炼油废水处理车间的设计毕业论文.doc

沈阳化工学院学士学位论文设计炼油废水处理车间的设计毕业论文目 录摘要abstract引 言1第一章 炼油废水的处理进展41.1 炼油废水处理的研究进展41.1.1除油技术的发展41.1.2 生化处理技术的应用51.2 炼油废水的回用处理8第二章 工艺简介及选择依据102.1可行性工艺比较102.2 选用构筑物简介122.2.1 调节池122.2.2隔油池122.2.3气浮池132.2.4 传统推流式曝气池142.2.5 二沉池152.2.6 污泥浓缩池172.2.7 污泥脱水19第三章 构筑物的设计与计算213.1 调节池的设计213.1.1 设计参数213.1.2 设计计算213.2斜板隔油池的设计与计算243.2.1 斜板隔油池的构造243.3 气浮池的设计与计算283.3.1设计空气量283.4推流式曝气池的设计与计算313.4.1 设计参数313.4.2设计计算323.4.3 空气管道系统计算363.4.4 曝气头，搅拌器及鼓风机选型383.5 二沉池的设计与计算403.5.1 设计参数403.5.2 池体计算403.5.3 中心套管423.5.4 出水堰433.5.5 设备选型443.5.6 集配水井的计算443.6 污泥浓缩池的设计与计算453.6.1 设计参数453.6.2 设计计算463.6.3 设备选型473.7 污泥脱水48第四章 高程设计504.1高程布置的目的504.2高程布置原则504.3高程布置时的注意事项514.4污水处理系统高程布置计算514.4.1 构筑物的水头损失514.4.2 污水系统高程水力计算52第五章 污水处理厂的总体布置575.1厂址选择575.2平面布置58第六章 经济效益分析606.1 工程投资估算的编制606.1.1 投资估算文件的组成606.1.2 投资估算的编制办法606.2 工程概、预算的编制606.2.1 概、预算编制依据及主要基础资料606.2.2 一般资料调查收集内容616.2.3 概、预算文件的组成616.3 污水处理厂项目经济评价616.3.1 财务评价616.3.2 不确定分析62第七章 结论63参考文献64致 谢66附 录67引 言1.设计目的本设计着眼于降低炼油废水中污染物并使其达标排放，力求技术上先进，经济上合理，设计出符合我国炼油厂废水治理的新工艺。2.设计原则1 严格执行国家环境保护有关规定，按规定的排放标准，使处理后的废水达到各项水质指标且优于排放标准；2 处理系统有较大的灵活性，以适应污水水质、水量的变化；3 要做到方案对比，占地面积小，做到投资省；4 处理工艺流程简单，争取做到组合式设备化，以方便管理。3.项目设计意义:炼油厂废水中的主要污染物分为烃类和可溶性的有机与无机组分。主要含油、酚、氰、硫、COD等，国外炼油厂炼1吨原油产生0.51吨废水，我国炼油厂工艺落后，炼1吨原油产生0.73.5吨废水1。经隔油处理后，含油量仍有100200 ，基本上以乳化油、分散油和溶解油的形式存在，也有悬浮性固体(ss)、溶解性的有机物，硫化物等。所以国内对含油废水治理多采用先隔油、再气浮、最后生化处理的“老三套”处理工艺，该工艺技术成熟、适应性强且稳定可靠，但占地面积大，投资费用高，难以为中、小企业所接受，随着生产工艺的发展和对出水水质要求的提高，“老三套”工艺急需改进:通常是在原有工艺的基础上增加深度处理装置，如对抚顺石油化工二厂含油废水的处理，肖月竹等用活性炭纤维吸附进行深度处理，处理后发现油的去除率为98.4%，COD去除率为88.2%，浊度的净化率为100%。也有采用两级气浮的改进工艺。随着工业的发展,特别是石油化工工业的发展,炼油废水的排放量与日俱增,其对环境污染也日益严重。炼油废水的来源很广,其中主要来自石油工业中石油和油品的加工、提炼、储存及运输;机械制造加工过程中产生的冷却润滑液、轧钢水等乳化油废水;运输工业中洗车、铁路机务段的洗油罐等排放的废水及机车废水等。炼油废水被排到江河湖海等水体后,油层覆盖水面,阻止空气中的氧向水中的扩散,水体中由于溶解氧减少,藻类进行的光合作用受到限制从而影响水生生物的正常生长,使水生动植物有油味或毒性,甚至使水体变臭,破坏水资源的利用。因此,对石油和石化等行业产生的炼油废水进行有效处理是极其必要的。