轧钢废水处理

精选优质文档-----倾情为你奉上精选优质文档-----倾情为你奉上专心---专注---专业专心---专注---专业精选优质文档-----倾情为你奉上专心---专注---专业某轧钢废水处理设计摘要随着工业的发展，工业废水特别是钢铁、机械制造加工过程中产生的冷却润滑液、轧钢水等乳化油废水的增加，含油废水的排放量与日俱增,其造成的环境污染已成为可持续发展战略中的重大问题之一。本课题设计的主要内容就是针对某轧钢废水的处理，详细设计了一套集除油、气浮、曝气、沉淀、过滤的污水处理系统，以达到《机械工业含油废水排放规定》中的二级排放标准。 关键词：轧钢废水；乳化液；除油器Abstract Withthedevelopmentofindustry,emulsifiedwastewaterespeciallythewasterwaterofsteelandmachineryprocessingproducesforcoolinglubricantandsteelrollingisincreased,andthepollutioncausedbyithasbecomeoneofthemajorissuesofsustainabledevelopmentstrategy.Themaincontentofthissubjectisaboutarollingwastewatertreatment,anddesignedasetoffacilityincludedoilseparationdevice,gasfloat,aeration,precipitationandfilteringwastewatertreatmentsystemdetaillytoachievethesecondaryemissionstandardprovisionsofthemachineryindustryoilywastewaterdischarge.Key-words:Rollingwastewater;Emulsion;Oilseparationdevice目录第一章概述······················································41.1课题背景及目的·············································41.1.1背景·················································41.1.2轧钢废水处理概况·····································41.1.3目的··················································51.2工程的内容和相关要求········································51.2.1内容·················································51.2.2要求·················································5第二章工艺流程的基本情况········································72.1概述·······················································72.2工艺流程的确定·············································7第三章设计说明书···············································103.1泵房·····················································103.2格栅·····················································103.3调节池···················································133.4除油器···················································143.5隔板反应池···············································193.6气浮池·····················································