某新建石化公司炼油厂废水处理工程工艺设计

绪论1.1含油废水进水状况1.1.1污水来源及水量①废水量800m3/h，水量变化系数K=1.3；=2\*GB3②废水水质：污水处理厂工程设计进水水质单位mg/L，如下表1.1所示表1.1废水进水水质表Table1.1influentwaterqualitytable项目pH石油类CODBOD5SSNH3-N浓度6-92501000300200601.1.2工程设计要求现要对其处理，废水处理要求达到《石油化学工业污染物排放标准》（GB3157-2015）中直接排放标准。本工艺设计出水水质如下，单位mg/L，如下表1.2表1.2出水水质表Table1.2effluentqualitytable项目pH石油类CODBOD5SSNH3-N浓度6-9≤3.0≤50≤10≤50≤0.51.1.3设计处理程度COD的去除率BOD5的去除率SS的去除率NH3-N的去除率石油类的去除率工艺流程确定工艺流程见下图2.1图2.1工艺流程Figure2.1technologicalprocess三、工艺流程说明3.1格栅格栅常常被置于污水处理的第一步，用于去除水中的悬浮物及漂浮物，减少对后续处理单元中的设备磨损，有利于提高废水处理的效率。一般情况下，格栅分为粗、细格栅。3.2隔油池平流式隔油池由池体、刮油刮泥机和集油管等几部分组成。其优点是构造简单，易于管理，运行稳定性较好。缺点是池体大，占地多。3.3调节池废水自流流进废水调节池。设计废水停留时间约为15h，调节池起着调节水量、均匀水质、预处理、等作用。降低污水对生物处理设备的冲击。3.4气浮池溶气气浮是目前使用最为广泛的一种气浮方法，其工作原理是空气在加压条件下溶于水中，产生大量微气泡，气泡和去除油质结合，上浮至水面，实现油水分离。3.5水解池水解是指有机物进入微生物细胞之前，在胞外进行的生物化学反应。水解的目的主要是将原有废水中的非溶解性有机物转变为溶解性有机物。3.6氧化沟卡鲁塞尔氧化沟，用于去除BOD和COD。且具备硝化、脱氮、除磷作用，降低废水NH3-N，使其低于排放标准。氧化沟法利于生物凝聚，使活性污泥易于沉淀，且对于中段废水来说，可提高BOD/COD值，提高废水可生化性。3.7二沉池中进周出辐流式沉淀池，在国内各类污水厂中使用广泛，效率高、效果好，且国内拥有成熟的管理经验，国内厂家已能生产质量较高，价格经济的成套设备。沉淀后的污泥落入沉砂斗再排入污泥均质池，一部分污泥回流至生物池，一部分污泥通过污泥处理系统处理达标后外运。3.8污泥处理在污水处理过程中，产生大量污泥，污泥中含有大量的尚未分解的有机污染物和病原体，必须进行无害化稳定处理。本设计将采用采用重力浓缩，降低污水含水率、减少污泥体积，浓缩后的污泥通过机械脱水，泥饼外运填埋。四、污水处理工艺设计及计算4.1污水处理系统说明：平均日流量：Q=800m³/h=0.22m³/s总变化系数K=1.3最大日处理量Qmax=1.3×800=1040m³/h=0.29m³/s4.2格栅4.2.1设计说明格栅的作用是截留含油废水中的较大的悬浮物和漂浮物，保障后续处理单元的正常稳定运行。设计采用中格栅，提升泵选用螺旋泵，格栅栅条间隙为25mm。4.2.3设计计算①栅条间隙数n（个），取16根②则实际过栅流速v＜1m/s符合要求③栅条有效宽度B设计用直径为10mm圆钢为栅条，即S=0.01mB=S（n-1）+en=0.01×15+0.025×16=0.55m④进水渠道渐宽部分的长度L1取进水渠道渐宽部分的展开角α1=20°进水渠宽B1=0.2m栅前流速则进水渠道渐宽部位的长度⑤格栅水头损失h1本设计栅条断面为锐边矩形，则⑥栅后槽总高度取栅前渠道槽高h2=0.3mH=h+h1+h2=1.2+0.03+0.3=1.53m⑦总栅渣量W在格栅间隙为25mm的情况下，设栅渣量为每1000m³污水产0.07m³渣W大于0.2m³/s,适用于机械除渣4.3污水提升泵房共设计1座污水提升泵房，泵房内设2台泵。