例如炼油厂含油废水，据最新资料，我国炼油生产能力已达每年2.4亿吨，产出含油废水每年就达1.125.6亿2。所以设计此项目意义重大，对构建和谐社会、实现可持续发展具有重大的战略意义。4.设计参数: 流量：1000t/h 温度：平均水温10；夏日最高水温16；冬日最低水温4 进水水质：COD2000mg/L；油50mg/L；硫化物5mg/L；酚20mg/L；BOD200mg。 PH值：59 出水水质：出水回用，用于厂区绿化用水，厂区洗厕所用水等。5.设计工艺流程: 本设计是炼油废水处理车间的设计，采用隔油、浮选与普通活性污泥法串联的工艺处理炼油废水，工艺流程如图1所示：炼油斜板隔油池废水污油罐回收油浓缩池机械脱水泥饼外运调节池加压溶气气浮曝气池二沉池出水污泥回流底泥剩余污泥图1 含油废水处理工艺流程图絮凝剂部分回流水注：水油污泥第一章 炼油废水的处理进展炼油废水是原油炼制、加工及油品水洗等过程中产生的一类废水,污染物的种类多、浓度高,对环境的危害大。20世纪六七十年代以来,国内炼油厂大多采用“隔油浮选生化”工艺(即“老三套”工艺)处理废水,且以二级处理为主,对含硫、含氨废水预先汽提处理,外排水的COD,BOD等基本可以达标。近年来,水体污染加剧,生态环境恶化,许多炼油厂的用水矛盾十分突出。废水深度处理和回用一方面可以降低污染物的排放总量,减少对环境的危害;另一方面,可以提高水资源的重复利用率、节约大量的新鲜水和购水费用、降低生产成本,缓解地区缺水危机。1.1 炼油废水处理的研究进展炼油废水的污染物主要有油、硫化物、氰化物、挥发酚、NH3-N以及其他有毒物质,其COD含量较高,难降解物质多,而且受碱渣废水和酸洗水的影响,废水的pH变化较大。为提高外排水的水质,研究者开发了一些新的处理工艺和技术。1.1.1除油技术的发展炼油废水的除油效果对后续生物处理的影响很大,提高除油效率是近几年研究的重点。除油方法很多,应用较广的是重力隔油、混凝沉淀和气浮除油等。许多炼油厂使用聚合氯化铝(PAC)或聚合硫酸铁(PFS)等单盐聚合物作为混凝剂去除油和悬浮物,但存在一定的缺陷;目前,含多种离子的复盐聚合物混凝剂、浮选剂的开发成功,使混凝除油的效果显著增加,沉淀或气浮的效率提高。夏畅斌等人3以煤矸石和硫酸烧渣为原料合成聚硅酸铁铝(PS-FA),在相同剂量和投加条件下,除油和除硫化物的效率比PAC和PFS高20%以上。陈芳艳4研究表明,聚合氯化铝铁对油和COD的去除率分别达到了92.5%和78.1%,明显高于单盐聚合物的效果。某炼油厂采用聚合铁铝作为混凝剂,不仅提高了油的去除率,而且对S2-也有50%左右的去除效果,同时减轻了生物处理池的硫化物冲击5。Ogutveren6将电解作用和絮凝机理有机结合,采用电絮凝方法除油取得了良好的效果,其除油效率与电极电位和支持电解质有关,油的去除率最高可达100%。近年来,膜分离技术发展迅猛,尤其是通透率高且抗污能力强的复合膜材料的开发成功,使膜过滤技术在用于含油废水除油和其它污染物等方面具备了更强的应用基础和可操作性。研究表明,复合膜去除废水中含量为几十mg/L且粒径小于100m的油时,效率很高。1.1.2 生化处理技术的应用生化处理是一般炼油废水整个处理流程的核心。炼油厂的生化处理常采用好氧曝气活性污泥法,对BOD和COD的去除有效,但无法除磷脱氮,且容易出现污泥膨胀或流失现象,导致外排水的水质不稳定。为达到更高的排放要求,一些新的处理工艺和技术被开发并用于生产中。1 厌氧处理+曝气生物后处理工艺炼油废水采用“厌氧+好氧”处理工艺时常以好氧处理为主,厌氧段起水解和酸化的作用。GuanWei-sheng等人强化了厌氧处理的功能,采用上流式厌氧污泥床和好氧曝气池中试处理含高浓度挥发酚和乳化油的炼油废水,试验结果见表1-1【7】。UASB在中温和HRT为24 h的条件下,COD容积负荷达5.2 kg/(m3d),BOD去除率超过85%,沼气产率达到1.34 m3/(m3d)。通过投加适量的颗粒活性炭和FeSO4,促进了污泥的颗粒化,UASB的污泥浓度达到了60 g/L,大部分易降解污染物都在UASB被去除(对难降解有机物如二甲基酚、乙基酚也有很好的去除效果)。这样,后段曝气生物处理池的HRT可以很短,且大大降低了曝气量。该组合工艺比单独好氧曝气处理的去除效率高20%30%。