焦化废水处理基本工艺设计

《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：020860

目录

前言.................................错误!未定义书签。

1焦化废水概述.......................错误!未定义书签。

1.1焦化废水概况..................错误!未定义书签。

1.1.1焦化废水来源与构成........错误!未定义书签。

1.1.2焦化废水特点及危害........错误!未定义书签。

1.2国内外焦化废水解决技术........错误!未定义书签。

1.2.1物理化学法................错误!未定义书签。

1.2.2生化解决法................错误!未定义书签。

1.2.3化学解决法................错误!未定义书签。

2水质分析和解决工艺选取..............................8

2.1.1来源构成.....................................8

2.1.2水质特性.....................................9

2.1.3排放量.....................................10

2.2排放原则.......................................10

2.3.1焦化废水水质.................................10

2.4解决工艺选取.................................10

2.4.1解决工艺流程选取应考虑因素.................10

2.4.2工艺对比..................................11

2.4.3工艺选取................................14

2.4.4A/O工艺原理.............................14

2.5各段工艺去除率..................................15

3主体构筑物设计.......................................17

3.1格栅..............................................17

3.2集水池............................................19

3.3隔油池...........................................20

3.4调节池...........................................21

3.5事故池...........................................22

3.6缺氧池...........................................22

3.8二沉池............................................25

3.9混合反映池........................................27

3.10混凝沉淀池.......................................28

3.11污泥浓缩池.....................................29

3.12回流水井........................................30

4设备选型..............................................30

4.1格栅设计选型...................................30

4.2风机选型.........................................30

4.4废水污泥泵选型..................................31

4.5加药装置选型.....................................32

4.5.1加药装置选型................................32

4.6污泥脱水机选型.................................32

4.7搅拌机选型.......................................32

4.8刮泥机及撇油机选型............................33

结论..................................................33

参照文献................................................34

水是地球重要构成某些，也是生物机体不可缺少组分，人类

生存和发展离不开水资源。地球上约有97.3%水是海水，它覆盖

了地球表面70%以上，但由于海水是具有大量矿物盐类“咸水”，

不适当被人类直接使用。这样，人类生命和生产活动能直接运用

且易于获得淡水资源就十分有限，局限性总水量3%,且其中约

3/4以冰川、冰帽等固态形式存在于南北极地，人类很难使用。

与人类关系最密切、又较易开发运用淡水储量约为4xl06km3,仅

占地球上总水量0.3%。因而，解次水废染、合理地运用水资源是

世界各国经济可持续发展当务之急。

焦化废水是一种高含氮、毒性强有机工业废水之一。如果直

接排入水体其废染限度大，毒害性强⑴。因而，对焦化厂废水解

决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规定，现决定对某煤焦化有限责

任公司产生焦化废水进行解决工艺设计。废水产生量为300t/d,

废水重要由含高浓度氮焦化废水和生活废水构成，且都含较高

COD、SS和石油类物质。本文依照该焦化废水浓度高，毒性大水

质特点，设计“A/O”工艺对其进行解决。废水中SS、石油类物

质、COD等浓度大大减少，使得出水水质达到《废水综合排放原

则(GB8978-1996)》中一级排放规定。本文对各解决单元构筑物

进行了设计计算，绘制各解决单元构筑物图示，以及废水解决站

平面布置图和高程布置图，同步对该废水解决站进行了投资经济

概算，验证废水不但得到有效解决，且经济可行，符合可持续发

展规定。

1焦化废水概述

1.1焦化废水概况

1.1.1焦化废水来源与构成

焦化厂是钢铁公司生产重要构成某些，焦炭是钢铁冶炼重要

原材料，炼焦回收化工产品供应许多行业生产。随着社会、经济

发展，焦化行业已发挥着越来越重要作用。当前'国内生产焦化

产品厂家达数百家。焦化厂生产重要任务是进行煤高温干镭一炼

焦，以及回收解决在炼焦过程中所产生副产品。整个生产过程分

为选煤、炼焦及化工三某些。焦化废水则产生于炼焦、制气过程

及化工产品回收过程，水质复杂，产生量较大。其重要来源有⑵:

(1)剩余氨水。由炼焦水分及炼焦过程中产生化合物构成。普通

状况下，其数量占所有废水一半以上，是疑氮废染物重要来源；

(2)化工产品工艺排水。涉及化工产品回收和精制过程中各关于工

段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排废水。其中具有一定数量酚、鼠、苯、

硫化物及哦咤碱等。(4)焦油车间废水：焦油车间依照有机物沸点

不同，用蒸锵法初步分离各种产品，再经酸碱洗涤分离出粗苯、

毗咤等产品。废水重要是间断地排出高浓度含油、含酸废水。这

某些废水普通经溶剂脱酚通过蒸氨塔后才干进入生物解决装置；

(5)古马隆废水：从酚、油、重苯中提取古马隆，要通过蒸储、碱

洗、酸洗、中和及水洗，排除含酚、毗咤、油等废染物废水。焦

化废水产生普通工艺流程如图1.1所示叫

隹相

图1.1焦化生产工艺流程

焦化废水因受原煤性质、焦化产品回收工序及办法等各种因

素影响，具有各种废染物。焦化废水是一种含高氨氮、高有机物、

成分复杂、难解决有机工业废水。焦化废水中许多高毒性难降解

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、水产及农作物均有极大危害⑷。

经常接触煤焦油、沥青和某些石油化工溶剂人，皮肤癌、唇癌以

及肺癌患病率相称高,由于口引喙、蔡、为咤碱、啡慈、苯并花等

各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重要废染物，近年来，国家不但对COD

排放做了严格规定，对氨氮危害也越来越注重，并对氨氮排放也

做了严格规定。

1.1.2焦化废水特点及危害

1、水质特点

⑴成分复杂

焦化废水构成十分复杂，浓度高、毒性大。核磁共振一色谱

分析显示：焦化废水中具有数十种无机和上百种有机化合物⑶。

无机废染物亘要是大量氨盐、硫氟化物、硫化物及氧化物等。

有机废染物除酚类化合物以外，还涉及脂肪族化合物、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80%左右，重要成分有苯酚、邻甲酚、对甲酚、邻对甲

酚、二甲酚、邻苯二甲酚及其同系物等；杂环类化合物涉及二氮

杂苯、氮杂联苯、氮杂危、氮杂葱、哦咤、噬咻、咔陛及口引味等;

多环类化合物涉及蔡、慈、菲及a・苯并花等⑹。

(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,

酚和氧化物浓度变化系数达3.3和3.4o

(3)具有大量难降解物，可生化性较差

焦化废水中有机物(以COD计)含量高，且由于废水中所具有

机物多为芳杳族化合物和稠环化合物及吸咪、毗咤、瞳咻等杂环

化合物，其BOD5/COD值低，普通为0.3〜().4,有机物稳定，微

生物难以运用，废水可生化性差。

(4)废水毒性大

其中具有氧化物、芳炸、稠环及杂环化合物都是有毒物质，

有甚至是致癌物质，毒性极强。

2、危害

(1)对人危害

焦化废水中具有酚类化合物是原型质毒物，可以通过皮肤、

黏膜接触和经口服而侵入人体体内O高浓度酚可以引起激烈腹痛、

呕吐和腹泻、血便等症状，重者甚至死亡。低浓度酚可引起积累

性中毒，有头痛、头晕等不良反映。废水中粗化物毒性很大。当

pH值在8.5如下时，劄化物安全浓度为5mg/L。人食用平均致死

量氧氨酸为30〜60mg/L,氧化钠为0.1g,氧化钾为0.12g。此外废

水中具有大量氨氮，也许转化为NO2一或NO3-O人体若饮用了

NH4+-N>l()mg/L或NO3--N>5()mg/L水，可使人体内正常血红蛋

白氧化成高铁血红蛋白，失去输氧能力，浮现缺氧症状。若亚硝

酸盐长时间作用于人体，可引起细胞癌变。

(2)对水体和水生生物危害

大量有机废染物进入水体，会消耗水体当中大量溶解氧，水

体发臭，水质恶化。同步由于有毒物质进入使得水中水生生物生

存受到影响，鱼类和贝类等大量减产与死亡，并能通过食物链传

递给人类导致食物中毒等。此外，含氮化合物还能导致水体富营

养化，特别对湖泊等封闭水域危害更大。

⑶对农业危害

采用未经解决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，幼苗因抵抗力弱，含酚废水

使其腐烂；焦化废水中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lmg/L,作物吸取

过剩氮能产生贪青倒伏现象⑺。

1.2国内外焦化废水解决技术

当前，国内80%焦化厂普遍采用是以老式生物脱氮解决为核

心工艺流程。分为预解决、生化解决以及深度解决。预解决重要

采用物理化学办法，如除油、蒸氨、萃取脱酚等；生化解决工艺

重要为A/O、A?/。等工艺；深度解决重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，焦化废水解决普遍工艺为

