炼油厂生产废水处理

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1、 摘要本文主要介绍炼油厂生产处理的背景、目的意义、工艺流程的比较和选择、各构筑物的原理和功能特点以及各部分构筑物的设计计算,通过对组合工艺各级处理方法运行及处理效果的比较选出了一套工艺流程,最终达到提高炼油厂生产废水处理效率和减小环境二次污染风险的目的,使处理后的水达到国家综合废水排放标准一级标准,并可以作为重要的回用水资源,缓解水资源紧缺的状况。本设计中的这套工艺是在参考老三套工艺的基础上加以修改的,它具有适应性强、操作简单、运行费用低、投资省、效率高、占地小；设计合理,电耗省；机电仪实现了一体控制、操作方便、维护简单的特点。根据处理量对单体设备的尺寸进行了设计,根据计算结果和各个设备的特点

2、进行了选型,选用的涡凹气浮机,浅层气浮机和曝气生物滤池能够达到处理要求,设计出的工艺流程可以达到设计要求,实现回用。关键词：炼油厂生产废水；涡凹气浮机；浅层气浮机；曝气生物滤池AbstractThis paper mainly introduces the background, the production processing refinery purpose, process flow comparison and selection, principles and functions of the various structures characteristic and each p

3、art design calculation, through structures at various levels of combination technology processing methods of operation and treatment effect comparative selected a set of processes, achieve finally improve refinery wastewater treatment efficiency and reduce production environment secondary pollution

4、risk with purpose, make water reach national emission standard of the integrated wastewater, and can be used as a primary standards of recycle water, alleviate an important water resource scarcity situation. The design of this process is in reference to old three sets oftechnology based on the modif

5、ied, it has strong adaptability, simple operation, low operating cost and low investment, high efficiency, covers an area of small; Reasonable design, energy saving; Mechanical and electrical apparatus realized integrated control, convenient operation, simple maintenance characteristics. According t

6、o the size ofmonomer equipment per the design, according to the calculation result and the characters of each equipment type selection, choose the vortex concave floating machine, shallow gas float machine and biological aerated filters can reach processing requirements, design the process can meet

7、the design requirements, achieving reuse.Keywords: refinery manufacturing wastewater; Vortex concave floating machine; Shallow gas float machine; Biological aerated filters目录1 绪论51.1 课题的目的和意义51.2 炼油厂生产废水处理国外现状51.21 国外现状51.2.2 国现状61.3 设计容82 主要设备功能与特点102.1 调节池102.2 隔油池102.3 涡凹气浮池102.31 结构102.3.2 CAF涡凹

8、气浮设备的工作原理112.3.3 涡凹气浮机的特点112.4 浅层气浮池122.4.1 原理122.4.2 浅层气浮机的特点132.4.3 浅层气浮机主要结构132.4.4 应用围142.5 沉淀池142.5.1 竖流沉淀池原理142.5.2 竖流沉淀池的构造142.5.2 竖流沉淀池的特点152.6曝气生物滤池152.6.1 曝气生物滤池结构形式152.6.2 曝气生物滤池中滤膜的净化原理152.6.3 曝气生物滤池与其他处理工艺的比较152.7 汽提塔172.8 活性炭吸附池173 工艺流程各部分构筑物设计计算173.1 设计任务173.2 调节池设计计算173.2.1调节池有效容积183

9、.2.2 调节池水头损失183.3 隔油池设计计算193.3.1 隔油池的表面积计算193.3.2 隔油池的过水断面面积计算203.3.3 隔油池的总容积203.3.4 隔油池格间数203.3.5 隔油池的有效长度213.3.6 隔油池建筑高度H为213.4 涡凹气浮机213.4.1 CAF涡凹气浮设备的规格型号213.4.2 涡凹气浮机水头损失223.5 浅层气浮机233.5.1 浅层气浮机规格及主要技术参数233.5.2 浅层气浮机的水头损失243.6 沉淀池253.6.1中心管面积与直径253.6.2 沉淀池的有效水深253.6.3 中心管喇叭口至反射板之间的间隙高度253.6.4 沉淀

10、池有效断面面积263.6.5 沉淀池直径263.6.6 污泥斗高度和污泥斗容积263.6.7 沉淀池的总高度273.6.8 竖流沉淀池的水头损失273.7 曝气生物滤池273.7.1 滤料体积283.7.2 滤池总截面283.7.3 设备总高度283.7.4 空塔水力负荷293.7.5 需氧量计算293.7.6 风机的选型293.7.7 反冲洗泵和中间水池303.7.8 曝气生物滤池的水头损失303.8 汽提塔303.8.1 塔径：313.8.2 填料塔的高度313.8.3 汽提塔的水头损失313.9 活性炭吸附塔324 结论32辞34参考文献361 绪论1.1 课题的目的和意义水是自然界中宝

