毕业设计论文炼油厂污水处理站工艺设计

炼油厂污水处理工艺设计炼油厂污水处理站工艺设计摘要：炼油污水是炼油化工行业生产、运行过程中产生的不可直接利用的污染水，它是国内工业废水的重要组成部分。炼油行业是环境污染较为严重的行业，从原料到产品，从生产到使用，都存在造成环境污染的因素。受生产工艺和产品的影响，炼油污水的水质、水量变化复杂，有机污染物浓度不同，是难处理的工业废水之一。目前，国内炼油污水处理手段以生化为主，辅以一些物理方法如絮凝、沉淀等。本工艺设计针对炼油污水的水质、水量的特点，力求做到经济、高效，采用了传统的、有成功设计、运行经验的活性污泥法，辅以物理方法；生化部分采用改造的多点进水的运行方式，工艺流程见如下，处理后出水可达到国家石油化工行业污水排放一级标准。格栅调节池平流式隔油池混合反应池气浮池生物接触氧化池二沉池达标排放本设计说明书较全面地叙述了设计方案的选择与论证、处理构筑物的设计计算、处理站平面布置和高程布置及工程概算等内容。关键词：炼油污水，处理站，隔油，生物接触氧化Puyang refinery process design sewage treatment stationAbstract: The chemical industry, oil refinery production and refinery wastewater, generated during the operation of the contaminated water can not be directly used, it is the important part of industrial wastewater.Refining industry is more serious environmental pollution, the industry, from raw materials to product, from production to use, there are factors that cause environmental pollution. By the impact of production processes and products, oil refining wastewater quality and quantity are complex, with different concentrations of organic pollutants, is one of intractable industrial waste.Currently, the domestic oil refining to chemical and biological wastewater treatment methods, supplemented by some physical methods such as flocculation, precipitation. The process design for refinery effluent water quality, water features, and strive to achieve economy, efficiency, using the traditional, a successful design and operation experience of the activated sludge method, supplemented by physical methods; biochemical some more progress with transformation run the water, see the following process, the treated effluent can reach the national level, the petrochemical industry effluent discharge standards. Grid - Adjustment Pool - Rectangular grease trap - Mixed reaction cell - flotation tank - biological contact oxidation pond - the secondary sedimentation tank - discharge standards The design specification more comprehensive account of the choice of design and feasibility studies, design and calculation processing structure, layout and elevation treatment station layout and the project budget and so on. Key words: sewage, treatment plant, grease, biological contact oxidation目 录1 设计说明41.1 含油废水41.1.1 含油废水的来源41.1.2含油废水的危害及污染特征41.1.3 油类在水中的存在形式51.1.4 