则根据需要污水提升泵的平面尺寸为4.4隔油池4.4.1设计原则隔油池可去除含油废水中的大部分浮油和分散油，在隔油罐中含油废水自上而下缓慢流动，由于油和水的密度不同，油类物质上浮至水面，经集油罐收集后排除。为达到良好的除油效果，含油废水一般在隔油池内停留时间较长，同时还起到了调节均化水质的作用。4.4.2设计计算①总有效容积V（按停留时间计算）采用停留时间T=2h则②隔油池总过水断面面积A0（m2）采用水平流速v=4.0mm/s③分格数n采用每格宽度B=6m,工作水深h2=2.4m，则④校核池内实际的水平流速v⑤有效池长L，设计取29m⑥校核尺寸比例＞4（符合要求）（符合要求）⑦池总高度H采用超高h1=0.5m，设采用机械刮泥，池底坡度为0，则H=h1+h2=0.5+2.4=2.9m隔油池设计规格为（长×宽×高）29×6×2.9（m×m×m）4.5调节池4.5.1设计计算设计调节池2间，取调节时间15h则有效容积V=Q×t=1040×15=15600m³有效水深h=5m单个调节池水面面积F=V/h=15600/(5×2)=1560m2取池宽b=30m则池长L=F/b=1560/30=52m取池超高h1=0.5m，则池总高H=h1+h=0.5+5=5.5m搅拌空气量S=Fq=1560×0.1=156m3/m2×min设计单个调节池的规格为（长×宽×深）52×30×5.5（m×m×m）4.6气浮4.6.1设计原则其原理是在水中通入或产生大量微细气泡，形成水、气、及被去除物质三项非均一体系，在界面张力、气泡上浮力和静水压力差的作用下，使气泡和被去除物质的结合体上浮至水面，实现与水分离。4.6.2设计计算①溶气罐容积（设计4个溶气罐和4个气浮池）停留时间一般采用1-3min，取t=3minW=qt/60=1040×3/(4×60)=13m3②溶气罐直径溶气罐部分高度H取4m，核算H/D=2，符合要求2~44.8水解酸化池4.8.1设计计算①池表面积去表面负荷q=1m/h表面积A=Q/2q=1040/2=520m2②有效水深设停留时间为4h有效水深h=qt=4m③单池有效容积V=Ah=520×4=2080m³④长宽的确定设超高为0.3m，则H=h+h1=4.3m设计尺寸（长×宽×深）26×20×4.5（m×m×m）4.9氧化沟4.9.1设计参数设计氧化沟两座按最大日平均时流量设计，每座氧化沟设计流量为本设计计算设：总污泥龄：22dMLSS=4000mg/L,MLVSS/MLSS=0.7,MLVSS=2800mg/L曝气池：DO=2mg/LNOD=4.6mgO2/mgNH3-N氧化，可利用氧2.6mgO2/mgNH3-N还原（NOD未硝化所需氧量）α=0.9，β=0.95其他参数：a=0.65kgVSS/KgBOD5，b=0.18d-1脱氮速率qdn=0.0312kgNH3-N/kgMLVSS·d剩余碱度7.1mg碱度/mgNH3-N氧化；产生碱度3.0mg碱度/mgNH3-N还原硝化安全系数：2.5脱硝温度修正系数：1.084.9.2设计计算（1）碱度平衡计算：①设计出水BOD5为10mg/L，则出水中非溶解性BOD5f②采用污泥龄22d。则日产泥量为：设其中有12.4%为氮，近似等于TKN中用于合成部分为：即：TKN中有需用于氧化的NH3-N量N1=进水TKN出水NH3-N生物合成所需氮=60-5-10.5=44.5mg/L脱氮量NR=进水TKN-出水TN-生物合成所需氮=60-10-10.5=39.5mg/L③碱度平衡计算设进水中碱度为280mg/L剩余碱度=原水碱度-硝化消耗碱度+反硝化消耗碱度+氧化BOD5产生碱度计算所得剩余碱度以CaCO3计，此值可使得pH≥7.2mg/L硝化区容积计算：硝化速率为故泥龄：故设计泥龄为：原假定污泥龄为22d，则硝化速率为：单位基质利用率：MLVSS=2800mg/L所需MLVSS总量=硝化容积：水力停留时间：（3）反硝化区容积：12℃时，反硝化速率为：还原NO3-N的总量脱氮所需脱氮所需池容：水力停留时间：（4）氧化沟的总容积：总水力停留时间总容