基于“双碳”背景下的石化废水处理概念厂设计.docx

基于“双碳”背景下的石化废水处理概念厂设计组号：组员：指导教师:设计周：2023年12月6日摘要随着全球对石油资源需求的不断增长以及人们对环保和可持续发展要求的提高，如何处理石化废水已成为石化行业关注的重要问题。石油工业废水中包石油类污染物、氨氮化合物、高浓度有机物以及各种金属离子等污染物质，这些污染物质不仅环境的危害特别大，而且大大提高了石化废水的处理难度。随着科学技术的发展和进步，石油工业得到了很大的发展，石化废水处理技术水平也有所提高，同时对于石化废水的处理技术也相应成熟，本文拟对石化废水三级处理的各种不同技术进行梳理与比对，从石化废水的降解机理出发阐述各类处理单元的原理与特点，并设计出合理的污水处理概念厂，并进行初步设计计算以及图纸绘制，为石化废水的处理提供一些参考意见。关键词：石化废水；生物处理；设计计算；氧化沟；AbstractWiththegrowingglobaldemandforpetroleumresourcesandpeople'sincreasingrequirementsforenvironmentalprotectionandsustainabledevelopment,howtodealwithpetrochemicalwastewaterhasbecomeanimportantissueforthepetrochemicalindustry.Petroleumindustrywastewatercontainspetroleumpollutants,ammonianitrogencompounds,highconcentrationsoforganicmatterandvariousmetalionsandotherpollutants,whicharenotonlyparticularlyharmfultotheenvironment,butalsogreatlyimprovethedifficultyofpetrochemicalwastewatertreatment.Withthedevelopmentandprogressofscienceandtechnology,thepetroleumindustryhasbeengreatlydeveloped,thelevelofpetrochemicalwastewatertreatmenttechnologyhasalsobeenimproved,andthetreatmenttechnologyofpetrochemicalwastewaterisalsocorrespondinglymature,thispaperintendstosortoutandcomparevariousdifferenttechnologiesofpetrochemicalwastewatertertiarytreatment,fromthedegradationmechanismofpetrochemicalwastewatertoexplaintheprincipleandcharacteristicsofvarioustreatmentunits,anddesignareasonablesewagetreatmentconceptplant,andcarryoutpreliminarydesigncalculationsanddrawings,toprovidesomereferenceopinionsforthetreatmentofpetrochemicalwastewater.Keywords:petrochemicalwastewater;biologicaltreatment;designcalculations;oxidationditch;目录第一章污水处理厂设计概述11.1. 设计理念11.2. 设计原则11.3. 设计任务与分析2第二章主要处理单元可行性分析与工艺流程说明32.1. 二级处理32.2. 深度处理92.3. 