焦化廢水處理基本工藝設計

《化工工藝學》

課程設計

240萬噸/年焦炭焦化廠生物脫

酚工段設計

專業(yè)：化學工程與工藝

班級：化工12-3班

姓名：陳濤

學號：020860

目錄

前言.................................錯誤!未定義書簽。

1焦化廢水概述.......................錯誤!未定義書簽。

1.1焦化廢水概況..................錯誤!未定義書簽。

1.1.1焦化廢水來源與構(gòu)成........錯誤!未定義書簽。

1.1.2焦化廢水特點及危害........錯誤!未定義書簽。

1.2國內(nèi)外焦化廢水解決技術........錯誤!未定義書簽。

1.2.1物理化學法................錯誤!未定義書簽。

1.2.2生化解決法................錯誤!未定義書簽。

1.2.3化學解決法................錯誤!未定義書簽。

2水質(zhì)分析和解決工藝選取..............................8

2.1.1來源構(gòu)成.....................................8

2.1.2水質(zhì)特性.....................................9

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

2.2排放原則.......................................10

2.3.1焦化廢水水質(zhì).................................10

2.4解決工藝選取.................................10

2.4.1解決工藝流程選取應考慮因素.................10

2.4.2工藝對比..................................11

2.4.3工藝選取................................14

2.4.4A/O工藝原理.............................14

2.5各段工藝去除率..................................15

3主體構(gòu)筑物設計.......................................17

3.1格柵..............................................17

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

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

3.4調(diào)節(jié)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污泥濃縮池.....................................29

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

4設備選型..............................................30

4.1格柵設計選型...................................30

4.2風機選型.........................................30

4.4廢水污泥泵選型..................................31

4.5加藥裝置選型.....................................32

4.5.1加藥裝置選型................................32

4.6污泥脫水機選型.................................32

4.7攪拌機選型.......................................32

4.8刮泥機及撇油機選型............................33

結(jié)論..................................................33

參照文獻................................................34

水是地球重要構(gòu)成某些，也是生物機體不可缺少組分，人類

生存和發(fā)展離不開水資源。地球上約有97.3%水是海水，它覆蓋

了地球表面70%以上，但由于海水是具有大量礦物鹽類“咸水”，

不適當被人類直接使用。這樣，人類生命和生產(chǎn)活動能直接運用

且易于獲得淡水資源就十分有限，局限性總水量3%,且其中約

3/4以冰川、冰帽等固態(tài)形式存在于南北極地，人類很難使用。

與人類關系最密切、又較易開發(fā)運用淡水儲量約為4xl06km3,僅

占地球上總水量0.3%。因而，解次水廢染、合理地運用水資源是

世界各國經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展當務之急。

焦化廢水是一種高含氮、毒性強有機工業(yè)廢水之一。如果直

接排入水體其廢染限度大，毒害性強⑴。因而，對焦化廠廢水解

決無論在環(huán)境還是資源方面顯得尤為重要。

鑒于可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境質(zhì)量規(guī)定，現(xiàn)決定對某煤焦化有限責

任公司產(chǎn)生焦化廢水進行解決工藝設計。廢水產(chǎn)生量為300t/d,

廢水重要由含高濃度氮焦化廢水和生活廢水構(gòu)成，且都含較高

COD、SS和石油類物質(zhì)。本文依照該焦化廢水濃度高，毒性大水

質(zhì)特點，設計“A/O”工藝對其進行解決。廢水中SS、石油類物

質(zhì)、COD等濃度大大減少，使得出水水質(zhì)達到《廢水綜合排放原

則(GB8978-1996)》中一級排放規(guī)定。本文對各解決單元構(gòu)筑物

進行了設計計算，繪制各解決單元構(gòu)筑物圖示，以及廢水解決站

平面布置圖和高程布置圖，同步對該廢水解決站進行了投資經(jīng)濟

概算，驗證廢水不但得到有效解決，且經(jīng)濟可行，符合可持續(xù)發(fā)

展規(guī)定。

1焦化廢水概述

1.1焦化廢水概況

1.1.1焦化廢水來源與構(gòu)成

焦化廠是鋼鐵公司生產(chǎn)重要構(gòu)成某些，焦炭是鋼鐵冶煉重要

原材料，煉焦回收化工產(chǎn)品供應許多行業(yè)生產(chǎn)。隨著社會、經(jīng)濟

發(fā)展，焦化行業(yè)已發(fā)揮著越來越重要作用。當前'國內(nèi)生產(chǎn)焦化

產(chǎn)品廠家達數(shù)百家。焦化廠生產(chǎn)重要任務是進行煤高溫干鐳一煉

焦，以及回收解決在煉焦過程中所產(chǎn)生副產(chǎn)品。整個生產(chǎn)過程分

為選煤、煉焦及化工三某些。焦化廢水則產(chǎn)生于煉焦、制氣過程

及化工產(chǎn)品回收過程，水質(zhì)復雜，產(chǎn)生量較大。其重要來源有⑵:

(1)剩余氨水。由煉焦水分及煉焦過程中產(chǎn)生化合物構(gòu)成。普通

狀況下，其數(shù)量占所有廢水一半以上，是疑氮廢染物重要來源；

(2)化工產(chǎn)品工藝排水。涉及化工產(chǎn)品回收和精制過程中各關于工

段分離水及各種貯槽定期排水和事故排水；(3)粗苯終冷水及煤

氣脫硫和煤氣終冷循環(huán)排廢水。其中具有一定數(shù)量酚、鼠、苯、

硫化物及哦咤堿等。(4)焦油車間廢水：焦油車間依照有機物沸點

不同，用蒸鏘法初步分離各種產(chǎn)品，再經(jīng)酸堿洗滌分離出粗苯、

毗咤等產(chǎn)品。廢水重要是間斷地排出高濃度含油、含酸廢水。這

某些廢水普通經(jīng)溶劑脫酚通過蒸氨塔后才干進入生物解決裝置；

(5)古馬隆廢水：從酚、油、重苯中提取古馬隆，要通過蒸儲、堿

洗、酸洗、中和及水洗，排除含酚、毗咤、油等廢染物廢水。焦

化廢水產(chǎn)生普通工藝流程如圖1.1所示叫

隹相

圖1.1焦化生產(chǎn)工藝流程

焦化廢水因受原煤性質(zhì)、焦化產(chǎn)品回收工序及辦法等各種因

素影響，具有各種廢染物。焦化廢水是一種含高氨氮、高有機物、

成分復雜、難解決有機工業(yè)廢水。焦化廢水中許多高毒性難降解

有機物，對生態(tài)環(huán)境危害極大，如占總有機物一半以上酚類化合

物，可使蛋白質(zhì)凝固，對人類、水產(chǎn)及農(nóng)作物均有極大危害⑷。

經(jīng)常接觸煤焦油、瀝青和某些石油化工溶劑人，皮膚癌、唇癌以

及肺癌患病率相稱高,由于口引喙、蔡、為咤堿、啡慈、苯并花等

各種多環(huán)和雜環(huán)芳香族化合物(PAHs)中有不少是致癌和致突變

物質(zhì)。氨氮是水體富營養(yǎng)化重要廢染物，近年來，國家不但對COD

排放做了嚴格規(guī)定，對氨氮危害也越來越注重，并對氨氮排放也

做了嚴格規(guī)定。

1.1.2焦化廢水特點及危害

1、水質(zhì)特點

⑴成分復雜

焦化廢水構(gòu)成十分復雜，濃度高、毒性大。核磁共振一色譜

分析顯示：焦化廢水中具有數(shù)十種無機和上百種有機化合物⑶。

無機廢染物亙要是大量氨鹽、硫氟化物、硫化物及氧化物等。

有機廢染物除酚類化合物以外，還涉及脂肪族化合物、雜環(huán)

類化合物和多環(huán)芳香族化合物等。其中酚類化合物為主，占總有

機廢染物80%左右，重要成分有苯酚、鄰甲酚、對甲酚、鄰對甲

酚、二甲酚、鄰苯二甲酚及其同系物等；雜環(huán)類化合物涉及二氮

雜苯、氮雜聯(lián)苯、氮雜危、氮雜蔥、哦咤、噬咻、咔陛及口引味等;

多環(huán)類化合物涉及蔡、慈、菲及a?苯并花等⑹。

(2)水質(zhì)變化幅度大

焦化廢水中氨氮變化系數(shù)可達2.7,COD變化系數(shù)可達2.3,

酚和氧化物濃度變化系數(shù)達3.3和3.4o

(3)具有大量難降解物，可生化性較差

焦化廢水中有機物(以COD計)含量高，且由于廢水中所具有

機物多為芳杳族化合物和稠環(huán)化合物及吸咪、毗咤、瞳咻等雜環(huán)

