焦化厂日处理5万立方米污水厂设计说明计算说明书

1、科技大学本科生毕业设计说明书题 目：包钢焦化厂1.5万m3/d污水厂设计摘 要本设计处理的是钢铁公司焦化厂的生产废水，日处理水量为1.5万m3，该废水中BOD5、CODcr、SS以与氨氮、酚、油的含量都较高，处理后的出水要全部达到二级处理标准,部分回用。处理后的污水可灌溉林地，消毒后主要用于农灌或作他用。经过严格的方案比较，本设计采用：调节隔油气浮+萃取工艺水解酸化、A2/O生化处理工艺二沉池澄清工艺消毒设施。其中隔油和气浮主要去除废水中的油和悬浮物;萃取工艺主要是提取一定量的苯酚，从而减少出水中酚的含量，节约投资，实现废物再用;水解酸化池可去除部分COD、提高废水的可生化性。120 / 12

2、8关键词：焦化废水，隔油池， A2/O工艺，溶气气浮，污泥消化AbstractThe design treatment production wastewater which comes from one coking factory of baotou steel company, the design capacity of 15000m3/d, The wastewater contains high concentration COD、 BOD5、SS and ammonia、phenol、 oil、effluent quality to achieve 2 emissions sta

3、ndards，part of the realization to re-use.Treated wastewater can irrigate woodland, after disinfect wastewater primarily use in irrigate or re-use.through a rigorous program, the design used: regulate pond,grease trap, Dissolved air flotation,the extraction process, Hydrolytic acidification,A2/O acti

4、vated sludge Process, the second sedimentation tank,sedimentation with clarify process,disinfection equipment . the grease trap and dissolved air flotation mainly to remove grease and the suspended solids; the extraction process mainly extracts a specified volume of phenol,to reduce the content of p

5、henol in water,saving investment,so implementing waste recycling；Hydrolytic acidification pond to remove part of COD, improve the wastewater biodegradability.Keywords:Cokingwastewater;grease trap; A2/Oactivated sludge Process ;Dissolved air flotation ; Sludge digestion目 录摘要IAbstractII第一章设计概论11.1 设计依

6、据和设计任务11.1.1原始依据11.1.2设计意义和目的21.2 设计规模21.3 设计水质21.3.1进水水质21.3.2出厂灌溉水质要求2第二章处理方案的比较和选定32.1 处理方案的比较32.1.1AB工艺32.1.2 氧化沟工艺42.1.3 SBR工艺52.1.4 A2/O生物脱氮法62.2 方案确定7第三章格栅的设计计算93.1 格栅概述93.2 中格栅的设计计算103.2.1 设计参数103.2.2 设计计算10第四章调节池的设计计算144.1 调节池概述144.2 调节池设计计算14第五章平流式隔油池的设计计算165.1 平流式隔油池概述165.2 平流式隔油池设计计算165.

7、2.1隔油池表面积165.2.2隔油池的过水断面积175.2.3隔油池有效水深和池宽175.2.4隔油池的池长175.2.5停留时间校核175.2.6其他设计要点185.2.7池子总高度185.2.8设备的选择18第六章气浮系统设计计算196.1 气浮系统概述196.2 溶气泵的设计选型196.3 气浮池计算206.3.1设计参数206.3.2分离室主要尺寸216.3.3接触室主要尺寸226.3.4出水堰设计226.4设备选用226.5使用软件对气浮池的设计22第七章萃取塔设计计算247.1 萃取系统设计概述247.1.1 萃取剂247.1.2 萃取设备257.2 脱酚设备的设计计算257.2

8、.1 主要设计数据参数257.2.2 脉冲筛板塔的设计与计算267.2.3 碱洗塔的设计与计算28第八章水解酸化池的计算318.1 水解酸化池概述318.2 水解酸化池的设计计算32第九章A2/O系统设计计算359.1 A2/O工艺概述359.2 A2/O工艺反应池设计计算369.3曝气池的消泡问题43第十章二次沉淀池的设计计算4410.1 二次沉淀池概述4410.2 池体的设计计算44第十一章 中水回用系统设计4711.1 中水回用系统概述4711.2 澄清池设计4711.2.1 澄清池概述4711.2.2 澄清池的设计计算4911.3 过滤系统设计6111.3.1 过滤系统概述6211.3

9、.2 过滤系统选型与设计参数6211.3.3 压力滤罐的设计计算6411.4 消毒池设计计算6511.4.1 消毒设备的选定6511.4.2 液氯消毒的设计计算66第十二章 污泥处理系统设计6812.1 污泥系统概述6812.2 污泥浓缩系统6812.3 污泥消化系统6812.3.1 消化池的防腐措施6912.3.2 消化池的绝热措施6912.4 污泥脱水系统69第十三章 污水处理厂总体布置7113.1 污水处理厂总体布置概述7113.2 处理流程与平面布置7213.3 总平面图布置要求7313.4 高程布置7413.5 高程计算7513.6 构筑物高程确定76第十四章泵房设计计算7814.1

