环境工程焦化废水处理工艺设计

1、目 录摘 要1关键词1abstract11 前言21.1 焦化废水的来源、特性及物理意义21.1.1 焦化废水的来源21.1.2 焦化废水的特性21.1.3 处理焦化废水的目的及意义31.2 焦化废水处理现状及处理方法41.2.1 焦化废水处理现状41.2.2 焦化废水的处理方法52 焦化废水工艺设计92.1 设计基础资料92.1.1 污水水量和水质92.1.2 污水出水要求92.3 工艺确定102.4 工艺原理及作用102.4.1 a2/o工艺原理102.4.2 a2/o池的作用112.5 工艺流程122.6 工艺设备的作用123 构筑物及设备的设计计算133.1 提升泵房133.1.1 设

2、计依据133.1.2 设计说明143.1.3 设计计算143.2 调节池143.2.1 设计原则143.2.2 设计参数153.2.3 调节池的选用与计算153.3 隔油池163.3.1 设计原则163.3.2 设计说明163.3.3 设计参数173.3.4 设计计算173.4 a2/o池193.4.1 设计参数193.4.2 平面尺寸计算203.4.3 进出水系统223.5 二沉池243.5.1 斜板沉淀池尺寸计算243.5.2 进水集配井263.5.3 进出渠道273.5.4 排泥装置283.6 混凝沉淀池293.6.1 设计说明293.6.2 设计计算293.7 消毒池363.7.1 消

3、毒设施的设计363.7.2 消毒池的作用363.7.3 二氧化氯的投加量363.7.4 消毒池的设计363.8 污泥浓缩池373.8.1 概述373.8.2 污泥量计算373.8.3 竖流浓缩池的计算383.9 污泥消化池424 平面布置444.1 总平面布置原则444.2 总平面布置结果455 高程布置及计算455.1 高程布置原则455.2 高程布置结果45参考文献：45致谢：46附录：46焦化工业废水工艺设计摘 要：焦化污水中含有大量的氨氮以及多种有毒的有机化合物，必然会造成环境污染、影响人体健康。本文为中小型焦化厂废水处理工程工艺设计。该工程规模为10000m3/d，采用a2/o工艺。

4、污水处理流程为：废水从泵房到调节池，然后进入隔油池，出水进入a2/o反应池，再进入二次沉淀池，二次沉淀池出水进入混凝沉淀池，再进入消毒池，最后出水。污泥的流程为：从二次沉淀池以及混凝沉淀池排出的剩余污泥进入污泥浓缩池，再进入消化池，再进入污泥脱水间，经干化处理后外运处置。出水应达到处理后废水达到污水综合排放标准gb8978-1996规定的一级标准。关键词：a2/o工艺，焦化废水，脱氮the design of coking wastewater treatment processabstract：coking wastewater contains a large amount of ammo

5、nia and a variety of toxic organic compounds, coking wastewater is bound to cause environmental pollution and affect human health. this article is for the design of coking wastewater treatment engineering process. the scale of the project is 10000 m3/d and use a2/o treatment. sewage treatment proces

6、s is as follows: into the factory sewage from the pumping station to the regulating reservoir, and then flows into the horizontal flow oil separation tank, grease trap water into the the a2/o reaction cell, and then enter the secondary sedimentation tank, secondary sedimentation tank into the coagul

7、ation and sedimentation,and then into the disinfecting tank ,and the final effluent. sludge process: the excess sludge discharged from the secondary settling tank, as well as coagulation and sedimentation into the sludge thickener, and the into the digestion cell ,then to the sludge dewatering, then

8、 to disposal after dry processing. the treated sewage water should reach the i-class criteria specified in the integrated wastewater discharge standard(gb 8978-1996). key words: a 2/ o process, coking wastewater , denitrification1 前言1.1 焦化废水的来源、特性及物理意义1.1.1焦化废水的来源现代炼焦化学工业是烟煤为原料,在隔绝空气条件下,加热到960-1000，

9、得到炼钢所需的焦炭。焦化厂除生产焦炭和煤气外，还回收苯、氨、酚等化工产品。焦化废水是煤制焦炭、煤气净化及焦化产品回收过程中产生的高浓度有机废水1。焦化废水主要包括 2煤气的初冷阶段煤气冷凝水、煤气终冷水、煤气洗涤水和煤气发生站的煤气洗涤水、精苯分离水、气柜废水、焦炉水封水及其它场合产生的污水，如图1.1。煤 ：备煤 焦炉 焦炭加工 焦炭 除尘污水 除尘污水 焦油废水分离 煤气初冷 剩余氨水 煤气脱氮 焦油加工 煤气终冷 终冷污水焦油分离水 煤气脱苯 蒸苯 煤气脱硫 粗苯加工 粗苯分离水 煤气管道水封水 古马隆生产 净煤气 古马隆污水图1.1 焦化生产工艺1.1.2焦化废水的特性焦化废水主要污染