化合物，其BOD5/COD值低，普通為0.3?().4,有機物穩(wěn)定，微

生物難以運用，廢水可生化性差。

(4)廢水毒性大

其中具有氧化物、芳炸、稠環(huán)及雜環(huán)化合物都是有毒物質(zhì)，

有甚至是致癌物質(zhì)，毒性極強。

2、危害

(1)對人危害

焦化廢水中具有酚類化合物是原型質(zhì)毒物，可以通過皮膚、

黏膜接觸和經(jīng)口服而侵入人體體內(nèi)O高濃度酚可以引起激烈腹痛、

嘔吐和腹瀉、血便等癥狀，重者甚至死亡。低濃度酚可引起積累

性中毒，有頭痛、頭暈等不良反映。廢水中粗化物毒性很大。當

pH值在8.5如下時，劄化物安全濃度為5mg/L。人食用平均致死

量氧氨酸為30?60mg/L,氧化鈉為0.1g,氧化鉀為0.12g。此外廢

水中具有大量氨氮，也許轉(zhuǎn)化為NO2一或NO3-O人體若飲用了

NH4+-N>l()mg/L或NO3--N>5()mg/L水，可使人體內(nèi)正常血紅蛋

白氧化成高鐵血紅蛋白，失去輸氧能力，浮現(xiàn)缺氧癥狀。若亞硝

酸鹽長時間作用于人體，可引起細胞癌變。

(2)對水體和水生生物危害

大量有機廢染物進入水體，會消耗水體當中大量溶解氧，水

體發(fā)臭，水質(zhì)惡化。同步由于有毒物質(zhì)進入使得水中水生生物生

存受到影響，魚類和貝類等大量減產(chǎn)與死亡，并能通過食物鏈傳

遞給人類導致食物中毒等。此外，含氮化合物還能導致水體富營

養(yǎng)化，特別對湖泊等封閉水域危害更大。

⑶對農(nóng)業(yè)危害

采用未經(jīng)解決焦化廢水直接灌溉農(nóng)田，將使農(nóng)作物減產(chǎn)和枯

死，特別是在播種期和幼苗發(fā)育期，幼苗因抵抗力弱，含酚廢水

使其腐爛；焦化廢水中油類物質(zhì)能堵塞土壤孔隙，含鹽量高而使

土壤鹽堿化；農(nóng)業(yè)灌溉用水中TN含量如超過lmg/L,作物吸取

過剩氮能產(chǎn)生貪青倒伏現(xiàn)象⑺。

1.2國內(nèi)外焦化廢水解決技術

當前，國內(nèi)80%焦化廠普遍采用是以老式生物脫氮解決為核

心工藝流程。分為預解決、生化解決以及深度解決。預解決重要

采用物理化學辦法，如除油、蒸氨、萃取脫酚等；生化解決工藝

重要為A/O、A?/。等工藝；深度解決重要工藝有活性炭吸附法、

活性炭-生物膜法及氧化塘法。在歐洲，焦化廢水解決普遍工藝為

先去除懸浮物和油類廢染物質(zhì)，然后運用蒸氨法去除氨氮，再采

用生物氧化法去除酚硫氧化物和硫代硫酸鹽。在某些狀況下還對

廢水做排放前最后深度解決。在美國，煉焦廠廢水解決工藝為：

脫焦油一蒸氨工藝一活性污泥法及污泥脫水系統(tǒng)。綜合看起來，

國外焦化廢水治理辦法與國內(nèi)基本一致電叫

1.2.1物理化學法

1、吸附法

吸附法是運用多孔性吸附劑吸附廢水中一種或幾種溶質(zhì)，使

廢水得到凈化?；钚蕴渴亲顟T用一種吸附劑，活性炭吸附法合用

于廢水深度解決。劉俊峰等采用高溫爐渣過濾,再用南開牌H2103

大孔樹脂吸附解決含酚520mg/L、COD3200mg/L焦化廢水，解決

后出水達到國家排放原則［⑼。黃念東等研究了細粒焦渣對焦化廢

水凈化作用，溫度25c條件下，酚去除率為98%"L

2、混凝和絮凝沉淀法

混凝法是向廢水中加入混凝劑并使之水解產(chǎn)生水合配離子及

氫氧化物膠體，中和廢水中某些物質(zhì)表面所帶電荷，使這些帶電

物質(zhì)發(fā)生凝集，是用來解決廢水中自然沉淀法難以沉淀去除細小

懸浮物及膠體微粒，以減少廢水濁度和色度，但對可溶性有機物

無效，慣用于焦化廢水深度解決。該法解決費用低，既可以間歇

使用也可以持續(xù)使用。上海焦化總廠選用厭氧?好氧生物脫氮結(jié)

合聚鐵絮凝機械加速澄清法對焦化廢水進行綜合治理，使出水中

COD<158mg/L,NH3-N〈15mg/U⑵。近年來，新型復合混凝劑在

焦化廢水解決中應用得到廣泛研究。

3、Fenton試劑法

Fenlonl⑶試劑是由H2O2和Fe2+混合得到一種強氧化劑，由于

其能產(chǎn)生氧化能力很強QH自由基，在解決難生物降解或普通化

學氧化難以奏效有機廢水時，具備反映迅速，溫度和壓力等反映

條件緩和且無二次廢染等長處。因而，近30年來越來越受到國內(nèi)

外環(huán)保工作者廣泛注重。

1.2.2生化解決法

生化解決法是一種運用微生物氧化分解廢水中有機物辦法，

常作為焦化廢水解決系統(tǒng)中二級解決。

1、A/O與A?/。法

當前國內(nèi)重要采用A/O與A2/O工藝及其變異型脫氮工藝進

行焦化廢水脫氮解決，脫氮效果較好。ZhangMin"4,6⑹等對

A-A-0工藝與A-0工藝進行了比較，實驗表白：A-A-0工藝在

NH3-N去除和反硝化方面均優(yōu)于A-O工藝，特別是反硝化率方面

A-A-O工藝是A-0工藝兩倍。當前寶鋼一、二期焦化廢水就是對

原A-O工藝優(yōu)化后，采用了A-A-0H7］工藝。當前系統(tǒng)運營穩(wěn)定，

但由于條件控制復雜，投資費用高，為保證解決效果，運營中污

泥及廢水回流量較大，增長了動力消耗，且內(nèi)循環(huán)液帶入大量溶

解氧，使反硝化池內(nèi)難于保持抱負缺氧狀態(tài)，影響反硝化過程減

少了脫氮效率。

2、SBR法

SBR池兼均化、沉淀、生物降解及終沉等功能于一體。國內(nèi)

外對SBR法研究成果表白此法工藝簡樸、運營費用低、運營管理

簡樸，同步不必設調(diào)節(jié)池，多數(shù)狀況下可省去初沉池。SBR反映

池生化反映能力強，解決效果好，能有效地防止污泥膨脹，耐沖

擊負荷能力強，工作穩(wěn)定性強。用它來解決焦化廢水，NH3-N去

除率達60%,老式SBR法對焦化廢水降解效率不高［電⑼。

3、氧化溝技術

隨著氧化溝技術發(fā)展，浮現(xiàn)了一系列脫氮技術與氧化溝技術

相結(jié)合廢水解決工藝流程。按照運營方式，氧化溝可以分為持續(xù)