10、泵房设计概述7814.2泵房机组布置原则7814.3水泵机组的选型7814.4泵房设计计算7814.5泵房附属设施与尺寸的确定8214.6泵房采光、采暖与通风8214.7起吊设备8214.8泵房值班室、控制室与配电间8314.9门窗与走廊、楼梯83第十五章污水处理厂概预算8415.1概预算设计概述8415.2概预算依据8415.3基建投资估算8415.4劳动定员与运行费用85第十六章电气自动化设计说明8716.1电气自动化概述8716.2自控仪表设计原则8716.3自控系统的组成8716.3.1 中央管理计算机8716.3.2 现场控制器8816.3.3 控制方式8816.4监测与控制的项目8

11、816.4.1 监测与控制参数的设定原则8816.4.2监测仪表选择原则8916.4.3污水处理工程中的常用仪表89参考文献91外文文献92译文：109致120第一章 设计概论1.1 设计依据和设计任务1.1.1 原始依据1. 设计题目包钢焦化厂1.5万m3/d污水厂设计2. 市自然情况34位置：北纬41º20'42º40'，东经109º50'111º25'北依大青山，乌拉山，南临黄河海拔高度：平原海拔1020米，高差约60米地势：自北向缓倾斜。气候：属于陆性气候，特点是冬长而寒冷，夏短而清爽，温差大，蒸发量大，日照长，全

12、年风大雨少。气温：年平均气温6.4，最低气温31.4，最高气温38.4降雨：历年平均降雨量305mm风速：历年平均风速3.3m/s风向：冬季为西北风和北风，主导风向为是西北风水文地质情况：黄河是市最表水系处于市南缘。有昆都仑河、四道沙河、三道沙河、二道沙河和东河等季节性河流，最后汇入河流，流入黄河水体。工程地质情况：昆都仑河、四道沙河为青昆两区排污的主要水体，工程地质为堆积地形，经由沟积洪扇裙和黄河冲击沉积而成，表面岩层为粉砂、轻亚粘土或粘土层，下为粗砂，砾卵石和亚粘土层，地质条件优良，允许地耐力120至250MPA，但故弃河道、低洼沼泽地带地质条件较差。地震烈度：市为8度地震基本烈度区域，工

13、程设施按8度设防。3. 包钢焦化厂1.5万m3/d污水厂设计的位置焦化厂1.5万m3/d污水厂位于市昆区钢铁公司焦化厂的西北部，有自建道路相通，厂址四周围发展余地较小。厂址位于焦化厂的上风向，周围建筑在200米以外，有卫生防护距离，对自然环境与社会环境影响不大，出路方便，有排污管通沙河槽，可做事故和冬季排水出路，农灌季节，南方的农场和厂区有大片林地可供灌溉，水电供应和对外交通都很方便，地质条件良好，为风化沉积和冲击地质结构，大致为轻亚黏土、亚砂土交错排列。1.1.2 设计意义和目的人类进入二十一世纪后，随着人们的生活水平不断提高，人们对生存环境的要求越来越高，但由于现代工业的迅猛发展和人们生活

14、质量的提高，工业废水对水环境与生态环境的污染愈来愈严重，并日益受到人们的关注。国、外对水环境保护与工业废水处理理论与技术已有较深的研究与应用。工程设计的方法很多，应用多种工业废水处理工艺处理方式在我国的利用很广泛并有实际运行的作用。焦炭是钢铁冶金生产的重要原材料，在炼焦与其副产品回收过程中产生大量的高浓度含氨氮和芳香族类有机污染物的污水，对环境的危害极大。“焦化厂1.5万m3/d污水厂设计”是钢铁公司建设的一座先进工业废水处理技术的污水厂。通过对焦化废水的工艺设计，使出水水质达到回用标准，最大化水资源利用率，达到保护环境目的。1.2 设计规模工业废水系统服务包钢焦化厂，工业废水主要来自包钢焦化

15、厂生产产生的工业废水，进水口标高1020米；污水厂设计规模为1.5万m3/d，共计1.5万吨/日。处理后的出水要求全部达到二级处理标准。净化厂占地面积3.0hm2，（成矩形布置），处理后污水可灌溉林地。1.3 设计水质1.3.1 进水水质焦化废水的特征是酚氰含量较高，其含酚浓度达1200 mg/l，含氰浓度达20 mg/l，氨氮浓度为200 mg/l， CODCr =5000 mg/l，含油量50 mg/l，SS=500mg/l，BOD=200mg/l, pH=6-9。1.3.2 出厂灌溉水质要求进入废水处理站废水经处理后，主要以林灌为主，对氮、磷去除未提出特殊要求。需达到以下主要水质标准：B

16、OD20mg/l,CODCr150mg/l，酚0.5mg/l，油10mg/l，CN0.5mg/l， NH3N25mg/l，SS30mg/l，pH=6-9。第二章 处理方案的比较和选定2.1 处理方案的比较2.1.1 AB工艺两段生物法即AB法，是吸附生物降解工艺。属超高负荷活性污泥法，由A和B两段串联的活性污泥法组成，A段为吸附段，该段曝气池具有很高的有机负荷，污泥负荷在3.06.0kgBOD5/(kgMLSS·d)，是常规活性污泥法的1020倍，泥龄控制很短，约为0.5d左右，微生物以细菌为主，生物吸附在较短的时间（30min）完成，去除BOD约4060，B段以低负荷运行，水力停留