含油废水的处理方法51.2 炼油废水61.2.1 炼油废水的来源、分类及性质61.2.2炼油废水的处理方法71.3处理工艺流程的确定101.3.1处理工艺流程比选方案101.3.2 濮阳炼油厂废水处理工艺121.3.3 设计资料122 炼油污水处理站工艺设计计算15废水处理构筑物的计算152.1.1 格栅的设计计算152.1.2 调节池的设计计算162.1.3 平流式隔油池工艺设计计算172.1.4 机械反应池工艺设计计算182.1.5 平流式气浮池的工艺设计计算212.1.6 生物接触氧化池工艺设计计算232.1.7 二沉池工艺设计计算262.2 污泥处理部分的计算282.2.1 剩余污泥量的计算282.2.2 污泥浓缩池工艺设计计算292.2.3 板框压滤机的设计312.3 鼓风曝气系统322.4 平面布置及总平面图332.5 高程布置水力计算342.5.1 高程设计342.5.2 高程计算342.6泵房布置及泵的选择362.6.1 泵房布置362.6.2 泵的选择362.7加药系统363 工程估算及运行成本373.1 主要构筑物总价计算N1373.2 主要设备总价估算N2374 结论39参考文献40致 谢41附 录421 设计说明1.1 含油废水1.1.1 含油废水的来源含油废水的来源很广，凡是直接与油接触的废水都含有油类。含油废水的含油量及其特征，随生产行业的不同变化极大，同一种工业也因生产工艺流程、设备和操作条件的不同而相差较大。例如：在石油炼厂，石油化工行业的蒸馏、裂化、叠和，焦化等工段排出的含油废水除含油外还有硫化物、酚类、氰等毒性物质；沥青生产中产生的废水具有很高的粘性；机械制造业中的切削、研磨、压延等工程，需用乳化液进行冷却，而排出的乳化废液，其中含有较多的油类及表面活性剂。洗涤零部件会产生乳化油废水。在轧钢厂，轧辊需润滑和冷却，从而排出大量的含油废水，这种废水除含油外，还含有大量的氧化铁皮。在船舶，车辆，飞机等交通运输主业的发动机清洗废水含有油分。油轮压舱水，油罐冲洗水均含有较高浓度的油分。此外，在餐饮业以及生活污水的排放中除含有油外还含有脂类；在纤维生产，使皮制造和其它许多行业或多或少的排出各类含油废水。含油废水的主要来源是石油，石油开采，石油化工，钢铁，焦化，煤气发生站，机械加工等工业企业。1.1.2含油废水的危害及污染特征含油污水排放到水体的主要危害表现在油滴覆盖水面，阻止空气中的氧溶解在水中，使水中溶解氧减少，导致水生生物死亡，妨碍水生植物的光和作用，甚至水质变臭，破坏水资源的利用价值。因此，含油污水必须经过适当的处理后才可排放。油类对环境的污染主要表现在生态系统及自然环境（土壤、水体）的严重影响。流到水体中的可浮油，形成油膜后会阻碍大气复氧，断绝水体氧的来源；而水体中的乳化油和溶解油，由于需氧微生物的作用，在分解过程中消耗水中的溶解氧（生成CO2和H2O），使水体形成缺氧状态；水体中的二氧化碳浓度增高，使水体PH值降低到正常的范围以下，以致鱼类和水生生物不能生存。含油废水流到土壤，由于土层对油污的吸附和过滤作用，也会在土壤形成油膜，使空气难于渗透，阻碍土壤微生物的繁殖，破坏土层团粒结构。含油废水排入城市排水管道，对排水设备和城市污水处理厂都会造成影响，流入到生物处理构筑物的混合污水的含油浓度，通常不大于30-50mg/L，否则将影响活性污泥和生物膜的正常代谢过程。1.1.3 油类在水中的存在形式含油废水根据来源的不同和油类在水中的存在形式可以分为浮油、分散油，乳化油和溶解油四类：（1）浮油：浮油是废水中含油量的主要组成部分。炼油厂废水中这种状态的油含量约占60%到80%，以连续相漂浮于水面，形成油膜或油层。浮油在废水中的分散颗粒较大，一般大于100m. 易于从废水中分离出来，上浮于水面被破坏。（2）分散油：以微小油滴悬浮于水中，不稳定，经静止一段时间后往往变成浮油，其油滴的粒径为10-100m。（3）乳化油：水中往往含有表面活性剂，使油成为稳定的乳化油，这种油品分散的粒径很小，一般小于10m，大部分为0.1-2m。呈乳化状态存在，不易从水中上浮去除。（4）溶解油：是一种以化学方式溶解的微粒分散油，油滴的直径比乳化油还要细，有时可小到几纳米。石油可以溶于水的量很少，一般为5-10mg/L。由此可以看出，浮油和乳化油的分离是处理含油废水的关键。1.1.4 含油废水的处理方法 含油废水的处理方法很多，处理设备类型也多种多样，可以根据含油种类的不同选择不同的处理方法及设备。除油工艺流程也需要根据废水的水质水量、工艺条件和净化要求来决定。 生产装置排出的含油废水，应按其所含的污染物性质和数量来分类汇集处理。除油方法宜采用重力分离法除重油和浮油，采用气浮法、电解法、混凝沉淀法除去乳化油。在乳化剂存在的情况下，乳化剂会在油滴和水滴的表面形成一层稳定的薄膜，这样形成的乳状液非常稳定。当分散相是油滴时，称为油包水乳状液；当分散相是水滴时，称为油包水乳状液。由于乳化油废水的状态稳定，在自然条件下不容易分层，因此，进行油水分离前须先破坏其稳定性，即破乳。破乳的原理是破坏油珠界面上的稳定的界膜，使油珠相互接近并聚集成大的油滴，从而浮升于水面，使油水得以分离。 浮油易于上浮，可以通过隔油池去除。乳化油比较稳定，不易上浮，用一般的隔油池无法去除，常用气浮，过滤和粗粒化等方法去除。（1）重力分离法重力分离法是一种利用水的密度差进行分离的方法。此法可用于去除60m以上的油粒和废水中的大部分固体颗粒。