含油废水的处理

1、装订线安徽工业大学 毕业设计（论文）说明书Abstract Waste water is one of the difficulties in steel rolling process, mainly containing a lot of mineral oil and other organic matter, a high degree of emulsification, stable, difficult to remove, and the common effluent treatment process is not easy and stability, water qua

2、lity standards is not easy to reach.For the above-mentioned characteristics of cold oil, the design uses ceramic membrane composition and biological contact oxidation process for the removal of oil and COD, calculate and determine the size of the structure, complete CAD drawing volume 15. The combin

3、ed process using cold oily wastewater, water quality can be achieved, "the steel industry pollution emission standards" GB13456-2012 in cold water oily waste water requirements, and waste, waste oil, waste to achieve full resource reuse, creating good environmental and economic benefits. U

4、se ceramic membrane flux gradually decreased over time, affecting the treatment effect, therefore, the design will also introduce a common ceramic membrane cleaning methods and their respective advantages and disadvantages.Finally, there are some experience and gain in the last section of this paper

5、.Keywords: Cold oily wastewater、Inorganic ceramic membrane、 Biological contact oxidation、Membrane flux 第 60 页 共 60 页目录第1章 绪论11.1冷轧含油废水的简介11.1.1 冷轧含油废水的来源11.1.2 冷轧含油废水的特点11.1.3 冷轧含油废水的危害11.2 冷轧含油废水的处理工艺21.2.1重力分离法21.2.2 过滤分离法21.2.3 离心分离法21.2.4 化学法21.2.5 粗粒化法31.2.6 生物法31.2.7 气浮法41.2.8 化学法41.2.9膜分离法41.

6、2.10 其它方法41.3 冷轧含油废水的现状发展51.3.1 处理现状51.3.2 冷轧含油废水处理技术的发展5第2章 工程概况72.1 水质概况72.2 方案设计的原则7第3章 设计计算83.1 调节池83.1.1 简介83.1.2 设计参数83.1.3 设计计算83.2 提升泵房和纸带过滤机93.2.1 设计说明93.2.2 设计参数93.2.3 设计计算93.2.4.纸带过滤机103.3 循环水池103.3.1 简介103.3.2 设计计算103.4 超滤系统133.4.1 简介133.4.2 计算参数133.4.3 设计计算143.5 板式换热器和冷却塔163.6 生物接触氧化池17

7、3.6.1 设计参数173.6.2 生物接触氧化池填料容积173.6.3 生物接触氧化池总面积183.6.4 接触氧化池尺寸183.6.5 污水与填料的接触时间183.6.6 接触氧化池总高度183.6.7 需气量193.6.8 空气管道设计203.6.9 污泥产量213.7 斜管沉淀池213.7.1 设计参数213.7.2 设计计算223.8 接触消毒池243.8.1 设计说明243.8.2设计参数253.8.3设计计算253.9 计量槽273.9.1 设计参数273.9.2设计计算27第4章 污泥处理系统304.1 概述304.2污泥浓缩池304.2.1设计说明304.2.2设计计算314

8、.3 污泥贮池334.3.1设计参数334.3.2 设计计算334.4 脱水机房344.4.1设计说明344.4.2设计计算344.5 污泥泵364.6 鼓风机房36第5章 平面布置375.1平面布置的具体内容375.1.1各处理单元构筑物的平面布置375.1.2管、渠的平面布置375.1.3辅助建筑物375.1.4 厂区绿化375.1.5 道路布置375.2 平面布置的一般原则38第6章 高程布置396.1 高程布置说明396.2 高程布置396.2.1 污水管道水头损失396.2.2 高程确定406.2.3 污泥处理构筑物高程的确定41第7章 经济技术计算437.1 计算依据437.2工程

9、总造价437.2.1 土建部分437.2.2 污水设备购置费447.2.3 直接工程投资费457.2.4 其他部分费用457.2.5 工程总造价457.3运营经费457.4估算46结束语47致谢 48翻译50第1章 绪论1.1冷轧含油废水的简介 冷轧含油废水是钢铁行业中最难处理的污水之一，如果直接排放，会污染环境，同时还会浪费水资源。因此必须对冷轧含油废水进行处理，使其满足冷轧废水排放标准甚至是回用水标准，从而减少钢铁企业污水排放量和新水补充量， 提高废水循环利用率。同时可以回收其中的废油，以减少成本。1.1.1 冷轧含油废水的来源 在轧钢生产过程中，常需用乳化液或棕榈油作润滑、冷却剂等进行冷