203.7曝气池···················································243.8沉淀池···················································303.9污泥浓缩池···············································343.10过滤·····················································353.11高程的估算与工程概算····································373.12主要设备一览表··········································40第四章结论和建议················································42参考文献···························································43致谢·······························································45附录·······························································46第一章概述1.1课题背景及目的 1.1.1随着工业的发展,特别是钢铁、机械制造加工过程中产生的冷却润滑液、轧钢水等乳化油废水的增加，含油废水的排放量与日俱增,其对环境的污染也日益严重。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从而影响水生生物的正常生长,使水生动植物有油味或毒性,甚至使水体变臭,破坏水资源的利用。因此,对钢铁、机械等行业产生的含油废水进行有效处理是极其必要的。在轧钢生产过程中产生的大量废水中主要含有喷淋冷却轧机轧辊辊道和轧制钢材的表面产生的氧化铁皮,机械设备上的油类物质,固体杂质等废弃物及污泥等。钢铁企业为了消除钢冷轧时产生的变形热，需要采用乳化液或棕榈油进行冷却和润滑，乳化液受细菌、微生物、高温、金属碎屑的选择吸附等作用，夏季十几天，冬季月余，乳化液逐渐由乳白色变成灰黑色，腐败变质发臭，不得不排放废液，更换新液。废乳化液含有大量的矿物油及其乳化剂，直接排放造成环境严重污染。因此,各轧钢厂根据自身的情况采取一定措施进行水的循环利用。同时,科研工作者也在研究各种新的水处理方法,以提高水处理后的质量,降低处理成本,为轧钢生产的节能降耗开辟新的思路。1.1.2轧钢废水处理概况1998年我国85家企业总的情况是：工业用水重复利用率不到85%，废水处理率虽已达到97%，但是外排废水达标率不到85%，每吨钢材耗新水高达34m3，每吨钢材排废水高达24m轧钢系统1997年工业用水的总情况是：重复利用率84.94%，废水处理率97.74%，外排废水达标率96.22%，每吨钢材用水27.53m3，每吨钢材耗新水4.15m3。不同的企业水平参差不齐。以上海宝钢[1]为例，工业水重复利用率97.63%，废水处理为100%，外排废水达标率87.5%，每吨钢材用水29.12m3，每吨钢材耗新水0.69m3。邯钢工业水重复利用率95%，废水处理为100%，外排废水达标率100%，每吨钢材用水29.59m3，每吨钢材耗新水1.48m目前，钢铁企业提高水的循环率，减少新水用量，节约用水的潜力还很大。在过去的10多年里，钢铁工业关于节约水和治理废水已经积累了很多的经验，形成了一整套的方针政策，加上这些年来对各类废水治理技术不断改进和开发，因此要实现有关的先进技术指标，是完全有条件的。随着国家节能环保型社会建设步伐的不断加快，对环保治理的力度不断加大，钢铁企业是能耗和污染大户，构建循环经济型企业，减少能耗和环境污染是关系到企业生存的重要问题，也是完成国家“十一五”规划的关键。1.1.3(1)轧钢废水处理刻不容缓，本课题旨在根据课题水量水质,设计出一套切实可行的轧钢废水处理方案(2)巩固深化对污水处理理论与知识的理解，学会用所学知识解决实际问题(3)培养分析问题与解决问题的能力(4)熟练掌握绘制平面图、流程图的方法与技巧，为工作打下良好的专业基础1.2工程的内容和相关要求1.2.1内容该轧钢厂的水质、水量如下：表1-1：轧钢废水水质指标污水水量pH值CODcr（mg/L）BOD5（mg/L）石油类（mg/L）1000m39-13155008909800处理出水要求达到JB774-1995《机械工业含油废水排放规定》表中二级标准，pH=6-9,COD≦150mg/L,BOD≦15mg/L。