17、时间23h，泥龄为1520d，污泥负荷0.150.30 kgBOD5/(kgMLSS·d)，微生物有原生动物、菌胶团、后生动物、B段进一步分解有机物，进行硝化反应。对氮、磷的去除率达6070和3040。1AB法的工艺流程图如下： B段沉淀池分 A段沉淀池A段曝气池 B段曝气池 B段污泥回流 A段污泥回流图2.1 AB法工艺流程图AB段的工艺性能特点：(1)优越性a) 抗冲击能力强，可以实现更稳定的处理效果。b) 基建费用和运转费用大大节省。据资料显示，与传统的活性污泥法相比，采用AB工艺的污水处理厂，其基建费用可节省15%25%，占地可节省15%左右，运行费用节省20%25%。c)

18、适用于分期建造，还适用于旧厂的改造和扩建。(2)局限性a) A段负荷高，去除污染物主要是靠活性污泥的初期吸附作用，污泥龄短，这也就造成了A段的剩余污泥量较大，使污泥处理处置的难度增加。b) AB工艺最大的局限性就是其脱氮除磷效果差，常规AB工艺的总氮的去除效率约为30%40%，虽较传统一段活性污泥法有所提高，但尚不能满足防止富营养化的要求。这是由于AB工艺中不存在缺氧段以与回流。所以无法进行反硝化，不具备深度脱氮功能。AB法中对磷的去除效率也很低，基本是通过微生物的新代和部分絮凝吸附作用实现的。另一个原因是B段碳源不足，也影响B段的脱氮除磷效果。国外为解决这一问题，大多采用投加甲醇的措施，但其

19、价格太高，国较难推广。2.1.2 氧化沟工艺氧化沟是延时曝气活性污泥法的变形，由荷兰卫生工程研究所的A.Pasveer博士首先开发出的，20世纪60年代开始，氧化沟技术（oxidation ditch）在欧美地区得到迅速发展，我国于20世纪80年代开始用于城市污水处理，而且氧化沟的数量也在日益增多，规模越来越大，运行方式也在不断地发展，从间歇运行的氧化沟到连续运行的双沟、三沟交替式运行方式。氧化沟出水水质好、运行稳定、耐冲击负荷、管理维护简单，而且污泥量少，不设二沉池，得到了广泛的应用。其中一体式氧化沟集曝气、沉淀、固液分离于一体，连续运行，减少了占地面积，保持了氧化沟的优点，得到了迅速的推广

20、和使用。1氧化沟是一种呈封闭环状渠形的污水处理构筑物，污水与活性污泥的混合液在曝气沟中经长时间（一般为1530h）的循环流动而得到净化。氧化沟的有机BOD负荷通常很低，约为0.050.15kgBOD5/(kgMLSS·d)，污泥龄长，一般大于15d。氧化沟的构造图：图2.2 氧化沟构造图从本质上看，氧化沟工艺是传统活性污泥工艺的一种变形。与传统活性污泥工艺相比，氧化沟工艺的工作原理与过程具有以下特点：a) 氧化沟能够承受水质和水量的冲击负荷，使用于处理高浓度的有机废水。综合了推流式和混合式曝气池的优点。b) 氧化沟工艺可以将曝气池和二沉池合建成一体，而且池深较浅，转刷曝气设施容易制作

21、。因此流程简单，施工方便。c) 低负荷、高泥龄。出水水质一般都较好，污泥在氧化沟也能得到充分的好氧消化处理，不需再进行厌氧消化处理。d) 曝气设备简化。曝气形式以表曝为主。e) 氧化沟的主要缺点是占地面积大。目前常用氧化沟的种类：卡鲁塞尔氧化沟、奥贝尔氧化沟、DE氧化沟、一体式氧化沟、T型氧化沟。122.1.3 SBR工艺间歇式活性污泥法（SBR）是早期冲排式反应器（FillDraw）的一种改进，比连续流活性污泥法出现的更早，但因自动化水平低，进、出水阀门频繁开关给操作带来了诸多不便，难以应有到生产中，自动化水平的提高与计算机的发展，为SBR的应用提供了有利的条件。1985年我国第一座SBR处

22、理设施在市吴淞肉联厂投产运行以来，SBR已经广泛应有于屠宰、啤酒、化工试剂、制药等工业废水和生活与城市污水的处理。SBR将传统的生物反应池和沉淀池合为一体，在同一池分别完成进水、反应、沉淀、出水、闲置等过程，不需设置污泥回流系统，往往设几个池进行轮换并自动控制，通过自动切换进水阀门、控制撇水器的工作，实现各个阶段的连续运行。SBR反应器以每个阶段间歇式运行为主要特征，生产应用时SBR反应器至少为2个，污水连续按序列进入每一个反应器，在运行时相对顺序是有序的，也是间歇的。一个反应器经过了5个阶段后称为一个周期，单个SBR反应器间歇进水间歇排水，多个SBR反应器并联工作时可以做到连续排水，适用于小