10、物质有：cod、bod、氰化物、氨氮、悬浮物、苯酚及苯系化合物等，如表1.1。焦化废水成分多,组分复杂、浓度高、毒性大、难降解1。废水中含有数十种无机和有机化合物,其中无机化合物主要是大量铵盐、硫、硫化物、氰化物等；有机化合物除酚外，还有联苯、吡啶、吲哚和喹啉等有机污染物。污染物色度高，属较难生化降解的高浓度有机工业废水2。焦化废水中cod、nh3-n和挥发酚等污染物浓度高，这些污染物会对人类、水产及农作物都有极大危害。焦化废水中的氨氮是一种不稳定的物质，在微生物作用下反应生成no2、no2-、no3-是一种致癌物质，并引起胎儿畸形，no3-会破坏血液结合氧的能力，若饮用no3-含量超过10m

11、g/l的水会引起高铁血红蛋白症，甚至发生窒息现象。大量的氨氮排入水体会造成水体富营养化。1.1.3 处理焦化废水的目的及意义当前，全球都面临着水资源短缺、水质恶化的严峻形势，水污染问题成为当今世界面临的重要环境问题之一。我国人均水资源占有量仅为0.24万m3，只有世界上人均占有量的1/4，属世界十二个贫水国家之一，所以加强对新污染源的控制，改善老污染源处理条件，才能从根本上改变我国水质恶化的现状。成分codbod5氨氮ph含量mg/l2500-45001200-2000400-10006.5-8.5成分酚油分氰化物色度含量mg/l150-200200-100010-201000-2500表1.

12、1 焦化厂废水一般组成成分及含量焦化废水的处理一直是国内外污水处理领域的一大难题，几十年来尚未出现突破性的研究成果。废水中污染物组成复杂，含有挥发酚、多环芳烃和氧硫氮等杂环化合物，属较难生化降解的高浓度有机工业废水。目前，焦化废水一般要经过预处理、二级处理和深度处理后才可能达标排放。焦化废水的预处理技术有：厌氧酸化法、气浮法、混凝沉淀法等；二级处理方法很多，有生物化学法、物理法、化学法、以及物理-化学法等；焦化废水深度处理技术3有化学氧化法、折点氯化法、絮凝沉淀辅以加氯法、吸附过滤辅以离子交换法等。但目前最常用的方法是焦化废水4经隔油池、二级气浮池除油后进行多段曝气生物处理，再经氧化塘或吸附法

13、深度处理后外排。1.2 焦化废水处理现状及处理方法1.2.1焦化废水处理现状焦化废水是国内外工业废水处理领域的难题，目前，国内外对焦化废水中酚、氰等有毒物质的处理，生物活性污泥法是一个比较普遍有效方法。但对其中nh3-n、氟化物、cod等去除效果较差，难以满足外排要求，因此，国内外对焦化废水处理工艺和净化技术改进进行很多研究，不同国家有自己特点，操作、运行、测试和监控等技术也更多地向节能、经济、高效和实用方向发展。焦化废水的最终排放，视本国国情、地质环境、环保法规以及当地生态状况而定。总体而言，我国焦化废水的治理水平与国外基本相当，但仍存在一定差距。我国焦化废水处理自五十年代起的发展过程，是一

14、个从无到有、逐步提高、逐步完善的过程2。 五十、六十年代处于低水平阶段，仅有几个大型焦化厂对酚水进行简易的机械处理。如鞍钢化工总厂、包钢焦化厂等，仅设有平流沉淀池或圆形带刮泥机的沉淀池去除浮油和重油，处理后将部分酚水送去作熄焦补充水。进入七十年代后，运用了国内外的生化技术，在首钢焦化厂兴建了生物脱酚装置，同时一批大、中、小型焦化厂都相继设立了生物脱酚装置，当时的重点是脱酚，处理方式和流程也比较简单。一九七八年改革开放到八十年代又为一个阶段。当时由于国家对环保工作的重视，使焦化废水处理水平向前推进了一大步。以宝钢一、二期焦化废水处理技术的引进为起点，各院所加大了研究开发焦化废水的力度，开展了两段

15、生化和投加生长素的试验研究以及混凝后处理和污泥脱水的研究。 在吸收宝钢焦化引进技术上的先进经验和开展试验研究的基础上，设计了一大批焦化废水处理装置。如处理水量为700 m3/h的鞍钢化工总厂南部生物脱酚装置，获得了国家优秀设计奖，现已运行了十五年，处理效果一直比较稳定，除cod略高外，酚、氰、油等指标均达标排放。与以前设计不同的是，在设计中采用了压力浮选装置，以去除乳化油；增加了污泥脱水装置，对污泥进行脱水处理，脱水后的泥饼送煤场掺入炼焦煤中炼焦，减少了二次污染；鼓风机改用离心风机，减轻了噪声。该套装置自运行以来积累了丰富的经验，培养锻炼了一批废水处理专业人才。在石家庄焦化厂废水处理设计中，曝

