1、成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文某焦化廢水治理工藝設(shè)計(jì)作者姓名：XXX專業(yè)名稱：環(huán)境工程指導(dǎo)教師：XXX 講師某焦化廢水治理工藝設(shè)計(jì)摘 要焦化廢水中含有大量的氨氮以及多種有毒的有機(jī)化合物，如多環(huán)芳烴等成分復(fù)雜的化合物。從組成成分上講，焦化廢水必然會(huì)造成環(huán)境廢染、影響人體健康。處理焦化廢水的方法有許多，生物法以其在經(jīng)濟(jì)上可行性較好的特點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用。本文為某焦化廢水處理工藝設(shè)計(jì)，規(guī)模為300立方米/日。廢水處理流程為：進(jìn)廠廢水從泵房到隔油池，然后流入氣浮池，氣浮池出水進(jìn)入調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)池出水進(jìn)入A/O反應(yīng)池，再進(jìn)入二次沉淀池，二次沉淀池出水進(jìn)入混凝沉淀池，最后出水。污泥處理的流程為：從二沉池以及

2、混凝沉淀池排出的剩余污泥進(jìn)入污泥濃縮池，再進(jìn)入污泥脫水間，最后外運(yùn)處置。廢水處理后的出水優(yōu)于國家綜合廢水排放標(biāo)準(zhǔn)(GB8978-1996)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。選擇A/O工藝處理焦化廢水，在脫氮方面的效率要明顯高于SBR法以及CASS氧化溝等方法。關(guān)鍵詞：A/O工藝；焦化廢水；脫氮50AbstractCoke-plant wastewater generated from coal-cooking processes contains high levels of NH3-N. Apart from NH3-N coke-plsnt wastewater contains various groups o

3、f toxic organic compounds such as polynuclear aromatic hydrocarbons (PAHs) and heterocyclic compounds. From a compositional point of view, colk-plant wastewater therefore presents adverse environmental and helth effects.Several methods (physic-chemical and biological methods) have been employed in t

4、he removal of NH3-N and COD from coke-plant wastewater. The biological methods are most often employed because of their economica advantages over physical-chemical methods. This article is a design of one project for the treatment of coke-plant wastewater.The construction of this project is 300 m3 p

5、er day.The process is that:the wastwater runs from pump house to grease trap,enters the flotation tank, enters regulation pool, then enters A/O reactor tank, enters the secondary sedimentation tank, then enters the coagulation and sedimentation tank, at last lets out. The process of the sludge is th

6、at: the surplus sludge from the sedimentation tank enters sludge thickener, then enters dehydration house, then it is dehydrated, at last it is carried out of the plant.The outlet water of the plant meets the level one of the National Discharge Standard of Steel industry standards for water pollutan

7、ts (GB8978-1996).Selecting the Anoxic-Oxic system for the treatment of coke-plant wastewater is more efficient than the craft of SBR and the craft of CASS etc. It can take large quantity of the nitrogen from coke-plant wastewater. Key words：The Anoxic-Oxic; Coke plant wastewater; Taking off the nitr

8、ogen目錄摘 要IABSTRACTII目錄III前言11 焦化廢水概述21.1 焦化廢水概況21.1.1 焦化廢水來源與組成21.1.2 焦化廢水的特點(diǎn)及危害41.2 國內(nèi)外焦化廢水處理技術(shù)51.2.1 物理化學(xué)法61.2.2 生化處理法71.2.3 化學(xué)處理法82 水質(zhì)分析和處理工藝選擇92.1 建廠當(dāng)?shù)刈匀粭l件92.1.1來源組成92.1.2水質(zhì)特征102.1.3 排放量102.2 排放標(biāo)準(zhǔn)112.3.1 焦化廢水水質(zhì)112.4 處理工藝的選擇112.4.1 處理工藝流程選擇應(yīng)考慮的因素112.4.2 工藝對(duì)比122.4.3 工藝選擇152.4.4 A/O工藝原理152.5 各段工藝去除

9、率163 主體構(gòu)筑物設(shè)計(jì)183.1 格柵183.2集水池203.3 隔油池213.4 調(diào)節(jié)池223.5 事故池233.6 缺氧池233.8 二沉池26混合反應(yīng)池283.10 混凝沉淀池293.11 污泥濃縮池303.12 回流水井314 設(shè)備選型324.1 格柵設(shè)計(jì)選型324.2 風(fēng)機(jī)選型324.4 廢水污泥泵選型324.5加藥裝置選型334.5.1 加藥裝置選型334.6 污泥脫水機(jī)選型344.7 攪拌機(jī)選型344.8 刮泥機(jī)及撇油機(jī)選型345 廢水處理廠總體布置345.1 廢水處理廠平面布置345.1.1 廢水處理廠平面布置原則345.1.2 廢水處理廠平面布置375.2 廢水處理廠高程布

10、置375.2.1 廢水處理廠高程布置方法375.2.2 本廢水處理廠高程計(jì)算396 勞動(dòng)定員及附屬構(gòu)筑物416.1 勞動(dòng)定員416.2 附屬構(gòu)筑物426.3 附屬化驗(yàn)設(shè)備427 投資及運(yùn)營費(fèi)用分析437.1 土建投資估算437.2 設(shè)備投資估算457.3 運(yùn)行費(fèi)用估算46結(jié)論48致謝49參考文獻(xiàn)50前言水是地球的重要組成部分，也是生物機(jī)體不可缺少的組分，人類的生存和發(fā)展離不開水資源。地球上約有97.3%的水是海水，它覆蓋了地球表面的70%以上，但由于海水是含有大量礦物鹽類的“咸水”，不宜被人類直接使用。這樣，人類生命和生產(chǎn)活動(dòng)能直接利用且易于取得的淡水資源就十分有限，不足總水量的3%，且其中約