11、贵的资源,是人类赖以生存的必要条件。然而在人类的生活和生产活动中,从自然界取用的水受到污染,改变了原来的性质,甚至丧失了使用价值,于是将其废弃排外。导致取用水丧失使用价值的基本原因是水中混进了各种污染物。随着经济的发展,工业废水的产生越来越多,所以工业废水是污染水资源的主要来源。炼油厂生产废水在其中扮演着重要角色。炼油厂生产废水对环境造成很大的危害。现在环境问题日益严重,工业废水的排放标准了日趋严格,使得国外都在探索和研究处理工业废水,降低其对环境的污染,减少对人类的危害。炼油厂生产废水处理技术已经成熟,但还需改进。随着陆地和海洋石油勘探开发生产,含油污水量也在逐年增加。炼油厂生产废水对环境也

12、造成很大的危害。炼油厂催化裂化冷凝水,常受到油,氨,硫化物,酚及其他多种无机与有机化合物严重污染,毒性较大。炼油厂炼化和加氢装置生产过程排出的含硫废水；裂化装置的分馏塔顶,富气洗涤及重整加氢装置的含H2S ,NH3废水,都是炼油厂的重污染废水。炼油废水具有污染物浓度高、可生化性差、成分复杂且其所含有毒有害物质对生态系统、植物、土壤和水体有严重影响等特点,利用物理的、物理化学的及化学处理均有一定的处理效果,但都不够理想；最为有效的处理方法是结合物理的、物理化学的及生物的综合处理法,不仅处理效率高,环境二次污染风险小,更主要的是其处理出水可成为重要的回用水资源,这对缓解水资源紧缺状况有很重要的现实

13、意义。炼油厂废水所造成的环境污染问题日益严重,生产废水的排放造成生态平衡破坏,威胁人类健康,并给工业生产带来巨大的经济损失。 因此,需要对炼油厂生产废水进行必要的处理,然后经过深度处理回用到系统中,达到节约水资源的目的。1.2 炼油厂生产废水处理国外现状1.21 国外现状国外炼油污水的处理和回用研究始于20世纪40年代,由于国外的石化企业很注重在源头上做文章,很早就提出了节能减排口号,所以国外的炼油厂排污量并不是很大,排出的废水污染物浓度也比较低。在国外,越来越多的炼油厂废水在经过二级处理之后,采用膜技术代替传统的砂滤 活性炭过滤等技术来进行深度处理,以达到回用的目的 膜技术是发展迅速的新兴技

14、术领域, 是一种使料液组分选择性透过膜的物理 化学处理方法, 该过程的推动力主要是膜两侧的压差或电位差等 处理含油废水的膜分离技术主要有微滤 超滤 纳滤 反渗透 膜技术和其它的处理技术相比,可以更好地去除废水里的微小悬浮物 胶体 细菌等,从而达到循环冷却水的回用要求。目前用于工业废水处理的主要是微滤膜和超滤膜 微滤又称精过滤,所分离的料液组分直径为0.0515um,微滤膜具有较高的渗透率,能应用于超滤难以满足的大处理量的情况瓷微滤膜因其催化性稳定性好,使用寿命长而常被用来处理含油废水。膜生物反应器是一种将废水生物处理和膜过滤技术结合在一起的先进废水处理技术。它的特点是将废水的二级处理和三级处理

15、结合在一起；可同时去除水中胶体类杂质和溶解性杂质；能够高效固液分离,并且能截留悬浮物质、胶体物质、生物单元流失微生物菌群；维持生物单元生物量的高浓度；设备紧凑、占地面积小、出水水质好、维护管理方便。虽然膜生物反应器最早被用来处理生活污水,但实践证明,用膜生物反应器处理炼油废水,效果也非常显著。国外的炼油厂不仅非常注重废水的深度处理,而且也很重视回用水的水质监测,他们每天即时监测回用水的水质情况,然后根据每天的水质,有针对性地投加化学药剂,防腐杀菌等,为水的正常回用打下基础国外炼油厂的废水回用,不仅减少了污染,还带来了经济效益。1.2.2 国现状炼油废水的污染物主要有油、硫化物、氰化物、挥发酚、

16、NH3 - N 以及其他有毒物质,其 COD 含量较高,难降解物质多,而且受碱渣废水和酸洗水的影响,废水的PH变化较大。为提高外排水的水质,研究者开发了一些新的处理工艺和技术。炼油废水的除油效果对后续生物处理的影响很大,提高除油效率是近几年研究的重点。除油方法很多,应用较广的是重力隔油、混凝沉淀和气浮除油等。许多炼油厂使用聚合氯化铝或聚合硫酸铁 等单盐聚合物作为混凝剂去除油和悬浮物,但存在一定的缺陷;目前,含多种离子的复盐聚合物混凝剂、浮选剂的开发成功,使混凝除油的效果显著增加,沉淀或气浮的效率提高。夏畅斌等人以煤矸石和硫酸烧渣为原料合成聚硅酸铁铝,在相同剂量和投加条件下,除油和除硫化物的效率

