焦化厂污水处理站工艺设计方案

1、 /45 /45焦化厂污水处理站工艺设计摘要：本设计是20000立方M/天焦化污水处理厂的设计。焦化废水是该厂污水的主要来源，焦化废水主要污染物有：COD,BOD，氰化氢，氨，悬浮固体，苯酚和苯的化合物。焦化废水的特征是多成分的，组分复杂的，浓度高的，毒性大的，难降解的，所以本设计采用了良好去除有机化合物、氨氮等的方法，如氧化沟法。污水处理厂的处理工艺为：污水一粗格栅一进水泵房一细格栅一平流式沉砂池一奥贝尔氧化沟一二沉池f消毒池f出水。焦化废水中各污染物处理后达到“污水综合排放标准”standard.Keywords：Cokingwastewater。Oxidationditch。Proces

2、sDesign目录绪论5选题背景5处理焦化废水目的及意义5焦化废水的处理方法5物化法6生化法7设计说明10设计资料10工艺参数10具体工作内容10污水处理工艺流程的设计10工艺设计原则10工艺流程的设计11氧化沟工艺简介11氧化沟基本特点11Orbal氧化沟12Orbal氧化沟工艺原理132.4污水排放14设计计算15格栅的设计及计算15格删的作用15格栅的计算公式15格栅的计算示意图16污染物在栅格中的去除17粗格栅的计算17细格栅的设计计算18沉砂池的设计及计算18沉砂池的作用18沉砂池的设计18平流式沉砂池的设计计算公19平流式沉砂池的设计计算20氧化沟设计计算20氧化沟作用20设计参数

3、21主体构筑物计算21脱氮计算22碱度平衡22氧化沟总体积23需氧量计算24氧化沟的容积计算26曝气设备计算27进出水管及调节堰计算283.4沉淀池的设计及计算30沉淀池的作用30沉淀池的设计30向心辐流式沉淀池的计算公式30沉淀池的设计参数的计算32排泥设计计算33消毒设施34消毒设施的设计34消毒池的作用34设计资料35二氧化氯的消毒氧化作用35二氧化氯的投加35二氧化氯的投加量35消毒池的设计353.6污泥处理系统的设计与计算35二沉池污泥回流系统的设计与计算363/45 /45 /45浓缩池的设计计算公式36浓缩池设计计算37贮泥池38污水总泵站的设计39概述39污水泵房的设计规定39

4、设计数据39泵房形式39工艺布置39污水泵站设计计算39水泵选择40泵站基础设计40集水井设计计算40机器间设计计算41集水池41总结42参考文献43第一张绪论选题背景焦化废水是煤制焦炭，煤气净化和回收过程中产生的高浓度有机焦化废水产品。焦化废水包括焦炉煤气初冷、煤气最终冷却和焦化生产过程中的生产用水以及蒸汽冷凝废水，煤气洗涤水，煤气发生站的水精苯分离水，焦炉水封水及其它地方产生污水。主要焦化废水污染物有：化学需氧量，生化需氧量，氰化物，氨氮，悬浮物，苯酚和苯系化合物，其中焦化废水污染物含量及排放标准如表1.1所示。表1.1焦化废水各组分基本含量及排放标准污物染BODCOD挥发酚氰化物氨氮悬浮

5、物含量1100310095015045226mg/LI级标201000.50.51570准从表1.1可见，焦化废水成分多并且比较复杂，浓度高，有毒性，生物降解困难。废水由几十种无机和有机化合物组成，大量的盐，硫，硫化物，氰化物等构成了无机物的主要成分。除了酚化合物，由苯基，吡啶，吲哚并喹啉构成了有机污染物。其中污染物高色度，是比较难降解的高浓度有机废水。焦化废水中高浓度的COD,NH3-N和挥发酚等污染物对人体，水产和农作物造成极大危害。处理焦化废水目的及意义目前，世界正面临着水资源短缺，水质严重恶化的问题，水体污染已成为当今世界面临的一个重要环境问题。我国人均水资源需有量为2400立方M,是

6、世界人均需有量的1/4，属于12个贫水国家之一，所以新的污染控制以及污染治理条件的加强，是改善我国的水质不断恶化的根本。对于焦化废水的处理一直是国内外废水处理领域面临的一个重大问题，几十年来仍没有突破性的进展。废水中含有复杂的污染物，如挥发性酚，多环芳香烃和硫、氮杂环化合物，是比较难降解的高浓度有机废水。目前，可以达标排放的焦化废水需要经过预处理和二级深度处理。焦化废水预处理技术：厌氧酸化，浮选，混凝沉淀法。二级处理方法，物化法、生化法、物化-生化法。深度焦化废水处理技术包括絮凝沉淀辅以加氯法、化学氧化法、吸附过滤辅以离子交换法、折点氯化法等。但目前通过隔油池焦化废水进行多级曝气生物处理、二级

7、气浮脱油，再经氧化塘或深度处理外排是最常用的方法。1.3焦化废水的处理方法目前，焦化废水的处理主要有物化法、生化法、物化-生化法等，以下将对几种方法进行对比分析。物化法1）化学沉淀法化学沉淀法是一种将离子变成不溶性的、难解离的化合物进而去除的复杂过程。化学沉淀主要是对重金属离子，两性元素，碱土金属和某些非金属元素的处理。通过添加沉淀剂进行处理，但这样容易引入新的污染成分，并且在大多数情况下对有机污染物起不到作用，所以通常作为辅助治理方法。2）Fenton试剂法芬顿试剂是由HO和Fe2+的混合得到的一种强氧化剂，因为过氧化氢与Fe2+作用能产22生强氧化性的OH自由基，其混合液能将焦化废水中多种

