深度處理，使處理后污水達到國家排放一級標準的要求和生活雜用水

水質標準。

本系統(tǒng)采用A?。?生物脫氮處理工藝，是在A/0脫氮工藝的基礎上

又增設了缺氧段2和好氧段2,所以該工藝又稱四段強化生物脫氮工

藝。增設的缺氧段2能對從好氧池1流入的硝化液在硝化菌的作用下

進行反硝化脫氮，該工藝的脫氮效率高達90%?95%,而增設的好氧段

2能提高混合液中的DO濃度，防止沉淀池內因缺氧產生反硝化，干

擾污泥的沉降，從而改善了沉淀池內污泥的沉降性能。

該工藝的運行過程如下：

原水進入厭氧池，在厭氧菌和反硝化菌的作用卜，進行分解高分

子有機物和苯環(huán)類污染物及反硝化反應。厭氧池出水進入好氧池1,

在硝化菌的作用下，進行硝化反應，將水中的氨氮分解成硝氮、亞硝

氮，從好氧池1流出的含有硝氮、亞硝氮的硝化液回流至厭氧池，在

此進行反硝化脫氮?；钚晕勰嘣谥虚g沉淀池沉淀濃縮后，回流厭氧池。

4

部分硝化液隨污水進入缺氧池2,進行二次反硝化脫氮，然后再進入

好氧池2去除水中殘余BOD。最后污水流入沉淀池進行泥水分離，上

清液進入清水池，沉淀下來的污泥一部分作為回流污泥流至缺氧池

2,另一部分作為剩余污泥脫水排出。

由此可見，硝化、反硝化等生化反應在該工藝流程中反復進行了

二次甚至二次以上,所以該工藝的脫氮工藝好于AOjfO等其他工藝，

同時，反硝化反應需要消耗大量碳源，該工藝的多次反硝化對水中的

COD、BOD的去處也優(yōu)于其他工藝，并且該工藝承受負荷能力強，避免

了以往工藝需要大量稀釋水稀釋的弊病。

七工藝說明與計算

7.1格柵池

處理前設置格柵池用來截留污水中較粗大漂浮物和懸浮物，如

前衛(wèi)、碎皮、毛發(fā)、布條、塑料制品等，防止阻塞和纏繞水泵機組

曝氣器、閥門管道、處理構筑物配水設施,減少后續(xù)處理產生的浮渣,

保證污水處理設施正常運行。

7.1.1中格柵

設計池子數：2

參數選擇：柵條寬s=20mm；柵間距b=60mm；1

柵前水深h=0.4m；格柵傾斜角

漸寬角%=20°；水流過柵流速v=0.9m/s

柵條間隙數：

5

n，Q?axVsina

/曲,算出n=9單池柵條間隙數：n=5

柵后池寬：

B=s(n-l)+bn算出B=0.4m

過柵水頭損失：(采用迎水面為半圓矩形)

4v2092

&二隊二q＞二1.83x0.23=1.83h0巧丁sina=l.83x——xsin60=0.015

-/b2g2x9.81

hj=kh0=3x0.015=0.03m

柵前超高h2=0.4m則柵后總高為:

H=h1+h2+h=0.03+0.4+0.4=0.83m

取渠前進水寬度為Bl=0.28m

B-B.().12…Q1r

Li=——!一二——=0.17mU=—^=O.O85m

2tan2000.73'2

H,h+h20.8八乂

L尸

tanatana1.73

，總長L=L+Lz+Ls+l+O,5=0.17+0.085+0.46+1+0.5=2.22nl取2.3m

7.L2細格柵

設計池子數：2

參數選擇：柵條寬s=10mm；柵間距b=10mm；

柵前水深h=0.4m；格柵傾斜角a=60。；

漸寬角4二20"；水流過柵流速v=0.6m/s

柵條間隙數：

n=Qnax^na

hbv算出n=27單池柵條間隙數：n=14

柵后池寬:

6

B=s(n-l)+bn算出B=0.27m

過柵水頭損失：(采用迎水面為半圓矩形)

&士V2062

&=佻一尸=1.83x1=1.83h=^—sin<z=1.83x——xsin60=0.029

b.02g2x9.81

hI=khv=3x0.029=0.09m?

