焦化厂污水处理站工艺设计毕业设计(编辑修改稿)

焦化厂污水处理站工艺设计毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

Orbal 氧化沟是一种多级氧化沟，其特点是：曝气设备是有水平轴的竖直转碟，碟片经过水力学设计达到最佳的充氧和推流作用；由同心圆形的多沟槽构成 (多为三沟道 )，各沟道均表现为单个反应器的特征，这使得 Orbal 氧化沟的推流特征更加突出。 在各个沟道之间存在明显溶解氧梯度，对于有机 物的去除、高效脱氮、防止污泥膨胀和节约能耗等，都是非常有意义的。 对于三沟道的 Orbal 氧化沟，外沟、中沟和内沟的溶解氧一般控制在 0～ 、 ～ ～ ，体积比为 50： 33：17； 供气量之比为 65： 25： 10。 转碟后设导流板以防止污泥沉淀，有效水深可达。 外沟内供气量通常占总气量的 65％ 左右，但是由于外沟容积大，同时发生了高度的生化反应，溶解氧一般在 ，这种亏氧条件下的供氧方式使氧利用率和充氧效率更高。 Orbal 氧化沟进水进人外沟，同回流污泥进行混合，使回流污泥中的硝态氮能利用原水中的有机碳源，在外沟整体较低的溶解氧浓度下进行反硝化，这种脱氮方式能 同时节省用于硝化和碳化的曝气量，同时可以不必考虑反硝化外加碳源。 中沟 作为摆动沟 道，使系统更为稳定，内沟保持较高的溶解氧，以保证碳化和硝化完全。 焦化厂污水处理站工艺设计 13 氧化沟回流污泥出水剩余污泥二沉池中心岛进水转碟 图 Orbal氧化沟 Orbal氧化沟工艺原理 由 于溶解氧在氧化沟的分布呈 0 /mgL ～ l /mgL ～ 2 /mgL ，第一沟内溶解氧浓度始终接近于零，所以 0rbal 氧化沟的脱氮和硝化始终保持最佳状态。 1） Orbal 氧化沟的脱氮除磷 所谓第一沟溶解氧为“ 0”。 它是指第一沟中远离转碟的沟道之混合液的溶解氧始终处于接近 0 /mgL 的状态，并非指整个沟道处于缺氧状态，在靠近转碟的沟段正是富氧 区。 在缺氧条件下，脱氮细菌生长繁殖有利。 这些细菌以有机碳作为碳源和能源。 并以硝酸盐作为能量代谢过程中的电子接受体。 由于 Orbal 氧化沟的第一沟 BOD(碳源 )很丰富，而脱氮细菌正是以有机碳作为碳源和能源，因此不需另投加 有机碳源来满足生物脱氮过程的需要。 在靠近转碟的沟段 即处于富氧区的沟段，氨氮被硝化细菌氧化为硝酸盐氮 (NO， N)，由于混合液在第一沟中闭路循环数十次乃至数百次，所以 Orbal氧化沟的第一沟中同样进行了数十次乃至数百次的硝化一脱氮反应第二沟是第一沟的继续，它起着缓冲第一沟的处理效果，经第一沟、第 二沟的生物氧化后，绝大部分的有机物和氨氮得到去除。 第三沟一般来说是为了排放，起补充氧的作用。 另外也可通过内循环方式将混合液从第三沟打回第一沟，从而将在第二沟及第三沟形成的硝酸盐氮转到第一沟进行反硝化。 应用这些操作方式，脱氮效率可达 90％ 以上。 2） 同时硝化／反硝化机理 第一沟中存在好氧和缺氧区域，致使硝化、反硝化反应在同一沟内发生，这种“同时硝化 ／ 反硝化”机理包括两层含义。 宏观环境：整个第一沟内存在缺氧与曝气区域。 根据各 Orbal 氧化沟污水处理厂的焦化厂污水处理站工艺设计 14 测试结果，在曝气转碟上游 11711 至下游 31711 的沟长范 围内一般 DO /mgL ，部分区域甚至可达 2 /mgL ～ 3 /mgL ，可将此看作曝气区域，其他区域则为缺氧区域。 这为同时硝化、 反硝化反应提供了必要的环境。 微环境：微小的微生物个体所处的环境可称为微环境，它直接决定微生物个体的活动状态。 