焦化废水处理工艺设计书

'成都理工大学工程技术学院毕业论文某焦化废水治理工艺设计作者姓名：XXX专业名称：环境工程指导教师：XXX讲师 某焦化废水治理工艺设计摘要焦化废水中含有大量的氨氮以及多种有毒的有机化合物，如多环芳烃等成分复杂的化合物。从组成成分上讲，焦化废水必然会造成环境废染、影响人体健康。处理焦化废水的方法有许多，生物法以其在经济上可行性较好的特点而得到广泛应用。本文为某焦化废水处理工艺设计，规模为300立方米/日。废水处理流程为：进厂废水从泵房到隔油池，然后流入气浮池，气浮池出水进入调节池，调节池出水进入A/O反应池，再进入二次沉淀池，二次沉淀池出水进入混凝沉淀池，最后出水。污泥处理的流程为：从二沉池以及混凝沉淀池排出的剩余污泥进入污泥浓缩池，再进入污泥脱水间，最后外运处置。废水处理后的出水优于国家《综合废水排放标准》(GB8978-1996)一级标准。选择A/O工艺处理焦化废水，在脱氮方面的效率要明显高于SBR法以及CASS氧化沟等方法。关键词：A/O工艺；焦化废水；脱氮49 某焦化废水治理工艺设计AbstractCoke-plantwastewatergeneratedfromcoal-cookingprocessescontainshighlevelsofNH3-N.ApartfromNH3-Ncoke-plsntwastewatercontainsvariousgroupsoftoxicorganiccompoundssuchaspolynucleararomatichydrocarbons(PAHs)andheterocycliccompounds.Fromacompositionalpointofview,colk-plantwastewaterthereforepresentsadverseenvironmentalandheltheffects.Severalmethods(physic-chemicalandbiologicalmethods)havebeenemployedintheremovalofNH3-NandCODfromcoke-plantwastewater.Thebiologicalmethodsaremostoftenemployedbecauseoftheireconomicaadvantagesoverphysical-chemicalmethods.Thisarticleisadesignofoneprojectforthetreatmentofcoke-plantwastewater.Theconstructionofthisprojectis300m3perday.Theprocessisthat:thewastwaterrunsfrompumphousetogreasetrap,enterstheflotationtank,entersregulationpool,thenentersA/Oreactortank,entersthesecondarysedimentationtank,thenentersthecoagulationandsedimentationtank,atlastletsout.Theprocessofthesludgeisthat:thesurplussludgefromthesedimentationtankenterssludgethickener,thenentersdehydrationhouse,thenitisdehydrated,atlastitiscarriedoutoftheplant.TheoutletwateroftheplantmeetstheleveloneoftheNationalDischargeStandardofSteelindustrystandardsforwaterpollutants(GB8978-1996).SelectingtheAnoxic-Oxicsystemforthetreatmentofcoke-plantwastewaterismoreefficientthanthecraftofSBRandthecraftofCASSetc.Itcantakelargequantityofthenitrogenfromcoke-plantwastewater.Keywords：TheAnoxic-Oxic;Cokeplantwastewater;Takingoffthenitrogen49 某焦化废水治理工艺设计目录摘要IABSTRACTII目录III前言11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92.1建厂当地自然条件92.1.1来源组成92.1.2水质特征102.1.3排放量102.2排放标准112.3.1焦化废水水质112.4处理工艺的选择112.4.1处理工艺流程选择应考虑的因素112.4.2工艺对比122.4.3工艺选择152.4.4A/O工艺原理152.5各段工艺去除率163主体构筑物设计183.1格栅183.2集水池203.3隔油池213.4调节池223.5事故池2349 某焦化废水治理工艺设计3.6缺氧池233.8二沉池26混合反应池283.10混凝沉淀池293.11污泥浓缩池303.12回流水井314设备选型324.1格栅设计选型324.2风机选型324.4废水污泥泵选型324.5加药装置选型334.5.1加药装置选型334.6污泥脱水机选型344.7搅拌机选型344.8刮泥机及撇油机选型345废水处理厂总体布置345.1废水处理厂平面布置345.1.1废水处理厂平面布置原则345.1.2废水处理厂平面布置375.2废水处理厂高程布置375.2.1废水处理厂高程布置方法375.2.2本废水处理厂高程计算396劳动定员及附属构筑物416.1劳动定员416.2附属构筑物426.3附属化验设备427投资及运营费用分析437.1土建投资估算437.2设备投资估算457.3运行费用估算46结论48致谢49参考文献5049 某焦化废水治理工艺设计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4×106km3，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/O”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（GB8978-1996）》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。