16、气池充氧采用了微孔曝气器，与以前的穿孔管暖气相比，可节能50，比普通曝气器节能2030。同时又对部分老厂的废水处理推广采用了投加生长素的技术，如唐山市焦化厂、徐钢焦化厂都采用了该项技术，处理效果良好。八十年代末和九十年代初，针对国家对焦化废水排放标准的更严格要求，开展了焦化废水的脱氮和进一步降低cod的试验研究，经过几年的艰苦努力，取得了丰硕的成果。在试验研究的基础上将宝钢焦化废水处理装置进行了改造，将其改为a/o脱氮工艺，并获得改造装置的开工调试5成功，该装置达到了国际焦化行业的领先水平。在总结宝钢焦化废水生物脱氮经验的同时又建成了三个焦化废水生物脱氮装置，其中安钢焦化厂已达标验收，另两个在

17、调试中。1.2.2焦化废水的处理方法目前焦化废水一般按常规方法先进行预处理，然后进行生物脱酚二次处理。但是，焦化废水经上述处理后，外排废水中氰化物、cod及氨氮等指标仍然很难达标。针对这种状况，近年来国内外学者开展了大量的研究工作，找到了许多比较有效的焦化废水治理技术。这些方法大致分为生物法、化学法、物化法和循环利用等4类。(1) 化学处理法催化湿式氧化技术催化湿式氧化技术是在高温、高压条件下，在催化剂作用下，用空气中的氧将溶于水或在水中悬浮的有机物氧化，最终转化为无害物质n2和co2排放。焚烧法焚烧法治理废水始于20世纪50年代。该法是将废水呈雾状喷入高温燃烧炉中，使水雾完全汽化，让废水中的

18、有机物在炉内氧化，分解成为完全燃烧产物co2和h2o及少许无机物灰分。焦化废水中含有大量nh3-n物质，nh3在燃烧中有no生成，no的生成会不会造成二次污染是采用焚烧法处理焦化废水的一个敏感问题。研究发现nh3在非催化氧化条件下主要生成物是n2，不会产生高浓度no造成二次污染。从而说明，焚烧处理工艺对于处理焦化厂高浓度废水是一种切实可行的处理方法。然而，尽管焚烧法处理效率高，不造成二次污染。臭氧氧化法臭氧是一种强氧化剂，能与废水中大多数有机物，微生物迅速反应，可除去废水中的酚、氰等污染物，并降低其cod、bod值，同时还可起到脱色、除臭、杀菌的作用。等离子体处理技术等离子体处理技术是利用高压

19、毫微秒脉冲放电 6所产生的高能电子(520ev)、紫外线等多效应综合作用，降解废水中的有机物质。等离子体处理技术是一种高效、低能耗、使用范围广、处理量大的新型环保技术，目前还处于研究阶段。有研究表明，经等离子体处理的焦化废水，有机物大分子被破坏成小分子，可生物降解性大大提高，再经活性污泥法处理，出水的酚、氰、cod指标均有大幅下降，具有发展前景。但处理装置费用较高，有待于进一步研究开发廉价的处理装置。光催化氧化法目前，这种方法还仅停留在理论研究阶段。这种水处理方法能有效地去除废水中的污染物且能耗低，有着很大的发展潜力。但是有时也会产生一些有害的光化学产物，造成二次污染。由于光催化降解是基于体系

20、对光能的吸收，因此，要求体系具有很好的透光性。所以，该方法适用于低浓度、透光性好的体系，可用于焦化废水的深度处理2。电化学处理技术电化学处理技术的基本原理是使污染物在电极上发生直接电化学反应或利用电极表面产生的强氧化性活性物质使污染物发生氧化还原转变。目前的研究表明，电化学氧化能力强、工艺简单、不产生二次污染，是一种前景比较广阔的废水处理技术。化学混凝和絮凝化学混凝和絮凝是用来处理废水中自然沉淀法难以沉淀去除的细小悬浮物及胶体微粒，以降低废水的浊度和色度，但对可溶性有机物无效，常用于焦化废水的深度处理。该法处理费用低，既可以间歇使用也可以连续使用。(2) 物理化学法吸附法 吸附法就是采用吸附剂