工作式、交替工作式和半交替工作式。持續(xù)工作式氧化溝，如帕

斯韋爾氧化溝、卡魯塞爾氧化溝。奧貝爾氧化溝在國內(nèi)應用比較

多，這些氧化溝通過設立恰當缺氧段、好氧段都能獲得較好脫氮

效果。

1.2.3化學解決法

1、催化濕式氧化技術

催化溫式氧化技術是在高溫、高壓條件下，在催化劑作用下,

用空氣中氧將溶于水或在水中懸浮有機物氧化，最后轉(zhuǎn)化為無害

物質(zhì)N2和C02排放。該技術研究始于20世紀70年代，是在

Zim-merman濕式氧化技術基本上發(fā)展起來。濕式催化氧化法具

備合用范疇廣、氧化速度快、解決效率高、二次廢染低、可回收

能量和有用物料等長處。但是，由于其催化劑價格昂貴，且在高

溫高壓條件下運營，對工藝設備規(guī)定嚴格，國內(nèi)很少將該法用于

廢水解決㈤。

2、臭氧氧化法

臭氧是一種強氧化劑，能與廢水中大多數(shù)有機物，微生物迅

速反映，同步還可起到脫色、除臭、殺菌作用。該法不會導致二

次廢染，操作管理簡樸以便。但是，這種辦法也存在投資高、電

耗大、解決成本高缺陷。同步若操作不當，臭氧會對周邊生物導

致危害。因而，當前臭氧氧化法還重要應用于廢水深度解決。在

美國已開始應用臭氧氧化法解決焦化廢水。

2水質(zhì)分析和解決工藝選取

2.2廢水來源及特性

2.1.1來源構(gòu)成

焦化廢水是焦化廠在焦炭煉制、煤氣凈化及化工產(chǎn)品回收過

程中產(chǎn)生大量毒性極高廢水，其重要來源有：①煤挾帶水，反映

生成水和焦化產(chǎn)品蒸儲、洗滌加入蒸汽和新鮮水，在與煤氣和產(chǎn)

品接觸后冷凝或分離出來廢水，涉及集氣管分離液和初冷液構(gòu)成

剩余氨水，氨水工藝中洗氨富氨水。這兩某些廢水經(jīng)蒸氨（回收）

后排出。②硫氨工藝中終冷洗苯水。③苯、焦油、古馬隆等化工

產(chǎn)品加工分離水。上述廢水量約為0.25?0.30m3/t焦。但事實上要

大多，各某些水量見表2.1：

表2.1焦化廢水來源

排水地點排放方式水量（m'/t焦）

蒸氨水硫氨工藝持續(xù)0.22-0.35

氨水工藝持續(xù)0.35-0.83

硫氨終冷水持續(xù)0.40-0.60

苯加工持續(xù)0.01-0.042

焦油加工持續(xù)().0()7-().02

煤氣水封水持續(xù)0.()06-0.017

2.1.2水質(zhì)特性

煤中碳、氫、氧、氮、硫等元素，在干儲過程中轉(zhuǎn)變成各種

氧、氮、硫有機和無機化合物，使煤氣中水分及蒸汽冷凝液中具

有各種有毒有害廢染物。由于煤中含氮物多，煤氣中含氮

6-l2g/km3,經(jīng)脫苯，洗氨后為0.05-0.08g/kn?,因此廢水中含很高

氮和酚類化合物以及大量有機氮、CN-、SCN-及硫化物等等。

焦化廢水中所含廢染物分為無機物和有機物兩大類。無機物

普通以鏤鹽存在，涉及(NH62CO3、NH4HCO3、((NH4)2S、NH4HS、

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

(NH4)2S2O3.NH,Fe(CN)3等。焦化廢水中有機物涉及低沸點苯類

和難揮發(fā)中、堿性及酸性組分。其中酚類化合物有：苯酚、鄰甲

酚、間甲酚、對甲酚、二甲酚、鄰苯二酚、間苯二酚及其同系物

等，雜環(huán)類化合物涉及二氮雜芾、氮雜聯(lián)芾、氮雜荒、氮雜菲、

氮雜慈、毗咤、喳琳、咪哇、口引口朵等；多環(huán)類化合物涉及苯、慈、

菲、危、苯并花等。

2.1.3排放量

排放量：140//h

2.2排放原則

解決規(guī)定：據(jù)廠方規(guī)定，出水應達到《綜合廢水排放原則》

(GB8978-1996)一級原則。(CODc￡l(M)mg/L；BODs<100mg/L,

NH3-N<15mg/L；SS<70mg/L；油類glOmg/L)

2.3廢水水質(zhì)

2.3.1焦化廢水水質(zhì)見表2.2,2.3,2.4所示。

表2.2焦化廢水水質(zhì)

油類

CODcrBOD5NH3-Nss

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

表2.3生活廢水水質(zhì)

SS油類

CODcrBOD5NH3-N

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

表2.4混合后水質(zhì)

CODcr油類

BOD5NH3-NSS

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

由上表可知設計參數(shù)：CODcr<1733mg/L；BOD5<733mg/L；

NH3-N<132mg/L；SS<212mg/L；油類W267mg/L；水量12.5nf/h,其中廢水

6.25m3/h,在生化階段加入6.25m3/h自來水作為稀釋水。

2.4解決工藝選取

2.4.1解決工藝流程選取應考慮因素

廢水解決廠工藝流程系指在保證解決水達到所規(guī)定解決限

度前提下，所采用廢水解決技術各單元有機組合。

在選定解決工藝流程同步，還需要考慮各解決單元構(gòu)筑物形

式，兩者互為制約，互為影響。廢水解決工藝流程選定，重要如

下列各項因素作為根據(jù)。

1、廢水解決限度

2、工程造價與運營費用

3、本地各項條件

由于該焦化廢水含氮量比較高，故脫氮是必要考慮一項重要

任務，在去除有機物等廢染物同步必要考慮對氮去除。故選用二

級強化解決?？晒┻x用工藝：A/0工藝，A?/。工藝，SBR及其改

良工藝，氧化溝工藝。

2.4.2工藝對比

焦化廢水含高濃度氮，因而所選工藝要具備良好脫氮功能，如

下是對具備脫氮工藝特點比較：

1、A2/O工藝

圖2.1A2/0工藝

A2/0工藝特點：

1）厭氧、缺氧、好氧三種不同環(huán)境條件和不同種類微生物菌群

有機配合，能同步具備去除有機物、脫氮除磷功能;