17、比PAC和 PFS高20%以上。达标外排的炼油废水还有少量NH3 - N,COD,BOD,SS,TN,TP,大分子有机物等,其浓度根据各厂的运行状况而变化。回用的领域有循环冷却水系统、生产、生活的杂用或用于绿化、景观等。绿化对回用水的水质要求较低,很多炼油厂已经应用,但回用于生产过程的水质要求较高。国某些炼油厂的废水生化处理采用了A/O,A/O2或O1/ O2 工艺,具有除磷脱氮的功能,COD,BOD,NH3-N,TN去除较彻底,在二沉池后设石英砂或活性炭过滤,出水COD为3050mg/L,BOD,SS和油含量很低,进一步杀灭细菌后就可以补充到循环冷却水系统或生产过程中去。随着炼油废水外排标准

18、日趋严格和废水回用的呼声逐渐高涨,二级处理无法满足这一要求,新的处理工艺、技术和药剂的研发力度正在加大,符合我国国情的简单实用、高效可靠、运行费用低的回用水深度处理工艺和技术仍将是今后一段时间的发展趋势。污水回用是一项长期的工作,目前许多炼油厂已进入实质性操作阶段,只有根据本厂外排水的实际状况,研究合理可行的技术路线,全面提高回用水的质量,才能达到污水的可持续回用。和国外的炼油废水深度处理技术相比,我国对于膜技术的应用还主要处在实验室研究阶段,工业中应用膜技术来深度处理炼油废水的单位更是少之又少；我国开发的炼油污水深度处理工艺大多处于中试开发阶段,主要处理技术有混凝过滤、化学氧化技术、生化技术

19、。混凝沉淀过程是水回用工艺中最常用的前置单元技术混凝的主要目的是通过物理化学作用改变水体胶体颗粒物的性质及其状态,使其易于在后续沉淀、过滤过程中去除,在废水处理中,常用的滤料有石英砂、无烟煤粒、石榴石粒、粒以及聚苯乙烯发泡塑料球等,其中以石英砂使用最广,石英砂的机械强度大,相对密度在2.65左右,莫氏硬度7,化学稳定性好12 。化学氧化技术是将废水中的污染物直接氧化成无机物, 或将其转化为低毒、易降解的中间产物。氧化技术中臭氧氧化在炼油废水回用中的应用较多,利用臭氧所具有的强氧化特性,改善废水的可生化性,为后续的生化创造有利条件,在深度处理的生化阶段,多采用生物活性炭处理。通过活性炭表面的微生

20、物对废水中的有机物的氧化分解。和微生物自身的新代作用,使得废水中的有机污染物得以降解,而活性炭也得到了活化和再生,这样,既充分利用了活性炭的良好吸附性能,同时又利用了微生物的降解作用,其处理效果比用普通活性炭的处理效果好得多。从我国炼油厂废水回用的现状看,存在着一些缺陷,如污染物去除不彻底除污染的种类单一回用水的氯离子、氨氮、电导率都较新鲜水高,pH 值较新鲜水低,且由于监测数据的滞后性,超标废水不能及时切出系统,用于补充循环水后,因而水的腐蚀性增强,对循环水系统的影响大等。要使炼油废水处理工作达到节约用水、减少污水排放确保生产装置长周期运行和企业实现可持续发展的目的,还应该开展如下工作：a膜

21、技术处理炼油废水虽然效果良好,但仍存在一定问题,从膜本身来看,膜材料及膜组件有待改进,抗污染高通量膜的制备及延长膜使用寿命是今后一个发展方向,而制备低能耗的膜组件有利于膜技术进一步的发展应用从膜运行来看,膜污染是非常严重的问题,需要进行频繁的化学清洗才能保证一定的通量,且膜更换频率提高,会造成整个处理工艺的运行费用和造价的提高,这将成为今后相当长时间要解决的一个难题。b从国外炼油废水深度处理之后的回用情况来看,即便是像美国这样的发达国家,再生水也只能占到循环冷却水补水的 20%50%,还需补充大量的新鲜水,因此,开发简单适用 高效可靠的废水再生工艺或技术,使炼油污水能够全部回用循环水系统依然非

22、常迫切。c再生水水质的稳定性对水的回用尤为重要再生水的水质变化会给水的回用带来很大的干扰,如何提高回用水水质的稳定性,亟待解决。1.3 设计容为了选择出工艺上最可靠,投资上最经济,管理上最方便的废水处理系统,查看资料,了解学习国外炼油厂生产废水处理的成熟经验和发展趋势,并进行了比较。以前炼油厂一般采用隔油、气浮、曝气的老三套传统废水处理工艺,随着油品的深度加工及废水排放标准的提高。老三套工艺已远远不能满足废水稳定达标外排的需要,必须进行技术改造。对老三套工艺技改的要,既充分利用原有设施,尽量减少投资,又能满足废水排放标准,并能实现废水的部分回用。老三套的缺点是二次气浮池出水油含量过高,出水氨氮

23、与进水比较没有明显降低。二沉池出水各项指标尚未达到国家污水综合排放二级标准。原老三套工艺流程不完善,存在许多技术缺陷使废水出水难以达标,主要是缺少必要的脱氮工艺。气浮效果差,处理流程短,生化效果难以持续等,因此对污水处理场进行技术改造。改造后除原工艺中的调节池、隔油池、一级涡凹气浮池、二级浅层气浮设备、汽提塔、曝气生物滤池、活性炭吸附塔、污泥浓缩池、污泥脱水机等工艺设备。为增加除油效果,新上先进的高效浅层气浮设备代替原二级气浮池。油污的去除效率可达9 0以上,它除了具有一般加压溶气气浮的优点外。还具有外形紧凑、溶气效率高、处理效果稳定、操作方便、维护简单的特点。原有的二级气浮池处理能力较低而且