23、水量的情况。1SBR的周期运行过程图：图2.3 SBR一个周期的过程SBR工艺的性能特点：(1)优越性a) 工艺系统组成简单，不设二沉池，曝气池兼具二沉池的功能，无污泥回流设备。b) 耐冲击负荷，在一般情况下无需设置调节池。c) 反应推动力大，易于得到优于连续流系统的出水水质。d) 运行操作灵活，通过适当调节各单元操作的状态可达到脱氮除磷的效果。e) 污泥沉淀性能好，SVI值较低，能有效防止丝状菌膨胀。f) 各操作阶段与各项指标可通过计算机加以控制，易于维护管理。 (2)局限性a) 反应器容积利用率低。b) 水头损失大。c) 不连续的出水，要求后续构筑物容积较大，有足够的接受能力。而且连续出水

24、，使得SBR工艺串联其他连续处理工艺时较为困难。d) 当几个SBR反应器并联运行时，设备利用率低。e) 对管理人员得技术素质要求很高。f) 峰值需氧量高。g) 对于小型污水厂而言，SBR是一种系统简单，节省投资，处理效果好的工艺。但它用于大型污水处理厂时，就显得不是太适合了，因为大型厂的进水量大，需设计多个SBR反应池进行并联运作，个数就增多，必定使操作管理变得复杂，运行费用也会提高。而且，由于SBR法是一种设备利用率低的处理工艺，用于大型污水厂时，基建费用也不会节省。2.1.4 A2/O生物脱氮法A2/O工艺是一种同时具有脱氮除磷功能的处理工艺。该工艺的优点是厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条

25、件和不同种类微生物菌群的有机配合，能同时具有去除有机物、脱氮除磷的功能。厌氧段保证磷的释放，使好氧段的微生物有更强的吸收磷的能力以提高除磷效率；缺氧段由微生物将回流混合液带入的，利用污水中的碳源在缺氧状态下进行反硝化以去除氮；好氧段有机物降解和氨氮进行硝化，达到去除有机物和硝化的目的。A2/O法的工艺基本流程如图：厌氧池缺氧池好氧池沉淀池回流污泥混合液回流图2.4 A2/O法的工艺基本流程如图A2/O工艺的性能特点：(1) 优越性a) 工艺流程相对其他脱氮除磷工艺简单，毋需投药，两个A段只用轻搅拌即可，运行费用低于化学法。b) 有机地组合了厌氧、缺氧、好氧三种不同环境条件下不同功能的微生物菌群

26、，总的水力停留时间短，达到了去除有机物、脱氮、除磷的目的。c) 厌氧段的存在抑制了丝状菌的繁殖，无污泥膨胀，SVI<100，保证了好氧段的稳定运行。(2) 局限性a) 除磷效果很难提高。b) 脱氮效果难于进一步提高，循环量<2Q，不宜太高。c) 进入沉淀池的处理水要保持一定的溶解氧。12.2 方案确定焦化废水的处理方法与工艺流程的选择需要进行详细的技术经济分析，确定最佳方案。首先应从改革工艺着手，尽可能减少污水量或降低废水浓度；其次是考虑综合利用的可能性，这不仅可变废为宝，同时又降低了污染，减轻了处理的负荷。选择废水处理法和流程时要因地制宜，同时要防止二次污染，保证废水处理后能达到

27、预定的标准。选择焦化污水处理工艺，不仅要考虑污水中有害物质的组成，而且要了解排出污水水质、水量的瞬时变化情况，这些对选择污水处理工艺、设备和日后的运行管理都很重要。根据已知资料可见出水水质的要比较严格的，参考国成型工艺A2/O处理焦化废水是切实可行的，再加之脱酚处理构筑物隔油构筑物就能达到最终目的。在综合考虑国家现行产业技术政策对污水处理工艺的限制、环境要求达到的污染物去除率、运转经济性、工程的分期建设、污泥处置等因素后，经过技术经济比较后决定采用A2/O工艺。通过以上的比较本设计的工艺流程如下：调节池隔油池萃取塔水解酸化池厌氧池缺氧池好氧池二沉池澄清池混合液回流污泥回流气浮池消毒过滤图2.5

28、 焦化废水处理流程图第三章 格栅的设计计算3.1 格栅概述格栅是废水物理处理的第一个环节，在废水的前期处理过程中具有极其重要的意义。格栅是由一组平行的金属栅条或筛网制成，斜置或垂直安装在污水渠道、泵房、集水井的进水口处或污水处理厂的前端，多用于废水预处理工程，以截留废水中较大的悬浮物与漂浮物，如纤维、碎皮、毛发、木屑、果皮、蔬菜、塑料制品等，以便减少后续处理构筑物的处理负荷，对泵站机组具有保护作用的处理设备。其类型按间距可分为粗格栅、中格栅、细格栅，栅条形状有圆形、矩形、方形等，其中圆形栅条的水力阻力小、矩形栅条因其刚度好而常采用。按清渣方式分人工清渣、机械清渣。从格栅的形式来分，包括链式格栅

