二级接触氧化池处理油漆废水毕业设计

1、1.概述油漆的生产和应用已有悠久的历史，早在几千年前我国就已开 始使用油漆，当时使用的油漆是从漆树上采取的漆液加工成天然漆。如从桐油籽榨取桐油，加工炼制成熟桐油，然后加或不加天然颜料（如红土、银朱等）而制成的。现代由于合成材料的出现，给油漆原料开辟了新的来源。当广泛的利用各种合成材料合成树脂、颜料及有机溶剂等一一来制造油漆后，具有多种多样的性能的新品 种就日新月异的增加起来了。这也就是现在人们所熟悉的涂料。在涂料生产过程中产生排放的废水，其中常含有酚类、苯类及 重金属（表面处理）等有毒有害物质。酚是一种化学助致癌剂，如 果将高浓度的含酚废水排放到水域里会使水生物受到损害。目前涂料工业使用的颜料

2、中还含有铅和铬。铅是目前最广泛的污染元素,其对造血系统的危害作用主要涉及大脑、小脑以及脊髓和周围神经。铬化物毒性很大，主要通过饮用水和食物进入人体。因此涂料废水 对水域的危害非常严重，必须对其进行有效的治理。油漆的主要原料油、树脂和染料。油漆的组成物质决定了COD含油漆废水的成分。使得废水中的有机物种类多，成分复杂,量高，并具有一定的毒性，此类废水的特点是: 单位产品的废水产生量少，但污染物组成十分复杂; 含多种有毒性的、难于生化降解的高分子有机化合物，且浓度很高（COD 1020g/L ）; 废水中固体物含量也很高。油漆废水主要污染的来源见表1.1。表1.1油漆生产和施工产生的废水成分油漆废

3、水的水质特性见表1.2。分类废水种类排放特点主要污染物成分废水来源涂料生产废水设备、地 面洗涤水溶剂型 涂料废水间歇排放， 数量波动大碱性，含COD染 料及助剂、悬浮物。涂料施工废水容器、地 面洗涤水间歇排放， 数量少悬浮物、涂料、CODBOB喷漆室 水幕水更新排除水间歇，瞬时量大悬浮物、漆雾、CODBOB电泳工艺 废水电泳水洗水间歇，瞬时量大悬浮物、COD BOD铅、铬、重金属、 氨、酸、碱。表1.2油漆废水水质调查表废水种类COD( g/L )油(mg/L)飘油废水15 174000 4500酯化废水30 1001 406干料废水14 301629 4417洗滤布水0.6 1356 376

4、9经过实践调查，由以上二表中的数据分析可知，油漆生产废水属于间歇式排放，排放的偶然性较大，连续性较差，水质水量波动 范围大，生产结构复杂。2 .工程建设规模及水质要求本系统待处理的废水来自工厂各工段所排放的生产废水及生活污水。处理站的建设规模为日处理油漆废水500m3/d及生活污水700m3/d，污水总变化系数Kz为1.3。污水经处理后达到污水综合排放标准(GB8978 1996)中规定的二级新扩改标准。本废水处理站设计进出水水质情况见表2.1 0表2.1生产废水水质及排放要求项目COD (mg/L)BOD (mg/L)SS (mg/L)石油类(mg/L)PH值油漆废水480050069生活污

5、水400排放要求1503015010693 .方案选择3.1方案选择的原则3.1.13.1.2技术先进、工艺合理、适用性强、有较好的耐冲击性和可操作性。处理效果稳定， 有害物去除率高， 处理后的废水可稳定达到3.1.3运行、管理、操作方便，设备维护简便易行。3.1.4运行费用（电费、药剂费）低，降低运行成本。3.1.5基建投资省，占地面积小。3.1.6污泥量少，脱水性能好;3.1.7对有毒有害物质具有一定的去除效果。国家规定的排放标准。3.2方案比选目前，国内处理油漆废水多采用物化+生化的处理工艺。物化处理方法主要工艺是隔油+混凝气浮；生化处理方法主要工艺有生物接触氧化法、高负荷生物滤池、塔式