49 某焦化废水治理工艺设计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]：49 某焦化废水治理工艺设计煤备煤焦炉煤炭加工焦炭除尘废水除尘废水煤气初冷焦油氨水分离剩余氨水焦油加工焦油精制分离水煤气脱氨煤气终冷煤气脱苯终冷废水蒸苯粗苯分离水粗苯加工精苯分离水古马隆生产古马隆废水净煤气煤气管道水封水图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[4]49 某焦化废水治理工艺设计。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α-苯并芘等[6]。(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0.3~0.4，有机物稳定，微生物难以利用，废水的可生化性差。(4)废水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49 某焦化废水治理工艺设计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30~60mg/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NO2－或NO3－。人体若饮用了NH4＋-N>10mg/L或NO3－-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，49 某焦化废水治理工艺设计再采用生物氧化法去除酚硫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25℃的条件下，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/L[12]。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。3、Fenton试剂法Fenton[13]试剂是由H2O2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·OH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。49 某焦化废水治理工艺设计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/O与A2/O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。ZhangMin[14,15,16]等对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-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，NH3-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。49 某焦化废水治理工艺设计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CO2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、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。49 某焦化废水治理工艺设计2水质分析和处理工艺选择2.1建厂当地自然条件1、地理位置某煤焦化有限责任公司位于Y市，厂址所在地地层比较单一，上部为第四系平原流水松散堆积的冲洪积层，其下为更新统含泥砂砾石层及中下更新统泥砾层。拟建地不存在边坡和危岩，地下无矿床和文物。2、气候厂区所在地为亚热带湿润季风气候区，冷空气活动频繁，气温不稳定，春节和初夏的雨量分布不均、有干旱，夏季无酷暑，雨量集中，多洪涝灾害，时有大风，偶有冰雹危害，秋季气温下降快，多连绵阴雨。据当地多年地面气象观测，年平均气温16.30C，年日照时数1107.9小时，年降水时间2808小时，平均霜期85天，气压956.6毫帕，常年平均风速1.2m/s，常年主导风向NE静风频率40%，历史最低气温-4.20C。2.2废水来源及特征2.1.1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：①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。②硫氨工艺中的终冷洗苯水。③苯、焦油、古马隆等化工产品加工的分离水。上述废水量约为0.25-0.30m3/t焦。但实际上要大的多，各部分水量见表2.1：表2.1焦化废水的来源49 某焦化废水治理工艺设计排水地点排放方式水量(m3/t焦)蒸氨水硫氨工艺连续0.22-0.35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焦油加工连续0.007-0.02煤气水封水连续0.006-0.0172.1.2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，煤气中含氮6-12g/km3，经脱苯，洗氨后为0.05-0.08g/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。