21、除去污染物的方法。活性炭具有良好的吸附性能和稳定的化学性质，是最常用的一种吸附剂。活性炭吸附法适用于废水的深度处理。但是，由于活性炭再生系统操作难度大，装置运行费用高，在焦化废水处理中未得到推广使用。利用烟道气处理焦化废水由冶金工业部建筑研究总院和北京国维达环保公司合作研制开发的“烟道气处理焦化剩余剩余氨水或全部焦化废水的方法已获得国家专利。该技术将焦化剩余氨水去除焦油和ss后，输入烟道废气中进行充分的物理化学反应，烟道气的热量使剩余氨水中的水分全部汽化，氨气与烟道气中的so2反应生成硫胺。(3) 废水循环利用将高浓度的焦化废水脱酚，净化除去固体沉淀和轻质焦油后，送往焦炉熄焦，实现酚水闭路循环

22、。从而减少了排污，降低了运行等费用，但是此时的污染物转移问题也值得考虑。(4) 生物法普通活性污泥法活性污泥法即将焦化废水与活性污泥混合一起进入曝气池，成为悬浮混合液，沿曝气池注入空气曝气，使污水与活性污泥充分接触，并供给混合液足够的溶解氧。这时污水中的有机物被活性污泥中的好氧微生物分解，然后混合液进入二次沉淀池，活性污泥与水澄清分离，部分活性污泥再回流到曝气池中，继续进行净化过程，澄清水则溢流排放。由于在整个过程中活性污泥在不断增长，部分剩余污泥从系统中排出，以维持系统的稳定。序批式活性污泥法(sbr)sbr工艺是集生物降解和脱氮除磷集于一体的新技术，它结构形式简单，运行方式灵活多变，是一种

23、间歇运行的废水处理工艺，sbr反应池生化反应能力强，处理效果好，用它来处理焦化废水nh3-n的去除率为60%。缺点是传统 sbr法对焦化废水降解效率不够高。目前，sbr技术从生活污水到工业废水等各领域都得到了广泛应用。膜生物反应器(mbr)mbr是将膜技术应用于废水处理系统，提高了泥水分离效率，并且由于曝气池中活性污泥浓度的增大和污泥中特效菌(特别是优势菌群)的出现，提高了生化反应速率。同时通过降低f/m减少剩余污泥产生量，从而基本解决了传统活性污泥法存在的系统在运行过程中产生大量的剩余污泥，易出现污泥膨胀，出水固体，出水水质不理想等突出的问题。与传统的生化水处理技术相比，mbr具有以下主要特

24、点：固液分离率高、出水水质好、处理效率高、占地空间小、运行管理简单、应用范围广。现在膜生物反应器的处理对象也由原来的城市生活污水，逐渐扩大到各种工业废水，发展前景广阔。生物铁法生物铁法是在曝气池中投加铁盐，以提高曝气池活性污泥浓度为主，充分发挥生物氧化和生物絮凝作用的强化生物处理方法。由于铁离子不仅是微生物生长必需的微量元素，而且对生物的黏液分泌也有刺激作用。铁盐在水中生成氢氧化物与活性污泥形成絮凝物共同作用，使吸附和絮凝作用更有效地进行，从而有利于有机物富集在菌胶团的周围，加速生物降解作用。该法大大提高了污泥浓度，由传统活性污泥法2-4g/l提高到9-10g/l，降解酚、氰化物的能力也大大加

25、强。当氰化物的浓度高达40mg/l条件下，仍可取得良好的处理效果。对cod的降解效果也较传统方法好。炭-生物法目前，国内一些焦化厂生化处理装置由于超负荷运行或其他原因，处理后的水质不能达标，炭-生物法是在传统的生物法的基础上再加一段活性炭生物吸附、过滤处理。该工艺简便、操作方便、设备少、投资低。由于活性炭不必频繁再生，故可减少处理费用对于已有生物处理装置处理后水质不符合排放标准的处理厂，采用炭-生物法进一步处理以提高废水净化程度也是一项有效的方法。a-o 工艺a/o活性污泥法1是一种改进的活性污泥法工艺流程如图1-2。 硝化液回流缺氧池沉淀池好氧池 进水 出水 污泥回流 图1-2 a/o活性污

26、泥工艺流程a/o工艺是一种有回流的前置式反硝化生物脱氮工艺10，在缺氧池中进行反硝化，在好氧池中进行含碳有机物的去除、含氮有机物的氨化和氨氮的硝化。在好氧池中，发生硝化反应，氨氮被氧化为亚硝酸盐氮和硝酸盐氮。a/o工艺具有很多优点：原污水的大量有机物为反硝化提供了充分的外加碳源，节省了外加碳源的费用；好氧池在缺氧池之后，经缺氧池去除一部分有机物后，好氧池负荷降低，可以对残留的有机物进一步有效去除及完成氨氮的充分硝化；缺氧池前置可以起到生物选择器的作用，有利于控制污泥膨胀。a/o法虽然较普通的活性污泥法有很大的改进，但是依然不能有效地处理焦化废水，原因是焦化废水中的难降解有机物很难在a/o系统中