8、有机物氧化，当对生物难降解或一般化学难以氧化的有机废水处理时，具有迅速反应、压力和温度等反应条件缓和且无二次污染等优点。3）吸附法吸附法废水处理就是利用多孔性吸附剂来吸附废水中的一种或几种溶质，达到废水净化目的。常用吸附剂有矿渣、磺化煤、活性炭、硅藻土、一些特殊金属等。该方法的优点是工艺流程短，操作简单，适合处理较小排放量的废水。其缺点是吸附剂的吸附效率低，需大量吸附剂，药品更换频繁，用量大，处理后产生大量废渣。4）蒸氨法蒸氨法就是将来源于熄焦水和剩余氨水的焦化废水中的氨氮通过蒸汽加热焦化废水，使废水中氨氮挥发后在将其收集，则大大降低水中氨的浓度。该法优点是能够回收部分氨气，其缺点是能耗高，蒸

9、汽用量大，蒸氨后剩余氨水仍高达300mg/L,需要采用生化处理才能达到排放指标。5）混凝沉淀法混凝法是向水体中加入混凝剂并使之水解产生水合配离子及氢氧化物胶体，产生的水合配离子和胶体与其带相反的离子结合中和废水中某些物质表面所带的电荷，产生絮状沉淀再将其去除的一种方法。混凝法的关键在于混凝剂种类及用量，目前国内一般采用硫酸铁聚合剂（PFS,助凝剂为聚丙烯酰胺（PAM。最近几年，在焦化废水的处理中复合混凝剂得到广泛的研究的应用，例如：复合Al盐，Fe盐，磷酸盐等被越来越多的污水处理厂应用，并达到良好的效果，其方法的优点是效果明显，成本低，应用较多的方法，缺点是对于焦化废水不能彻底处理。6）萃取法

10、萃取法是采用液膜使废水中酚类物质或者有机物质分离，将废水体系分离到液膜中，从而使废水中污染成分得以浓缩。该方法的优点是除酚效果良好，有创新性，缺点是没能达到工业化。7）粉煤灰处理焦化废水粉煤灰的主要成分是SiO，AlSO，NaAlSiO等，其成分具有吸附、脱色效果，所2234以将粉煤灰作为吸附剂对焦化废水进行深度处理。该方法的优点是脱色效果好，COD、挥发酚去除率高，可做深度处理。8）焚烧法焚烧法焦化废水处理是通过高温焚烧使焦化废水变成CO和水蒸气，及少许无机2物灰分。该方法的优点是COD去除率高达99.5%，并有助于彻底消除焦化废水中大多数难降解的物质。该方法的缺点是设备昂贵及运行成本高，焚

11、烧过程需要喷洒燃油，随着油价上涨，国家对焚烧法治理焦化废水不是很提倡。9）膜分离法膜分离法是利用特殊的半渗透膜分离水中离子和分子的技术，主要包括反渗透（RO、纳滤（NF、超滤（UF、微滤（MF等。液膜法除酚技术的优点：它是一项快速、高效、节能的新型分离技术，在国内发展较快。该方法的缺点是膜组件更换频繁，处理成本较高，膜分离法焦化废水处理由于焦化废水粘度高，而导致清液通量小，不适合大批量处理。10）催化铁内电解方法该方法主要对焦化废水中存在的难降解物质、生化反应抑制物质以及染料和化工废水中产生显色反应的物质，在单质铁催化还原作用下，使其转化为无色、可生化降解的物质，产生的新生态铁离子在此过程中混

12、凝去除部分污染物。该方法还可以去除水中的磷酸根，重金属、解决了其他方法不能解决的很多难题。该方法的优点是运行成本低，管理方便，pH适用范围宽，COD的去除率高，反应速率快，作用有机污染物质范围广。11）催化湿式氧化法催化湿式氧化技术是在高温、高压，催化作用状况下，废水中的氨氮和有机污染物通过空气将其氧化最终转化成无害物质N和CO排放。该技术特别适用于农药、22橡胶、合成纤维、染料及难于生物降解的高浓度废水。7/45 /45 /45生化法1）普通活性污泥法普通活性污泥法是在曝气池将焦化废水与活性污泥混合，成为絮状悬浮液，沿曝气池注入空气曝气，在污水与活性污泥接触充分之后，向再混合液提供足够的溶解

13、氧。这时活性污泥中的好氧微生物将污水中的有机物分解，然后混合液流入二次沉淀池，等到活性污泥与水分离，上层为清水，下层为污泥时，部分污泥再回到曝气池中，继续进行下一次净化，上层清水排放收集。因为活性污泥在整个过程中不断增长，所以要及时排泥来维持沉淀池系统的稳定。2）序批式活性污泥法（SBRSBR工艺是集生物降解和脱氮除磷新技术之一，它具有结构简单，操作灵活的特点，是污水处理过程中的间歇性处理，SBR工艺的优点是有较强的生化反应能力，良好的处理效果，焦化废水NH3-N去除率可以达到为60%。缺点是SBR降解焦化废水效率低。目前，SBR技术广泛应用在生活领域和工业废水处理领域。3）膜生物反应器（MB

14、RMBR膜技术被用在废水处理系统，大大提高了泥浆的分离效率，并且由于活性污泥浓度在曝气池中的增大和污泥中优势菌群等的出现，从而使生化反应速率大幅度提高。在降低F/M剩余污泥的产生的同时，基本上解决了剩余污泥在运行过程中大量产生，污泥易膨胀，水固体的出现，水质不理想等突出的问题。和传统的生化水处理技术比较，MBR具有固液分离率高、占地空间小、出水水质好、运行简单、处理效率高、广泛应用的优点。现在膜生物反应器的应用也从城市生活污水扩大到各种工业废水领域，有广阔的发展前景。4）生物铁法生物铁法是为了提高曝气池活性污泥浓度，在曝气池中投加铁盐，使生物氧化和生物絮凝作用的得到强化的处理方法。微生物生长需