2.1.3排放量日排放生产废水250吨，生活废水50吨。49 某焦化废水治理工艺设计2.2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)一级标准。（CODCr≤100mg/L；BOD5≤100mg/L，NH3-N≤15mg/L；SS≤70mg/L；油类≤10mg/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CODCrBOD5NH3-NSS油类≤2000mg/L≤800mg/L≤150mg/L≤210mg/L≤300mg/L表2.3生活废水水质CODCrBOD5NH3-NSS油类≤400mg/L≤200mg/L≤40mg/L≤220mg/L≤100mg/L表2.4混合后的水质CODCrBOD5NH3-NSS油类≤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≤267mg/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处理工艺的选择2.4.1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。49 某焦化废水治理工艺设计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：1、A2/O工艺厌氧缺氧好氧二沉池内回流废泥回流图2.1Ａ2/Ｏ工艺A2/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49 某焦化废水治理工艺设计工艺流程图见图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N2回流废泥硝化液回流硝化反应器（好氧）反硝化反应器（缺氧）（缺氧进水沉淀池剩余废泥图2.2A/O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、泥龄长和循环稀释水量大。49 某焦化废水治理工艺设计(4)污泥量少、性质稳定。由于氧化沟泥龄长。一般为20～30d，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。49 某焦化废水治理工艺设计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。2.4.4A/O工艺原理A/O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NO2－和NO3－还原成气态氮化合物N2、N2O。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(NO2－和NO3－)，同时达到去除硝态氮的目的。2.4.5A/O工艺流程见图2.3所示。49 某焦化废水治理工艺设计配水调节池浮选池隔油池格栅进水加混凝剂废泥回流混凝反应池二沉池好氧池缺氧池排泥硝化液回流混凝沉淀池排泥脱水废泥浓缩池泥饼外运出水图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、去除率水质指标CODCr(mg/l)氨氮(mg/L)SS油类(mg/l)隔油池进水1733132212267出水162913220153去除率6%05%80%气浮池进水162913220153出水1531.3132190.910.6去除率6%05%80%调节池进水1531.3132190.910.6出水756.66695.4<1049 某焦化废水治理工艺设计去除率50%50%50%10%缺氧生化反应池进水756.66695.4<10出水378.319.885.9<10去除率50%70%10%10%好氧生化反应池进水378.319.885.9<10出水94.59.977.3<10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%--混凝沉淀池进水858.915.5--出水76.58.013.9<10去除率10%10%10%--焦化厂排出的富含大量氨氮的焦化废水经过本工程选用的A/O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≤100mg/L，NH3-N≤15mg/L，SS≤70mg/L,油类≤10mg/L)。49 某焦化废水治理工艺设计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图3-1格栅水力计算示意图设计参数：设计流量（最大流量）=300m3/d，则=0.003m3/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v`---0.55m/s；栅前渠道水深h-----0.3m49 某焦化废水治理工艺设计格栅倾角-----------60°阻力系数-------------2.42重力加速度g------------9.81m/s2系数k------------------3进水渠道宽度B1-----0.5m进水渠道与格栅夹角------20°（1）、格栅间隙数量计算公式：==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，则：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：式中：h2------过栅水头损失，mh0------计算水头损失，m得h0=0.04m，h2=30.125m。（3）、栅渠宽度：L1=L1=0.14,49 某焦化废水治理工艺设计则L2=0.5L1=0.07m。栅渠总长度L=L1+L2+0.5+1.0+=0.14+0.07+0.5+1.0+0.21=2m。工艺尺寸：L×B×H=2m×0.6m×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，然后进入下一阶段的处理。