6、生物滤池、普通活性污泥法等，它们的主要技术参数如表3.1 :处理工艺生物量g/m3BOD容积负荷3BOB/(m d)水力停留时间hBOD去除率%生物接触氧化池10201.57.01.5 3.08090高负荷生物滤池0.77.01.27590塔式生物滤池0.77.01.07.06085普通活性污泥法1.53.00.47.94128595由表3.1的工艺比较可以看出生物接触氧化法和塔式生物滤池表3.1生化处理工艺主要设计参数一览表法的处理能力较强，可以考虑选用，对其进行进一步的比较如下:生物接触氧化法由于填料比表面积大，池内充氧条件好, 氧化池内单位容积的生物量高于活性污泥法曝气池及生 物滤池，因

7、此，它可达到较高的容积负荷;生物接触氧化法由于相当一部分微生物固着生长在填料 表面，不需设污泥回流系统，也不存在污泥膨胀问题，运 行管理简便;生物接触氧化法由于生物固着量多，水流属完全混合型, 因此它对水质水量的骤变有较强的适应能力;生物接触氧化法因污泥浓度高，当有机容积负荷较高时, 其F/M仍保持在一定水平，因此污泥产量可相当于或低于活性污泥法。塔式生物滤池用于高浓度有机废水的预处理，在进水BOD浓度较高时，由于生物膜生长太快，容易导致滤料的堵塞, 由于池高，废水的提升费用较大。由以上比较，且油漆废水排放多为间歇式，排放量大，所以对于油漆废水的处理采用生物接触氧化法更为合适。生物接触氧化处

8、理技术的工艺流程一般分一段（级）处理流程，二段（级）处理流 程和多段（级）处理流程，考虑这几种工艺各自具体的特点及适用 条件，选用二段处理流程。其特点为，二段法流程污水经初沉后进 入第一段接触氧化池氧化，出水上清液进入第二段接触氧化池，最 后经沉淀池泥水分离后排放，在该流程中的一段为高负荷段，第二 段为低负荷段，这样更能使微生物适应原水水质的变化，使出水水 质趋于稳定。由于隔油一混凝气浮法具有技术成熟、成本较低、操作有效等特点，已成为废水治理的重要手段。为了能够使废水达标排放，根据废水的特点制定了隔油混凝气浮 一生物接触氧化的处理工艺。4.废水处理工艺流程4.1废水处理工艺流程图废水处理工艺流

9、程方框图如图4.1 。废渣外运沉渣浮油 ,储油池废油外运栅渣含油废水一4隔栅i匝油沉淀匚调甲清液I化学污泥池污泥泵厢式压滤机I干泥外运剩余污泥浮油A混凝气浮7亦段接触氧化池十*斜板沉淀池达标排放生活污水回流泵_回3图4.1废水处理工艺流程方框图4.2工艺流程简介4.2.1 工艺流程说明生产过程中产生的油漆废水在进入处理系统前先经过格栅，以截留较大的悬浮物和漂浮物，以减轻后续处理构筑物的处理负荷。之后的废水进入隔油沉淀池去除一部分浮油和COD然后进入调节池，以调节水质水量， 为后续处理提供稳定的水力负荷及有机负荷。经调节池调节后的废水由泵打入气浮池。在气浮池内油漆废水经气 浮作用除去绝大部分油类

10、。气浮处理后的废水与生活污水一同进入生物接触氧化池进行生化处理，以降解废水中残余的有机污染物,然后废水经过斜板沉淀池泥水分离后，即可达标排放。斜板沉淀池沉淀下来的污泥除部分回流至一级生物接触氧化池外，剩余污泥和混凝气浮池分离的浮油直接进入化学污泥池浓缩,浓缩后的污泥由污泥泵打入厢式压滤机进行脱水处理。脱水后得到的泥饼含水率小于80%，比重大于1.2g/cm 3，可视同一般工业垃圾处置。厢式压滤机的滤出水上回流到调节池循环处理。生物接触氧化池需鼓入压缩空气，向废水中充氧，以保证好氧 微生物的生命代谢活动。压缩空气由离心风机提供，生物接触氧化 池采用高效曝气头曝气。4.2.2 处理工艺特点隔油一一