先去除悬浮物和油类废染物质，然后运用蒸氨法去除氨氮，再采

用生物氧化法去除酚硫氧化物和硫代硫酸盐。在某些状况下还对

废水做排放前最后深度解决。在美国，炼焦厂废水解决工艺为：

脱焦油一蒸氨工艺一活性污泥法及污泥脱水系统。综合看起来，

国外焦化废水治理办法与国内基本一致电叫

1.2.1物理化学法

1、吸附法

吸附法是运用多孔性吸附剂吸附废水中一种或几种溶质，使

废水得到净化。活性炭是最惯用一种吸附剂，活性炭吸附法合用

于废水深度解决。刘俊峰等采用高温炉渣过滤,再用南开牌H2103

大孔树脂吸附解决含酚520mg/L、COD3200mg/L焦化废水，解决

后出水达到国家排放原则［⑼。黄念东等研究了细粒焦渣对焦化废

水净化作用，温度25c条件下，酚去除率为98%"L

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电荷，使这些带电

物质发生凝集，是用来解决废水中自然沉淀法难以沉淀去除细小

悬浮物及胶体微粒，以减少废水浊度和色度，但对可溶性有机物

无效，惯用于焦化废水深度解决。该法解决费用低，既可以间歇

使用也可以持续使用。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/U⑵。近年来，新型复合混凝剂在

焦化废水解决中应用得到广泛研究。

3、Fenton试剂法

Fenlonl⑶试剂是由H2O2和Fe2+混合得到一种强氧化剂，由于

其能产生氧化能力很强QH自由基，在解决难生物降解或普通化

学氧化难以奏效有机废水时，具备反映迅速，温度和压力等反映

条件缓和且无二次废染等长处。因而，近30年来越来越受到国内

外环保工作者广泛注重。

1.2.2生化解决法

生化解决法是一种运用微生物氧化分解废水中有机物办法，

常作为焦化废水解决系统中二级解决。

1、A/O与A?/。法

当前国内重要采用A/O与A2/O工艺及其变异型脱氮工艺进

行焦化废水脱氮解决，脱氮效果较好。ZhangMin"4,6⑹等对

A-A-0工艺与A-0工艺进行了比较，实验表白：A-A-0工艺在

NH3-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-0工艺两倍。当前宝钢一、二期焦化废水就是对

原A-O工艺优化后，采用了A-A-0H7］工艺。当前系统运营稳定，

但由于条件控制复杂，投资费用高，为保证解决效果，运营中污

泥及废水回流量较大，增长了动力消耗，且内循环液带入大量溶

解氧，使反硝化池内难于保持抱负缺氧状态，影响反硝化过程减

少了脱氮效率。

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法研究成果表白此法工艺简朴、运营费用低、运营管理

简朴，同步不必设调节池，多数状况下可省去初沉池。SBR反映

池生化反映能力强，解决效果好，能有效地防止污泥膨胀，耐冲

击负荷能力强，工作稳定性强。用它来解决焦化废水，NH3-N去

除率达60%,老式SBR法对焦化废水降解效率不高［电⑼。

3、氧化沟技术

随着氧化沟技术发展，浮现了一系列脱氮技术与氧化沟技术

相结合废水解决工艺流程。按照运营方式，氧化沟可以分为持续

工作式、交替工作式和半交替工作式。持续工作式氧化沟，如帕

斯韦尔氧化沟、卡鲁塞尔氧化沟。奥贝尔氧化沟在国内应用比较

多，这些氧化沟通过设立恰当缺氧段、好氧段都能获得较好脱氮

效果。

1.2.3化学解决法

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,

用空气中氧将溶于水或在水中悬浮有机物氧化，最后转化为无害

物质N2和C02排放。该技术研究始于20世纪70年代，是在

Zim-merman湿式氧化技术基本上发展起来。湿式催化氧化法具

备合用范畴广、氧化速度快、解决效率高、二次废染低、可回收

能量和有用物料等长处。但是，由于其催化剂价格昂贵，且在高

温高压条件下运营，对工艺设备规定严格，国内很少将该法用于

废水解决㈤。

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

速反映，同步还可起到脱色、除臭、杀菌作用。该法不会导致二

次废染，操作管理简朴以便。但是，这种办法也存在投资高、电

耗大、解决成本高缺陷。同步若操作不当，臭氧会对周边生物导

致危害。因而，当前臭氧氧化法还重要应用于废水深度解决。在

美国已开始应用臭氧氧化法解决焦化废水。

2水质分析和解决工艺选取

2.2废水来源及特性

2.1.1来源构成

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

程中产生大量毒性极高废水，其重要来源有：①煤挟带水，反映

生成水和焦化产品蒸储、洗涤加入蒸汽和新鲜水，在与煤气和产

品接触后冷凝或分离出来废水，涉及集气管分离液和初冷液构成