1.2.2要求（1）处理后出水必须达到JB774-1995《机械工业含油废水排放规定》表中二级标准，即pH=6-9,COD≦150mg/L,BOD≦15mg/L,满足工业净环水和浊环水补充水要求、绿化用水要求、生活杂用水要求；（2）布局紧凑、美观、占地面积小；（3）运行成本低，维护管理简便；（4）投资省。第二章工艺流程的基本情况2.1概述目前传统的除油工艺[2]中，大多采用了强碱性除油剂，生产作业中采用了中高温，环境污染及能源消耗均十分巨大，必须对其进行工艺调整和技术改造。为节能而开发的低温除油工艺虽已经研究多年，但实际推广中尚存在不少问题，主要的问题有工件处理时间长、油污脱除不干净、排放废水中COD偏高等等，在实际应用中面临严重的挑战。随着能源日渐紧张，常温、高效、低成本是金属表面处理和技术中必须考虑的基本要求。对轧钢废水的处理技术中。我国传统的处理工艺流程见图2-1。轧轧机冷却塔油水分离压力过滤铁皮一次沉淀二次沉淀清水池污泥脱水装置排放回用图2-1轧钢废水传统处理工艺流程示意该工艺主要问题是：工艺流程长，处理构筑物占地面积大，投资费用高，污泥含水率高，需污泥脱水装置脱水，不能连续作业。2.2工艺流程的确定针对本课题轧钢生产中废水含油指标高、处理难度大等特点，我们在污水处理中采用如下工艺流程[3]来解决：泵房是给排水系统中重要的组成部分，是整个给排水系统正常运行的枢纽。污水经泵房提升后，应尽量使污水在后续的构筑物和排水管道中依靠重力流动，以减少污水提升的费用。格栅是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、泵房集水井的进口处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。为减少劳动量和有害气体对人体的危害，本设计中不采用人工排渣，而采用机械排渣。调节池可对污水的水质、水量、pH值、水温进行调节，还可以用作事故排水池，考虑到后续的除油器的最大除油能力为5000mg/L,而污水的含油比较高，因此采用另设一贮存河流水、雨水等的贮水池，与调节池的出水联动，使污水与清水按1：1稀释，来达到除油器的除油要求。油类的初步去除采用自然除油，其设备有自然除油罐和平流隔油池。而立式除油罐具有较大的池深，不仅可以提高除油效率，而且是实现含油污水处理重力流程所必须的，既可节省工程投资及运行费，降低水处理成本，同时又可以提高水处理效率。立式除油罐结构结构相对简单，造价较低，除油效率高，在含油污水的处理中得到了广泛的应用。根据以上立式除油罐的优点，本设计中采用立式除油罐。往复式隔板反应池，它是在一个矩形水池内设置许多隔板，水流沿两隔板之间的廊道往复前进。隔板间距自进水端至出水端逐渐增加，从而使水流速度逐渐减小，以避免逐渐增大的絮体在水流下破碎。通过水流在廊道间往返流动，造成颗粒碰撞聚集，水流的能量消耗来自反应池内的水位差。气浮就是利用高度分散的细小气泡黏附存在于废水中的非溶解性（疏水性）杂质一起浮出水面，即对于相对密度接近于1或等于1的颗粒使它表面能黏附上大量细小的空气泡，降低其密度，增大其粒径，使其迅速浮起来形成浮渣，从而达到回收废水中的有用物质或使废水得到净化的一种固液分离技术。与自然沉降法相比，气浮法有以下特点：由于气浮法的表面负荷有可能高达12m3/m2·h，水在池中停留时间只需10-20min,而且池深只需2m气浮池具有预曝气作用，出水和浮渣都含有一定量的氧，有利于后续处理或再利用，泥渣不易腐化。对那些很难用沉降法处理的含油污水，气浮法处理效率高，出水水质好。气浮法的缺点是电耗较大，处理每吨污水要比沉淀法多耗电约0.02-0.04kW·h。曝气池按曝气方式的不同，分为鼓风曝气、射流式曝气和叶轮表曝。射流式曝气利用水泵打入的泥、水混合液的高速水流，吸入大量空气，由于气、泥、水混合液在喉管强烈混合搅动，使气泡粉碎，继而在扩散管动能变为压能，提高了溶解度。氧的转移效率可达20%-25%以上。沉淀池按池内水流方向不同分为平流式、竖流式及辐流式三种。辐流式沉淀池拥有机械排泥，运行较好；排泥设备有定型产品等优点。因此，本设计中采用了辐流式沉淀池。