含油废水处理设计说明书

1、水污染课程设计第 8页西南交通大学水污染课程设计题 目： 含油废水的处理 学 院： 地球科学与环境工程学院 专 业： 环 境 工 程 年 级： 2009级 指导教 师 姓名： 董海山 设 计 人： 孙立朋 20094639 冯柳阳 20094640 朱志勇 20094642 林鹏鹏 20094643 古丽君 20094652 魏清波 20094653 叶天一 20094663 完 成 日 期： 2012年7月13日 目 录1 设计任务及概况2 1.1设计任务2 1.2设计概况2 1.3设计要求2 1.4铁路含油废水的特点、来源及危害3 1.5含油废水的初步处理与原理5 1.6 废水处理的原则6

2、1.7 含油废水处理流程6 2 主要构筑物的设计及选择8 2.1 格栅8 2.2 调节池8 2.3潜污泵和管径的选择9 2.4隔油沉淀池11 2.5气浮池13 2.6 污泥池18 2.7均质池19 2.8过滤罐21 3 总结22第1章 设计任务概况1.1 设计任务 某铁路含油生产废水处理1.2设计概况某铁路含油生产废水，水质指标如下：进水水质情况： CODcr：500mg/L、BOD5： 200mg/L、 色度：200倍 SS：500mg/L、石油类：500 mg/L 出水水质情况： CODcr：100mg/L、BOD5：20mg/L、色度：50倍 SS：70mg/L、石油类：5 mg/L 工

3、艺如下：过滤罐均质池气浮池隔油沉淀池格栅调节池污泥池原水处理水污泥脱水设备地面标高0.00m，进水水位相对标高-0.5m。拟采取溶气气浮作为气浮池设计格栅池、调节池、隔油沉淀池、气浮池、均质池和污泥池。1.3设计要求1、设计说明书一套2、图纸一套（1）平面布置图（2）工艺流程图（3）管道布置图（4）构筑物单体图废水产生量1200m3/d1.4铁路含油废水的特点、来源及危害1.4.1含油废水来源目前铁路含油废水的处理及回用尚未普遍进行，而我国铁路机车车辆工厂、机务段、车辆段和洗罐站等单位是全路排放含油废水最为集中的单位，且排放量大，每年排放的大量生产废水主要以含油废水为主，是铁路废水治理的重点和

4、难点。我国铁路下属有大量的机车、车辆检修企业，每年检修大量的铁路机车和车辆，在机车、车辆的检修过程中，须对机车、车辆清洗及对拆换下来的零配件进行蒸煮、清洗，因而产生大量含油废水。铁路检修企业所产生的含油废水的油类主要为废机械油、润滑油，含少量乳化油，废水中的主要污染物为石油类、COD、悬浮物等，水质变化幅度较大。铁路生产中产生的含油废水主要是机车车辆在检修过程中排放的，废水中主要污染物质是油，根据废水的性质和来源不同大致可以分为3类： （）蒸汽机务段排放的含油废水：来自蒸汽机车检修和机车锅炉的清洗。 （）内燃机务段排放的含油废水：来自内燃机车定修、架修和零部件清洗。 （）车辆段排放的含油废水：

5、主要来自车辆转向架的高压冲洗、油箱和零部件的煮洗。 承担厂修任务的内燃和蒸汽机车厂排放的含油废水可分别并入前两类废水中。由于蒸汽机车已经很少使用，故目前含油废水主要是后两类废水。由于机车、车辆在运行过程中，有大量的砂粒，尘土等污物粘附在有油的机车车辆零部件上，在进行清洗时其带着油污一起进入废水中。因此在铁路排放的含油废水中包含有大量的吸附油的悬浮物固体颗粒。1.4.2含油废水的特点含油废水的特点是COD、BOD高，有一定的气味和色度，易燃、易氧化分解，一般比水轻、难溶于水。铁路含油废水中油的存在形式有五种： （1）游离状态的浮油，粒径大，易于上浮至水面； （2）吸附在悬浮物和泥沙上的吸附油，随