剩余氨水，氨水工艺中洗氨富氨水。这两某些废水经蒸氨（回收）

后排出。②硫氨工艺中终冷洗苯水。③苯、焦油、古马隆等化工

产品加工分离水。上述废水量约为0.25・0.30m3/t焦。但事实上要

大多，各某些水量见表2.1：

表2.1焦化废水来源

排水地点排放方式水量（m'/t焦）

蒸氨水硫氨工艺持续0.22-0.35

氨水工艺持续0.35-0.83

硫氨终冷水持续0.40-0.60

苯加工持续0.01-0.042

焦油加工持续().0()7-().02

煤气水封水持续0.()06-0.017

2.1.2水质特性

煤中碳、氢、氧、氮、硫等元素，在干储过程中转变成各种

氧、氮、硫有机和无机化合物，使煤气中水分及蒸汽冷凝液中具

有各种有毒有害废染物。由于煤中含氮物多，煤气中含氮

6-l2g/km3,经脱苯，洗氨后为0.05-0.08g/kn?,因此废水中含很高

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

普通以镂盐存在，涉及(NH62CO3、NH4HCO3、((NH4)2S、NH4HS、

NH4CN、NH2(COO)NH4、(NH4)2XSX、NH4CI、(NHO2SO4、NH4SCN、

(NH4)2S2O3.NH,Fe(CN)3等。焦化废水中有机物涉及低沸点苯类

和难挥发中、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、间苯二酚及其同系物

等，杂环类化合物涉及二氮杂芾、氮杂联芾、氮杂荒、氮杂菲、

氮杂慈、毗咤、喳琳、咪哇、口引口朵等；多环类化合物涉及苯、慈、

菲、危、苯并花等。

2.1.3排放量

排放量：140//h

2.2排放原则

解决规定：据厂方规定，出水应达到《综合废水排放原则》

(GB8978-1996)一级原则。(CODc£l(M)mg/L；BODs<100mg/L,

NH3-N<15mg/L；SS<70mg/L；油类glOmg/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

油类

CODcrBOD5NH3-Nss

<mg/L<800mg/L<150mg/L<21Omg/L<300mg/L

表2.3生活废水水质

SS油类

CODcrBOD5NH3-N

<400mg/L<200mg/L<40mg/L<220mg/L<l()()mg/L

表2.4混合后水质

CODcr油类

BOD5NH3-NSS

<1733mg/L<733mg/L<132mg/L<212mg/L<267mg/L

由上表可知设计参数：CODcr<1733mg/L；BOD5<733mg/L；

NH3-N<132mg/L；SS<212mg/L；油类W267mg/L；水量12.5nf/h,其中废水

6.25m3/h,在生化阶段加入6.25m3/h自来水作为稀释水。

2.4解决工艺选取

2.4.1解决工艺流程选取应考虑因素

废水解决厂工艺流程系指在保证解决水达到所规定解决限

度前提下，所采用废水解决技术各单元有机组合。

在选定解决工艺流程同步，还需要考虑各解决单元构筑物形

式，两者互为制约，互为影响。废水解决工艺流程选定，重要如

下列各项因素作为根据。

1、废水解决限度

2、工程造价与运营费用

3、本地各项条件

由于该焦化废水含氮量比较高，故脱氮是必要考虑一项重要

任务，在去除有机物等废染物同步必要考虑对氮去除。故选用二

级强化解决。可供选用工艺：A/0工艺，A?/。工艺，SBR及其改

良工艺，氧化沟工艺。

2.4.2工艺对比

焦化废水含高浓度氮，因而所选工艺要具备良好脱氮功能，如

下是对具备脱氮工艺特点比较：

1、A2/O工艺

图2.1A2/0工艺

A2/0工艺特点：

1）厌氧、缺氧、好氧三种不同环境条件和不同种类微生物菌群

有机配合，能同步具备去除有机物、脱氮除磷功能;

2）在同步脱氮除磷去除有机物工艺中，该工艺流程最为简朴，

总水力停留时间也少于同类其他工艺。

3）在厌氧.缺氧•好氧交替运营下，丝状菌不会大量繁殖，SVI

普通不大于100,不会发生污泥膨胀。

4）污泥中含磷量高，普通为2.5%以上。

2、A/O工艺

工艺流程图见图2.2所示。

充该工艺具备如下特点：

1）反硝化产生碱度补硝化反映之需，约可补偿硝化反映中所

消耗碱度50%左右；

2）运用原废水中有机物，无需外加碳源；

3）运用硝酸盐作为电子受体解决进水中有机物，这不但可以

节约后续曝气量，并且反硝化菌对碳源运用更广泛，甚至涉及难

降解有机物；

4）前置缺氧池可以有效控制系统污泥膨胀

回流废泥

图2.2A/0生物脱氮工艺

3、氧化沟工艺

氧化沟具备如下特点：

(1)工艺流程简朴，运营管理以便。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)运营稳定，解决效果好。氧化沟BOD平均解决水平可达

