某含油污水處理廠設計水污染控制工程課程設計報告書

1、 .PAGE19 / NUMPAGES21 陽 化 工 大 學 水污染控制工程課程設計題 目： 含油污水處理課程設計院 系： 環(huán)境與安全工程學院專 業(yè)： 環(huán)境工程班 級：學生：指導教師：2013 年 9 月 11 日目錄TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc21043 目錄 PAGEREF _Toc21043 1 HYPERLINK l _Toc14939 一 概述 PAGEREF _Toc14939 2 HYPERLINK l _Toc31528 1.1設計背景 PAGEREF _Toc31528 2 HYPERLINK l _Toc32486 1.2 設計資料與依據(jù)

2、PAGEREF _Toc32486 2 HYPERLINK l _Toc19309 1.2.1設計資料 PAGEREF _Toc19309 2 HYPERLINK l _Toc8197 1.3 設計容 PAGEREF _Toc8197 3 HYPERLINK l _Toc28523 1.3.1設計任務 PAGEREF _Toc28523 3 HYPERLINK l _Toc26269 1.3.2繪圖要求 PAGEREF _Toc26269 3二 污水處理工藝的選擇和可行性分析 HYPERLINK l _Toc10761 2.1選擇污水處理工藝的原則 PAGEREF _Toc10761 3 HY

3、PERLINK l _Toc6447 2.2污水處理方案的確定 PAGEREF _Toc6447 4三 污水處理系統(tǒng) HYPERLINK l _Toc16945 3.1 調節(jié)池 PAGEREF _Toc16945 5 HYPERLINK l _Toc15290 3.1.1設計說明 PAGEREF _Toc15290 5 HYPERLINK l _Toc10654 3.1.2 設計參數(shù) PAGEREF _Toc10654 5 HYPERLINK l _Toc26597 3.1.3設計計算 PAGEREF _Toc26597 6 HYPERLINK l _Toc3818 3.2隔油池 PAGERE

4、F _Toc3818 6 HYPERLINK l _Toc18242 3.2.1設計說明 PAGEREF _Toc18242 6 HYPERLINK l _Toc23857 3.2.2設計參數(shù) PAGEREF _Toc23857 6 HYPERLINK l _Toc18668 3.2.3 設計計算 PAGEREF _Toc18668 7 HYPERLINK l _Toc32209 3.2.4 隔油池排泥設計 PAGEREF _Toc32209 7 HYPERLINK l _Toc13518 3.2.5 處理效果 PAGEREF _Toc13518 8 HYPERLINK l _Toc5380

5、3.3配水井 PAGEREF _Toc5380 8 HYPERLINK l _Toc4684 3.4氣浮池 PAGEREF _Toc4684 8 HYPERLINK l _Toc30823 3.4.1設計說明 PAGEREF _Toc30823 8 HYPERLINK l _Toc17713 3.4.2設計參數(shù) PAGEREF _Toc17713 9 HYPERLINK l _Toc22192 3.4.3設計計算： PAGEREF _Toc22192 10 HYPERLINK l _Toc6924 3.4.4上浮液渣排除設備 PAGEREF _Toc6924 12 HYPERLINK l _T

6、oc544 3.4.5排污裝置 PAGEREF _Toc544 12 HYPERLINK l _Toc5211 3.5 A/O池設計 PAGEREF _Toc5211 12 HYPERLINK l _Toc7027 3.5.1設計說明 PAGEREF _Toc7027 12 HYPERLINK l _Toc20541 3.5.2設計參數(shù)與規(guī)定（見表3-1） PAGEREF _Toc20541 13 HYPERLINK l _Toc2396 3.5.3設計計算 PAGEREF _Toc2396 13 HYPERLINK l _Toc30334 3.6二沉池的設計 PAGEREF _Toc3033

7、4 17 HYPERLINK l _Toc18635 3.6.1設計說明 PAGEREF _Toc18635 17 參考文獻一 概述1.1設計背景一般情況下，含油污水的含油量為幾十到幾千mg/L。根據(jù)其存在形式的不同，污水中的油類可分為浮油、分散油、乳化油和溶解油4種：（1）浮油，其粒經(jīng)一般大于100m，以連續(xù)相的形式漂浮于水面，形成油膜或油層；（2）分散油，以微小的油滴懸浮于水中，不穩(wěn)定，靜置一段時間后通常變成浮化油，油滴的粒經(jīng)一般介于10100m之間；（3）乳化油，當污水中含有某種表面活性劑時或油水混合物經(jīng)轉數(shù)為3000r/min左右的離心泵高速旋轉后，油滴便成為穩(wěn)定的乳化液分散于水中；（