表1-1 UASB+曝气生物法处理炼油废水的效果项目COD/mg/lBOD/mg/l挥发酚mg/l乳化油/mg/l硫化物/mg/lTOC/mg/l总进水5200316076090162743总出水64.528.00.30.30.724.5去除率/%98.899.199.999.798.599.12 硝化-反硝化工艺国内绝大多数炼油厂的废水处理装置不具备硝化和脱氮能力。提高好氧池的污泥浓度或延长污泥停留时间(SRT),在好氧池后单独设置硝化构筑物,均能起到较好的硝化效果。王培风等人【8】采用两级好氧生物接触氧化法小试研究去除NH3-N和有机物,进水的NH3-N为58.492.8 mg/L,出水降低到11.320.5 mg/L,达到了国家排放标准。陈少华【9】中试比较了A2/O工艺和A/O工艺去除NH3-N和NO3-的差异,认为两种工艺均能有效去除NH3-N,而且后者对NO3-有57.9%74.8%的去除率。Hung Yuan-fang等人【10】在活性污泥池和生物转盘的进水中投加葡萄糖和5 mg/L的酵母粉,富集培养出大量硝化细菌,NH3-N从2080 mg/L彻底转化为NO3-。他们发现,一旦硝化细菌培养成功,就不必再加入这两种营养物。该研究对废水的生物硝化十分有利,但投加两种物质促进硝化细菌生长的机理不详。A/O2(即缺氧-好氧-好氧)工艺具有完整的除COD、NH3-N和NO3-流程,于得爽、凌云等【11】中试探讨了处理炼油废水的效果,并将其应用于生产,工艺流程见图2。生产运行效果见表1-2。Joel H A【12】在处理汉堡炼油厂的废水时开发出一种能有效去除硫化物、COD和脱氮的工艺,其原理是在缺氧环境中,某些硫氧化细菌能在氧化硫化物的过程中,以NO3-作为电子受体,将硫氧化成硫酸盐、NO3-还原成N2,达到了同时去除COD,S和NO3-的目的,克服了常规生物处理S2-过高造成的冲击影响。进水隔油池两级浮选缺氧池好氧池1一级沉淀池好氧池2二级沉淀池生物活性炭塔监控池出水硝化液回流图1-1 A/O2工艺处理炼油废水表1-2 A/O2工艺处理炼油废水效果表项目COD/mg/lNH3-N/mg/l挥发酚/mg/l油/mg/l硫化物/mg/lSS/mg/lpH总进水总出水去除率/%725.634.095.352.211.578.041.5未检出100164.42.698.40.95未检出100188.435.281.38.827.043 序批式生物反应器和膜生物反应器工艺序批式生物反应器(SBR)集污染物的高去除效率和自动控制于一体,能在同一处理构筑物内完成去除有机物、脱氮和除磷的功能,具有污泥浓度高、抗冲击能力强、适应范围广等优点。炼油厂的碱渣、酸洗废水由于含多种有毒、有害物质,常规生化处理难度很大。林涛等人【13】建立了工业性SBR试验装置处理碱渣废水、汽提净化水等高浓度废水。总HRT为12 h,处理程序采用以下方式:进水COD为4 0008 000 mg/L,出水低于250 mg/L;进水NH3-N为120140 mg/L,去除率达90%以上,TN的去除率也可保持在60%左右,而且运行非常稳定。膜生物反应器(MBR)工艺是生物处理技术和膜分离技术的有机结合,一方面,该工艺简化了处理流程,另一方面由于固液分离的效果显著提高,使生物处理池的污泥浓度可以保持在30mg/L以上,大大强化了生物处理的功能,因而污染物的去除效率很高,同时良好的出水水质可以满足回用要求。M DKnoblock【14】采用膜生物反应器(MBR)工艺中试处理含油废水,预处理只有简单的沉砂和隔油,经过11个月的运行,取得了满意的效果(见表1-3)【15】。MBR的COD容积负荷达6.3 kg/(m3d),膜通量可保持63.6 L/(m2d);与另一套采用传统工艺的对比试验表明,出水水质优于后者。MBR非常适用于炼油厂的碱渣废水、酸洗废水等高浓度废水的处理。表1-3 膜生物反应器处理炼油废水效果表运行时间/dCOD/mg/LBOD/mg/LSS/mg/L总油脂/mg/L进水出水进水出水进水出水进水出水2511686459376644171206104334218894106.01.090778836161.2 炼油废水的回用处理国外的一些炼油企业吨油耗水量和产生的废水量均很少,为达到严格的排放标准,废水一般采用三级处理,虽流程较长,但外排水的污染物浓度低,基本上可以直接回用。