工艺流程说明122.4. 水处理构筑物的设计说明与计算143.1. 格栅143.1.1. 设计说明143.1.2. 设计方案选择143.1.3. 设计计算153.1.4. 设计图173.1.5. 设备选型173.1.6. 进出水水质173.2. 隔油池183.2.1. 隔油池原理183.2.2. 隔油池的类型及特征183.2.3. 设计方案的选择203.2.6. 设备选型253.2.7. 隔油池进出水水质263.3. 均质调节池263.3.1. 设计说明263.3.2. 设计方案选择263.3.3. 设计计算283.3.4. 进出水水质283.4. 气浮池283.4.1. 设计说明283.4.2. 方案选择说明283.4.3. 设计参数303.4.4. 设计计算303.4.5. 设备选型323.4.6. 进出水水质333.5. 水解酸化池333.5.1. 设计说明333.5.2. 方案选择说明333.5.3. 设计参数353.5.4. 设计计算353.5.5. 进出水水质3636三沟式氧化沟363.5.6. 选择说明373.5.7. 参数391.1.4. 设计计算391.1.5. 设计图431.1.6. 设备选型431.1.7. 进出水水质433.7, 混凝沉淀池433.7.1. .设计说明433.7.2. 方案选择说明443.7.3. 设计参数483.7.4. 设计计算493.7.5. .设备选型563.7.6. .进出水水质593.8, 污泥浓缩池593.8.1. 设计说明643.8.2. 选择说明653.8.3. 设计计算653.9. 污泥消化池671. 9.1.设计说明673. 9.2.方案选择说明674. 9.3.设计参数675. 9.4.搅拌与加热计算696. 95热工计算707. 9.6热交换器723.10. 污泥脱水733.10.1. 设计说明733.10.2. 选择说明733.10.3. 设备选型743.11. 各单元进出水水质与去除率74第四章污水处理构筑物平面布置774.1.构筑物设计要求7742污水处理厂的高程布置774.2.1高程布置要求784.3.图纸展示79第五章经济效益及生态分析805.1.建筑工程费用8052运行管理费用825.2.1.设备运行费825.22药齐IJ投力口费用82523.人工费835.3. 总费用835.4. 生态效益84参考文献86附录1小组成员分工89附录2氧化沟处理单元3D展示图91附录3厂区平面布置图92附录4工艺流程图93附录5氧化沟平面设计图94附录6细格栅平面设计图95附录7污泥消化池平面设计图96第一章污水处理厂设计概述1.1. 设计理念目前来看，我国相当数量的污水处理厂的污水排放标准都在一级A以下，但近年来建设的水环境改善项目甚至提出达到“准四类水”、“类四类水”排放标准，导致项目在实际生产过程中存在较多阻碍与问题四。当前大多数的污水处理厂不得不在原有的工艺基础上进行提标改造或者转型扩建，这种情况下不仅延长了污水处理的工序，大部分污水处理厂增设了三级处理工序，同时为了达到排放标准大量投加碳源与化学药剂，无形中增加了污水处理的成本与能耗，间接性造成“二次污染”以及碳排放问题，而对于石化废水的处理还带来了VoCS的污染问题。这种情况既违背了可持续发展的思想，与我们对污水进行处理的原本初衷背道而驰，而且也不利于当下“碳中和”目标的实现，因此，近年来国内许多环境领域的著名专家学者提出了“建设面向未来的中国污水处理概念厂”的构想，这一新概念同“可持续发展”与“碳中和”的理念紧密结合，以“资源回收、能量自给、水质永续、环境友好”作为全新的设计方向。因此，以新污水处理概念厂进行设计是解决减少碳排放问题和增加环境效益的关键。本设计本着“资源回收、能量自给、水质永续、环境友好”的新污水处理概念厂的理念，在不断提高出水水质的情况下，尽可能地减少能耗与药剂投加量,同时实现VoCS的零排放与处理，对厌氧单元产生的沼气的利用以及污泥的减量化资源化利用。1.2. 