8、4）溶解油，以一種化學方式溶解的微粒分散油，油粒直徑一般小于0.1m。由于油品在水中的溶解度很小（約為551mg/L），故這部分的比例一般在0.5%以下。1含油污水被排到江河湖海等水體后，油層覆蓋水面，阻止空氣中的氧向水中的擴散；水體中由于溶解氧減少，藻類進行的光合作用受到限制；影響水生生物的正常生長，使水生動植物有油味或毒性，甚至使水體變臭，破壞水資源的利用價值；如果牲畜飲了含油污水，通常會感染致命的食道??；如果用含油污水灌溉農(nóng)田，油分與其衍生物將覆蓋土壤和植物的表面，堵塞土壤的孔隙，阻止空氣透入，使果實有油味，或使土壤不能正常進行新代和微生物新代，嚴重時會造成農(nóng)作物減產(chǎn)或死亡。另外，由于溢

9、油的漂移和擴散，會荒廢海灘和海濱旅游區(qū)，造成極大的環(huán)境危害和社會危害。但更主要的危害是石油中含有致癌烴，被魚、貝富集并通過食物鏈危害人體健康。因此，對石油和石化等行業(yè)產(chǎn)生的含油污水進行有效處理是極其必要的。目前，含油污水處理一般采用的是調解室隔油氣浮生化處理。本設計主要工藝流程為調解室隔油氣浮A/O法。1.2 設計資料與依據(jù)1.2.1設計資料(1)污水來源：煉制原油、油品水洗等。(2)進水水質：COD=8001000mg/L，油100150mg/L，NH3-N=30mg/L；重金屬：微量；磷：微量(3)設計水量：20000T/d1.3 設計容1.3.1設計任務(1)根據(jù)污水水質情況，地形等相關

10、資料，確定污水與污泥處理流程；(2)對污水與污泥處理流程中各處理構筑物進行工藝計算，確定其型式，數(shù)目與尺寸，以與主要設備型號和數(shù)量等； (3)構筑物的總體布置和污水，污泥處理流程的高程設計；(4)編寫設計說明書和計算書；(5)繪制6圖紙，主要包括平面圖，高程圖，相關構筑物設計圖等。1.3.2繪圖要求按照機械制圖規(guī)，手工繪制平面布置圖、高程圖與CAD繪制4構筑物設計圖紙。二 污水處理工藝的選擇和可行性分析2.1選擇污水處理工藝的原則污水處理工藝技術方案在達到治理要求的前提下應優(yōu)先選擇基建投資和運行費用少，運行管理方便的先進工藝；所用污水和污泥處理技術和其他技術不僅要求先進，更要求成熟可靠；污泥與

11、殘渣處理應盡量完善，消除二次污染；盡量減少工程占地。42.2污水處理方案的確定含油污水組成復雜、排放量大、污染物種類多、對環(huán)境危害大，其中主要污染物有油、硫化物、揮發(fā)酚、NH3以與其它有毒物質，COD 含量較高，難降解物質多，而且由于受到酸洗水的影響，污水的PH 變化較大。針對以上特點，一般采用隔油氣浮生化法處理。由于傳統(tǒng)生化處理的局限性，其COD、BOD5、NH3-N等污染物指標均難以達到標準，所以把工藝鎖定在以下兩種：SBR法（Sequencing Batch Reator)5SBR法又稱序批式間歇活性污泥法，其操作流程由進水、反應、沉淀、出水和閑置五個基本過程組成，所有處理過程都是在一個

12、設有曝氣或攪拌裝置的反映其依次進行。特點是工藝簡單，由于只有一個反應池，不需二沉池、回流污泥與設備，一般不設調節(jié)池，可節(jié)省占地和投資，耐沖擊負荷且運行方式靈活。缺點是抗?jié)舛茸兓芰Σ?，發(fā)生污泥膨脹少但處理困難，存在浮渣問題，水頭損失大，池容利用不理想。2.A/O法A/O法又稱前置式缺氧好氧生物脫氮工藝，是目前較為廣泛采用的一種脫氮工藝。該工藝將反硝化段設在系統(tǒng)的前面，氨氮在好氧段通過硝化反應生成硝酸鹽，硝酸鹽通過循環(huán)回流到缺氧池中，在缺氧池中以水中的有機物作為碳源進行反硝化脫氮。沉淀池中的污泥一部分回流到缺氧段提供足量微生物，剩余污泥經(jīng)處理后排放。經(jīng)過生產(chǎn)實踐證明，A/ O 工藝處理含油污水，