11、3/4以冰川、冰帽等固態(tài)的形式存在于南北極地，人類很難使用。與人類關(guān)系最密切、又較易開發(fā)利用的淡水儲(chǔ)量約為4×106km3，僅占地球上總水量的0.3%。因此，解決水廢染、合理地利用水資源是世界各國經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急。焦化廢水是一種高含氮、毒性強(qiáng)的有機(jī)工業(yè)廢水之一。如果直接排入水體其廢染程度大，毒害性強(qiáng)1。因此，對(duì)焦化廠廢水的處理無論在環(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)量的要求，現(xiàn)決定對(duì)某煤焦化有限責(zé)任公司產(chǎn)生的焦化廢水進(jìn)行處理工藝設(shè)計(jì)。廢水產(chǎn)生量為300t/d，廢水主要由含高濃度氮焦化廢水和生活廢水組成，且都含較高COD、SS和石油類物質(zhì)。本文根據(jù)該焦化廢水濃

12、度高，毒性大的水質(zhì)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)“A/O”工藝對(duì)其進(jìn)行處理。廢水中的SS、石油類物質(zhì)、COD等濃度大大降低，使得出水水質(zhì)達(dá)到廢水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB8978-1996）中的一級(jí)排放要求。本文對(duì)各處理單元構(gòu)筑物進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算，繪制各處理單元構(gòu)筑物圖示，以及廢水處理站的平面布置圖和高程布置圖，同時(shí)對(duì)該廢水處理站進(jìn)行了投資經(jīng)濟(jì)概算，驗(yàn)證廢水不僅得到有效處理，且經(jīng)濟(jì)可行，符合可持續(xù)發(fā)展要求。1 焦化廢水概述1.1 焦化廢水概況1.1.1 焦化廢水來源與組成焦化廠是鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)的重要組成部分，焦炭是鋼鐵冶煉的重要原材料，煉焦回收的化工產(chǎn)品供給許多行業(yè)的生產(chǎn)。隨著社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，焦化行業(yè)已發(fā)揮著越來越重要的作

13、用。目前，國內(nèi)生產(chǎn)焦化產(chǎn)品的廠家達(dá)數(shù)百家。焦化廠生產(chǎn)的主要任務(wù)是進(jìn)行煤的高溫干餾煉焦，以及回收處理在煉焦過程中所產(chǎn)生的副產(chǎn)品。整個(gè)生產(chǎn)過程分為選煤、煉焦及化工三部分。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(fù)雜，產(chǎn)生量較大。其主要來源有2：(1) 剩余氨水。由煉焦的水分及煉焦過程中產(chǎn)生的化合物組成。通常情況下，其數(shù)量占全部廢水的一半以上，是氨氮廢染物的主要來源；(2)化工產(chǎn)品工藝排水。包括化工產(chǎn)品回收和精制過程中各有關(guān)工段的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)的排廢水。其中含有一定數(shù)量的酚、氰、苯、硫化物及吡啶堿等。(4)焦油車間廢水：焦

14、油車間根據(jù)有機(jī)物的沸點(diǎn)不同，用蒸餾法初步分離各種產(chǎn)品，再經(jīng)酸堿洗滌分離出粗苯、吡啶等產(chǎn)品。廢水主要是間斷地排出高濃度含油、含酸的廢水。這部分廢水一般經(jīng)溶劑脫酚通過蒸氨塔后才能進(jìn)入生物處理裝置；(5)古馬隆廢水：從酚、油、重苯中提取古馬隆，要經(jīng)過蒸餾、堿洗、酸洗、中和及水洗，排除含酚、吡啶、油等廢染物的廢水。焦化廢水產(chǎn)生的一般工藝流程如圖1.1所示3：煤備煤焦?fàn)t煤炭加工焦炭除塵廢水除塵廢水煤氣初冷焦油氨水分離剩余氨水焦油加工焦油精制分離水煤氣脫氨煤氣終冷煤氣脫苯終冷廢水蒸苯粗苯分離水粗苯加工精苯分離水古馬隆生產(chǎn)古馬隆廢水凈煤氣煤氣管道水封水圖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

15、回收工序及方法等多種因素的影響，含有多種廢染物。焦化廢水是一種含高氨氮、高有機(jī)物、成分復(fù)雜的、難處理的有機(jī)工業(yè)廢水。焦化廢水中的許多高毒性難降解有機(jī)物，對(duì)生態(tài)環(huán)境危害極大，如占總有機(jī)物的一半以上酚類化合物，可使蛋白質(zhì)凝固，對(duì)人類、水產(chǎn)及農(nóng)作物都有極大危害4。經(jīng)常接觸煤焦油、瀝青和某些石油化工溶劑的人，皮膚癌、唇癌以及肺癌的患病率相當(dāng)高，因?yàn)檫胚帷⑤痢⑦拎A、啡蒽、苯并芘等多種多環(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)化的主要廢染物，近年來，國家不僅對(duì)COD的排放做了嚴(yán)格的規(guī)定，對(duì)氨氮的危害也越來越重視，并對(duì)氨氮的排放也做了嚴(yán)格的規(guī)定。1.1.2 焦化廢水的特

16、點(diǎn)及危害1 、水質(zhì)特點(diǎn)(1)成分復(fù)雜焦化廢水組成十分復(fù)雜，濃度高、毒性大。核磁共振色譜分析顯示：焦化廢水中含有數(shù)十種無機(jī)和上百種有機(jī)化合物5。無機(jī)廢染物主要是大量的氨鹽、硫氰化物、硫化物及氰化物等。有機(jī)廢染物除酚類化合物以外，還包括脂肪族化合物、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(jī)廢染物的80左右，主要成分有苯酚、鄰甲酚、對(duì)甲酚、鄰對(duì)甲酚、二甲酚、鄰苯二甲酚及其同系物等；雜環(huán)類化合物包括二氮雜苯、氮雜聯(lián)苯、氮雜苊、氮雜蒽、吡啶、喹啉、咔唑及吲哚等；多環(huán)類化合物包括萘、蒽、菲及-苯并芘等6。(2)水質(zhì)變化幅度大焦化廢水中氨氮變化系數(shù)可達(dá)2.7，COD變化系數(shù)可達(dá)2.3，