集水井尺寸为B×L×H=3.5m×6m×3.5m，钢砼结构。49 某焦化废水治理工艺设计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：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=1~2mm/s取v=1mm/s有效水深：H1=1~2m取H1=1m2、设计计算：每格容积V1=Q1×t=12.5´2=25m3表面积：S=V1/H1=25/1.5=16.67m2池长：L=v×t×3.6=1´2´3.6=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符合要求；L/H=7.2/1=7.249 某焦化废水治理工艺设计符合要求。泥斗尺寸及其容积：泥斗倾角采用50°，斗底尺寸为0.5m×0.5m，上口为3.5m×3.5m，则泥斗高度：h′=(3.5-0.5)tan50°/2=1.8m泥斗容积：V′=h′(A12+A22+A1A2)/3=1.8×(3.52+0.52+3.5×0.5)/3=8.55m3超高：h=0.4m隔油池总高：H=H1+h+h′=1.5+0.4+1.8=3.7m3.4调节池调节池图示意图如图3-3图3-3调节池示意图1．一般说明调节池设事故溢流管，池底设泄空管。49 某焦化废水治理工艺设计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=Q×HRT=300×4/24=50m3净尺寸L×B×H=5m×5m×3m4．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，每座分为3廊道。硝化液回流至缺氧池进行硝化反应，回流量为37.5m3/h(回流比1:3)停留时间18h池容：V=HRT·Q=18×12.5=225m3每座池容：V1=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—填料层高度3.0mh4—出水区高度1.5m超高：h5=0.5m49 某焦化废水治理工艺设计总高：H=H1+h1+h5=6.5m池宽：B=V1/(L×H1)=112.5/(8×5.75)=2.45m缺氧池实际结构总体尺寸：长×宽×高为8m×3m×6m3.7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----------300m3/d进水有机浓度---------161.92mg（BOD）/L出水有机浓度----------40.48mg（BOD）/L设计容积负荷-------0.8kg/m3·dMLSS---------------------3g/L；f=MLVSS/MLSS-------------0.5污泥浓度Xr-------------1g/L污泥含水率--------------99%（1）、接触氧化池容积计算公式：==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：式中：----进出水BOD5差值，Kg/m3-----接触池容积，m3；-----接触池中MLVSS浓度，Kg/m3；a------0.56；49 某焦化废水治理工艺设计b------0.10。计算=27.2kg/d，污泥浓度：Xr=1g/L剩余污泥量体积为：W=27.2m3/d。（3）、曝气量计算：式中：----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的需氧率，即活性污泥微生物每代谢1kgBOD所需氧量，以kg计，取0.5;Q----废水流量，300m3/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）×10-3；----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；----单位曝气池容积内的挥发性悬浮固体（MLVSS）量，取2kg/m3。则：空气量：O2/21%=6.33kg/h空气密度：1.205kg/m3所需空气体积流量：6.33/1.205=5.25m3/h=0.09m3/min49 某焦化废水治理工艺设计出气口量：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-1000型曝气管工艺尺寸：10m×4.5m×6.5m(含超高h1=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型曝气管进行曝气。加药量：G=12.5×1×24×365/1000=109.5t/a每天加药量G0=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------0.003m3/s表面水力负荷q----0.7m3/m2·h污泥指数SVI------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-----1m/s（1）、二沉池池底污泥浓度：=回流污泥浓度回流比：6.7×QR=3×(Qmax+QR),故R=QR/Qmax=80%49 某焦化废水治理工艺设计（2）、二沉池表面积计算公式：=15.4m2。（3）、有效水深：=0.7×3=2.1m；（4）、沉淀区有效容积：V=A·=15.4×2.1=32.3m3；（5）、沉淀池长度：L=3.6v·t=3.6×1×3=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：式中：c0,c1------沉淀池进水和出水的悬浮物固体浓度，mg/L；----污泥容重，Kg/m3，含水率在95%以上时，可取1000Kg/m3；P0----污泥含水率，%；T----两次排泥的时间间隔，一般取2h。