15、要铁，而且生物的黏液分泌也需要铁的刺激。铁盐水解生成氢氧化物与活性污泥形成絮凝物，加强吸附和絮凝作用，从而有利于有机物富集在菌胶团的周围，加速生物降解作用。该方法的优点是使污泥浓度变大，从传统活性污泥法2-4g/L提高到9-10g/L，也加强了降解酚、氰化物的能力。可以在氰化物浓度高达40mg/L条件下，处理效果仍然良好。对COD的降解效果也很好。5）炭-生物法炭-生物法是对一些焦化厂生化处理装置可能由于超负荷运行等原因不能达标的水质通过一段活性炭生物吸附、过滤操作做进一步处理。该方法的优点是操作方便、设备简单、工艺简便、成本低，而且活性炭不必频繁再生，进而减少了再生处理费用，炭-生物法也有效

16、地提高废水净化程度。6）A-O与A-A-O工艺A-O（缺氧-好氧与A-A-O（厌氧-缺氧-好氧工艺及其变型脱氮工艺是国内主要的采用手段，对于焦化废水的脱氮可以达到一个有效地处理效果。A-A-O在NH3-N去除和反硝化方面都有强于A-O工艺，尤其是A-O工艺反硝化的两倍。但A-A-O工艺复杂，维护费用相比之下较高。7）三相气提升循环流化床处理焦化废水三相气提升循环流化床反应器（AZLR对于焦化废水处理效果要比活性污泥法好。该方法的优点是能够承受酚、氰等各种污染物，而且去除效果好，可大大降低曝气能耗。第二章设计说明设计资料工艺参数工程规模：焦化洗涤废水流量为20000m3/d。水源资料：表2.1焦

17、化废水各组分基本含量污物染BODCOD挥发酚氰化物氨氮悬浮物含mg/L量1100310095015045226出水要求：出水水质要求达到污水综合排放标准一级，GB8978-1996)的污水处理工艺设计。即：表2.2焦化废水各组分排放标准污染物BODCOD挥发酚氰化物氨氮悬浮物I级标准201000.50.51570mg/L具体工作内容(1合理选择污水处理工艺流程。(2完成主要污水处理构筑物设计。(3绘制工艺流程图。(4主要设备计算及选型。(5数据整理与论文写作。污水处理工艺流程的设计工艺设计原则确定污水处理工艺有以下几点：(1污水处理程度要求。(2处理污水规模和水质变化规律。（3新工艺及类似污水

18、工程资料。（4最终污泥处理工艺的确定。污水处理的程度：确定污水处理程度主要根据水环境质量要求，自静能力，收纳水的功能，污染状况和处理后的污水回用等因素。处理污水规模和水质变化规律：污水处理规模也影响其工艺的选择。塔式生物滤池、完全混合曝气池和竖流沉淀池等这些处理工艺只适用水量小的小型污水处理，因此处理方案要根据处理规模进行调整。新工艺及类似污水工程资料：先进技术，不仅应做到先进可靠，而且经济上高效节能。对于新工艺，新技术的设计，应精心选择设计参数和技术经济指标。最终污泥处理工艺的确定：污泥处理工艺的确定取决于污泥的性质与出路，是污水处理系统方案中的一部分。污水处理排出的剩余污泥性质影响着污泥处

19、理工艺的选用。工艺流程的设计本设计为焦化厂污水处理设计，其设计的影响因素有焦化废水本身的特点及流量大小。根据本设计所给水质指标与国家一级排放标准，确定采用具有高效去除有机物、氨氮等的氧化沟法。工艺流程为：图2.1焦化废水工艺设计流程图_粗格ffi细恪W房池2.3氧化沟工艺简介氧化沟基本特点氧化沟工艺是20世纪50年代由荷兰的帕斯维尔博士研究设计开发的。该工艺为一种活性污泥法的变形工艺，属于延时曝气的活性污法。1954年帕斯维尔将第一座氧化沟污水处理厂在荷兰投产使用，此时服务人口仅为360人，随着工业技术和水处理工艺的发展与成熟，氧化沟工艺已经得到很大发展。它将曝气、沉淀和污泥稳定等处理过程集于

20、一体，间歇运行，bod5Q去除率达到百分之九十七。氧化沟工艺大多数采用封闭的环状沟，污水和活性污泥在沟内进行多次的循环后排出系统。根据池型构造和运行方式决定了氧化沟具有推流式和完全混合式的双重流态特点。氧化沟的水力停留时间长，有机负荷低，考虑硝化的前提下，污泥负荷一般小于O.lOkgBOD/kgMLSSd并且具有高污泥龄（SRT：1530d，在要求完全硝化的情况下，一般污泥龄大于20d。氧化沟主体分为沟体、曝气设备、进出水装置、导流和混合设备，沟体的平面形状一般呈环形，也可以是长方形、圆形、L形或其他形状，沟端面形状一般为矩形和梯形。氧化沟的表曝设备有：转刷、转碟和表曝机等，曝气设备同时还应具

21、有满足充氧、混合、推动混合液循环流动以及防止活性污泥沉淀等功能。为了防止污泥沉积，必须保证沟内足够的流速一般平均流速大于0.3m/s）。通过曝气设备的运行台数、转动速度和调节浸水深度来控制氧化沟的供氧量。由于氧化沟具有处理流程简单，操作管理方便；出水水质好，工艺可靠性强；建设投资小，运行费用低等特点，氧化沟污水处理技术在我国水处理方面已经被广泛应用。Orbal氧化沟Orbal氧化沟一般由三个同心沟道组成，沟道之间用隔墙分开，隔墙下部设有必要大小的通水窗口。其特点是：污水和回流污泥先后进入外、中、内三个沟道，各沟道均有单个反应器，加强了推流能力，出水从内沟道到中心岛内的堰门排出，进入二沉池。Or