29、除污机、一体三索式格栅除污机、回旋式格栅除污机等。1粗格栅 栅条间距为10050mm，是设于泵前的第一道格栅，以拦截粗大的漂浮物，使水泵不受损害。2中格栅中格栅的间距为5010mm，用于垃圾较少的合理制或分流制系统的水泵前，以拦截中等大小的漂浮物，保护水泵不受损害。3细格栅细格栅的间距为103mm，在处理来水中存在大量的小型漂浮物，极易通过上述两种格栅到处理构筑物里，并漂浮在水面，从而影响到曝气系统的正常运行，因此，细格栅的存在进一步拦截细小的漂浮物。一般设在泵前粗格栅后，也可在泵提升后沉砂池前。1表3.1格栅的栅条间距与截留污物栅条间距（mm）截留污染物（L/（人·d）格栅可安装的

30、水泵型号204621/4PWA402.74PWA700.86PWA900.58PWA 本设计废水的处理工艺中设一道中格栅，格栅的设计容包括尺寸计算、水力计算、栅渣量计算以与清渣机械的选用。计算图如下：图3.1 格栅计算示意图43.2 中格栅的设计计算3.2.1 设计参数（1）设计流量：=15000625最大设计流量为式中 KZ为总变化系数，冶金工业变化系数一般取1.1（2）过栅流速：V 最大设计流量时0.81.0，平均设计流量时为0.33，设计中V取0.8；栅前流速取0.6（3）栅前水深：h，（4）格栅安装角度：一般为5070，机械格栅的倾角教人工格栅大，通常为60702，设计中取60（5）栅

31、条宽度：s=0.01,栅条净间距b=0.02（6）每日栅渣量：栅条间隙为1625mm时W1=0.100.05/103污水，设计采用中格栅，栅条净间距为b=0.02，取=0.07渣/103污水3.2.2 设计计算（1）确定格栅前水深根据最优水力断面公式计算：设计渠道为矩形时，；式（3.1）式中 最大设计流量 栅槽宽度 则 （）栅前水深为：（）所以，格栅前渠道宽0.8，栅前水深0.4（2）栅条间隙数 取28条 式（3.2）（3）栅槽的宽度 式（3.3）（4）进水渠道渐宽部分长度式中 进水渠展开角，一般用，格栅前槽宽:式（3.4）栅槽与出水渠道连接处的渐宽部分长度()（5）通过格栅水头损失式（3.5

32、）式中 设计过栅水头损失，；计算水头损失，； 重力加速度，；考虑由于污物的堵塞，格栅阻力增大的系数，一般取23；取k3；阻力系数，其值与栅条断面的形状有关 表3.2 格栅的阻力系数计算公式格栅断面形状计算公式数值锐边矩形迎水面为半圆的矩形圆形迎水、背水面均为半圆形的矩形正方形过栅水头损失为0.084m在0.080.15m之间，符合规定。（6）栅槽总高度栅前渠道深：式（3.6）栅前渠道超高，一般取0.3栅后总高度：；设计取H=0.8（7）栅槽总长度式（3.7）式中栅槽总长度，m；栅前渠道深，m；进水渠道渐宽部分长，m；进水渠道宽度，m； 进水渠展开角，一般用20；栅槽与出水渠连接渠的渐缩长度，m

33、。则 （8）每日栅渣量式（3.8）当格栅拦截的栅渣量大于0.2时，一般采用机械清渣方式；栅渣量小于0.2时可采用人工清渣，也可采用机械清渣方式。机械清渣不仅可以改善劳动条件，而且利于提高自动化水平，故采用机械清渣方式。（9）格栅除污机的选用根据计算得来的尺寸本设计选用由颜山环保生产的HG型回转式格栅除污机，其基本参数如下：型号为HG800，设备宽度B=800mm,电机功率 1.1KW，栅条间隙 20mm，安装角度60。第四章 调节池的设计计算4.1 调节池概述从工业废水具有水量、水质都多变化的特点，在一日或一个班都可能有很大变化，尤其是当操作不正常或设备、管道泄漏而使物料流入废水中时更为显著。

34、废水水质、水量的这种变化对排水设施与废水处理设备，特别是生物处理设备正常发挥其净化功能是不利的，甚至还可能遭到破坏。在这种情况下，经常采取的措施是在废水处理系统之前设调节池，用以进行水量的调节和水质的均和，以保证废水处理的正常进行。此外，调节池还起到临时贮存事故排水的作用。12调节池的目的是尽量减少或控制废水中各项指标的波动，以提供后期处理过程的最佳条件。调节水池的尺寸和形式随着废水的数量以与废水流动的变化而改变。水池的尺寸应足够大以完全吸收生产车间工作进度变化时引起的废物量的波动，并且可以降低定期泵入或溢入下水道中的大量废液的浓度。工业处理设备进行调节的目的在于以下几个方面：（1） 尽量减小

35、有机物的变化以避免对生物系统的冲击。（2） 实现PH的完全控制，或者减少中和时所需要的化学药品的量。（3） 尽量减小物化处理时流量的波动，使得化学品的进料速度与进料装置的能力相符合。（4） 当工厂不开工时，可以在一段时间保持生物处理系统连续进水。（5） 控制进入市政系统的废水的排放速度，使负荷更均匀。防止高浓度的有毒物质进入生物处理系统。4.2 调节池设计计算（1） 调节池容积的计算 式（4.1）式中： 处理污水的平均流量，由设计资料得625m3/h污水在调节池的停留时间，由于焦化厂是24小时运行3班工作，考虑工作周期，在设计中取6h（2） 有效水深h与表面积F计算：h一般为2.05.0m，设