17、酚和氰化物濃度變化系數(shù)達(dá)3.3和3.4。(3)含有大量的難降解物，可生化性較差焦化廢水中有機(jī)物(以COD計(jì))含量高，且由于廢水中所含有機(jī)物多為芳香族化合物和稠環(huán)化合物及吲哚、吡啶、喹啉等雜環(huán)化合物，其BOD5/COD值低，一般為0.30.4，有機(jī)物穩(wěn)定，微生物難以利用，廢水的可生化性差。(4)廢水毒性大其中含有的氰化物、芳烴、稠環(huán)及雜環(huán)化合物都是有毒物質(zhì)，有的甚至是致癌物質(zhì)，毒性極強(qiáng)。2、危害(1)對(duì)人的危害 焦化廢水中含有的酚類化合物是原型質(zhì)毒物，可以通過皮膚、黏膜的接觸和經(jīng)口服而侵入人體體內(nèi)。高濃度的酚可以引起劇烈腹痛、嘔吐和腹瀉、血便等癥狀，重者甚至死亡。低濃度的酚可引起積累性中毒，有頭

18、痛、頭暈等不良反應(yīng)。廢水中的氰化物毒性很大。當(dāng)pH值在8.5以下時(shí)，氰化物的安全濃度為5mg/L。人食用的平均致死量氰氫酸為3060mg/L，氰化鈉為0.1g，氰化鉀為0.12g。另外廢水中含有大量的氨氮，可能轉(zhuǎn)化為NO2或NO3。人體若飲用了NH4-N >10mg/L或NO3-N>50mg/L的水，可使人體內(nèi)正常的血紅蛋白氧化成高鐵血紅蛋白，失去輸氧能力，出現(xiàn)缺氧癥狀。若亞硝酸鹽長時(shí)間作用于人體，可引起細(xì)胞癌變。(2)對(duì)水體和水生生物的危害大量的有機(jī)廢染物進(jìn)入水體，會(huì)消耗水體當(dāng)中大量的溶解氧，水體發(fā)臭，水質(zhì)惡化。同時(shí)由于有毒物質(zhì)的進(jìn)入使得水中水生生物的生存受到影響，魚類和貝類等的

19、大量減產(chǎn)與死亡，并能通過食物鏈傳遞給人類造成食物中毒等。此外，含氮化合物還能導(dǎo)致水體的富營養(yǎng)化，尤其對(duì)湖泊等封閉水域的危害更大。(3)對(duì)農(nóng)業(yè)的危害采用未經(jīng)處理的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，含酚的廢水使其腐爛；焦化廢水中的油類物質(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1mg/L，作物吸收過剩的氮能產(chǎn)生貪青倒伏現(xiàn)象7。1.2 國內(nèi)外焦化廢水處理技術(shù)目前，國內(nèi)80的焦化廠普遍采用的是以傳統(tǒng)生物脫氮處理為核心的工藝流程。分為預(yù)處理、生化處理以及深度處理。預(yù)處理主要采用物理化學(xué)方法，如除油、蒸氨、萃取脫酚等；生化處

20、理工藝主要為A/O、A2/O等工藝；深度處理主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，焦化廢水處理普遍的工藝為先去除懸浮物和油類廢染物質(zhì)，然后利用蒸氨法去除氨氮， 再采用生物氧化法去除酚硫氰化物和硫代硫酸鹽。在某些情況下還對(duì)廢水做排放前的最后深度處理。在美國，煉焦廠的廢水處理工藝為：脫焦油蒸氨工藝活性污泥法及污泥脫水系統(tǒng)。綜合看起來，國外的焦化廢水的治理方法與我國基本一致8,9。1.2.1 物理化學(xué)法1、吸附法吸附法是利用多孔性吸附劑吸附廢水中的一種或幾種溶質(zhì)，使廢水得到凈化。活性炭是最常用的一種吸附劑，活性炭吸附法適用于廢水的深度處理。劉俊峰等采用高溫爐渣過濾，再用南開牌H

21、2103大孔樹脂吸附處理含酚520mg/L、COD3200mg/L的焦化廢水，處理后出水達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)10。黃念東等研究了細(xì)粒焦渣對(duì)焦化廢水的凈化作用，溫度25的條件下，酚的去除率為98%11。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)表面所帶的電荷，使這些帶電物質(zhì)發(fā)生凝集，是用來處理廢水中自然沉淀法難以沉淀去除的細(xì)小懸浮物及膠體微粒，以降低廢水的濁度和色度，但對(duì)可溶性有機(jī)物無效，常用于焦化廢水的深度處理。 該法處理費(fèi)用低，既可以間歇使用也可以連續(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(jī)械加速澄清法對(duì)焦化廢水進(jìn)行綜

22、合治理，使出水中COD<158mg/L，NH3-N<15mg/L12。近年來，新型復(fù)合混凝劑在焦化廢水處理中的應(yīng)用得到廣泛的研究。3、Fenton試劑法Fenton13試劑是由H2O2和Fe2+混合得到的一種強(qiáng)氧化劑，由于其能產(chǎn)生氧化能力很強(qiáng)的·OH自由基，在處理難生物降解或一般化學(xué)氧化難以奏效的有機(jī)廢水時(shí)，具有反應(yīng)迅速，溫度和壓力等反應(yīng)條件緩和且無二次廢染等優(yōu)點(diǎn)。因此，近30年來越來越受到國內(nèi)外環(huán)保工作者的廣泛重視。1.2.2 生化處理法生化處理法是一種利用微生物氧化分解廢水中有機(jī)物的方法，常作為焦化廢水處理系統(tǒng)中的二級(jí)處理。1、A/O與A2/O法目前國內(nèi)主要采用A/O