24、池容量过大,其使用价值远远地低于预期效果。进入新增的曝气生物滤池单元进行深度处理,确保COD、氨氮能够稳定达标。曝气生物滤池主要通过利用生物对有机物的降解,去除曝气工艺后尚未去除或难以降解的有机物,具有投资省、占地面积小、工艺流程短、能耗低、过滤速度快、抗冲击能力强等优点,运行管理方便,便于维护。故可作为本工程的深度处理工艺,能满足废水部分回用于装置冷却水的水质要求。设置的活性炭吸附塔是用来做深度处理的,活性炭吸附塔处理后废水可以直接拿来回用。在污泥处理方面。增设了污泥浓缩池、污泥脱水机,将污泥脱水后进行无害化处理4。无论何种规模的处理厂,在确定污水处理工艺时,除了保证处理效果这一基本条件外,

25、主要目的是降低基建投资,节省日常的运行费用,以求在保证达标排放的前提下,使经营成本最小。要做到这一点,首先根据实际情况,选择合适的处理工艺。选择工艺如下：初沉池处理后的中水通过生物滤池处理后回用。生物深度处理具有去除污染物的种类多、效率高、抗冲击能力强且运行费用低等优点,但对药剂的依赖性大,而且长期使用后微生物的耐药性增强,结垢和粘泥的问题仍将十分突出,活性炭处理是花费比较大。2 主要设备功能与特点2.1 调节池原理：对于有些反应,如厌氧反应对水质、水量和冲击负荷较为敏感,所以对于工业废水适当尺寸的调节池,对水质、水量的调节是厌氧反应稳定运行的保证。调节池的作用是均质和均量,一般还可考虑兼有沉

26、淀、混合、加药、中和和预酸化等功能。对水量和水质的调节,调节污水pH值、水温,有预曝气作用,还可用作事故排水。2.2 隔油池原理：选用平流式隔油池。废水从池的一端流入,从另一端流出。在隔油池中,由于流速降低,相对密度小于1.0而粒径较大的油珠上浮到水面,相对密度大于1.0的杂质沉于池底。在出水一侧的水面上设集油管。集油管一般用直径200mm300mm的钢制成,沿其长度方向在管壁的一侧开有切口,集油管可以绕轴线转动。平时切口在水面上,当水面浮油达到一定厚度时,转动集油管,使切口浸入水面油层一下,油进入管,再流到池外。排泥管直径一般为200mm。池底应有坡向污泥斗的0.010.02的坡度,污泥斗倾

27、角为45。隔油池每个格间的宽度一般为6.0m、4.5m、3.0m、2.5m和2.0m。平流式隔油池可去除的最小油珠粒径一般为100150um,此时油珠的最大上浮速度不高于0.9mms。特点：隔油池的有点是构造简单,便于运行管理,除油效果稳定。缺点是池体大,占地面积多。2.3 涡凹气浮池2.31 结构CAF涡凹气浮设备主要有气浮箱体、涡凹曝气机、链式刮泥系统、浮渣收集和排泄系统、溢流出水系统、电控系统、配药罐、贮药罐、玻璃转子流量计、回流管道、环形操作台、加药泵。该设备箱体可以是整体钢板结构,也可由我公司提供箱体图纸,用户自建混凝土结构后由我公司技术人员现场指导安装。建议当单机处理水量超过320

28、m/h时,箱体采用钢筋混凝土结构。2.3.2 CAF涡凹气浮设备的工作原理污水中的污染物分为溶解性有机物和非溶解性物质即SS,溶解性有机物在一定条件下,可以转化为非溶解性物质,污水处理的方法之一就是加入混凝剂和絮凝剂使大部分溶解性有机物转化成为非溶解性物质,再将全部或大部分非溶解性物质即SS去除以达到净化污水的目的,而去除SS的主要方法就是利用气浮的方法。 CAF是由空气产生气浮的过程。涡凹曝气机将微气泡直接注入 污水中而不需要事先进行溶气,然后通过精铸不锈钢散气叶轮把微气泡均匀地分布于污水中,所以不会发生阻塞现象,本设备不需要压力容器、空压机和循环泵等辅助设备。 未经处理的污水首先进入曝气充

29、气段,与微气泡充分混合,微气泡在上升的过程中,将固体悬浮物带到水面。刮泥机沿液面运动,将悬浮物刮到倾斜的金属板上,再将其推入污泥排放管道。污泥排放管道里有水平的螺旋推进器,将所收集的污泥送入污泥收集器,推进器和刮泥机由同一个马达驱动。净化后的污水在排放前会经由斜板下方的溢流槽,溢流槽用来控制气浮槽的水位,确保槽中的液体不会流入污泥排放管道。 开放的回流管道从曝气段沿着气浮槽的底部伸展。在产生微气泡的同时,涡凹曝气机会在有回流管的池底形成一负压区,这种负压作用会使水从池子的底部回流至曝气区,然后又返回气浮段,回流管道上设有单向阀,使进入曝气槽的污水不至于不经处理就从回流管直接进入气浮槽。整个过程

