毕业设计（论文）-炼油污水处理站设计.doc

河南科技大学毕业设计（论文） 某炼油污水处理站设计 摘 要 炼油污水是炼油化工行业生产、运行过程中产生的不可直接利用的污染水， 它是国内工业废水的重要组成部分。炼油行业是环境污染较为严重的行业，从原 料到产品，从生产到使用，都存在造成环境污染的因素。 受生产工艺和产品的影响，炼油污水的水质、水量变化复杂，有机污染物浓 度不同，是难处理的工业废水之一。目前，国内炼油污水处理手段以生化为主， 辅以一些物理方法如絮凝、沉淀等。 本工艺设计针对炼油污水的水质、水量的特点，力求做到经济、高效，采用 了传统的、有成功设计、运行经验的活性污泥法，辅以物理方法；生化部分采用 改造的多点进水的运行方式，工艺流程见如下，处理后出水可达到国家石油化工 行业污水排放级标准。 二二二二二二二二二二二二 二二二二二二二二 二二二 二二 二二 本设计说明书较全面地叙述了设计方案的选择与论证、处理构筑物的设计计 算、处理站平面布置和高程布置及工程概算等内容。 关 键 词：炼油污水，处理站，设计，活性污泥法 河南科技大学毕业设计（论文） the design of treatment station on oil refinery wastewaster abstract refinery sewage generated form the chemical industry production and operation, which can not be the direct use. it is the domestic industry wastewater. refining industry is more serious environmental pollution industry. there are some factors causing environmental pollution in the processes from raw materials to products, from production to use. the oil refining sewage quality and quantity complexly changes by the impact of the technology and production, concentration of organic pollutants is different. at present, domestic treatment methods on refining wastewater were the biological and chemical methods, supplemented by physical methods such as flocculation, sedimentation, and so on. in this design, biochemical and physiochemical methods are used, which can ensure the quality of drained water. but there are also some weakness, such as its complication compared with some advanced process, certainly, it also has a lot of advantages, for example, its process is economical, and just this one conform to the fact of our country. following is the technological process. after treatment, the treated water can meet the second grade standard of the national second class discharge. influent grille conditioner oil separator flotation cell bio-pilot setting basin effluent the design detailedly described the selection and demonstration of the design project, the design account of structures, the layout of treatment station, the elevation layout and content, such as budget for the project, respectively. key words：oil refinery wastewater, biochemical treatment, activated