焦化废水处理工艺设计改

1、焦化废水处理工艺设计改化工工艺学课程设计240万吨年焦炭焦化厂生物脱酚工段设计专业：化学工程与工艺 班级：化工 12-3 班 姓名：陈涛 学号： 2012020860目录前言 I1焦化废水概述 21.1 焦化废水概况 21.1.1 焦化废水来源与组成 21.1.2 焦化废水的特点及危害 41.2 国内外焦化废水处理技术 51.2.1 物理化学法 61.2.2 生化处理法 71.2.3 化学处理法 82水质分析和处理工艺选择 8来源组成 8水质特征 9排放量 102.2排放标准 10焦化废水水质 102.4 处理工艺的选择 102.4.1 处理工艺流程选择应考虑的因素 102.4.2 工艺对比

2、112.4.3 工艺选择 142.4.4 A/0 工艺原理 142.5各段工艺去除率 153 主体构筑物设计 173.1格栅 173.2集水池 193.3 隔油池 203.4 调节池 213.5 事故池 223.6 缺氧池 223.8 二沉池 253.9混合反应池 273.10混凝沉淀池 283.11 污泥浓缩池 293.12 回流水井 304设备选型 304.1 格栅设计选型 304.2 风机选型 304.4废水污泥泵选型 314.5加药装置选型 324.5.1 加药装置选型 324.6污泥脱水机选型 324.7 搅拌机选型 324.8 刮泥机及撇油机选型 33结论 33参考文献 34、八

3、、，前言水是地球的重要组成部分，也是生物机体不可缺少的组分， 人类的生存和发展离不开水资源。 地球上约有 97.3% 的水是海水， 它覆盖了地球表面的 70% 以上，但由于海水是含有大量矿物盐类 的“咸水”，不宜被人类直接使用。这样，人类生命和生产活动能 直接利用且易于取得的淡水资源就十分有限， 不足总水量的 3% ， 且其中约 3/4 以冰川、冰帽等固态的形式存在于南北极地，人类 很难使用。与人类关系最密切、又较易开发利用的淡水储量约为 4X106km3,仅占地球上总水量的 0.3%。因此，解决水废染、合 理地利用水资源是世界各国经济可持续发展的当务之急。焦化废水是一种高含氮、毒性强的有机工

4、业废水之一。如果 直接排入水体其废染程度大，毒害性强 1。因此，对焦化厂废水 的处理无论在环境还是资源方面显得尤为重要。鉴于可持续发展和环境质量的要求，现决定对某煤焦化有限 责任公司产生的焦化废水进行处理工艺设计。废水产生量为 300t/d，废水主要由含高浓度氮焦化废水和生活废水组成，且都 含较高 COD 、 SS 和石油类物质。本文根据该焦化废水浓度高， 毒性大的水质特点，设计“ A/0”工艺对其进行处理。废水中的 SS、石油类物质、COD等浓度大大降低，使得出水水质达到废 水综合排放标准（GB8978-佃96）中的一级排放要求。本文对各 处理单元构筑物进行了设计计算，绘制各处理单元构筑物图

5、示， 以及废水处理站的平面布置图和高程布置图，同时对该废水处理 站进行了投资经济概算，验证废水不仅得到有效处理，且经济可 行，符合可持续发展要求。1 焦化废水概述1.1 焦化废水概况1.1.1 焦化废水来源与组成焦化厂是钢铁企业生产的重要组成部分，焦炭是钢铁冶炼的 重要原材料，炼焦回收的化工产品供给许多行业的生产。随着社 会、经济的发展，焦化行业已发挥着越来越重要的作用。目前， 国内生产焦化产品的厂家达数百家。焦化厂生产的主要任务是进 行煤的高温干馏 炼焦，以及回收处理在炼焦过程中所产生的副 产品。整个生产过程分为选煤、炼焦及化工三部分。焦化废水则 产生于炼焦、制气过程及化工产品回收过程，水质

6、复杂，产生量 较大。其主要来源有 2： (1) 剩余氨水。由炼焦的水分及炼焦过 程中产生的化合物组成。通常情况下，其数量占全部废水的一半 以上，是氨氮废染物的主要来源； (2)化工产品工艺排水。包括化 工产品回收和精制过程中各有关工段的分离水及各种贮槽定期 排水和事故排水； (3) 粗苯终冷水及煤气脱硫和煤气终冷循环的 排废水。其中含有一定数量的酚、氰、苯、硫化物及吡啶碱等。 (4)焦油车间废水： 焦油车间根据有机物的沸点不同， 用蒸馏法初 步分离各种产品，再经酸碱洗涤分离出粗苯、吡啶等产品。废水 主要是间断地排出高浓度含油、含酸的废水。这部分废水一般经 溶剂脱酚通过蒸氨塔后才能进入生物处理装