36、计取5.0m，超高取0.5m。式（4.2）设计时采用一个池子两个格，单个格的面积为F1=375m2（3） 调节池的池长与池宽的计算：单格，则 ,取 ， 则式（4.3）池子总长为L总36m，总宽B总24m（4） 搅拌方式采用机械搅拌，选用的搅拌机为HL型污水池潜水搅拌机。如表4.1HL型污水池潜水搅拌机：是一种强制搅拌设备，可使用于各类污水处理的搅拌，能对周围水体100%进行搅拌、混合、提高污水处理率。调节池一般设于地下，采用钢筋混凝土结构。并应考虑防渗漏和防腐蚀的措施。采用HL向上搅拌方式，主要技术参数如下：表4.1 HL-15-CS型污水池潜水搅拌机形式型号电机功率/KW叶轮直径/mm叶轮转

37、速/rmin-1搅拌能力/m3液体相对密度1.01.11.2向下151.511529501008060第五章 平流式隔油池的设计计算5.1 平流式隔油池概述石油开采与炼制、煤化工、石油化工与轻工等行业的生产过程排出大量含油废水。油品相对密度一般都小于1，只有重焦油相对密度大于1。如果油珠粒径较大，呈悬浮状态，则可利用重力进行分离，这类设备通称为隔油池。国外普遍采用的是普通平流隔油池和斜板隔油池。普通平流隔油池与沉淀池相似，废水从池的一端进入，从另一端流出，由于池水平流速很小，进水中的轻油滴在浮力作用下上浮，并且聚集在池的表面，通过设在池面的集油管和刮油机收集浮油，浮油一般可以回用。相对密度大于

38、1的油粒随悬浮物下沉2。所以隔油池同时又有沉淀池的作用。设计采用平流式隔油池，其具有构造简单、除油效果稳定、运行管理方便的优点，缺点是占地面积大。采用平流式除油池兼具了初沉和除油的功能。平流式隔油池去除的是150以上的浮油，其设计与计算一般按油珠的上浮速度处理。5.2 平流式隔油池设计计算5.2.1 隔油池表面积A：式（5.1）式中：平流式隔油池表面积，m2；最大设计流量，m3/h；修正系数，同水平流速v与油珠上浮速度f的比值(v/f)有关，具体详见下表；表5.1 与v/f值的关系1510631.641.441.371.28油珠上浮速度，m/h，最大不高于3.0m/h，也可以按照修正的斯托克公

39、式计算。设计中取水平流速V=12m/h；油珠上浮速度=1.5m/h；用插入法求得5.2.2 隔油池的过水断面积Ac式（5.2）式中：平流式隔油池表面积，m2；最大设计流量，m3/h；水平流速，m/h，一般取7.218m/h；5.2.3 隔油池有效水深和池宽平流式隔油池的有效水深h一般取1.52.0m。池宽b的具体取值取决于所选用刮油刮泥机的型号，通常不大于6.0m。有效水深与每格宽度之比不小于0.4m。设计中取有效水深为1.8m，超高取0.4m，则隔油池的建筑高度为1.8+0.42.2m，设计隔油池宽度为6.0m分为两格，每格宽度为3m，则h/b0.6m 符合要求大于0.4m的规定。5.2.4

40、 隔油池的池长L式（5.3）式中： 平流式隔油池的池长，m，长宽比（L/b）应不小于4.0；符合意义同上。取20m校核：符合要求5.2.5 停留时间校核：式（5.4）式中 隔油池容积 m3设计流量 m3/h在1.5h2.0h之间，符合规定5.2.6 其他设计要点：（1） 污泥斗设计为2个，污泥斗底采用，上口采用，污泥斗斜壁与水平面的夹角为，污泥斗高度为.污泥斗容积为15.6（2） 池底应有坡向泥斗的坡度，梯形部分高度0.173，梯形部分污泥容积为11.94（3） 排泥管管径不小于200mm，管端可接压力水管冲洗（4） 刮油刮泥机刮板的移动速度不大于2.0m/min（5） 进水口设置挡板位置，距

41、进口0.5m处；出水口设置锯齿形三角堰，距出口0.3m5.2.7 池子总高度：5.2.8 设备的选择：选用DO型带式除油机，该除油机具有结构简单、体积小、质量轻、加工安装与管理使用简单、实耗功率小等优点。主要技术参数如下：表5.2 DO型带式除油机型号胶带宽度/mm除油能力电机功率减速机DO-4509001000.37BWDDO-60012001200.55BWD第六章 气浮系统设计计算6.1 气浮系统概述气浮法是向水中注入或通过电解的方法产生大量的微气泡，使其与废水中密度接近于水的固体或液体污染物微粒黏附，形成密度小于水的气浮体，在浮力的作用下上浮至水面形成浮渣，进行固液或液液分离的一种水处