积（5）氧化沟的尺寸氧化沟采用四廊道卡鲁塞尔氧化沟，取池深6m，宽9m，则氧化沟总长：其中好氧段长度为，缺氧段长度为弯道处长度：则单个直道长：故氧化沟总池长故单组氧化沟池长46.5m总池宽校核实际污泥负荷（6）回流污泥量：Xr取10g/L则：考虑到回流至厌氧池的污泥为11%，则回流到氧化沟的总量为59%（7）剩余污泥量：设计从池底派出，二沉池排泥浓度为10g/L，则每个氧化沟产量为需氧量计算：当T=30℃，ɑ=0.8，β=0.9，氧的饱和度CS(30°)=7.63mg/L，CS(20°)=9.17mg/L采用表面机械曝气时，20℃时脱氧清水的充氧量为：查手册，选用DY325型倒伞型叶轮表面曝气机，直径，电机功率单台每小时最大充氧能力为125kgO2/h，每座氧化沟所需数量为n，则4.10沉淀池4.10.1设计说明采用中进周出的辐流式沉淀池4.10.2设计计算（1）主要尺寸计算①池表面积A设水力表面负荷沉淀池表面积建三座二沉池，则单池面积为②池直径D:取D=22m③实际池表面面积④实际表面负荷Q’⑤沉淀部分有效水深h2取沉淀时间T=2.5h⑥沉淀部分有效容积V⑦污泥斗部分尺寸计算设泥斗上半径r1=2m，泥斗高h6=1m，泥斗坡度为60°则泥斗下半径泥斗容积⑧池底锥体尺寸计算设池底坡度为i=0.05，则圆锥部分高度m圆锥部分容积沉淀池共可贮存污泥体积为：⑨氧化沟产生污泥量为W=102.01m3/d，设重力排泥时间间隔为1天则单个二沉池的必需存泥体积为⑩沉淀池周边水深其中h3为超高，0.5m，h5为刮泥版高度，取0.5m沉淀池总高度：其中h0为超高，0.3m，h2为周边水深校核径深比＜12，符合条件（2）进水系统计算采用环形平地配水槽，等距设布水口，孔径为，并加短管。配水槽底配水区设水裙板，高①配水槽流量配水流量：则单池配水流量②设配水槽高1.0m，水深1.2m，则配水槽流速为③设配水孔孔距为S=0.3m则配水口数量为取220个④配水孔眼流速v2⑤草地环形配水区平均流速v3⑥环形配水平局速度梯度G（3）出水渠设计计算设出水总渠宽b=1.0m，水深h=1.2m，采用出水三角堰90°，堰上水头（即三角口底部至上游水面的宽度）H1=0.05m①每个三角堰流量Q1②三角堰个数n1个，取232个③采用双侧出水，取池壁厚为0.2m，则外圈堰长：m内圈堰长：m总堰长单块堰板长3.0m，则需要堰版数为块④三角堰中心距l设备选型选用2台CG45-50BI型支墩式双周边传动刮泥吸泥机，周边线速2.0m/min，驱动功率。五、污泥处理系统本设计将选用重力浓缩，通过机械脱水，泥饼外运填埋。5.1污泥处理工艺流程剩余污泥→污泥浓缩池→贮泥池→污泥提升泵→脱水机房→外运填埋5.2污泥泵房的设计5.2.1设计说明将一定数量的活性污泥回流到生化系统以维持生化系统活性污泥的浓度，保证其生化反应能力。污泥浓缩池的高程低于二沉池，可通过重力留到污泥浓缩池，因而可不用安装剩余污泥提升泵。5.2.2设计计算（1）阻力损失h采用两根1500mm的钢管，查水力算图可知：v=0.6m/s，i=0.00022则（2）设备选型根据计算得流量与扬程，每组回流污泥泵拟选用KRTK600-710/21510U2型潜污泵1台，每个泵房再设1台备用，则每个泵房共2台。5.2.3污泥泵房的布置共设计1座回流污泥泵房，泵房内设2台回流污泥泵。则根据需要污泥泵房的平面尺寸为5.3浓缩池的设计5.3.1设计说明为了降低污泥含水率，减少污泥体积。拟采用辐流式重力浓缩池。5.3.2池体设计计算降低污泥中的孔隙水，通过降低污泥的含水率，减少污泥泥体积，从而减少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。