7、置； (5)古马隆废水： 从酚、油、重苯中提取古马隆，要经过蒸馏、碱洗、酸洗、中和 及水洗，排除含酚、吡啶、油等废染物的废水。焦化废水产生的 一般工艺流程如图 1.1所示 3：隹八、焦化废水因受原煤性质、焦化产品回收工序及方法等多种因 素的影响，含有多种废染物。焦化废水是一种含高氨氮、高有机 物、成分复杂的、难处理的有机工业废水。焦化废水中的许多高 毒性难降解有机物，对生态环境危害极大，如占总有机物的一半 以上酚类化合物，可使蛋白质凝固，对人类、水产及农作物都有 极大危害。经常接触煤焦油、沥青和某些石油化工溶剂的人， 皮肤癌、唇癌以及肺癌的患病率相当高，因为吲哚、萘、吡啶碱、 啡蒽、苯并芘等多

8、种多环和杂环芳香族化合物(PAHs)中有不少是 致癌和致突变物质。 氨氮是水体富营养化的主要废染物， 近年来， 国家不仅对 COD 的排放做了严格的规定， 对氨氮的危害也越来越 重视，并对氨氮的排放也做了严格的规定。1.1.2 焦化废水的特点及危害1 、水质特点(1) 成分复杂焦化废水组成十分复杂，浓度高、毒性大。核磁共振 色谱 分析显示：焦化废水中含有数十种无机和上百种有机化合物 5。无机废染物主要是大量的氨盐、硫氰化物、硫化物及氰化物 等。有机废染物除酚类化合物以外，还包括脂肪族化合物、杂环 类化合物和多环芳香族化合物等。其中酚类化合物为主，占总有 机废染物的 80左右，主要成分有苯酚、邻

9、甲酚、对甲酚、邻对 甲酚、二甲酚、邻苯二甲酚及其同系物等；杂环类化合物包括二 氮杂苯、氮杂联苯、氮杂苊、氮杂蒽、吡啶、喹啉、咔唑及吲哚 等；多环类化合物包括萘、蒽、菲及 a苯并芘等门。(2) 水质变化幅度大焦化废水中氨氮变化系数可达 2.7，COD 变化系数可达 2.3， 酚和氰化物浓度变化系数达 3.3 和 3.4。(3) 含有大量的难降解物，可生化性较差 焦化废水中有机物 (以 COD 计)含量高，且由于废水中所含有机物多为芳香族化合物和稠环化合物及吲哚、吡啶、喹啉等杂环 化合物，其 BOD5/COD 值低，一般为 0.30.4，有机物稳定，微 生物难以利用，废水的可生化性差。(4) 废水

10、毒性大其中含有的氰化物、 芳烃、稠环及杂环化合物都是有毒物质， 有的甚至是致癌物质，毒性极强。2、危害(1)对人的危害焦化废水中含有的酚类化合物是原型质毒物，可以通过皮 肤、黏膜的接触和经口服而侵入人体体内。高浓度的酚可以引起 剧烈腹痛、呕吐和腹泻、血便等症状，重者甚至死亡。低浓度的 酚可引起积累性中毒，有头痛、头晕等不良反应。废水中的氰化 物毒性很大。当 pH 值在 8.5 以下时，氰化物的安全浓度为 5mg/L。 人食用的平均致死量氰氢酸为 3060mg/L,氰化钠为0.1g,氰化 钾为0.12g。另外废水中含有大量的氨氮，可能转化为N02一或N03_。人体若饮用了 NH4【N >1

11、0mg/L 或 N03-N>50mg/L 的水， 可使人体内正常的血红蛋白氧化成高铁血红蛋白,失去输氧能 力，出现缺氧症状。若亚硝酸盐长时间作用于人体，可引起细胞 癌变。(2) 对水体和水生生物的危害大量的有机废染物进入水体，会消耗水体当中大量的溶解 氧，水体发臭，水质恶化。同时由于有毒物质的进入使得水中水 生生物的生存受到影响，鱼类和贝类等的大量减产与死亡，并能 通过食物链传递给人类造成食物中毒等。此外，含氮化合物还能 导致水体的富营养化，尤其对湖泊等封闭水域的危害更大。(3) 对农业的危害采用未经处理的焦化废水直接灌溉农田，将使农作物减产和 枯死，特别是在播种期和幼苗发育期，幼苗因抵

12、抗力弱，含酚的 废水使其腐烂；焦化废水中的油类物质能堵塞土壤孔隙，含盐量 高而使土壤盐碱化；农业灌溉用水中 TN含量如超过1mg/L，作 物吸收过剩的氮能产生贪青倒伏现象 7。1.2 国内外焦化废水处理技术目前，国内 80的焦化厂普遍采用的是以传统生物脱氮处理 为核心的工艺流程。分为预处理、生化处理以及深度处理。预处 理主要采用物理化学方法，如除油、蒸氨、萃取脱酚等；生化处 理工艺主要为 A/O、A2/O 等工艺；深度处理主要工艺有活性炭吸 附法、活性炭 -生物膜法及氧化塘法。 在欧洲， 焦化废水处理普遍 的工艺为先去除悬浮物和油类废染物质，然后利用蒸氨法去除氨 氮， 再采用生物氧化法去除酚硫