考虑到油类污染物的处理可能达不到标准值(可以用MFA-450型红外测油仪)[4]，因此，在处理工艺的最后加一道过滤工艺，以达到油类污染物排放标准。根据以上内容，确定的轧钢废水处理工艺如下：贮水池贮水池泥浆泵除油器沉淀池曝气池气浮池隔板反应器脱水机过滤污泥浓缩池泥饼外运外排污水污泥回流泥浮池调节池泵房细格栅图2-2：轧钢废水处理工艺流程图第三章设计说明书3.1泵房 污水进水泵房由格栅间、泵房组成（泵房配电间设于离泵房不远的地方，具体布置见污水厂总体平面布置图，另外厂内设有集中变配电间、中控室），采用半地下室钢盘砼结构。 泵房采用立式杂质污水泵抽升污水，泵房内设三台型号为2PW的立式污水泵，两用一备。单泵流量为36-72m3/h,扬程为9-11.5m,转速1440r/min，电机功率4kW，轴功率2.0-2.7kW,效率56-65%，吸上真空高度7-7.5m。[ 每台泵出水管上设微阻缓闭止回阀，起吊设备采用电动单梁起重机，最大超重重量为2t。 机组布置：采用单行顺序布置，便于吸压管路直进直出布置，减少水头损失，同时也可简化起吊设备。 基础尺寸确定：水泵基础长L=底座长L′+(0.15-0.20)=0.9+1.0+0.2=2.1m左右；基础宽B=b+（0.15+0.2）=0.8+0.2=1.0m 泵房尺寸确定：基础间间距取1.2m,基础与墙壁间距取1.0m,另设一块检修场地长4.0m,宽3.0m，并考虑到配电间、管路等。 平面尺寸：长×宽=10.60×7.40米，地下埋深6.3米。3.2格栅格栅前的的渠道应有5m以上的直管道，其流速为0.4-0.9m/s，以保证流过栅条的流速为0.6-1.0m/s。其最大流量为：Qmax=kQ （3-1）式中：Qmax----污水最大处理量,m3/d；Q----污水处理量，m3/d,本设计中为1000m3k----日变化系数,可由给水量实际统计资料推求，在无资料时，可采用1.25-1.43，此设计中取变化系数1.3。Qmax=kQ=1.3×1000=1300m3/d=54.167m3/h渠道面积为：S=Qmax/v （3-2）式中：S----渠道面积，m2；Qmax----污水最大处理量,m3/s；v----污水流过栅条的流速，m/s，一般为0.6-1.0m/s,本设计中取v=0.8m/s。S=Qmax/v=0.0150/0.8=0.0188m格栅的间隙数量n可由下式决定： （3-3）式中：n----格栅间隙数,个；Qmax----最大污水处理量,m3/s；α----格栅安装倾角,人工清渣时，格栅安装角度一般与水平面成30-60°，机械清渣时，除转鼓式机械格栅除污机外，其作安装倾角一般为60-90°。本设计中采用机械格栅除污机，取60°[6]；b----栅条净间隙，m，细格栅栅条间隙一般采用0.0015-0.01mm,本设计中取h----栅前水深，m,要求不太浅也不超过栅前最大水深，取0.2m;v----污水流过栅条的流速，m/s。，取18个。校核格栅槽总宽度B:B=d(n-1)+bn （3-4）式中：B----格栅槽总宽度，m;d----栅条宽度，m,机械清除时为16-25mm,人工清除时为25-40mm,特殊情况下最大栅条间隙可采用100mm。本设计采用机械除渣，取0.020n----格栅间隙数，个；b----栅条净间隙，m。B=d(n-1)+bn=0.02×（18-1）+0.005*18=0.43根据以上数据，在本设计中选用的是两台DS600*1000型机械格栅机[7]，一用一备。DS型机械格栅机是一种最简单的截污设备，由固定栅条、链条带动数排不断回转运动的耙齿及电动减速机组成。置于废水流程的明渠或污水处理站入水口，用于截留废水中较大颗粒的悬浮物，防止其后的处理构筑物的管路及水泵堵塞。当DS型机械格栅机运行时，格栅底部被污水淹没。污水流过格栅时，污水中的较大悬浮物及漂浮物被截留在格栅下部。杂物通过回转的耙齿沿栅条上升，翻越格栅顶部，输送到格栅后侧的不锈钢渣斗内。DS型机械格栅机整台设备为不锈钢制作，耐腐蚀，使用寿命长；弹性耙齿可防止因栅条错位，而发生的耙齿与栅条碰撞的问题。DS600*1000型机械格栅机的设备规格：表3-1：DS600*1000型机械格栅机规格型号最大沟深H/mm栅前最大水深/mm最大流量/(m3/h)DS600*1000≤1000350100功率/KW耙齿速度/(m/min)格栅倾角/°栅条间距/mm0.372.0605外形尺寸如下： 表3-2：DS600*1000型机械格栅机外形尺寸H/mmH1/mmH2/mmB/mmB1/mmL/mmL1/mmL2/mm150010005006005201480750700图3-1型机械格栅及格栅布置示意图3.3调节池取调节池有效水深为2.1m，调节池出水为提升泵按平均流量提升，采用方形调节池。