设计原则（1）处理效果稳定，出水满足标准要求；（2）工艺先进，工艺流程尽可能简单，构筑物尽可能少，运行管理方便；（3）污泥产生量少，污泥性质稳定；（4）基建投资少，占地面积少。1.3. 设计任务与分析1.3.1, 设计任务某石化企业排放废水Q=3OOOOm3d,主要污染物COD=950mgL,BOD5=190mgL,SS=175mgL,NH4+-N50mgL,石油类260mgL,pH=8-9.污水处理厂的70%废水经深度处理后要满足企业内部循环冷却水系统的补充水水质要求，其余30%废水外排满足GB31570-2015石油炼制工业污染物排放标准。（1）气象资料：气温：全年平均气温为21.5度，最高气温为42度，最低气温为-2度；降雨量：年平均2325.5mm,日最大323.3mm；最大积雪深度500mm,最大动土深度60m；主要风向：东南风；风速：历年平均为3.46mms（2）排水现状：炼化装置下下均铺设排污管，雨污分流。（3）厂区地形：污水厂选址区域海拔标高为19-21m,平均地面标高为20m。平均地面坡度为千分之0.305,地势为西北高、东南低。1.3.2, 背景资料分析显性问题主要有CoD含量高，含有石油类污染物，氨氮含量较高等：COD含量高，该废水的B/C比值较低，意味着该石化废水的可生化性较低，在二级生物处理前需要先进行预处理提高其可生化性；含有石油类污染物，其主要包括浮油、分散油、乳化油以及各类胶体物质，由于其污染物的种类非常多，仅通过生物降解处理，很难对其进行完全降解网。另外，石油类的存在会导致在废水处理过程中的VoCS挥发，因此构筑物均需加盖，提高了废水处理的成本。氨氮含量高。生物法脱氮中，氨化细菌与反硝化细菌受温度影响较大，因此需要在设计中考虑维持温度的问题，另外，反硝化菌为异养菌，可能需要考虑外加碳源的问题，提高处理成本。隐性问题主要有石化废水通产含有大量不利于生物处理或者冷却回用的离子以及石化废水所特有的色度与气味，均为石化废水的处理提升了难度；满足回用标准需要对其中的CatFe?+、Cl、SC等进行控制，在接下来的设计中也会考虑水中的离子问题。第二章主要处理单元可行性分析与工艺流程说明2.1. 二级处理2.1.1, 氧化沟工艺氧化沟(OXidatiOnditCh,简称OD)生物处理技术又称循环曝气池，污水和活性污泥的混合液在环状曝气渠中循环流动，属于活性污泥法的一种变形，1950年由荷兰公共卫生研究所的帕斯维尔通过研究和设计而首先开发。第一座氧化沟污水处理厂于1954年建造，将曝气、沉淀和污泥稳定等处理过程集于一体，间歇运行，并获得了成功，BoDS的去除率高达97%,管理十分方便，运行效果稳定。经过多年的应用、研究和改进，氧化沟系统在池型、结构、运行方式、曝气装置、处理规模、适用范围等方面得到了长足的进展，我国自20世纪80年代起也相继采用氧化沟技术处理城市污水，取得了良好的示范效果，此后氧化沟技术得到广泛研究与应用，目前已成为城市污水处理的重要工艺形式之一。洋水格栅沉砂池、化沟、二啰W池中正T回流污泥丫1.-Cw->污泥污泥浓缩池脱水机氧化沟处理系统的构造如图所示，由曝气设备、出水溢流堰和自动控制设备等部分组成，池体的平面形状呈环状沟渠形，平面上多为圆形、椭圆形或其他形状，氧化沟断面形状多为矩形和梯形，池壁多为钢筋混凝土，水深通常与曝气设备有关。曝气设备的主要作用是供氧、推动水流作循环流动、防止活性污泥沉淀以及对反应混合液进行混合，主要的曝气设备有水平轴曝气转刷和竖直轴表面曝气机,此外还有射流曝气器和导管式曝气机等。氧化沟具有以下特点：(1)氧化沟内有推流和完全混合流两种液态；(2)氧化沟内有明显的溶解氧梯度；(3)用氧化沟可以不设初沉池。(4)氧化沟是延时曝气法的一种特殊形式，它的池体狭长，池深较浅，在沟槽中设有表面曝气装置。(5)曝气装置的转动，推动沟内液体迅速流动，具有曝气和搅拌两个作用，沟中混合液流速约为0.30.6ms,使活性污泥呈悬浮状态。从上个世纪末，上海石化就采用生物膜氧化沟(BFOF)处理石化废水阀,2003年，广州石化采用Orbal氧化沟处理炼油废水取得较好的效果阴，而后氧化沟处理石化废水的应用不断被研究与改造，逐渐成熟。