10、却和润滑，以消除轧制过程中产生的变性热，在生产过程中这些润滑油逐渐失去作用而被排放，成为含油乳化液废水。101.1.2 冷轧含油废水的特点 冷轧含油废水中的乳化液主要由石油类、植物油或动物油脂类物质中加入表面活性剂，乳化剂和水组成，为阴离子型乳化剂配制，水包油型结构，油珠带负电10。由于乳化液中含有大量润滑油、表面活性剂和脂肪酸钠盐等，在循环使用过程中受摩擦热、金属粉尘及细菌污染等，逐渐腐败变质失去作用。所以要定期或不定期地排出一部分老的乳化液，补充新的乳化液。其的主要特点有：（1）温度较高，通常为 60；（2）间断排放，一次排放量大，成分波动也较大；（3）有机物含量高，通常为 CODCr在

11、1025g/L；（4）化学成分复杂，主要成分有油性添加剂、防锈添加剂、助溶添加剂和乳化剂等组成。乳化液的表观颜色取决于在连续相中分散液滴的大小。分散液滴直径大于或等于1m，为乳白色；0.11m 为蓝白色：0.050.1m 为浅灰色或半透明状；小于0.05m 为洁净透明状。1.1.3 冷轧含油废水的危害 冷轧含油废水的危害体现在会对动、植物、土壤、水体、乃至生态系统造成严重影响，其主体表现为: （1）含油废水若不进行处理回收，会造成浪费。 （2）如果直接排入河流，湖泊等，会造成环境污染，影响水中生物的生存。 （3）油类污染物能附着在土壤颗粒表面，在土壤中形成油膜，使空气难以透入，破坏土壤中微生物

12、的正常新陈代谢，影响植物的正常生长。生物处理系统中的含油废水浓度超标，将会影响活性污泥和生物膜的正常代谢，出水水质难以保证。13 （4）若含油废水用于灌溉农田，则会堵塞土壤孔隙，妨碍农作物生长。 （5）含油废水被排到江河湖海等水体后，油层覆盖水面，阻止空气中的氧向水中的扩散； 水体中由于溶解氧减少藻类进行的光合作用受到限制； 影响水中生物的正常生长，使水体变臭，破坏水资源的使用价值。 （6）企业自身方面，含乳化油的废水，会在工艺设施、管道设备中和废水中的悬浮颗粒、氧化铁皮一起沉降，形成较大粘性的油泥团，堵塞管道和设备，影响正常的生产。 （7）直接排放含油废水，会造成极大的环境危害和社会危害。但

13、更主要的危害在石油中含有致癌烃，被鱼、贝富集并通过食物链危害人体健。1.2 冷轧含油废水的处理工艺 1.2.1重力分离法重力分离法是利用油和水的比重差使油上浮，达到油水分离的目的。其主要用来去除水中悬浮态的油。重力分离的常用设备是隔油池。从最初的平流式隔油池基础上，发展了斜板、波纹、平流斜板组合等除油装置。131.2.2 过滤分离法过滤是将含油废水流过由粒状滤料的滤床层，使废水中的油、悬浮物、胶体被滤料截留，从而得以去除。为除油效果的稳定，需要工作一定时间后进行反冲洗。在石油化工废水的二级处理中，通常将过滤作为废水处理的关键措施，使处理过一定量的出水通过过滤设施，以保证排水达标。在三级处理过程

14、中，通常将过滤作其预处理，使深度处理运行较稳定，提高排水水质。21.2.3 离心分离法离心分离是使含油废水在容器内高速旋转，形成离心力场，因油和水质量差异，受到的离心力也存在差异，离心后，油主要集中在中心部位，水则集中在外侧的器壁上，达到了油水分离的目的。1.2.4 化学法含油废水的化学处理方法，一般用于单独用物理方法或用生物方法不能处理去除的废水中部分胶体和溶解性物质，尤其是乳化油。化学破乳的方法主要有酸碱法、盐析法、凝聚法等。采用多功能药剂，对含油污水进行综合治理，一步完成絮凝、阻垢、防腐和杀菌过程，简化了污水处理流程，降低了处理和运行费用。在化学氧化除油方面，有利用空气、臭氧、氯、过氧化

15、氢、Fenton 试剂等药剂作为氧化剂用于废水处理。1.2.5 粗粒化法利用油、水两相对聚结材料的亲和力不同将油、水分离，通常用于除去水中的分散油、乳化油。其过程是含油废水通过粗粒化材料，使细小油粒聚结成较大的油滴，从而加大其上浮速度，更有利于重力分离；其机理主要有“润湿聚集”和“碰撞聚集”分别建立在亲油性和疏油性粗粒材料的基础上。材质表面的亲油疏水性是起主要的作用1.2.6 生物法生物法是利用各种微生物的代谢作用，对废水中污染物进行转移和转化作用，将废水中的污染物转化为微生物细胞以及简单形式的无机物，使废水得到净化的处理方法。微生物对污染物的降解主要是通过两者间的直接作用、共代谢作用、酶的诱