22、bal氧化沟的外、中、内沟的溶解氧一般控制在00.5mg/L、0.51.5mg/L以及1.52.5mg/L，一般供气量之比为65：25：10，一般体积比为50：33：17。Orbal氧化沟中的曝气设备由水平轴的竖直转碟构成，碟片需要达到最佳的充氧和推流作用；为防止污泥沉淀转碟后设有导流板。氧化沟中外沟容积大，发生高度的生化反应时，溶解氧控制在0.5mg/L以下，这样在亏氧情况下提高了氧利用率和充氧效率。Orbal氧化沟污水从外沟进入，与回流污泥混合，使回流污泥中的硝态氮与原水中的有机碳源充分反应，在外沟亏氧下进行反硝化，节省硝化和碳化的曝气量，同时在反硝化过程中不必外加碳源。中沟作为摆动沟道，

23、提高系统稳定性，内沟保持较高的溶解氧，以确保碳化和硝化反应完全。氧化沟二沉池出水中心岛转碟剩余污泥进水JL_图2.2Orbal氧化沟Orbal氧化沟工艺原理氧化沟中溶解氧的分布呈0mg/Llmg/L2mg/L，外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反应始终处于最佳状态。1)Orbal氧化沟的脱氮除磷第一沟中远离转碟的沟道之间混合液的溶解氧始终处于接近0mg/L的状态，所以说第一沟溶解氧为“0”，并非整个沟道都在缺氧状态下，如靠近转碟的沟段就是富氧区。脱氮细菌有利于在缺氧条件下生长繁殖，这些细菌将有机碳作为能量代谢来源，代谢产生的物质与硝酸盐结合反应。因为第一沟中的碳源很

24、丰富，所以不必外加有机碳源来满足脱氮细菌代谢过程的需要。氨氮在靠近转碟的沟段的富氧区被硝化细菌氧化为硝酸盐氮，混合液在第一沟中进行数十次乃至数百次的循环反应，所以数十次乃至数百次的硝化一脱氮反应在第一沟中进行，同时第二沟对第一沟起着协助作用，缓冲第一沟的处理效果。污水在经过第一沟、第二沟的氧化反应后，去除了大部分的有机物和氨氮。第三沟在水排放过程中起着充氧作用和通过内循环将部分混合液回流到第一沟中，使第二沟及第三沟形成的硝酸盐氮转到第一沟进行反硝化。经过一系列的处理后，脱氮效率可高达90。2)同时硝化反硝化机理第一沟中既有好氧区又有厌氧区，所以硝化反应与反硝化在同一沟中发生，这种“同时硝化反硝

25、化”有两种意义。宏观环境：Orbal氧化沟污水处理厂的测试结果表明在曝气转碟上游11711至下13/45 /45 /45游31711的沟长范围内，D00.5mg/L，有的区域可达2mg/L3mg/L，因此把它作为曝气区域，其他则为缺氧区域。微环境：微生物所生活的环境为微环境。它影响微生物个体的存活状态。微环境的类型在活性污泥菌胶团内部多种多样，但每一种生物只适于一种微环境。微环境所处的状态因物质传递、菌胶团的结构特征等因素的影响而改变。宏观环境的改变也会导致微环境的变化，从而微生物群体的活动状态在一定程度上产生反表面现象。例如：在好氧区，微生物硝化消耗氧气的速率大于氧气供给速率时，微生物实际处

26、于厌氧环境，这就与好氧区相反。微环境的变化对于大颗粒等菌胶团来说是非常明显的。所以在曝气状态下，也会出现“同时硝化反硝化”现象。在大多数污水处理厂中可以发现，在Orbal氧化沟的第一沟中明显存在缺氧与好氧区域，而且一般不再氧化沟前设初沉池，所以在Orbal氧化沟污水处理系统中，“同时硝化、反硝化”起主导性作用。2.4污水排放将国家一级B标准作为本污水厂出水质标准，该水主要作为厂区内的绿地浇灌用水，还可灌溉农田及冲洗厕所，洗车、作为生活观光用水等。第三章设计计算格栅的设计及计算根据水质要求，本设计仅设粗细两道格栅。格栅的作用格栅：是将平行的金属栅条或筛网焊接构成，安装在污水渠道、泵房集水处的进口

27、或污水处理的端部，用来拦截较大的悬浮物或漂浮物。其目的是减轻后续水处理的负荷，延长后续水处理装置的寿命。格栅的计算公式栅槽宽度计算公式为：B二S(n-1)+en(3.1n二Qma干(3.2ehv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；Q最大设计流量，m3/s；maxa格栅倾角，度；h栅前水深，m；v一过栅流速，ms/s，般取0.61.0；Vsina一经验系数。格栅的水头损失计算公式：h=kh10(3.2hV2sina/2g0=式中：h一过栅水头损失，m；1h一计算水头损失,m；0g一重力加速度,9.81m/s2；k系数，格栅堵塞后，水头损失增大倍数，一般为3；一

28、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+h+h12(3.3式中：H栅槽总高度，m；h栅前水深，m；h一栅前渠道超高，m,一般取0.3m。2栅槽总长度计算公式：HL=l+1+1.0+0.5+(3.42tga7B-B1=i12tga1122H=h+h12式中：L栅槽总长度，m；H一栅前槽高，m；11一进水渠道渐宽部分长度，m；1B一进水渠道宽度,m；1a一进水渠展开角，一般为2001l2栅槽与进水渠连接渠的渐缩长度，m。每日栅渣量计算公式：W=QW（3.51式中：W每日栅渣量，ms/d；W栅渣量0.2m3/d，所以宜采用机械除渣。细格栅的设计计算设计流量为20000m3/d,流