到95%左右。

(3)能承受水量、水质冲击负荷，对浓度较高工业废水有较强

适应能力。但是氧化沟水力停留时间长、泥龄长和循环稀释水量

大。

(4)污泥量少、性质稳定。由于氧化沟泥龄长。普通为2()〜3()d,

污泥在沟内已好氧稳定，因此污泥产量少从而管理简朴，运营费

用低。

(5)可以脱氮。可以通过氧化沟中曝气机开关，创造好氧、缺

氧环境达到脱氮目，脱氮效率可达80%,但要达到较高效果则需

要采用此外办法。

(6)基建投资省、运营费用低。和老式活性污泥法工艺相比，

在去除BOD、去除BOD和NHs-N及去除BOD和脱氮三种状况

下，基建费用和运营费用均有较大减少。

4、SBR工艺

SBR工艺具备如下特点：

(l)SBR工艺流程简朴、管理以便、造价低。SBR工艺只有一

种反映器，不需要二沉池，不需要污泥回流设备，普通状况下也

不需要调节池，因而要比老式活性污泥工艺节约基建投资30%以

上，并且布置紧凑，节约用地。由于科技进步，当前自动控制已

相称成熟、配套。这就使得运营管理变得十分以便、灵活，很适

合小都市采用。

(2)解决效果好。SBR工艺反映过程是不持续，是典型非稳杰

过程，但在曝气阶段其底物和微生物浓度变化是持续(尽管是处在

完全混合状态中)，随时间延续而逐渐减少。反映器内活性污泥处

在一种交替吸附、吸取及生物降解和活化变化过程之中，因而解

决效果好。

(3)有较好除磷脱氮效果。SBR工艺可以很容易地交替实现好

氧、缺氧、厌氧环境，并可以通过变化曝气量、反映时间等方面

来创造条件提高除磷脱氮效率。

(4)污泥沉降性能好。SBR工艺具备特殊运营环境抑制了污泥

中丝状菌生长，减少了污泥膨胀也许。同步由于SBR工艺沉淀阶

段是在静止状态下进行，因而沉淀效果更好。

(5)SBR工艺独特运营工况决定了它能较好适应进水水量、水

质波动。

2.4.3工艺选取

通过以上比较，选定本废水解决工艺为A/0工艺。由于此工

艺流程简朴，基建费用及运营费用较低，并且脱氮效果较好，反

硝化菌还可以去除某些难降解有机物。该工艺又称为前置缺氧一

好氧生物脱氮工艺。反硝化产生碱度补充硝化反映之需，约可补

偿硝化反映中所消耗碱度50%左右；运用原废水中有机物，无需

外加碳源；运用硝酸盐作为电子受体解决进水中有机物，这不但

可以节约后续曝气量，并且反硝化菌对碳源运用更广泛，甚至涉

及难降解有机物；前置缺氧池可以有效控制系统污泥膨胀。

2.4.4A/0工艺原理

A/O工艺由两某些构成：缺氧反映池和好氧反映池。废水一

方面进入缺氧池，在缺氧池内反硝化细菌运用原水中酚等有机物

作为电子受体将回流硝化液液中NCh-和NO3一还原成气态氮化合

物N2、N2OO反硝化出水流通过好氧池曝气后，残留有机物被氧

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稍

化。本工艺在生化池中设立填料，形成缺氧好氧生物膜解决系统,

从而本解决系统解决效果会大大改进，由于系统稳定性会增强，

故运营过程中管理也会变得更为便捷。污泥回流目在于维持反映

池中污泥浓度，防止污泥流失。混合液问

流目为反硝化提供电子受体（NO2一和NO3。，同步达到去除硝

态氮目。

2.4.5A/0工艺流程见图2.3所示。

—I

淳冼池调节油

宓汨同湍

混海灯波汕好氧油就氨讪.

~~rt

硝仔酒向淋

晡水

庚加浓缩淞---------A

源饼外［云

由永

图2.3设计工艺示意图

2.5各段工艺去除率

2.5.2、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

CODr

水质指标r氨氮(mg/L)SS汕类(mg/1)

(mg/1)

进水1733132212267

隔油池出水162913220153

去除率6%05%80%

进水162913220153

气浮池出水1531.3132190.910.6

去除率6%05%80%

进水1531.3132190.910.6

调节池出水756.66695.4<10

去除率50%50%50%10%

进水756.66695.4<10

缺氧生化反映

出水378.319.885.9<10

池

去除率50%70%10%10%

进水378.319.885.9<10

好氧生化反映

出水94.59.977.3<10

池

去除率75%50%10%—

二沉池进水94.59.977.3—

出水858.915.5<10

去除率10%10%80%一

进水858.915.5一

混凝沉淀池出水76.58.013.9<10

去除率10%10%10%--

焦化厂排出富含大量氨氮焦化废水通过本工程选用A/0工艺，脱氮效

果较好，预测可达到国家出水应达到《综合废水排放原则》(GB8978T996)