30、确保了在没有进流量的情况下,气浮仍不断进行。 2.3.3 涡凹气浮机的特点1、结构简单。涡凹气浮机主要由气浮箱、电动机、空心主轴、叶轮、机械密封等组成,仅需一台安装于污水池就可完成整个气浮过程。而原回流溶气气浮则由回流泵、空压机、搅拌机、溶气罐、释放器等多台设备组成。2、投资省、效率高。涡凹气浮机结构简单,占地面积小,可直接安装在污水池,而且它的充气量大且稳定,气浮效果比回流溶气气浮有明显的提高。3、操作简单、运行费用低。因它比原气浮机结构简单,减少了操作的劳动强度,也降低了维修费用。4、适应性强。涡凹气浮机对污水的来量和水质的变化有很强的适应性。耐腐蚀、使用寿命长。涡凹气浮机主要部件采用耐腐

31、蚀材料制成,具有机械强度高、抗冲击、耐腐蚀、使用寿命长的优点。2.4 浅层气浮池2.4.1 原理气浮工艺原理：浅层气浮机采用溶气气浮原理,是在待处理的水入部分溶气水,利用溶气水中释放出的微小气泡,将水中的悬浮物或油浮出水面,从而达到固液分离之目的。 1.水泵 2.气浮装置 3.中心管 4.水力接头 5.分配管 6.泥斗 7.中心管 8.可旋转分配管 9.水力接头 10.旋转装置 11.螺旋搬渣装置12.排渣管 13.旋转积水管 14.中央旋转部分 15.锥形板装置 16.倾斜气浮区 17.进水泵 18.三通阀 19.三通阀 20.溶气管原水通过泵1进入气浮装置2的中心管3,通过可旋转的水力接头

32、4和可旋转的分配管5均匀地配入气浮池底部,溶气水经过中心管7进入可旋转的分配管8,与原水同步进入气浮池底部。9亦为一个可旋转的水力接头。饱含微气泡的溶气水与原水在气浮装置的底部充分碰撞、粘附,使原水中的微粒形成比重1的浮渣上升到水面而被除去。原水的分配管5和溶气水的分配管8被固定在同一旋转装置10上,其旋转方向与原水进入气浮池底部的水流方向相反,但速度相等。本装置的关键部分是成功地利用零速度原理,使进水对原水不产生扰动,固液分离在一种静态下进行。表面形成的浮渣层由螺旋撇渣装置11收集,然后经过排渣管12将其排到池外。澄清后的水由旋转集水管13收集后排到池外,集水管13与中央旋转部分14连在一起

33、,这样原水在气浮池中的停留时间就是中央旋转部分的回转周期。连在旋转行走装置上的刮板将池底和池壁上的沉泥刮到泥斗6中,定期排放。 另外一项重要的改进就是固定在旋转行走架10上相互之间有一定间距的一组同心锥形板装置15,与配水部分一起沿气浮池同步旋转。每相邻两块锥形板组成一个倾斜的环行气浮区域16,该区域水时刻处于层流状态,加速了颗粒杂质随微气泡的上升速度。 浅层气浮装置还包括一对并联运行的溶气管20,进水泵17的压力较低,只需202.6 kPa。进水首先通过与两个ADTS连接的三通阀18,ADTS的另一端布置溶气出水口。压缩空气也经过一个三通阀19与压力水在同一端进入ADTS,压缩空气的压力一般

34、为707.8 kPa。所有的三通阀靠一只调节器联动,正常运行时,一只ADT的进、出水口均被打开释放溶气水,而进气口被关闭；同时另一只ADT的进水口和出水口被关闭,压缩空气通过2040 m的微孔不锈钢板进入ADT,靠压缩空气的压力将空气溶于水中,而不是靠水的压力。水沿着切线方向高速进入ADT中,流速可达10 m/s,压力水在ADT中呈螺旋状前进,达995 r/min,进水口可以调节,以便控制流量和流速。2.4.2 浅层气浮机的特点外形紧凑,占地小；设计合理,电耗省；溶气效率高 ；处理效果稳定,机电仪实现了一体控制；操作方便、维护简单。2.4.3 浅层气浮机主要结构高效浅层气浮设备主机是指气浮设备

35、中的分离部分,其中包括：池体、浮渣收集装置、溢流调节装置、旋转进水布水机构等。2.4.4 应用围该设备以先进的设计,优良的性能,广泛应用于石油、化工、钢铁、制革、电力、纺织、食品、酿造、市政等行业的污水处理系统,是传统气浮设备的替代产品。2.5 沉淀池选用竖流式沉淀池。2.5.1 竖流沉淀池原理在竖流式沉淀池中,污水是从下向上以流速v作竖向流动,废水中的悬浮颗粒有以下三种运动状态：当颗粒沉速uV时,颗粒将不能沉淀下来,而会随上升水流带走。由此可知,当可沉颗粒属于自由沉淀类型时,其沉淀效果竖流式沉淀池的去除效率要比平流式沉淀池低。但当可沉颗粒属于絮凝沉淀类型时,则发生的情况就比较复杂。一方面,由