16、导等互相作用来进行得。常用的生物法分为厌氧和好氧生物法两大类。好氧生物法从过程形式上可分为有活性污泥法、活性污泥法、氧化塘法和生物膜法等；活性污泥法技术是指在有氧条件下，通过微生物与废水接触，使微生物适应废水环境后，依靠好氧、厌氧型细菌的混合菌群来降解废水中的有机物。很多炼油厂都采用活性污泥工艺处理含油废水，其处理效果一般比普通生物滤池高，运行费用低，但是管理要求高。氧化塘法是提供有机物好、厌氧分解的大型浅塘，塘内有大量好氧微生物、厌氧微生物和藻类，与水体自净作用相似。氧化塘通常采用水面自然复氧和藻类光合作用复氧，其运行情况多随温度、季节的变化有所不同。污水停留时间较长，一般几天到几个月，占地

17、较多，处理周期长。生物膜法中，微生物附着生长在载体表面，形成胶质相连的生物膜。在处理过程中，生物膜吸附废水中的有机物和溶解氧，从而不断去分解除去水中的有机物，同时，生物膜本身也不断新陈代谢。生物膜法采用的反应器可划分为固定床和流化床两类。常用的工艺有生物转盘、生物滤池、生物接触氧化、生物流化床等工艺。厌氧生物处理技术在处理高浓度的有机污染废水方面，效果较好，以其投资少、能耗低、可回收利用沼气、负荷高、产泥量低、耐冲击负荷强等优点。厌氧生物处理的反应器有：厌氧活性污泥法、厌氧滤池（AF）、上流式厌氧污泥层反应器（UASB）、厌氧膨胀颗粒污泥床（EGSB），内循环（IC）厌氧反应器，厌氧折流板反应

18、器（ABR）等。随着生物处理技术研究的不断深入，生物法的具体实施形式已经变的多种多样。在工程应用中，厌氧和好氧生物法通常在工艺流程中组合连用。生物法较物理、化学法，具有处理成本低，总投资小，处理效率高，对环境影响小、应用范围广等优点，但占地面积较大，运行费用较高等缺点。1.2.7 气浮法气浮法又称浮选法，是处理含油废水比较有效的一种方法。该法就是让废水中产生大量的微气泡，微气泡与水中的乳化油和密度接近于水的微细悬浮颗粒相黏附，黏合体因密度小于水而上浮到水面，形成浮渣，从而加以分离去除。气浮法通常作为对含油污水隔油后的补充处理，经过气浮处理，可将含油质量浓度降到30 mg/L， 再经过二级气浮处

19、理，出水含油质量浓度可达到10 mg/L 以下。根据水中形成气泡的平均直径大小、溶入条件和气泡形成方式，气浮法分为溶气气浮法、布气气浮法和电解气浮法。气浮法的优点：气浮过程中增加了水中的溶解氧，浮渣含氧，不易腐化，有利于后续处理;气浮池表面负荷高，水力停留时间短，池深浅，体积小;浮渣含水率低，排渣方便;投加絮凝剂处理废水时，所需的药量较少。气浮法的缺点：存在占地面积大、药剂用量大、浮渣造成二次污染。1.2.8 化学法 化学处理法是直接削弱乳化油中分散态油珠的稳定性，或破坏乳液中的乳化剂，然后分离出油脂。该分离过程包括混凝剂与废水的快速混合，油滴絮凝成团，上乳或沉降分离等步骤。通常采用的化学破乳

20、法有：（a）投加混凝剂；（b）加酸或同时加入酸和有机分散剂；（c）投加盐并加乳化液；（d）投加盐并电解。1.2.9膜分离法 膜分离法是利用液-液分散体系中的两相与固体膜表面亲和力不同， 通过外界作用力以物理截留方式进行油水分离。 膜分离法作为一种新型的含油废水处理技术，能够有效的去除水中的分散油和乳化油，而且具有操作稳定，出水含油率低，处理含油废水不需要化学药剂，系统本省不产生污泥等特点 目前应用于冷轧含油废水的膜技术主要包括微滤法，纳滤法和超滤法，其中以超滤法应用最为广泛。 超滤法处理含油废水关键在于超滤膜的选择，超滤膜包括有机膜和无机膜。但有机膜不易耐高温，价格高且易水解和清洗不便，故一般