一级原则(CODCr<100mg/L,NH3-N<15mg/L,SS07Omg/L,油类SOmg/L)。

3主体构筑物设计

3.1格栅

格栅重要是截留废水中较大颗粒和悬浮物，以保证后续解决

顺利进行。该焦化废水SS含量不是很高，格栅拦截废染物不多。

格栅水力计算示意图如：图3-1

//〃/////"///%/~~J

勿/////////////力/////////2

图3-1格栅水力计算不意图

设计参数：

设计流量（最大流量）Qmax=140m3/h,则夕max=0・038H?/s；

栅条宽度S----------0.015m；

栅条间隙b----------0.01m；

过栅流速v----------0.6m/s

栅前渠道流速vs--0.55m/s；

栅前渠道水深h--0.3m

格栅倾角a-----------60°

阻力系数二--------2.42

重力加速度g------------9.81m/s2

系数k--------------------3

进水渠道宽度BL--0.5m

进水渠道与格栅夹角⑥-----20°

（1）、格栅间隙数量计算公式:

〃—Gnax•如石/

n-/b-h-v

=0.038xJsin60/0.01X0.3X0.6=1.5

由于水量太小，导致计算出格栅间隙数太少，此处以为设立

格栅间隙数为n=20,则：

有效栅宽B二S(n+l)+bn=0.5m

设格栅池宽度为B、=0.6m；

格栅池高度为Hi=0.6m；

(2)、格栅水头损失：

h?=k•/?0

v2

/%=4#——•sina

2g

式中：h2……过栅水头损失，m

ho----计算水头损失，m

得ho=2.42x——-----xsin60=0.04m,h2=3x0.04=0.125m。

2x9.81

(3)、栅渠宽度：

B、心

Li=

2哂

0.6-0.5

LTi=---------=0.14,

2次20

则L2=0.5Li=0.07mo

栅渠总长度

H

L=Li+L2+O.5+1.0+—L=0.14+0.07+0.5+1.0+0.21=2m。

Iga

工艺尺寸：LXBXH=2mX0.6mX0.6m

3.2集水池

集水池示意图如图3-2

水泵间

吸水管

///////

1一最高水位2—最低水位

H-有效水深

图3-2集水井示意图

集水池蓄积流入废水解决厂废水，废水从这里提高，然后进

入下一阶段解决。集水井尺寸为BxLxH=3.5mx6mx3.5m,钢碎构

造。

3.3隔油池

隔油池设在集水井之后，用以除去废水中油类，采用平流式

隔油池。平流式隔油池特点是构造简朴、便于运营管理.、油水分

离效果稳定。废水从池子一端流入，以较低流速流经池子，流动

过程中，密度不大于水油粒浮出水面，密度不不大于水重油杂质

沉于池底。为了及时排油及排除底泥，在池底设立刮油刮泥机，

泥斗设立重油泵，重油及污泥被收集在泥斗中，由重油泵提高排

出。隔油池上端设立撇油机以除去漂浮轻油。

1、设计参数：

采用1格平流式除油池

长宽比：3〜5

长深比：5-10

设计水量：总量Q=12.5m3/h

停留时间：t=2〜4h取t=2h

水平流速：v=l~2mm/s取v=lmm/s

有效水深：Hi=l~2m取Hi=lm

2、设计计算：

每格容积

Vi=Qi-t=12.5x2=2511?

表面积：

S=Vi/Hi=25/1.5=16.67m2

池长：L=vt-3.6=lx2x3.6=7.2m

取L=8m

池宽：B=S/L=16.67/8=2.08m

取B=2.1m

校核：

L/B=7.2/2.1=3.43

符合规定；

L/H=7.2/l=7.2

符合规定。

泥斗尺寸及其容积：

泥斗倾角采用50°,斗底尺寸为().5mx(),5m,上口为

3.5mx3.5m,则泥斗高度：

h-(3.5-0.5)tan50°/2=l.8m

泥斗容积：

rz22

V=h(Ai+A2+AiA2)/3

=1.8X(3.52+0.52+3.5X0.5)/3=8.55m3

超昌:h=0.4m

隔汕池总高：

H=Hi+h+h'

=1.5+0.4+1.8=3.7m

3.4调节池

调节池图示意图如图3-3

图3-3调节池示意图

1.普通阐明

调节池设事故溢流管，池底设泄空管。

2.参数选用

池形方形；

停留时间HRTMho

3.工艺尺寸

有效容积V有效=QxHRT=140x4/24=5()m3

净尺寸LxBxH=5mx5mx3m

4.工艺设备

1次提高泵2台（1用1备），选用耐腐蚀泵。

3.5事故池

事故池目在于发生事故时，废水可暂时流入事故池。设立1

个事故池，设立事故池池容与调节池相等，每个池子尺寸为：长

5m,宽5m,深3mo

3.6缺氧池

缺氧池2座，每座分为3廊道。硝化液回流至缺氧池进行硝

化反映，回流量为回.5m3/h（回流比1:3）停留时间18h

池容：

V=HRTQ=18x12.5=225n?