2.1.2, 吸附-生物降解工艺吸附生物降解(adsorptionbiodegradation»简称A-B法)工艺是由德国亚琛大学Bohnke教授于20世纪70年代中期首先开发并应用的，是指吸附(adsorPtion)-生物降解(biodegradation)工艺，其最大特点是将废水的活性污泥处理过程分成两步，在A段以生物吸附作用主对废水进行初步处理;在B段，采用常规活性污泥法对废水进行彻底处理。图4-17AB法废水处理工艺流程I-格栅；2-沉砂池；3一啜附池；4-中间沉淀池J5曝气池：6二次沉淀池与传统活性污泥法相比，A-B法主要具有以下特征:A段曝气池（有时与曝气沉砂池合建）具有很高的有机负荷，通常在缺氧甚至厌氧（水解酸化阶段）条件下工作，通过生物吸附能去除原污水中COD的50%-60%oA段之前未设初次沉淀池，由吸附池和中间沉淀池组成的A段为一级处理系统，以便利用原污水中存在的微生物和有机物。B段由曝气池和二次沉淀池组成，在低负荷下工作，能将出水的BOD降至较低水平。A、B两段完全分开，各自有独立的污泥回流系统，以培养和保持在各自不同的环境中工作的有效微生物群落，有利于功能稳定。其运行稳定性优于单段活性污泥法。A-B法比普通活性污泥法更能耐受PH值、COD、Bc）D和毒物等冲击负荷，因为在A段中微生物群落在较高的负荷下工作受到驯化，能适应在高负荷下生存。B段由于发生硝化和部分反硝化，活性污泥的沉淀效果好，出水的SS和BOD浓度一般不超过10mgLo节省基建投资15%20%,降低能耗约15o但由于含油废水中经常含有氨氮，而A-B中并无缺氧段，需要在该法的基础上外加缺氧段，因此，A-B法不适用于含油废水的处理。随后，通过对该工艺的改进，不仅可以去除废水中的含碳化合物，而且能有效实现脱氮效果。改良工艺的主要思路有：将B段的运行方式分别变换为ZZ0、UCT及厌氧好氧缺氧等几种运行方式，并在厌氧区投加A段厌氧发酵污泥上清液，实现了良好的脱氮效果；或者将B段污泥部分回流到A段，同时将A段污泥部分回流到B段，以在A段和B段中均存在硝化和反硝化菌，从而达到良好的脱氮效果，改工艺为ADMoNT流程。2.1.3, 序批式间歇反应器工艺SBR工艺，其主体构筑物是SBR反应池，在这个池子中依次完成进水、反应、沉淀、濯水、排除剩余污泥等过程。SBR工艺流程简单，一般不需要设调节池，可省去初沉池，无二沉池和污泥回流系统，基建费用低，维护管理方便。SBR工艺在水力混合方式上属于完全混合式，污水进人曝气池后立即与池内活性污泥和氧混合，具有完全混合式的特征。但在有机物降解方面是时间上的推流式，BoD浓度随反应时间的增加而降低。该工艺由一个或多个SBR反应器-曝气池组成，操作运行模式分为五个阶段，进水、反应、沉淀、排放和待机。进水反应沉淀井放待机（闲置）ICEAS工艺，又称间歇式循环延时曝气活性污泥法，其最大特点是，在反应器的前端增设了一个预反应区，运行方式是连续进水（沉淀和排放阶段保持进水）、间歇排水，没有明显的反应阶段和闲置阶段。污水反复经过“曝气好氧”和“闲置缺氧”的状态，从而产生有机物降解、硝化、反硝化，释放磷、吸收磷等反应,能够取得比较彻底的BOD去除、脱氮和除磷的效果。在反应（包括闲置）阶段后进行沉淀和排放阶段操作。主反应区预反应区OU Oo OU O O O C>I。 OICEAS工艺的主要优点是，将BoD去除、脱氮、除磷的A-A-O工艺集于一池，无需污泥回流和混合液内循环，能耗低。还具有污泥龄长，污泥沉淀性能好，剩余污泥量少等特点。由于进水贯穿于整个运行周期，沉淀阶段进水在主流区底部造成水力紊动而影响泥水分离时间，进水量受到一定限制，水力停留时间较长。该工艺设备简单，管理方便，国内外得到广泛应用。CAST工艺，循环式活性污泥工艺，与ICEAS工艺相比预反应区容积较小，实际上是一个容积较小的生物选择器，活性污泥由反应器回流到生物选择器，与进人的新鲜污水接触混合，创造微生物群在高浓度、高负荷环境下竞争生存的条件，从而选择出适应该系统生存的独特微生物种群，并有效抑制丝状菌的过分增殖，避免污泥膨胀现象发生。