采用重力分离法最常用的设备是隔油池。它是利用油滴比水轻的特性，将油分离与水面并撇除。隔油池主要用于去除浮油或破乳后的乳化油。（2）气浮法 气浮法是利用大量微细气泡吸附在预去除的颗粒（油滴）上，利用其体本身的浮力将污染物带出水面，达到分离目的的方法。气浮法按气泡产生的发式不同分鼓泡气浮、加压气浮和电解气浮等。（3）吸附法吸附法是利用亲油性材料吸附水中的油。（4）粗粒化法粗粒化法（亦叫聚结法）是含油废水通过一种填入粗粒化材料的装置，使污水中的微细油滴聚集成大的颗粒，达到油水分离的目的。（5）膜过滤法膜过滤法除油主要是利用微孔膜拦截油滴，主要用于去除乳化油和溶解油。（6）电磁吸附法 将磁性颗粒与含油废水混合，油滴被磁性粒子吸附，然后，用磁分离装置将含油磁粒分离，污水得到净化。含油磁粒再作进一步处理，且即为电磁吸附法。这种方法应用很少。（7）生物氧化法油类是一种烃类有机物，可以利用微生物将其分解氧化为二氧化碳和水，从而达到去除的目的。1.2 炼油废水1.2.1 炼油废水的来源、分类及性质炼油废水是造成水污染的主要污染源，在石油开采、炼制和石油化工生产中，含油废水的排放量是很大的。例如，一个年产25万吨的炼油厂，每小时排出的废水可达500-600m3。这种废水中的油品，其密度一般都小于1，他们在废水中以浮油、溶解油和乳化油三种存在形态。 炼油厂的主要加工方法是直接蒸馏，重质油的裂化与蒸馏，某些馏分的精致等。炼油装置一般有常减压蒸馏，催化裂化，铂重整，加氧精致，脱沥青装置等。炼油厂的主要产品是汽油，煤油，柴油，润滑油，沥青和石蜡等。其生产废水一般是根据废水的水质进行分类分流的，主要是冷却水、含硫废水、含油废水、含碱废水有时还排出含酸废水。（1）冷却废水：是冷却馏分时的间接冷却水，温度较高，有时由于设备渗漏等原因，冷却废水经常含油，但污染程度较轻。（2）含油废水：它直接与石油及油品接触，废水量在炼油厂中是最大的。主要污染物是油品，其中大部分是浮油，还有少量的硫、酚类等。含油废水大部分来源于油品与油气的冷凝油，油气洗涤水，机泵冷却水，油罐洗涤水以及车间地面的冲洗水。（3）含硫废水：主要来源于催化及焦化装置，精馏塔塔顶分离器，油气洗涤水及加氢精致等。主要污染物是硫化物，油，酚类等。（4）含碱废水：主要来自汽油、柴油等馏分的碱精致过程。主要含过量的碱、硫、酚类、油、有机酸等。（5）含酸废水：主要来自水处理装置，加酸泵房等。主要含硫酸和硫酸钙等。（6）含盐废水：主要来自原有脱盐脱水装置，除含大量盐分外，还有一定量的原油。1.2.2炼油废水的处理方法 炼油废水的处理一般都是以含油废水为主，处理对象主要是浮油、乳化油、挥发酚、COD、BOD及硫化物等。对于其它一些废水（如含硫废水、含碱废水）一般都是进行预处理，然后汇集到含油废水系统进行集中处理。集中处理的方法仍然以生化方法为主。其中，含油废水要先通过上浮、气浮、粗粒化、富聚等方法进行预处理，除去废水中的浮油和乳化油后在进行生化处理；含硫废水要先通过空气氧化、蒸汽气提等方法，除去废水中的硫和氨等在进行生化处理。炼油厂排放的废水是水体污染的重要来源，炼油废水具有排放量大、成分复杂、处理难度大的特点。处理炼油废水的传统方法是俗称的所谓“老三套”工艺，它主要由三部分组成，即：隔油、气浮和生物处理。目前我国大多数的炼油企业采用的就是这套处理流程。“老三套”工艺存在的缺点主要在于：气浮除油耗药量大，运行费用高，稳定性差，而且伴生大量难以处理的污泥，造成二次污染；传统活性污泥法对N的去除率较低，抗冲击能力差，易于发生污泥膨胀。（1）隔油处理隔油池主要用来除去污水中浮油和部分乳化油。污水中的可浮油在隔油池停留过程中，经处理后浮于水面，收油时通过管流入集油间，再用污油泵打入污油脱水罐，经加温沉降脱水，合格污油再用污油泵送往接收罐区。隔油池处理后的水进入一级浮选泵。在隔油池前或后可设调节池，用于调节水量和水质。（2）气浮处理隔油池出水仍含有部分浮油及乳化油，还需要气浮工艺进一步处理。气浮净化工艺是设法在水中通入或产生大量的微细气泡，使其粘附于杂质絮凝体上，造成整体比重小于雨水的状态，并依靠浮力使其上浮于水面，从而获得固液分离的一种净化方法。一般采用加压容器气浮法去除。隔油池出水通过泵进入容器罐，容器罐加入压缩空气使其融于水中，再经过减压后，水中过饱和的空气形成许多极微细的气泡释放出来，在上升过程中，由于气泡的表面张力作用，将乳化于水中的油珠带到水面，然后将浮油用刮渣机刮至集油槽中，让其自流入油泥池，再用泵打入油泥干化场。为了进一步提高浮选效果，一般在浮选泵入口处投加絮凝剂。（3）炼油废水的生化处理目前处理炼油污水基本沿用老三套流程：即隔油一浮选一生物处理。生化处理主要有一下几种方法。普通活性污泥法这类处理方法既有传统的合建式曝气池，也有分建式活性污泥法。简要工艺流程为:污水隔油油气浮生化二沉池外排 其中气浮段有的为一级气浮，有的采用二级气浮；生化段则7080年代初兴建的大多为合建式曝气池，该工艺在早期的炼油污水处理中广泛采用，对减少污染排放起到了极其要的作用，同时由于其运行稳定，处理的效果较好，依然受到各炼厂的青睐。为了进一步适应目前的环保要求，大多进行了技术改造（如镇海石化、大庆石化），或只作为预处理装置（如广州石化）。该工艺不但硝化效果差，且无法实现脱氮的目的，如不与其他工艺相配合，将难于适应未来污水处理的需要。