在活性污泥菌胶团内部存在多种多样的微环境类型，而每一种微环境往往适合于某一类微生物的活动。 受各种因素 (物质传递、菌胶团的结构特征 )的影响， 微环境所处的状态是可变的。 而宏观环境的变化往往导致微环境的急剧变化，从而影响微生物群体的活动状态并在某种程度上表现出“表里不一”的现象。 例如，某一好氧性微环境，当耗氧速率高于氧传递速率时可变成厌氧或缺氧性微环境。 对于菌胶团尤其是大颗粒菌胶团来说，微环境的变化可能非常明显。 因而曝气状态下也可出现某种程度的反硝化，即“同时硝化 ／ 反硝化 ” 现象。 在已有的污水处理厂中，对 Orbal 系统所做的测试能明显地观察到第一沟内存在缺氧与好氧区域，而且有初沉池的设计也不易于形成大颗粒菌胶团，故认为在所测试的Orbal 氧化沟系统 中，第一种类型的“同时硝化、 反硝化”占主导地位 [22]。 污水排放 本污水厂出水标准为国家一级 B标准，主要用于厂区内的绿地浇灌，还可农田灌溉及小区冲厕，洗车用水 、生活观光用水 等。 焦化厂污水处理站工艺设计 15 3 设计计算 格栅的设计及计算 从污水流量等因素考虑，只设粗细两道格栅。 格栅 的作用 格栅由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在污水渠道、泵房集水进的进口处或者污水处理的端部，用以截留较大的悬浮物或漂浮物，如：纤维、碎皮、毛皮、木屑、果皮、蔬菜、塑料制品等，以便减轻后续处理构筑物的 处理负荷，并保证其正常运行。 格栅的计算公式 栅槽宽度的计算公式为： ennSB  )1( () ehvQn sinm ax 式中 ： B— 栅槽宽度 ,m； S— 栅条宽度， m； e— 栅条净间隙， mm； n— 格栅间隙数； Qmax— 最大设计流量， m3/s； α— 格栅倾角，度； h— 栅前水深， m； v— 过栅流速， m3/s，一般取 ～ ； sin — 经验系数。 格栅的水头损失计算公式： 10h kh () 200 sin2vhh g 式 中： h1— 过栅水头损失， m； h0— 计算水头损失 ,m； 焦化厂污水处理站工艺设计 16 g— 重力加速度 ,； k— 系数，格栅堵塞后，水头损失增大倍数，一般为 3； ε— 阻力系数，与选择的栅条断面有关。 栅槽总高度计算公式： H=h+h1+h2 () 式中 ： H— 栅槽总高度， m； h— 栅前水深， m； h2— 栅前渠道超高， m,一般取。 栅槽总长度计算公式： 112 L Hll tg      () 1112BBl tg 12 2ll  12H h h 式 中： L— 栅槽总长度， m； H1 — 栅前槽高， m； 1l — 进水渠道渐宽部分长度， m； B1— 进水渠道宽度 ,m； 1 — 进水渠展开角，一般为 200； 2l — 栅槽与进水渠连接渠的渐缩长度， m。 每日栅渣量计算公式： 1 0 0 08 6 4 0 01m a x  总KWQW () 式 中： W— 每日栅渣量， m3/d； W1— 栅渣量（ m3 /10m3 污水）， ～ ，粗格栅用小值，细格栅用大值，中格栅用中值； 总K — 污水流量总变化系数。 格栅的计算示意图 焦化厂污水处理站工艺设计 17 α 1进水工作平台栅条αα 图 格栅水力计算示意图 污染物在栅格中的去除 粗栅 主要去除焦化废水中的悬浮物，去除见表。 表 悬浮物在栅格中的去除 污 染 物 进水 含量 mg/L 出水 含量 mg/L 去除率 悬浮物 250 70 72% 粗格栅的计算 粗栅条宽度定为 ，粗栅条间隙定为。 设计流量为 25000 m3/d,设计一台。 