6、着悬浮物和泥渣运动，在水下还可释放出油珠； （3）粗颗粒的分散油，油的颗粒粒径，粒径较大较易上浮； （4）粒径的细分散油，粒径较小，难于上浮；（5）浮化油，在乳化剂作用下形成比较稳定的油水体系，不经破乳油难于从水中分离； （6）小于溶胶状态的“溶解油”，量很少。1.4.3含油废水的危害含油废水是一种量大面广且危害严重的工业废水，会造成水质的恶化、危害水产资源、危害人体健康、污染大气、影响农作物生产、影响自然景观和洁净的自然水源等，如果直接排放，会严重污染人们的生产生活环境。含油废水对环境的危害主要表现在： （1）含油废水被排到江河湖海等水体后，会在水体表面形成一层油膜，阻断了空气和水体间的气体

7、交换，导致水体中溶解氧减少，致使水体中浮游生物等因缺氧而死亡，同时影响水生植物的光合作用，进而影响水体的自净功能，甚至使水体变臭，破坏水资源的利用价值。 （2）鱼、虾、贝类长期在含油污水中生活将导致其肉内含有油味或毒性，不宜食用，严重时由于油膜蒙在鱼鳃上影响其呼吸，会直接导致其窒息死亡。 （3）含油废水流入土壤，会由于土层对油污的吸附和过滤作用，在土壤中形成油膜，使空气难以渗入，影响到土壤微生物的增殖，破坏土层团粒结构。 （4）通常浓度大于的含油污水进入生物处理系统中时，就会影响到活性污泥和生物膜的正常代谢活动。 （5）水体表面的聚结油，还有可能燃烧而产生安全问题。1.5含油废水的初步处理与原

8、理油通常有三种状态：呈悬浮状态的可浮油、呈乳化状态的乳化油、呈溶解状态的溶解油。处理方法多种多样，按照处理方法的原理可以归纳为四大类：物理法、 化学法、物理化学法和生物法。1.5.1物理法 物理法 常用的物理法有膜分离法、粗粒化法、离心分离法。1.5.2化学法化学法 常用于处理含油废水的化学法有絮凝法、高级氧化法、酸化法。1.5.3物理化学法物理化学法 常用的物理化学法主要有气浮法、吸附法、磁吸附分离法。 气浮法又称浮选法，是国内外正在深入研究与不断推广的一种水处理技术。气浮法是将空气或其他气体以微小气泡的形式注入水中，使气泡与水中细小悬浮油珠及固体颗粒粘附，随气泡一起上浮至水面形成浮渣（含油

9、泡沫层），然后将油撇去，对于去除乳化油有特殊功效。1.5.4生物化学法生物化学法 生化法是利用微生物的生物化学作用，使废水中的有机物分解成简单的无机或有机物质，从而使废水得以净化。1.5.5加压溶气气浮法加压溶气气浮法是以微小气泡为载体，粘附水中的杂质颗粒，颗粒被气泡挟带浮升至水面与水分分离去除的方法。能有效的去除中药废水中木质素等比重较小、极难重力沉降的悬浮物。气浮法投资少，能耗低，工艺简单，维修方便，但不能有效去除废水中可溶性有机物，需要方法进一步处理。气浮池有平流式和竖流式，其中平流式的应用最广，废水从池下部进入气浮接触区，保证气泡与废水有一定的接触时间，废水经隔板进入气浮分离室进行分离

10、后，从池底集水管排出，气浮池的作用是去除木质素等悬浮物。气浮池的优点：池子浅，造价低，构造简单，管理方便。气浮池的缺点：分离室容积利用率不高。1.6废水处理的原则在确定工艺流程的过程中,主要考虑以下几条原则：（1）积极采纳成熟先进的废水治理技术,同时保证操作运行与维护管理方便。（2）设备选型选用国内先进可靠、运行稳定、高效节能、易于维护管理的设备,以提高废水处理效率,降低运行成本。（3）平面布置上,力求布置合理通畅,减少水力提升,降低能耗,尽量节省占地。1.7含油废水处理流程根据以上分析，针对含油废水的水质特点，选用气浮工艺对废水中悬浮物进行去除。整个流程及具体设施的作用如下：（1）格栅的目的

