焦化厂日处理15万立方米污水厂设计_毕业设计计算说明书(编辑修改稿)

焦化厂日处理15万立方米污水厂设计_毕业设计计算说明书(编辑修改稿)内容摘要：

............................. 109 致 谢 ............................................. 120 1 第一章 设计概论 设计依据和设计任务 原始依据 1. 设计题目 包钢 焦化厂 万 m3/d污水厂设计 2. 包头 市自然情况 34 位置： 北纬 41186。 2039。 － 42186。 4039。 ，东经 109186。 5039。 － 111186。 2539。 北依大 青山，乌拉山，南临黄河 海拔高度：平原海拔 1020 米，高差约 60 米 地势：自北向南平缓倾斜。 气候：属于内陆性气候，特点是冬长而寒冷，夏短而清爽，温差大，蒸发量大，日照长，全年风大雨少。 气温： 年平均气温 ℃，最低气温－ ℃，最高气温 ℃ 降雨：历年平均降雨量 305mm 风速：历年平均风速 风向：冬季为西北风和北风，主导风向为是西北风 水文地质情况：黄河是市内最大地表水系处于市南缘。 有昆都仑河、四道沙河、三道沙河、二道沙河和东河等季节性河流，最后汇入河流，流入黄河水体。 工程地质 情况：昆都仑河、四道沙河为青昆两区排污的主要水体，工程地质为堆积地形，经由沟积洪扇裙和黄河冲击沉积而成，表面岩层为粉砂、轻亚粘土或粘土层，下为粗砂，砾卵石和亚粘土层，地质条件优良，允许地耐力 120 至 250MPA，但故弃河道、低洼沼泽地带地质条件较差。 地震烈度：包头 市为 8度地震基本烈度区域，工程设施按 8 度设防。 3. 包钢 焦化厂 m3/d 污水厂设计的位置 焦化厂 万 m3/d污水厂位于 包头 市昆区钢铁公司焦化厂的西北部，有自建道路相通，厂址四周围发展余地较小。 厂址位于焦化厂的上风向，周围建筑在 200 米以外， 有卫生防护距离，对自然环境与社会环境影响不大，出路方便，有排污管通沙河槽，可做事故和冬季排水出路，农灌季节，南方的农场和厂区有大片林地可供灌溉，水电供应和 2 对外交通都很方便，地质条件良好，为风化沉积和冲击地质结构，大致为轻亚黏土、亚砂土交错排列。 设计意义和目的 人类进入二十一世纪后，随着人们的生活水平不断提高，人们对生存环境的要求越来越高，但由于现代工业的迅猛发展和人们生活质量的提高，工业废水对水环境及生态环境的污染愈来愈严重，并日益受到人们的关注。 国内、外对水环境保护与工业废水处理理论与技术已有较深的研究 与应用。 工程设计的方法很多，应用多种工业废水处理工艺处理方式在我国的利用很广泛并有实际运行的作用。 焦炭是钢铁冶金生产的重要原材料，在炼焦及其副产品回收过程中产生大量的高浓度含氨氮和芳香族类有机污染物的污水，对环境的 危 害极大。 “焦化厂 万 m3/d 污水厂设计”是 包头 钢铁公司建设的一座先进工业废水处理技术的污水厂。 通过 对焦化废水的工艺设计，使出水水质达到回用标准，最大化水资源利用率，达到保护环境目的。 设计规模 工业废水系统服务 包钢 焦化厂，工业废水主要来自 包钢 焦化厂生产产生的工业废水，进水口标高 1020 米；污 水厂设计规模为 万 m3/d，共计 /日。 处理后的出水要求全部达到二级处理标准。 净化厂占地面积 ，（成矩形布置），处理后污水可灌溉林地。 设计水质 进水水质 焦化废水的特征是酚氰含量较高，其含酚浓度达 1200 mg/l，含氰浓度达 20 mg/l，氨氮浓度为 200 mg/l， CODCr =5000 mg/l，含油量 50 mg/l， SS=500mg/l， BOD=200mg/l, pH=69。 出厂灌溉水质要求 进入废水处理站废水经处理后，主要以林灌为主，对氮、磷去除未提出特殊要求。 需达 到以下主要水质标准： BOD≤ 20mg/l,CODCr≤ 150mg/l，酚≤ ，油≤ 10mg/l，CN－≤ ， NH3－ N≤ 25mg/l， SS≤ 30mg/l， pH=69。 3 第二章 处理方案的比较和选定 处理方案的比较 AB工艺 两段生物法即 AB 法，是吸附生物降解工艺。 