13、氰化物和硫代硫酸盐。在某些 情况下还对废水做排放前的最后深度处理。在美国，炼焦厂的废 水处理工艺为：脱焦油蒸氨工艺活性污泥法及污泥脱水系 统。综合看起来，国外的焦化废水的治理方法与我国基本一致 8,9。1.2.1 物理化学法1、吸附法 吸附法是利用多孔性吸附剂吸附废水中的一种或几种溶质， 使废水得到净化。活性炭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。刘俊峰等采用高温炉渣过滤，再用南开 牌 H2103 大孔树脂吸附处理含酚 520mg/L 、 COD3200mg/L 的焦 化废水，处理后出水达到国家排放标准 10。黄念东等研究了细粒 焦渣对焦化废水的净化作用，温度25C的条件下

14、，酚的去除率为 98% 11。2、混凝和絮凝沉淀法 混凝法是向废水中加入混凝剂并使之水解产生水合配离子 及氢氧化物胶体，中和废水中某些物质表面所带的电荷，使这些 带电物质发生凝集，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。上海焦化总厂选用厌氧 - 好氧 生物脱氮结合聚铁絮凝机械加速澄清法对焦化废水进行综合治 理，使出水中 COD<158mg/L, NH3-N<15mg/L12。近年来，新型 复合混凝剂在焦化废水处理中的应用得到广泛的研究。

15、3、Fenton试剂法Fentonf1®试剂是由H 2O2和 Fe2+混合得到的一种强氧化剂，由 于其能产生氧化能力很强的 0H自由基，在处理难生物降解或一 般化学氧化难以奏效的有机废水时，具有反应迅速，温度和压力 等反应条件缓和且无二次废染等优点。因此，近 30年来越来越受 到国内外环保工作者的广泛重视。1.2.2 生化处理法生化处理法是一种利用微生物氧化分解废水中有机物的方 法，常作为焦化废水处理系统中的二级处理。1、A/0 与A2/0法目前国内主要采用 A/O 与 A2/O 工艺及其变异型脱氮工艺进 行焦化废水的脱氮处理，脱氮效果较好。 Zhang Min 14,15,16等对

16、 A-A-O 工艺与 A-O 工艺进行了比较，实验表明： A-A-O 工艺在 NH 3-N 去除和反硝化方面均优于 A-O 工艺，特别是反硝化率方 面 A-A-O 工艺是 A-O 工艺的两倍。目前宝钢一、二期焦化废水 就是对原 A-O 工艺优化后，采用了 A-A-O 17工艺。目前系统运 行稳定，但由于条件控制复杂，投资费用高，为保证处理效果， 运行中污泥及废水回流量较大，增加了动力消耗，且内循环液带 入大量溶解氧，使反硝化池内难于保持理想的缺氧状态，影响反 硝化过程降低了脱氮效率。2、SBR 法SBR 池兼均化、沉淀、生物降解及终沉等功能于一体。国内 外对 SBR 法研究的结果表明此法工艺简

17、单、运行费用低、运行 管理简单，同时不必设调节池，多数情况下可省去初沉池。 SBR 反应池生化反应能力强，处理效果好，能有效地防止污泥膨胀， 耐冲击负荷能力强， 工作稳定性强。 用它来处理焦化废水， NH 3-N 的去除率达 60% ，传统 SBR 法对焦化废水降解效率不高 18,19。3、氧化沟技术 随着氧化沟技术的发展，出现了一系列脱氮技术与氧化沟技术相结合的废水处理工艺流程。按照运行方式，氧化沟可以分为 连续工作式、交替工作式和半交替工作式。连续工作式氧化沟， 如帕斯韦尔氧化沟、卡鲁塞尔氧化沟。奥贝尔氧化沟在我国应用 比较多，这些氧化沟通过设置适当的缺氧段、好氧段都能取得较 好的脱氮效果

18、。1.2.3 化学处理法1、催化湿式氧化技术催化温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C02排放。该技术的研究始于20世纪70年代， 是在 Zim-merman 的湿式氧化技术的基础上发展起来的。 湿式催 化氧化法具有适用范围广、氧化速度快、处理效率高、二次废染 低、可回收能量和有用物料等优点。但是，由于其催化剂价格昂 贵，且在高温高压条件下运行，对工艺设备要求严格，国内很少 将该法用于废水处理 20 。2、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，同时还可起到脱色、除臭、

19、杀菌的作用。该法不会造成 二次废染，操作管理简单方便。但是，这种方法也存在投资高、 电耗大、处理成本高的缺点。同时若操作不当，臭氧会对周围生 物造成危害。因此，目前臭氧氧化法还主要应用于废水的深度处 理。在美国已开始应用臭氧氧化法处理焦化废水。2 水质分析和处理工艺选择2.2 废水来源及特征来源组成焦化废水是焦化厂在焦炭炼制、煤气净化及化工产品回收过程中产生的大量毒性极高的废水，其主要来源有：煤挟带水，反应生成水和焦化产品蒸馏、洗涤加入的蒸汽和新鲜水，在与煤 气和产品接触后冷凝或分离出来的废水，包括集气管分离液和初 冷液组成的剩余氨水，氨水工艺中洗氨的富氨水。这两部分废水 经蒸氨（回收）后排出