27、得到降解，而焦化废水中的有毒物质对硝化菌的抑制作用也不能得到消除或减轻。2 焦化废水工艺设计2.1设计基础资料2.1.1污水水量和水质处理水量：10000m3/d处理水水质见表2.1：表2.1 处理水质污染物codbod5酚氰化物ss氨氮ph含量mg/l60003000750231503606-92.1.2污水出水要求处理要求：处理后废水达到污水综合排放标准gb8978-1996规定的一级标准。即cod小于100mg/l；酚类小于0.5mg/l；氰小于23 mg/l；ss小于70 mg/l；油小于10 mg/l；氨氮小于15 mg/l；ph69。2.2工艺设计原则确定处理工艺的依据有以下几点：

28、(1) 污水处理程度。(2) 处理规模和污水水质质量变化规律。(3) 新工艺及类似污水工程资料。(4) 污泥处理的工艺。污水处理的程度：确定污水处理程度主要需要考虑收纳水的功能，水环境质量要求，污染状况和自静能力，处理后的污水是否回用等因素。处理规模和污水水质和水量变化规律：污水处理规模也是影响工艺选择的重要因素。某些处理工艺，如完全混合曝气池，塔式生物滤池和竖流式沉淀池只适用水量不大的小型污水处理厂，因此处理方案也要处理规模调整。新工艺及类似污水工程资料：采用先进技术，应做到技术上先进可靠，经济上高效节能。对于采用新工艺，新技术的设计，应对其设计参数和技术经济指标作精心选择。污泥处理工艺：污

29、泥处理工艺作为污水处理系统方案的一部分，决定于污泥的性质与污泥的出路（农用，填埋，排海等）。污水处理构筑物排出的剩余污泥性质的不同，对选用污泥处理工艺有较大的影响。2.3工艺确定焦化废水中氨氮、有机物、油类、悬浮物等难降解物质含量较高。为了更好的去除氨氮、难降解有机物，而且经上述比较知物理处理效果较差、化学处理费用较高、循环废水处理会有后续污染问题，本次采用生物处理工艺 7。生物处理工艺适合于中小型污水处理厂的脱氮除磷工艺比较多，常用的生物处理焦化工艺有：ao工艺、氧化沟工艺、sbr工艺、生物滤池、生物转盘法、生物流化床等，但是基于考虑可行性、经济性等原则，采用a2/o法。a2/o是厌氧缺氧好

30、氧生物脱氮除磷工艺的简称，其工艺的特点：(1)厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类的微生物菌群的有机配合，能同时具有去除有机物、脱氮功能；(2)在脱氮去除有机物的工艺中，该工艺流程较为简单，总的水力停留时间也少于同类其它工艺。(3)在厌氧-缺氧-好氧交替运行下，丝状菌不会大量繁殖，svi 一般小于100，不会发生污泥膨胀。(4)厌氧-缺氧池只需要轻微搅拌，使之混合，而不以增加溶解氧为限。a2/o工艺将反硝化段设置在系统的前面，因此又称为前置式反硝化生物脱氮系统。反硝化反应以污水中的有机物为碳源，曝气混合液中含有大量硝酸盐，通过内循环回流到缺氧池中，在缺氧池中进行反硝化脱氮。a2/o法就

31、是在a/o法前面增加了一个厌氧池，增加了有机污染物的可生化性，在脱氮方面的效率要明显高于a/o法、sbr法以及氧化沟等方法。2.4工艺原理及作用2.4.1 a2/o工艺原理a2/o工艺是在a/o法流程前加一个厌氧段，废水中难以降解的芳香有机物在厌氧段开环变为链状化合物，链长化合物开链为短链化合物。由于焦化废水中含有大量的喹啉、吡啶和异喹啉等难降解的化合物，增加厌氧段能提高废水的处理效果。a2/o法处理交焦化废水，首先在好养条件下，通过好氧硝化菌的作用，将废水中的氨氮氧化成亚硝酸盐或硝酸盐；然后在缺氧的条件下，利用反硝化菌将亚硝酸盐和硝酸盐还原为氮气而从废水中逸出。因而，废水生物脱氮包括硝化和反