我国炼油厂废水回用的探索早在20世纪70年代就开始了【16】,如长岭炼油厂、红星化工厂等将外排水回用于循环冷却水系统后由于水质等原因,先后停止了回用。90年代以后,我国的缺水矛盾突出,节水和废水回用成为人们的共识,废水回用的研究和应用日益广泛。达标外排的炼油废水还有少量NH3-N、COD、BOD、SS、TN、TP、大分子有机物等,其浓度根据各厂的运行状况而变化。回用的领域有循环冷却水系统、生产、生活的杂用或用于绿化、景观等。绿化对回用水的水质要求较低,很多炼油厂已经应用,但回用于生产过程的水质要求较高。国内某些炼油厂的废水生化处理采用了A/O,A/O2或O1/O2工艺,具有除磷脱氮的功能,COD,BOD,NH3-N,TN去除较彻底,在二沉池后设石英砂或活性炭过滤,出水COD为3050 mg/L,BOD,SS和油含量很低,进一步杀灭细菌后就可以补充到循环冷却水系统或生产过程中去。如济南炼油厂和湛江炼油厂已开始将废水回用。但大多数炼油厂的废水仍采用“老三套”处理技术,虽外排水的主要指标能达到排放标准,但离回用的水质要求差距较大,只在进行深度处理后才能回用。第二章 工艺简介及选择依据本设计是炼油废水处理车间的设计，采用如下工艺处理炼油废水。其工艺流程图见图2-1所示：注：油污泥水炼油斜板隔油池废水污油罐回收油浓缩池机械脱水泥饼外运调节池加压溶气气浮曝气池二沉池出水污泥回流底泥剩余污泥图2-1 炼油废水处理工艺流程图絮凝剂部分回流水2.1可行性工艺比较当前国内外处理污水的方法有很多，大致可以分为A/O工艺、氧化沟工艺、AB工艺和SBR工艺，下面对这几种工艺进行比较：表2-1几种污水处理方法的比较类型优点缺点A/O工艺1.无需外加C源，降低了运行费用；2.缺氧池在前，反硝化消耗一部分C源有机物，减轻好氧池的有机负荷；3.好氧池在后，可进一步去除反硝化残留的有机污染物；4.剩余污泥较少且容易脱水；5.脱氮效率高。1.处理构筑物多；2.占地面积大。氧化沟工艺1.处理效果好；2.抗冲击负荷能力强；3.能处理不易降解的有机物。1.池体较大，对施工质量要求较高；2.回流污泥溶解氧较高，对除磷有一定的影响；3.容积及设备利用率不高。AB工艺 1.曝气池体积较小，基建费用低；2.污泥不易膨胀；3.抗冲击负荷较强。1.构筑物较多；2.污泥产量较多。SBR工艺 1不需回流污泥和回流混液，不设专门的二沉池，构筑物较少；2.占地面积少。1.容积及设备利用率较低；2.运行管理较复杂；3.自控程度高，对工人素质要求高；4.国内工程实例少。针对本次设计水质及处理出水水质要求，本设计选择普通活性污泥法工艺处理炼油废水。2.2 选用构筑物简介2.2.1 调节池 污水的水质和水量常常是不稳定的，具有很强的随机性。调节的作用就是减少污水特征上的波动，为后续的水处理系统提供一个稳定和优化的操作条件。在调节的过程中通常要进行混合，以保证水质的均匀和稳定，这就是均衡。通过调节和均衡作用主要达到以下的目的： 提供对污水处理负荷的缓冲能力，防止处理系统负荷的急剧变化； 减少进入处理系统污水流量的波动，使处理污水时所用化学品的加料速率稳定，适合加料设备的能力； 控制污水的PH值，稳定水质； 当工厂或其他系统暂时停止排放污水时，仍能对处理系统继续输入污水，保证系统的正常运行。2.2.2隔油池常用的隔油池有平流式和斜板式两种形式，它与平流式沉淀池在构造上基本相同。废水从池子一端进入池子，以较低的水平流速（25mm/s）流经池子，流动过程中，密度小于水的油粒浮出水面，密度大于水的颗粒杂质陈玉池底，水从池子的一端流出。在隔油池的出水端设置集油管。为了能及时排油和排除底泥，在大隔油池中还应设有刮油刮泥机。刮油刮泥机大的刮板移动速度一般应与池中水流流速相近，以减少对水流的影响。隔油池的池底构造与沉淀池相同。平流式隔油池池表面一般应设置隔板，除便于冬季保持浮渣的温度，从而保证它的流动性外，同时还可以防火与防雨。在寒冷地区还应在集油管及油层内设置加温设施。平流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。有资料表明，平流式隔油池可以去除的最小油滴粒径为150150m，相对上升的速度不高于0.9mm/s。对于细分散油同样可以利用浅池理论来提高分离效果。斜板隔油池，通常采用波纹型斜板，板间距约40mm，倾斜角不小于45，废水沿板面向下流动，从出水堰排出，水中的油滴沿板的下表面向上流动，经集油管收集排出。