13、技術先進，運行可靠，具有良好脫氮效果，出水水質符合國家標準。結論：經(jīng)過比較，SBR工藝反應池的進水、曝氣、排水過程變化頻繁，對污水廠設備儀表的要求較高，基建費用高；而且不連續(xù)出水，使得SBR工藝串聯(lián)其他連續(xù)處理工藝時較為困難，不利于擴大規(guī)模。選擇隔油氣浮A/O工藝比較經(jīng)濟實用， 而且參考國一樣水平的污水處理廠，A/O法應用也較為廣泛，前景甚好。(1)技術方面 ：技術先進，所處理的污水能夠滿足國家指定的污水排放標準，自動化設備的使用使操作管理十分方便(2)經(jīng)濟方面：采用新的工藝后，減少了污泥的產(chǎn)量，占地面積較小，基建費用較少，運行費用低。隔油-氣浮A/O工藝流程如下圖所示 隔油池 配水井硝態(tài)液回

14、流調節(jié)池氣浮池含油污水好氧池O缺氧池A二級沉淀池普通快濾池回流污泥 處理出水圖2-1工藝流程圖三 污水處理系統(tǒng)3.1 調節(jié)池3.1.1設計說明污水在一天24h的水量和水質是波動變化的，這樣對污水廠的處理設備，特別是生物處理設備后生化反應系統(tǒng)處理功能正常發(fā)揮是不利的，甚至可能造成破壞。因此，應在污水處理系統(tǒng)前設置均化調節(jié)池，以均和水質、存盈補缺。73.1.2 設計參數(shù)水力停留時間（調節(jié)周期） T = 1 h設計流量 Q = 20000m3/d=833m3/h=0.231m3/s3.1.3設計計算(1)池容 公式（3-1） 流量，m3/h；調節(jié)時間，取2h；代入得 (2)調節(jié)池面積 公式（3-2）

15、 調節(jié)池水深，一般在3-5m之間；取5m；代入得 m2 取調節(jié)池長寬=21m16m。(3)工藝設備調節(jié)池設攪拌機3.2隔油池3.2.1設計說明隔油池一般分為平流式、斜板式和平流與斜板組合三種，本次設計為工業(yè)污水處理，水量相對較小，選擇平流式隔油池，其優(yōu)點是隔油效果好，耐負荷沖擊，施工簡單。3.2.2設計參數(shù)(1)隔油池油珠上浮速度不高于；(2)隔油池水平流速在35mm/s之間；(3)隔油池有效水深一般在1.52.0m/s之間；(4)深寬比為0.30.5，超高不小于0.4 ；(5)集油管管徑為200-300mm；(6)池刮油速度不超過15mm/s。3.2.3 設計計算(1)隔油池表面積 公式（3

16、-3）：最大設計流量，=833m3/h：修正系數(shù)，與水平流速v和油珠上浮速度V的比值有關，取=1.44: 油珠上浮速度，取V=1.6m/h：水平流速，取v=16m/h=m2(2)過水斷面面積= 公式（3-4）(3)有效水深和池寬 水深h一般在1.5-2.0m之間，取h=2m 池寬b不大于6.0m，深寬比為0.30.5；則取 b=4.5m (4)池長 公式（3-5） 長寬比L/b=6.44 符合要求(5)高度 隔油池高度 h1：池水面以上到池壁標高，一般不小于0.4m；取h1=0.5m 則3.2.4 隔油池排泥設計(1)隔油池一般采用機械刮泥，其運行速度為0.31.2m/min，要求池底坡度不小

17、于0.01；(2)當采用污泥斗排泥時，每個泥斗應設單獨的排泥閥的排泥管。泥斗的斜管與水平面傾角：方斗宜60、圓斗宜為55；(3)污泥沉淀區(qū)容易宜按不大于2d的污泥量計算；(4)池底排泥管干管的直徑不小于200mm；(5)當采用靜壓排泥時，凈水頭不應小于1.5m。3.2.5 處理效果 隔油池去除率可達70%，出水中含油量約為800（1-70%）=2403.3配水井配水設施能夠均衡的發(fā)揮各處理構筑物運行能力，保證各構筑物經(jīng)濟有效的運行，常見的有對稱式、堰式和非對稱式。對稱式配水是構筑物個數(shù)為雙數(shù)的配水方式，其連接管線可以是明渠和暗管。特點是管線完全對稱（包括管徑和長度），從而使水頭損失相等。這種配