42、理技术。依据布气方式的不同，气浮处理分为散气气浮、溶气气浮和电解气浮。3溶气气浮是使空气在一定压力下溶于水中并呈饱和状态，然后使废水压力骤然降低，这时溶解的空气便以微小的气泡从水中析出并进行气浮。根据气泡从水中析出时所处的压力不同，溶气气浮又可分为两种方式：一种是空气在常压或加压下溶于水中，在负压下析出，称为溶气真空气浮；另一种是空气在加压下溶于水中，在常压下析出，称为加压溶气气浮。6.2 溶气泵的设计选型空气在水中的最大溶解度主要取决于压力、水温和水质，压力越高、水温越低，则空气在水中的饱和溶解度越大。对气浮而言，希望得到尽可能多的溶解空气，即达到饱和状态，但要避免过饱和。在气浮装置中采用s

43、peck气液多相泵作为溶气泵。气体在泵进口管道利用自身的真空直接吸入。SPECK气液多相泵特殊的叶轮结构，使得泵在建立压力的过程中产生气液两相充分的溶解并达到高压饱和。在减压释放时，溶解的气体以微气泡的形式逸出并弥散在气浮装置。通过这种方式产生的气泡直径可以小于30微米。根据气体和液体的性质，与其温度压力的变化，气体在液体中的饱和溶解度各不一样。除了溶解空气以外，也可以溶解氯气、二氧化碳等。speck气液多相泵的最大含气量可以达到30。泵的性能在流量变化和气量波动时十分稳定，为泵的调节和气浮工艺的控制提供了良好的操作条件。传统气浮装置通过溶气罐静压溶气，必须配有一系列相关设备，如空压机、溶气罐

44、、水泵、控制系统、释放器、阀等。由于不能做到气体在水中的饱和溶解，减压释放后容易产生大气泡，影响气浮处理效果。采用气液多相泵溶气，不但可省去其中的多数设备，降低投资和运行费用，而且由于气泡细微、弥散均匀，气浮处理效果得到大幅度改善。与射流泵溶气系统管道溶气相比，SPECK多相流泵的溶气是在泵的多级升压过程中完成的，气体溶解度容易控制，溶解效果更理想。采用SPECK多相流泵的气浮处理效率远远优于射流泵溶气系统。SPECK多相流泵具有以下特点：1. 边吸水边吸气、泵加压混合。气液溶解效果好。2. 气浮装置可省略空气压缩机、各种混合器、高压溶气罐与释放器等。可克服传统方式供气不稳与大气泡翻腾的问题。

45、3. 臭氧水制取装置可省各种混合器、大型氧化塔等。大幅  度降低设备造价。气液溶解率95以上。4. 结构简单、部件少、坚固耐用、易于维修。具有优良的自吸性能、应用围广、操作简单。5. 性能稳定、效率高、噪音低与传统方式相比气液溶解效率倍增。由于在气体混合时总会一些少量的气体会存在泵，这样会对泵造成气蚀，而SPECK泵对叶轮进行改造，完美的解决了气蚀问题。由于泵的加压混合，气体与液体充分溶解，溶解效率可达80100%。所以无需大型加压溶气罐或昂贵的反应塔即可制取高度溶解液。一台气液混合泵即可进行气液吸引、混合、溶解并直接将高度溶解液送至使用点。因此，使用气液混合泵，可以提高溶

46、气液制取效率、简化制取装置、节省场地、大幅降低初次投资、节省运行成本与维护费用。设计中采用了坛乔机电设备生产的SPECK-10型溶气泵，该泵参数如下：表6.1 溶气泵型号参数扬程11m轴功率6.2KW流量100L/s转速2900rpm6.3 气浮池计算6.3.1 设计参数(1)设计流量： 最大设计流量为式中 KZ为总变化系数，冶金工业变化系数一般取1.1(2)接触室上升流速（一般为1020）；分离区向下流速（一般为14；常用1.52.5）(3)分离室水力停留时间T15min（一般取1020min）(4)分离室表面负荷率（一般为510）6.3.2 分离室主要尺寸1.分离室的容积V式（6.1）2.

47、分离室表面积式（6.2）3.分离室的水深 取1.8m式（6.3）符合工作水深规定：1.52.0m4.分离室的长度 气浮池采用平流式，且为一组两格。为与刮渣机配套，取每格宽度B6.0m， 则： 式（6.4）符合长宽比（1.5：11：1）围5.废水在分离室中的实际停留时间式（6.5）6.分离室的总高度H取超高，则6.3.3 接触室主要尺寸1.接触室的表面积式（6.6）2.接触室的长度已知接触室的宽度为，则式（6.7）因该尺寸无法施工，故取。接触室的水深与气浮池一样，即。3.接触室的实际表面积式（6.8）4. 接触室的最终主要尺寸气浮池的总长度式（6.9）气浮池的总宽度 6.3.4 出水堰设计出水口

48、设置挡板位置，距出口0.5m处；出水口设置锯齿形三角堰，距出口0.3m6.4 设备选用选用XF-520型浮油吸收机，该吸收机适用于气浮分离池中的浮油收集。采用简单的控制系统，克服了因不锈钢探针和油污黏附或锈蚀而造成的自控失灵；采用独特的抽油和收油方式，不怕粘油与悬浮物堵塞等特点。XF-520型浮油吸收机的主要技术参数如下:表6.2 XF-520型浮油吸收机收油能力(kg/h3)500浮油回收率(%)98收油管直径（m）8收油含水率(%)<3耗电量(kwh)2.2扬程（m）8吸程（m）5总质量(kg)3006.5 使用软件对气浮池的设计在实际工程设计中，越来越多的工程软件被应用。工程软件通