调节池容积：V=Qmaxt （3-5）式中：V----调节池容积，m3;Qmax----污水最大流量，m3/h;t----储存污水时间，h,取8小时的贮量。V=Qmaxt=54.167×8=433.336采用方形调节池，则池表面积为：A=V/h （3-6）式中：A----调节池表面积，m2;V----调节池容积，m3;h----调节池污水高度，m,取2.1m。A=V/h=433.336/2.1=206.350则L=B=14.365m取14.5m，调节池超高0.3m,则调节池高度H=2.1+0.3=2.4m。池上设有一台自动式刮油行车，在池的终端设有带式撇油机和污泥斗。行车刮板向上时，把油刮向带式撇油机，撇除表面浮油；刮板向下时放至池底，把沉积于池底的泥渣刮到污泥中，然后由可调偏心螺杆泵将污泥抽到浓缩池中进行浓缩处理。在池底设集水坑，水池底以i=0.01坡度坡向。为防止悬浮物的沉积和使水质均匀，可采用专用搅拌设备进行搅拌。根据调节池的有效率，搅拌功率一般按1m3污水4~8W标配搅拌设备，该工程取5W。则调节池配潜水搅拌机的总功率为433.336×5=2166.68W。取两台2.2kW的潜水搅拌机，安装在调节池进水端，一备一用。利用两台2PW的立式污水泵，抽取距调节池底1.1-1.5m处的乳化液废水进入下一个处理单元，2PW的立式污水泵规格单泵流量为36-72m3/h,扬程为9-11.5m,转速1440r/min，电机功率4kW，轴功率2.0-2.7kW,效率56-65%，吸上真空高度7-7.5m。根据经验可知，调节池刮油设施的BOD、COD的去除率为20%左右，所以其出水的水质为：表3-3：调节池出水水质指标污水水量pH值CODcr（mg/L）BOD5（mg/L）石油类（mg/L）1000m39-13124007129800另外设同调节池一样大小的贮水池，贮存雨水或者抽取河流水、自来水，采用贮存水与废水按1：1稀释混合，利用BL型直联式离心清水泵打入下一处理单元。BL型直联式离心清水泵规格为：扬程范围8.8-62m,流量范围4.5-120m3/h,电机功率1.5-18.5kW,介质最高温度80°C。稀释后的水质指标为：表3-4：稀释后废水的水质指标污水水量pH值CODcr（mg/L）BOD5（mg/L）石油类（mg/L）2000m37.3-11.3620035649003.4除油器 本设计采用立式除油罐来初步去除废水中的油类。 1．立式除油罐的设计水量由下式计算：Qmax′=2kQ （3-7）Qs=Qmax′/n （3-8） 式中： Qmax′----稀释后污水最大处理量,m3/s；k----日变化系数,可由给水量实际统计资料推求，在无资料时，可采用1.25-1.43，此设计中取变化系数1.3。Q----污水处理量，m3/d,本设计中为1000m3Qs----立式除油罐的设计水量，m3/h；n----同时运行的除油罐座数，n≧2,设计主要由2座除油罐来除油，所以n=2。 Qmax′=2kQ=2×1.3×1000/24=108.333m3 Qs=Qmax′/n=108.333/2=54.167m3 2．校核水量及计算 含油污水处理站在设计时，由于考虑到检修的需要，除油罐的设计一般不少于2座。当其中一座除油罐停止运行时，其余运行的每座除油罐实际负担的水量即为校核水量。校核水量也是除油罐的最大运行水量，校核水量由下式计算：Qx=npQs/(n-1) （3-9） 式中： Qx----校核水量，m3/h； n----同时运行的除油罐座数，n≧2,设计主要由2座除油罐来除油，所以n=2; p----一座除油罐停止运行后，其余运行的除油罐实际负担的水量占全部水量的百分数。如部分水量调往其他污水站处理或外排时，p<1；当污水不能外调或外排时，p=1。此设计中污水自行处理，不再调往其它地方处理;Qs----立式除油罐的设计水量，m3/h。Qx=npQs/(n-1)=2×1×54.167/(2-1)=108.333m3 利用校核水量进行计算，可以确定：溢流管底或溢流堰顶的安装高度及罐内设计油层厚度。当除油罐通过此水量时，罐内油层厚度不得小于安全厚度，以防止此时油槽收水。 3．