柵前超高h2=0.4m則柵后總高為：

H=hi+h2+h=0.09+0.4+0.4=0.89m取0.9m

取渠前進水寬度為B.=0.16m

_B^OJl

==()15mL,=—=O.O75m

12tan2000.732

L==—=0.46m

3tanatana1.73

總長L=L+L2+L3+I+O.5=0.15+0.075+0.46+1+0.5=2.18m取2.2m

7.2調節(jié)池

污水在一天24rl內的水量和水質是波動變化的，這樣對污水廠的

處理設備，特別是生物處理設備后生化反應系統(tǒng)處理功能正常發(fā)揮是

不利的，設置調節(jié)池調節(jié)水質水量，并在調節(jié)池中加入曝氣裝置，對

廢水進行預曝氣，使水質更好的均質均量，保證后續(xù)處理設施的正常

運行，設計調節(jié)池的水力停留時間是5小時，長時間的停留并且能起

到沉砂池和初次沉淀池的作用，能沉降大部分沙粒和少量的C0D、B0D。

7

7.2.1調節(jié)池計算

設計水力停留時間T=4h；設計池深h=5m；

設計池數2；設計池長寬比L/B=4/3

V二&SO。。，]?]00m3

單池容積22

Ad二以00m?

單池面積h5則L=11.6m,B=8.7n

7.3隔油池

主要作用為去除誰中的輕油、重油，分別將輕重重油送入集油井

處理。

7.3.1隔油池計算

設計水力停留時間T=2min；設計池深h=0.7m；

設計池數2；設計池長寬比L/B=3/1

單池容積

5000x1.2x2x60

y=4.2〃尸A=—=6m2

86400x2單池面積。?7

貝ijL=4.3m,B=1.4m

7.4平流氣浮

平流氣浮池去除水中殘留的礦物質油，收集難以沉降和漂浮的細

小顆粒物。

同向流隔油池出水經過加入聚合氯化鋁（PAC）混合反應，自流

8

進入氣浮池，氣浮池在工藝中主要去除水中的乳化油及膠狀油。

由于氣浮池內的水流處于紊流狀態(tài)，通過氣浮形成的微氣泡的浮

力作用，把水中的懸浮物與水進行分離，從而達到固液分離的目的。

氣浮裝置為Q235-A結構，主要由溶氣裝置、氣浮池、刮渣機構

及自控等部分組成。

（Q235表示鋼筋屈服點為235N/MM2,A表示耐氣候的溫度，分

別有A、B、C、D、E五個等級，A是零上40度，B是零上20度，C是

零度以上，D是零下20度，E是零下40度，在偏冷地區(qū)對此性能有

所要求。）

7.5系統(tǒng)

水中苯、苯酚等苯環(huán)系類難于好氧生物降解的有機物質，在高效

微生物的分解作用下，破環(huán)分解成直鏈有機物、CO2和水，氟化物、硫

化物等在微生物的作用下，有效分解去除。污水經過好氧池中硝化細

菌的硝化作用，將水中的氨氮分解轉化成NO:-N和N02-NO好氧池出

水部分回流至厭氧池，利用厭氧池進水COD、BOD,在厭氧池內反硝化

菌的作用下，進行反硝化脫氮反應，使水中的NO廠N和NO2-N轉化成

氮氣。

7.5.1厭氧池

設計流量250*2=500m3/h

水力停留時間：HRT=30小時

容積：500*30=15000m3；池子數：3750m3x4座

9

結構：鋼筋混凝土運行方式：雙路并聯運行

設計處理能力：Q=250m7h

厭氧池攪拌機：4臺套

LXBXH(單池)33.2x24x4.7(m)

7.5.2好氧池

設計流量250*2=500m7h

水力停留時間：HRT=30小時

容積：500*30=15200m3o池子數：3800m44座。

結構：鋼筋混凝土運行方式：雙路并聯運行

設計處理能力：Q=250m7h

蝶形布氣器：6套

LXBXH(單池)33.7x24x4.7(m)