这种形式的隔油池可分离的最小粒径约为80m，相对的上升速度为0.2mm/s，停留时间一般不大于30min。从以上的比较可以看出，选用斜板隔油池较好，它可以去除粒径更小的油滴。隔油池的浮渣，以油为主，也含有水分和一些固体杂质，对石油工业废水， 含水率又是高达50%，其他杂质一般在1%20%左右。仅仅依靠油滴与水的密度差产生上浮而进行油水分离，油的去除效率一般在70%80%左右，隔油池的出水仍有一定数量的乳化油和附着在悬浮固体上的油分，一般难以降到排放标准一下。气浮法分离油、水效果较好，出水中的含油一般可低于20mg/L。2.2.3气浮池气浮法是一种有效地固液和液液分离方法，常用于对那些颗粒密度接近或小于水的细小颗粒的分离。水和废水的气浮法处理技术是在水中形成微小的气泡的形式，使微小的气泡与水中的颗粒黏附，形成水-气-颗粒三组合体系，颗粒黏附上气泡后，形成表观密度小于水的漂浮絮体，絮体上浮至水面，形成浮渣层被刮除，以此形成固分离。由此可知，气浮法处理工艺必须满足下述基本条件： 必须向水中提供足够量的细微气泡； 必须使废水中的污染物质能形成悬浮状态； 必须使气泡与悬浮物质产生黏附作用。有了上述三个基本条件，才能完成气浮处理过程，达到污染物质从水中去除的目的。气浮池的类型，按产生微细气泡的方法，气浮法分为：电解气浮法，分散空气气浮法，溶解空气气浮法。电解气浮法电解气浮过程是将正负相间的多组电极浸泡在废水中，当通以直流电时，废水电解，正负极间产生的氢气和氧气的细小气泡黏附于悬浮物上，把其带至水面而达到分离的目的。由于电耗高、操作运行管理复杂机电极结垢等问题，较难适用于大型生产。分散空气气浮法目前应用的有微孔曝气气浮法和剪切气泡气浮法两种形式。微孔曝气气浮法的优点是简单易行，但也存在空气扩散装置的微孔易于堵塞、气泡较大、气浮效果不高等缺点。剪切气泡气浮法是将空气引至一个高速旋转混合器或叶轮机的附近，通过高速旋转混合器和叶轮机的高速剪切，将引入的空气割碎成细小气泡。主要适用于下护理水量不大，而污染物的浓度较高的废水，用于除油时，除油效果可达80%以上。溶解空气气浮法溶解空气气浮法是在一定的压力下让空气溶解在水中，然后在减压的条件下析出溶解空气，形成微气泡。溶解空气法根据气泡析出时所处压力的不同，可以分为真空气浮法和加压溶气气浮法两种形式。真空气浮法的缺点是其空气的溶解在常压下进行，溶解度很低，气泡释放量很有限。此外，为形成真空。处理设施需密闭，其运行和维护都较空难。加压溶气气浮法是目前常用的气浮处理方法。该法使空气在加压的条件下溶解于水，然后通过将压力降至常压而使过饱和溶解的空气以细微气泡的形式释放出来。主要由水泵、溶气罐、气浮池、刮渣机等设备组成，溶气罐中的空气注入可用空气压缩机扩射流器。加压溶气气浮法根据加压溶气水的来源不同可分为三种基本流程：全加压容气流程、部分加压容气流程和部分回流加压容气流程。通过对以上气浮法的比较，很明显本次设计将采用溶解空气气浮法里的部分加压溶气气浮流程。2.2.4 传统推流式曝气池1 传统推流式的特征传统推流式活性污泥系统多采用矩形廊道式曝气池，污水和回流污泥从池首进入，混合液以活塞流的流态逐渐向池尾流动，从池末端出水堰流出，进入二沉池，在二沉池中完成泥水分离后处理水排放，沉淀污泥回流到曝气池，进入下一个循环。污水和回流污泥在曝气池中经历了初期吸附和生物代谢完整过程。池首污泥负荷较高，需氧量较大，混合液中溶解氧浓度较低，甚至出现不足现象；沿池长方向BOD浓度逐渐降低，污泥负荷随之相应降低，溶解氧浓度不断升高；池末端溶解氧含量充足，出现过剩现象。传统推流式是早期使用的一种比较成熟的运行方式，处理效果好，运行稳定，BOD去除率可以达到90%以上，适用于对处理效果和稳定程度要求较高的污水城市污水多采用这种运行方式。2 传统推流式存在问题 曝气池首端污泥负荷高，耗氧速度快，为避免出现缺氧状态，BOD设计负荷不宜采用过高，造成曝气池容积大，占地面积多，基建费用高；耗氧速度沿池长方向逐渐降低，供氧速度恒定，造成池首供氧不足、池末供氧过剩的状态，运行费用较高；对水质、水量变化的适应性差，抗冲击负荷能力不强。2.2.5 二沉池二淀池是整个活性污泥法系统中非常重要的组成部分。整个系统的处理效能与二沉池的设计和运行密切相关，在功能上要同时满足澄清（固液分离）和污泥浓缩（提高回流污泥的含固率）两方面的要求，它的工作效果将直接影响系统的出水水质和回流污泥浓度。