29、量系数k=1.5.最大设计流量为0.347m3/s。细栅条宽度定为10.00mm,细栅条间隙定为10.00mm。栅前水深设计为0.4m，过栅流速取0.9m/s，安装角度为60。根据计算公式计算，得出细格栅各设计参数：格栅间隙数：n=89.2取n=90；格栅宽度：B=890mm；所以总槽宽：0.89*2+0.2=1.98m过栅水头损失：选用常规的矩形断面栅条，P=2.42,=0.96。h=0.26m；1栅槽总高度：H=0.96m，其中超高取h=0.3m。2栅槽总长度：L=3.85m,其中a=2Oo,进水渠宽B=0.90m。11每日栅渣量为：W=2.0m3/d,W=0.1m3/103m3污水。1沉

30、砂池的设计及计算沉砂池的作用沉砂池的作用是将污水中密度较大的无机颗粒分离出来，如：砂子、煤渣等沉砂池一般设在氧化沟的前段，起保护机件和管道作用，确保后续作业的正常运行。沉砂池的设计本工艺采用平流式沉砂池沉砂池，平流式砂池的示意图如图3.2。流速：V=0.15-0.3m/s水力停留时间t）：30-60s每个宽度不小于：L=vt2水流断面积（A：A=Q/vmax19/453池总宽度（BB=nbn为格数4有效水深（h:h=A/B22贮砂斗所需容积11其中X城市污水沉砂量，一般采用30m3/106m3,1Kz-污水流量总变化系数,取1.5每个污泥沉砂斗容积001有2个分格每个分格有2个沉砂斗沉砂斗各部

31、分尺寸及容积（V：V=h*（a2+a*b+b2/3d11沉砂斗底宽b，斗高h，斗壁与水平面的倾角为55，沉砂斗上口宽1da=2h/tan55+bd1沉砂池高度（H:H=h+h+h1d3坡向沉砂斗长度为：L=L-2a-0.2）/2，沉泥区高度为h=h+0.06L，超高h=0.3m3d219验算最小流量时的流速设:流速v=0.25m/s水力停留时间:t=30s则：L二vt=0.25X30=7.5m2.水流断面积（A设：最大流量Q=0.347m3/s设：n=2格，每格宽取b=1m则：池总宽B=nb=2X1=2m4有效水深（h2：h=A/B=1.388/2=0.69m介于0.251.0m之间，符合要求

32、）2贮砂斗所需容积=30*0.2*2*86400/（1.5*106=0.69m31其中X城市污水沉砂量，一般采用30m3/106m3，1Kz-污水流量总变化系数，取1.5 /45 #/45每个污泥沉砂斗容积=1.2/4=0.3m301沉砂斗各部分尺寸及容积（V设：沉砂斗底宽b=0.5m,斗高h=0.45m，斗壁与水平面的倾角为551d则：沉砂斗上口宽：a=2h/tan55+b=2*0.45/tan55+0.5=1.13md1沉砂斗容积：V=h*（a2+a*b+b2/3=0.31m3d11略大于Vl=0.3m3，符合要求）沉砂池高度（H采用重力排砂设：池底坡度为0.06则：坡向沉砂斗长度为：L=

33、/2=2.52m2则：沉泥区高度为h=h+0.06L=0.45+0.06X2.26=0.59md2则：池总高度H设：超高h=0.3m1则：H=h+h+h=0.3+0.45+0.59=1.34m1d39验算最小流量时的流速污泥产率系数Y=0.5(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/LF=0.75(4污泥龄9=30dc(5内源代谢系数K=0.055d(620度是脱水率q=0.035kgdn主体构筑物计算1)负荷计算BOD负荷计算：5原水COD3100mg/L预处理COD去除率96.8%污水可生化性B/C=0.42)除BOD计算氧化沟出

34、水：S0/X(1+K0=0.5*20000*(1100-20*30/3000/(1+0.055*30=40754m310erVdr(3.11剩余污泥量X,kg/m3X=YQ(S-S/(1+K0+Q(X+X0edr12=0.5*20000*(1100-20/(1+0.055*30+20000*(1000+20=24475kg/m3(3.12式中：X1污泥中惰性物质kg/L)为进水悬浮固体浓度TSS)与挥发性悬浮固体浓度=24475*1000/20000(1100-20=1.13kgD/kgBOD0e55脱氮计算(1氧化沟中剩余污泥中所含氮率为12.4%每日产生的污泥量为：Xvss二YQ(S-S/

35、(l+Ke=0.5*20000*(1100-20/(l+0.055*30/1000=4075kg/d0edr(3.13用于生物合成的氮为：Nkg/do,N=12.4%*X=505.3kg/d(3.140vss折合每单位体积进水用于生物合成氮量：N1=N/Q=505.3*1000/20000=25.3mg/L0(2反硝化脱NON量，Nmg/L3r,N=TK-N1-N=45-25.3-15=4.7mg/L(3.15rNe所需除氮量：S=QN/1000=20000*4.7/1000=94kg/d(3.16r(3所需氮化的NH-N量：3N=进水TK-出水NH-N-生物合成所需氮量=45-25.3-15

36、=4.7mg/L1N3(3.17碱度平衡剩余碱度或出水总碱度)二进水碱度以CaCO)+0.1x去除BOD的量+3.75x反硝化35(3.18NO-N的量一7.14x氧化沟氧化总氮的量3式中：3.57反硝化NO-N产生碱mg/(mgNO-N)0.1去除BOD产生碱度mg/(mgBOD)557.14氧化NO-N消耗的碱度mg/(mgNO-剩余碱度或出水总碱度)设进水碱度250mg/l=250+0.1*(1100-20+3.75*4.7-7.14*4.7=342.1mg/lCaCO一般氧化沟系统中应保证剩余碱度lOOmg/L(CaCO)3氧化沟总体积设反硝化时溶解氧浓度为DO=0.3mg/L(一般为