36、于在池中的流动存在着各自相反的状态,就会出现上升着的颗粒与下降着的颗粒,同时还存在着上升颗粒与上升颗粒之间、下降颗粒与下降颗粒之间的相互接触、碰撞,致使颗粒的直径逐渐增大,有利于颗粒的沉淀。2.5.2 竖流沉淀池的构造竖流沉淀池多为圆形或方形,直径或边长为47m,一般不大于10m。沉淀池上部为圆筒形的沉淀区,下部为截头圆锥状的污泥斗,二层之间为缓冲层,约为0.3m。废水从中心管自上而下流入,经反射板向四周均匀分布,沿沉淀区的整个断面上升,澄清水由池四周集水槽收集。集水槽大多采用平顶堰或三角形锯齿堰,堰口最大负荷为1.5Lm.s。沉淀池贮泥斗倾角为4560,污泥可借静水压力由排泥管排出,排泥管直

37、径应不小于200mm,静水压力为1.52.0m。排泥管下端距池底不大于2.0m,管上端超出水面不少于0.4m。为了防止漂浮物外溢,在水面距池壁0.40.5m处设挡板,挡板伸入水面以下0.250.3m,伸出水面以上0.10.2m。竖流式沉淀池中心管的流速对悬浮物的去除有很大影响。无反射板时,中心管流速不大于30mms；末端设有喇叭口及反射板时,可提高到100mms。废水从喇叭口与反射板之间的间隙流出的速度不应大于20mms。2.5.2 竖流沉淀池的特点占地面积小；排泥方便,运行管理简单；但是池深大,施工困难,对水量和水温变化的适应性较差；池子直径不宜过大。2.6 曝气生物滤池2.6.1 曝气生物

38、滤池结构形式根据污水在滤池运行中过滤方向的不同,曝气生物滤池可分为上向流滤池和下向流滤池,除污水在滤池中的流向不同外,上向流滤池和下向流滤池的池型结构基本相同。曝气生物滤池其主体由滤池池体、滤池层、承托层、布水系统、反冲洗系统、出水系统、管道和自控组成。2.6.2 曝气生物滤池中滤膜的净化原理由真菌、细菌和原生动物组成的生物膜呈蓬松的絮状结构,具有很大的表面积和很强的吸附能力。栖息在生物膜中的微生物以吸附和沉积在膜上的有机物为营养,将一部分有机物为细胞物质,成为生物膜中新的活性物质；另一部分成为分解代的产物,在分解代过程中放出能量,供微生物繁殖生长。曝气生物滤池在降解有机物的过程中由于同化作用

39、,在滤料表面生长新的菌体,使生物膜变厚。同时由于截留部分悬浮物,滤池的水头损失增加。当水头损失达到一定围时,应对其进行反冲洗,将老化的生物膜反洗出来,反冲洗排水流入调节池重新处理。2.6.3 曝气生物滤池与其他处理工艺的比较曝气生物滤池简称BAF,是80年代末在欧美发展起来的一种新型生物膜法污水处理工艺,于90年代初得到较大发展,最大规模达几十万吨每天,并发展为可以脱氮除磷。该工艺具有去除SS、COD、BOD、硝化、脱氮、除磷、去除AOX有害物质的作用。曝气生物滤池集生物氧化和截留悬浮固体一体,节省了后续沉淀池,具有容积负荷、水力负荷大,水力停留时间短,所需基建投资少,出水水质好,运行能耗低,

40、运行费用少的特点。曝气生物滤池具有很多优点：采用气水平行向上流,使气、水进行极好的均分,防止了气泡在虑层中的凝结,氧气利用率高,能耗低；与下向流过滤相反,上向流过滤持续在整个滤池高度上提供正压条件,可以更好地避免沟流或短流；上向流形成了对工艺有好处的半柱推条件,即使采用高过虑速度和负荷仍能保证工艺的持久稳定性和有效性；采用气水平行上向流,使空间过滤能被更好地运用,空气能将固体物质带入虑床深处,在滤池中能得到高负荷、均匀的固体物质,延长反冲洗周期,减少清洗时间和清洗时的用水、用气量。除了曝气生物滤池自身的上述优点外,曝气生物滤池与其他生物处理方法相比还具有以下几个有点：较小的池容和占地面积 曝气

41、生物滤池的BOD5容积负荷可达到56kgBOD5m3d,是常规活性污泥或接触氧化法的612倍,所以它的池容和占地面积只有活性污泥法或接触氧化法的110左右,大大节省了占地面积和大量的土建费用。高质量的处理出水 在BOD5容积负荷为60kgBOD5m3d时,其出水SS和BOD5可保持在10mgL以下,CODcr可保持在60mgL以下远远低于国家污水综合排放标准之一级标准。简化处理流程 由于曝气生物滤池对SS的生物截留作用,使出水中的活性污泥很少,故不需要设置二沉池和污泥回流泵房,处理流程简化,使占地面积进一步减少。基建费用、运转费用节省 由于该技术流程短、池容积小和占地省,使基建费用大大低于常规