污泥体积为：V=1.8/1000=0.0018m3则污泥斗的总体积为：27.2+0.0062，取27.3m3。设置1个污泥斗，,49 某焦化废水治理工艺设计（8）、沉淀池总高度：H=h1+h2+h3+h4=h1+h2+h3+h`4+h``4式中：h1-----沉淀池超高，0.3m；h2-----沉淀区的有效水深，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---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：10.8m×1.4m×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，抗渗标号S6。设计污泥回流率为80%，污泥产量为27.3m3/d(含水率99%)。污泥泵4台。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：Q=12.5m3/h(生化流量)；反应时间：t=15min；池容：V=Q′·t/S=12.5×15/60=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=12.5×1×24×365/(1000×1000)=0.11t/a(投加浓度按1mg/L计)。每天投加量：G0=0.3kg49 某焦化废水治理工艺设计聚合硫酸铁(PFS)：G=12.5×800×24×365/(1000×1000)=87.6t/a（投加量按800mg/L计）每天投加量G0=240kg3.10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1h。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===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=12.51/12.5=1m缓冲层高：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°/2=1.8m混凝沉淀池总高：H=h1+h2+h3+h4=1.0+0.5+0.4+1.8=3.7m49 某焦化废水治理工艺设计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：p1=99%污泥量：Q=0.375m3/h=9m3/d污泥总量：Q总=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=Q·C/M=36.3×5/30=6.05m2浓缩池直径：D==2.8m取D=3m工作部分高度：h1=TQ/24S=8×36.3/(24×6.05)=2m超高：h2=0.3m缓冲层高：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：h4=(R－r)tan50°=(1.5－0.5)tan50°=1.2m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：49 某焦化废水治理工艺设计Q1=Q总(1－p1)/(1－p2)=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)=12.1(1－0.97)/(1－0.8)=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。49 某焦化废水治理工艺设计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10mm。4.2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量(台)扬程(m)流量(m3/h)功率(Kw)转速汽蚀余量(m)用途备注SLW25-160A2283.71.129502.3重油泵1开1备SLW65-100(I)A213802.229503提升泵1开1备SLW125-200B441.31202229504249 某焦化废水治理工艺设计废水回流泵开2备SLW125-200B441.31202229504污泥回流泵2开2备10QW3.7-15-1.12153.71.129502.3污泥提升泵1开1备G30-126052.29603污泥提升泵1开1备注：以上废水及污泥泵生产厂家均为上海连城集团有限公司；SLW系列为卧式离心泵，QW系列为潜水排废泵，G系列为螺杆泵。4.5加药装置选型4.5.1加药装置选型聚合硫酸铁(PFS)：采用型号HJY-100的加药装置，其配套装置隔膜计量泵性能为：Q=1m3/h，H=40m，N=0.75kw。纯碱(Na2CO3)：采用型号HJY-100的加药装置，其配套装置隔膜计量泵性能为：Q=1m3/h，H=40m，N=0.75kw。49 某焦化废水治理工艺设计聚丙烯酰胺(PAM)：采用型号HJY-100的加药装置，其配套装置隔膜计量泵性能为：Q=0.1m3/h，H=40m，N=0.25kw。4.6污泥脱水机选型根据剩余污泥量1.82m3/d，选择LX3DCP—2型螺压脱水机，其性能为：Q＝2～5m3/h；n＝0~6r/min；附电机P＝3kw、U＝380V4.7搅拌机选型混合反应池采用ZJ-470型折板浆式搅拌机，H=1100mm，附电机1.1kw。4.8刮泥机及撇油机选型MHZX-16型刮泥机2台，软管撇油机2台：GPY—20型，附微型摆线针轮减速器P=0.37。5废水处理厂总体布置5.1废水处理厂平面布置5.1.1废水处理厂平面布置原则1、处理单元构筑物的平面布置处理构筑物事务水处理厂的主体建筑物，在作平面布置时，应根据各构筑物的功能要求和水力要求，结合地形和地质条件，确定它们在厂区内平面的位置，对此，应考虑：(1)功能分区明确，管理区、废水处理区及污泥处理区相对独立。49 某焦化废水治理工艺设计(2)构筑物布置力求紧凑，以减少占地面积，并便于管理。