80年代后期开始采用分建式曝气池，并逐步走向二级好氧生化工艺，即O-O工艺，该工艺较传统活性污泥法处理的效果好，二级好氧处理的功能分区明确，一级好氧的主要功能是降解COD，而二级好氧的主要功能则是降解氨氮。生物膜接触氧化法5“生物膜接触氧化法”其实是一种把填料作为微生物载体、好氧和厌氧共同存在的污水生化处理方法。污水携带氧气进入填料层时，悬浮物被截留。有机物在氧气的作用下，被微生物吸附降解，释放出二氧化碳、水、能量等，然后形成的粘泥附着在柔性填料上成为膜。在膜的深层，氧气无法进入，形成厌氧层，随着膜的增厚，膜便逐渐脱落。这样的作用下，污水被净化。生物膜法虽然能够适应不同浓度的污水，表现出较强的耐冲击力。但实践证明，对于高浓度的污水，生物膜法只能忍耐较少量高浓度的污水，若大量的污水冲击，致使生物膜脱落，则恢复起来需较长时间，大约30天左右。缺氧好氧工艺污水首先经隔油、浮选工序除去粗分散物质（包括悬浮物质和部分乳化状态的物质），例如油。之后，污水流入生化池进行生化处理，以除去较高的COD负荷，难以降解的有机物及氨氮等。生化部分为前置反硝化池，即A/O合建池。在A段为增加生物降解性能，设置软性填料框架组。这种填料挂膜快，比表面积大，它的每个纤维本身即为一个微小的A/O单元，更有助于脱氮的进行。A段溶解氧（DO）控制在01mg/L（一般为0.15mg/L），处于缺氧状态。O段溶解氧控制在24mg/L。O段出水混合液一部分回流至A段，另一部分流入后浮选池进行泥水分离。泥水分离采用气浮的形式，避免了A/O处理后污泥易上浮的不足。分离后的污泥回流至O段进口，出水流入下道工序。根据污泥生长特性，适当排除部分剩余活性污泥。工艺流程如图1-1所示。A段O段泥水分离回流污泥出水混合液回流进水图1-1 A-O工艺流程氧化沟氧化沟是活性污泥法的一种改型，它把连续环式反应池用作生物反应池，混合液在该反应池中以一条闭合式曝气管道进行连续循环（从池型上可以说是推流式的特例）。氧化沟通常在延时曝气条件下使用，因为这时混合液的水力停留时间长，有机物质的负荷低。它使用一种带有方向控制的曝气和搅动装置，向反应池中的物质传递水平速度，从而使搅动的液体在闭合式曝气管道中循环。反应池一般为椭圆型或圆形，尺寸大小按延时曝气运行决定，其水力停留时间为1030h，污泥停留时间在15d以上，曝气装置主要有射流器和机械转子曝气设备（转刷和转盘）等，通常在其前面不用设置初沉池，而在其后设有二沉池。在污水处理的动力学上有两种系统：推流型和完全混合型。氧化沟既不是完全混合式反应池，又不是推流式反应池，但是它又兼有这两种系统的特点。在沟中，污水流入反应池后，与反应池内所含的大量物质混合，但是通常是使污水正好在排出口的下游流入反应池，因此它必须在经过一次循环之后才能排出去（在这一方面氧化沟与推流式反应池有相似之处），然后又像在完全混合反应池中那样，迅速与整个池中的各种成分混合起来（与完全混合式相似）。氧化沟自身的特点在于一次循环所需的时间短，即1530min，而总的水力停留时间则很长，2024h，人们通常用完全混合型反应池来模拟氧化沟。氧化沟的脱碳、脱氮的机理与A/O系统的反应机理相通。因分段布置曝气器，随着与曝气器的距离变化沟中会有缺氧区和好氧区的分布，使其相当于多个A/O系统相连接。废水在好氧段，碳源被污泥中异养微生物氧化分解；有机氮通过氨化作用和硝化反应被自养微生物作为能源利用，并转化为硝酸盐。1.3处理工艺流程的确定1.3.1处理工艺流程比选方案1、炼油废水处理工艺流程的选择原则炼油废水的治理应根据炼油的具体情况，首先抓住工艺改革和综合利用，以尽量减少污染物的排放量，同时，还应尽量搞好节约用水和废水回用，最大限度的减少废水排出量。在考虑上述综合治理的情况下，再来确定炼油废水的处理工艺。由于炼油废水成分复杂多变，对应的处理方法也要随之变化，所以首先要搞清废水的特性，采用对应的处理工艺才能达到较好的处理效果。在选择处理工艺前，应分析废水水质及其组成及对废水所要求的处理程度，确定单项处理方法，然后确定最佳处理工艺流程。2、方法分析目前，国内外较为成熟的炼油废水治理工艺方法有：传统活性污泥法、AB法、合建式氧化沟技术、SBR法和生物滤池法。（1）AB法工艺是在传统两段活性污泥法和高负荷活性污泥法的基础上开发的，属超负荷活性污泥法。其主要特征是，A段活性污泥负荷高，为常规的1020倍，泥龄短，B段污泥负荷低。主要缺点是，基建投资高。适用于处理浓度高，水质水量变化大的污水。不适用于小型的污水处理厂。（2）合建式氧化沟技术是本世纪中叶发展起来的一项新型技术，其构造简单，运行简便且处理效果稳定可靠。其主要类型有：BMS式、船式、C型沟内式、D型沟内式、测沟分离式，主要特点是不设分建的二沉池，运行维护管理方便，但占地面积较大，适用于大型的污水处理厂。（3）SBR法即序批式活性污泥法。是一种间歇运行的污水生物处理工艺。他由一个或多个SBR池组成。运行时，污水分批进入池中，经活性污泥的净化，到净化后上清液排出池外，完成一个运行周期。每个运行周期可分成：进水期、反映期、沉降期、排放期、和闲置期，其主要特点是对水质水量的变化适应性强，有机质去除率高，氮磷的去除率高。主要缺点时运行维护复杂，设备费用高，由于采用定为管重力式排水，在排水初期有少量混合液排出。进入反应池的浮渣尚缺乏有效的设备从反应池取出，增加了操作人员的工作量。（4）生物滤池是一种生物和物理化学相结合的工艺，其主要流程包括滴滤池、曝气固体接触、絮凝和澄清分离。