32、硝化两个阶段。硝化包括两个基本的反应：由亚硝酸菌参与的将氨氮转化为亚硝酸盐的反应；由硝酸菌参与的将亚硝酸盐转化为硝酸盐的反应。反硝化是在缺氧的条件下，由于兼性脱氮的作用，将硝化过程中产生的硝酸盐或亚硝酸盐还原成氮气的过程。其中，张敏等通过实验发现a2/o生物中每段的生物固体浓度都远于悬浮系统，氨氮和cod的去处率分别高达96.4%和98.8%。82.4.2 a2/o池的作用(1)水解反应器：水解酸化提高了焦化废水的可生化性。复杂物料的厌氧降解过程可分为水解、酸化、产乙酸和产甲烷四个阶段。在两段厌氧处理中，水解和酸化往往作为一个独立的阶段。水解和酸化对于焦化废水的出理十分必要，难降解的多环芳烃和

33、杂环化合物经水解与产酸能转化为简单低分子有机物，为后续的处理提供易于氧化的有机底物，即提高废水的可生化性。厌氧微生物对于复杂化合物中的环裂解具有不同于好养微生物代谢过程，其裂解可分为还原性裂解和非还原性裂解。而且厌氧微生物内具有易于诱导、较为多样化的健全开环酶体系，使杂环化合物和多芳香烃易于开环裂解。(2)缺氧反应器：缺氧反应器的功能是去除cod和no-3-n。在缺氧反应器中，主要反映是以来自好氧池回流的no-3-n为电子受体，以有机物为电子供体，将no-3-n还原为n2，同时将有机物降解，并产生碱度的过程。同化作用去除一部分no-3-n，在硝化反应器中，反硝化菌在降解有机物同时合成自身细胞。

34、由于经酸化废水中含有大量的no-3-n，微生物以no-3-n作氮源。因此在硝化反应器中，有一部分氨氮通过同化作用而得以去除。提供好氧池的碱度。反硝化细菌利用no-3-n有机物产生能量，假定所产生的能量全部用来生长，而生长用的单元来自氨氮的话，则平均每转换1mol no-3为nh3，产生0.91eqv碱度；而硝化菌没产生1 mol nh3为no-2大约产生2eqv碱度。因此，将反硝化池置于好氧池前，可为其补充一定的碱度。(3)好氧硝化池：好氧硝化池去除cod，在该阶段，大量异养菌在好氧条件下降解水中高浓度cod，同时自身不断繁殖；硝化去除氨氮，当水中可降解物消耗殆尽时，自养的硝化菌取代异样菌成为

35、优势菌种。在一般情况下，先是亚硝酸菌将no-3-n转化为no-2-n，然后在由硝化菌进一步转化为no-3-n，同时作用去除一部分no-3-n。2.5 工艺流程废水提升泵调节池隔油池厌氧池好氧池缺氧池混凝沉淀 池加药车间二沉池污泥浓缩池池消化池煤场污泥回流混合液回流煤场消毒池排水脱水车间2.6 工艺设备的作用(1)调节池的作用为了使管渠和构筑物正常工作，不受废水高峰流量或浓度变化的影响，需在废水处理设施之前设置调节池。对于工业废水适当尺寸的调节池，对水质、水量的调节是厌氧反应稳定运行的保证。调节池的作用是均质和均量，对水量和水质的调节，调节污水ph值、水温，有预曝气作用，还可用作事故排水。总容积

36、按8-24h的设计流量计算。(2)隔油池的作用隔油池是利用油与水的比重差异，分离去除污水中颗粒较大的悬浮油的一种处理构筑物。煤的焦化和气化工业排出含高浓度焦油的废水，这些含油废水对后续生物处理有抑制作用，所以去除油类以提高废水生化性能。隔油设备可采用平流式隔油池，可使污水含油量降至20-50mg/l，停留时间为2h。 (3)a-a-o工艺作用目前国内生物脱氮技术存在的共性难题主要是细菌成活率较低，处理规模偏小，脱氮效率不稳定，净化效果较差。近10余年来，我国多家焦化企业在应用a/o工艺的基础上，对生物脱氮技术进行优化为a-a-o工艺，该工艺的特点是可以适当地控制好氧段的溶解氧的量,该段没能完全

37、氧化的氨氮及cod,不但提高了对废水中污染因子的降解能力,而且还降低了运行成本。(4)混凝沉淀池的作用 胶体离子和细微悬浮物不能直接用重力沉降法分离，而必须首先投加混凝剂来破坏它们的稳定性，使其相互凝聚为数百微米以至数毫米的絮凝体，才能用沉降、过滤和气浮等常规固液分离法予以去除。混凝就是在混凝剂的离解和水解产物作用下，使水中的胶体污染物和细微悬浮物脱稳并聚集为具有可分离性的絮凝体的过程。它是废水处理中应用得非常广泛的方法。它既可以降低废水的浊度、色度等感官指标，又可以去除多种有毒有害污染物。混凝法的主要优点是工艺流程简单、操作管理方便、设备投资省、占地面积少、脱色效率很高。为了进一步去除污水中