23、與A2/O工藝及其變異型脫氮工藝進(jìn)行焦化廢水的脫氮處理，脫氮效果較好。Zhang Min14,15,16等對(duì)A-A-O工藝與A-O工藝進(jìn)行了比較，實(shí)驗(yàn)表明：A-A-O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-O工藝的兩倍。目前寶鋼一、二期焦化廢水就是對(duì)原A-O工藝優(yōu)化后，采用了A-A-O17工藝。目前系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，但由于條件控制復(fù)雜，投資費(fèi)用高，為保證處理效果，運(yùn)行中污泥及廢水回流量較大，增加了動(dòng)力消耗，且內(nèi)循環(huán)液帶入大量溶解氧，使反硝化池內(nèi)難于保持理想的缺氧狀態(tài)，影響反硝化過程降低了脫氮效率。2、SBR法 SBR池兼均化、沉淀、生物降解及終沉等功

24、能于一體。國內(nèi)外對(duì)SBR法研究的結(jié)果表明此法工藝簡單、運(yùn)行費(fèi)用低、運(yùn)行管理簡單，同時(shí)不必設(shè)調(diào)節(jié)池，多數(shù)情況下可省去初沉池。SBR反應(yīng)池生化反應(yīng)能力強(qiáng)，處理效果好，能有效地防止污泥膨脹，耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，工作穩(wěn)定性強(qiáng)。用它來處理焦化廢水，NH3-N的去除率達(dá)60%，傳統(tǒng)SBR法對(duì)焦化廢水降解效率不高18,19。3、氧化溝技術(shù)隨著氧化溝技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了一系列脫氮技術(shù)與氧化溝技術(shù)相結(jié)合的廢水處理工藝流程。按照運(yùn)行方式，氧化溝可以分為連續(xù)工作式、交替工作式和半交替工作式。連續(xù)工作式氧化溝，如帕斯韋爾氧化溝、卡魯塞爾氧化溝。奧貝爾氧化溝在我國應(yīng)用比較多，這些氧化溝通過設(shè)置適當(dāng)?shù)娜毖醵巍⒑醚醵味寄苋〉幂^

25、好的脫氮效果。1.2.3 化學(xué)處理法1、催化濕式氧化技術(shù)催化溫式氧化技術(shù)是在高溫、高壓條件下，在催化劑作用下，用空氣中的氧將溶于水或在水中懸浮的有機(jī)物氧化，最終轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)N2和CO2排放。該技術(shù)的研究始于20世紀(jì)70 年代，是在Zim-merman的濕式氧化技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。濕式催化氧化法具有適用范圍廣、氧化速度快、處理效率高、二次廢染低、可回收能量和有用物料等優(yōu)點(diǎn)。但是，由于其催化劑價(jià)格昂貴，且在高溫高壓條件下運(yùn)行，對(duì)工藝設(shè)備要求嚴(yán)格，國內(nèi)很少將該法用于廢水處理20 。 2、臭氧氧化法臭氧是一種強(qiáng)氧化劑，能與廢水中大多數(shù)有機(jī)物，微生物迅速反應(yīng)，同時(shí)還可起到脫色、除臭、殺菌的作用。該

26、法不會(huì)造成二次廢染，操作管理簡單方便。但是，這種方法也存在投資高、電耗大、處理成本高的缺點(diǎn)。同時(shí)若操作不當(dāng)，臭氧會(huì)對(duì)周圍生物造成危害。因此，目前臭氧氧化法還主要應(yīng)用于廢水的深度處理。在美國已開始應(yīng)用臭氧氧化法處理焦化廢水。2 水質(zhì)分析和處理工藝選擇2.1 建廠當(dāng)?shù)刈匀粭l件1、地理位置某煤焦化有限責(zé)任公司位于Y市，廠址所在地地層比較單一，上部為第四系平原流水松散堆積的沖洪積層，其下為更新統(tǒng)含泥砂礫石層及中下更新統(tǒng)泥礫層。擬建地不存在邊坡和危巖，地下無礦床和文物。2、氣候廠區(qū)所在地為亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候區(qū)，冷空氣活動(dòng)頻繁，氣溫不穩(wěn)定，春節(jié)和初夏的雨量分布不均、有干旱，夏季無酷暑，雨量集中，多洪澇災(zāi)害

27、，時(shí)有大風(fēng)，偶有冰雹危害，秋季氣溫下降快，多連綿陰雨。據(jù)當(dāng)?shù)囟嗄甑孛鏆庀笥^測(cè)，年平均氣溫16.30C，年日照時(shí)數(shù)1107.9小時(shí)，年降水時(shí)間2808小時(shí)，平均霜期85天，氣壓956.6毫帕，常年平均風(fēng)速1.2m/s，常年主導(dǎo)風(fēng)向NE靜風(fēng)頻率40%，歷史最低氣溫-4.20C。2.2 廢水來源及特征2.1.1來源組成 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)生的大量毒性極高的廢水，其主要來源有：煤挾帶水，反應(yīng)生成水和焦化產(chǎn)品蒸餾、洗滌加入的蒸汽和新鮮水，在與煤氣和產(chǎn)品接觸后冷凝或分離出來的廢水，包括集氣管分離液和初冷液組成的剩余氨水，氨水工藝中洗氨的富氨水。這兩部分廢水經(jīng)蒸氨（回