11、是去除较粗大的固体物，以保护调节池及后续处理设施的各种类型反应器的布水管以避免堵塞。（2）经过格栅处理的废水进入调节池，调节池的作用是均质和均量。（3）从调节池流出的废水进入沉淀池，去除细小颗粒、污泥颗粒等悬浮物。（4）经过前处理的废水进入气浮池反应池进行反应，在此过程中，大分子有机物分解为小分子有机物，运用絮凝和浮选原理使液体中的杂质分离上浮而去除。（5）经过气浮池处理的废水进入均质池，与反应池内的活性污泥充分接触，经过厌氧，缺氧，好氧等过程，有机物浓度大大降低，基本达到排放标准。（6）隔油沉淀池、气浮池产生的污泥先排入污泥池，再由污泥泵抽至污泥干化床。通过污泥脱水设备进行处理。（7）从均质

12、池排出的废水进入过滤罐，在过滤罐进行处理之后达标之后再进行排放。工艺如下：过滤罐均质池气浮池隔油沉淀池格栅调节池污泥池原水处理水污泥脱水设备24水污染课程设计第 24页第2章各主要构筑物的设计与选型2.1 格栅格栅由一组或数组平行的金属栅条、塑料齿钩或金属筛网、框架及相关装置组成，倾斜安装在污水渠道、泵房集水井的进口或污水处理厂的前端，用来截留污水中较粗大漂浮物和悬浮物，以保护后续各处理构筑物。设计格栅的渠道，宽度要适当，应使水流保持适当的流速，一方面泥沙不至于沉积在沟渠底部，另一反面又防止把已经截留的污物冲过格栅。本设计使用HG-300回转式格栅池，该设备的优点是分离效果高，自动化程度高，动

13、力消耗小，无噪音，耐腐蚀性能好，在无人看管情况下可保证连续稳定工作。HG-300的技术参数和安装尺寸：安装角度电动机功率（kw）筛网运动速度（m/s）设备宽(mm)设备高度(mm)设备总宽度（mm）0.37-0.75约2300650介质最高温度（）地脚至卸料上口高(mm)栅前水深（mm）过栅流速（m/s）栅隙（mm）过水流量（）400-1000用户自定义10000.5-1.011850-37002.2调节池为了使管渠和构筑物正常工作，不受废水高峰流量或浓度变化的影响，需在废水处理设施之前设置调节池。调节池的作用是对水量和水质进行，调节污水pH值、水温，有预曝气作用，还可用作事故排水。 调节池的

14、计算（1）设污水停留时间T=6小时，污水流量,则调节池污水容量（2）设调节池长度为L，宽度为B，调节池有效水深为H。由于调节池容量已知，则设计为B=8m，L=9m,H=4.2m。（3）设水头损失为2m，则排污泵的总扬程应大于6.2m。2.3 潜污泵和管径的选择2.3.1潜污泵的选择能将污水中长纤维、袋、带、草、布条等物质撕裂、切断，然后顺利排放，特别适合于输送含有坚硬固体、纤维物的液体以及脏、粘、滑的液体。能将污水中长纤维、袋、带、草、布条等物质撕裂、切断，然后顺利排放。潜污泵具有以下几个方面的优点: （1）结构紧凑、占地面积小。排污泵由于潜入液下工作,因此可直接安装于污水池内,无需建造专门的

15、泵房用来安装泵及机,可以节省大量的土地及基建费用。 （2）安装维修方便。（3）连续运转时间长。排污泵由于泵和电机同轴,轴短,转动部件重量轻,因此轴承上承受的载荷(径向)相对较小,寿命比一般泵要长得多。 （4）不存在汽蚀破坏及灌引水等问题。流量在 的潜污泵选型如下：型号额定流量 额定扬程 额定功率口径电压 5072.210038050931003805018418438050245.5184380根据调节池的实际要求，可以选择类型的潜污泵。2.3.2管径的选择污泥的管道输送是在污水厂内经常遇到的问题，厂内属短途的输送。除此以外，根据需要也会遇到长途输送的问题。本节只讨论短途输送问题，集中于阻力计