20、。硫氨工艺中的终冷洗苯水。苯、焦 油、古马隆等化工产品加工的分离水。上述废水量约为30.25-0.30m/t焦。但实际上要大的多，各部分水量见表 2.1：表21、”焦化废水的来源 排亠水地点排放方式水量（m/t焦）1 1亠 蒸 八、硫氨连续0.22-0.35氨工艺水氨水 工艺连续0.35-0.83硫氨终冷水连续0.40-0.60苯加工连续0.01-0.042隹八、油加工连续0.007-0.02煤气水封水连续0.006-0.017水质特征煤中碳、氢、氧、氮、硫等元素，在干馏过程中转变成各种 氧、氮、硫的有机和无机化合物，使煤气中的水分及蒸汽的冷凝 液中含有多种有毒有害的废染物。由于煤中含氮物多，

21、煤气中含 氮6-12g/km3，经脱苯，洗氨后为0.05-0.08 g/km3,所以废水中含 很高的氮和酚类化合物以及大量有机氮、CN-、SCN-及硫化物等等。焦化废水中所含废染物分为无机物和有机物两大类。无机物 一般以铵盐存在，包括（NH4）2CO3、NH4HCO3、（NH4）2S、NH4HS、NH4CN、NH2（COO）NH4、（NH4）2xSx、NH4CI、（NH4）2SO4、 NH4SCN、（NH4）2S2O3、NH4Fe（CN）3等。焦化废水中的有机物包 括低沸点的苯类和难挥发的中、碱性及酸性组分。其中酚类化合 物有：苯酚、邻甲酚、间甲酚、对甲酚、二甲酚、邻苯二酚、间 苯二酚及其同系

22、物等，杂环类化合物包括二氮杂苯、氮杂联苯、氮杂苊、氮杂菲、氮杂蒽、吡啶、喹啉、咪唑、吲哚等；多环类化合物包括苯、蒽、菲、苊、苯并芘等。排放量排放量：140nn /h2.2排放标准处理要求：据厂方要求，出水应达到综合废水排放标准 (GB8978-1996) 级标准。(CODcr 000mg/L; BOD5W00mg/L,NH3-NW5mg/L; SS勺0mg/L;油类 00mg/L)2.3废水水质2.3.1 焦化废水水质见表2.2 , 2.3,2.4所示表2.2焦化废水水质CODcr BOD 5 NH 3-SS 油类< 2000 800150<2<300mg/L mg/L mg

23、/L mg/L mg/L表2.3生活废 水水质c OD CrB OD5NH3-NS S油 类<400m g/L<200m g/L<40m g/L<220m q/L<00m g/L的水质表2.4混合后COBNH31 SS油类1DcrOD5-NW1733£33W132切2267mg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/LCODcr羽733mg/L; BOD5筍33mg/L; NH3-N羽32mg/L; SS認12mg/L;油类 P67mg/L;水量12.5m3/h,其中废水 6.25m3/h,在生化阶段加入6.25m3/h的 自来水作为稀释水。2.4 处理工艺的

24、选择241处理工艺流程选择应考虑的因素废水处理厂的工艺流程系指在保证处理水达到所要求的处 理程度的前提下，所采用的废水处理技术各单元的有机组合。在选定处理工艺流程的同时，还需要考虑各处理单元构筑物 的形式，两者互为制约，互为影响。废水处理工艺流程的选定， 主要以下列各项因素作为依据。1、废水的处理程度2、工程造价与运行费用3、当地的各项条件由于该焦化废水含氮量比较高，故脱氮是必须考虑的一项主 要任务，在去除有机物等废染物的同时必须考虑对氮的去除。故 选取二级强化处理。可供选取的工艺：A/O工艺，A2/O工艺，SBR 及其改良工艺，氧化沟工艺。2.4.2 工艺对比焦化废水含高浓度的氮，因此所选工

25、艺要具有良好的脱氮功 能，以下是对具有脱氮的工艺的特点的比较：21、A/0工艺图 2.1a2/o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、脱氮除磷功能；2）在同时脱氮除磷去除有机物的工艺中，该工艺流程最为简 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）污泥中含磷量高，一般为 2.5%以上。2、A/O工艺工艺流程图见图2.2所示。充该工艺具有以下特点：1）反硝化产生碱度补硝化反应之需，约可补偿硝化反应中所 消耗碱度的50%左右；2）利用原

26、废水中的有机物，无需外加碳源；3）利用硝酸盐作为电子受体处理进水中有机物，这不仅可以 节省后续曝气量，而且反硝化菌对碳源的利用更广泛，甚至包括 难降解有机物；4）前置缺氧池可以有效控制系统的污泥膨胀泥、剩 余 废图2.2 A/0生物脱氮工艺3、氧化沟工艺氧化沟具有以下特点：(1) 工艺流程简单，运行管理方便。氧化沟工艺不需要初沉池 和污泥消化池。有些类型氧化沟还可以和二沉池合建，省去污泥 回流系统。(2) 运行稳定，处理效果好。氧化沟的 BOD平均处理水平可 达到95%左右。(3) 能承受水量、水质的冲击负荷，对浓度较高的工业废水有 较强的适应能力。但是氧化沟水力停留时间长、泥龄长和循环稀 释