来自一级处理的污水，首先通过生物滤池降低溶解性BOD5并形成可以絮凝的颗粒固体。生物滤池出水与回流污泥曝气混合接触，并进行絮凝和吸附，如接触时间充分，可溶性BOD5也可去除，二沉池采用了新型絮凝澄清池，混合液在池中心絮凝井中增大絮凝体后，在进行澄清分离，其主要特点是运转稳定，动力消耗低，运转费用低，但其耐冲击性差，出水的BOD5和悬浮物要求较低。（5）传统活性污泥法是利用悬浮生长的微生物絮凝处理有机废水一类好氧生物的处理方法。主要包括三个过程：吸附微生物代谢凝聚与沉淀，主要流程包括：初沉池、曝气池和二沉池。主要特点是处理效果好，BOD5去除率可达9095%，对废水的处理程度比较灵活，可根据要求进行调节，使反应器内的有机物降解反应控制在最佳状态，另外，对冲击负荷有一定的抵抗能力，适合处理较高浓度的有机工业废水。1.3.2 濮阳炼油厂废水处理工艺（1）濮阳炼油厂炼油废水处理工艺流程如图所示：图1 濮阳炼油厂污水处理工艺流程格栅井调节池一次提升泵隔油沉淀池混合反应池气浮池接触氧化池鼓风曝气系统二沉池废水储油槽混凝投药系统板框压滤机干泥外运污泥池达标排放浮渣（2）工艺流程描述厂区废水经管道流入格栅井，去除大块杂质后流入调节池；废水由一次提升泵送至隔油沉淀池进行处理，隔油沉淀池的作用是将废水中的部分浮油去除，同时又可以避免在事故排油时对后续处理构筑物造成冲击负荷，隔油沉淀池还可将废水中的部分颗粒物沉淀分离出来，以减少沉淀物的积累，隔油池内的污水提升至混合反应池，并自流进入气浮池，废水中绝大部分浮油和乳化油被去除。气浮池出水自流进入接触氧化池。油及有机物进一步生物降解。从隔油沉淀池和二次沉淀池排出的污泥进入污泥池，污泥用板框压滤机脱水，压滤出水流回到调节池，脱水污泥作为工业垃圾外运。气浮池排出的浮渣送到厂内锅炉房随燃煤焚烧掉。从隔油沉淀池撇出的浮油储存在储油槽内，定期外卖或回收利用。1.3.3 设计资料1、原始数据： 处理水量： 5000m3/d，2. 设计进水水质：表1 进水水质序号项目指标1PH值692CODcr100mg/L3石油类10 mg/L4悬浮物100mg/L5BOD5150mg/L6水温40设计出水水质：在进水水质达到设计进水水质的前提下，出水水质要求达到GB89781996第二类污染物一级排放标准。即表2 出水水质序号项目指标1PH值692CODcr60mg/L3石油类5mg/L4悬浮物20mg/L5BOD520mg/L6水温403、气象资料本区属大陆性季风气候，四季分明。四季分明，雨量充沛，光照充足年平均气温170C。7月份气温最高，平均为31.50C，1月份气温最低，平均为1. 0C。无霜期为300天。年最大降水量1423.6mm，最小将水量664.9mm，年平均降水量870.9mm，一年内各季降水分布春季占2023，夏季占4550，秋季占2429，冬季占45。全年风向主导风向为东北、西南风。4、地质条件厂区区域地形开阔平坦，工程地质良好，地质条件由上到下为：杂土层0.51m，粉质粘土2.13.3m，粉土0.81.5m，以下为粘土层。场区内各土层的承载力为180至280Kpa，地下水位为4.2至4.8m。最大冻结深度为0.35m。该市地震基本烈度为6度，工程设施按6度设防。污水处理站地面标高为+0.00m左右。进水沟底标高为-0.45m。5、水文条件该厂废水直接排放到双流河，与处理站的距离为5km，平均流量126米3/秒，最大洪峰流量5900m3/s。双流河常水位-20m，最低水位-18m，最高水位-6m。2 炼油污水处理站工艺设计计算 2.1废水处理构筑物的计算 2.1.1 格栅的设计计算1.格栅设计参数确定栅条间距：b20mm 栅前水深：h0.4 m废水过栅流速：v0.8m/s 格栅倾角：60栅条宽度：s10mm 工业废水流量变化系数：K1.32.格栅设计计算（1）格栅间隙数量设计流量Q5000m/d208.33m/h0.058m/s则最大设计流量Qmax0.0581.30.075（m/s）（2）栅槽宽度B（3）进水渠道渐宽部分长度L1设进水渠道宽B10.20m，渐宽部分展开角120（4）栅后渠道减缩长度L20.5L10.50.160.08（m）（5）通过格栅的水头损失取格栅断面为锐边矩形断面,取k3，有, （6）栅后槽的总高度H设栅前渠道超高h20.3m，栅前槽高（7）栅室总长度L（8）每日栅渣量W在格栅间隙为20mm下，取W1 0.07m栅渣/10m废水，K1.3 0.2所以，采用机械清渣。根据格栅设计参数，本设计选用钢丝绳牵引式格栅除污机。电动机功率1.1kW，提升速度1.9m/min，钢丝绳采用不锈钢丝，直径7.7mm，控制方式采用手动和定时控制，污物由人工小车运送。2.1.2 调节池的设计计算1. 工业废水调节池的选择工业废水其水质水量随时变化，波动较大，废水水质水量的变化对排水及废水处理设备，特别是对净化设备正常发挥其净化功能是不利的，甚至有可能损坏设备，为解决这一矛盾，废水处理前一般要设调节池，以调节水量和水质。（1）设备类型：对角线出水调节池（2）优点：出水槽沿对角线方向设置，同一时间流入池内的废水，由池的左、右两侧经过不同时间流到出水槽，达到自动调节的目的。（3）数量：一座（4）池子构筑材料：钢筋混凝土2. 调节池设计参数及计算废水在池内停留时间一般为34h，这里取为4h。