沉淀池常按池内水流方向不同分为平流式、竖流式及辐流式三种，三种沉淀池的比较见表2-2。1 平流式沉淀池池型呈长方形，废水从池的一端流入，水平方向流过池子，从池的另一端流出。在池的进口处底部设贮泥斗，其它部位池底有坡度，倾向贮泥斗。它的构造图见2-2所示：图2-2 平流式沉淀池2 竖流式沉淀池 池型多为圆形，亦有呈方形或多角形的，废水从设在池中央的中心管进入，从中心管的下端经过反射板后均匀缓慢地分布在池的横断面上，由于出水口设置在池面或池墙四周，故水的流向基本由下向上。污泥贮积在底部的污泥斗。图2-3 竖流式沉淀池3 辐流式沉淀池池型多呈圆形。池的进、出口布置基本上与竖流池相同，进口在中央，出口在周围。但池径与池深之比大许多倍。水流在池中呈水平方向向四周辐(射)流，由于过水断面面积不断变大，故池中的水流速度从池中心向池四周逐渐减慢。泥斗设在池中央，池底向中心倾斜，污泥通常用刮泥(或吸泥)机械排出。表2-2 三种沉淀池的特点及适用条件池型优点缺点适用条件平流式对冲击负荷和温度变化适应能力较强；施工简单，造价低采用多斗排泥时，每个泥斗需要单独设排泥管各自操作；采用机械排泥时，大部分设备位于水下，易腐蚀适用于地下水位较高及地质差的地区；适用于大、中、小型污水处理厂竖流式排泥方便，管理方便池子深度大，施工困难；对冲击荷及温度变化适应能力较差；造价较高；池径不宜过大适用于处理水量不大的小型污水处理厂辐流式采用机械排泥，运行较好；排泥设备有定型产品水流速度不稳定；易于出现异重流现象；机械排泥设备复杂，对池体施工质量要求高适用于地下水位较高的地区；适用于大、中型污水处理厂根据以上的比较及和本次的设计参数，从而选择辐流式作为二沉池较为理想。2.2.6 污泥浓缩池1 污泥浓缩方法和比较污泥的含水率很高，一般为96%99.8%，体积很大，对污泥处理、利用及输送都造成困难，必须先进行浓缩。污泥中所含水分可分为四种：颗粒间的空隙水，约占总水分的70%；毛细水，即颗粒间毛细管内的水，约占20%；污泥颗粒吸附水和颗粒内部水，约占10%。降低污泥中的含水率，可以采用污泥浓缩的方法来降低污泥中的空隙水，通过降低污泥 的含水率，减少污泥体积，能够减小池容积和处理所需的投药量，缩小用于输送污泥的管道和泵类的尺寸。具有一定规模的污水处理工程中常用的污泥浓缩方法主要有重力浓缩、气浮浓缩和离心浓缩。常用污泥浓缩方法的特点见表2-3。表2-3 常用污泥浓缩方法及比较18名称优点缺点适用条件和应用情况重力浓缩法浓缩池结构简单、操作方便；动力消耗小、运行费用低；贮存污泥能力强。占地面积大；浓缩效果不理想；污泥易腐化、散发臭气。初沉污泥初沉污泥+剩余污泥广泛采用气浮浓缩法浓缩效果好、出泥含水率低；占地小，只为重力法的10%；运行效果稳定，不受季节影响；产生臭气少；能去除油类。运行费用高于重力法低于离心法；操作管理要求高；电耗大；污泥贮存能力小。剩余污泥初沉污泥+剩余污泥发达国家开始推广使用离心浓缩法浓缩效果好，工作效率高；占地小；几乎不散发臭气，工作环境好。要求专用的离心设备；耗电大；对操作人员技术要求较高，管理复杂。剩余污泥很少使用本设计选用重力浓缩池。2重力浓缩池重力浓缩池按其运行方式分为连续式和间歇式两种。前者主要用于大、中型污水处理厂；后者主要用于小型处理厂或工业企业的污水处理厂。本设计选用连续式重力浓缩池。连续式重力浓缩池可采用平流式、竖流式和辐流式沉淀池的型式，一般都是直径520m圆形或矩形钢筋混凝土构筑物。重力浓缩池池型的特点和应用见表2-4。表2-4 重力浓缩池池型的特点和应用类型优点缺点适用条件平流式沉淀效果好；施工方便；平面布置紧凑，占地面积小。机械易被腐蚀；操作工作量大。适用于地下水位较高，地质条件较差的地区；使用于大、中、小型污水处理厂辐流式用于大型污水处厂，浓缩池个数少，较经济，便于管；排泥较方便。排泥设备较复杂，对运行管理要求较高；池体较大，对施工质量要求较高 适用于地下水位较高的地区；适用于大、中型污水处理厂。竖流式占地面积小；排泥方便，运行管理简单。池体深度大，施工困难；造价相对较高；池径不宜过大。适用于小型污水处理厂或工业废水处理站本设计选用平流式沉淀池型的连续式重力浓缩池。2.2.7 污泥脱水经浓缩后的污泥进一步脱水，以减少体积，便于运输和后续处理。