27、水量大。(4) 污泥量少、性质稳定。由于氧化沟泥龄长。一般为2030d,污泥在沟内已好氧稳定，所以污泥产量少从而管理简单， 运行费用低。(5 )可以脱氮。可以通过氧化沟中曝气机的开关，创造好氧、 缺氧环境达到脱氮目的，脱氮效率可达80%。但要达到较高的效 果则需要采取另外措施。(6)基建投资省、运行费用低。和传统活性污泥法工艺相比， 在去除BOD、去除BOD和NH3-N及去除BOD和脱氮三种情况 下，基建费用和运行费用都有较大降低。4、SBR 工艺SBR工艺具有以下特点：(1)SBR 工艺流程简单、管理方便、造价低。 SBR 工艺只有 一个反应器，不需要二沉池，不需要污泥回流设备，一般情况下

28、也不需要调节池，因此要比传统活性污泥工艺节省基建投资 30%以上，而且布置紧凑，节省用地。由于科技进步，目前自动 控制已相当成熟、 配套。这就使得运行管理变得十分方便、 灵活， 很适合小城市采用。(2) 处理效果好。 SBR 工艺反应过程是不连续的， 是典型的非 稳态过程，但在曝气阶段其底物和微生物浓度变化是连续的 (尽管 是处于完全混合状态中 )，随时间的延续而逐渐降低。 反应器内活 性污泥处于一种交替的吸附、吸收及生物降解和活化的变化过程 之中，因此处理效果好。(3) 有较好的除磷脱氮效果。 SBR 工艺可以很容易地交替实现 好氧、缺氧、厌氧的环境，并可以通过改变曝气量、反应时间等 方面来

29、创造条件提高除磷脱氮效率。(4) 污泥沉降性能好。SBR工艺具有的特殊运行环境抑制了污 泥中丝状菌的生长，减少了污泥膨胀的可能。同时由于 SBR工 艺的沉淀阶段是在静止的状态下进行的，因此沉淀效果更好。(5) SBR 工艺独特的运行工况决定了它能很好的适应进水水 量、水质波动。2.4.3 工艺选择通过以上比较，选定本废水的处理工艺为 A/O 工艺。因为此 工艺流程简单，基建费用及运行费用较低，而且脱氮效果较好， 反硝化菌还可以去除一些难降解有机物。该工艺又称为前置缺氧 好氧生物脱氮工艺。反硝化产生碱度补充硝化反应之需，约可 补偿硝化反应中所消耗碱度的 50%左右；利用原废水中的有机 物，无需外

30、加碳源；利用硝酸盐作为电子受体处理进水中有机物， 这不仅可以节省后续曝气量，而且反硝化菌对碳源的利用更广 泛，甚至包括难降解有机物；前置缺氧池可以有效控制系统的污 泥膨胀。244 A/0 工艺原理A/0工艺由两部分组成：缺氧反应池和好氧反应池。废水首 先进入缺氧池，在缺氧池内反硝化细菌利用原水中的酚等有机物 作为电子受体将回流的硝化液液中的 N02-和N03-还原成气态氮 化合物N2、N20。反硝化出水流经过好氧池曝气后，残留的有机 物被氧化，含氮化合物被硝化，硝态氮随硝化液回流至缺氧池进 行反硝化。本工艺在生化池中设置填料，形成缺氧好氧生物膜处 理系统，从而本处理系统的处理效果会大大改善，由

31、于系统的稳 定性会增强，故运行过程中的管理也会变得更为便捷。污泥回流 的目的在于维持反应池中的污泥浓度，防止污泥流失。混合液回流的目的为反硝化提供电子受体（N02-和N03_），同时达到去 除硝态氮的目的。工艺流程见图2.3所示混凝反L-好-缺加混泥排=11I'硝化混凝沉I排废泥浓1 脱 ，泥饼出图2.3设计工艺示意图2.5各段工艺去除率、本工艺设计各单元去除率见表 2.5。表2.5各单元进出水浓度、去除率水质指 CODcr 氨氮SS 油类标(mg/l) (mg/L) SS (mg/l)囂池17331322122671629132201536%05%80%162913220153153

32、1.3132190.910.66%05%80%1531.3132190.910.6756.66695.4<1050%50%50%10%756.66695.4<10378.319.885.9<1050%70%10%10%378.319.885.9<10水出水去除率进水出水去除率进水出水去除率进水出水去除率进37799,10%77% 9 9509.&4 5 9 0 0053.4%8 11% 3,010& & %10°85576.(v水出水去除率进水出水去除率进水出水去除率 I生！池 池池宀X焦化厂排出的富含大量氨氮的焦化 废水经过本工程选用