21、采用无机膜。1.2.10 其它方法随着含油研究的进一步深入，一些新型的处理技术陆续出现如光催化氧化法、电解氧化法、电化学催化法等氧化法和膜分离法、电磁吸附法等。电催化氧化技术是通过化学催化产生的羟基自由基（·OH），其氧化性极强，与有机物之问的通过加成、取代和电子转移等作用使污染物降解、矿化，具有易于自动化控制、无二次污染等优点。1.3 冷轧含油废水的现状发展1.3.1 处理现状 目前， 国内钢厂冷轧含油废水的处理多采用超滤技术，并将超滤技术与生物技术和MBR 相组合，使出水的SS 和油类物质得到了较好的控制， 但对COD 的处理仍然没有达到理想效果。其中以陶瓷膜过滤和接触氧化法为核

22、心的二级处理工艺目前应用最为广泛。超滤和接触氧化处理工艺的最大缺点就是处理出水不稳定，经常不能达到排放标准，该工艺在国内各大钢铁企业的应用效果均不理想。采用陶瓷膜过滤-接触氧化二级工艺处理含油废水，皂化度较高、分子链较长的油类物质会堵塞超滤膜表面，使超滤阻力急剧增大，需频繁清洗且效果不明显，经常造成膜分离设备无法正常运转，而溶解性的小分子有机物则无法去除；油类的可生化性较差，是较难降解的有机物，如果经超滤直接进入接触氧化工艺，势必使接触氧化工艺承受较高的冲击负荷，而且好氧微生物降解大分子有机物的能力有限，是造成排水中 COD 和油类不能达标的重要原因。另外该工艺占地面积较大、投资成本高，一般企

23、业难以承受。1.3.2 冷轧含油废水处理技术的发展 根据国家规定的钢铁工业水污染排放标准中污染物排放标准和“十二五”期间“明确提出的吨钢化学需氧量降低0.065 kg”的约束性指标，再结合国家日益严格的环保标准和钢铁企业本身的持续发展，可以预测冷轧含油废水处理技术将有以下的发展： （1）以无机陶瓷膜为代表的膜分离技术将成为冷轧含油废水处理的主流技术， 而膜分离技术的研发重点主要是开发容易清洗、寿命长、高效、低成本的无机膜。（2）随着国家对COD 的排放限制，在今后冷轧含油废水处理工艺的选择上，应充分考虑COD 的去除效果。同时深入研究含油废水中COD 的降解机理，开发新型COD 处理技术，驯养

24、高效降解COD 的微生物菌种。（3）以膜生物反应器为代表的废水处理工艺将会在冷轧含油废水处理领域进行推广应用。膜生物反应器的研究重点将集中在开发新型高效的膜组件， 优化MBR 运行条件以及探索不同的生物处理技术与膜分离单元的组合形式。（4）加快新型含油废水处理技术的研发和工业应用，如高级氧化技术、微电解技术、人工湿地技术等，从而推动钢铁企业废水处理技术的快速发展。2 综上所述，考虑到冷轧含油废水及其常见处理方法的特点和国内外的发展趋势，本次设计选择无机陶瓷膜处理冷轧含油废水，无机陶瓷膜除具有有机膜分离方法的优点外，还具有耐高温、耐强酸、耐氧化及耐有机溶剂的侵蚀特性，机械强度高，使用寿命长，截油

25、率高，清洗再生性能好等优点。根据陶瓷膜的特点确定该工艺的流程如下图1-1： 图1-1 冷轧含油废水工艺流程图流程图中主要构筑物的情况如下3：（1）调节池来自冷轧厂的含油废水首先进入预处理调节池，调节池接收连续的和间断的废水，起到调节水质和水量的作用，使水质和水量均衡。经预处理后的含油废水通过提升泵送至纸带过滤机。在调节池上设有刮油刮渣机，将池底沉渣刮到渣坑中；浮油通过悬浮式吸油泵送至废油回收箱。沉渣将被泵往冷轧其它系统浓缩处理或集中挖出焚烧。废水提升泵受调节池和循环池液位计的控制；由在线温度检测仪调节蒸汽加热；由在线pH表指示调节池酸碱性。（2）纸带过滤器目的是为了去除含油废水中的大于5m的金