16、算问题。在流体力学上，把水等粘滞性与温度有关的流体称为牛顿流体，其特点是在用泵输送中，阻力只与流速有关。污泥的性质与水不同，它在管道输送中的阻力不仅与流速有关，也和粘滞性有关，其粘滞性不是一个常数，这种流体称为非牛顿流体。关于非牛顿流体的力学问题在流体力学中有论述。污泥在输送时的流态也分为层流和紊流，但其流速区和水不同。在层流区当压力没有达到某个数值(称为屈服应力)时，没有流动产生，污泥在管道输送时，在层流区的摩阻损失比水的摩阻损失大得多。有很多公式用来计算这个流态时的摩阻损失，但其中涉及的一些系数要通过实验决定。因为这些系数还与污泥种类、固体含量及挥发固体含量有关，现成的数据很少。研究表明随

17、着污泥的含固率、挥发固体的含量的提高和温度的降低，摩阻损失增大。如果挥发固体和固体含量的百分比的乘积大于600，污泥管道输送就有困难。当流动进人紊流区，从工程应用的角度，可以认为摩阻损失对污泥和水相同而不致产生有影响的误差，但是污泥产生紊流的流速比水高得多。根据污泥的这一特性，设计输泥管道时，常采用较大流速，使污泥处于紊流状态。污水厂中根据经验可以选择如下： 根据产生的污水量和在操作中的实际情况，可以选择类型的管径或者直径更大一些的管道。2.4 隔油沉淀池隔油沉淀池是对含油生产废水具有隔油和分离水中固体悬浮物的一种常用构筑物。其中的平流式隔油沉淀池具有对冲击负荷和温度变化适应能力较强，施工简单

18、，造价低的优点，适用于各种型号的污水处理厂。2.4.1隔油沉淀池的设计说明隔油沉淀池的设计采用的是由平流沉淀池附加隔油板组成。隔油是利用自然上浮法进行油水分离，沉淀池是分离悬浮物的一种主要处理构筑物。采用沉淀池和隔油板的组合，有利于最大程度的净化污水。平流式隔油沉淀池包括刮渣板和浮渣槽两个重要的隔油除渣部件。它具有构造简单，便于运行管理，除油效果稳定等优点。污水从池子的一端流入，从另一端流出，水流在池内做水平运动，池子平面形状呈长方形，可以是多格串联或者单格。平流式隔油沉淀池适用于地下水位较高和地质条件较差的地区，大、中、小型污水厂均可采用。其优点是，沉淀效果好，对水量和水温的变化有较强的适应

19、能力，处理流量大小不限，施工方便，平面布置紧凑。2.4.2隔油沉淀池的设计计算（1） 沉淀区的表面积 设表面负荷 （2） 沉淀部分有效水深： 设沉淀时间为1.5h（3） 沉淀部分有效容积（4）沉淀池长度L设水平流速2.0mm/s （5）沉淀池总宽度B （6）沉淀池的数量n 设每个池宽2.3m （7）校核长宽比 符合要求。（8）污泥部分容积V（9）每个池污泥所需容积 （10）污泥斗容积设污泥斗的上底边长为0.3m（11）污泥斗以上梯形部分污泥容积 （12）污泥斗及梯形污泥容积 （13）池总高 （14）进水槽开孔率根据污水的实际流量考虑，进水槽的开孔率应满足20%左右，进水强长高分别为 ，每个小孔

20、的面积为 ，可以设计成 的模式，即设计成3排，每排设置9个小孔。根据实际需要，最下面一排小孔应该紧贴进水墙的下壁。根据以上设计，开孔率为 考虑到实际操作中流量的波动，可认为设计合理。2.5 气浮池废水的气浮法处理技术是在水中形成微小气泡形式，使微小气泡与水中悬浮物的颗粒粘附，形成水-气-颗粒三相混合体系，颗粒粘附上气泡后，形成表观密度小于水的漂浮絮体，絮体上浮至水面，形成浮渣层被刮除，以此实现固液分离。 2.5.1压力溶气法特点（1）在加压情况下，空气的溶解量增加，供气浮用的气泡数量能得到很大程度的满足，从而确保了气浮净水效果。（2）溶入的气体经骤然减压释放，产生的气泡不仅尺寸微细，均匀，而且