37、0.5mg/L以下)，采用15度时，反硝化速率：r取0.08mgNO-N/mgVSS/dDN3r二rX1.09(15-20)x(1-DO)二0.08xl.09(i5-20)x(1-0.3)(3.19则：DNDN=0.0364mgNO-N/mgVSS/d3根据MLSS浓度和计算所得的反硝化速率，计算反硝化所需的氧化沟体积V=S/Xr=94/(3*0.0364=860.8m3(3.202VDN所以，氧化沟总体积为：V=V+V=40754+860.8=41614.8m3(3.2112氧化沟设计水力停留时间为：HRTHRT=V/Q=41614.8/200000*24=50h(3.22(3.23校核污泥

38、负荷：Ns=QS/(XV=20000*1.1/(4*41614.8=0.132kgBOD/kgMLSS/d0r5符合要求，氧化沟污泥负荷一般为0.050.15kgBOD/kgMLSS/d。5需氧量计算设计需氧量AORA0R二去除BOD需氧量一剩余污泥BOD需氧量+去除NO-N需氧量一剩余553污泥中NO-N需氧量一脱氮产氧量3(3.24a去除BOD需氧量：a1=0.52b1=0.12D,kg/d。51D=a1Q(S-S+b1VX=0.52*20000*(1.1-0.02+0.12*41614.8*3=26213.3kg/d(3.250vb剩余污泥BOD需氧量D,kg/d,用于合成那部分。52D

39、=1.42X=1.42YQ(SS/(1+K020edc=1.42*20000*0.5*(1.1-0,02/(1+0.055*30=5787.2kg/d(3.26c去除NO-N需氧量D,kg/d，每kgNO-N硝化需要消耗4.6kgOTOC o 1-5 h z3332D=4.6Q(进水TK-出水N01-N=4.6*20000*(0.25-0.02=21160kg/d(3.273N3d剩余污泥中NO-N需氧量D,kg/d34D=4.6*0.124*YQ(S-S/(1+K00edr24/45 /45 /45=4.6*0.124*0.5*20000*(1.1-0.2/(1+0.055*30=2324.

40、6kg/d(3.28式中：0.124泥中含氮率。e脱氮产生量D,kg/d，每还原1kgNO-N产生2.86kgO532D=2.86QN/1000=2.86*20000*4.7/1000=268.84kg/d(3.295r总需氧量：AOR=D1D+DDD=26213.35787.2+211602324.6268.842345=38992.66kg/d(3.30校核去除每kgBOD的需氧量：5AOR/Q/(S-S=38992.66/20000/(1.1-0.02=1.8(3.310e符合要求，氧化沟规定此值应介于1.62.5之间。2)表态下需氧量SORkg/dSOR=AORa(ppC-C)x1.0

41、24(r-20)S(r)(3.32式中：取C二9.17kg/LC二8.4kg/LS(20)S(25)C溶解氧浓度；a一水质修正系数，取a=0.85；P水质修正系数，P=0.95；p一压力修正系数。所在地区实际气压1.013x1050.99333x1051.013x105=0.98氧化沟采用三通道，计算溶解氧浓度C按外沟：中沟：内沟=0.2:1:2冲氧量按外沟：中沟：内沟=65：25：10则各沟供氧量为：外沟道：AOR=0.65AOR=25345.23kg/d1中沟道：AOR=0.25AOR=9748.17kg/d2内沟道：AOR=0.10AOR=3899.27kg/d3各沟道标准需氧量为：外沟

42、道：SOR=AOR/a(ppC-C1.024(r-20=31881.45kg/d=1328.39kg/h(3.3311s(25中沟道：SOR=AOR/a(ppC-C1.024(r-20=12415.38kg/d=517.31kg/h(3.34内沟道：2s(25SOR=AOR/a(ppC-C1.024(r-20=4904.84kg/d=204.37kg/h(3.353s(25总标准需氧量：SOR=SOR+SOR+SOR=49201.68kg/d=2050.07kg/h(3.36123校核每千克BOD标准需氧量：5SOR/Q(S-S=49201.68/20000/(1.1-0.02=2.28kgO

43、/kgBOD(3.37符合要求。0e25氧化沟每千克BOD标准需氧量一般为1.62.5kgO/kgBOD。525考虑到厌氧缺氧的要求，还要校核混合的最小的净输入功率，0.25m/s)。混合的最小功率为：P二0.94r3(MLSS)0.298(3.38v式中：卩一绝对粘滞性系数，20度时等于1.0087；p单位体积需要的净输入功率，W/m3。vP=11.61W/m3v氧化沟的容积计算本设计采用2座Orbal氧化沟，一用一备，沟深4.0m。氧化沟弯道占70%，直道占30%。=0.70V=0.70*41614.8=29130.36m3(3.39弯M=V/h=29130.36/4=7282.59m2(

44、3.40弯弯=0.30V=0.30*41614.8=12484.44m3(3.41直M=V/h=12484.44/4=3121.11m2(3.42直直直道长度L、M：设外沟，中沟，内沟宽度分别为9m,8m,7m。L=M/(9+8+7*2=3121.11/48=65.02m(3.43直设中心半径2m,沟道之间隔墙厚0.25m，最外层墙厚0.5m。外沟道面积：M=n(9+8+8+0.25+0.252-2+65.02*2*9=2137.48m21(3.44中沟道面积：M=n(2+8+8+0.252-2+65.02*2*9=1886.28m2(3.451内沟道面积：M=n(8+2+0.25222+65

45、.02*2*9=1487.70m2(3.461三沟道面积比为：外沟：中沟：内沟=50:44:35曝气设备计算曝气设备选用砖碟曝气式氧化沟曝气机；砖碟直径d=1320mm；单碟充氧能力68.10kgo/hd1.135kgo/hd；2rr2rs每M转轴碟片数不少于5片，采用ZDQ9.0型曝气砖碟；有效水深460mm；外沟道：标准需氧量：SOR=1328.39kg/h(3.471所需碟片：n=1328.39/1.135=1171片(3.48每M周安装3片砖碟，最外侧碟片距池内壁0.25m；所需砖碟组数为：1171/(3*9=44组；每组砖碟装碟片数：1171/8=147片；校核每组安装砖碟数：147