7.5.3中間水池

設計流量250*2=500m7h

水力停留時間：HRT=3小時

容積：500*3=15001/池子數：750m3x2座，

結構：鋼筋混凝土運行方式：雙路并聯運行

設計處理能力：Q=250m7h

LXBXH(單池)16x10x4.7(m)

io

7.5.4缺氧池

設計流量250*2=500m7h

水力停留時間：HRT=20小時

容積：500*20=10000m3池子數:2500小％4座

結構：鋼筋混凝土運行方式：雙路并聯運行

攪拌機4臺套

LXBXH（單池）26.6x20x4.7（m）

7.5.5二級好氧池

設計流量250*2=500m3/h

水力停留時間：HRT=25小時

容積：500*25=12500m3池子數：78L25^x16座

結構：鋼筋混凝土運行方式：雙路并聯運行

水力停留時間：HRT=25小時

設計處理能力：Q=250m7h

主要設備及性能參數：

蝶形布氣器16套

散流式曝氣器4000套

LXBXH（單池）16.6x10x4.7(m)

7.6輻流沉淀池

設計流量250*2=500m7h

11

水力停留時間：HRT=3小時

容積：500*3=1500m3池子數:750m”2座,

結構：鋼筋混凝土運行方式：雙路并聯運行

RXH(單池)7.13x4.7(m)

7.7清水池

設計流量250m7h

容積:800m3池子數：400nTx2

結構：鋼筋混凝土運行方式：雙路并聯運行

清水泵2臺

LXBXH(單池)12x7.1x4.7(m)

7.8深度處理機房

面積200m3

7.8.1機械過濾器

生化處理后沉淀池出水含有大量懸浮物、藻類、微生物等顆粒雜

質，在機械過濾器中，利用混凝反應、濃縮、過濾等物化處理，對污

染因子有效去除。

機械過濾器是利用一種或幾種過濾介質，在一定的壓力下把濁度

較高的水通過一定厚度的粒狀或非粒狀材料，從而有效的除去懸浮雜

質使水澄清的過程，常用的濾料有石英砂，焦粒，錦砂等，主要用于

水處理除濁，軟化水，純水的前級預處理等，出水濁度可達3度以下。

12

3臺，二開一備。

處理能力：140nv7h?臺

過濾器填料：

粒徑1.0-1.2mm,密度2.66g/cm3,堆密度

石英砂噸30

1.8g/cm"

粒徑1.0-2.0mm,密度1.5g/cn?,堆密度

焦粒噸20

0.95g/cm3

7.8.2UF超濾

超濾系統(tǒng)（UF）工藝采用中空纖維膜分離技術，中空纖維膜分離

技術是一種新型的凈化分離技術。主要用于從液體物質中分離大分子

化合物（蛋白質、核酸聚合物、酶等），膠體分散液（黏土、顏料、

乳液粒子、微生物），從而達到含有高分子物質的分離凈化。

超濾屬于壓力驅動型膜分離技術，其操作靜壓差一般為0.1?

0.5Mpa,被分離組分的直徑大約為0.01-0.1um,這相當于大于

500-1000000的大分子和膠體被截留。

超濾系統(tǒng)（UF）是以中空纖維超濾膜為中心處理單元，配以特殊

設計的管路、閥門、自清洗單元、加藥單元和自控單元等，形成一閉

路連續(xù)操作系統(tǒng)。核心技術是以高抗污染性中空纖維膜為中心，加上

特殊設計的高效自動控制水氣兩用清洗系統(tǒng)。與現有反洗和空氣振蕩

清洗或兩者交錯間隔清洗方法相比，氣水兩用自清洗方法具有清洗效

率高的特點，可以對中空纖維超濾膜實現不停機在線清洗，保證了水

處理過程的高效、連續(xù)進行。

采用超濾作為反滲透的預處理工藝后，出水水質遠遠優(yōu)于常規(guī)預

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處理工藝，允許反滲透系統(tǒng)的運行通量提高20%?30%,并且可以減少

反滲透膜的清洗次數，提高膜的壽命。

IT超濾系統(tǒng)的組成及功能如下：

①主系統(tǒng)(制水系統(tǒng))

泉：為系統(tǒng)供水或化學藥液的使用提供動力。主要有超濾膜供水

泵和反洗水泵、化學清洗泵和化學計量泵。

超濾膜組：為本系統(tǒng)的核心部件，有承前啟后的作用，即對預過

濾的水進行深度處理，也為反滲透膜組的進水水質提供保障。

②輔助系統(tǒng)