33、的 A/0工艺，脱 氮效果很好，预计可达到国家出水应达 到综合废水排放标准(GB8978-1996) 一级标准 (CODcr W00mg/L , NH3-N羽5mg/L, SS訂0 mg/L,油类羽0 mg/L)。3主体构筑物设计3.1格栅格栅主要是截留废水中的较大颗粒和悬浮物，以确保后续处 理的顺利进行。该焦化废水的 SS含量不是很高，格栅拦截的废 染物不多。格栅的水力计算示意图如：图 3-1-t CXIL.图3-1格栅水力计算示意图设计参数：设计流量（最大流量）Qm a = 140m3/h，则 qmax =0.038 m3/s；栅条宽度S0.015m ；栅条间隙b0.01m ；过栅流速v0

34、.6m/s栅前渠道流速v'-0.55m/s； 栅前渠道水深h-0.3m格栅倾角:60 °阻力系数 2.422重力加速度g9.81m/s系数k3进水渠道宽度Bi-0.5m进水渠道与格栅夹角：“20(1) 、格栅间隙数量计算公式：qmax，sin： n 一b h v=0.038X sin6° /0.01 X 0.3X 0.6=1.5 由于水量太小，导致计算出格栅间隙数太少，此处认为设置格栅间隙数为n=20,贝有效栅宽 B=S(n+1)+bn=0.5m设格栅池宽度为B'=0.6m；格栅池高度为H1=0.6m；(2) 、格栅水头损失：h?二 k «h02h

35、0sin -2g式中：h2过栅水头损失，mho 计算水头损失，m得 ho= 2.420.622 9.81si n60 = 0.04m，h2 =3 0.04 二 0.125m。(3) 、栅渠宽度:L1=B' -B12tg iLi=0.6 - 0.52tg20= 0.14,则 L2=0.5Li=0.07m。栅渠总长度L=L 1+L2+0.5+1.0+ 比=0.14+0.07+0.5+1.0+0.21=2motga工艺尺寸：L X BX H=2rtK 0.6mX 0.6m3.2 集水池集水池的示意图如图3-2图3-2集水井示意图集水池蓄积流入废水处理厂的废水，废水从这里提升，然后 进入下一阶

36、段的处理。集水井尺寸为BXLXH=3.5rriX 6mx 3.5m,钢砼结构。3.3 隔油池隔油池设在集水井之后，用以除去废水中的油类，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。废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，在池底设置刮油刮 泥机，泥斗设置重油泵，重油及污泥被收集在泥斗中，由重油泵 提升排出。隔油池上端设置撇油机以除去漂浮的轻油。1、设计参数：采用1格平流式除油池长宽比：35长深比：5103设计水量：总量 Q=12.5m /h停留时间：t=24

37、h取t=2h水平流速：v=12mm/s 取 v=1mm/s 有效水深：Hi=12m取Hi=1m2、设计计算：每格容积Vi=Qi t =12.5 2 =25m3S=V1/H 1 =25/1.5=16.67m2L=v t 3.6 =1 2 3.6 =7.2mB=S/L = 16.67/8=2.08m表面积：池长： 取 L=8m池宽：取 B=2.1m校核：L/B=7.2/2.1= 3.43符合要求;L/H=7.2/1 =7.2符合要求。泥斗尺寸及其容积：泥斗倾角采用 50°斗底尺寸为0.5 mx0.5 m，上口为，则泥斗高度：h' =(3.®5)tan50/2=1.8m泥

38、斗容积：V =h' i(AA22+AiA2)/3223=1.8 )(3.5 +0.5 +3.5 05)/3=8.55 m超高：h=0.4m隔油池总高：H=H 1+h+h'=1.5+0.4+1.8=3.7m3.4 调节池图 3-3调节池示意图1一般说明 调节池设事故溢流管，池底设泄空管。 2参数选取 池形 方形； 停留时间 HRT=4h 。3工艺尺寸有效容积 V 有效=QKHRT=14（0 4/24=50 m3 净尺寸 L >BXH=5rih< 5mx3m 4工艺设备1 次提升泵 2 台（ 1 用 1 备），选用耐腐蚀泵。3.5 事故池事故池目的在于发生事故时，废水可

39、暂时流入事故池。设置1 个事故池，设置事故池池容与调节池相等，每个池子尺寸为： 长5m,宽5m,深3m。3.6 缺氧池缺氧池 2 座, 化反应,回流量为池容：每座分为 3 廊道。硝化液回流至缺氧池进行硝337.5m3/h（回流比1:3）停留时间18h3V=HRT- Q=18Xl2.5=225m3每座池容：3V1=V/2=225/2=112.5m3池长： L=8m 有效水深：H1=h2+h3+h4=1.25+3.0+1.5=5.75m式中：h2悬浮污泥层高度1.25m（从池底向上至填料下部）h3填料层咼度3.0mh4出水区高度1.5m超高：h5=0.5m总高：H=H i+hi+h5 =6.5m池