sludge，physical methods 河南科技大学毕业设计（论文） 目 录 第 1 章 前 言.1 1.1 炼油废水的来源 .1 1.1.1 炼油废水的处理方法.1 1.2 处理工艺流程的确定 .5 1.2.1 处理工艺流程比选方案.5 1.2.2 处理工艺流程图6 第 2 章 炼油污水处理站工艺设计计算.7 2.1 废水处理构筑物的计算7 2.1.1 格栅的设计计算7 2.1.2 曝气调节池的设计计算8 2.1.3 平流式隔油池工艺设计计算9 2.1.4 气浮池的工艺设计计算10 2.1.4 推流曝气池池的工艺设计计算13 2.1.5 二沉池工艺设计计算17 2.2 污泥处理部分的计算19 2.2.1 污泥浓缩池工艺设计计算19 2.2.1 污泥处置20 2.3 平面布置及总平面图.20 2.4 高程布置水力计算.21 2.4.1 高程计算21 2.4.1 水面标高的确定22 2.5 泵房布置及泵的选择 .23 2.5.1 泵房布置23 2.5.2 泵的选择23 2.6 鼓风曝气系统 .25 2.7 加药系统 .25 第 3 章 工程估算及运行成本.26 3.1 主要构筑物总价计算 n126 河南科技大学毕业设计（论文） 3.2 主要设备总价估算 n227 3.3 管道总造价 n327 3.4 主要管件一览表.28 3.5 其他费用估算 n530 3.6 处理站总投资 n630 3.7 劳动人员编制 n730 3.8 运行费用 e .31 3.9 运行成本 b.31 第 4 章 结论.32 参考文献.33 致 谢.35 附 录.36 河南科技大学毕业设计（论文） 1 第 1 章 前 言 1.1 炼油废水的来源 炼油废水是原油炼制、加工等过程中产生的一类废水，其污染物的种类多、 浓度高，对环境的危害大1。随着国家环保政策的日益加强及污染物排放总量的 控制，企业规模的扩大和深加工的提高，尤其进口高硫原油加工量的增多，由炼 油污水引起的环保问题已成为炼油厂向规模化发展的制约因素之一，减污缩排显 得尤为重要。 炼油污水中的主要有机物有:石油类、悬浮物、挥发性酚、bod、cod；无 机物有硫化物、氰化物；金属化合物有汞及其化合物、镉及其化合物、六价铬化 合物、砷及其化合物、铅及其化合物2。 炼油污水大致可分为三类：特殊的高浓度污水、低浓度含油污水、高浓度污 水。其中特殊的高浓度污水污染源有:含硫污水、碱渣污水、油罐脱水、污水处理 场“三泥”滤后液、其它高浓度污水如脱硫装置排放的废乙醇胺(mea)及重整装 置排放的废三乙二醇醚(teg)溶剂水等，这些污水除含硫污水外水量均不大，但 是，其中油、cod、nh3-n、酚或s2-等含量却很高。低浓度含油污水可分为装置 产生的低浓度含油污水、雨水、地下含油污水管道泄漏产生的水量增加、循环水 厂产生的污水。装置产生的低浓度含油污水包括机泵冷却水、地面冲洗排水、汽 包排污、采样器排水、化验洗涤、蒸汽冷凝水排放、设备放空及清洗排水、办公 及其它辅助设施排水等，还有因装置泄漏等产生的污水。高浓度污水是指特殊高 浓度污水预处理后排水，水量相对较小，通常为总污水量的20%，但其codcr浓 度远高于低浓度含油污水，nh3-n则是低浓度含油污水的3倍左右，达到 100150mg/l。它又分为气提净化水、电脱盐污水、碱渣污水3。 1.1.1 炼油废水的处理方法 炼油污水因含浮油、乳化油等石油类物质和化学耗氧物(cod)、挥发酚等高 浓度有机污染物，难以直接进行生化处理，必须经过隔油、气浮处理去除大部分 浮油、悬浮物及部分有机污染物。然后再经过生化处理去除氨氮、硫磷以及 河南科技大学毕业设计（论文） 2 bod、cod 才能达标排放。 1、炼油废水的一级处理 （1）隔油处理 隔油池主要用来除去污水中浮油和部分乳化油。污水中的可浮油在隔油池停 留过程中，经处理后浮于水面，收油时通过管流入集油间，再用污油泵打入污油 脱水罐，经加温沉降脱水，合格污油再用污油泵送往接收罐区。隔油池处理后的 水进入一级浮选泵。在隔油池前或后可设调节池，用于调节水量和水质。 （2）气浮处理4 隔油池出水仍含有部分浮油及乳化油，还需要气浮工艺进一步处理。气浮净 化工艺是设法在水中通入或产生大量的微细气泡，使其粘附于杂质絮凝体上，造 成整体比重小于雨水的状态，并依靠浮力使其上浮于水面，从而获得固液分离的 一种净化方法。一般采用加压容器气浮法去除。隔油池出水通过泵进入容器罐， 容器罐加入压缩空气使其融于水中，再经过减压后，水中过饱和的空气形成许多 极微细的气泡释放出来，在上升过程中，由于气泡的表面张力作用，将乳化于水 中的油珠带到水面，然后将浮油用刮渣机刮至集油槽中，让其自流入油泥池，再 用泵打入油泥干化场。为了进一步提高浮选效果，一般在浮选泵入口处投加絮凝 剂。 （3）炼油废水的生化处理 目前处理炼油污水基本沿用老三套流程：即隔油一浮选一生物处理。生化处 理主要有一下几种方法。 普通活性污泥法 这类处理方法既有传统的合建式曝气池，也有分建式活性污泥法。