26、属颗粒或者非金属颗粒。（3）超滤 供料泵将循环池中含油废水输送至循环泵入口，与回流液混合进入陶瓷膜，膜后的液体，一部分成为净化的渗滤液，大部分回流。通过供料泵连续给料，循环泵工作，并经调节形成一个超滤管正常工作所必须的压力网。（4）生物接触氧化池按一级推流式设计, 采用高有机负荷, 优化出水水质并减少剩余污泥量。池内采用易挂膜、耐腐蚀、不结团堵塞的新型立体弹性填料和高效水下曝气装置。接触氧化池内的生物膜经过培养驯化后, 逐渐适应了含油废水环境, 对COD 的去除率保持在90%左右, 非常稳定。（5）斜管沉淀池斜管沉淀池是指在沉淀区内设有斜管的沉淀池。在平流式或竖流式沉淀池的沉淀区内利用倾斜的平

27、行管或平行管道（有时可利用蜂窝填料）分割成一系列浅层沉淀层，被处理的和沉降的沉泥在各沉淀浅层中相互运动并分离。据其相互运动方向分为逆（异）向流、同向流和逆向流三种不同分离方式。每两块的平行斜板间（或平行管内）相当于一个很浅的沉淀池。 第2章 工程概况2.1 水质概况 冷轧含油废水成分较为复杂，含有大量的矿物油及其它有机物，乳化程度高、性质稳定、去除难度较大，是严重困扰我国钢铁行业的环保问题。本次设计是对60m3/h冷轧含油废水的处理，以便达到钢铁工业水污染物排放标准（GB 13456-2012）中新建企业冷轧废水排放量要求，其设计参数见表2-1。 表2-1设计参数要求 水质指标OilSSPHC

28、OD进水（mg/l）2003006-72400出水(mg/l)3306-9702.2 方案设计的原则 方案的选择与处理的水量、来水水质、排放标准、建设投资、运行成本、处理效果、维护管理是否方便等因素有关。具体可以从以下几个方面考虑。（1）本设计方案严格执行有关环境保护的各项规定，污水处理后必须确保各项出水水质指标均达到钢铁工业水污染物排放标准（GB 13456-2012）中新建企业排放标准，污泥的处理与处置简单，并尽可能采用节能处理技术。（2） 工艺设计要合理可靠，采用成熟、稳定、实用、经济合理的处理工艺，保证处理效果，并节省投资和运行费用。（3）工艺设计时要考虑到避免二次污染和减少对周围环境

29、的影响。（4）运行维护简单，成本经济合理。（5） 采用较高程度的自动化控制系统。 第3章 设计计算3.1 调节池3.1.1 简介含油废水的乳化油浓度很高,刚进入调节池的废水温度高,一般在40 50 , 进行油水静置分层。浮油经刮油机刮至储油池, 下层清液由提升泵送至纸带过滤机, 除去90% 的悬浮杂质后进入循环池, 以避免陶瓷膜超滤堵塞。3.1.2 设计参数水力停留时间一般为412小时，取T=8h。设计流量Q=60m3/h=0.0167 m3/s 。3.1.3 设计计算1.调节池有效容积： V=QT=60×8=480 m32.调节池水面面积： 取池子总高度H=4.5m，其中超高0.5

30、m，有效水深h=4m，则池面积为 A=V/h=480/4=120m23.调节池的尺寸： 池长取L=15m，池宽B=8m，则池子总尺寸为： L×B×H=15×8×4.5=540 m34.调节池的搅拌器： 使废水混合均匀，调节池下设2台LFJ-280反应搅拌机。 表3-1 LFJ-280搅拌机参数型号直径(mm)高度(mm)搅拌速度搅拌功率(KW)LFJ-280287535003.2(r/min)0.375.刮油机: 选用德国FRIESS型W40带式除油机，除油能力为230l/h，适用于水池长度大于20米甚至更长的。 图 3-1 调节池计算草图3.2 提升泵

31、房和纸带过滤机3.2.1 设计说明提升泵房用以提高废水的水位，保证废水能在整个废水处理流程过程中流过，从而达到废水的净化。本废水处理系统工艺简单，对于新建废水处理系统，工艺管线可以充分优化，故废水只考虑一次提升。3.2.2 设计参数设计流量：Q=60m3/h 进水水面高程为-2.15m 出水管提升后的水面高度为6.23m（见水力计算及高程布置）3.2.3 设计计算1水泵选择（1）最大流量： 选择调节池与机器间合建式方形泵站，考虑2台水泵（1台备用），每台水泵容量60m3/h。所需的扬程为21.81-18.66=3.15m。为安全计取扬程为4m 。根据设计流量60m3/h,设计中选择100QW7