一般可使污泥含水率从96%左右降低至60%85%，其体积减少至原来的1/51/10。目前采用的脱水机械主要是油板框压滤机、带式过滤机和离心机；自然干化床也有较多应用。各种脱水方法的比较见表2-5。表2-5 各种脱水方法的比较19方 法优 点缺 点适 用 范 围机械脱水板框压滤机间歇脱水液压过滤滤饼含固率高固体回收率高药品消耗少，滤液清澈间歇操作，过滤能力较低基建设备投资大其他脱水设备不适用的场合需要减少运输、干燥或焚烧费用，降低填用地的场合带式过滤机连续脱水机械挤压机器制造容易，附属设备少，投资、能耗较低连续操作，管理简便，脱水能力大聚合物价格贵，运行费用高脱水效率不及板框式压滤机特别适合于无机性污泥的脱水有机粘性污泥脱水不宜采用离心机连续脱水离心力作用基建投资少，占地少，设备结构紧凑不投加或少加化学药剂，处理能力大且效果好，总处理费用较低自动化程度高，操作简便、卫生国内目前多采用进口离心机，价格昂贵电力消耗大，污泥中含有砂砾，易磨损设备有一定噪声不适于密度差很小或液相密度大于固相的污泥脱水自然干化污泥干化床间歇运行自然蒸发和渗滤基建费用低，设备投资少操作简便，运行费用低，劳动强度大占地面积大、卫生条件差受污泥性质和气候影响大用于渗滤性能好的污泥脱水气候比较干燥的地区，多雨地区应设厂房用地不紧张的地区本设计采用板框压滤机。第三章 构筑物的设计与计算3.1 调节池的设计3.1.1 设计参数1 水量调节池实际是一座变水位的贮水池，进水一般为重力流，出水用泵提升。池中最高水位不高于进水管的设计高度，最低水位为死水位;2 调节池的形状宜为方形或圆形，以利形成完全混合状态。长形池宜设多个进口和出口;3 调节池中应设冲洗装置，溢流装置、排除漂浮物和泡沫装置，以及洒水消泡装置;4 为使在线调节池运行良好，宜设混合和曝气装置。混合所需功率为0.0040.008kW/m3池容。所需曝气量约为0.010.015m3空气/(min池表面积);5 调节池出口宜设测流装置，以监测所调节的流量。3.1.2 设计计算水量调节池的的计算内容主要是确其容积和尺寸，根据污水在高低峰时的区间，调节池的容积可用图解法进行计算。1 调节池的容积炼油厂污水处理站的进水量变化资料详见表3-1。表3-1处理站进水量的变化时间/h流量时间/h流量/(m3/h)/%(占一天的)/(m3/h)/%(占一天的)0-11-22-33-44-55-66-77-88-99-010-1111-12165105195265295436991122614001478135015711.10.70.91.11.32.916.616.848.047.197.677.8112-1313-1414-1515-1616-1717-1818-1919-2020-2121-2222-2323-24146878453856448682310458493823012982187.125.233.593.763.245.496.975.662.552.011.420.97该炼油厂废水在一个周期T（24）内，污水流量变化曲线（由24条短线连成的折现a）如图3-3所示。曲线下在（24h）内所围成的面积，等于一天（24h）的污水总量。 (3-1)式中 在时段内的平均流量，； 时段，h。 (3-2)根据污水量的变化，可绘制出一天（24h）的污水流量（进水量）变化曲线。 从图3-1可以看出看出，其中一段进水量低于平均流量，即20：00-次日6：00，相连续的10h的污水进水量低于平均污水进水量，该时段内累积进水量为2417m3（占14.78%）,而提升流量累积值为8252m3（占41.67%）,进水量与提升量相差6033m3。另一段进水量高于平均流量，即6：00-14：00，相连续的8h的污水进水量高于平均污水进水量，该时段累积进水量为947m3(占56.51%),而提升流量累积值为6005m3（占33.33%），进水量比提升量多5471m3。当进水量大于水泵提升量时，余量在调节池中贮存；当进水量小于水泵提升量时，需取用调节池中的存水。由此可见，调节池所需调节容积等于表3-2中平均流量上下的面积较大者，即调节池的理论调节容积为6033m3。设计中采用调节池容积，一般宜考虑增加理论调节容量的10%-20%，故本设计调节池的容积V应按： 来设计。