40、宽：B=Vi/（L 粕i）=112.5/（8 5凉5）=2.45m缺氧池实际结构总体尺寸：长 X宽辭为8mx3mx6m3.7 好氧池由于好氧池硝化反应过程中产生酸，需向好氧池定量投加一定的碱，这里选用Na2CO3，投加量为1g/L（按生化废水量计）。 设计参数：设计流量 Qmax140m3/h进水有机浓度Lo161.92mg （ BOD ） /L出水有机浓度Li 40.48mg （ BOD ） /L设计容积负荷 M 0.8kg/m3 dMLSS3g/L;f=MLVSS/MLSS0.5污泥浓度Xr1g/L污泥含水率99%1）、接触氧化池容积计算公式：Qmax (Lo - Li )M3=140X（

41、 0.16佃2-0.04048）/0.8=45.54m3池体长为L=10m，宽为B=5m，分为2格。每格长L=10m，宽B'=2.5m。（2）、剩余活性污泥量计算公式：Y = (aQ max Lr -bXvV)/ f式中：Lr -进出水 BOD 5差值，Kg/mV -接触池容积，m3;Xv -接触池中 MLVSS 浓度，Kg/m3；a0.56;b0.100 计算 Y =27.2kg/d, 污泥浓度：Xr=1g/L 剩余污泥量体积为：3W=27.2m /do(3) 、曝气量计算：0 2 = a Q max Sr b VX v式中：°2-混合液需氧量，kg/da -活性污泥微生物

42、对有机废染物氧化分解过程的需氧 率，即活性污泥微生物每代谢 IkgBOD所需氧量，以kg计，取 0.5;Q-废水流量，300m /dSr-经活性污泥微生物代谢活动被降解的有机废染物量，以 BOD 计，Sr= ( 161.92- 40.48)X 10-3;b I-活性污泥微生物通过内源代谢的自身氧化过程的需 氧率，即每kg活性污泥每天自身氧化所需氧量，以kg计，取0.15;V-曝气池容积，池每日总处理容积 45.54m3;Xv-冲位曝气池容积内的挥发性悬浮固体(MLVSS)量, 取 2kg/m3o 则：O2=0.5X 140X( 161.92-40.48)X 10-3 +0.15X 45.54X

43、 2=31.88kg/d=1.33kg/h空气量：O2/21%=6.33kg/h空气密度：1.205kg/m3所需空气体积流量：336.33/1.205=5.25m/h=0.09m /min3出气口量：0.09m/min(4) 、曝气系统：A、罗茨风机2台(3L13XD)B池底曝气系统，与供气系统配套C、OMS-EURO-1000 型曝气管工艺尺寸：10mX4.5mX6.5m(含超高 hi=0.5m)池体采用钢混结构，池壁为钢筋混凝土，混凝土厚度250mm, I、II级钢筋现浇，C30混凝土，池壁采用C25防水混凝土，抗 渗标号S6。罗茨风机2台(3L13XD)、采用OMS-EURO-1000

44、型 曝气管进行曝气。加药量：G=12.5X1X24X365/1000=109.5t/a每天加药量Go=300kg即Na2CO3溶液体积V=1m3(溶液按30%配制)3.8二沉池设计参数：设计流量qmax 0.038m3/s32表面水力负荷q-0.7m /m h污泥指数SVI150mL/g浓缩时间t2h曝气池中MLSS-3g/L水力停留时间t3h最大流量时水平流速v-1m/s(1) 、二沉池池底污泥浓度:TS BS1000SVI3t ；啤 3“9.6Kg/150回流污泥浓度 TSrs =0.7TSbs =6.7Kg/m3回流比：6.7X Q=3X (Qmax+Q),故 R=GRfQa：=80%(

45、2) 、二沉池表面积计算公式：qmax 3600 A 二q2 =0.038 X 3600/0.7=15.4m2。(3) 、有效水深：h?二 q=0.7 X 3=2.1m；(4) 、沉淀区有效容积：V=A h23=15.4X 2.1=32.3m3;(5) 、沉淀池长度：L=3.6v t=3.6 X 1 X 3=10.8m。(6) 、沉淀区的总宽度：B=A/L=15.4/10.8=1.4m(7) 、二沉池产生的污泥：、，Qmax *(CC1) *100 十VwT1000 (100 - p。)式中：co,ci-沉淀池进水和出水的悬浮物固体浓度，mg/L;丫-污泥容重，Kg/m3,含水率在95%以上时

46、，可取1000Kg/m3；P0-污泥含水率，% ；T-两次排泥的时间间隔，一般取 2h。Vw=140X (77.3-15.5) X 100/1000 X 1000(100-99) X 2=1.8kg污泥体积为：V=1.8/1000=0.0018m 3则污泥斗的总体积为： 27.2+0.0062，取 27.3m3。设置 1个污泥斗， ,（ 8）、沉淀池总高度：H=h i+h2+h3+h4=hi+h2+h3+h'4+h'、4式中： h1沉淀池超高， 0.3m；h 2沉淀区的有效水深， m；h 3缓冲高度， m，0.3m；h4污泥区高度， m；h'4-贮泥斗高度，0.5m；h