属超高负荷活性污泥法， 由 A 和 B 两段串联的活性污泥法组成， A 段为吸附段，该段曝气池具有很高的有机负荷 ，污泥负荷在 ～ (kgMLSS d)，是常规活性污泥法的 10～ 20 倍，泥龄控制很短， 约为 左右， 微生物以细菌为主，生物吸附在较短的时间（ 30min）内完成，去除 BOD约 40％～ 60％， B 段以低负荷运行，水力停留时间 2～ 3h，泥龄为 15～ 20d，污泥负荷～ kgBOD5/(kgMLSS d)，微生物有原生动物、菌胶团、后生动物、 B 段内进一步分解有机物，进行硝化反应。 对氮、磷的去除率达 60％～ 70％和 30％～ 40％。 【 1】 AB 法的工艺流程图如下： 图 AB法工艺流程图 AB 段 的工艺性能特点： (1)优越性 a) 抗冲击能力强，可以实现更稳定 的处理效果。 b) 基建费用和运转费用大大节省。 据资料显示，与传统的活性污泥法相比，采用AB 工艺的污水处理厂，其基建费用可节省 15%～ 25%，占地可节省 15%左右，运行费用节省 20%～ 25%。 c) 适用于分期建造 ， 还适用于旧厂的改造和扩建。 (2)局限性 a) A 段负荷高，去除污染物主要是靠活性污泥的初期吸附作用，污泥龄短，这也就造成了 A 段的剩余污泥量较大，使污泥处理处置的难度增加。 A 段曝气池 分 A 段沉淀池 B 段 曝气池 B 段沉淀池 A 段污泥回流 B 段污泥回流 4 b) AB 工艺最大的局限性就是其脱氮除磷效果差，常规 AB工艺的总氮的去除效率约为 30%～ 40%，虽较传统一段活性污泥法有所提高，但尚不能满足防止富 营养化的要求。 这是由于 AB 工艺中不存在缺氧段以及内回流。 所以无法进行反硝化，不具备深度脱氮功能。 AB 法中对磷的去除效率也很低，基本是通过微生物的新陈代谢和部分絮凝吸附作用实现的。 另一个原因是 B段碳源不足，也影响 B 段的脱氮除磷效果。 国外为解决这一问题，大多采用投加甲醇的措施，但其价格太高，国内较难推广。 氧化沟工艺 氧化沟 是延时曝气活性污泥法的变形，由荷兰卫生工程研究所的 博士首先开发出的， 20 世纪 60 年代开始，氧化沟技术 （ oxidation ditch） 在欧美地区得到迅速发展，我国 于 20 世纪 80年代开始用于城市污水处理，而且 氧化沟的数量也在日益增多，规模越来越大，运行方式也在不断地发展 ，从间歇运行的氧化沟到连续运行的双沟、三沟交替式运行方式。 氧化沟出水水质好、运行稳定、耐冲击负荷、管理维护简单，而且污泥量少， 不设二沉池， 得到了广泛的应用。 其中 一体式氧化沟集曝气、沉淀、固液分离于一体，连续运行，减少了占地面积，保持了氧化沟的优点，得到了迅速的推广和使用。 【 1】 氧化沟是一种呈封闭环状渠形的污水处理构筑物，污水与活性污泥的混合液在曝气沟中经长时间（一般为 15～ 30h）的循环流动而得到净化。 氧化沟的 有机 BOD负荷通常很低，约为 ～ (kgMLSS d)，污泥龄长，一般大于 15d。 氧化沟的构造图 ： 图 氧化沟构造图 从本质上看，氧化沟工艺是传统活性污泥工艺的一种变形。 与传统活性污泥工艺相比，氧化沟 工艺 的工作原理及过程具有以下 特点： a) 氧化沟能够承受水质和水量的冲击负荷，使用于处理高浓度的有机废水。 综合了推流式和混合式曝气池的优点。 流速约0 . 3 /出水进水 5 b) 氧化沟工艺可以将曝气池和二沉池合建成一体，而且池深较浅，转刷曝气设施容易制作。 因此流程简单，施工方便。 c) 低负荷、高泥龄。 出水水质 一般都较好，污泥在氧化沟内也能得到充分的好氧消化处理，不需再进行厌氧消化处理。 d) 曝气设备简化。 曝气形式以表曝为主。 e) 氧化沟的主要缺点是占地面积大。 目前常用氧化沟的种类：卡鲁塞尔氧化沟 、 奥贝尔氧化沟 、 DE氧化沟 、 一体式氧化沟 、 T 型 氧化沟。 【 12】 SBR 工艺 间歇式活性污泥法（ SBR）是早期冲排式反应器（ Fill－ Draw）的一种改进，比连续流活性污泥法出现的更早，但因自动化水平低，进、出水阀门频繁开关给操作带来了诸多不便，难以应有到生产中，自动化水平的提高及计算机的发展，为 SBR 的应用提供了有利的条件。 1985 年我国第一座 SBR处理设施在上海市吴淞肉联厂投产运行以来， SBR已经广泛应有于屠宰、啤酒、化工试剂、制药等工业废水和生活及城市污水的处理。 SBR 将传统的生物反应池和沉淀池合为一体，在同一池内分别完成进水、反应、沉淀、出水、闲置等过程，不需设置污泥回流系统，往往设几个池进行轮换并自动控制，通过自动切换进水阀门、控制撇水器的工作，实现各个阶段的连续运行。 