42、二级生物处理。同时,粒状填料使得充氧效率提高,可节省能源消耗。管理简单 曝气生物滤池抗冲击负荷能力很强,没有污泥膨胀问题,微生物也不会流失,能保持池较高的微生物浓度,因此日常运行管理简单,处理效果稳定。设施可间断运行 由于大量的微生物生长在粒状填料粗糙多孔的部和表面,微生物也不会流失,即使长时间不运转也能保持其菌种,如长时间停止不用后再使用,其设施可在几天恢复。72.7 汽提塔原理：汽提法用以脱除废水中的挥发性溶解物质,如挥发酚,甲醛,硫化氢,氨等。其实质是废水与蒸汽的直接接触,使其中的挥发性物质按比例扩散到气相中去,从而达到从废水中分离污染物的目的。2.8 活性炭吸附池活性炭是一种经特殊处理

43、的炭,具有无数细小孔隙,表面积巨大,每克活性炭的表面积为500-1500平方米。活性炭有很强的物理吸附和化学吸附功能,而且还具有解毒作用。解毒作用就是利用了其巨大的面积,将毒物吸附在活性炭的微孔中,从而阻止毒物的吸收。同时,活性炭能与多种化学物质结合,从而阻止这些物质的吸收。活性炭吸附是指利用活性炭的固体表面对水中的一种或多种物质的吸附作用,以达到净化水质的目的。炼油厂含油废水,经隔油,气浮和生物处理后,在经砂滤和活性炭过滤深度处理。废水的含酚量从0.1mg/L经生物处理后降至0.005mg/L,氰从0.19mg/L降至0.048mg/L,COD从85mg/L降至18mg/L.3 工艺流程各部

44、分构筑物设计计算3.1 设计任务处理量：Q=3000m3d处理前水质：PH 6.09.0 Oil 200300mgLS2- 20mgL BOD5 250mgLCOD 1100mgL 挥发酚 35mgL处理后水质：PH 6.09.0 Oil 10mgLS2- 1 mgL BOD5 30 mgLCOD100mgL 挥发酚 0.5 mgL3.2 调节池设计计算一般废水在调节池的停留时间为34小时,在本设计中取4h。3.2.1调节池有效容积根据流量Q,T计算有效容积。m3设计调节池的实际容积为V实际m3一般调节池的有效水深为1.52.0m,这里取2m；纵向隔板间距一般为1.01.5m,这里取1.0m。

45、则调节池的平面面积是S=7002=350m3取宽为10m,长为35m纵向板间距离为1m。所以隔板数为9.取调节池的超高h为0.3m3.2.2 调节池水头损失查给排水设计手册得以下数据：输水管的直径D=200mm时,坡度i=0.012；水流平均速度v=1.144ms；n=0.013水力半径R=水流断面A=才系数C=沿程阻力水头损失：局部阻力水头损失：查得：伸入水池进口的=1.0查得：弯管在Rd=1.0时,=0.80所以调节池的水头损失为：h=+=0.05+0.07+0.11=0.23m因为隔油池的高度也是2.3m,所以这里不用设置水泵3.3 隔油池设计计算本设计按油珠上浮速度计算油珠的最大上浮速

46、度不高于9mms,在设计中取0.5mms,即u=0.5mms。v一般取,不宜大于15 mms,一般取25 mms,在设计中取4 mms。值与速度比vu值的关系vu201510631.741.641.441.371.28vu=40.5=8 根据比值关系 取1.43.3.1 隔油池的表面积计算A= m2式中 A-隔油池表面面积,m2Q-废水设计流量,mh u-油珠的设计上浮速度,mh-对隔油池表面积的修正系数,该值与池容积利用率和水流紊动状况有关,表1-1为值与速度比vu值的关系。 v-水流速度,mms3.3.2 隔油池的过水断面面积计算Acm2式中 Ac-隔油池的过水断面面积,m2v-废水在隔油

47、池中的水平流速,mh隔油池每个格间的有效水深和池宽比hb宜取0.30.4.有效水深一般为1.52.0m。在本设计中hb取0.4；有效水深取1.8m隔油池的长度应为： mb=h0.4=4.5 mLb=20.24.5=4.49 m 大于4.0；符合要求3.3.3 隔油池的总容积停留时间t一般取1.52.0h,本设计中取t为1.5h。则 m3式中 W-隔油池的总容积,m3 Q-隔油池的废水设计流量,m3h-废水在隔油池的设计停留时间,h3.3.4 隔油池格间数 个 按规定一般不少于两个式中 Ac-隔油池的过水断面面积,m2 b-隔油池每个格间的宽度,m h-隔油池工作水深,m3.3.5 隔油池的有效