18、水方式的構造和運行操作均比較簡單。缺點是占地廣、管線長，而且構筑物不能過多，否則造價較高。堰式配水是污水處理廠常用的配水設施。進水從井底中心進入，經(jīng)等寬度堰流入各個水斗再流向各構筑物。原理是利用等寬度堰上水頭損失相等，過水流量就相等的原理來進行配水。其特點是配水均勻，不受構筑物管渠狀況的影響，即使長短不同或局部損失不同也能做到配水均勻，可以對稱布置也可以不對稱布置。優(yōu)點是配水均勻，缺點是水頭損失較大。非對稱配水的特點是在進口處造成一個較大的局部損失入流，讓局部損失遠大于沿程損失，從而實現(xiàn)均勻配水。設配水井1座。3.4氣浮池3.4.1設計說明氣浮法也稱浮選法，其原理是設法使水中產(chǎn)生大量的微氣泡，

19、以形成水、氣、與被去除物質的三相混合體，在界面力、氣泡上升浮力和靜水壓力差等多種力的共同作用下，促進微細氣泡粘附在被去除的微小油滴上后，因粘合體密度小于水而上浮到水面，從而使水中油粒被分離去除。 氣浮法通常作為對含油污水隔油后的補充處理。即為生化處理之前的預處理，經(jīng)過氣浮處理，可將含油量降到30mg/L以下，再經(jīng)過生化處理，出水含有可達到10mg/L以下。設計選用目前最常用的平流式氣浮池，廢水從池下部進入氣浮接觸區(qū)，保證氣泡與廢水有一定的接觸時間，廢水經(jīng)隔板進入氣浮分離區(qū)進行分離后，從池底集水管排出。浮在水面在的浮油用刮油設備刮入集油槽后排出。其優(yōu)點是池身淺、造價低、構造簡單、管理方便。3.4

20、.2設計參數(shù)(1)加壓水泵加壓水泵作用是提供一定壓力的水量，本設計中采用離心泵(2)空氣供給設備壓力溶氣氣浮的供氣方式可分為泵前插管進氣、水泵射流器供氣、水泵空壓機供氣三種，本設計中采用水泵空壓機供氣(3)壓力溶氣罐設計參數(shù)：過流密度2500 QUOTE m3/(m2d)布水區(qū)高度取0.2m;貯水區(qū)高度取1.0m;填料層高度取1.0m;液位控制高取0.8m(從罐底計)；氣罐承受能力0.6Mpa以上；罐理論停留時間3min;(4)氣浮池設計參數(shù)：設計停留時間 30min表面負荷率 8m3/(m2h)進入接觸室的流速 60mm/s隔板下端的水流上升速度 16mm/s隔板上端的上升速度 8mm/s接

21、觸室的停留時間 50min3.4.3設計計算：(1)溶氣罐的容積： 公式（3-6）溶氣罐有效容積系數(shù)，取60% QUOTE 罐實際停留時間，取5min溶氣用水量，取處理水量的10%， 代入得溶氣罐直徑 公式(3-7) 代入得溶氣罐高度Z取下式計算:(2)接觸區(qū)設計計算氣浮池接觸區(qū)面積: 公式（3-8）式中 接觸區(qū)水深上升平均流速，回流水量， 則 (3)氣浮池分離區(qū)面積: 公式（3-9）式中 水流下降的平均流速，取2.0mm/s.則 (4)氣浮池有效水深： 公式（3-10）式中 氣浮池分離區(qū)水利停留時間，取1.5min則 (5)氣浮池的有效容積: 公式（3-11）則可求出：氣浮池個數(shù)取2座，以并

22、聯(lián)方式運行。取池有效長度L和池寬B的比L:B=2.0，則可求出：接觸室長度一般與池寬B一樣，則 QUOTE ，其寬度氣浮池的總高H式中 h1 為標高，取0.5m3.4.4上浮液渣排除設備如果氣浮池量的上浮液、渣得不到與時的清除，刮渣時對渣層的擾動過于劇烈，因此需要與時將上浮液、渣排除，排渣設備主要是刮渣機，本設計中采用鏈條牽引式刮渣機，采用逆水流方向刮渣，刮渣板運行速度取60mm/s。為了消除撇渣時存在的死區(qū)和浮渣倒流現(xiàn)象，在池子兩邊設置擋渣板。擋渣板表面光滑平直，兩塊板相互平行，其間距與刮板尺寸相吻合，擋渣板與池墻焊接密封，以防浮渣進入擋板。3.4.5排污裝置本設計采用管式排污裝置，排污管采