进入浓缩池的油泥和污泥为Q=227m³/d含水率P1=97.5%即含固率为2.5%，设污泥容重为1000g/L则污泥固体浓度为①浓缩池表面积A设浓缩污泥固体通量M为60kg/(m2.d)，采用3个浓缩池，每池面积为②池直径D，取则实际池表面积总表面积③污泥浓缩部分高度h1取污泥浓缩时间T=26.8h④浓缩池工作部分高度H取缓冲层高h2=0.3m；超高为h3=0.3m⑤浓缩后污泥体积V1:设油泥浓缩后含水率P2=95%⑥澄清液量圆锥部分高度圆锥部分容积浓缩池总高度H设超高h3=0.3m⑦污泥尺寸计算：设污泥斗上半径为r1=2m，污泥斗高h5=1m，泥斗坡度为60°，则泥斗下半径r2泥斗容积⑧泥斗上部圆锥部分尺寸计算：设池底坡度为i=0.1则圆锥部分高度圆锥部分容积⑨浓缩池总高度H总设超高h3=0.3m5.5贮泥池的设计5.5.1设计目的使经过重力浓缩的污泥得到混合，并进行搅拌使其混合均匀，使后续的污泥脱水更利于进行。5.5.2设计计算浓缩池排出含水率95%的污泥量为贮泥池出泥时间T=12h池容设计为一座，且贮泥池高度h=2.0m贮泥池直径D=8m则有效容积5.5.3设备选型距池底0.3m处安装OMPGS160-15.0-2B1潜水混合机3台，其主要性能参数见表潜水混合机型号电机功率全长C/mm桨叶直径D/mm质量/kgOMPGS160-15.0-2B11514878502825.6污泥脱水间的设计5.6.1设计计算总进泥量113.5m3/d，含固率50%，含水率95%出泥含水率≤75%取其密度为1000kg/m3则干污泥饼每天工作16小时，则在工作时间内的每小时污泥饼量为5.6.2设备选型采用带式压滤机，选用DYL-3000带式脱水机。选用4台（2备2用）每台每天工作≤16小时5.6.3脱水间的布置脱水间平面尺寸为，内设值班室和卫生间。脱水后污泥通过无轴螺旋输送机1台送至污泥棚内的泥饼运输车，运出场外处置。六、臭氧消毒系统6.1设计计算①所需臭氧量考虑到臭氧的实际利用率只有70%-90%，所以确定臭氧样发生器的产率为:kg/h。臭氧发生器型号:XY-4000，5套4用1备。②接触池尺寸水在接触池中的停留时间为15分钟，接触池容积为设计接触池尺寸为（长×宽×高）10×10×2.5（m×m×m），其中超高0.5m。③导流池尺寸水在接触池中的停留时间为45分钟,接触池容积。设计接触池尺寸为（长×宽×高）20×10×3（m×m×m），其中超高0.5m。臭氧消毒池采用接触池和导流池合建的方式,即臭氧消毒池的尺寸为（长×宽×高）20×20×2（m×m×m），其中超高0.5m。七、风机房设尺寸平面尺寸（长×宽×高）4×3×4（m×m×m）八、配电房设尺寸平面尺寸（长×宽×高）4×3×4（m×m×m）九、值班室设尺寸平面尺寸（长×宽×高）4×3×4（m×m×m）十、加药房设尺寸平面尺寸（长×宽×高）5×4×4（m×m×m）

十一、投资估算11.1建设投资费用估算表11.1建设投资估算表Table11.1constructioninvestmentestimationtable序号名称取值单价金额（以万元为单位万元）以万元为单位1人工80——2人工费50—303水泥0.0231624.024钢材24167018.585砂0.25332071.86碎石0.334012.00147铸铁管83822.88钢铁及钢配件3289714.72910111213141516一二三四五钢筋混凝土管闸阀其他材料费材料费小计机械使用费指标基价其他工程费综合费用建筑安装工程费设备购置费工程建设其他费用预备费总造价指标93135—8048040190—35516012542801581580—————————1.643.46125.78356.74.535214.6869.1139.79207.265.463.4475.7911.2运行成本概算电费：0.8元/(kWh)；人工费：1000元/月。