21、上浮稳定，对液体扰动小，因此，能适应于疏松絮粒、细小颗粒的固液分离。工艺设备比较简单，管理、维修也方便。因此，压力溶气气浮法的应用范围较广，采用的单位最多，且大、中、小规模给水与废水处理均能适应，故而，对其基本原理及技术性能的研究也较深入与有系统性。2.5.2气浮池的设计2.5.2.1 污染物的去除根据经验，气浮池对SS的去除率为80%，对 的去除率为65%，进水：那么出水：2.5.2.2 参数的选取所取参数：接触室上升流速： ，气浮分离室速度： ，溶气罐过流密度为 ，设计计算：取回流比为R=10%，实验条件释气量： ，矫正系数：(1)气浮所需空气量: 所需要空压机的额定气量为： 其中：为空压

22、机效率系数，Qg为空压气额定气量；(2)加压溶气罐所需水量：（以10查） 其中：为实际回流量；为该温度下溶气效率，80%；P为溶气罐压力， ；KT为该温度下溶解度常数。实际回流比： 2.5.2.3 接触室接触室中水流的上升流速，一般取10-20mm/s，则，我们根据实际情况，取10mm/s，则接触室表面积： 接触室宽取b0=0.7m，则其长度（即气浮池宽度）为： 2.5.2.4 分离室向下平均水流速度，一般取1.5-3.0mm/s，则可取值为2.3mm/s，则其面积为： 长度为： 满足分离室长宽比1:1-2:1的要求。2.5.2.5 气浮池气浮池有效水深一般取2.0-2.5m，这里取2.4m则

23、气浮池的净容积： 2.5.2.6 溶气罐的设计（1）直径：设备标准化取：Dd=0.4m，那么实际过流密度：（2）溶气罐高度： Z1为罐顶底封头高度，m 取 0.2mZ2为布水区高度，m 取 0.2mZ3为储水区高度，m 取 1.0mZ4为填料区高度，m 一般可取1.0mZ=0.22+0.2+1.0+1.0=2.6m溶气量设废水温度20，查表得： 溶气罐工作压力取0.5MPa（表压），即相当于5个大气压故溶气量空气/L水（3）溶气罐选型：根据溶气罐尺寸设计选择TR-4，高（连底型）2680mm，罐直径400mm，进水管直径80mm，出水管直径mm，溶气释放器选型：根据水管直径及回流流量选择TV-

24、III，接口直径40mm，作用直径800mm。（4）溶气罐所需空气量： （5）供气量 （6）空压机的工作压力为0.5MPa（表压），空气管道的沿程阻力和局部阻力可逐项计算，一般空气管道的总阻力不会超过0.1 MPa，故空压机所需压力为 2.5.2.7 加药投药量的计算（1套溶药池和溶液池）(1) 每小时投药量 (2) 溶药池：浓度为10，每小时投加药液量按每天配一次，则溶药池容积取有效水深0.88m，做一个正方形池子，则池子长、宽为,则溶药池尺寸为331.4m 溶液池：按5比例计算，每小时投加药液量按每班配一次，两池交替使用，则容积为取有效水深1.0m，做成两个正方形池子，超高0.5m，则溶液

25、池尺寸为2.32.31.5m。 聚合铝年耗量 加药池及溶液池的搅拌机溶药池搅拌机选用ZJ-1800型折浆式搅拌机型号转速(r/min)功率(KW)浆叶直径(mm)ZJ-2600177.52600溶液池搅拌机选用ZJ-2600型折浆式搅拌机型号转速(r/min)功率(KW)浆叶直径(mm)ZJ-1800655.51800 加药设备选用：加药量600 kg/h，取药液密度为1.0kg/L，则Q=600L/h，排出压力约为3MPa加药泵选用J-D/32型柱塞计量泵型号流量(L/h)压力(MPa)柱塞直径(mm)行程(mm)冲次(/min)电机功率(KW)进出口径(mm)重量(kg)J-D/32650

26、3.260401004201502.6 污泥池2.6.1污泥浓缩污泥浓缩是降低污泥含水率、减少污泥体积的有效方法，其主要减缩污泥的间隙水。经浓缩后的污泥近似糊状，仍保持流动性。 污泥浓缩是减少水处理构筑物排出的污泥的含水量，以缩小其体积的一种污泥处理方法。适用于含水率较高的污泥。当污泥含水率由99降至96时,污泥的体积可缩小到原来的1/4。为了对污泥有效地、经济地进一步处理，须先进行浓缩。浓缩后的污泥含水率一般为9597。污泥浓缩中所排出的污泥水含有大量有机物质，一般混入原污水一起处理；不能直接排放，以免污染环境。2.6.2污泥浓缩的方法污泥浓缩的方法有沉降法、气浮法和离心法。在选择浓缩方法时