简要工艺 流程为: 其中气浮段有的为一级气浮，有的采用二级气浮；生化段则 7080 年代初 兴建的大多为合建式曝气池，该工艺在早期的炼油污水处理中广泛采用，对减少 污染排放起到了极其重要的作用，同时由于其运行稳定，处理的效果较好，依然 受到各炼厂的青睐。为了进一步适应目前的环保要求，大多进行了技术改造(如镇 海石化、大庆石化)，或只作为预处理装置(如广州石化)。该工艺不但硝化效果差， 且无法实现脱氮的目的，如不与其他工艺相配合，将难于适应未来污水处理的需 污水隔油 油 气浮生化二沉池外排 河南科技大学毕业设计（论文） 3 要。80 年代后期开始采用分建式曝气池，并逐步走向二级好氧生化工艺，即 o-o 工艺，该工艺较传统活性污泥法处理的效果好，二级好氧处理的功能分区明确， 一级好氧主要功能是降解 cod，而二级好氧主要功能则是降解氨氮。 生物膜接触氧化法5 “生物膜接触氧化法”其实是一种把填料作为微生物载体、好氧和厌氧共同 存在的污水生化处理方法。污水携带氧气进入填料层时，悬浮物被截留。有机物 在氧气的作用下，被微生物吸附降解，释放出二氧化碳、水、能量等，然后形成 的粘泥附着在柔性填料上成为膜。在膜的深层，氧气无法进入，形成厌氧层，随 着膜的增厚，膜逐渐脱落。这样的作用下，污水被净化。 生物膜法虽然能够适应不同浓度的污水，表现出较强的耐冲击力。但实践证 明，对于高浓度的污水，生物膜法只能忍耐较少量高浓度的污水，若大量的污水 冲击，致使生物膜脱落，则恢复起来需较长时间，大约 30 天左右。 缺氧好氧工艺6，7 污水首先经隔油、浮选工序除去粗分散物质(包括悬浮物质和部分乳化状态的 物质)，例如油。之后，污水流入生化池进行生化处理，以除去较高的cod负荷， 难以降解的有机物及氨氮等。生化部分为前置反硝化池，即a/o合建池。在a段 为增加生物降解性能，设置软性填料框架组。这种填料挂膜快，比表面积大，它 的每个纤维本身即为一个微小的a/o单元，更有助于脱氮的进行。a段溶解氧(do)控 制在01mg/l(一般为0.15mg/l)，处于缺氧状态。o段溶解氧控制在24mg/l。o 段出水混合液一部分回流至a段，另一部分流入后浮选池进行泥水分离。泥水分 离采用气浮的形式，避免了a/o处理后污泥易上浮的不足。分离后的污泥回流至 o段进口，出水流入下道工序。根据污泥生长特性，适当排除部分剩余活性污泥。 工艺流程如图1-1所示。 a 段o 段泥水分离 回流污泥 出水 混合液回流 进水 图1-1 a-o工艺流程 河南科技大学毕业设计（论文） 4 氧化沟8-10 氧化沟是活性污泥法的一种改型，它把连续环式反应池用作生物反应池，混 合液在该反应池中以一条闭合式曝气管道进行连续循环(从池型上可以说是推流式 的特例)。氧化沟通常在延时曝气条件下使用，因为这时混合液的水力停留时间长， 有机物质的负荷低。它使用一种带方向控制的曝气和搅动装置，向反应池中的物 质传递水平速度，从而使搅动的液体在闭合式曝气管道中循环。反应池一般为椭 圆型或圆形，尺寸大小按延时曝气运行决定，其水力停留时间为1030h，污泥 停留时间在15d以上，曝气装置主要有射流器和机械转子曝气设备(转刷和转盘)等， 通常在其前面不用设初沉池，而在其后设有二沉池。 在污水处理的动力学上有两种系统:推流型和完全混合型。氧化沟既不是完全 混合式反应池，又不是推流式反应池，但是它又兼有这两种系统的特点。在沟中， 污水流入反应池后，与反应池内所含的大量物质混合，但是通常是使污水正好在 排出口的下游流入反应池，因此它必须在经过一次循环之后才能排出去(在这一方 面氧化沟与推流式反应池有些相似)，然后又象在完全混合反应池中那样，迅速与 整个池中的各种成分混合起来(与完全混合式相似)。氧化沟自身的特点在于一次 循环所需的时间短，即1530min，而总的水力停留时间则很长，2024h，人们 通常用完全混合型反应池来模拟氧化沟。氧化沟的脱碳、脱氮的机理与a/o系统 的反应机理相通。因分段布置曝气器，随着与曝气器的距离变化沟中会有缺氧区 和好氧区的分布，使其相当于多个a/o系统相连接。废水在好氧段时，碳源被污 泥中异养微生物氧化分解；有机氮通过氨化作用和硝化反应被自养微生物作为能 源利用，并转化为硝酸盐。 1.2 处理工艺流程的确定 1.2.1 处理工艺流程比选方案11 1、炼油废水处理工艺流程的选择原则 炼油废水的治理应根据炼油的具体情况，首先抓住工艺改革和综合利用，以 尽量减少污染物的排放量，同时，还应尽量搞好节约用水和废水回用，最大限度 的减少废水排出量。在考虑上述综合治理的情况下，再来确定炼油废水的处理工 艺。由于炼油废水成分复杂多变，对应的处理方法也要随之变化，所以首先要搞 清废水的特性，采用对应的处理工艺才能达到较好的处理效果。在选择处理工艺 河南科技大学毕业设计（论文） 5 前，应分析废水水质及其组成及对废水所要求的处理程度，确定单项处理方法， 然后确定最佳处理工艺流程。 2、方法分析 目前，国内外较为成熟的炼油废水治理工艺方法有：传统活性污泥法、ab 法、合建式氧化沟技术、sbr 法和生物滤池法。 (1)ab 法工艺是在传统两段活性污泥法和高负荷活性污泥法的基础上开发的， 属超负荷活性污泥法。 