（1）调节池内废水量（2）调节池的有效容积（3）设计用调节池的实际容积，取 V=1200取调节池三个，单个池子的实际容积为400（4）调节池的平面面积取池子的有效水深为H=2m，纵向隔板间距1m,调节池平面面积为：则调节池的平面尺寸为: 取调节池超高为h=0.3m，为适应水质的变化，设置沉渣斗，由于电镀废水的悬浮物较少，所以按长度方向设置沉渣斗一个，共两个沉渣斗，沉渣斗倾角为45。2.1.3 平流式隔油池工艺设计计算1.平流隔油池设计中常用的数据和措施（1）停留时间T，一般采用1.5-2h；（2）水平流速v，一般采用2-5mm/s；（3）隔油池每格宽度B采用2m，2.5m，3m，4.5m，6m。当采用人工清除浮油时，每格宽3m。国内各大炼厂一般采用4.5m，且已有定型设计；（4）隔油池超高h1一般不小于0.4m，工作水深为h2为1.5-2.0m。人工排泥时，池深应包括污泥层厚度；（5）隔油池尺寸比例一般满足以下条件：单格长宽比 （L/B）4，深宽比（h2/B）0.4；（6）刮板间距不小于4m，高度150-200mm，移动速度0.01m/s；（7）在隔油池出口处及进水间浮油聚集，对大型隔油池可设置集油管收集和排除。集油管管径为200-300mm，纵缝开度为60，管轴线在水平面以下0-50mm，小型池装有集油环；（8）采用机械刮泥时，集泥坑深度一般采用0.5m，底宽不小于0.4m，侧面倾角为45-60；（9）池底坡度i，当人工排泥时池底坡度为0.01-0.02，坡向集泥坑；机械刮泥时，采用平底，即i=0；（10）隔油池水面以上的油层厚度不大于0.25m；（11）隔油池的除油效率一般在60%以上，出水含油量为100-200mg/L。若后续浮选法，出水含油量小于50mg/L；（12）为了安全，防火、防寒、防风沙，隔油池可设活动盖板；（13）在寒冷地区，集油管内应设有直径为25mm的加热管，隔油池内也可设蒸汽加热管。2. 设计参数确定设计流量：Q208.33m/h停留时间：t2h单间池净宽：B4.5m有效水深：H01.8m超高：h0.5m池内水平流速：vp0.003ms3. 设计计算（1）隔油池容积（2）过水断面（3）隔油池间数单间池净宽B4.5m，有效水深H01.8m，取3间（4）平流式隔油池分离区长度，取22m（5）隔油池建筑高度（6）进水段设计：2.0m（7）出水段设计：2.0m2.1.4 机械反应池工艺设计计算1. 主要设计参数（1）T1520min，2070 S1（2）设34档搅拌机，每档用隔墙或穿孔墙分隔，以免短流。（3）第一级（进口处）搅拌机浆板中心处线速度0.50.6m/s；最后一级（出口处）搅拌机浆板中心处线速度0.10.2m/s；（4）浆板总面积宜为水流截面积的10%20%，不宜超过25%；（5）浆板长度不大于叶轮直径75%，宽度宜1030cm。（6）垂直轴：1）浆板顶应设于水面下0.3m； 2）浆板底应设于池底以上0.30.5m； 3）浆板长度不大于叶轮直径的75%; 4）浆板距池壁间距不大于0.25m; 5）每块浆板宽度为长度的1/101/15，一般1030cm。 2. 反应池尺寸计算（1）反应池容积计算设计流量：Q208.33m/h，反应时间取t20min反应池容积 （2）反应池串联格数及尺寸反应池采用3格串联，设置三台搅拌机，每格有效尺寸为B2.5m，L2.5m，H3.8m，反应池超高取0.2m，池总高度应为4.1m，反应池分隔墙上的过水孔道上下交错布置。3. 搅拌设备设计（1）叶轮直径及桨板尺寸叶轮外缘距池子内壁的距离取0.25m，叶轮直径为：D2.50.2522m，每根旋转轴上安装8块桨板，桨板长度取l1.4m，宽度取b0.12m（2）桨板中心点旋转半径及转速桨板中心点旋转半径每台搅拌机桨板中心点旋转速度取为第一格v10.5m/s，第二格v20.35m/s，第三格v30.2m/s则每台搅拌机转速为第一格：第二格：第三格：（3）桨板旋转功率计算a桨板旋转线速度按下表计算表3 桨板旋转线速度计算分格桨板外缘线速度v2r60（m/s）外侧桨板速度vi2rini600.105ni内侧桨板速度vj2rjni600.063nj第一格0.105n10.1056.240.660.063n10.0636.240.39第二格0.105n20.1054.370.460.063n20.0634.370.28第三格0.105n30.1052.500.260.063n30.0632.500.16b每台搅拌机上桨板总面积为A8bl80.121.41.344（m3）桨板总面积与反应池过水截面积之比为%25%，符合要求c求桨板宽径比系数K值（三台搅拌器完全相同）外侧桨板，则内测桨板，则d求每台搅拌器功率第一格：第二格：第三格：4. 配用电动机功率电动机总机械效率，传动效率，则配用电动机功率为第一格：第二格：第三格：5. 及值的核算（按水温20计，）第一格： 第二格： 第三格： 反应池总平均速度梯度为 经验算，与值均较合适Error! No bookmark name given.2.1.5 平流式气浮池的工艺设计计算1.设计参数确定（1）待处理废水量：Q5000m3/d （2）悬浮固体浓度：SS100mg/L （3）气固比：Aa/S0.013（4）溶气压力：P3.2atm（5）空气在水中饱和溶解度:Ca18.5mg/L（6）溶气罐内停留时间:T13min（7）气浮池内接触时间:T25min（8）分离室内停留时间:Ts30min（9）浮选池上升流速:vs0.09m/min2.