38、的cod和bod5，去除污水的色度、酚、氰等有机物浓度，需要向污水中投加混凝剂。(5)污泥浓缩池的作用污泥浓缩的对象是颗粒间的孔隙水，浓缩的目的是在于缩小污泥的体积，便于后续污泥的处理。污泥浓缩池将二沉池的剩余污泥和混凝沉淀池的污泥进一步浓缩。(6)污泥消化池的作用污泥浓缩池的目的是为了使污泥中的有机质变为稳定的腐殖质，同时可以减小污泥的体积，并改善污泥性质，使之易于脱水，减少和控制病原微生物。3 构筑物及设备的设计计算3.1提升泵房3.1.1设计依据(1)应根据远近期污水量确定污水泵站的规模9。泵站设计流量与进水管至设计流量相同。(2)在分流制排水系统中，雨水泵房与污水泵房可分建在不同地区，

39、也可合建，但应自成系统。(3)污水泵站的集水池与机器间合建在同一构筑物内，集水池和机器间需用防水隔墙分开，不允许渗漏。做法按结构设计规范要求。(4)泵站构筑物不允许地下水渗入，应设有高处地下水位0.5m的防水措施，具体设计见规范。(5)泵站位置应结合规划要求，鉴于排水需要提升的管段，且距排放水体较近的地方。并应尽量避免拆迁、少占耕地。设在污水处理厂内的泵房可与其他构筑物统一布置。3.1.2设计说明本设计采用来水为一根污水干管，无滞留、涡流等不利现象，故不设进水井，来水管直接经进水闸门流入集水池，经机器间的泵提升来水进入出水井，然后依靠重力自流输送至各处理构筑物。3.1.3 设计计算(1)设计流

40、量qmax=10000m3/d=416.667m3/h(2)集水池有效容积，采用1台泵5min的容量：(3)有效水深采用h=3.0m,则集水池面积为：(4)地下集水槽平面尺寸为长宽=6m1.93m ,则面积为11.58m23.2调节池3.2.1设计原则(1)调节池是用来均衡调节污水水量、水质、水温的变化，降低废水对生物出口设施的冲击；(2)为了使调节池出水水质均匀，防止无虽然我沉淀，调节池内室加搅拌、混合装置。一般有水泵强制循环搅拌、空气搅拌、射流搅拌、机械搅拌等；(3)水质均匀池一般串联在主流程中，水量调节池可串联在主流程中，也可以并联在辅助流程中；(4)均质调节池可设在沉砂预沉之前，也可设

41、在沉砂预沉之后；(6)均质调节池应设排泥放空口；(7)废水若含有发生泡沫的物质时，应该设置消泡装置；(8)应设冲洗装置，以便清除粘在池壁的固体和油污。3.2.2 设计参数(1)均质调节池的停留时间，应根据水质的成分、浓度、水量大小及其变化的情况决定。一般为10-24h，特殊情况下可作到5d10；(2)采用空气搅拌，搅拌的强度为0.08-0.1m3/m2*min10;(3)在主流程上的调节池，其容积可按平均小时流量计算。3.2.3 调节池的选用与计算(1)调节池根据池体内部不同型式分为矩形分段进水的均质调节池和圆形形状进水的均质调节池。本工艺采用矩形分段进水的均质调节池。(2)调节池的计算1调节

42、池容积： 式中 v-调节池容积，m3； qcp-废水平均流量，m3/h； t-停留时间，h。设计中取t=12h,则 v=(10000/24) 12=5103 m32调节池水面面积： f=v/h式中 f-调节池水面面积，m2； v-调节池容积，m3； h-有效水深，m,一般取2-5m。设计中取h=5m，则 f=2.5103/5=500m23搅拌空气： 式中 s-搅拌空气量，m3/min； f-调节池水面面积； q-搅拌强度，m3/m2*min。设计中取q=0.08m3/m2*min，则 s=5000.08=40 m3/m2*min4调节池的示意图如3-1所示。图2-1 调节池3.3隔油池3.3.

43、1设计原则(1)隔油处理主要用于去除含油污水中的浮油和粗分散油；(2)确定隔油池的种类，应进行技术经济比较；(3)隔油处理设备必须设置收油和排泥措施，排出的油和污泥应进行脱水处理；(4)寒冷地区的隔油设施，应采取有效的保温、防寒措施；(5)为防止对环境的污染和火灾事故的发生，隔油处理设施应密封或加活动性盖；(6)为了方便日常运行和检修，隔油处理的间数不应小于两间。3.3.2 设计说明隔油池设在调节池之后，用以除去污水中的油类。隔油池一般分为平流式、斜流式和平流与斜板组合三种。本次设计为焦化废水，水量相对较小，采用平流式隔油池。平流式隔油池的特点是构造简单、便于运行管理、油水分离效果稳定，耐负荷