其主要特征是，a 段活性污泥负荷高，为常规的 1020 倍，泥龄短，b 段污 泥负荷低。主要缺点是，基建投资高。适用于处理浓度高，水质水量变化大的污 水。不适用于小型的污水处理厂。 (2)合建式氧化沟技术是本世纪中叶发展起来的一项新型技术，其构造简单， 运行简便且处理效果稳定可靠。其主要类型有：bms 式、船式、c 型沟内式、d 型沟内式、测沟分离式，主要特点是不设分建的二沉池，运行维护管理方便，但 占地面积较大，适用于大型的污水处理厂。 (3)sbr 法即序批式活性污泥法。是一种间歇运行的污水生物处理工艺。他由 一个或多个 sbr 池组成。运行时，污水分批进入池中，经活性污泥的净化，到净 化后上清液排出池外，完成一个运行周期。每个运行周期可分成：进水期、反映 期、沉降期、排放期、和闲置期，其主要特点是对水质水量的变化适应性强，有 机质去除率高，氮磷的去除率高。主要缺点时运行维护复杂，设备费用高，由于 采用定为管重力式排水，在排水初期有少量混合液排出。进入反应池的浮渣尚缺 乏有效的设备从反应池取出，增加了操作人员的工作量。 (4)生物滤池是一种生物和物理化学相结合的工艺，其主要流程包括滴滤池、 曝气固体接触、絮凝和澄清分离。来自一级处理的污水，首先通过生物滤池降低 溶解性 bod5并形成可以絮凝的颗粒固体。生物滤池出水与回流污泥曝气混合接 触，并进行絮凝和吸附，如接触时间充分，可溶性 bod5也可去除，二沉池采用 了新型絮凝澄清池，混合液在池中心絮凝井中增大絮凝体后，在进行澄清分离， 其主要特点是运转稳定，动力消耗低，运转费用低，但其耐冲击性差，出水的 bod5和悬浮物要求较低。 (5)传统活性污泥法是利用悬浮生长的微生物絮凝处理有机废水一类好氧生物 的处理方法。主要包括三个过程：吸附微生物代谢凝聚与沉淀，主要流程包 括：初沉池、曝气池和二沉池。主要特点是处理效果好，bod5去除率可达 河南科技大学毕业设计（论文） 6 9095%，对废水的处理程度比较灵活，可根据要求进行调节，使反应器内的有 机物降解反应控制在最佳状态，另外，对冲击负荷有一定的抵抗能力，适合处理 较高浓度的有机工业废水。 1.2.2 处理工艺流程图12 此炼油厂采用常减压和催化裂化工艺加工原油，炼油过程中排出含油废水、 含盐废水、机泵冷却水等。废水来源主要是电脱盐排水、油罐切水、机泵冷却水 等。废水总排放量为：2000m3/d。废水中石油类：400mg/l;codcr=1000mg/l ;bod=600 mg/l;ss=1200mg/l ;预计经处理后出水达到行业二级排放标准。即 石油类：10mg/l;codcr120 mg/l ;bod60 mg/l;ss200mg/l 综合考虑废水处理效果、运行管理的方便程度和费用，即基建施工费用、占 地面积和国内环境，选取传统活性污泥法较为合理。考虑本设计题目的具体情况， 工艺流程如图 1-2。 二二二二二二二二二二二二 二二二二二二二二 二二二 二二 二二 图 1-2 处理工艺流程 河南科技大学毕业设计（论文） 7 第 2 章 炼油污水处理站工艺设计计算 2.1 废水处理构筑物的计算13-16 2.1.1 格栅的设计计算 1.格栅的设计计算示意图如图 2-1。 人工清除污物的格栅示意图 1、栅条 2、工作平台 图 2-1 格栅设计计算示意图 2.栅条间隙数目 n 取栅条的间距 n=0.018m,设栅前水深 h=0.30m,废水过栅流速 v=0.8m/s（为防 止栅条堵塞,v0.81.0m/s）,格栅倾角 =60 平均日流量 q=2000m3/d=0.023m3/s；取 k=1.20 则 qmax=0.023 m3/s1.20=0.028 m3/s n=6.037 个 max sinq b h v 0.028sin60 0.018 0.3 0.8 3.栅槽宽度 b;格栅间渠道宽 lp 设栅条宽度 s=0.010 m ,栅条边框宽 a=0.04m b=s(n1)bn2a =0.010(71)0.018720.04m=0.266 m lp=b0.04=0.306 m 4.进水渠道间宽部分长度 l1 设进水渠道宽 lk =0.20，渐宽部分展开角 =20 河南科技大学毕业设计（论文） 8 l1=0.146m 0.3060.20 2220 lplk tgtg 5.栅后渠道减缩长度 l2=0.5l1=0.50.146 m =0.073 m 6.通过格栅的水头损失 h1 取格栅断面为锐边矩形断面,取 k=3 有 4/3 , ( ) s b 2.42 h1=khp = 22 4/3 0.010.8 sin3 2.42 ()sin60 20.0182 9.8 v k g =31.1050.0283=0.094m=0.10m 7.栅室总高 h 设栅前渠道超高 h2=0.3m h=h+h1+h2=0.3+0.10+0.3m=0.70m 8.栅室总长度 l l=l1l20.51.0 2 tan hh =0.1460.0730.51.0m=2.065 m 0.30.3 tan60 9.