11、混凝气浮一一生物接触氧化法工艺特点: 平流式隔油构造简单，便于运行管理，除油效果稳定。 混凝气浮采用溶气气浮，即在一定压力条件下，将空气溶于水中并达饱和状态，然后突然减压，使水中空气以小气泡形式逸出，与污水中颗粒粘附，达到净化水体的目的。加入混凝剂可提高气浮效率，节省时间。 生物接触氧化法是利用固着在填料上的生物膜来吸附水中有机污染物并加以氧化分解，使污水净化，它的特点是 生物量较高，以 MLSS计，一般在 1020g/L以上，有机容积负荷大，可节省投资；微生物附着生长既可提高对冲击负荷的抵抗能力，又可不考虑污泥膨胀现象的发生，运行管理也较为方便。4.3废水处理效率含油废水 500m 3/d隔

12、油沉淀池IT混凝气浮池进水 COD (mg/L)48002400COD去除率（）5040出水 COD (mg/L)24001440进水石油类（mg/L）500250石油类去除率 （）5090出水石油类 （mg/L）25025（加入700m3/d的生活污水）一段接触氧化二段接触氧化（生活污水COD为400mg/L）进水 COD (mg/L)833.3250COD去除率（）7060出水 COD (mg/L)250100150进水石油类（mg/L）10.46.3石油类去除率 （）4030出水石油类 （mg/L）6.34.4105.工艺设计5.1隔油沉淀池（平流式）按废水在隔油池内的停留时间进行设计计

13、算。隔油沉淀池采用 人工撇油除渣。5.1.1 隔油池总容积隔油池按最大水量进行计算，废水在隔油池内的停留时间取1.5h，其总容积为:3W =Qt = 20.83 X 1.3 X 1.5 = 40.62 m式中W隔油池的总容积，m；Q隔油池的废水设计流量，m7h ；t 废水在隔油池内的设计停留时间，h，一般采用1.5 2.0h。5.1.2 隔油池过水断面面积废水在隔油池中的水平流速取2mm/s，贝U隔油池的过水断面面积Ac为：Ac =Q/3.6v = 1.3 X 20.83/(3.6X 2) = 3.76 m式中A c隔油池的过水断面面积,2m；隔油池的设计流量,m3/h ；废水在隔油池中的水平

14、流速,mm/s。5.1.3 隔油池隔间数隔油池隔间数 n为:n = Ac /bh式中b隔油池每个隔间的宽度,m；h 隔油池工作水深，m=取隔油池隔间数n=2，隔油池工作水深h=1.5m，贝b = 3.76/(2X 1.5) = 1.25 m5.1.4 隔油池有效长度隔油池的有效长度L为:L =3.6vt = 3.6 X 2 X 1.5 = 10.8 m式中符号意义同前。5.1.5 隔油池建筑高度取隔油池超高为0.4m，则隔油池建筑高度H为:H = h+h - 1.5+0.4 = 1.9 m式中 h /隔油池超高，m, 般不小于 0.4m。取调节池超高h /为0.4m，则调节池建筑高度 H为:5

15、.2调节池由于油漆生产废水属间歇式排放,排放的偶然性大， 连续性差,水质水量波动范围较大，故取废水在调节池内停留时间t为8小时,则油漆废水调节池容积W为:3W = qt = 20.83 X 1.3 X 8 = 216.6 m式中q 调节池内水的流量，m/h ;t 水在调节池内停留时间,取调节池有效水深为3m,长8.65m，则调节池宽为:B = W/(L X h) =216.6/(8.65 X 3) =8.35 mH = h+h / = 3+0.4 = 3.4 m式中h调节池超高，m。调节池向混凝气浮池提升废水所用提升泵选用KWQ型潜水排污泵二台，一用一备，其性能参数如表5.2.1 。表 5.2

16、.1KWQ型号排出口径mm流量m/h扬程m转速r/mi n功率KW重量KgKWQ65-25-15-2.265251529002.265型潜水排污泵性能表5.3混凝气浮池5.3.1 气浮所需空气量取回流比 R为50%,释气量 ac为60L/m 3,水温校正系数 书为1.1 ,贝U：Q = QR / aciP = 20.83X 50% 2 个；每格氧化池面积,m , f 25 mo取n=9,则:F 155.55I n取氧化池池宽=17.28 24=9.4hQ1200式中t氧化池有效接触时间,5.4.5 氧化池总咼度取超高h1为0.5m，填料上水深h2为0.5m，填料层间隙高h3为 0.2m，配水区