平流式气浮池尺寸计算（1）确定溶气水量QR溶气效率f0.6，取回流水量QR400m3/d（2）气浮池设计接触区容积VC分离区容积VS气浮池的有效水深H分离区面积As和长度L2，取池宽B=4m，则分离区长度为接触区面积Ac和长度L1浮选池的进水管：D=200,v=0.9947m/s浮选池出水管：Dg=150集水管小孔面积S，取小孔流速v1=1m/s取小孔直径D1=0.015m则孔数孔数取整数，孔口向下，与水平成45角，分二排交错排列浮渣槽宽度L3：取L3=0.8m，浮渣槽深度h取1m，槽底坡度i=0.5，坡向排泥管，排泥管采用Dg=200.（3）溶气罐设计确定溶气罐容积V1 溶气罐直径D=1.1m，溶气部分高度2m（进水管中心线）。采用椭圆形封头，曲面高为275mm，直边高为25mm，溶气罐耐压强度10105Pa，溶气罐顶部设放气管Dg=15mm，排出剩余气体，并设置安全阀、压力表。进出水管管径：进出水管均采用100mm管径，管内流速为1.24m/s。（4）空气量计算设溶解压力为4.2，最高水位为30，按亨利定律，在30水中的饱和空气量为：所需空气量可按过量的25%设计，以留有余过。选用空气压缩机Z0.037，电动机功率0.37kW2.1.6 生物接触氧化池工艺设计计算1. 生物接触氧化池概述接触氧化池兼有活性污泥法与生物膜法的优点，有较高的容积负荷，去除率高，抗冲击负荷强，无污泥膨胀。系统运行控制比较灵活，操作管理方便等显著特点。其结构包括池体，填料，布水装置，曝气装置。工作原理为：在曝气池中设置填料，将其作为生物膜的载体。待处理的废水经充氧后以一定流速流经填料，与生物膜接触，生物膜与悬浮的活性污泥共同作用，达到净化废水的作用。生物接触氧化池填料的选择如下：（1）生物接触氧化池的填料应采用对微生物无毒害、易挂膜、比表面积较大、空隙率较高、氧转移性能好、机械强度大、经久耐用、价格低廉的材料。（2）当采用炉渣等粒状填料时，填料层下部0.5m高度范围内的填料粒径宜采用5080mm，其上部填料粒径宜采用2050mm。（3）当采用蜂窝填料时，孔径宜采用2530mm，材料宜为玻璃钢、聚氯乙烯等。（4）不同类型的填料可组合应用。2. 生物接触氧化池的设计参数（1）生物接触氧化池每格平面形状宜采用矩形，沿水流方向池长不宜大于10m。其长宽比宜采用1：21：1，有效面积不宜大于100m。 （2）生物接触氧化池从下至上应包括构造层、填料层、稳水层和超高。其中，构造层用0.61.2m，填料层高宜采用2.53.5m，稳水层高宜采用0.40.5m，超高不宜小于0.5m。（3）生物接触氧化池进水端宜设导流槽，其宽度不宜小于0.8m。导流槽与生物接触氧化池应采用导流墙分隔。导流墙下缘至填料底面的距离宜为0.30.5m，至池底的距离宜不小于0.4m。（4）生物接触氧化池应在填料下方满平面均匀曝气。（5）当采用穿孔管曝气时，每根穿孔管的水平长度不宜大于5m；水平误差每根不宜大于2mm，全池不宜大于3mm，且应有调节气量和方便维修的设施。 （6）生物接触氧化池应设集水槽均匀出水。集水槽过堰负荷宜为2-3L/（sm）。 （7）生物接触氧化池底部应有放空设施。 （8）当生物接触氧化池水面可能产生大量泡沫时，应有消除泡沫措施，比如使用消泡剂或者喷淋方式。 （9）生物接触氧化池应有检测溶解氧的设施。 3. 接触氧化池的设计 a.设计参数确定（1）设计污水量Q=5000m3/d208.33 m3/h（2）进水BOD浓度：La=150mg/L（3）出水BOD浓度：Lt=20mg/L（4）BOD5去除率：%（5）根据试验参数确定a.填料容积负荷：1500gBOD5/m3db.有效接触时间：t2hc.汽水比：Do15 m3m3b. 生物接触氧化池设计计算（1）生物接触氧化池填料的有效容积 （2）接触氧化池总面积填料层高度取H=3m，分三层，每层高1m（3）每格氧化池面积：采用8格氧化池，每格面积25，满足要求。每格氧化池尺寸：LB=63（4）校核有效接触时间，满足规范要求。（5）接触氧化池的总高度取超高h1=0.6m，填料上部的稳定水层深h20.5m ，配水区高度h30.3m（6）污水在池内实际停留时间（7）选用直径为25mm蜂窝形玻璃钢填料，所需填料总体积（8）采用多孔管鼓风曝气供氧，所需空气量（9）每格氧化池所需的空气量（10）接触氧化池的曝气量（溶解氧最好控制在2.53.5）取汽水比q=20：1，那么需要的空气量208.33204166.6/d=173.6m3/h，曝气深度为5m，空气扩散装置出口处绝对压力Pb1.013105+9.810341.405105（Pa）。2.1.7 二沉池工艺设计计算 1. 二次沉淀池概述二次沉淀池是设置在曝气池之后的沉淀池，是以沉淀、去除生物处理过程中产生的污泥，获得澄清的处理水为主要目的的。二沉池有别于其它沉淀池，其作用一是泥水分离，二是污泥浓缩，并因水量、水质的时常变化还要暂时贮存活性污泥。二沉池是生化处理系统的重要组成部分，其作用同时泥水分离，使混合液澄清，浓缩和回流活性污泥。其运行处理效果将直接影响活性污泥系统的出水水质。本设计采用的是竖流式沉淀池。2. 竖流式沉淀池主要设计参数（1）池直径或正方形边长与有效水深的比值3，池直径一般采用4-7m；（2）当池直径或正方形边长 7m时，澄清水沿周边流出。