日栅渣量 w 在栅间隙为 18mm 下，设栅渣为 0.08 m3/1000 m3废水 w= max1 24 36000.028 0.08 86400 10001.20 1000 qw k =0.16 m3/d0.20 m3/d 可用人工清渣 2.1.2 曝气调节池的设计计算 q0=m3/h =83 m3/h 2000 2424 i q 取调节池停留时间为 t=6h，则 v=tq0=683 m3=498 m3 河南科技大学毕业设计（论文） 9 取 lbh=20102.5m3=500 m3, 即 l=l1+l2+l3,l1=l2=6.0m,l3=7.0m l1l2l3 b 二 二 二二 图 2-2 调节池计算示意图 将调节池作成平底，为防止沉淀，用压缩空气搅拌废水。空气用量为 1.53.0 m3/m2h，取为 2.0 m3/m2h 则所学空气量为：22010 m3/h =400 m3/h6.7 m3/min 取超高为 0.5m，考虑水量不均匀性，其最底水位为 1.0m 2.1.3 平流式隔油池工艺设计计算 设停留时间 t=2.0h，分格数为 n=2，每格宽 b=2.5 m，池有效水深 h1=2.0 m，超高 h2=0.5 m 则：v=tq=166.6 m3 3 2000 2 24 m 每格间容积 v1=v2=m3=83.3m3 166.6 2 v n 每格水流截面积 a=h1b=2.02.5m2=5.0m2 池长 l=m=16.7m 1 83.3 5.0 v a 校核: 废水水平流速：v=mm/s 2000 1.2 2 3.62 3.6 5 24 q a =2.3mm/s（2，5）mm/s 单格： 40.4 16.7 2.5 l b 12 2.5 h b ， 最大流量时 vmax=2.76mm/s（2，5） ，一格出故障时，单格负荷总流量 河南科技大学毕业设计（论文） 10 时，vmax=4.6 mm/s（2，5）仍可正常运行。 i=0.010.02 进水 出水 图 2-3 平流式隔油池示意图 去油效率 进水中含油 400mg/l，出水可控制在 150mg/l 以下 则：=100=62.5 400 150 400 进水段为 2.0 m 出水段为 2.0 m 2.1.4 气浮池的工艺设计计算 1.气浮法介绍 气浮池是利分散的微小气泡作为载体去粘附废水中的悬浮物,使其密度小于而 上浮到水面以实现固液分离的过程。 与沉淀法相比较，气浮法有以下特点： 由于气浮池的表面负荷最高可达 12m3/（m2h） ，水在池中停留时间只需 1020h，而且池深只需 2m 左右，故占地少，节省基建投资； 气浮具湖有预曝气作用出水和浮渣都含有一定量的氧，有利于后续处理或 再用，泥渣不宜腐化； 对那些很难用沉淀法去除的低浊含藻水，气浮法处理效果高，甚至还可去 除原水中的浮游生物，出水水质好； 浮渣含水率低，一般在 96%以下，比沉淀池污泥体积减少 210 倍，这对 污泥的后续处理有利，而且表面刮渣也比池低排泥方便； 可以回收有用物质； 气浮法所需药剂量比沉淀法节省； 河南科技大学毕业设计（论文） 11 气浮法电耗较大，处理每吨废水比沉淀法多耗电约 0.020.04kwh 2.处理流程 目前常用的是部分回流水加压容器气浮流程，据水质要求，也可采用二级串 联气浮。 图 2-4 部分回流水加压容器气浮流程 3.部分回流水加压溶气气浮流程 溶水量：3050% 加药：硫酸铝 3040mg/l 聚合铝 1525 mg/l 出水油含量：20 mg/l 左右 操作流程较复杂 4.气浮池设计计算 气浮池设计参数 气固比取为 0.013（0.0050.060） ； g s 溶气压（表压）3.2kg/m3 水温 30时大气压在水中的饱和溶解度 ca=18.14mg/l 确定溶汽水量 qr 溶气效率取 f=0.6（f=0.60.8）, sa:混凝后水中 ss,设为 1000mg/l qr= 3 1000 2000 0.013/ (1)18.14 (0.6 4.2 1) a sqg md scafp =942.9 m3/d 二二二 二二二二二二二 二 二 二 二 二 二二二 二二二 二二二 二二二二二 二二 回流水（） 河南科技大学毕业设计（论文） 12 取回流水量为 1000 m3/d，即 qr=0.5q（=0.138） s g 气浮池设计 图 2-5 气浮池计算示意图 采用溶气水和废水的接触混合时间 t2=6min 浮选分离时间 ta=50min 则混合段的容积： v2=12.5 m3 3 2 ()(2000 1000) 6 24 6024 60 r qqt m 浮选分离段容积 v3=104.17 m3 3 ()(2000 1000) 50 24 6024 60 ra qqt m 浮选池有效容积： v=v2v3=12.5104.17 m3=116.67m3 浮选池的上升流速 v 取 1.0mm/s（1.0，3.0） 则取池宽 b=3m，水深 h=2.0m，超高 1.0m 分离段长度 l3=8.68m9.0m 3 104.17 2 3 2 v m nbh 混合段长度 l2=1.0m 2 12.5 2 3 2 v m nbh 气浮池有效总长：l有=l2l3=9+1.0=10.0m 原水与药剂的混合室长宽分别为 l1=3.0m，出水部分长度为 l4=1.0m，l5=1.0m 河南科技大学毕业设计（论文） 13 则：浮选池总长度为： l1+l2l3+l4=3.0+1.0+9.0+1.0+1.0m=5.0m 5.