17、高度 h4为0.8m，填料层数 m取1层，则氧化池总高度Ho为:H0 = H+h i+h2+(m-1) X h3+h4 = 3+0.5+0.5+(1-1) x 0. 2+0.8=4.8m式中H 0氧化池总高度，m；hi超高，m, hi=0.5 0.6m ;h2填料上水深， m h2=0.40.5m ;h3填料层间隙高，m, h3=0.20.3m ;h4配水区高度，m填料层数,层。生物接触氧化池选用组合纤维填料470m3，其主要技术参数见 表 5.4.1 。表5.4.1组合纤维填料主要技术参数型号塑料环片直径填料直径单片间距离理论比表面积(mm)(mm)(mm)(m2/m3)ZV-150-807

18、5150802000546 需气量按每去除一公斤 COD消耗一公斤氧气计算，一段生物接触氧化池的需氧量 OC为:EaOC = 1200 X (833.3-250)/1000 = 700 KgO 2/d一段生物接触氧化池采用可变微孔曝气器曝气，其充氧效率取15 %，则一段接触氧化池每天所需的空气量Gs为:GsOc70021%x1.43xEa 21%勺.43咒0.15= 15540m3/d =0.18m3/s式中G需气量，m空气/d ;Ea氧转移效率，%;21 %氧在空气中所占百分比;1.43氧的容重，Kg/m3。曝气装置选用HWB- 1型微孔曝气器，其主要性能参数见表5.4.2 。表 5.4.2

19、微孔曝气器的主要性能参数型号规格工艺参数动力效率面积比(%)有效水深(m)通气量3 (m /h)曰(%)HWB- 10 2006.254.52.017 26由每格生物接触氧化池的供气量及HWB- 1型可变微孔曝气器的通气量，计算所需曝气器的数量 N为:N = 15540=36 个9X24X2324 个。取N为36个，则一级生物接触氧化池所需要曝气器为5.4.7 空气管道设计5.4.7.1 干管取干管流速为10m/s，则干管直径 dg为:wo取dg=150mm 则干管流速 Vg为10.2m/s。547.2 支管每格生物接触氧化池采用一根曝气支管向池中引入空气，取支4.18 =0.076m管流速为

20、5m/s，则支管直径为dj为:d， 伦j Vn xjixvj V8X兀 x5取dj=80mm则支管流速 Vj为4.48m/s 。547.3 风管的阻力损失风管的总阻力 h可用下式计算:h=hi+h2(mmH0)式中h 1 风管的沿程阻力,mmbO;h2 风管的局部阻力,mmbOo风管的沿程阻力，可按下式计算:hi=iL a T a p(mmHO)式中i单位管长阻力,mmHO/m。风管长度，ma T温度为 TC时，空气容重的修正系数;a p大气压力为 P时的压力修正系数。在T=20C,标准压力 760mm汞柱时:1.924vi =6.61-Y28r（mmH2O/m） d .ap = P0-852

21、式中 丫 T温度为TC时的空气容重，kg/m3；丫 20 温度为20 C时的空气容重，kg/m3。一般空气管道内的气温按30 C考虑，查环境工程手册污染防治卷表 3 17 17得，30 C时a t=0.98。一个标准大气压时，压力修正系数a p=1.0。空气干管的单位管长阻力i为:1.924vi 干=6.61=6.61xd._ _1.92410.2,L J.281150= 0.94(mmH 2O/ m)空气支管的单位管长阻力1.924 vi 支=6. 611.281d4.481924= 0.43(mmH2O/m)因i支Vi干，故以i干为计算沿程阻力的参数，取风管干管及支管的总长度 L为50m,