在高污泥浓度条件下的生物选择器具有释放磷的作用，但如需要考虑脱氮和除磷，应将反应阶段设计成缺氧-好氧-厌氧环境，达到脱氮、除磷的目的。CASS工艺，又称循环式活性污泥系统，与CAST系统相似，但反应池由预反应区和主反应区两个区域组成，预反应区具有生物选择器的作用，控制在缺氧状态，提高了对难降解有机物的去除效果。该系统进水是连续的，每个周期的排水量一般不超过池内总水量的1/3,而其他SBR工艺则为1234°CASS系统抗冲击能力较好，比CAST系统简单，但脱氮、除磷效果不如CAST系统。2.1.4, A/0工艺A/0工艺系统由厌氧池、好氧池和二沉池构成，污水和污泥顺次经厌氧和好氧交替循环流动。回流污泥进人厌氧池可吸收去除一部分有机物，并释放出大量磷，进入好氧池废水中有机物得到好氧降解，同时污泥将大量摄取废水中的磷,部分富磷污泥以剩余污泥的形式排出，实现磷的去除。A/0工艺流程简单，不需另加化学药品，基建和运行费用低。厌氧池在好氧池之前，有利于抑制丝状菌的生长，防止污泥膨胀；但由于污泥龄较短，系统往往得不到硝化，回流污泥也就不会携带硝酸盐回到厌氧区。2.1.5, 改良A/0工艺传统A/0工艺是最广泛的污水处理工艺之一，泥.水混合液顺次经过缺氧池和好氧池，部分出水回流到缺氧段，实现对水中污染物的去除即。然而，A/OI艺脱氮需要充足的碳源，碳源不足会导致反硝化效果不佳，对处理低碳氮比污水难以达到理想脱氮效果阿。当前对传统A/0工艺己开发出许多改良方法，包含多个A/0工艺串联、同步硝化反硝化等以提高工艺的处理效能.。2.1.6, 生物滤池硝化脱氮工艺硝化生物滤池主要经过反硝化滤池、中沉池、硝化滤池以及终沉池后实现脱氮效果，其中硝化滤池中的硝化液部分回流至反硝化滤池，该工艺的优点是污泥产量较少，且由于滤池中生物停留时间长，反硝化脱氮效率较高，因此生物滤池在国外的二级生物处理中应用较多。初沉池 来水硝化生物滤池的床层高度一般以34.5m为宜，最佳水力负荷为6m7(m3d),脱氮负荷为0.1kgNH3-N(rd)°生物滤池的反硝化效果与进水中COD/N的比值有关，若要达到完全硝化，则Ce)D/N必须大于1214。为此，常将反硝化生物滤池设在处理系统前面，但此工艺的反硝化效果与回流比有关，在运行管理方面较为复杂。工艺病'''BODi去除率N、P去除率污泥负荷值耗占地受靖水体环境要求城市般济活性污泥法90%95%任中、低大A大不产格要求控制N、P不发达AB工艺90%96%高、中-一般般严格要求控制N、P发达化沟92%98%离.中较小低较大严格要求控制N、P发达A/O工艺90%95%中般一ft大产格要求控制N、P发达A，/O工艺9O%95%A中一般一般大产格要求控制N.P发达SBR85%95%一般中、低小枚低较小不产格要求拄制N、P不发达CASS90%95%较育低-IR般较小不严格要求控制N、P不发达水解好“法9O%95%一般较小校衽较小不严格Jf求控制N、P发达生物接触氧化法90%95%一般高、中-,般较高较小不严格要求控制N、P发达育负荷生物渔池75%85%较低、中大低较不不严格要求控制N、P发达通过综合考虑，本设计采用以氧化沟为二级生物处理单元。2.2. 深度处理2.2.1, 曝气生物过滤池曝气生物滤池(BiologiCalAeratedFilter,BAF)也叫淹没式曝气生物滤池(SubmergedBiologicalAeratedFilter,SBAF),充分借鉴了污水处理接触氧化法和给水快滤池的设计思路，集曝气、截留悬浮物降解有机物、高滤速、定期反冲洗等特点于一体。其工艺原理为:在滤池中装填一定量粒径较小的粒状滤料，滤料表面生长着生物膜，滤池内部曝气，水流经时，利用滤料上高浓度生物膜量的氧化降解能力对水进行快速净化，此为生物氧化降解过程;同时，因水流经时，滤料呈压实状态，利用滤料粒径较小的特点及生物膜的生物絮凝作用，截留水中的大量悬浮物，且保证脱落的生物膜不会随水漂出，此为截留作用;运行-定时间后，因水头损失的增加，需对滤池进行反冲洗，以释放截留的悬浮物并更新生物膜，此为反冲洗过程。