最小运行水量及确定 含油污水量随着采出原油含水率的不断上升而不断增大。含油污水处理站建成投入运行时，除油罐实际运行水量，即为其最小运行水量。引入最小运行水量的目的在于确定：随处理水量的自然递增，可调堰的最大调节范围；或固定堰出水时，罐内的最大油层厚度。 除油罐最小运行水量的确定原则：维持除油罐冬季的正常运行，不至于因水温的降低而给自动吸油造成困难。 除油罐最小运行水量由下面经验确定。Qd=(0.3-0.4)Qs （3-10） 式中：Qd----除油罐最小运行水量，m3/h；0.3-0.4----经验系数，最小时取0.3；Qs----立式除油罐的设计水量，m3/h。Qd=0.3Qs=0.3×54.167=16.250m3 4．立式除油罐的水平截面积计算S=S1+S2 （3-11）S1=Qs/(3.6v下) （3-12）式中： S----水平截面积，m2； S1----有效水平截面积，m2；S2----旋流反应筒水平截面积，m2，其值在旋流反应筒未确定前可根据经验先行假定，自然除油罐S2为0;Qs----立式除油罐的设计水量，m3/h v下----除油罐中的下降流速，mm/s,自然除油时，v下=0.5-0.8mm/s；混凝除油时，v下=1.0-1.6mm/s;本设计中为自然除油，取v下=0.6mm/s。 S1=Qs/(3.6v下)=54.167/(3.6×0.6)=2S=S1+S2=25.077按上式求得S后，即可求出立式除油罐的直径。D= （3-13） 式中： S----水平截面积，m2；D----除油罐直径，m； 3.14----圆周率。 D==5.652m,取6 5.立式除油罐的高程布置 立式除油罐的高程布置是除油罐设计中十分重要的环节，罐中各部分之间的高程关系取决于它们之间的水力平衡关系。配水、集水管路的高程布置必须和整个罐内的高程布置统一考虑，并严格按水力学原理进行设计计算。 在进行高程布置时，由于各部分之间的关系错综复杂，为设计计算上的方便，取通过集油槽上缘的平面为基准图，并且假设：罐内保护高（安全超高）H1=0.5-0.8m；罐内设计油层厚度h1s=1.50-2.00m，取h1s=1.80m；管式出水时水平管底堰式出水时堰顶与O-O面距离h4=0.4-0.6m,油层底部距配水顶部的距离取H3=0.5m;集水头底面与斜板组底面之间的距离，亦即斜板组高取H4=0.5m;斜板组底面距罐底的距离取H5=1.0m;在配水管各管段管径确定后，即可根据各弯头半径、四通管等尺寸累加得出,取配水干管管中心与配水头顶面距离H6=0.5m。在基准面确定后，配水、集水管及罐内其它各部分的安装高度由下式计算：H配=h1s+H3+H6 （3-14）式中：H配----配水干管管中心安装高度，m;h1s----罐内设计油层厚，m;H3----油层底部距配水顶部的距离，m;H6----配水干管管中心与配水头顶面距离，m。H配=h1s+H3+H6=1.8+0.5+0.5=2.8m集水管路的安装高度，由图可知，集水干管中心安装高度由下式计算：H集=H0-(H4-H5-H6) （3-15）H0=Qst/S （3-16）式中：H集----集水干管中安装高度，m；H0----O-O面与罐底距离，m;H4----集水头底面与斜板组底面之间的距离，亦即斜板组高，m,取0.5m;H5----斜板组底面距罐底的距离，m,取1.0m;H6----配水干管管中心与配水头顶面距离,m;Qs----立式除油罐的设计水量，m3/h;t----有效停留时间，h,一般取2.5小时。H0=Qst/S=54.167×2.5/25.077=5.400mH集=H0-(H4+H5+H6)=5.4-(0.5+1.0+0.5)=3.4集水总干管水平段安装高度，采用管式出水方式时，集水总干管水平管段的安装高度由下式计算：H集总=h4=0.5mH集总----集水总干管水平管底（管式出水）的安装高度，m；H4----集水头底面与斜板组底面之间的距离，亦即斜板组高，m,取0.5m; 图3-2：除油罐高程布置示意图在油类小于5000mg/L的废水中，油类污染物的去除率可达95%。