每座池容：

Vi=V/2=225/2=l12.5m3

池长：L=8m

有效水深：

Hi=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）

h.s一填料层高度3.0m

h4—出水区IWJ度1.5m

超高：h5=O.5m

总高：

H=Hi+hi+h5=6.5m

池宽：

B=Vi/(LxHi)=112.5/(8x5.75)=2.45m

缺氧池实际构造总体尺寸：长x宽x高为8mx3mx6m

3.7好氧池

由于好氧池硝化反映过程中产生酸，需向好氧池定量投加一

定碱，这里选用Na2c03,投加量为lg/L(按生化废水量计)。

设计参数：

设计流量Qmax-----•40m3/h

进水有机浓度”------161.92mg(BOD)/L

出水有机浓度乙......-40.48mg(BOD)/L

设计容积负荷M----O.8kg/m3•d

MLSS--------------3g/L；

f=MLVSS/MLSS--------0.5

污泥浓度Xr---------lg/L

污泥含水率---------99%

(1)、接触氧化池容积计算公式：

V_Qmax(L()-4)

=140X(0.16192—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=(aQmaxLr-hXvV)/f

式中：—进出水BOD5差值，Kg/m3

V-----接触池容积，m3；

X」—一接触池中MLVSS浓度，Kg/m3；

a----0.56；

b——O.lOo

计算y=27.2kg/d,

污泥浓度：Xr=lg/L

剩余污泥量体积为：

W=27.2m3/do

(3)、曝气量计算：

ff

O2=aQmaxSr^bVXv

式中：

°2---混合液需氧量，kg/d

"活性污泥微生物对有机废染物氧化分解过程需氧率，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，300m3/d

Sr--经活性污泥微生物代谢活动被降解有机废染物量，以

BOD计,Sr=(161.92-40.48)X10-3；

活性污泥微生物通过内源代谢自身氧化过程需氧率，即

每kg活性污泥每天自身氧化所需氧量，以kg计，取().15；

V---曝气池容积，池每日总解决容积45.54m3；

单位曝气池容积内挥发性悬浮固体(MLVSS)量，取

2kg/m3o

则：

02=0.5XI40X(161.92—40.48)X10-3+0.15X45.54X2

=31.88kg/d

=1.33kg/h

空气量：

02/21%=6.33kg/h

空气密度：L205kg/m3

所需空气体积流量：

6.33/1.205=5.25m3/h=0.09m3/min

出气口量；0.09m3/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-IOOO型曝气管

工艺尺寸：10mX4.5mX6.5m(含超高h尸0.5m)

池体采用钢混构造，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-EUROJOOO型曝

气管进行曝气。

加药量：G=12.5xlx24x365/1000=109.5t/a

每天加药量Go=3()()kg

即Na2co3溶液体积V=ln?(溶液按30%配制)

3.8二沉池

设计参数：

设计流量4max-----0.038m%

表面水力负荷q-—0.7m3/m2•h

污泥指数SVI一一150mL/g

浓缩时间t-----------2h

曝气池中MLSS--3g/L

水力停留时间t---------3h

最大流量时水平流速v---lm/s

(1)、二沉池池底污泥浓度:

TSn

S翳而

10003区cuo/3

=----x\/2=9.6Kg/m

150

回流污泥浓度75婚=0.775如=6.7Kg/〃3

回流比：6.7XQR=3X(%+Qj,故R=QR/Qmai=80%

(2)、二沉池表面积计算公式：

,4二4maxX3600

q

=0.038X3600/0.7=15.4m2o

(3)、有效水深：

b=q，t

二().7X3=2.1m；

(4)、沉淀区有效容积：

V=A,h2

=15.4X2,1=32.3m3；

(5)、沉淀池长度：

L=3.6v•t

=3.6X1X3=10.8mo

(6)、沉淀区总宽度:

B=A/L

=15.4/10.8=1.4m

(7)、二沉池产生污泥:

y二Omax・(C()-G)・lQ0.r

w―1000/(100-p0)

式中：co,ci-----沉淀池进水和出水悬浮物固体浓度，mg/L；

/――污泥容重,Kg/m3，含水率在95%以上时，可取1000Kg/m5；

Po・一污泥含水率，%;