个别当直径7m时，应设辐射式集水支渠； （3）中心管内流速30mm/s； （4）中心管下口的喇叭口和反射板要求： a反射板底部距泥面的距离0.3mm；b. 反射板直径及高度为中心管直径的1.35倍；c. 反射板直径为喇叭口直径的1.3倍； d. 反射板表面对水平面的倾角为17； e. 中心管下端至反射板表面之间的中心污水流速，在初次沉淀池中30mm/s，在二次沉淀池中20mm/s； （5）排泥管下端距池底0.2m，管上端超出水面0.4m； （6）浮渣挡板距集水槽0.25-0.5m，高出水面0.1-0.15m，淹没深度0.3-0.4m。3. 竖流式二沉池设计计算（1）中心管面积：设V0=0.03m/s采用三个竖流式沉淀池，每池最大设计流量（2）中心管直径（3）中心管喇叭口下缘至反射板的垂直距离为h3设流过该缝隙的污水流速v1=0.015m/s喇叭口直径：（4）沉淀部分有效断面面积：设表面负荷则（5）沉淀池直径，取D=7m（6）沉淀部分有效水深：设沉淀时间t=2h7m（D）（符合要求）（7）校核集水槽出水堰负荷：集水槽每米出水堰负荷为（符合要求）（8）沉淀部分所需容积：设T=2h，S=0.5L/（人d）每个池子所需污泥室容积为（9）圆截锥部分容积：设圆截椎体下底直径为0.4m，则（10）沉淀池总高度：设超高及缓冲层各为0.3m2.2 污泥处理部分的计算2.2.1 剩余污泥量的计算1. 设计参数（1）污泥产率系数：Y=0.6kgMLVSS/kgBOD5（2）内源代谢系数：Kd = 0.08d-1（3）污泥龄：=10d（4）进水悬浮物浓度：150mg/L（5）出水悬浮物浓度：20 mg/L2. 剩余污泥量的设计计算（1）按表观污泥产率计算（2）计算系统排除的以挥发性悬浮固体计的干污泥量2.2.2 污泥浓缩池工艺设计计算1. 污泥重力浓缩池概述（1）进泥含水率：当为初次污泥时，其含水率一般为95%-97%；当为剩余活性污泥时，其含水率一般为99.2%-99.6%。（2）污泥固体负荷：当为初次污泥时，污泥固体负荷宜采用80-120kg/（m2.d）；当为剩余活性污泥时，污泥固体负荷宜采用30-60kg/（m2.d）。（3）浓缩后污泥含水率：由曝气池后的二次沉淀池进入污泥浓缩池的污泥含水率，当采用99.2%-99.6%时，浓缩后污泥含水率宜为97%-98%。 （4）浓缩时间不宜小于12h，但也不要超过24h。 （5）有效水深一般宜为4m，最低不小于3m。 （6）污泥室的容积和排泥时间，应根据排泥方法和两次排泥时间而定，当采用定期排泥时，两次排泥间一般可采用8h。 （7）集泥设施：辐流式污泥浓缩池的集泥装置，当采用吸泥机时，池底坡度可采用0.003；当采用刮泥机时，不宜小于0.01。不设刮泥设备时，池底一般设有泥斗。其与水平面的倾角，应不小于50 。刮泥机的回转速度为0.75-4r/h，吸泥机的回转速度为1r/h，其外缘线速度一般宜为1-2m/min。同时在刮泥机上可安设栅条，以便提高浓缩效果，在水面宜设除去浮渣的装置。（8）构造及附属设施：一般采用水密性钢筋混凝土建造。设污泥投入管、排泥管、排上清液管，排泥管最小管径采用150mm，一般采用铸铁管。（9）竖流式浓缩池：当浓缩池较小时，可采用竖流式浓缩池，一般不设刮泥机，污泥室的截锥体斜壁与水平面所形成的角度，应不小于50，中心管按污泥流量计算。沉淀区按浓缩分离出来的污水流量进行设计。（10）上清液：浓缩池的上清液，应重新回到初沉池前进行处理。其数量和有机物含量参与全厂的物料平衡计算。 （11）二次污染：污泥浓缩池一般均散发臭气，必须时应考虑防臭或脱臭措施。臭气控制可以从以下三方面着手，即封闭、吸收和掩撇。所谓封闭，是指用盖子或其它设备封住臭气发生源；所谓吸收，是指用化学药剂来氧化或净化臭气；所谓掩蔽，是指采用掩蔽剂使臭气暂时不向外扩散。2. 污泥浓缩池的选择采用带有竖向栅条污泥浓缩机的辐流式重力浓缩池，用带有栅条的刮泥机刮泥，采用静压排泥。计算草图如图10所示3.设计参数确定污泥总量计算及污泥浓度计算（1）二沉池排放的剩余污泥量：Q=216.45m3 /d（2）含水率：P=99.2%（3）浓缩后污泥含水率：P0=97%（4）污泥浓度：C=8g/L（5）二沉池污泥固体通量M采用30kg/（m2d）（6）流入浓缩池的剩余污泥浓度C=10kg/m34. 浓缩池设计计算（1）浓缩池面积 式中：C流入浓缩池的剩余污泥浓度（kg/s），本设计取10kg/m3 Q二沉池流入剩余污泥流量（m3/h）， G固体通量，一般采用0.8-1.2；取1.0本设计采用一个污泥浓缩池，单个池面积为 45.1m2 （2）浓缩池的直径 ，本设计取11m（3）浓缩池的容积 式中：T浓缩池浓缩时间（h），一般采用10-16h，本设计取16h。（4）沉淀池有效水深 (5）浓缩后剩余污泥量（6）池底高度辐流浓缩池采用中心驱动刮泥机，池底需做成1%的坡度，刮泥机连续转动将污泥推入泥斗。池底高度：（7） 污泥斗容积 式中:泥斗倾角，为保证排泥顺畅，圆形污泥斗倾角取550 a污泥斗上口半径（m）；本设计取1.25m； b污泥斗底部半径（m），本设计取0.25m。污泥斗的容积：（8）浓缩池总高度本设计取浓缩池超高h1=0.3m，缓冲层高度h3=0.3m， (9）排泥管浓缩剩余污泥量为57.72md，泥量小，采用间歇排泥方式，污泥管道选用铸铁管，采用污泥管道最小管径DN150mm，每次排泥时间为，每日排泥2次，间隔时间为12h。2.2.3 板