23、用直徑為300mm的鋼管，排污管頂開縫寬呈 QUOTE 的圓心角。3.5 A/O池設計3.5.1設計說明A/O法又稱前置式缺氧好氧生物脫氮工藝，是目前較為廣泛采用的一種脫氮工藝。該工藝將反硝化段設在系統(tǒng)的前面，氨氮在好氧段通過硝化反應生成硝酸鹽，硝酸鹽通過循環(huán)回流到缺氧池中，在缺氧池中以水中的有機物作為碳源進行反硝化脫氮。沉淀池中的污泥一部分回流到缺氧段提供足量微生物，剩余污泥經(jīng)處理后排放。該工藝與傳統(tǒng)生物脫氮工藝相比的主要優(yōu)點如下：(1) = 1 * GB3 流程簡單，構筑物少，節(jié)省基建費用；(2) = 2 * GB3 在污水C/N較高(大于4)時，以原污水中的有機物為碳源，不需要外加碳源；

24、(3) = 3 * GB3 好氧池設在缺氧池之后，使反硝化殘留的有機物進一步去除，提高出水水質；(4)缺氧池在好氧池之前，一方面，由于反硝化消耗一部分有機碳源，減輕好氧池的有機負荷，另一方面有利于控制污泥膨脹；同時，反硝化過程產(chǎn)生的堿度也可以補償硝化過程之需；3.5.2設計參數(shù)與規(guī)定（見表3-1）表3-1設計參數(shù)表污泥濃度/mgMLSS/l30005000總水利停留時間t/h712缺氧池水利停留時間h1.52.5好氧池水利停留時間h5.59.5污泥回流比R%50100混合液回流比R%200500溶解氧DO缺氧池小于0.5；好氧池大于2設計流量Q30000 m3/d3.5.3設計計算(1)好氧區(qū)

25、容積 公式（3-12）式中：好氧區(qū)有效容積，； Q設計流量，;-進水濃度，mg/L； S出水濃度，mg/L； Y污泥產(chǎn)率系數(shù)，取0.6；源代系數(shù)，取0.01；固體停留時間，d；混合液懸浮固體濃度（MVSS），mg/L，取3000mg/L f 混合液中VSS和TSS之比，取f=0.7; 出水溶解性濃度S應為： 公式（3-13）式中 tBOD實驗時間，6d kBOD的分解速度常數(shù)，0.23 則可求出:mg/L 60mg/L = 2 * GB3 設計污泥齡首先確定硝化速率，則計算如下 公式（3-14） 式中 的濃度，mg/L；氧的半速常數(shù)，mg/L；反應池中溶解氧濃度，mg/L 則可求出：=硝化反應

26、所需的最小泥齡 公式（3-15）則可求出： = =2.43d選用安全系數(shù)K=3設計污泥齡： 公式（3-16）則可求出： =32.43=7.29 d代入公式得 = 3 * GB3 好氧區(qū)容積好氧區(qū)水利停留時間： 公式（3-17）則可求出： =0.287 d(2)缺氧區(qū)容積 公式（3-18）式中 缺氧池有效容積，；需還原的硝酸鹽氮量，kg/d；反硝化速率，； = 1 * GB3 微生物同化作用去除的總氮 公式（3-19）則可求出： =0.124=10.9mg/L被氧化的進水總氮量-出水氨氮量-用于合成的總氮量則可求出所需脫硝量為：24.1mg/L需還原的硝酸鹽氮量 = 2 * GB3 反硝化速率 公式（3-20）式中：時的反硝化速率常數(shù)，取0.12；溫度系數(shù)，取1.08；則 = 3 * GB3 缺氧池容積缺氧池水利停留時間 公式(3-21)則可求出：(3)曝氣池總容積 則可求出： =8620+4530=13150m3 系統(tǒng)總設計泥齡=好氧池泥齡+缺氧池泥齡=7.29+7.291205/8619=8.31d(1)曝氣系統(tǒng)設計計算 = 1 * GB3 設計需氧量AOR需氧量包括碳化需氧量和硝化需氧量，并應扣除剩余活性污泥排放所減少的BOD5 與的氧當量(此部分用于細胞合成，并為消耗)，同時還應考慮反硝化脫氮產(chǎn)生 的氧量。a.碳化需氧量 公式(3-25)則可求出：b.硝化