立式除油罐处理后水质如下：表3-5：除油罐处理后水质指标污水水量pH值CODcr（mg/L）BOD5（mg/L）石油类（mg/L）2000m37.3-11.315453562453.5隔板反应池 池数一般不少于两座，反应时间为20~30min,色度高、难沉淀的细颗粒较多时宜采用高值；池内流速就按高速设计，进口流速一般为0.5-0.6m/s,出口流速一般为0.2-0.3m/s,通常有改变隔板的间距达到改变流速的要求；隔板净间距应大于0.5m，小型反应池采用活动隔板时可适当减小间距，进水管口应设挡板以避免水流直冲隔板；反应池超高一般取0.3m；隔板转变处的过水断面面积应为廊道断面面积的1.2-1.5倍；池底坡向排泥口的坡度一般取2%-3%,排泥管直径不小于150mm。 隔板反应池的液面高为：h= （3-17） 式中： h----隔板池液面高度，m;Qmax′----稀释后污水最大处理量,m3/s； v----隔板反应池中污水流速，m/s,进口流速一般为0.5-0.6m/s,出口流速一般为0.2-0.3m/s,本设计中取平均流速0.4m/s; b----隔板反应池池宽，m,设计中取0.5m。h==0.150进口流速取0.5m/s,则进水管径为：D1=，取0.30m。出口流速取0.25m/s,则进水管径为：D2=，取0.40m。反应池超高0.3m,则取隔板反应池的高度H为0.45m,隔板的厚度取0.05m。另设一加药间，采用BS系列定量加药设备。BS系列加药设备同贮槽、定量泵、搅拌器组成，适用于各种防腐、防垢剂、杀菌灭藻剂、絮凝剂、分散剂等水处理药剂的，也可以用于酸、碱液等其它药剂的投加。基础尺寸2.4×1.86×2.4mm,另设一定的贮药空间，则加药间的尺寸定为5.0×4.0×3.0m。破乳剂[7]采用碱式氯化铝。 图3-3：隔板反应池简图3.6气浮池1.气浮池设计参数污水回流量取稀释后污水量的一半，即QR=0.5×2Qmax=1300m3/d;浮选剂和废水的接触混合时间取T2=5min;浮选分离时间Ta=38min;浮选池的上升流速v取1.6mm/s。2.气浮池设计[8]混合段的容积V2= （3-18）式中：Qmax′----稀释后污水最大处理量,m3/s；QR----污水回流量,m3/d；T2----浮选剂和废水的接触混合时间，min。V2==13.542m3浮选分离段的容积：V3= （3-19）式中：V3----浮选分离段容积，m3;Qmax′----稀释后污水最大处理量,m3/s；QR----污水回流量,m3/d；Ta----浮选分离时间，min。V3==102.917m3浮选池的有效容积：V=V2+V3=13.542+102.917=116.459m分离面积F:F= （3-20）式中：Qmax′----稀释后污水最大处理量,m3/s；QR----污水回流量,m3/d；v----浮选池的上升流速,mm/s。F==28.212取浮选池宽B=4m,水深H=3.5m,超高0.3m,取高为3.8m,池长L为：L==8.319m,取8.5m。复合表面积：BL=4×8.5=34m2出水管Dg150mm的穿孔管小孔流速v1=1m/s。小孔总面积S为：S= （3-21）式中：S----小孔总面积，m;Qmax′----稀释后污水最大处理量,m3/s；QR----污水回流量,m3/d；v1----出水管穿孔管小孔流速,m/s。S=m2设小孔直径D1=15mm,则孔数n为：n= （3-22）式中：S----小孔总面积，m;D1----小孔直径，mm。n===256孔口向下，与水平夹角45°，两排交错排列。池底坡降取i=0.05，坡向排泥孔，排泥管采用Dg200mm两根。3.溶气罐的计算罐容积与直径。溶气罐常量QR=1300m3/d=54.167m3/h,设计罐内停留时间T1=10min,则溶气罐容积为：V1= （3-23）式中：V1----溶气罐容积，m3;QR----污水回流量,m3/d；T1----罐内停留时间，min。V1==4.空气量的计算：溶解压力1.0kgf/cm2,最高水温不超过40°C,按亨利定律，在40°C水中的饱和空气量为：V=KTP （3-24）式中：V----单位平方米所需空气量，L/m2;KT----溶解系数，40°C水中取P----空气所受绝对压力，kgf/cm2。V=KTP=13.174×1=13.174L所需空气量按过量的30%设计，以留有余地：G气=VQR(1+30%) （3-25）式中：G气----所需空气量，m3/min；V----单位平方米所需空气量，L/m2;QR----污水回流量,m3/h。G气=VQR(1+30%)=13.147×54.167×1.3=935.774本设计中选用QF型组合式气浮装置。QF型组合式气浮装置主要由气浮箱、溶气系统、撇渣机等组成。处理水进入气浮箱后，溶气系统将大量空气送入水中，形成溶气水。