44、冲击。污水从池子的一端流入，以较低的流速流经池子，流动过程中，密度小于水的油粒浮出水面，密度大于水的重油杂质沉于池底。为了及时排油及排除底泥，在池底设置挂有刮泥机，污泥被收集在泥斗中。隔油池上端设置撇油机以除去漂浮的轻油。3.3.3 设计参数采用4格平流式隔油池长宽比：单个孔眼面积w0 ：采用砖砌进水穿孔墙，孔眼形式采用矩形的半砖孔洞，其尺寸为0.125m0.063m，则 w0=0.1250.063=0.00788m2；2孔眼总面积0 ：孔眼流速采用v1=0.25m/s (一般宽口处为0.20.3m/s；狭口处为0.30.5m/s)；则0=q1/v1=3000/(0.25243600)=0.1

45、4m2；3孔眼总数n0：n0=0/w0=0.14/0.00788=17.8，取20个；则孔眼实际流速为 v1=q1/n0w0=3000/(203600240.00788)=0.22m/s4孔眼布置：孔眼布置成4排，每排孔眼数为20/4=5个 ；水平方向孔眼间距净取1.2m，则每排5个孔眼时，其所占宽度为l=50.063+51.2=6.315m剩余宽度为b-b3=6.94-6.315=0.625m，均分布在各狭缝中。垂直方向孔眼净间距取300mm，最上一排孔眼的淹没水深为300mm，则孔眼的分布高度为：h=300+4125+4300=2000mm2000mm=h1出水槽计算出水槽长l2=2m，宽

46、b2=7.52m；深度h4=1.5m ；采用跌水方式出水。集油管集油管一般用200300mm的钢管制成，沿长度在管一侧开弧度为600900的槽口。本次设计选用250mm，弧度600，管轴线在水下面050mm，本次采用30mm。设置盖板 盖板下设置加热蒸汽管，冬季使加热，使油得以分离。排泥管：排泥管直径dn200mm(3)刮油刮泥机选择采用链条式刮油刮泥机24，性能及外形尺寸如下表3.4表3.4 链条式刮油刮泥机 性能参数型号适用池子尺寸(m)电动机功率(kw)行走速度(m/min)生产厂链条式刮油刮泥机lbh=186.9421.50.32唐山市通用环保机械有限公司(4)隔油池的平面图如3-3所

47、示：9出水87 10 621534进水1配水槽 ；2布水隔墙；3、10挡油板；4进水阀；5排渣阀；6链条式刮泥机；7集油管；8集水槽；9排泥管 图3-3 隔油池3.4 a2/o池3.4.1设计参数 (1)a-a-o工艺的水力停留时间t一般用6-8h11,设计中取t=8h；(2)曝气池内活性污泥浓度xv一般采用2000-4000mg/l11,设计中取xv=3000 mg/l；(3)回流污泥的浓度： 式中 xr-回流污泥浓度，mg/l； svi-污泥指数，一般介于70-100之间【11】，设计中取100； r-系数，一般采用1.2。 (4)污泥回流比： 式中 r-污泥回流比，一般r取25%-100

48、%11； xr-污泥回流浓度，mg/l； f-活性污泥挥发性固体含量，一般取0.75。带入数据计算，解得r=0.5(5)氨氮的去除率： e=(s1-s2)/s1100%式中 e-氨氮的去除率； s1-进水氨氮的浓度，mg/l； s2-出水氨氮的浓度，mg/l。设计中s2=15 mg/l，则 e=(360-15)/360100%=95.83%(6)内回流倍数rn：一般在有脱氮效能要求的活性污泥系统中，需要进行回流液回流，混合液回流比rn即混合液回流量与进水量之比。虽然提高rn可以提高反硝化的效果，但是rn过大，则好氧池的do将被大量带入缺氧池而破坏反硝化条件，一般rn为100%-600%3；本工

49、艺中取rn=600%。3.4.2平面尺寸计算(1)总有效容积： 式中 v-总有效容积，m3； q-进水流量(按平均流量计)，m3/d； t-水力停留时间，h。 v=100008/24=3333 m3厌氧、缺氧、好氧各段内水力停留时间的比值为1:1:313，则每段的水力停留时间分别为：厌氧池内水力停留时间为t=1.6h；缺氧池内水力停留时间为t=1.6h；好氧池内水力停留时间为t=4.8h。(2)平面尺寸计算1 曝气池总面积： 式中 a-曝气池总面积，m2； h-曝气池有效水深(m)，通常取4-6 m11。设计中取h=4m,则 2 每组曝气池面积： 式中 a1-每组曝气池表面积，m2； n-曝气池个数。设计中取n=2，则 3 每组曝气池共设5廊道，第一廊道为厌氧池段，第二廊道为缺氧