SBR 反应器以每个阶段间歇式运行为主要特征，生产应用时 SBR 反应器至少为 2个，污水连续按序列进入每一个反应器，在运行时相对顺序是有序的，也是间歇的。 一个 反应器经过了 5个阶段后称为一个周期，单个 SBR 反应器间歇进水间歇排水，多个 SBR 反应器并联工作时可以做到连续排水，适用于小水量的情况。 【 1】 SBR 的周期运行过程图： 闲置期排水排泥期沉淀期反应期进水期污泥活化排水排泥静置不曝气曝气曝气或不曝气曝气 图 SBR一个周期的过程 6 SBR 工艺的性能特点： (1)优越性 a) 工艺 系统组成 简单， 不设二沉池，曝气池兼具二沉池的功能，无污泥回流设备。 b) 耐冲击负荷，在一般情况下无需设置调节池。 c) 反应推动力大，易于得到优于连续流系统的出水水质。 d) 运行操作灵活，通过适当调节各单元操作的状态可达到 脱氮除磷的效果。 e) 污泥沉淀性能好， SVI 值较低，能有效防止丝状菌膨胀。 f) 各操作阶段及各项指标可通过计算机加以控制，易于维护管理。 (2)局限性 a) 反应器容积利用率低。 b) 水头损失大。 c) 不连续的出水，要求后续构筑物容积较大，有足够的接受能力。 而且连续出水，使得 SBR 工艺串联其他连续处理工艺时较为困难。 d) 当几个 SBR反应器并联运行时，设备利用率低。 e) 对管理人员得技术素质要求很高。 f) 峰值需氧量高。 g) 对于小型污水厂而言， SBR 是一种系统简单，节省投资，处理效果好的工艺。 但它用于大型污水处理厂时，就显得不是太适合了，因 为大型厂的进水量大，需设计多个SBR 反应池进行并联运作，个数就增多，必定使操作管理变得复杂，运行费用也会提高。 而且，由于 SBR 法是一种设备利用率低的处理工艺，用于大型污水厂时，基建费用也不会节省。 A2/O生物脱氮法 A2/O 工艺是一种同时具有脱氮除磷功能的处理工艺。 该工艺的优点是厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类微生物菌群的有机配合，能同时具有去除有机物、脱氮除磷的功能。 厌氧段内保证磷的释放，使好氧段内的微生物有更强的吸收磷的能力以提高除磷效率；缺氧段内由微生物将回流混合液带入的 NNO3 ，利用污水中的碳源在缺氧状态下进行反硝化以去除氮；好氧段内有机物降解和氨氮进行硝化，达到去除有机物和硝化的目的。 A2/O 法的工艺基本流程如图： 7 图 A2/O法的工艺基本流程如图 A2/O工艺的 性能特点： (1) 优越性 a) 工艺流程相对其他脱氮除磷工艺简单，毋需投药，两个 A 段只用轻搅拌即可，运行费用低于化学法。 b) 有机地组合了厌氧、缺氧、好氧三种不同环境条件下不同功能的微生物菌群，总的水力停留时间短，达到了去除有机物、脱氮、除磷 的目的。 c) 厌氧段的存在抑制了丝状菌的繁殖，无污泥膨胀， SVI100，保证了好氧段的稳定运行。 (2) 局限性 a) 除磷效果很难提高。 b) 脱氮效果难于进一步提高，内循环量 2Q，不宜太高。 c) 进入沉淀池的处理水要保持一定的溶解氧。 【 1】 方案确定 焦化废水的处理方法与工艺流程的选择需要进行详细的技术经济分析，确定最佳方案。 首先应从改革工艺着手，尽可能减少污水量或降低废水浓度；其次是考虑综合利用的可能性，这不仅可变废为宝，同时又降低了污染，减轻了处理的负荷。 选择废水处理法和流程时要因地制宜，同时要防止二次污染，保证废水处理后 能达到预定的标准。 选择焦化污水处理工艺，不仅要考虑污水中有害物质的组成，而且要了解排出污水水质、水量的瞬时变化情况，这些对选择污水处理工艺、设备和日后的运行管理都很重要。 根据已知资料可见出水水质的要求是比较严格的， 参考国内成型工艺 A2/O处理 焦化废水是切实可行的 ，再加之脱酚处理构筑物隔油构筑物就能达到最终目的。 在综合考虑国家现行产业技术政策对污水处理工艺的限制、环境要求达到的污染物厌氧池 缺氧池 好氧池 沉淀池 回流污泥 混合液回流 8 去除率、运转经济性、工程的分期建设、污泥处置等因素后，经过技术经济比较后决定采用 A2/O 工艺。 通过以上的比较本设计的工艺 流程如下： 图 焦化废水处理流程图 调节池 隔油池 萃取。