46、/9=16.3；故外沟道共安装44组砖碟，每组147片，共6468片；校核单碟充氧能力：1328.39/6468=0.21kgo/hd每M周安装3片砖碟，最外侧碟片距池内壁0.25m；所需砖碟组数为：456/(3*8=19组；每组砖碟装碟片数：456/3=152片；校核每组安装砖碟数：152/8=19片；故外沟道共安装19组砖碟，每组152片，共2888片；校核单碟充氧能力：517.31/2888=0.179kgo/hd每M周安装3片砖碟，最外侧碟片距池内壁0.25m；所需砖碟组数为：181/(3*8=8组；为了使内沟道与中沟道匹配便于安装，也有利于水的流动，取8组曝气跌转：每组砖碟装碟片数：

47、181/8=23片；校核每组安装砖碟数：23/8=3；故外沟道共安装8组砖碟，每组23片，共184片；校核单碟充氧能力：204.37/184=1.11=32000m3/d=1.333m3/h=22.22m3/min=0.370m3/s(3.51进出管控制流速v取管径为0.7m。校核进出水管流速：V二Q/A=0.370/(0.352*n=0.962m满足要求；进出水口水头损失为：h=Zv2/(2g=1*0.9622/(2*9.8=0.047m(3.541,2出水堰计算：为了能够调节曝气砖碟淹没深度，氧化沟出水处设置出水竖井，竖井内安装电动可调节堰，初步估计为0.67，因此按照薄壁堰来计算：HQ=

48、1.86bH3/2取堰上水头高H=0.2m则堰：b=Q/(1.86H3/2=0.37/(1.86*0,23/2=2.22m(3.55考虑可调节堰的安装要求，在堰俩边各留0.3m的操作距离，则出水竖井长度：L=0.3*2+2.22=2.82m(3.56出水竖井宽度B取1.0m考虑安装高度)，则出水竖井平面尺寸为：L*B=2.82*1出水井出水孔尺寸为：bxh=mxm，正常运行时，堰顶比孔口高1.0m。出水竖井位于中心岛，曝气砖碟上游。而氧化沟进水速率0.6m/s，所以，氧化沟内单位污水功率符合要求。沉淀池的设计及计算沉淀池的作用主要是用于分离悬浮物，当进水浓度较低时，考虑到采用的废水处理工艺要求

49、，通过超越管线可以直接将曝气沉砂池的出水引入反应池中。沉淀池的设计本工艺采用的是向心辐流式沉淀池。示意图如图3.3。1-过桥；2-栏杆；3-传动装置；4-转盘；5-进水下降管；6-中心支架；7-传动器；8-耙架；9-出水管；10-排泥管；11-刮泥板；12-可调节的橡皮刮板图3.3周边进水周边出水的辐流式沉淀池29/45 /45 /452 /45向心辐流式沉淀池的计算公式沉淀池表面积和池径计算公式：A二Qmax(3.57nq0D式中：A沉淀池表面积，m2；D一沉淀池直径，m；n一沉淀池个数；q一表面水力负荷，m3/(m2h。0(3.59沉淀池有效水深计算公式：h=qt20式中：h有效水深，m；

50、2t一沉淀时间，h；池径与水深比为612。沉淀池总高度H：H=h+h+h+h+h(3.6012345式中：H总高度，m；h保护高，取0.3m；1h有效水深，m；2h缓冲高度，m，非机械排泥时为0.5m；机械排泥时，缓冲层上缘宜高出刮3泥板0.3m；h沉淀池底坡落差，m；4h污泥斗高度，m。5污泥斗容积V:1(3.61兀h(V二5V2+rr+r2131122式中：r泥斗上半部半径；1r泥斗下半部半径。2池底圆锥部分的污泥容积VC2+rR+R211流入槽部分计算：v=、.：2tyGnm2v2v2厶G2=12m(2丿式中：v配水孔平均流速，0.3-0.8m/s；n(3.62(3.63(3.64t导流

51、絮凝区平均停留时间，s,池周有效水深为2-4m时，取t=360-720s；卩一污水的运动粘度，与水温有关;v配水孔水流缩断面的流速m/s，1为收缩系数，因设有短管，G导流絮凝区平均速度梯度，一般可以取10-30S-1；m=1；v导流絮凝区平均向下流速，m/s2Qmax(3.65式中：Q沉淀池的最大设计流量，m3/s；maxf导流絮凝区环形面积，f=n；n=2座；0QmaxA=416.7m2；nq0.4A池子直径D=二m；取23.03m，即R=11.5m。兀2)有效水深的计算：沉淀时间t取2.0h；h=qt=3m。20沉淀池总高度的计算：本系列每池每日产生的污泥量：S取0.5L/人*d,设人口数

52、为40000，初沉池按2d考虑，曝气池的二沉池按2h考虑，机械排泥的初沉池和生物膜处理后的二沉池按4h的污泥量计算W=SNT/(1000n=0.5X400000*4/1000X2X24)=1.67m3；池底泥斗高度；设污泥斗上部半径r=2m污泥斗下部半径r=1ma=60。12h=r-r)tga=1.73m；512则污泥斗容积为：兀h()V=5V2+rr+r2丿=12.7m3131122沉淀池底坡落差池半径R=11.5m,池底坡度取0.05；h=i*R-2)=0.05*=1.16m/s；取导流絮凝区停留时间为600s,G=20s-i,水温取200C,m|j=1.06X10-6m2/s；v二.：2