溶气罐设计计算 设需设置两个溶气罐 溶气罐流量 qr=1000 m3/d =41.67 m3/h 设计罐内停留时间 t1=3min 则每个溶气罐容积 v1=v2=1.04 m3 3 1 41.67 3 2 602 60 r qt m 选用溶气罐 rg-6 两个（带回流水泵三台，一台备用，过滤器 200mm） 直径 d=0.60m，水流量为 7001400 m3/d（装填料） ，工作压强0.59mpa 6.空气量计算 设溶解压力为 4.2 kg/cm3，最高水温为 30，按亨利定律，在 30水中的饱 和空气量为： v=ktp=2.101027364.2 m3/m2=64.92103m3/m2 所需空气量可按过量的 25%设计，以留有余地。 g气= 33 (125%)64.92 41.67 1.25 10/ r vqmh =3.328 m3/h=0.0564 m3/min 选用空气压缩机 z-0.03/7（三台，一台备用） ，电动机功率 0.37kw。 2.1.4 推流曝气池池的工艺设计计算 1.参数选择 参照石油化工废水处理设计手册选用设计参数： 污泥负荷系数 f =0.8 污染物降解速率常数（炼油废水）k=0.074 a =0.55，a=0.5，b= 0.13，b=0.12 污泥回流率 r=0.5 三螺旋曝气器（4201740） 氧利用率 e=15 曝气池混合液溶解氧浓度 cl=1.5mg/l 污泥浓度 nw =2.5g/l 污泥负荷 l=0.3kgbod5/kgmlvssd 河南科技大学毕业设计（论文） 14 2.曝气池设计计算 设二浮池出水 bod 为 s0=500mg/l,要求出水 bod 为 se=60mg/l 处理效率 =100=88 0 0 e ss s 50060 100% 500 图 2-6 曝气池计算示意图 曝气池体积计算 nw= fnw=0.82.5g/l=2.0 g/l v=1667m3 3 0 2000 0.5 2 0.3 w qs m nl 曝气池主要尺寸 取池深为 h=4.0m，设置两组曝气池 每组池面积：a=209m2 2 1667 2 4.0 v m nh 取池宽 b=4.5m，则=4.5/4=1.1252，说明搅拌良好，不会积泥，符合要 b h 求。 池长：l=47.0m 209 4.5 a m b 10，可避免短流。 47 4.5 l b 设曝气池为单廊道式，则廊道长为 l=47.0m 取超高为 0.5m，进水方式为沿配水槽分散多点进水，按阶段曝气法运行， 配水槽高为 0.4m 池总高为 h=4.00.5+0.4m=4.9m 曝气系统设计 河南科技大学毕业设计（论文） 15 混合液每日需氧量： o=a（s0se）q+bnwv =0.5（0.50.06）2000+0.1221667 kgo2/d =840.08 kgo2/d=35.0 kgo2/h 最大小时需氧量 取 k=1.2 omax=35.01.2 kgo2/h =42kgo2/h 采用三螺旋曝气器，距池底 0.2m，故淹没深度为 3.8m 查氧在蒸馏水中的饱和溶解度（计算温度 2030）： 30时，cs(30)=7.6 mg/l；20时，cs(20)=9.2 mg/l 三螺旋曝气器出口处绝对压力： p=(1.0330.38)0.098mpa=0.138mpa 空气离开曝气池时氧的百分比为： ot= 21 (1)21 (1 0.15) 100%100% 7921 (1)7921 (1 0.15) e e =18.4% 曝气池中平均饱和溶解氧值 cs,m(t) (按最不利条件考虑) cs,m(30)= (30) 0.13818.4 ()7.6 ()/ 0.0206420.202642 bt s po cmg l =8.51mg/l 标准传氧速率计算：（取 =0.8,=0.9,cl=1.5mg/l） oc= , (30 20) ( ) 1.024 s s sm tl o c cc = ,20 (30 20) ,30 1.024 s sml o c cc 51.55kg/h 10 35 9.2 / 0.8 (0.9 8.51 1.5) 1.024 kg h 相应最大小时需氧量的供气量为； gsmax= (max)3 10051.55 1.2 100 100/ 0.30.30.3 15 c c o ok mh ee =1375 m3/h23m3/min 平均供气量为； 河南科技大学毕业设计（论文） 16 gs= 3 51.55 100 100/ 0.30.3 15 c o mh e =1146m3/h19.1m3/min 去除每公斤 bod5的供气量： m3air/kgbod5 