32、0-7-3型潜水排污泵，泵的参数如表3-2所示。表3-2 100QW70-7-3型泵参数流量（m3/h）扬程（m）出水口径（mm）转速（r/min）功率(kw)效率额定电压(V)7071001400375.4%380 2.泵房的尺寸本设计中泵房为矩形建筑，在集水池的基础上再考虑出水管线布置确定提升泵房面积。提升泵房面积。3.2.4.纸带过滤机 选用烟台数控机床附件有限公司的YYGL1系列纸带过滤机,其工艺参数如下表3-3: 3-3 纸带过滤机参数 型号容积(L)流量(L/min)电机功率(W)外形尺寸(L×B×H)YYGL1-5002000500400W4460x1240x

33、7703.3 循环水池3.3.1 简介 纸带过滤机的出水重力流流到循环池中。从该池进行预调节并输送到超滤系统。超滤循环池是正方形的混凝土池，当超滤系统正常运行时，该池保持充满。内有搅拌器和一个pH计调节废水的PH值，同时设有蒸汽管道及温度探头用于调节该池水温，池内有一个排放管道同废油转运泵相连把超滤进料池中的液体送至油分离池。池内水温控制在55 70 , 待浓缩液的浓度为原液的5倍左右时, 将其泵入废油分解池。经酸化分层, 上层油进入储油池, 下层水则进入循环水池。3.3.2 设计计算 （1）尺寸计算 考虑循环水池接受从纸带过滤器的来水和来自超滤系统中的回流水量,取水力停留时间为7h(一般在5

34、10h),故取循环水池的体积为400m3，其长宽高位：10m×10m×4.5m。取浓缩倍数为5 N： 浓缩倍数Q1 ： 渗透出水流量(m3 /h)Q2 ： 进水流量( m3 /h)V： 过滤前循环水池内废水体积(m3 )0.05： 进出水污染物浓度比t： 时间( h)故： 循环水池每过29小时其浓缩倍数将达到5倍，就将其泵入油分离池，经酸化分层，上层油进入储油池，下层水则进入循环水池。（2）热工计算进入循环水池的废水温度为Ts=40， 循环水池内的水温为TD=703。则每小时耗热量为： 池体耗热量：循环水池各部传热系数：池盖K=2.93KJ/(m2·h·

35、),池壁：地面以上的为K=2.5KJ/(m2·h·)，地面以下的为：K=1.9KJ/(m2·h·)。池外介质为大气时,全年平均气温TA=11.6，冬季室外计算温度TA=-9池外介质为土壤时,全年平均气温TA=12.6，冬季室外计算温度TA=4.2池上盖部分小时耗热量为： 最大耗热量为： 地面上池壁耗热量： 最大耗热量： 地面下池壁耗热量： 最大耗热量为： 池底耗热量为： 最大耗热量为： 总耗热量和总最大耗热量为： Q=7599881.04 Qmax=7619043 热交换器计算: 采用池外套管式水-水热交换器，全天均匀投配。热交换器的内管管径选用DN10

36、0，管内流速为,外管管径选用DN120mm。 则热交换管总长为： 设每根长10m，则共有312.6/10=31.2，取32根。 3.4 超滤系统3.4.1 简介无机陶瓷膜是以氧化铝、氧化钛、氧化锆等经高温烧结而成的具有多孔结构的精密陶瓷过滤材料，多孔支撑层、过渡层及微孔膜层呈非对称分布，过滤精度涵盖微滤、超滤、纳滤。陶瓷膜过滤是一种“错流过滤”形式的流体分离过程：原料液在膜管内高速流动，在压力驱动下含小分子组分的澄清渗透液沿与之垂直方向向外透过膜，含大分子组分的混浊浓缩液被膜截留，从而使流体达到分离、浓缩、纯化的目的。 建立于无机材料科学基础上的陶瓷膜具有比板框、离心机、硅藻土及聚合物膜等分离

37、介质所无法比拟的一些优点： (1) 化学稳定性极佳，能耐酸、耐碱、耐氧化； (2)耐有机溶剂, 耐高温； (3) 机械强度大，耐磨性好； (4)寿命长，处理能力大； (5)孔径分布窄，分离精度极高，可达纳米级过滤； (6)易清洗，可在线药剂或高温消毒,可反向冲洗无机陶瓷膜在处理冷轧含油废水时还具有以下的技术特点： (1) 油截留率高，出水含油量8ppm，达到环保要求； (2) 耐酸碱及氧化性物质，耐微生物侵蚀，使用寿命长； (3) 可实现自动化控制，劳动强度低，节省人力成本； (4) 无需使用昂贵的破乳剂、絮凝剂，运行成本低； (5)采用错流过滤，耐污染，可维持高通量过滤； (6) 膜清洗周期