28、收）后排出。硫氨工藝中的終冷洗苯水。苯、焦油、古馬隆等化工產(chǎn)品加工的分離水。上述廢水量約為0.25-0.30m3/t焦。但實(shí)際上要大的多，各部分水量見表2.1：表2.1 焦化廢水的來源排水地點(diǎn)排放方式水量(m3/t焦)蒸氨水硫氨工藝連續(xù)0.22-0.35氨水工藝連續(xù)0.35-0.83硫氨終冷水連續(xù)0.40-0.60苯加工連續(xù)0.01-0.042焦油加工連續(xù)0.007-0.02煤氣水封水連續(xù)0.006-0.0172.1.2水質(zhì)特征煤中碳、氫、氧、氮、硫等元素，在干餾過程中轉(zhuǎn)變成各種氧、氮、硫的有機(jī)和無機(jī)化合物，使煤氣中的水分及蒸汽的冷凝液中含有多種有毒有害的廢染物。由于煤中含氮物多，煤氣中含氮6

29、-12g/km3，經(jīng)脫苯，洗氨后為0.05-0.08 g/km3,所以廢水中含很高的氮和酚類化合物以及大量有機(jī)氮、CN-、SCN-及硫化物等等。焦化廢水中所含廢染物分為無機(jī)物和有機(jī)物兩大類。無機(jī)物一般以銨鹽存在，包括(NH4)2CO3、NH4HCO3、(NH4)2S、NH4HS、NH4CN、NH2(COO)NH4、(NH4)2xSx、NH4CI、(NH4)2SO4、NH4SCN、(NH4)2S2O3、NH4Fe(CN)3等。焦化廢水中的有機(jī)物包括低沸點(diǎn)的苯類和難揮發(fā)的中、堿性及酸性組分。其中酚類化合物有：苯酚、鄰甲酚、間甲酚、對(duì)甲酚、二甲酚、鄰苯二酚、間苯二酚及其同系物等，雜環(huán)類化合物包括二氮

30、雜苯、氮雜聯(lián)苯、氮雜苊、氮雜菲、氮雜蒽、吡啶、喹啉、咪唑、吲哚等; 多環(huán)類化合物包括苯、蒽、菲、苊、苯并芘等。2.1.3 排放量日排放生產(chǎn)廢水250噸，生活廢水50噸。2.2 排放標(biāo)準(zhǔn)處理要求：據(jù)廠方要求，出水應(yīng)達(dá)到綜合廢水排放標(biāo)準(zhǔn)(GB8978-1996)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。（CODCr100mg/L；BOD5100mg/L，NH3-N15mg/L；SS70mg/L；油類10mg/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)CODCrBOD5NH3-NSS油類2000mg/L800mg/L150mg/L210mg/L300mg/L表2.3 生活廢水

31、水質(zhì)CODCrBOD5NH3-NSS油類400mg/L200mg/L40mg/L220mg/L100mg/L表2.4混合后的水質(zhì)CODCrBOD5NH3-NSS油類1733mg/L733mg/L132mg/L212mg/L267mg/L由上表可知設(shè)計(jì)參數(shù)：CODCr1733mg/L；BOD5733mg/L；NH3-N132mg/L；SS212mg/L；油類267mg/L；水量12.5m3/h，其中廢水6.25m3/h，在生化階段加入6.25m3/h的自來水作為稀釋水。2.4 處理工藝的選擇2.4.1 處理工藝流程選擇應(yīng)考慮的因素廢水處理廠的工藝流程系指在保證處理水達(dá)到所要求的處理程度的前提下，

32、所采用的廢水處理技術(shù)各單元的有機(jī)組合。在選定處理工藝流程的同時(shí)，還需要考慮各處理單元構(gòu)筑物的形式，兩者互為制約，互為影響。廢水處理工藝流程的選定，主要以下列各項(xiàng)因素作為依據(jù)。1、廢水的處理程度2、工程造價(jià)與運(yùn)行費(fèi)用3、當(dāng)?shù)氐母黜?xiàng)條件由于該焦化廢水含氮量比較高，故脫氮是必須考慮的一項(xiàng)主要任務(wù)，在去除有機(jī)物等廢染物的同時(shí)必須考慮對(duì)氮的去除。故選取二級(jí)強(qiáng)化處理。可供選取的工藝：A/O工藝，A2/O工藝，SBR及其改良工藝，氧化溝工藝。2.4.2 工藝對(duì)比焦化廢水含高濃度的氮，因此所選工藝要具有良好的脫氮功能，以下是對(duì)具有脫氮的工藝的特點(diǎn)的比較：1、A2/O工藝厭氧 缺氧 好氧 二沉池內(nèi)回流廢泥回流圖

33、2.1 2/工藝 A2/O工藝的特點(diǎn)：1)厭氧、缺氧、好氧三種不同的環(huán)境條件和不同種類的微生物菌群的有機(jī)配合，能同時(shí)具有去除有機(jī)物、脫氮除磷功能；2)在同時(shí)脫氮除磷去除有機(jī)物的工藝中，該工藝流程最為簡單，總的水力停留時(shí)間也少于同類其它工藝。3)在厭氧-缺氧-好氧交替運(yùn)行下，絲狀菌不會(huì)大量繁殖，SVI一般小于100，不會(huì)發(fā)生污泥膨脹。4)污泥中含磷量高，一般為2.5%以上。2、A/O工藝工藝流程圖見圖2.2所示。充該工藝具有以下特點(diǎn)：1)反硝化產(chǎn)生堿度補(bǔ)硝化反應(yīng)之需，約可補(bǔ)償硝化反應(yīng)中所消耗堿度的50%左右；2)利用原廢水中的有機(jī)物，無需外加碳源；3)利用硝酸鹽作為電子受體處理進(jìn)水中有機(jī)物，這不