运行成本概算见下表11.2表11.2运行成本概算表Table11.2operatingcostestimatetable序号费用名称单位总计1电费万元/年1822药剂费万元/年243人工费万元/年44.54固定资产折旧万元/年84.55检修维护费用万元/年486管理及其他费用万元/年43.178910年运营费用年总成本单位水成本单位水经营成本万元/年万元/年元/t元/t3453970.580.611.3处理构筑物一览表表11.3处理构筑物一览表Table11.3Listsofmainstructures序号构筑物名称规格/m数量备注1格栅间6.13x0.251钢筋混凝土2隔油池27x6x2.91钢筋混凝土3调节池52x30x5.52钢筋混凝土4气浮池23x4.5x34钢筋混凝土5水解池25x15x4.52钢筋混凝土6氧化沟64x36x3.53钢筋混凝土7沉淀池Φ22x5.253钢筋混凝土8浓缩池Φ12x3.053钢筋混凝土9贮泥池Φ8x23钢筋混凝土10鼓风机房4.0×3.0×4.01钢混结构11配电室4.0×3.0×4.01砖混结构12值班房4.0×3.0×4.01砖混结构13加药房5.0×4.0×4.01砖混结构11.4处理设备一览表所需设备是工艺制作中不可或缺的，需要严格按照表11.4来进行准备。表11.4设备一览表Table11.4Listsofmainequipment序号设备名称型号及规格数量备注1格栅HG-300型链式回转格栅除污机0.752采用机械清渣2污水水泵IH125～10～250、轴功率为64.5kW65用1备3曝气机直径3.5m电机功率55kw最大充氧能力125kg/h44支墩式双周边传动刮吸泥机STC～I25，周边线速度2.0m/min，驱动功率0.75×2.2kW15潜污泵KRTK600-710/21510U2,转速580r/min，轴功率178kw43用1备6潜水混合机OMPGS160-15.0-2B1，桨叶直径850mm电机功率15kw1110用1备7带式脱水机DLY-3000滤带宽度3000mm，主传动1.5kw5

致谢毕业设计是对四年来的专业学习的综合应用与检验，在此次对炼油厂废水的工艺处理设计过程中，我进一步熟悉了工程设计流程，以及计算细则。我按照首先了解设计需求原则，其次收集资料提出可行工艺，然后比较方案确定工艺，详细设计计算，最后校正检验数据的设计步骤，完成了本次设计。而且在后期进行绘图时，也有机会更加熟悉软件的操作。通过此次设计，使得我对于含油废水处理系统进一步熟悉。工程设计综合性强，除了书本中的原理和理论的融会贯通，还要考虑实际修建和后期运行时可能遇到的问题，涉及到工艺、经济、管理等多个方面。在这一路上多亏了老师和同学们对我给予的帮助，感谢老师对我的严格要求，感谢同学们与我探讨并共同解决问题。我现在的能力和经验还有很多可以提升的空间，在今后的工作学习中，我将保持初心，牢记——学无止境，继续积蓄能量。参考文献[1]任南琪,丁杰,陈兆波.高浓度有机工业废水处理技术[M].北京:化学工业出版社,2012.(9).[2]张茹.制浆造纸厂废水的湿氧化法处理[J].国际造纸，2014.05-41.[3]史帅.某草浆造纸厂废水处理工艺的升级改造技术研究[D].天津大学，2017.[4]戴友芝,肖利平,唐受印.废水处理工程[M].第三版.北京:化学工业出版社,2016.[5]潘涛,李安峰,杜兵.废水污染控制技术手册[M].北京:化学工业出版社,2012(10).[6]石油化工厂废水治理工程技术规范HJ575-2010.[7]石油化工污水处理技术发展动向HJ2007-2010.[8]赵庆良,任南琪.水污染控制工程[M].北京:化学工业出版社,2005.[9]韩洪军主编.污水处理构筑物设计与计算[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社,2002.[10]高廷耀,顾国维,水污染控制工程(下册)[M].北京.高等教育出版社,2015.[12]QliZhang,DonghanSun,MingshuangWang,ChaohuiYin.Analysisoftypicalenergysavingtechnologyinthesewagetreatmentplant.9thinternationalconferenceonappliedenergy,ICAE2017,21-24August2017,Cardiff,