53、tpG=0.7132m/s；nm孔径用屮50mm，则流入槽内孔数为：n=Q/(3600vS=3747.6/(3600*0.7132*n/4*0.052=744个;n孔距n(D+B/n=3.14*29+0.6)/744=0.125m；导流絮凝区的设计：导流絮凝区平均流速：f二n/2tj1/2nm12v二Qma=0.347/3.14*(29-0.6*0.6=0.0063m/s；f核算G=20.00s-1；在10-30之间，合格。m排泥设计计算1)污泥量：V=4(1+RQ*X/(X+XrR污泥回流比，取0.5Q平均设计流量，20000m3/hX混合污泥浓度，4000MLSSmg/lX=X*R*/（1

54、+RrX回流污泥浓度，12000mg/lrV=30000m32）吸泥管设计污泥流量：0.36m3/s；采用10根吸泥管，每管流量：0.036m3/s；采用管径DN400,管内污泥流速：0.2875m/s。）污泥水头损失：局部损失：0.004m,沿程损失：0.13m；中心排泥管流量：0.36m3/s；中心排泥管流速：2.865m/s；局部损失：0.46m，沿程损失：0.00794m。4）吸泥管布置：泥管起点泥深：0.4m,终点泥深：0.6m,咼：0.1m；主输泥管内损失0.15m,泥管跌至泥面损失：0.1m；吸泥管路上总水头损失：0.86m；5）排泥设备：根据计算所得采用CGX-30C型刮吸泥机

55、比较合适，该设备适用于池径30m左右，池深35M，其电机功率1.5kw。吸泥管径DN400,10根，集泥槽设i=0.05的坡度相中心集泥坑。二沉池中心管流速：1.02m/s，符合要求11.5m/s）。消毒设施的设计污水经过以上构筑物处理后，虽然水质得到了改善，细菌含量也大幅度的减少，但是细菌的绝对值仍然十分可观，并存在病原菌的可能。因此，污水在排放水体前，应进行消毒处理。由于焦化废水中含有大量的有机物、苯酚、氰化物等，本工艺选用二氧化氯消毒。消毒池的作用二氧化氯消毒池除消毒外，还起到去除苯酚，氰化物的作用。去除如表3.3。表3.3消毒池中焦化废水各组分去除污染物挥发酚氰化物进水含量mg/L95

56、0150出水含量mg/L0.50.5去除率99.95%99.66%设计资料Q=0.347m3/s，为了提高和保证消毒效果规定加氯时间不小于30minmax采用隔板式接触反应池，加氯量为6-15mg/L取p=6mg/L，水力停留时间T=30min，平均水深h=2.0m，隔板间隔b=3.5m二氧化氯的消毒氧化作用(1二氧化氯不与某些耗氧物质反应因为二氧化氯不与氨氮等化合物作用而被消耗，故具有较高的余氯，杀菌消毒作用比氯更强。当ph=6.5，氯的灭菌效率比二氧化氯高，随着ph值的提高，二氧化氯的灭菌效率很快地超过氯。(3在较广泛的ph范围内具有氧化能力，氧化能力为自由氯的2倍。能比氯更快地氧化锰、铁

57、、除去氯、酚、藻类等引起的嗅味，具有强烈的漂泊能力，可去除色度等。接触池容积V=QT=0.347*30*60=624.6m3表面积A=V/h=624.6/2=312.3m2隔板数采用3个，则廊道宽B=(3+l*3.5=14m所以接触池长度为L=A/B=312.3/14=22.3m取23m所以实际消毒池容积V1=BLh=14*23*2=644m3池深为2+0.3=2.3m=31min30min符合要求加氯间计算功能：提供并储存消毒剂。构筑物尺寸：L*B=4*9加氯设备类型：瑞高系列加氯机型号：REGAL-2100台数：1设计加氯量为6mg/L，每日投氯量m=6*30000=180kg/d=7.5

58、kg/h污泥处理系统的设计与计算二沉池污泥回流系统的设计与计算(1污泥回流量的确定：R=1(2污泥提升设备的设计：本工艺设计选用污泥泵污泥提升设备，当污泥回流量为Q=RQRmax时，Q=1X30000m3/d=30000m3/dR最大扬程为沉淀池底与反应池进水面的高差，取10m。本系列选用2台轴流泵，一用一备。全厂单独建设一个回流污泥泵房，面积为LxB=15mx10m。浓缩池的设计计算根据以上工艺与水质指标采用两座辐流式圆形重力连续式污泥浓缩池，用带栅条的刮泥机，采用静压排泥，泵房将剩余污泥送至浓缩池。设计参数进泥浓度：10g/l浓缩时间：13h进泥含水率：P=99.0，1每座污泥总流量：Q=

59、1500kg/d=150m3/d=6.25m3/hw出泥含水率：P=972污泥固体负荷：q=45kgSS/(m2*ds贮泥时间：t=4h设计计算=4.38m3/m2*d)=0.183m3/m2*h)有效水深为：h二u*T=0.183*13=2.38m取h=2.4m11有效容积为：V=A*h=33.33*2.4=79.99m3112)排泥量与储泥容积：P=97则Q1w=100-P)/100-P)*Qw=100-99)/100-97)12*150=50m3/d=2.08m3/h贮泥时间为t=4h，则贮泥容积为：V=4*Q1w=4*2.08=8.32m32泥斗容积为：V=nhr2+rr+r2)/3=

60、3.14*1.3*1.22+1.2*0.7+0.72)/3=3.8m341122式中：h泥斗竖直高度，取1.3m4r泥斗上口半径，取1.2m1r泥斗下口半径，取0.7m2设池底坡度为0.08,池底坡降为：h=0.086.6-2.4)/2=0.17m5所以池底可贮泥容积为：V二nh污水泵站的规模应根据近期或远期污水量来确定。泵站设计与进水管设计具有相同流量。(2在分流制排水系统中，可以在不同地区建设雨水泵房和污水泵房，也可合建，各有各的系统。(3污水泵站的集水池与机器间和可以建在同一建筑内，但集水池与机器间必须用防水墙隔开，绝对不允许渗漏。按设计结构要求，分建式集水池与机械间要保持一定的施工距离