34、僅可以節(jié)省后續(xù)曝氣量，而且反硝化菌對(duì)碳源的利用更廣泛，甚至包括難降解有機(jī)物；4)前置缺氧池可以有效控制系統(tǒng)的污泥膨脹N2回流廢泥硝化液回流硝化反應(yīng)器（好氧）反硝化反應(yīng)器（缺氧）（缺氧進(jìn)水沉淀池剩余廢泥圖2.2 A/O生物脫氮工藝3、氧化溝工藝氧化溝具有以下特點(diǎn)： (1)工藝流程簡單，運(yùn)行管理方便。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(yùn)行穩(wěn)定，處理效果好。氧化溝的BOD平均處理水平可達(dá)到95%左右。 (3)能承受水量、水質(zhì)的沖擊負(fù)荷，對(duì)濃度較高的工業(yè)廢水有較強(qiáng)的適應(yīng)能力。但是氧化溝水力停留時(shí)間長、泥齡長和循環(huán)稀釋水量大。 (4)污泥量少

35、、性質(zhì)穩(wěn)定。由于氧化溝泥齡長。一般為2030d，污泥在溝內(nèi)已好氧穩(wěn)定，所以污泥產(chǎn)量少從而管理簡單，運(yùn)行費(fèi)用低。 (5)可以脫氮。可以通過氧化溝中曝氣機(jī)的開關(guān)，創(chuàng)造好氧、缺氧環(huán)境達(dá)到脫氮目的，脫氮效率可達(dá)80%。但要達(dá)到較高的效果則需要采取另外措施。 (6)基建投資省、運(yùn)行費(fèi)用低。和傳統(tǒng)活性污泥法工藝相比，在去除BOD、去除BOD和NH3-N及去除BOD和脫氮三種情況下，基建費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用都有較大降低。4、SBR工藝SBR工藝具有以下特點(diǎn)： (1)SBR工藝流程簡單、管理方便、造價(jià)低。SBR工藝只有一個(gè)反應(yīng)器，不需要二沉池，不需要污泥回流設(shè)備，一般情況下也不需要調(diào)節(jié)池，因此要比傳統(tǒng)活性污泥工藝節(jié)

36、省基建投資 30%以上，而且布置緊湊，節(jié)省用地。由于科技進(jìn)步，目前自動(dòng)控制已相當(dāng)成熟、配套。這就使得運(yùn)行管理變得十分方便、靈活，很適合小城市采用。 (2)處理效果好。SBR工藝反應(yīng)過程是不連續(xù)的，是典型的非穩(wěn)態(tài)過程，但在曝氣階段其底物和微生物濃度變化是連續(xù)的(盡管是處于完全混合狀態(tài)中)，隨時(shí)間的延續(xù)而逐漸降低。反應(yīng)器內(nèi)活性污泥處于一種交替的吸附、吸收及生物降解和活化的變化過程之中，因此處理效果好。 (3)有較好的除磷脫氮效果。SBR工藝可以很容易地交替實(shí)現(xiàn)好氧、缺氧、厭氧的環(huán)境，并可以通過改變曝氣量、反應(yīng)時(shí)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工藝具有的特殊運(yùn)行環(huán)境

37、抑制了污泥中絲狀菌的生長，減少了污泥膨脹的可能。同時(shí)由于SBR工藝的沉淀階段是在靜止的狀態(tài)下進(jìn)行的，因此沉淀效果更好。 (5)SBR工藝獨(dú)特的運(yùn)行工況決定了它能很好的適應(yīng)進(jìn)水水量、水質(zhì)波動(dòng)。2.4.3 工藝選擇通過以上比較，選定本廢水的處理工藝為A/O工藝。因?yàn)榇斯に嚵鞒毯唵危ㄙM(fèi)用及運(yùn)行費(fèi)用較低，而且脫氮效果較好，反硝化菌還可以去除一些難降解有機(jī)物。該工藝又稱為前置缺氧好氧生物脫氮工藝。反硝化產(chǎn)生堿度補(bǔ)充硝化反應(yīng)之需，約可補(bǔ)償硝化反應(yīng)中所消耗堿度的50%左右；利用原廢水中的有機(jī)物，無需外加碳源；利用硝酸鹽作為電子受體處理進(jìn)水中有機(jī)物，這不僅可以節(jié)省后續(xù)曝氣量，而且反硝化菌對(duì)碳源的利用更廣泛

38、，甚至包括難降解有機(jī)物；前置缺氧池可以有效控制系統(tǒng)的污泥膨脹。2.4.4 A/O工藝原理A/O工藝由兩部分組成：缺氧反應(yīng)池和好氧反應(yīng)池。廢水首先進(jìn)入缺氧池，在缺氧池內(nèi)反硝化細(xì)菌利用原水中的酚等有機(jī)物作為電子受體將回流的硝化液液中的NO2和NO3還原成氣態(tài)氮化合物N2、N2O。反硝化出水流經(jīng)過好氧池曝氣后，殘留的有機(jī)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(jìn)行反硝化。本工藝在生化池中設(shè)置填料，形成缺氧好氧生物膜處理系統(tǒng)，從而本處理系統(tǒng)的處理效果會(huì)大大改善，由于系統(tǒng)的穩(wěn)定性會(huì)增強(qiáng)，故運(yùn)行過程中的管理也會(huì)變得更為便捷。污泥回流的目的在于維持反應(yīng)池中的污泥濃度，防止污泥流失。混合液回流的