(3)考虑近、远期结合，便于分期建设，并使近期工程相对集中。(4)各处理构筑物顺流程布置，避免管线迂回。(5)变配电间布置在既靠近废水厂进线，又靠近用电负荷大的构筑物处，以节省能耗。(6)建筑物尽可能布置为南北朝向。(7)厂区绿化面积不小于30％，总平面布置满足消防要求。(8)交通顺畅，使施工、管理方便。厂区平面布置除遵循上述原则外，还应根据城市主导风向，进水方向、排水方向，工艺流程特点及厂区地形、地质条件等因素进行布置，既要考虑流程合理，管理方便，经济实用，还要考虑建筑造型，厂区绿化及与周围环境相协调等因素。2、管、渠的平面布置厂区主要管道有废水管道、污泥管道、超越管道、雨水管道、厂区给水管、厂区废水管及电缆管线等，设计如下：(1)废水管道废水管道为各废水处理构筑物连接管线及厂区废水管道，管道的布置原则是线路短，埋深合理。厂区废水管道主要是排除厂区生活废水、生产废水、清洗废水、厂区废水经废水管收集后接入厂区进水泵房，与进厂废水一并处理。(2)污泥管道污泥管道主要为二沉池出泥管，混凝沉淀池出泥管，集泥井出泥管以及脱水机房污泥管。管道设计时考虑污泥含水率相对较低的特点，选择适当的管径及设计坡度以免淤积。(3)雨水管道为避免产生积水，影响生产，在厂区设雨水排放管，厂区雨水直接排至出水渠。(4)厂区给水管厂内给水由城市给水管直接接入，给水管道的布置主要考虑各处生活饮用和消防用水。废水厂的理构筑物的冲洗，辅助建筑物的用水绿化等用深度处理出水。49 某焦化废水治理工艺设计(5)电缆管线厂内电缆管线主要采用电缆沟形式敷设，局部辅以穿管埋地方式敷设。3、厂区道路及围墙设计为便于交通运输和设备的安装、维护，厂区内主要道路宽为8米和6米，次要道路为3～4米，道路转弯半径一般均在6米以上。道路布置成网格状的交通网络。每个建、构筑物周边均设有道路。路面采用混凝土结构。废水处理厂围墙：采用花池围墙，以增加美观，围墙高2.1m。4、辅助建筑物废水处理厂内的辅助建筑物有：泵房、办公室、综合楼、水质分析化验室、变电所、维修间、仓库、食堂等。他们是废水处理厂不可缺少的组成部分。其建筑面积大小应按具体情况与条件而定。有可能时，可设立试验车间，以不断研究与改进废水处理技术。辅助构筑物的位置应根据方便、安全等原则确定。在废水处理厂内应合理的修筑道路，方便运输，广为植树绿化美化厂区，改善卫生条件，改变人们对废水处理厂“不卫生”的传统看法。按规定，废水处理厂厂区的绿化面积不得少于30%。5、本设计废水处理厂的平面布置根据废水处理厂平面布置的原则，本设计废水处理厂的平面布置采用分区的方法，共分四区：厂前区、废水处理水区、污泥处理区和中水处理区。(1)厂前区布置：设计力争创造一个舒适、安全、便利的条件，以利于工作人员的活动。设有综合楼、车库、维修车间、食堂、浴室等。建筑物前留有适当空地可作绿化用。1)水区布置：设计采用“一”型布置，其优点是布置紧凑、分布协调。同时对辅助构筑物的布置较为有利。2)泥区布置：考虑到空气废染，将泥区布置在夏季主导风向的下风向，同时远离人员集中地区。49 某焦化废水治理工艺设计5.1.2废水处理厂平面布置本废水处理厂包括：配电室、鼓风机室、化验室、综合办公楼、食堂、浴室、仓库、加药间、维修工具间、各泵房、隔油池、气浮间、调节池、生化反应池、二沉池、混凝沉淀池、污泥浓缩池等。结合厂址地形、地质条件、进出水方向的可能来进行布置。在平面布置中根据进水方向，在进厂废水管道旁(处理厂西南角)就近设置集水井及进水泵房，而根据排放水体方向及主导风向将废水处理构筑物依其流程布置，形成处理厂生产区，作为辅助生产构筑物的维修间设在变电间的东侧，仓库位于处理厂东南角，全厂的行政管理中心办公楼则位于厂区的南侧，浴室及食堂位于厂区西南侧，化验室则为生产区东侧，厂区绿化用地较多，可改善厂内卫生条件，消除人们以往认为废水处理厂卫生条件都不好的认识。在高程布置上，处理构筑物标高仅按处理后废水能自然排出为前提，使进厂废水泵房扬程最小，节省经常运行费用。5.2废水处理厂高程布置5.2.1废水处理厂高程布置方法1、选择两条距离较低，水头损失最大的流程进行水力计算。2、以废水接纳的水体的最高水位为起点逆废水处理流程向上计算。3、在作高程布置时，还应注意废水流程与污泥流程积极配合。废水处理厂废水处理流程高程布置的主要任务是：确定各处理构筑物和泵房的标高，确定处理构筑物之间连接管渠的尺寸及其标高，通过计算确定各部位的水面标高，从而能够使废水沿处理流程在处理构筑物之间通畅地流动，保证废水处理厂的正常运行。为了降低运行费用和便于维护管理，废水在处理构筑物之间的流动，以重力流考虑为宜(污泥流动不在此例)。为此，必须精确的计算废水流动中的水头损失，水头损失包括：49 某焦化废水治理工艺设计(1)废水流经各处理构筑物的水头损失。在作初步设计时可按表5.1所列数据估算。但应当认识到，废水流经处理构筑物的水头损失，主要产生在进口和出口和需要的跌水(多在出口处)，而流经构筑物本身的水头损失则很小。表5.1构筑物水头损失估算值构筑物名称水头损失(cm)构筑物名称水头损失(cm)格栅10～25双层沉淀池10～20平流沉淀池20～40曝气池废水潜流入池25～50竖流40～50废水跌水入池50～150辐流50～60(2)废水流经连接前后两处构筑物管渠(包括配水设备)的水头损失。包括沿程与局部水头损失。(3)废水流经量水设备的水头损失。在对废水处理废水处理流程的高程布置时，应考虑下列事项：1)选择一条距离最长，水头损失损失最大的流程进行水力计算。并应适当留有余地，以保证在任何情况下，处理系统都能够运行正常。2)计算水头损失时，一般应以近期最大流量(或泵的最大出水量)作为构物和管渠的设计流量；计算涉及远期流量的管渠和设备时，应以远期最大流量为设计流量，并酌加扩建时的备用水头。3)设置终点泵站的废水处理厂，水力计算常以接纳处理后废水水体的最高水位作为起点，逆废水处理流程向上倒推计算，以使处理后废水在洪水季节也能自流排出，而泵需要的扬程则较小，运行费用也较低。但同时考虑到构筑物的挖土深度不宜过大，以免土建投资过大和增加施工上的困难。