T.一两次排泥时间间隔，普通取2h。

Vw=140X(77.3-15.5)X100/1()00X1()00(100-99)X2=1.8kg

污泥体积为:V=1.8/1000=0.0018m3

则污泥斗总体积为：27.2+0.0062,27.3m3o

设立1个污泥斗，，

(8)、沉淀池总高度:

H=h1+h2+h3+h4=hi+h2+h3+h、4+h'、4

式中：hi——沉淀池超高，0.3m；

h2-----沉淀区有效水深，m；

h3-----缓冲高度，m,0.3m；

h4——污泥区高度，m；

h、4--贮泥斗高度,0.5m；

h、、4一梯形某些高度，0.2m。

H=0.3+2.1+0.3+0.5+0.2=3.4m

工艺尺寸：10.8mX1.4mX3.4m

该池采用钢混构造，池壁为钢筋混凝土，混凝土厚度

250mm,LII级钢筋现浇，C30混凝土，池壁采用C25防水混凝

土，抗渗标号S6。设计污泥回流率为80%,污泥产量为27.3n?/d(含

水率99%)。污泥泵4台。

3.9混合反映池

在混合反映池中进行混凝加药，这里投加药剂为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

合反映池池底设立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：Q=12.5m3/h(生化流量)；

反映时间：t=15min；

池容：

V=Q't/S=12.5x15/60=3.13m3

池长定为2m,宽定为1.5m,有效工作水深为1.5m时符合规

定。

药剂投加量：投加聚丙烯酰胺(PAM)：

G=12.5x1x24x365/(1000x1000)=0.11G(投加浓度按1mg/L

计)。

每天投加量：Go=O.3kg

聚合硫酸铁(PFS)：G=12.5x800x24x365/(1000x1000)=87.6t/a(

投加量按800mg/L计)

每天投加量Go=24Okg

3.10混凝沉淀池

混凝沉淀池用以对二沉池出水进行进一步解决，使出水进一

步得到净化。混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/m2.h,停留

时间lho

设计流量：Q=12.5m3/h

表面负荷：q=0.8~1.5m3/m2«h,取q=1.0m3/m2-h

沉淀池面积：

S=Q/q=12.5/1.0=12.5m2

沉淀池直径：

D-J4s/兀->x/4x12.5/3.14=399m

一座混凝沉淀池，取直径D=4m

停留时间设为：t=lh

有效水深：

h产Qt/S=12.5xi/12.5=lm

缓冲层高：h2=().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°/2=1.8m

混凝沉淀池总高:

H=hi+h2+h.3+h4=l.0+0.5+0.44-1.8=3.7m

3.11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

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3%计算为0.375n?/h

混凝污泥含水率：pi=99%

污泥量：Q=0.375m3/h=9m3/d

污泥总量：QXA=9+27.3=36.3m3/d

设计参数：污泥池固体通量M=30kg/m2-d

浓缩时间T=8h

污泥固体浓度C=3〜5g/L,取5

出泥浓度p2=97%

浓缩池面积：

S=QC/M=36.3x5/30=6.05m2

浓缩池直径：

D=j4S/;r=2.8m

取D=3m

工作某些高度：

hi=TQ/24S=8x36.3/(24x6.05)=2m

超高：h2=0.3m

缓冲层高:h3=0.3m

圆截锥某些尺寸：设圆截锥下底直径为1m

则其高度为：

h4=(R—r)tan5O0=(1.5—0.5)tan50°=1.2m

污泥浓缩池总高：

H=h]+h?+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：

Qi=Q总p?)

=363x(1-99%)/(l-97%)=12.1m3/d

脱水后污泥饼含水率：P3=8()%

脱水后污泥饼量：

Q3二Q|X(1—P2)/(1—P3)

=12.1(1-0.97)/(l-0.8)

=1.82m3/d

3.12回流水井

在二沉池与好氧池之间设立1个回流水井，二沉池回流上清

液流至这里，再由提高泵送至缺氧池。尺寸设立为长宽高均为3m。

4设备选型

4.1格栅设计选型

依照本工程水质、水量，选用人工格栅。栅距10mm。

4.2风机选型

所选鼓风机重要参数如下：、

选取罗茨风机，数量2台。

型号:3L13XD

4.4废水污泥泵选型

所选取废水污泥泵详细参数见表4.1o

表4.1废水污泥泵选取

型号数扬流量功率转速汽用备

量程(m3/h)(Kw)蚀途注

(台)(m)余

量

(m)

SLW25-160A2283.71.129502.3重1

油开

泵1

备

SLW65-100⑴A213802.229503提1

高开

泵1

备

SLW125-200B441.31202229504废2

水开

回2

流洛

泵

SLW125-200B441.31202229504污2

泥开

回2

流备

泵

10QW3.7-15-1.12153.71.129502.3污1