39、目的為反硝化提供電子受體(NO2和NO3)，同時(shí)達(dá)到去除硝態(tài)氮的目的。2.4.5 A/O工藝流程見圖2.3所示。配水調(diào)節(jié)池浮選池隔油池格柵進(jìn)水加混凝劑廢泥回流混凝反應(yīng)池二沉池好氧池缺氧池排泥硝化液回流混凝沉淀池排泥脫水廢泥濃縮池泥餅外運(yùn)出水圖2.3設(shè)計(jì)工藝示意圖2.5 各段工藝去除率2.5.2、本工藝設(shè)計(jì)各單元去除率見表2.5。表2.5 各單元進(jìn)出水濃度、去除率水質(zhì)指標(biāo)CODCr(mg/l)氨氮(mg/L)SS油類(mg/l)隔油池進(jìn)水1733132212267出水162913220153去除率6%05%80%氣浮池進(jìn)水162913220153出水1531.3132190.910.6去除率6%

40、05%80%調(diào)節(jié)池進(jìn)水1531.3132190.910.6出水756.66695.4<10去除率50%50%50%10%缺氧生化反應(yīng)池進(jìn)水756.66695.4<10出水378.319.885.9<10去除率50%70%10%10%好氧生化反應(yīng)池進(jìn)水378.319.885.9<10出水94.59.9 77.3<10去除率75%50%10%-二沉池進(jìn)水94.59.977.3-出水858.915.5<10去除率10%10% 80%-混凝沉淀池進(jìn)水858.915.5-出水76.58.013.9<10去除率 10%10%10%-焦化廠排出的富含大量氨氮的焦化廢

41、水經(jīng)過本工程選用的A/O工藝，脫氮效果很好，預(yù)計(jì)可達(dá)到國家出水應(yīng)達(dá)到綜合廢水排放標(biāo)準(zhǔn)(GB8978-1996)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn) (CODCr100mg/L，NH3-N15mg/L，SS70 mg/L,油類10 mg/L)。3 主體構(gòu)筑物設(shè)計(jì)3.1 格柵格柵主要是截留廢水中的較大顆粒和懸浮物，以確保后續(xù)處理的順利進(jìn)行。該焦化廢水的SS含量不是很高，格柵攔截的廢染物不多。格柵的水力計(jì)算示意圖如：圖3-1圖3-1 格柵水力計(jì)算示意圖設(shè)計(jì)參數(shù)：設(shè)計(jì)流量（最大流量） =300m3/d，則=0.003 m3/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 v-0.55m

42、/s；柵前渠道水深h-0.3m格柵傾角-60°阻力系數(shù)-2.42重力加速度g-9.81m/s2系數(shù)k-3進(jìn)水渠道寬度B1-0.5m進(jìn)水渠道與格柵夾角-20°（1）、格柵間隙數(shù)量計(jì)算公式：=1.5由于水量太小，導(dǎo)致計(jì)算出格柵間隙數(shù)太少，此處認(rèn)為設(shè)置格柵間隙數(shù)為n=20，則：有效柵寬B=S(n+1)+bn=0.5m設(shè)格柵池寬度為B=0.6m；格柵池高度為H1=0.6m；（2）、格柵水頭損失： 式中：h2 -過柵水頭損失，m h0 -計(jì)算水頭損失，m得h0=0.04m，h2 =30.125m。（3）、柵渠寬度：L1=L1=0.14,則L2=0.5L1=0.07m。柵渠總長度L=L

43、1+L2+0.5+1.0+=0.14+0.07+0.5+1.0+0.21=2m。工藝尺寸：L×B×H=2m×0.6m×0.6m3.2 集水池集水池的示意圖如圖3-2 圖3-2 集水井示意圖集水池蓄積流入廢水處理廠的廢水，廢水從這里提升，然后進(jìn)入下一階段的處理。集水井尺寸為B×L×H=3.5m×6m×3.5m，鋼砼結(jié)構(gòu)。3.3 隔油池隔油池設(shè)在集水井之后，用以除去廢水中的油類，采用平流式隔油池。平流式隔油池的特點(diǎn)是構(gòu)造簡單、便于運(yùn)行管理、油水分離效果穩(wěn)定。廢水從池子的一端流入，以較低的流速流經(jīng)池子，流動(dòng)過程中，密度小

44、于水的油粒浮出水面，密度大于水的重油雜質(zhì)沉于池底。為了及時(shí)排油及排除底泥，在池底設(shè)置刮油刮泥機(jī)，泥斗設(shè)置重油泵，重油及污泥被收集在泥斗中，由重油泵提升排出。隔油池上端設(shè)置撇油機(jī)以除去漂浮的輕油。1、設(shè)計(jì)參數(shù)：采用1格平流式除油池長寬比：35長深比：510設(shè)計(jì)水量：總量Q=12.5m3/h停留時(shí)間：t=24h 取t=2h水平流速：v=12mm/s 取v=1mm/s有效水深：H1=12m 取H1=1m2、設(shè)計(jì)計(jì)算：每格容積V1=Q1×t =12.5´2 =25m3表面積：S=V1/H1 =25/1.5=16.67m2池長： L=v×t×3.6 =1´

45、;2´3.6 =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符合要求；L/H=7.2/1 =7.2符合要求。泥斗尺寸及其容積：泥斗傾角采用50°，斗底尺寸為0.5 m×0.5 m，上口為3.5m×3.5m，則泥斗高度：h=(3.5-0.5)tan50°/2=1.8m泥斗容積：V=h(A12+A22+A1A2)/3 =1.8×(3.52+0.52+3.5×0.5)/3=8.55 m3超高：h=0.4m隔油池總高：H=H1+h+h =1.5+0.4+1

46、.8=3.7m3.4 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1一般說明調(diào)節(jié)池設(shè)事故溢流管，池底設(shè)泄空管。2參數(shù)選取池形 方形；停留時(shí)間 HRT=4h。3工藝尺寸有效容積 V有效=Q×HRT=300×4/24=50 m3凈尺寸 L ×B×H=5m×5m×3m4工藝設(shè)備1次提升泵2臺(tái)（1用1備），選用耐腐蝕泵。3.5 事故池事故池目的在于發(fā)生事故時(shí)，廢水可暫時(shí)流入事故池。設(shè)置1個(gè)事故池，設(shè)置事故池池容與調(diào)節(jié)池相等，每個(gè)池子尺寸為：長5m，寬5m，深3m。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(jìn)行硝化反