反洗系統(tǒng)：

按一定的周期自動進行反洗，以恢復膜的通水量。設計的新的外

壓中空纖維膜清洗工藝方法，即中空纖維膜超濾技術(UF)o在清洗

過程中，反洗液由膜組件的濾過液出口進入到外壓中空纖維膜內進行

反向滲透清洗；與此同時，在膜組件的原液入口端鼓入壓縮空氣于外

壓中空纖維膜外壁與膜組件殼體之間的空間，以對外壓中空纖維膜的

外壁進行空氣振蕩清洗，洗后液體與空氣則從膜組件的排污口排出。

采用這種方法可以對中空纖維超濾膜實現在線清洗，采用專門設計的

膜組件結構，當組件外殼內通入壓縮空氣時，中空纖維束由于上升氣

泡的作用而擺動，使中空纖維束相互摩擦碰撞，從而使中空纖維膜壁

上附著的污染物剝離脫落。與現有反洗和空氣振蕩清洗或兩者交錯間

隔清洗方法相比，具有清洗效率高的特點。同時該方法采用一般低壓

壓縮空氣進行振蕩清洗，無需高壓壓縮空氣，既降低運行成本，又對

14

中空纖維膜本身無耐壓及孔徑的特殊要求，從而實現連續(xù)生產的目的。

化學清洗系統(tǒng)：

屬于對膜做徹底的清洗，去除膜上黏附的細菌、藻類等生物體，

水垢和有機物等，使其通水量得到良好的恢復。采用的化學藥品包括：

鹽酸、氫氧化鈉及次氯酸鈉等。無論預處理過程多么完善，在長期運

行過程中，膜面上總會日積月累水中存在的各種污染物，從而使裝置

的性能下降，組件進、出口壓差升高。為此，除日常運行過程中每個

周期的化學反洗外,還需進行定期化學清洗，有時還需進行殺菌處理。

本系統(tǒng)設置一套化學清洗系統(tǒng)，每半年定期對超濾系統(tǒng)進行清洗，與

反滲透系統(tǒng)共用。

利用UF超濾系統(tǒng)去除水中生物酶等大分子有機物，降低水中CODo

處理能力：140n?/h?臺包括：主機，自動清洗系統(tǒng)，化學清洗系

統(tǒng)，PLC自動控制系統(tǒng)，配電，進水流量控制等。

超濾系統(tǒng)由超濾進水泵、盤式過濾器、超濾主機、超濾反沖洗系

統(tǒng)、加藥系統(tǒng)等組成：

超濾水泵采用變頻供電，通過計量后進入超濾系統(tǒng)，PLC采集流

量，調節(jié)控制供水泵的轉速，實現恒流量供水。

機械過濾器為成套裝置，主要用于除去大粒徑懸浮物等雜質，保

護膜元件正常使用，其運行由配套控制系統(tǒng)自動控制。

自清洗過濾器為成套裝置，主要除去懸浮物等雜質，保護膜元件

正常使用，其運行由配套控制系統(tǒng)自動控制。

超濾主機包括膜架、超濾膜組件、氣動閥門、手動閥門、就地儀

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表盤等組成，為超濾系統(tǒng)的核心組成部分，直接關系著出水水質的好

壞。

超濾系統(tǒng)的基本工藝包含以下四個內容：

①過濾

用超濾進水泵將原水加壓送入超濾設備，由十過濾膜本身的特性,

大部分的細菌、藻類、膠體物質和微?。ù笥?.2微米）的顆粒物質

可以在此去除，并且連續(xù)膜過濾的出水的SDI值小于3,大腸桿菌檢

測不出，可保證反滲透設備的安全穩(wěn)定運行。

②反沖洗

在反洗過程中，反洗液（一般為膜過濾的透過液）由膜元件的透

過液出口進入到中空纖維膜的外側，由外向內反向清洗；同時，在膜

元件的原液入口加入壓縮空氣，對中空纖維的內壁進行空氣振蕩和氣

泡擦洗。壓縮空氣在中空纖維內壁與反洗水共同作用，將膜表面的污

染物清洗干凈，清洗后的污水從膜元件的排污口排出。排放的反洗水

只占超濾設備進水的5?10虬

反洗周期一般為每運行20?40min,反洗30?90s。

反洗泵由變頻器供電，通過PLC調節(jié)使反洗流量恒定，以防過流

量反洗對超濾膜造成損害。

③加藥反沖洗

在反沖洗時定期加入次氯酸鈉（200-300ppm）和氫氧化鈉。

氫氧化鈉作用是清洗洗膜表面的油污。

次氯酸鈉的作用是清洗膜表面的有機