22、则风管的沿程阻力hi为:hi=0.94X 50 X 0.98 X 1.0=46.06mmH 2O风管的局部阻力，可用下式计算:2h2 =匕二 Y(mmH 2O)2g式中 r局部阻力系数;风管中平均空气流速，m/s ；Y空气容重，Kg/m3。当温度为20 C,标准压力为760mm汞柱时，空气容重为1.205kg/m 3。在其他情况下丫值可用下式计算:Y J.293%273 (Kg/m3)1.03(273 +T )其中P空气绝对压力，大气压;T空气温度,C。当温度为30 C时，按上式计算得 y=1.131kg/m 3。查给排水设计手册第一册“局部阻力系数E值”表，取得Z匕=20，则风管的局部阻力h

23、2为:h2 仝必_20比“131=119.9(mmH2O)2g2.815.4.8 污泥产量按每去除IKgCOD产生0.4Kg污泥计算，则一级生物接触氧化 池的污泥产量 W为:W = 833.3 250 咒 1200咒 0.4 = 280Kg / d 10005.5二段生物接触氧化池5.5.1二段生物接触氧化池的有效容积(即填料体积)二段接触氧化池进水COD浓度La :La = 250 mg/L二段接触氧化池出水COD浓度Lt :Lt = L aX 0.4 = 250 X 0.4 = 100 mg/L取二段生物接触氧化池的COD容积负荷M为1.0KgCOD/(m 式中V 填料有效容积， -d),

24、则二段生物接触氧化池的有效容积V:lElOOO3m;平均日污水量,m/d ;La 进水COD浓度,mg/L ；Lt出水COD浓度,mg/L ；V=Q(La-Lt) J200250 -100)=i80m3MCOD容积负荷，gCOD/(m3 d)。5.5.2 二段生物接触氧化池总面积取二段生物接触氧化池的填料层总高度H为3m,贝L V 180“2F = = = 60mH 3式中F 氧化池总面积,H填料层总高度,m, 般H=3m。5.5.3 氧化池格数式中n氧化池格数，个,每格氧化池面积,m , f 25 mo取n=3,则:F 602f=20 F2，故选取化学污泥池表面积5.7.1.3 边长设计采用

25、两座正方形化学污泥池，则每座化学污泥池的边长 为:5.7.1.4 高度污泥在池中的有效停留时间T取16h，则化学污泥池的有效高度h2为:20 “一X16h2 = =1.07m12.5污泥斗下棱台边长d取0.3m，高度h4取1.4m，超高hi取0.43m ,缓冲层高h3取0.5m，则化学污泥池总高度H为:H=hi +h2+h 3+h4=0.43+1.07+0.5+1.4=3.4m5.7.1.5 浓缩后污泥的体积污泥经浓缩后，其体积V为:V=20-97.5%)=i2.5m31-96%5.7.2污泥脱水设备5.7.2.1 污泥泵浓缩后的污泥由污泥泵打入厢式压滤机进行脱水处理。污泥泵5.7.2 。选用

26、I 1B型螺杆泵两台，一用一备，其性能参数见表型号流量m7h扬程m电机功率KW吸程m转速r/min进出口径mmI - 1B2 吋5.6803396050表 5.7.2-1B型螺杆泵技术性能参数表5.7.2.2 厢式压滤机厢式压滤机的过滤面积A可用下式计算:1000(1 - P)QA =L式中：A压滤机过滤面积,P污泥含水率;Q污泥量，m? /h ；L压滤机产率，一般为2 4kg/(m h)。本设计厢式压滤机每天运行8小时，压滤机产率取3kg/(m h)，则:83A=1000(1 -96%)2.5=2o.83m2选用XMY25/630 UK型厢式压滤机一台。其主要性能参数见表表 5.7.35.7.3 。型号XMY25/630 UK过滤面积 （m 2）25滤室总容量（L）313外框尺寸 （mm）630 X 630滤板厚度（mm）50滤室数量（pcs）40滤饼厚度 （mm）25外形尺寸 L X WK H (mm)3984 X 1020 X 1178电机功率 （KW）3过滤压力 （MP a）1整机质量（Kg）1650厢式压滤机主要性能参数表6 .主要土建、设备表6.1主要处理构筑物主要处理构筑物见表6.1。序号名称外形尺寸（m）数量1隔油沉淀池3.6 X 3.75 X 1.922调节池8.65 X 8.35