27、，除了各种方法本身的特点外，还应考虑污泥的性质、来源、整个污泥处理流程及最终处置方式等。如沉降法用于浓缩初沉淀污泥和剩余活性污泥的混合污泥时效果较好。单纯的剩余活性污泥一般用气浮法浓缩，近年发展到部分采用离心法浓缩。污泥池的设计污泥池的体积根据来水和出水中的减少量来计算。设计中假设污泥的停留时间为5天，污泥的含水率为96%。则污泥产生量为：取污泥池深度 则面积为 取长宽分别为 设水池的超高为0.1m，那么水池高度为4.1m。2.7 均质池均质调节池的作用是克服污水排放的不均匀性，均衡调节污水的水质、水量、水温的变化，储存盈余、补充短缺，使生物处理设施的进水量均匀，从而降低污水的不一致性对后续二

28、级生物处理设施的冲击性影响。2.7.1均质池的作用 (1)使间歇生产的工厂在停止生产时，仍能向生物处理系统继续输入废水，维持生物处理系统连续稳定地运行； (2)提高对有机负荷的缓冲能力，防止生物处理系统有机负荷的急剧变化； (3)对来水进行均质，防止高浓度有毒物质进入生物处理系统； (4)控制pH值的大幅度波动，减少中和过程中酸或碱的消耗量； (5)避免进入一级处理装置的流量波动，使药剂投加等过程的自动化操作能够顺利进行； (6)没有生物处理场的工厂设置均质池，可以控制向市政系统的废水排放，以缓解废水负荷分布的变化。2.7.2均质池的分类 (1)均量池：常用的均量池实际上是一种变水位的贮水池，

29、适用于两班生产而污水处理场需要24h连续运行的情况。 (2)均质池：最常见的均质池为异程式均质池。异程式均质池水位固定，因此只能均质，不能均量。 (3)均化池：均化池结合了均量池和均质池的做法。 (4)间歇式均化池：当水量较小时，可以设间歇贮水、间歇运行的均化池。间歇均化池效果可靠，但不适合于大流量的污水。 (5)事故调节池。2.7.3均质池的混合方式(1)空气搅拌；(2)机械搅拌；(3)穿孔导流槽引水；(4) 水泵强制循环。2.7.4设置均质池的基本要求 (1)为使均质调节池出水水质均匀和避免其中污染物沉淀，均质调节池内应设搅拌、混合装置。可以采用水泵循环搅拌、空气搅拌、射流搅拌、机械搅拌等

30、方式，其中空气搅拌因简单易行和效果好而被广泛应用，空气搅拌强度一般为。(2)停留时间根据污水水质成分、浓度、水量大小及变化情况而定，一般按水量计为1024小时，特殊情况可延长到5天。调节池还可以起到储存事故排水的作用，若以事故池作用为主，则平时要尽量保持低水位。 (3)以均化水质为目的的均质调节池一般串联在污水处理主流程内，水量调节池可串联在主流程内，也可以并联在辅助流程内。 (4)均质调节池池深不宜太浅，有效水深一般为25m；为保证运行安全，均质调节池要有溢流口和排泥放空口。 (5)废水中如果有发泡物质，应设置消泡设施；如果废水中含有挥发性气体或有机物，应当加盖密闭，并设置排风系统定时或连续将挥发出来的有害气体(搅拌时产生的更多)高空排放。2.7.5均质池的设计均质池的设计类似调节池的设计，设污水停留时间T=6小时，污水流量,则调节池污水容量为设均质池的长宽非别为L、B，有效水深为H。根据实际要求可将长宽高设计如下：设水头损失为2m，则排污泵的扬程应不低于6.2米。经查阅资料可选择排污泵的类型为：管道采用DN100的管径。2.8过滤罐多介质过滤器（又称机械过滤器）是以成层状的无烟煤、砂、细碎的石榴石或其他材料为床层，床的顶层由最轻和最粗品级的材料组成，而最重和最细品级的材料放在床的低部。其原理为按深度过滤-