BAF工艺主要有以下特点：1 .对于低相对分子质量的有机物具有较好的去除能力，适合用于三级处理/深度处理；2 .对于低浓度有机物有良好的去除效果；3 .能去除氨氮、铁、镒等污染物；BAF中，生物膜固定生生长的特点使生物具有较长的停留时间，一些生长较慢的微生物如硝化菌等自养养菌可在反应器内不断积累。反应器内载体应具有足够的溶解氧，这样就能促进生物膜上好氧硝化菌的生长和代谢活动。对硝化反应动力学的分析表明，即使在低低温下，生物膜可以去除氨氮，但污水中的氮停留在硝化阶段，即以硝酸盐形式继续存在在水中，不能通过反硝化作用彻底去除。2.22生物活性碳工艺活性炭空隙多，比表面积大，能够迅速吸附水中的溶解性有机物，同时也能富集水中的微生物，而被吸附的溶解性有机物也为维持炭床中微生物的生命活动提供营养源。只要供氧充分，炭床中大量生长繁殖的好氧菌生物降解所吸附的低分子有机物，这样，就在活性炭表面生长出了生物膜，形成BAC,该生物膜具有氧化降解和生物吸附的双重作用。活性炭对水中有机物的吸附和微生物的氧化分解是相继发生的，微生物的氧化分解作用，使活性炭的吸附能力得到恢复，而活性炭的吸附作用又使得微生物获得丰富的养料和氧气，两者相互促进，形成平衡状态，得到稳定的效果。采用BAC具有以下优点:1 .增加水中溶解性有机物的去除效率，提高出水水质；2 .延长了活性炭的再生周期，减少了运行费用；3 .水中氨氮和亚硝酸氮可被生物氧化为硝酸盐，从而减少了后氯化的投氯量，降低了三卤甲烷的生成量；4 .有效去除水中可生化有机物(BDoC)和无机物(NH3-N、No2-N、Fe和Mn等)，提高了出厂水的生物稳定性；223.膜分离利用隔膜使水同溶质(或微粒)分离的方法称为膜分离法，根据溶质或溶剂透过膜的推动力不同，可将膜分离法分为三类:以电动势为推动力的有电渗析:以浓差为推动力的有扩散渗析;以压力为推动力的有微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)、反渗透(R0)。膜分离主要有以下特点：1 .膜分离过程不发生相变化，能量转化率高；2 .分离和浓缩同时进行，可回收有价值的物质；3 .根据膜的选择透过性和膜孔径的大小及膜的荷电特性，可以将不同粒径、不同性质的物质分开，使物质纯化而不改变其原有的理化性质；4 .膜分离过程不会破坏对热不稳定的物质，高温下即可分离；5 .膜分离过程不需投加药剂，可节省原材料和化学药品；6 .膜分离适应性强，操作及维护方便，易于实现自控；名称驱动力操作压基本分膜孔截留分主要分离对象力离原理nm子量MPa微滤压力差0.05-0.筛分900000.025-1固体悬浮物、浊度、MF2150000Oum原生生物、细菌和病毒等超滤压力差0.10.6筛分10-1001000-3高分子化合物、蛋UF00000白质、大多数细菌、病毒纳滤压力差,o-2,O筛分+溶3-60100-10大分子物质、病毒、NF硬度、部分盐解/扩散00反渗压力差27溶解/扩<23<100小分子物质、色度、透散无机离子RO2.3.工艺流程说明一|O-我们主要的污水工艺是“进水一细格栅一隔油池一均质调节池一气浮池一水解酸化池一三沟式氧化沟一混凝沉淀池（外排水）一快滤池一RO（回用水）主要处理单元作用（1）细格栅：去除污水中较粗大的漂浮物和悬浮物，防止堵塞和缠绕水泵，保证污水处理设施的正常运行；（2）隔油池：去除含油废水中可浮性油类物质;（3）调节池：提供对有机物负荷的缓冲能力，防止生物处理环节负荷急剧波动；调控pH,减小使用量；防止高浓度有毒物质进入生物处理系统，保证废水处理的正常进行；（4）气浮池：用来对颗粒密度接近或小于水的细小颗粒的分离；（5）水解酸化池：主要将废水中难生物降解的有机物转变为易生物讲解的有机物，提高废水的可生化性；（6）三沟式氧化沟：将曝气、沉淀工序集于一体，按时间顺序交替轮换运行；（7）混凝沉淀池：使废水中的胶体和细微悬浮物凝聚成絮凝体，予以分离除去；（8）快滤池：进一步去除出水中SS,延长RO膜使用年限，提高膜处理效率;（9）Ro膜：分离水中小分子物质、色度、无机离子等，便于冷却水回用；（10）污泥浓缩池：降低含水率，能大幅减少污泥体积；（11）消化池：将复杂的有机物变成简单的有机物，使有机物稳定和无机化;第三章污水处理构筑物的设计说明与计算3.1.