38、长，清洗通量恢复效果好且稳定； (7)设备易损件少，维护简单，维修费用低； (8)经过浓缩后可回收大量有价值的废油。3.4.2 计算参数 水量Q=60m3/h参考陶瓷膜超滤装置处理冷轧含油废水和无机超滤技术和生化处理技术在宝钢冷轧含油废水处理中的应用，取陶瓷膜对冷轧含油废水中油类的去除效果为95%。本设计选用南京艾宇琦膜科技有限公司生产的AYQ-SPZY-30型陶瓷膜，其进水油类含量应小于100mg/l，其工艺参数如表3-4: 表3-4 陶瓷膜参数型号通道数（个）孔径(nm)长度(mm)通量L/(m2·h)膜面积m2处理水量30-19-4195011002500.464.5其性能指标

39、为: 支撑体结构:19通道多孔氧化铝陶瓷芯,氧化铝含量大于99% 外形尺寸：膜管外径30mm 通道内径4mm 管长1100mm 膜材质：氧化锆 膜孔径：50mm 适用PH值：014 耐压强度:1.0Mpa 抗氧化性能：优 抗溶剂性能：优 其图型为: 3.4.3 设计计算（1）清洗膜第一次使用的膜或较长时间未使用（超过48小时）均需进行循环清洗，方法为：碱洗：用温度为80、浓度为15-20g/l的 NaOH溶液清洗，时间为30分钟，后用水漂洗至中性； 酸洗：用温度为50、浓度为5ml/l的58%的HNO3溶液清洗，时间为15分钟，后用水漂洗至中性。（2）膜数量选用30-19-4型陶瓷膜，每支通量

40、为250 L/(m2·h)，故超滤膜总支数为： n=60×1000/（250×0.46）=522支（3）膜组件考虑陶瓷膜的组装和系统的运行,本设计选择37芯的陶瓷膜组件,每个组件能填装37的陶瓷膜,故需要的膜组件个数为：522/37=15个 3-5 设备组件参数表：装填膜管数37芯组件数15外形尺寸外径：1500×1710mm渗透侧出口尺寸38客体材质304密封材质四氟、氟橡胶等膜面流速45m/s(4)工艺说明本设计采用三组平行的膜单元,前俩个膜单元由5个装有37根膜管,剩下由5个装有37根膜管的膜壳并联组成。故每组处理水量为20m3/h,但系统运行时，

41、供料泵的流量为105 m3/h，循环泵的流量为350 m3/h,当这两个泵运行时，通过膜的水量为20 m3/h，15 m3/h的浓水返回到超滤循环池中当超滤装置的总循环量为350 m3/h,其布置草图如下: 图3-2 陶瓷膜系统布置图供料泵选择150SG140-26型水泵2台一用一备，循环泵为250SG380-22水泵2台一用一备，其工艺参水如表3-6： 表3-6 水泵性能参数型号流量（m3/h）口径（mm）转速（r/min）轴功率(kw)效率(%)150SG140-26140802800465250SG380-2238025014503770（5）清洗由于膜的污染导致通量的下降，必须对膜进行

42、清洗。膜清洗的一般原则是高流速、低压力下进行，渗透侧阀门必须闭合状态。一般来说，膜清洗方法通常可分为物理方法和化学方法。物理方法是指采用高流速水冲洗，海绵球机械清洗等去除污染物；化学方法是采用对膜材料本身没有破坏、对污染物有溶解作用或置换作用的化学试剂对膜进行清洗，故本设计选用化学方法进行清洗，其具体做法为：1）.碱洗：用0.5%的NaOH溶液，在45-50下进行清洗，一般清洗45分钟，用同等温度的纯水或去离子水反复循环冲洗系统直至中性。2）.酸洗：配置0.5%的HNO3溶液，然后一边循环一边升温至40-45，在循环清洗30min，结束后用同等温度的纯水或离子水反复循环冲洗系统直至中性，让膜管

43、湿态保存。3.5 板式换热器和冷却塔由于超滤出水温度较高，不降温处理，将对后续的生化处理带来危害，因此，必须将超滤水温降至3035，以便进行生化反应。(1)板式换热器可拆卸板式换热器是由许多冲压有波纹薄板按一定间隔，四周通过垫片密封，并用框架和压紧螺旋重叠压紧而成，板片和垫片的四个角孔形成了流体的分配管和汇集管，同时又合理地将冷热流体分开，使其分别在每块板片两侧的流道中流动，通过板片进行热交换。本设计选择板式换热器一台，进水温度7080，出水温度5060，选择BR0.3型板式换热器，其工艺参数如下： 表3-7 BR0.3型板式换热器参数表单片换热面积：0.308法兰通径：DNmm80板间距：m