47、、4-梯形部分高度，0.2m。H=0.3+2.1+0.3+0.5+0.2=3.4m工艺尺寸：10.8mX 1.4mX 3.4m该池 采用钢混结构， 池壁为钢筋 混凝 土， 混凝土厚度 250mm,I、II 级钢筋现浇， C30 混凝土，池壁采用 C25 防水混凝 土， 抗3渗标号 S6。 设计污泥回流率为 80% ， 污泥产量为 27.3m /d（含水率99%）。污泥泵4台。3.9 混合反应池在混合反应池中进行混凝加药，这里投加的药剂为 PAM 和 聚合硫酸铁。混合均匀后进入混凝沉淀池进行混凝沉淀，混合反 混合反应池池底设置 ZJ-470 型折板浆式搅拌机一台，对废水进行搅拌混匀。设计流量：3

48、Q=12.5m /h（生化流量）;反应时间：t=15min；池容：V=Q t/S2.5 X5/60=3.13m3池长定为2m,宽定为1.5m，有效工作水深为1.5m时符合 要求。药剂投加量：投加聚丙烯酰胺 （PAM）：G=12.5 XI >24X365/（1000 W00）=0.11t/a（投加浓度按 1mg/L计）。每天投加量：Go=O.3kg聚合硫酸铁（PFS）: G=12.5X800X24 X365/（1000 沐000）=87.6t/a （ 投加量按800mg/L计）每天投加量Go=24Okg3.10混凝沉淀池混凝沉淀池用以对二沉池出水进行进一步的处理，使出水进 一步得到净化。混

49、凝沉淀池采用竖流式沉淀池，中间进水周边出 水堰出水，设一座沉淀池。混凝沉淀池表面负荷1.0m3/m2h，停留时间1h。3设计流量：Q=12.5m /h表面负荷：q=0.81.5m3/m2 h，取 q=1.0 m3/m2 h沉淀池面积:2S= Q/q =12.5/1.0=12.5m2沉淀池直径:D=14S/兀=14 況 12.5/3.14 =3.99m一座混凝沉淀池，取直径 D=4m 停留时间设为：t=1h有效水深：h1=Qt/S=12.5 1/12.5=1m缓冲层咼：h2=0.5m超高：h3=0.4m泥斗尺寸：采用泥斗倾角 50°底为d=1.0m泥斗高：h4=(D 1.0)tan50

50、 /2=1.8m混凝沉淀池总高:H=hi +h2+h3+h4=1.0+0.5+0.4+1.8=3.7m3.11 污泥浓缩池浓缩池将对混凝沉淀池污泥以及二沉池剩余污泥进行进一 步的浓缩。采用竖流式浓缩池，上清液回流至调节池。污泥量：混凝污泥按生化水量的 3%计算为0.375m3/h混凝污泥含水率：pi=99%污泥量：Q=0.375m3/h=9m3/d污泥总量：Q 总=9+27.3=36.3 m3/dh4=(R r)tan50 =(1.5 0.5)tan50 =°.2m设计参数：污泥池固体通量 M=30kg/m2d浓缩池面积：2S=QC/M=36.3 X5/30=6.05m2浓缩池直径：

51、D= 4S/二=2.8m取 D=3m工作部分高度：h1=TQ/24S=8X36.3/(24 6.05)=2m超咼：h2=0.3m缓冲层咼：h3=0.3m圆截锥部分尺寸:设圆截锥下底直径为 1m则其高度为：浓缩时间T=8h污泥固体浓度C=35g/L，取5出泥浓度P2=97%污泥浓缩池总高：H=h1+ h2 + h3 + h4=2+0.3+0.3+1.2=3.8m浓缩后污泥量计算： 浓缩池后剩余污泥流量：Q1= Q 总 (1p1)/(1p2)=36.3 (1-99%)/(1 97%)= 12.1m3/d脱水后污泥饼含水率： P3=80 脱水后污泥饼量：Q3= Q1( (1 p2)/(1 p3)=

52、12.1(10.97)/(10.8)=1.82m3/d3.12 回流水井在二沉池与好氧池之间设置 1 个回流水井，二沉池回流的上 清液流至这里，再由提升泵送至缺氧池。尺寸设置为长宽高均为 3m。4设备选型4.1格栅设计选型根据本工程的水质、水量，选取人工格栅。栅距10mm4.2 风机选型所选鼓风机主要参数如下：选择罗茨风机，数量2台型号：3L13XD4.4 废水污泥泵选型所选择的废水污泥泵的详细参数见表4.1。表4.1废水污泥泵的选择型号数扬流量功率转汽用备量程(m3/h)(Kw)速蚀途注(台)(m)余量(m)SLW25-160A2283.71.129502.3重1油开泵1备SLW65-100(I)A213802.229503提1升开泵1备SLW125-200B441.31202229504废2水开回2流备泵SLW125-200B441.31202229504污2泥开回2流备泵10QW3.7-15-1.12153.71.129502.3污1泥开提1升备泵G30-1