1146 24 ()2000 (0.50.06) s ae g qss =31.25 m3air/kgbod5 去除每公斤 bod5 的需氧量： kgo2/kgbod5 29 0.21 31.25 15% 24.4 =1.17kgo2/kgbod5 每污水的供气量： =13.75(m3air/m3污水) 1146 24 2000 s g q 空气管的计算 曝气池为两组，每组一个廊道，每个宽 b=4.5m,长 l=47m,空气干管、支管的 经济流速为 1015m/s，设为 13m/s，则总干管的供气量为 gs(max)=1375m3/h 则总干管直径 d总=0.193m 1375 4 3600 10 m 选 dn200 焊接钢管 和 3 支管的供气量为：m3/h=344m3/h (max) 1375 44 s g 则 d1=d3=0.097m 344 4 3600 10 m 选 dn125 焊接钢管 2 支管的供气量为m3/h =688m3/h (max) 1375 22 s g 则 d2=0.156m 688 4 3600 10 m 选 dn150 焊接钢管 如图 2-6，设置竖管（曝气头） ，第 1、3 支管设置 23 个竖管，第 2 支管设置 河南科技大学毕业设计（论文） 17 46 个竖管，则每个竖管的最大供气量为m3/h=14.9m3/h 1375 23 4 竖管直径 d竖=0.023m 14.9 4 3600 10 m 选 dn32 焊接钢管 鼓风机 取三螺旋曝气器压力损失为 0.5m,则曝气池管道压力损失为空气管道系统与三 螺旋曝气器压力损失之和,取为 hp=1.0m,有效水深为 3.8m,则曝气池管道的阻力降 为 ：hp=3.81.0m=4800mmh2o 参照以上参数，鼓风机选用 c40-1.5，出口压力 1.5atm，轴功率 40kw，转数 n=2950r/min，电机 jo2-91-2，功率 55kw，额定电压 380v 污泥生长量 y=aqsrbvnw =0.552000(0.50.06)0.1316672.0 kg/d =50.58 kg/d 相当于含水率为 98%的污泥量为: kg/d =2529 kg/d =105.4 kg/h 50.58 1 0.98 2.1.5 二沉池工艺设计计算 采用平流沉淀池，按沉淀时间（t）及水平流速（v）计算，用最大流速核。 取沉淀时间 t=2h，水平流速=2.3mm/s5mm/s 池长：l=3.6vt=3.62.32=16.56m 池平面面积 a 取有效水深 h2=2m， （设计废水量 q=2000m3/d） a=83.3m2 2 2 2000 2 24 2 q t m h 图 2-7 二沉池计算示意图 池宽 b 河南科技大学毕业设计（论文） 18 取 b=2 格，则 b=5.0m 83.3 2 16.56 a m nl 二沉池有效容积 v v=nlbh2=214.53.02m3=174m3 校核最大流量、长宽比、表面负荷 qmax=kq=1.22000m3/d=2400m3/d=100m3/h 停留时间 t=1.74h max 174 100 v h q 水平流速 v= max 2 100 / 2 3.0 2 q m h nbh =2m/h=2.31mm/s5mm/s(合适) 长宽比4.8(4，5）合适 14.5 3.0 l b 污泥斗计算 设两次清除污泥相隔时间t=2h=d 2 24 进、出水悬浮物浓度 c1=2.5103t/m3，c2=0.2103t/m3 污泥容重 r1t/m3，污泥含水率 0=98% 2h 的污泥量为： v= 12 0 () 86400 100 (100) qcct rp 19.17m3 3 3 2 83.3 (2.50.2) 108640000 24 3600 1 (10098) m 设污泥高为 h4=1.8m， 则污泥斗底为：1.02bm=1.06m 上口为：3.02bm=3.06m 污泥斗容积：v= 41212 1 3 haaa a = 3 1 1.8 1.0 63 61 3 6 6 3 m 河南科技大学毕业设计（论文） 19 =20.63m3（可行） 池底坡度取 i=0.010.02 当 i=0.01 时，h4=（14500+8003000）i=123mm， 取 h4=200mm=0.20m h4=h4+h4=1.8+0.2m=2.0m 取超高 h1=0.5m 池子总高 h=h1+h2+h4=0.5+2+2m=4.5m 2.2 污泥处理部分的计算 2.2.1 污泥浓缩池工艺设计计算 剩余污泥的含水率高达 99%左右，脱水性能差，一般将剩余污泥引入污泥浓 缩池，使其含水率降至 96%左右，再进行脱水干化。本设计采用重力浓缩池。 由前计算，2h 污泥量为 19.17m3 则每天为 19.17m3/d =230m3/d 24 2 设污泥的固体浓度为 7.5kg/m3（含水率为 99%） 取固体负荷为 60 kg/m2d 则所需池面积为：a=28.76m2 2 7.5 230 60 m 采用圆形池，则半径 r=3.0m 28.76 3.14 a m 图 2-8 污泥浓缩池计算示意图 二沉池不设浓缩机，将池底作成斗式，取压缩区（斗深）为 h1=5.0m，则泥 河南科技大学毕业设计（论文） 20 斗壁与水平面夹角约 60，取超高为 0.5m。 