格栅格栅是用来去除可能堵塞后续水泵机组及管道阀门的较粗大垃圾和悬浮物,并保证后续处理设施能正常运行。一般由一组或多组相平行的金属栅条和框架组成，倾斜安装在进水的渠道或者进水泵站的格栅井里，以拦截污水中的悬浮物和垃圾咒格栅设备对污水处理厂的正常运行起着非常重要的作用。3.1.2.设计方案选择(1)粗格栅：粗格栅一般设置在进水泵房之前，主要用以去除较大尺寸的漂浮、悬浮物质，保护水泵运行，避免叶轮缠绕、堵塞等事故，同时，部分粗大物质的去除也能够有效降低后续格栅。常用的粗格栅主要包括:回转式格栅除污机、链式格栅除污机、抓斗式格栅除污机、阶梯式格栅除污机等。（2）细格栅：过滤精度常采用215mm,机械清渣，配合粗格栅使用，主要用以去除粗格栅“漏网”的小颗粒悬浮物质，降低后续污水处理构筑物的运行负荷叫常用的细格栅包括:旋转网板阶梯式格栅除污机、转鼓式格栅除污机等。精细格栅：主要应用于先进的MBR膜处理工艺，过滤精度常采用050.75,LOmm3种，主要用以去除毛发等细小纤维物质，避免其进入膜系统后在膜表面“成辫”进而导致膜组件内发生板结，甚至部分膜组件失效咒常用的精细膜格栅主要有转鼓膜格栅、内进流式格栅除污机、网板式膜格栅等。3.1.3.设计计算（1）格栅间隙数（n）设栅前水深设0. 8速F. 0ms,栅条间隙宽度b=0. 01角为70°QmaXTSina 0.4167 X sin70o 二bhv0.01 X 0,8 × 1.0=50.49 50式中QmaX最大设计流量，m7s格栅安置的倾角为70° , 一般为45° 70°V一过栅流速，ms,最大设计流量时为0. 81.0ms,取LOm/sb一栅条间隙，m,取0. Olnio（2）格栅宽度B设栅条宽度S=O.01B=S(n-l)+bn=0.01X(50-I)+0.01×49=0.49+0.5=0.99m(3)通过格栅的水头损失h1设迎面为半圆的矩形44V2S30.013V2h1=k-=(一)sin=3×1.83×()-sin70=0.26式中九1设计水头损失，m；0重力加速度，ms2;Z-考虑到由于格栅受筛余物堵塞后，格栅阻力增大的系数,一般采用k=3；£一阻力系数，其值与格栅栅条的断面形状有关；夕一栅条形状系数，选取举行截面栅条为半圆形为L83；（4）栅后槽的总高度H（m）H=l+h1+2=0.8+0.3+0.26=1.36式中刈栅前渠道超高，m,一般取0.3m（5）栅槽总长度L（m），=+ 1° + 05 +H B-B1÷tana 2tana1 2h + h1+ 1.0 + 0.5 ÷-tana0.750.8+0.3=0.47+-+1.0+0.5+-=2.7452tan70°式中I1一进水渠道渐宽部分长度，m；0.8+0.3；2栅槽与出水渠连接渠的渐缩长度，m；Hi栅前槽¾,m；B】一进水渠道宽度，m,®0.65m；进水渠展开角，一般用20。；(6)每日栅渣量W(m3d)2.573dQmaXWlX86400Kz×1000式中用一栅渣量，m310j污水，取0.010.1,细格栅用最大值;K,一污水流量总变化系数，取1.4;每日栅渣量大于0.2m7d,故采用机械式格栅;3.1.4. 设计图3.1.5. 设备选型(1)设备参数细格栅选用锡山正清的HG型回转式格栅除污机，该设备具有结构紧凑，运转平稳，维修方便，操作简单，耐腐蚀性能好，使用寿命长，具有良好的自清洗能力，选择型号如下：型号栅条栅隙(mm)设备总宽度(mm)有效栅宽度(mm)安装角度电机功率(kW)水槽宽度(mm)HG1220-80149090070°1.1.