2）在同步脫氮除磷去除有機物工藝中，該工藝流程最為簡樸，

總水力停留時間也少于同類其他工藝。

3）在厭氧.缺氧?好氧交替運營下，絲狀菌不會大量繁殖，SVI

普通不大于100,不會發(fā)生污泥膨脹。

4）污泥中含磷量高，普通為2.5%以上。

2、A/O工藝

工藝流程圖見圖2.2所示。

充該工藝具備如下特點：

1）反硝化產(chǎn)生堿度補硝化反映之需，約可補償硝化反映中所

消耗堿度50%左右；

2）運用原廢水中有機物，無需外加碳源；

3）運用硝酸鹽作為電子受體解決進水中有機物，這不但可以

節(jié)約后續(xù)曝氣量，并且反硝化菌對碳源運用更廣泛，甚至涉及難

降解有機物；

4）前置缺氧池可以有效控制系統(tǒng)污泥膨脹

回流廢泥

圖2.2A/0生物脫氮工藝

3、氧化溝工藝

氧化溝具備如下特點：

(1)工藝流程簡樸，運營管理以便。氧化溝工藝不需要初沉池

和污泥消化池。有些類型氧化溝還可以和二沉池合建，省去污泥

回流系統(tǒng)。

(2)運營穩(wěn)定，解決效果好。氧化溝BOD平均解決水平可達

到95%左右。

(3)能承受水量、水質(zhì)沖擊負荷，對濃度較高工業(yè)廢水有較強

適應能力。但是氧化溝水力停留時間長、泥齡長和循環(huán)稀釋水量

大。

(4)污泥量少、性質(zhì)穩(wěn)定。由于氧化溝泥齡長。普通為2()?3()d,

污泥在溝內(nèi)已好氧穩(wěn)定，因此污泥產(chǎn)量少從而管理簡樸，運營費

用低。

(5)可以脫氮?？梢酝ㄟ^氧化溝中曝氣機開關，創(chuàng)造好氧、缺

氧環(huán)境達到脫氮目，脫氮效率可達80%,但要達到較高效果則需

要采用此外辦法。

(6)基建投資省、運營費用低。和老式活性污泥法工藝相比，

在去除BOD、去除BOD和NHs-N及去除BOD和脫氮三種狀況

下，基建費用和運營費用均有較大減少。

4、SBR工藝

SBR工藝具備如下特點：

(l)SBR工藝流程簡樸、管理以便、造價低。SBR工藝只有一

種反映器，不需要二沉池，不需要污泥回流設備，普通狀況下也

不需要調(diào)節(jié)池，因而要比老式活性污泥工藝節(jié)約基建投資30%以

上，并且布置緊湊，節(jié)約用地。由于科技進步，當前自動控制已

相稱成熟、配套。這就使得運營管理變得十分以便、靈活，很適

合小都市采用。

(2)解決效果好。SBR工藝反映過程是不持續(xù)，是典型非穩(wěn)杰

過程，但在曝氣階段其底物和微生物濃度變化是持續(xù)(盡管是處在

完全混合狀態(tài)中)，隨時間延續(xù)而逐漸減少。反映器內(nèi)活性污泥處

在一種交替吸附、吸取及生物降解和活化變化過程之中，因而解

決效果好。

(3)有較好除磷脫氮效果。SBR工藝可以很容易地交替實現(xiàn)好

氧、缺氧、厭氧環(huán)境，并可以通過變化曝氣量、反映時間等方面

來創(chuàng)造條件提高除磷脫氮效率。

(4)污泥沉降性能好。SBR工藝具備特殊運營環(huán)境抑制了污泥

中絲狀菌生長，減少了污泥膨脹也許。同步由于SBR工藝沉淀階

段是在靜止狀態(tài)下進行，因而沉淀效果更好。

(5)SBR工藝獨特運營工況決定了它能較好適應進水水量、水

質(zhì)波動。

2.4.3工藝選取

通過以上比較，選定本廢水解決工藝為A/0工藝。由于此工

藝流程簡樸，基建費用及運營費用較低，并且脫氮效果較好，反

硝化菌還可以去除某些難降解有機物。該工藝又稱為前置缺氧一

好氧生物脫氮工藝。反硝化產(chǎn)生堿度補充硝化反映之需，約可補

償硝化反映中所消耗堿度50%左右；運用原廢水中有機物，無需

外加碳源；運用硝酸鹽作為電子受體解決進水中有機物，這不但

可以節(jié)約后續(xù)曝氣量，并且反硝化菌對碳源運用更廣泛，甚至涉

及難降解有機物；前置缺氧池可以有效控制系統(tǒng)污泥膨脹。

2.4.4A/0工藝原理

A/O工藝由兩某些構(gòu)成：缺氧反映池和好氧反映池。廢水一

方面進入缺氧池，在缺氧池內(nèi)反硝化細菌運用原水中酚等有機物

作為電子受體將回流硝化液液中NCh-和NO3一還原成氣態(tài)氮化合

物N2、N2OO反硝化出水流通過好氧池曝氣后，殘留有機物被氧

化，含氮化合物被硝化，硝態(tài)氮隨硝化液回流至缺氧池進行反稍

化。本工藝在生化池中設立填料，形成缺氧好氧生物膜解決系統(tǒng),

從而本解決系統(tǒng)解決效果會大大改進，由于系統(tǒng)穩(wěn)定性會增強，

故運營過程中管理也會變得更為便捷。污泥回流目在于維持反映

池中污泥濃度，防止污泥流失。混合液問

流目為反硝化提供電子受體（NO2一和NO3。，同步達到去除硝

態(tài)氮目。

2.4.5A/0工藝流程見圖2.3所示。

—I

淳冼池調(diào)節(jié)油

宓汨同湍

混海燈波汕好氧油就氨訕.