44、m4.4工作温度：150单流道截面积：0.00118工作压力：MPa0.6，1.0，1.6处理量 :m3/h60角孔直径：mm80板片外形尺寸：mm1135*370*0.7法向波纹节距：mm15有效换热面积：0.308流道宽度：mm320单片重量：kg1.79平均板间距：mm4.4角孔尺寸：mm67平均流道截面积：0.00118波纹高度：mm3.7平均当量直径：mm7.0波纹型式等腰三角形板片材料304 316L（2）冷却塔冷却塔一台，进水温度5060，出水温度3035，选择GFNDP-75型方形逆流式冷却塔，其工艺参数如下： 表 3-8 GFNDP-75型方形逆流式冷却塔参数号 参数名=28

45、 o C 冷却水量(m3/h )=27 o C 冷却水量(m3/h)主要尺寸(mm)风量风机直径电机功率重量(t)进水压力噪声dB(A)当量直径t=10 o Ct=20 o Ct=25 o Ct=10 o Ct=20 o Ct=25 o C总高度宽度B(m3/h)(mm)(kw)自重运转重10 4 PaDmDm(m)GFNL-757563.965.886.373.671.8439026006800018003.0/1.51.8363.046.259.03.023.6 生物接触氧化池3.6.1 设计参数参考无机超滤技术和生化处理技术在宝钢冷轧含油废水处理中的应用和无机陶瓷膜超滤技术在冷轧乳化液废

46、水中的应用中表示陶瓷膜对COD除去率在90%以上，取90%,故 进水COD浓度La=2400mg/L×0.1=240mg/L； 出水COD浓度Le=70mg/L； 取一级生物接触氧化池COD容积负荷M为1.5kgCOD /(M3·d),其值一般在1.01.8kg COD/m.d 。3.6.2 生物接触氧化池填料容积 m3式中 W填料的总有效容积，m3； Q日平均污水量，m3； La进水COD浓度，mg/L； Le出水COD浓度，mg/L； MCOD容积负荷率，gCOD/(m3·d)。3.6.3 生物接触氧化池总面积 m2 式中 A接触氧化池总面积，m2； H填料层

47、高度，m，取3m。3.6.4 接触氧化池尺寸设一座接触氧化池，分2格，每格接触氧化池面积 m2 每格池的尺寸 L×B=6×5=30m2。 每格接触氧化池在其端部与邻接触氧化池的隔墙上设1m×1m的溢流孔洞。3.6.5 污水与填料的接触时间 >2h,符合要求。 式中 t污水在填料层内的接触时间，h。3.6.6 接触氧化池总高度 H0=H+h1+h2+(m-1)h3+h4 =3+0.5+0.5+(1-1)×0.2+0.5=4.5m 式中 H0接触氧化池的总高度，m； H填料层高度，m，取3.0m； h1池体超高，m，取0.5m； h2填料上部的稳定水层

48、深，m，取0.5m； h3填料层间隙高度，m，取0.2m； m填料层数，取为1层； h4配水区高度，m，取0.5m。生物接触氧化池选用组合纤维填料，其主要参数见表3-9 表3-9 组合纤维填料主要技术参数 型号塑料环片直径(mm)填料直径(mm)单片间距离(mm)理论比表面积(m2/ m3)Zv-150-8075150802000 图3-3 组合纤维填料3.6.7 需气量 参考生物接触氧化设计规程和给排水设计手册， 按每去除1kgCOD消耗1kg氧气计算，生物接触氧化池的需氧量Q1为： Q1=1440×(240-70)/1000=244.8 kgO2/d 生物接触氧化池采用微孔曝气器

49、，其充氧效率EA取15%，则接触氧化池每天所需的空气量Gs为： 式中 Gs需气量，m3空气/d； EA氧转移效率，； 21氧在空气中所占百分比； 1.43氧的容重，kg/m3 。 曝气装置选用HWB1型微孔曝气器，其主要性能参数见下表3-10： 表3-10 微孔曝气器的主要性能参数 型号 规格 面积比 有效水深 通气量 动力效率 (%) （m）(m3/h) (%)HWB-1 200 6.25 4.5 4.0 17-26 由每格生物接触氧化池的供气量及HWB-1型可变微孔曝气的通气量，计算每格所需曝气器的数量N为： N=5434.57/(2×24×4)=29个 每个曝气装置的服务面积按1.03m2 取设计安全N为30个，则生物接触氧化池所需曝气器为30×2=60个。其曝气器的布置草图为： 图3-4 空气布置草图3.6.8 空气管道设计 (1) 主干管取干管流速V为15m/s，则干管直径d为： 取d=300mm，则干管流速为12m/s。（2）次干管取干管流速V为15m/s，则干管直径d为：取d=200mm，则干