取澄清区、阻滞区深为 h2=3.0m， 则校核停留时间为 （符合设计规定） )16,10( 5 . 12 230 24)3 3 5 (76.28 hht 2.2.1 污泥处置 污泥是城市和工业废水处理过程中的产物,包括沉淀物和漂浮物。 污泥中含有大量的有机物及微量元素,因此,对于污泥的处置应本着综合利用 废物回收的原则来进行处理。 炼厂的污泥中有机物质含量丰富，热值较高，既可直接用于燃烧、产生污泥 气，也可用于堆肥处理等。 对于污泥的处理在此不再赘述。 2.3 平面布置及总平面图 根据平面布置的一般原则，进行平面布置。平面布置后，总平面图见附图 水1101 。 2.4 高程布置水力计算 2.4.1 高程计算 由水量 q=2000 m3/d，k=1.2 qmax=kq=2400 m3/d=0.0278 m3/s 选主管径 dn200，则 v=0.885m/s max 22 0.0278 / 0.7850.785 0.2 q m s d 查给水排水计算图集p29，有阻力降 7.4mh20/1000m 查给水排水设计手册 （第一册）p564， 铸铁焊接弯管 90： d =200mm 时，=0.48 闸阀： d =200mm 时，=0.08 河南科技大学毕业设计（论文） 21 等径丁字管：分支流 =1.5 汇合流 =3.0 局部损失 ，则可得： 2 2 v h g 铸铁焊接弯管 90： h=0.480.02m 2 0.885 () 2 9.8 m 闸阀：h=0.08 0.003m 2 0.885 () 2 9.8 m 等径丁字管： 分支流 h=1.50.04m=0.06m 汇合流 h=3.00.04m=0.12m 各构筑物水头损失 各构筑物水头损失见表 2-1。 表 2-1 各构筑物水头损失 格栅调节池平流隔油池泵房气浮池推流曝气池二沉池 0.100.300.300.300.300.400.30 各构筑物间管道的水头损失（单位：m） 各构筑物间管道的水头损失见表 2-2。 表 2-2 各构筑物间管道的水头损失 管道闸阀弯头分支流汇和流 序号 管长损失个数损失个数损失个数损失个数损失 近似总损失 4 10 4 10 10 8 60 0.03 0.074 0.030 0.074 0.074 0.059 0.444 1 1 1 1 1 1 0 0.003 0.003 0.003 0.003 0.003 0.003 0 1 3 2 2 2 2 1 0.02 0.06 0.04 0.04 0.04 0.04 0.02 0 1 0 1 1 1 0 0 0.06 0 0.06 0.06 0.06 0 0 1 0 0 1 1 1 0 0.12 0 0 0.12 0.12 0.12 0.15 0.30 0.10 0.20 0.20 0.30 0.60 河南科技大学毕业设计（论文） 22 注：格栅调节池 调节池隔油池 隔油池泵房 泵房气浮池 气浮池曝气池 曝气池二沉池 二沉池出水 计算示例： 沿程损失 h=7.4m=0.074m 100 4 . 7 局部损失等于各局部损失之和 2.4.1 水面标高的确定 为保证二沉池清水能够自流外排，现对二沉池水面标高为： 0.300.60m=0.90m，取为 1.50m 推流曝气池水面标高为：0.400.301.50m=2.20m 气浮池水面标高为：0.300.202.20m=2.70m 设进水格栅前水面标高为：1.00m 调节池水面标高为：1.000.10m=1.10m 调节池最低水位标高为：1.10（2.5-1.0）m=2.60m 平流隔油池水面标高为：1.100.400.30m=1.80m 平流隔油池到泵房水头损失为 0.20m， 则泵前水管标高为1.800.20m=2.00m 2.5 泵房布置及泵的选择 2.5.1 泵房布置17 对于泵房内少于 4 台泵的泵房，一般采用圆形泵房；对于长期运行的泵，一 般采用自灌式；根据污水提升的大小，选择地下、地上或半地下式泵房。 根据以上规定，在本设计中，采用了圆形、半地下、自灌式泵房。具体泵房 布置，详见附图污水提升泵房结构图 。 2.5.2 泵的选择 平均流量 q=2000m3/d=1.389 m3/min 最大流量 qmax=kq=1.21.389 m3/min1.7 m3/min 污水提升泵选用 2 台（1 台备用） 河南科技大学毕业设计（论文） 23 集水池容积为一台泵 5min 的出水量，即 1.75 m3=8.5 m3 集水池有效水深采用 h=1.5m，则集水池面积 f=5.7 m2， 选泵前总扬程估算 过栅水头损失 0.1m（估算） 集水池最低工作水位与所需提升最高水位的高差为： （管径 dn200mm，充满度=0.75 ） h dn 2.7（2.00.20.750.10.2）m=6.95m 泵房出水管管线水头损失：