~~rt

硝仔酒向淋

晡水

庚加濃縮淞---------A

源餅外［云

由永

圖2.3設計工藝示意圖

2.5各段工藝去除率

2.5.2、本工藝設計各單元去除率見表2.5。

表2.5各單元進出水濃度、去除率

CODr

水質(zhì)指標r氨氮(mg/L)SS汕類(mg/1)

(mg/1)

進水1733132212267

隔油池出水162913220153

去除率6%05%80%

進水162913220153

氣浮池出水1531.3132190.910.6

去除率6%05%80%

進水1531.3132190.910.6

調(diào)節(jié)池出水756.66695.4<10

去除率50%50%50%10%

進水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%

進水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%—

二沉池進水94.59.977.3—

出水858.915.5<10

去除率10%10%80%一

進水858.915.5一

混凝沉淀池出水76.58.013.9<10

去除率10%10%10%--

焦化廠排出富含大量氨氮焦化廢水通過本工程選用A/0工藝，脫氮效

果較好，預測可達到國家出水應達到《綜合廢水排放原則》(GB8978T996)

一級原則(CODCr<100mg/L,NH3-N<15mg/L,SS07Omg/L,油類SOmg/L)。

3主體構(gòu)筑物設計

3.1格柵

格柵重要是截留廢水中較大顆粒和懸浮物，以保證后續(xù)解決

順利進行。該焦化廢水SS含量不是很高，格柵攔截廢染物不多。

格柵水力計算示意圖如：圖3-1

//〃/////"http:///%/~~J

勿/////////////力/////////2

圖3-1格柵水力計算不意圖

設計參數(shù)：

設計流量（最大流量）Qmax=140m3/h,則夕max=0?038H?/s；

柵條寬度S----------0.015m；

柵條間隙b----------0.01m；

過柵流速v----------0.6m/s

柵前渠道流速vs--0.55m/s；

柵前渠道水深h--0.3m

格柵傾角a-----------60°

阻力系數(shù)二--------2.42

重力加速度g------------9.81m/s2

系數(shù)k--------------------3

進水渠道寬度BL--0.5m

進水渠道與格柵夾角⑥-----20°

（1）、格柵間隙數(shù)量計算公式:

〃—Gnax?如石/

n-/b-h-v

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

由于水量太小，導致計算出格柵間隙數(shù)太少，此處以為設立

格柵間隙數(shù)為n=20,則：

有效柵寬B二S(n+l)+bn=0.5m

設格柵池寬度為B、=0.6m；

格柵池高度為Hi=0.6m；

(2)、格柵水頭損失：

h?=k?/?0

v2

/%=4#——?sina

2g

式中：h2……過柵水頭損失，m

ho----計算水頭損失，m

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

2x9.81

(3)、柵渠寬度：

B、心

Li=

2哂

0.6-0.5

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

2次20

則L2=0.5Li=0.07mo

柵渠總長度

H

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

Iga

工藝尺寸：LXBXH=2mX0.6mX0.6m

3.2集水池

集水池示意圖如圖3-2

水泵間

吸水管

///////

1一最高水位2—最低水位

H-有效水深

圖3-2集水井示意圖

集水池蓄積流入廢水解決廠廢水，廢水從這里提高，然后進

入下一階段解決。集水井尺寸為BxLxH=3.5mx6mx3.5m,鋼碎構(gòu)

造。

3.3隔油池

隔油池設在集水井之后，用以除去廢水中油類，采用平流式

隔油池。平流式隔油池特點是構(gòu)造簡樸、便于運營管理.、油水分

離效果穩(wěn)定。廢水從池子一端流入，以較低流速流經(jīng)池子，流動

過程中，密度不大于水油粒浮出水面，密度不不大于水重油雜質(zhì)

沉于池底。為了及時排油及排除底泥，在池底設立刮油刮泥機，

泥斗設立重油泵，重油及污泥被收集在泥斗中，由重油泵提高排

出。隔油池上端設立撇油機以除去漂浮輕油。

1、設計參數(shù)：

采用1格平流式除油池

長寬比：3?5

長深比：5-10

設計水量：總量Q=12.5m3/h

停留時間：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、設計計算：

每格容積

Vi=Qi-t=12.5x2=2511?