最大设计流量为 m3/s。 过栅流速 取。 进水渠宽 ,栅前水深为。 安装角度 α=600。 根据计算公式计算，得出粗格栅各设计参数： 格栅间隙数： n= 取 n=19； 焦化厂污水处理站工艺设计 18 格栅宽度： B=560mm； 过栅水头损失：选用常规的矩形断面栅条， β=。 h1=,取 ； 栅槽总高度： H=， 其中超高取 ； 栅槽总长度 :L=,其中 α1=200； 每日栅渣量为： W= m3/d， 总K 取。 细格栅的设计计算 设计流量为 25000m3/d, 最大设计流量为 m3/s。 细栅条宽度定为 ,细栅条 间隙 定为。 栅前水深设计为 ，过栅流速取 ，安装角度为 600。 根据计算公式计算，得出细格栅各设计参数： 格栅间隙数： n= 取 n=38； 格栅宽度： B=676mm； 过栅水头损失：选用常规的矩形断面栅条， β=。 h1=； 栅槽总高度： H=， 其中超高取。 栅槽总长度 ： L=,其中 α1=200。 每日栅渣量为： W= m3/d， 总K 取。 沉砂池的设计及计算 沉砂池的作用 沉砂池的作用是从污水中分离出密度较大的无机颗粒，如：砂子、煤渣等。 沉砂池一般设在处理工艺的前段，以保护机件和管道，保证后续作业的正常运行。 沉砂池的设计 本工艺采用曝气沉砂池 沉砂池 ，曝气沉砂池的示意图如图。 焦化厂污水处理站工艺设计 19 i= 空气管挡板 曝气器沉砂池 图 曝气沉砂池 曝气 沉砂池的设计计算公式 曝气沉砂池设计参数 ： (1) 最大旋流速度为 ～ ，水平前进流速为 ～。 (2) 最大设计流量时的停留时间为 1～ 2min。 (3) 有效水深 2～ 3m，宽深比 ～ ，长宽比 5。 (4) 曝气装置用穿孔管，孔径 ～ ，曝气量 ～ ～ 5m3 / (m2h) 如果将停留时间延长至 20～ 30min，可使曝气沉砂池兼作预曝气池。 池子总有效容积 V： max60V Q t () 式中 ： Qmax— 最大设计流量， m3 / s； t— 最大流量时的停留时间， min。 水流断面积 A： vA maxQ () 式 中： v— 最大设计流量时的水平流速。 池总宽度 B： 2hAB () 式中 ： 2h — 设计有效水深。 焦化厂污水处理站工艺设计 20 池长 L： VL A () 每小时所需空气量 q： max3600 dQq  () 式中 ： d— 每立方米污水所需空气量。 一般为 ～。 曝气沉砂池的设计计算 最大设计流量的计算： 本厂工程的设计水量为 25000m3/d。 池设计最大水量 Qmax=。 总有效容积的计算： 设计停留时间为 t=， V=60Qmaxt =53m3。 池断面面积： 最大设计流量时的设 计水平前进流速 v=， vA maxQ =2。 池宽和有效水深： 设计有效水深为： H=， 池宽 ： B=A/H=。 取。 池长： L=V/A=,取。 长宽比： L/b=，符合要求。 所需曝气量为： max3600 dQq  =3/h 其中 d 取。 氧化沟设计计算 氧化沟作用 氧化沟的作用是去除焦化废水中的 BOD 、 COD 、氨氮及有机物。 去除如表。 表 氧化沟中焦化废水各组分去除 污 染 物 BOD COD 氨氮 焦化厂污水处理站工艺设计 21 进水 含量 mg/L 1200 3000 50 出水 含量 mg/L 20 100 15 去除率 % % 70% 设计参数 (1)污泥产率系数 Y= (2)混合液悬浮固体浓度 MLSS=4000mg/L (3)混合液挥发性悬浮固体浓度 MLVSS=3000mg/L F= (4)污泥龄 30c d 。