2 调节池的尺寸该炼油厂污水处理车间进水管标高为地坪下-5.8m，取调节池内有效水深H为10m,调节池出水为水泵提升。根据计算得到的容积，考虑到进水管的标高，确定调节池的尺寸为：采用方形池，池长L与池宽B相等，则池表面积： 所以，取27m。在池底还要设集水坑，水池底以i=0.01的坡度坡向集水坑。所以池型设计为正方形2727m。采用穿孔空气搅拌，空气量6。3.2斜板隔油池的设计与计算3.2.1 斜板隔油池的构造斜板隔油池内设有波纹斜板，处理水沿斜板向下流，油珠沿斜板向上浮，然后经集油管排出。水中的悬浮物沉降在斜板表面，并沿斜板滑下，落入底部，最后经排泥管排出。斜板式隔油池油水分离效率较高，可去除80m以上的油珠。斜板式隔油池具有处理效果高、占地面积小等优点，在新建的含油废水处理工程中得到了广泛应用。斜板材料要求表面光滑、不沾油、质量小、耐腐蚀，目前多采用聚酯玻璃钢。其构造图见3-2所示：3.2.2 斜板式隔油池的设计与计算1 设计参数 斜板断面一般采用蜂窝六角形，内径（d）一般采用2535mm,斜板长度一般为8001000mm； 清水区高度不宜小于1.0m； 斜板水平倾角常采用45； 布水区高度不宜小于1.5m。为使布水均匀，出水处应设整流装置； 积泥区高度应根据沉淀污泥量、浓缩程度和排泥方式等确定； 出水集水系统可采用穿孔管或穿孔集水槽； 表面负荷应按相似条件下的运行经验确定，一般可采用0.60.8，水力停留时间不大于30min。 2 设计计算斜板隔油池表面负荷是一个重要的参数，可表示为： (3-3)式中 Q隔油池的设计流量，； F隔油池清水区面积，。在斜板隔油池中表面水力负荷一般为0.60.8斜板内的流速为： (3-4)式中 Q隔油池设计流量，； 隔油池斜管净出口面积，； 斜管末水平倾角，（） 清水区面积设清水区上升流速为=3.0mm/s，采用塑料片热压六边形蜂窝管，管厚0.4mm，边距d=30mm，水平倾角为45，设计流量Q=1000，池子的有效宽度为B=8.5m,则清水区面积为：其中斜管结构中占用面积3%计算，则实际清水区面积为： 为了配水均匀，采用清水区平面尺寸为,进水区沿8.5长边布置。 斜管（板）长度斜管内水流速度为：=v/sin45=3.0/0.707=0.0042(m/s)=4.2(mm/s)设颗粒沉降速度考虑到管端积泥等因素，过渡区采用200mm。斜管总长度为以上两者之和，即200+563=763mm,按照800mm计。 隔油池的高度取清水区高1.2m,布水区高1.5m，斜板高=565.6mm,穿孔排泥斗槽高0.8m，超高0.3m，池子总高为： H=0.3+1.2+1.5+0.57+0.8=4.4(m) 隔油池进口穿孔花墙穿孔墙上的洞口流速采用=0.15m/s,则洞口总面积为： 每个洞口尺寸定为，则洞口数为： 穿孔墙布于布水区1.5m范围内，孔共分3层，每层52个。 排水系统沿池长方向布置4条穿孔集水槽，中间为1条集水渠，为施工方便槽底为平坡。集水槽中心矩为： 5.5/4=1.38(m)每条集水槽长为： ( 8.5-1.2)/2 =3.65(m)每槽集水量为： 在给水排水计算手册第三册得槽宽为0.2m，槽高为0.54m。集水槽双侧开孔，孔径d=25mm，孔数为76个，孔距为60mm。每条集水渠的流量为： Q/2=0.14假定集水渠起端的水流截面为正方形，则渠宽度为： 为施工方便采用0.6m，起端水深0.66m。考虑到集水槽水流入集水渠时应自由跌水，跌落高度取0.08,即集水渠底应高于集水渠起端水面0.08m。同时考虑到集水槽顶与集水渠顶相平，则集水渠总高度为： 出水管流速为1.2m/s，则直径为1.2m/s，则直径为： 排泥系统采取穿孔管排泥，穿孔管横向布置，沿与水流垂直方向共设10支根，双侧排泥至采泥管。采泥渠长20m, 为0.3m0.3m。孔眼采取等距布置，穿孔管长9.9m，首末段积泥比为0.5，查得。取孔径d=25mm，孔口面积,取孔距s=0.4m，孔眼数目为： (3-5)孔眼总面积为： (3-6)穿孔管断面积为： (3-7)穿孔管直径为： (3-8)取直径为150mm，孔眼向下，与中垂线成角，并排排列，采用气动快开式排泥阀。3.3 气浮池的设计与计算3.3.1设计空气量根据亨利定律，流入水中的空气量为： (3-9)式中 V溶入水中的空气量，水； P溶气罐中绝对压力，Pa；溶解常数，不同温度条件下的值如表3-2所示。 设计空气量