表面積：

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

池長：L=vt-3.6=lx2x3.6=7.2m

取L=8m

池寬：B=S/L=16.67/8=2.08m

取B=2.1m

校核：

L/B=7.2/2.1=3.43

符合規(guī)定；

L/H=7.2/l=7.2

符合規(guī)定。

泥斗尺寸及其容積：

泥斗傾角采用50°,斗底尺寸為().5mx(),5m,上口為

3.5mx3.5m,則泥斗高度：

h-(3.5-0.5)tan50°/2=l.8m

泥斗容積：

rz22

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

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

超昌:h=0.4m

隔汕池總高：

H=Hi+h+h'

=1.5+0.4+1.8=3.7m

3.4調(diào)節(jié)池

調(diào)節(jié)池圖示意圖如圖3-3

圖3-3調(diào)節(jié)池示意圖

1.普通闡明

調(diào)節(jié)池設事故溢流管，池底設泄空管。

2.參數(shù)選用

池形方形；

停留時間HRTMho

3.工藝尺寸

有效容積V有效=QxHRT=140x4/24=5()m3

凈尺寸LxBxH=5mx5mx3m

4.工藝設備

1次提高泵2臺（1用1備），選用耐腐蝕泵。

3.5事故池

事故池目在于發(fā)生事故時，廢水可暫時流入事故池。設立1

個事故池，設立事故池池容與調(diào)節(jié)池相等，每個池子尺寸為：長

5m,寬5m,深3mo

3.6缺氧池

缺氧池2座，每座分為3廊道。硝化液回流至缺氧池進行硝

化反映，回流量為回.5m3/h（回流比1:3）停留時間18h

池容：

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

每座池容：

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

池長：L=8m

有效水深：

Hi=h2+h3+h4

=1.25+3.0+1.5

=5.75m

式中：

h2—懸浮污泥層高度1.25m（從池底向上至填料下部）

h.s一填料層高度3.0m

h4—出水區(qū)IWJ度1.5m

超高：h5=O.5m

總高：

H=Hi+hi+h5=6.5m

池寬：

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

缺氧池實際構(gòu)造總體尺寸：長x寬x高為8mx3mx6m

3.7好氧池

由于好氧池硝化反映過程中產(chǎn)生酸，需向好氧池定量投加一

定堿，這里選用Na2c03,投加量為lg/L(按生化廢水量計)。

設計參數(shù)：

設計流量Qmax-----?40m3/h

進水有機濃度”------161.92mg(BOD)/L

出水有機濃度乙......-40.48mg(BOD)/L

設計容積負荷M----O.8kg/m3?d

MLSS--------------3g/L；

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

污泥濃度Xr---------lg/L

污泥含水率---------99%

(1)、接觸氧化池容積計算公式：

V_Qmax(L()-4)

=140X(0.16192—0.04048)/0.8=45.54m3

池體長為L=10m,寬為B=5m,分為2格。每格長L=10m,寬

B'=2.5m。

(2)、剩余活性污泥量計算公式：

Y=(aQmaxLr-hXvV)/f

式中：—進出水BOD5差值，Kg/m3

V-----接觸池容積，m3；

X」—一接觸池中MLVSS濃度，Kg/m3；

a----0.56；

b——O.lOo

計算y=27.2kg/d,

污泥濃度：Xr=lg/L

剩余污泥量體積為：

W=27.2m3/do

(3)、曝氣量計算：

ff

O2=aQmaxSr^bVXv

式中：

°2---混合液需氧量，kg/d

"活性污泥微生物對有機廢染物氧化分解過程需氧率，即

活性污泥微生物每代謝IkgBOD所需氧量，以kg計，取0.5;

Q--廢水流量，300m3/d

Sr--經(jīng)活性污泥微生物代謝活動被降解有機廢染物量，以

BOD計,Sr=(161.92-40.48)X10-3；

活性污泥微生物通過內(nèi)源代謝自身氧化過程需氧率，即

每kg活性污泥每天自身氧化所需氧量，以kg計，取().15；

V---曝氣池容積，池每日總解決容積45.54m3；

單位曝氣池容積內(nèi)揮發(fā)性懸浮固體(MLVSS)量，取

2kg/m3o

則：

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

=31.88kg/d

=1.33kg/h

空氣量：

02/21%=6.33kg/h

空氣密度：L205kg/m3

所需空氣體積流量：

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

出氣口量；0.09m3/min

(4)、曝氣系統(tǒng)：

A、羅茨風機2臺(3L13XD)

B、池底曝氣系統(tǒng)，與供氣系統(tǒng)配套

C、OMS-EURO-IOOO型曝氣管

工藝尺寸：10mX4.5mX6.5m(含超高h尸0.5m)

池體采用鋼混構(gòu)造，池壁為鋼筋混凝土，混凝土厚度250mm,

I、II級鋼筋現(xiàn)澆，C30混凝土，池壁采用C25防水混凝土，抗?jié)B

標號S6。羅茨風機2臺(3L13XD)、采用OMS-EUROJOOO型曝

氣管進行曝氣。

加藥量：G=12.5xlx24x365/1000=109.5t/a

每天加藥量Go=3()()kg

即Na2co3溶液體積V=ln?(溶液按30%配制)

3.8二沉池

設計參數(shù)：

設計流量4max-----0.038m%

表面水力負荷q-—0.7m3/m2?h

污泥指數(shù)SVI一一150mL/g

濃縮時間t-----------2h

曝氣池中MLSS--3g/L

水力停留時間t---------3h

最大流量時水平流速v---lm/s

(1)、二沉池池底污泥濃度:

TSn

S翳而

10003區(qū)cuo/3

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

150

回流污泥濃度75婚=0.775如=6.7Kg/〃3

回流比：6.7XQR=3X(%+Qj,故R=QR/Qmai=80%

(2)、二沉池表面積計算公式：

,4二4maxX3600

q

=0.038X3600/0.7=15.4m2o

(3)、有效水深：

b=q，t

二().7X3=2.1m；

(4)、沉淀區(qū)有效容積：

V=A,h2

=15.4X2,1=32.3m3；

(5)、沉淀池長度：

L=3.6v?t

=3.6X1X3=10.8mo

(6)、沉淀區(qū)總寬度:

B=A/L

=15.4/10.8=1.4m

(7)、二沉池產(chǎn)生污泥:

y二Omax?(C()-G)?lQ0.r

w―1000/(100-p0)

式中：co,ci-----沉淀池進水和出水懸浮物固體濃度，mg/L；

/――污泥容重,Kg/m3，含水率在95%以上時，可取1000Kg/m5；

Po?一污泥含水率，%;

T.一兩次排泥時間間隔，普通取2h。

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

污泥體積為:V=1.8/1000=0.0018m3

則污泥斗總體積為：27.2+0.0062,27.3m3o

設立1個污泥斗，，

(8)、沉淀池總高度:

H=h1+h2+h3+h4=hi+h2+h3+h、4+h'、4

式中：hi——沉淀池超高，0.3m；

h2-----沉淀區(qū)有效水深，m；

h3-----緩沖高度，m,0.3m；

h4——污泥區(qū)高度，m；

h、4--貯泥斗高度,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

工藝尺寸：10.8mX1.4mX3.4m

該池采用鋼混構(gòu)造，池壁為鋼筋混凝土，混凝土厚度

250mm,LII級鋼筋現(xiàn)澆，C30混凝土，池壁采用C25防水混凝

土，抗?jié)B標號S6。設計污泥回流率為80%,污泥產(chǎn)量為27.3n?/d(含

水率99%)。污泥泵4臺。

3.9混合反映池

在混合反映池中進行混凝加藥，這里投加藥劑為PAM和聚

合硫酸鐵?；旌暇鶆蚝筮M入混凝沉淀池進行混凝沉淀，混合反混

合反映池池底設立ZJ-470型折板漿式攪拌機一臺，對廢水進行攪

拌混勻。

設計流量：Q=12.5m3/h(生化流量)；

反映時間：t=15min；

池容：

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

池長定為2m,寬定為1.5m,有效工作水深為1.5m時符合規(guī)

定。

藥劑投加量：投加聚丙烯酰胺(PAM)：

G=12.5x1x24x365/(1000x1000)=0.11G(投加濃度按1mg/L

計)。

每天投加量：Go=O.3kg

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

投加量按800mg/L計)

每天投加量Go=24Okg

3.10混凝沉淀池

混凝沉淀池用以對二沉池出水進行進一步解決，使出水進一

步得到凈化。混凝沉淀池采用豎流式沉淀池，中間進水周邊出水

堰出水，設一座沉淀池?；炷恋沓乇砻尕摵?.0m3/m2.h,停留

時間lho

設計流量：Q=12.5m3/h

表面負荷：q=0.8~1.5m3/m2?h,取q=1.0m3/m2-h

沉淀池面積：

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

沉淀池直徑：

D-J4s/兀->x/4x12.5/3.14=399m

一座混凝沉淀池，取直徑D=4m

停留時間設為：t=lh

有效水深：

h產(chǎn)Qt/S=12.5xi/12.5=lm

緩沖層高：h2=().5m

超高：h3=0.4m

泥斗尺寸：采用泥斗傾角50。，底為d=1.0m

泥斗高：

h4=(D—1.0)tan50°/2=1.8m

混凝沉淀池總高:

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

3.11污泥濃縮池

濃縮池將對混凝沉淀池污泥以及二沉池剩余污泥進行進一步

濃縮。采用豎流式濃縮池，上清液回流至調(diào)節(jié)池。

污泥量：混凝污泥按生化水量3%計算為0.375n?/h

混凝污泥含水率：pi=99%

污泥量：Q=0.375m3/h=9m3/d

污泥總量：QXA=9+27.3=36.3m3/d

設計參數(shù)：污泥池固體通量M=30kg/m2-d

濃縮時間T=8h

污泥固體濃度C=3?5g/L,取5

出泥濃度p2=97%

濃縮池面積：

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

濃縮池直徑：

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

緩沖層高:h3=0.3m

圓截錐某些尺寸：設圓截錐下底直徑為1m

則其高度為：

h4=(R—r)tan5O0=(1.5—0.5)tan50°=1.2m

污泥濃縮池總高：

H=h]+h?+h3+h4=2+0.3+0.3+1.2=3.8m

濃縮后污泥量計算：

濃縮池后剩余污泥流量：

Qi=Q總p?)

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

脫水后污泥餅含水率：P3=8()%

脫水后污泥餅量：

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

在二沉池與好氧池之間設立1個回流水井，二沉池回流上清

液流至這里，再由提高泵送至缺氧池。尺寸設立為長寬高均為3m。

4設備選型

4.1格柵設計選型

依照本工程水質(zhì)、水量，選用人工格柵。柵距10mm。

4.2風機選型

所選鼓風機重要參數(shù)如下：、

選取羅茨風機，數(shù)量2臺。

型號:3L13XD

4.4廢水污泥泵選型

所選取廢水污泥泵詳細參數(shù)見表4.1o

表4.1廢水污泥泵選取

型號數(shù)揚流量功率轉(zhuǎn)速汽用備

量程(m3/h)(Kw)蝕途注

(臺)(m)余

量

(m)

SLW25-160A2283.71.129502.3重1

油開

泵1

備

SLW65-100⑴A213802.229503提1

高開

泵1

備

SLW125-200B441.31202229504廢2

水開

回2

流洛

泵

SLW125-200B441.31202229504污2

泥開

回2

流備

泵

10QW3.7-15-1.12153.71.129502.3污1