4)在作高程布置时还应注意废水流程与污泥流程的配合，尽量减少抽升的污泥量，在决定污泥干化场、污泥浓缩池，消化池等构筑物高程时，应注意它们的污泥水能自动排入废水入流干管或其它构筑物的可能。49 某焦化废水治理工艺设计5.2.2本废水处理厂高程计算表5-2焦化废水处理站高程计算表构筑物名称总损失/m水面标高/m地面标高/m水面与地面差/m进水管0.00149.00150.00-1.00细格栅0.40148.60150.00-1.40集水井0.15148.40150.00-1.60混合反应池0.4152.59150.002.59混凝沉淀池0.20152.11150.002.11二沉池0.43151.51150.001.51好氧池0.77151.65150.001.65缺氧池0.74150.96150.000.96调节池0.71150.36150.000.36出水管0.32149.74150.00-0.26浮选池0.2154.40150.004.4隔油池0.41151.50150.001.549 某焦化废水治理工艺设计6劳动定员及附属构筑物6.1劳动定员废水厂人员编制系根据建设部2001年《城市废水处理工程项目建设标准》进行确定。由于本厂自动化程度高，因此，劳动定员大大减少，全厂劳动定员为6人，其中技术员兼站内总管1人，机修车间1人，负责所有设备的正常工作和设备的及时供给；泵房1人，配电室1人，负责鼓风机房、综合办公室等所有用电场所的正常供电；车间1人，负责压滤机的正常工作；化验员1人，负责每天的水质检验工作。在各构筑物检测点进行取样分析，及时检测结果交给技术员，以防止水质变化时采取有效措施，使出水水质能达标排放。6.2附属构筑物废水处理厂的辅助建筑物有鼓风机房，办公室，集中控制室，水质分析化验室，变电所，存储间等，其建筑面积按具体情况而定，辅助建筑物之间往返距离应短而方便，安全，变电所应设于耗电量大的构筑物附近，化验室应与处理构筑物保持适当距离，并应位于处理构筑物夏季主风向所在的上风中处。49 某焦化废水治理工艺设计表6.1附属构筑物一览表构筑物名称数量平面尺寸构筑物名称数量平面尺寸综合办公楼110m×5m化验室110m×8m食堂15m×4m鼓风机房115m×8m澡堂15m×4m污泥脱水间115m×8m加碱泵房14m×4m加药间15×6m休息室14m×8m维修工具间15m×8m进水泵房13.5m×6m仓库18m×5m泥水回流泵房210m×5m变电间15m×8m格栅间14.5m×7m门卫13m×3m气浮间112m×7m------6.3附属化验设备表6.2废水厂的常规主要化验设备表设备名称数量设备名称数量高温炉1生物显微镜1电热恒温箱1离子交换纯水器1BOD培养箱1电冰箱1电热恒温水浴锅1电动离心机1分光光度计1真空泵1酸度计1灭菌器1溶解氧测定仪2磁力搅拌器1水分测定仪1COD仪1精密天平2空调器1物理天平1计算机149 某焦化废水治理工艺设计7投资及运营费用分析7.1土建投资估算主要构筑物及价格见表7.1。表7.1主要构筑物一览表序号构筑物建筑表面积(m2)单位数量材质价格(万元)1进水集水井124座1钢砼结构32进水泵房50座1砖结构1.53格栅间4座1钢砼结构34隔油池96座1钢砼结构35气浮间384.6座1砖结构36事故池85座1钢砼结构37调节池85座1钢砼结构58缺氧池156座1钢砼结构59好氧池188座1钢砼结构810加碱泵房281.6座1砖结构511二次沉淀池133.8座2钢砼结构212加药间218.6座1砖结构113混合反应池104座1钢砼结构214混凝沉淀池62.8座2钢砼结构1.515污泥浓缩池73座1钢砼结构216鼓风机房502.2座1砖结构317488座2砖结构249 某焦化废水治理工艺设计泥水回流泵房18污泥脱水间608座1砖结构219回流水井45座2钢砼结构120休息室199.68座1砖结构221配电间212.6座1砖结构222化验室332.8座1砖结构223工具维修间332.8座1砖结构224仓库204.8座1砖结构225综合楼2036座1钢砼结构226食堂583.2座1钢砼结构227澡堂358.4座1砖结构128门卫191.42座1砖结构129大门-个1不锈钢0.530围墙1035面4砖结构531总计----77.57.2设备投资估算主要设备材料及价格见表7.2。表7.2系统设备材料价格表序号名称规格单位数量单价(万元)总价(万元)1轻油罐V=20m3个10.50.52重油罐V=20m3个10.50.549 某焦化废水治理工艺设计3SLW25-160A卧式离心泵Q=3.7m3/h，P=1.1kw，H=28m台20.51.04SLW65-100(I)A卧式离心泵Q=80m3/h，P=2.2kw，H=13m台212.05SLW125-200B卧式离心泵Q=120m3/h，P=22kw,H=41.3m台120.56610QW3.7-15-1.1潜水排废泵Q=3.7m3/h,P=1.1kwH=15m台40.62.407G30-1螺杆泵Q=5m3/h,P=2.2kwH=60m台20.81.608刮泥机MHZX-16型台21.653.309D40-1.65型离心鼓风机Q=23m3/min,出口升压63700Pa,N=75kw台42.39.2010KRHS型回转式钩齿格栅除废机N=0.5kw台12.52.5011涡凹气浮机Q=100m3/h，材质为SUS304台155.0012ZJ-470型折板浆式搅拌机H=1100mm，附电机1.1kw台10.50.5013曝气器直径200mm个3580.0155.3714LX3DCP—2型螺压脱水机Q＝2～5m3/h;附电机P＝3kw台133.0016HJY-100加药装置Q=0.1m3/h，H=40m，N=0.25kw套10.80.8017HJY-100加药装置Q=1m3/h，H=40m，N=0.75kw套11.11.1049 某焦化废水治理工艺设计18流量在线监测系统-套11010.0019管道、管件、电动阀门---3030.0020配电及控制系统-套11010.0021合计----94.77(1)工程直接费用=构筑物费用＋设备费用77.5+94.77=172.3万元(2)工程建设费用按工程直接费用的20%计，则：工程建设费用=172.3×20%=34.46万元(3)价格因素预备费按工程建设费用的5%计，则：价格因素预备费=34.46×5%=1.72万元(4)实际工程总投资为：208.5万元。