49、过计算机程序对公式编辑，只要输入初始数据，就能够准确、便捷的计算出构筑物的尺寸。大大减少了工程设计人员的计算量。下面是应用了由亚飞设计的气浮池设计计算程序对气浮池的计算过程详解。在设计程序中输入初始数据：(1)设计流量： (2)接触室上升流速（一般为1020）；(3)分离室水力停留时间T15min（一般取1020min）(4)分离室表面负荷率（一般为510）(5)气浮池设计池长度9m；超高0.5m即可得出接触室、分离室的表面积与停留时间；气浮池宽度与总高。通过程序计算结果与手工计算结果对比，确定该程序的可靠性。第七章 萃取塔设计计算7.1 萃取系统设计概述萃取法是利用与水不相溶解或极少溶解的特

50、定溶剂同废水充分混合接触，使溶于废水中的某些污染物质重新进行分配而转入溶剂，然后将溶剂与除去污染物质后的废水分离，从而达到废水净化和回收有用物质的目的。127.1.1 萃取剂萃取的效果和所需的费用主要取决于所用的萃取剂。目前应用较多的溶剂有苯，重苯、轻油、洗油、醋酸丁醋、异丙醚、磷酸二甲酚、苯乙酮、湿润剂等。为了提高脱酚效率，萃取剂是一个主要因素，它影响萃取产物的产量、组成、分离程度以与萃取操作的经济效果等。选择萃取剂时应考虑下列囚素：1.分配系数高(在定温、定压下，酚在溶剂中的溶解度与水中的溶解度之比为一常数，此常数叫分配系数)。要求酚在萃取剂中的溶解度要大，而对被萃取所得产品有害杂质的溶解

51、度要小。表7.1 某些溶剂萃取酚的分配系数K（200）分配系数苯重苯脱酒重油醋酸丁酯杂醇油三甲酚磷酸酯K2.2347左右508左右282.分离性好，萃取过程中不乳化、不随水流失，要求萃取剂粘度小，与废水的比重大，表面力适中。3.要满足反应温度的要求。温度对萃取过程也有很大的影响。在多数情况下，温度增高，溶质在废水中与萃取剂中的溶解度都有所增加，而且往往后者大于前者，这对于萃取是有利的。4化学稳定性要高，不会与被处理物质起化学反应，对设备和机械的腐蚀性要小。5.价格低廉，来源容易等。对于一种萃取剂，往往不可能同时具备上述的全部条件，实际选用时，必须根据具体情况加以选定。苯、重苯、轻油，尽管分配系

52、数不高，但因多属焦化厂、煤气厂和石油炼厂本厂的产品，来源容易、价格低廉，且经萃取后可结合厂现有设备予以回收与利用，故在这些工厂中仍广泛使用。重苯与粗苯、轻苯相比，具有挥发损失小、操作安全、工业价值较低等优点，因此，目前先进的苯碱法萃取剂多采用重苯。7.1.2 萃取设备萃取设备有间歇萃取和连续萃取两类。目前多采用连续萃取设备。连续萃取一般多采用塔式装置，其种类很多，有脉冲筛板塔、脉冲填料塔、转盘塔以与离心萃取机等。其中往复叶片式脉冲筛板塔的设备较简单，依靠脉冲作用使溶剂与废水充分混合，因而传质效果较好，近年来国使用较多。离心萃取机的优点是设备紧凑，占地小，效率高等。101、塔型设备(1)往复叶片

53、式脉冲筛板塔，整座塔分为三个部分，中间是工作段，上下两个扩大部分是轻、重液分离段。在工作段，有很多穿孔的筛板，这些筛板被固定在中间的一根纵轴上。轴由塔顶电动机的偏心轮装置带动上下运动，筛板也随之上下脉动。两相的分散和扰动主要靠筛板的脉动。根据实验，脉动幅度以48，频率125500次/min为宜，这样可获得30005000的脉动强度。筛板间距一般采用150600，筛孔孔径515，开孔率10%25%，筛板与塔壁的间距用510，筛板一般为1520块，当用重苯萃取酚时，空塔流速取1418较好。分离段可按分离时间2030计算。(2)转盘塔，转盘塔与往复叶片式脉冲筛板塔不同之处，是工作段中没有筛板，而是在塔身上每隔一定距离有一圈环状隔板，在中间的轴上有一块块的圆盘，圆盘随轴转动，形成剧烈的搅拌，并将轻相液体分散成细小的颗粒。其特点是产量较高。2、离心萃取设备有离心泵、离心萃取机两种型式。前者设备简单，易乳化，后者效率高，处理量大，设备体积小，离心萃取机中所产生之离心力场相当于重力式萃取塔的2000倍。如国外某炼油厂用的离心萃取机的转子直径为2.1米，宽1米，生产能力为60m3 /h，其效率和生产能力相当于高为21米、直径为2.1米的萃取塔。7.2 脱酚设备的设计计算7.2.1 主要设计数据参数进萃取塔的废水含酚浓度 1200出萃取塔的废水含酚浓度 脱酚效率