48、长度L=3.6vt=3.6 m式中符号意义同前。3.3.6 隔油池建筑高度H为 H=h+h,=1.8+0.5=2.3 m式中 h,-隔油池超高,m,一般不小于0.4m,本设计取0.5m。4.2.7隔油池的水头损失沿程阻力水头损失：局部阻力水头损失：查得：伸入水池进口的=1.0查得：弯管在Rd=1.0时,=0.80所以隔油池的水头损失为：h=+=0.05+0.07+0.21=0.33m因为涡凹气浮机的高度是1.83m所以需设置一台程为3.0m的水泵。3.4 涡凹气浮机3.4.1 CAF涡凹气浮设备的规格型号型 号能力 功率 长M宽M高MCAF -553.32.440.931.26CAF-1010

49、3.33.501.521.26CAF-15153.33.961.231.26CAF-20203.34.571.231.26CAF-25253.35.001.501.26CAF-30303.35.501.521.26CAF-40402.955.001.521.26CAF-50503.35.331.801.83CAF-75753.36.552.411.83CAF-1001005.57.712.411.83CAF-1501506.611.132.411.83CAF-1751758.812.952.411.83CAF-2002008.815.092.411.83CAF-3203201115.093.0

50、51.83CAF-40040013.216.603.501.83CAF-50050015.420.604.401.83根据设计流量选CAF150型号的气浮机。所以处理量为150m3h；功率为6.6KW；长为11.3m；宽为2.41m；高为1.83m占地面积为： m23.4.2 涡凹气浮机水头损失沿程阻力水头损失：局部阻力水头损失：查得：伸入水池进口的=1.0查得：弯管在Rd=1.0时,=0.80所以涡凹气浮机的水头损失为：h=+=0.05+0.07+0.15=0.27m所以这里也需要设置合适的泵3.5 浅层气浮机3.5.1 浅层气浮机规格及主要技术参数型号规格CQF-10CQF-20CQF-5

51、0CQF-80CQF-100CQF-120CQF-200CQF-250CQF-300处理水量 m式中 V1-截头圆锥部分容积,m3 h5-污泥室截头圆锥部分高度,m R-截头圆锥上半部分半径,m r-截头圆锥下半部半径,m3.6.7 沉淀池的总高度H=m式中 H-沉淀池总高度,m-超高,m,一般取0.3m-缓冲层高度,m一般取0.3m3.6.8 竖流沉淀池的水头损失因为沉淀池在地面以上高度为5.23m所以沿程阻力水头损失：局部阻力水头损失：查得：伸入水池进口的=1.0查得：弯管在Rd=1.0时,=0.80所以涡凹气浮机的水头损失为：h=+=0.13+0.07+0.15=0.35m所以这里连接曝

52、气生物滤池不需要设置泵。3.7 曝气生物滤池本滤池的设计参数如下：BOD5容积负荷5kg BOD5m3滤料d；水力负荷上升流速5 m3m2；氧转移效率EA=25%；反冲洗水流速度20mh；反冲洗气速25mh。根据以上设计参数对曝气生物滤池进行设计。3.7.1 滤料体积V滤料=m3式中 V滤料-滤料的体积,m3-滤池每天所去除的BOD5量,kgd-BOD有机负荷,kgBODm3滤料d Q-平均日废水量,m3d-进出滤池BOD浓度差,mgL3.7.2 滤池总截面S截面=m2式中 S截面-滤池总截面积,m2-虑层高度,m,本设计中取3.7m采用圆形断面,经计算直径D=6.74m；取7.0m3.7.3

53、 设备总高度取H配水=1.2m；H滤料=3.7m；H承托=0.7m；H清水区=0.9m；H超高=0.5mH=H配水+ H滤料+ H承托+ H清水区+ H超高=1.2+3.7+0.7+0.9+0.5=7.0m式中 H配水-配水区高度,m H滤料-滤料层高度,mH承托-承托层高度,m H清水区-清水区高度,m H超高-滤池超高,m3.7.4 空塔水力负荷q=QS截面=300035.66=84.13m3m3d=3.5 m3m3hH=7.0;H有效=6.5m所以空塔水力停留时间为T空塔=6.53.5=1.86h3.7.5 需氧量计算kgOhkgd则供气量m3d=264.59 m3h=4.41 m3s式

54、中 -去除BOD需提供的需氧量,kgOh-总的供气量,m3s3.7.6 风机的选型滤池的反冲洗气速是25mh；S截面=35.66m2则反冲洗气量为2535.66=891.5 m3h=14.86 m3min工程中选取两台三叶罗茨鼓风机,风机性能参数为Q=7.53m3s,压力58.8KPa；n=1140rmin；功率La=11.68Kw,。正常运行是开启一台风机,满足正常需氧量要求；当反冲洗时,两台风机同时开启,满足滤池反冲洗时气量。3.7.7 反冲洗泵和中间水池反冲洗水流速度为20 mh则反冲洗时要求的水量是2035.66=713.2714 m3h选用一台S型泵,其性能参数是Q=720 m3h；H=16m；功率N=45kw.滤池冲洗时,水洗时间设为10min,需要水量119m3。3.7.8 曝气生物滤池的水头损失超高为0.5m所以沿程阻力水头损失：局部阻力水头损失：查得：伸入水池进口的=1.0查得：弯管在