-1.51250(2)细格栅参数格栅宽度栅条间隙宽度栅条截面积格栅倾角栅后槽总高度(m)(mm)(mm×mm)(m)0.992010X8070°1.363.1.3.2. 1.进出水水质工艺单元COD(mgL)BOD(mgL)SS(mgL)NH3-N石油类原水95019017550260细格栅950190131.25502603.3. 隔油池3.3.1. 隔油池原理隔油池是分离废水中的浮油及泥沙的构筑物，它是利用油于水之间的密度差异进行油水分离的。隔油池也是用上浮方法去除废水中相对密度小于1的浮油的构筑物。在隔油池中，相对密度小于L粒径较大的油品杂质上浮于水面，与水分离;相对密度大于1的杂质则沉入池底。所以，隔油池同时又是沉淀池，但主要起隔油作用。和沉淀池类似，它也有平流式，竖流式及斜板斜管式。我国目前多采用的是平流式隔油池，个别地方采用斜板斜管或其它形式的隔油池。重力型隔油池是处理含油废水的最常用的设备,其处理过程是将含油废水置于池中进行油水重力分离，然后，撇除废水表面的油脂.理论上重力分离过程可以用斯托克斯公式表示。但是由于常发生紊流和短循环,重力分离器的实际效率依赖于合理的水利设计和废水停留时间。停留时间越长，漂浮油与水的分离效果越好。停留时间小于20min时，油水的分离效率低于50%,如果延长停留时间可以改善分离情况。隔油池水面的浮油可以用集油管排出，也可采用机械撇除，小隔油池也可采用人工撇油。以隔油池为主的部分工艺：3.3.2. 隔油池的类型及特征隔油池的种类很多，按照其构造和除油原理的不同可以分为平流式隔油池，斜板式隔油池，斜管式隔油池,下水道式隔油池，排洪沟式隔油池，吸油插板式隔油池、隔油井、压力差自动配撇油装置、高效隔油器等。目前，国内外普遍采用的是普通平流隔油池和斜板斜管隔油池。平流式隔油池（API）平流式隔油池由池体，刮油刮泥机和集油管等几部分组成，普通平流隔油池的构造如图3所示。废水从一端进入，从另一端流出，由于池内水平流速很小，相对密度小于1.0而粒径较大的油品杂质在浮力的作用下上浮，并且,聚集在池的表面,通过设在池表面的集油管和刮油机收集浮油。而相对密度大于1.0的杂质沉于池底。集油管设于出水口一侧的水面上.集油管一般直径为200-300三的钢管制成。沿管的长度在管壁的一侧开有切口，其宽度一般是对应中心角为60°,集油管可以绕管轴转动，由螺杆控制。平时切口向上并位于水面以上，当水面浮油达到一定厚度时（一般不大于0.25m）,转动集油管，使切口浸入水面油层一下，浮油即自行进入管内，并沿集油管流向池外.刮油机通常是由链条或钢丝绳牵引的。在用链条牵引时，隔油机在池面上起刮油作用，将浮油刮向池的末端；而在池的底部可以起刮泥机作用,将下沉的油泥刮向池出口端的泥斗中，通过排泥管适时排出，排泥管一般直径为20Omm,池底向污泥斗的坡度为0.01-0.02,污泥斗深度一般为0.5m,底宽不小于0.4m,倾面倾角不小于45°-60oO隔油池的进水一端一般采用穿孔墙进水，出水端采用溢流堰.由于受到刮油机规格的限制，隔油池的每格间的宽度一般为6.0,4.5,3.0,2.5,2.0几种。这种隔油池的优点是构造简单,这种隔油池占地面积大，停留时间长（L5-2h）,水平流速为2-5mms.由于操作维护容易，运行管理方便，除油效果稳定，因此应用比较广泛；缺点是池的容积较大,排泥困难,其可能取出的粒径最小为100150Uio斜板斜管隔油池根据浅层理论，隔油池也有采用斜板斜管式的，斜板（斜管）隔油池由进水管,布水设施，斜板（斜管）组，出水管和集油管等几部分组成。其构造如图3所示。池内放置聚酯玻璃钢制斜板，倾斜角度不小于45°,板间距为20-5OnIm,斜板有平板和波纹板等形式。斜板采用异向流形式,废水流由上而下流经斜板，而油珠则逆水而上浮，所以属于逆向流。在波纹板内分离出来的油粒沿波纹板的峰顶向上浮，上浮的油流出斜板（斜管）后在水面形成油膜，经集油管排走。而泥渣则沉入峰底，滑落到池底.管 水 进培 ,九 穿出由于设置了隔板,提高了单位池容积的分离表面，斜板间水流成层流状态，雷诺数小于2000,所以油水分离效果较好,并且，废水在池内的停留时间短，一