47、應(yīng)，回流量為37.5m3/h(回流比1:3) 停留時(shí)間18h池容：V=HRT·Q=18×12.5=225m3每座池容：V1=V/2=225/2=112.5m3池長：L=8m有效水深：H1=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)h3填料層高度3.0mh4出水區(qū)高度1.5m超高：h5=0.5m總高：H=H1+h1+h5 =6.5m池寬：B=V1/(L×H1)=112.5/(8×5.75)=2.45m缺氧池實(shí)際結(jié)構(gòu)總體尺寸：長×寬×高為8m×3m

48、5;6m3.7 好氧池由于好氧池硝化反應(yīng)過程中產(chǎn)生酸，需向好氧池定量投加一定的堿，這里選用Na2CO3，投加量為1g/L(按生化廢水量計(jì))。設(shè)計(jì)參數(shù)：設(shè)計(jì)流量-300m3/d進(jìn)水有機(jī)濃度-161.92mg（BOD）/L出水有機(jī)濃度-40.48mg（BOD）/L設(shè)計(jì)容積負(fù)荷-0.8kg/m3·dMLSS-3g/L；f=MLVSS/MLSS-0.5污泥濃度Xr-1g/L污泥含水率-99%（1）、接觸氧化池容積計(jì)算公式：=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(jì)算公式：式中：-進(jìn)出水BOD5 差值，Kg/m3-接觸

49、池容積，m3；-接觸池中MLVSS濃度，Kg/m3；a-0.56；b-0.10。計(jì)算=27.2kg/d，污泥濃度：Xr=1g/L剩余污泥量體積為：W=27.2m3/d。（3）、曝氣量計(jì)算：式中：-混合液需氧量，kg/d-活性污泥微生物對(duì)有機(jī)廢染物氧化分解過程的需氧率，即活性污泥微生物每代謝1kgBOD所需氧量，以kg計(jì)，取0.5;Q-廢水流量，300m3/dSr-經(jīng)活性污泥微生物代謝活動(dòng)被降解的有機(jī)廢染物量，以BOD計(jì)，Sr=（161.9240.48）×10-3；-活性污泥微生物通過內(nèi)源代謝的自身氧化過程的需氧率，即每kg活性污泥每天自身氧化所需氧量，以kg計(jì)，取0.15；V-曝氣池

50、容積，池每日總處理容積45.54m3；-單位曝氣池容積內(nèi)的揮發(fā)性懸浮固體（MLVSS）量，取2kg/m3。則：空氣量：O2/21%=6.33kg/h 空氣密度：1.205kg/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(fēng)機(jī)2臺(tái)(3L13XD)B、池底曝氣系統(tǒng), 與供氣系統(tǒng)配套C、OMS-EURO-1000型曝氣管工藝尺寸：10m×4.5m×6.5m(含超高h(yuǎn)1=0.5m)池體采用鋼混結(jié)構(gòu)，池壁為鋼筋混凝土，混凝土厚度250mm, I、II級(jí)鋼筋現(xiàn)澆，C30混凝土，池壁采用C25

51、防水混凝土，抗?jié)B標(biāo)號(hào)S6。羅茨風(fēng)機(jī)2臺(tái)(3L13XD)、采用OMS-EURO-1000型曝氣管進(jìn)行曝氣。加藥量：G=12.5×1×24×365/1000=109.5t/a每天加藥量G0=300kg 即Na2CO3溶液體積V=1m3(溶液按30%配制)3.8 二沉池 設(shè)計(jì)參數(shù)：設(shè)計(jì)流量-0.003m3/s表面水力負(fù)荷q-0.7m3/m2·h污泥指數(shù)SVI-150mL/g濃縮時(shí)間t-2h曝氣池中MLSS-3g/L水力停留時(shí)間t-3h最大流量時(shí)水平流速v-1m/s（1）、二沉池池底污泥濃度：=回流污泥濃度回流比：6.7×QR=3×(Qmax

52、+QR),故R=QR/Qmax=80%（2）、二沉池表面積計(jì)算公式：=15.4m2。（3）、有效水深：=0.7×3=2.1m；（4）、沉淀區(qū)有效容積：V=A·=15.4×2.1=32.3m3；（5）、沉淀池長度：L=3.6v·t=3.6×1×3=10.8m。（6）、沉淀區(qū)的總寬度：B=A/L=15.4/10.8=1.4m（7）、二沉池產(chǎn)生的污泥：式中：c0,c1-沉淀池進(jìn)水和出水的懸浮物固體濃度，mg/L； -污泥容重，Kg/m3，含水率在95%以上時(shí)，可取1000Kg/m3； P0-污泥含水率，%； T-兩次排泥的時(shí)間間隔，一般取2h。污泥體積為：V=1.8/1000=0.0018m3則污泥斗的總體積為：27.2+0.0062，取27.3m3。設(shè)置1個(gè)污泥斗，,（8）、沉淀池總高度：H=h1+h2+h3+h4=h1+h2+h3+h4+h4式中：h1-沉淀池超高，0.3m；h2-沉淀區(qū)的有效水深，m；h3-緩沖高度，m，0.3m；h4-污泥區(qū)高度，m；h4-貯泥斗高度，0.5m； h4-梯形部分高度，0.2m。H=0.3+2.1+0.3+0.5+0.2=3.4m工藝尺寸：10.8m×1.4m×3.4m該池采用鋼混結(jié)構(gòu)，池壁為鋼筋混凝土，混凝土厚度250mm,I、II級(jí)鋼筋現(xiàn)澆，C30混凝土，池