7.3运行费用估算运行费用包括电费、人工费、药剂费及维修费。(1)估计合计用电量为500kw·h/d，每度电按0.6元/(kwh)则每天电费为：500×0.6=300元/d(2)人工费：按每人每月1500元计则每天支出工资费为：6×1500/30=300元/d(3)药剂费：1)加药点及药品名称①浮选池：投加聚合硫酸铁(PFS)。②好氧池：投加纯碱(Na2CO3)。③混凝沉淀池：投加聚合硫酸铁(PFS)和聚丙烯酰胺(PAM)。④污泥脱水(浓缩池后污泥井)：投加聚合硫酸铁(PFS)49 某焦化废水治理工艺设计和聚丙烯酰胺(PAM)。2)药剂投加量①浮选池：投PFS~30mg/L(指Fe+3含量在120g/L的市售聚合硫酸铁)。②好氧池：投加Na2CO3~1g/L(按生化废水量计)。③混凝沉淀池：投加PFS~800mg/L，投加PAM~1mg/L。④污泥脱水：投加PFS按干污泥重的18%计算，投加PAM，按每公斤干污泥0.08公斤PAM计算。3)药剂量计算投加聚丙烯酰胺(PAM)：G=12.5×2×24×365/(1000×1000)=0.22t/a(投加浓度按2mg/L计)。G=0.08×23.72/1000=0.005kg/d(干泥脱水，按每公斤干泥0.08公斤计）每天投加量：G0=0.6+0.005=0.605kg聚合硫酸铁(PFS)：G=12.5×800×24×365/(1000×1000)=87.6t/a(投加量按800mg/L计）每天投加量G0=240kg投加纯碱(Na2CO3)：G=12.5×1×24×365/1000=109.5t/a(按1kg纯碱/m3废水计)每天加药量G0=300kg即溶液体积V=1m3(溶液按30%配制)4)所用药剂价格：聚合硫酸铁价格按市售折合为纯品2.3元/kg聚丙烯酰胺价格为18元/kg碳酸钠的价格为1.5元/kg5)则每天废水处理费用为：240×2.3+0.605×18+300×1.5=1013元/d(4)维修费：按工程直接费用的0.01%计算，则维修费为：172.3×10000×0.01%=775元(5)吨水处理成本：(300+300+1013+172.3)/300=5.95元/吨。49 某焦化废水治理工艺设计结论通过以上各方面的分析，该焦化废水经过本设计的工艺处理，预计出水优于国家《综合废水排放标准》(GB8978-1996)一级标准，且经济技术性均较好。焦化废水是一种高含氮、毒性强的有机工业污水之一。如果直接排入水体其污染程度大，毒害性强。因此，对焦化废水的处理无论在环境还是资源方面显得尤为重要。目前应用A/O工艺处理焦化废水技术比较成熟，此工艺的工艺流程简单，基建费用及运行费用较低，而且脱氮效果较好，该工艺具有广泛的发展前景。虽然如此，但是由于焦化废水的特殊性，其中的一些难降解的物质还是很难除尽，而不能达到理论上的零排放。所以，焦化废水的处理还需要我们不断的研究探索，争取找到更简单、更有效的处理方法。由于时间仓促和自身专业水平的不足，以及本工艺设计限于理论研究，没实践运行，本文中肯定存在尚未发现的缺点和错误，例如工艺缺陷或成本过高等问题。望老师、同学在今后的专业学习和工作中提出宝贵意见和建议。49 某焦化废水治理工艺设计致谢我的这篇毕业设计论文的完成，首先应当归功于我的导师XXX老师。无论是在实习考察、资料整理和检索还是在后期论文的审阅修改等各个方面都给予了我大量的指导和帮助，令我不但完成了本次毕业设计，同时也学到了许多书本上学不到的知识，受益匪浅，特致以深深的感谢。同时也要感谢同学们在本次毕业设计过程中对我学习、生活上的关心和帮助，使我这次毕业设计完成得更加顺利。49 某焦化废水治理工艺设计参考文献[1]高廷耀,顾国维.水废染控制工程[M].下册第二版.北京:高等教育出版社,2003,4[2]国家环境保护局.钢铁工业废水治理[M].北京:中国环境科学出版社,2007,12[3]章非娟.工业废水废染防治[M].上海:同济大学出版社.2001年5月第一版[4]宫磊,徐晓军.焦化废水处理技术的新进展[J].工业水处理,2004,3(3):9-12[5]张景来、王剑波等.冶金工业废水处理技术及工程实例[M].北京:化学工业出版社,2003,141[6]张忠祥,钱易.废水生物处理新技术[M].第1版.北京:清华大学出版社,2004,27-29[7]单明军,吕艳丽,丛蕾.焦化废水处理技术[M].第1版.北京:化学工业出版社,2005,33-36[8]StummW,MorganJJ.AquaticChemistry[M].NewYork:Johnwilley&Son.Inc.,1981[9]ManahanSE.EnvironmentalChemistryFourthEd[M].Boston:WillardGrantPress,1984[10]刘俊峰,易平贵.过滤一树脂吸附法处理焦化废水的研究[J].煤化工,2002,100(3):59-62[11]黄念东,夏畅斌.细粒焦渣对废水中酚的吸附研究[J].湘潭矿业学院学报,2000,15(2):63-66[12]刘翠华,何选明.絮凝剂在焦化废水再净化中的应用[J].武汉冶金科技大学学报,1999,22(1):42-45[13]王春敏,李亚峰,周红星,陈健,王维军,Fenton-混凝法处理焦化废水的试验研究,环境废染治理技术与设备,2006,03[14]ZhangMin,JooHwaTay.Comparisonbetweenanaerobic-anoxic-oxicandanoxic-oxicsystemsforcokeplantwastewatertreatment[J].JenvironEng,1997(9):876～88349 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