产生大量微细气泡粘附于经混凝反应后被处理水中的“矾花”上，使絮体上浮，迅速去除，从而达到除去水中的悬浮物，净化水质的目的。 QF型组合式气浮装置固液分离速度快，占地面积小，操作简便可靠。可用于炼油、造纸、印染、电镀、金属加工、食品等行业的水质处理。 去除率：乳化油类:90%；BOD:70%;COD:≥80%;SS:90%;刮出油渣含水率≤95%。处理水量：5-100m3/h进水泵扬程：部分溶气工艺H≥10m;全溶气工艺H≥40-50m溶气泵扬程：△H=30-50m本设计采用两台QF型组合式气浮装置。 配套空压机采用ES10012,排气量0.8m3/min,工作压力1.2Mpa,电机功率7.5kW,外形尺寸：1730×700×1200mm,空压机房尺寸定为：4000×3000×3200mm取QF型组合式高效气浮装置的设备规格如下：表3-6：QF型组合式高效气浮装置规格处理水量m3/ha/mmb/mmc/mmd/mmH/mm608000280032001804600h/mmD/mme/mm直径出水口/mm进水口/mm排渣口/mm308039006600250150125图3-4：QF型组合式高效气浮装置结构示意图 处理后的污水水质指标：表3-7：除油罐处理后废水水质指标污水水量pH值CODcr（mg/L）BOD5（mg/L）石油类（mg/L）2000m37.3-11.3495.2106.819.63.7曝气池 1.设计参数 曝气池进水BOD5浓度为L1=106.8mg/L,出水BOD5浓度L2=20mg/L,进水流量Qmax′=2600m3/d,污泥负荷Fw=0.4kgBOD5/(kgMLSS·d),混合液挥发性悬浮液浓度X=3g2.验算污泥指数SI为：SI= （3-26）式中： SI----污泥指数； r----污泥回流比； X----混合液挥发性悬浮液浓度，mg/L。 SI==150 符合SI值取50-150的范围取值。 曝气池有效容积V:V= （3-27）式中： V----曝气池有效容积，m3; L1----进水BOD5浓度，mg/L; Qmax′----稀释后污水最大处理量,m3/d； Fw----污泥负荷，kgBOD5/(kgMLSS·d); X----混合液挥发性悬浮液浓度，g/L。 V=m3设池深3m,每组曝气池有效面积A为：A= （3-28） 式中： A----曝气池有效面积，m2; V----曝气池有效容积，m3; n----所取曝气池座数，座； H1----曝气池水深，m。 A= 考虑到池内要设置导流墙等因素，取池内实际面积A′=80m2，池长L=10m,池宽B=8m,超高取0. H=H1+0.5=3. 池型采用尤鲁塞尔型，图见曝气池单体图纸。 3.水力停留时间tmtm= （3-29）Ts= （3-30）式中：tm----水力停留时间，d;V----曝气池有效容积，m3; Qmax′----稀释后污水最大处理量,m3/d； ts----实际停留时间,d。tm= 考虑回流的影响，实际停留时间ts为： Ts= 4.污泥产量。设污泥增殖系数a=0.6,污泥自身氧化率b=0.08d-1，则系统每日排除剩余污泥量：Y=aQmax`LY-bVX （3-31） 式中： Y----系统每日排除剩余污泥量，kg/d;a----污泥增殖系数; Qmax′----稀释后污水最大处理量,m3/d；LY----去除的BOD5量，g/L;b----污泥自身氧化率,d-1;V----曝气池有效容积，m3;X----混合液挥发性悬浮液浓度，g/L。 Y=aQmax`LY-bVX=0.6×2600×(0.1068-0.02)-0.08×231.4×3=79.872kg/d 去除每kgBOD5的产泥量：Xw=a- （3-32） 式中： Xw----去除每kgBOD5的产泥量，kg/kgBOD5;a----污泥增殖系数;b----污泥自身氧化率,d-1; Fw----污泥负荷，kgBOD5/(kgMLSS·d)。 Xw=a-=0.6-=0.4kg/kgBOD5 泥龄tw：tw= （3-33）式中：tw----泥龄,d;a----污泥增殖系数;Fw----污泥负荷，kgBOD5/(kgMLSS·d);b----污泥自身氧化率,d-1。tw=d沉淀池底剩余污泥排泥量为：q= （3-34）式中：q----排泥量，m3/d;V----曝气池有效容积，m3;r----污泥回流比；tw----泥龄,d;q= 5.需氧量 曝气池每日需氧量O为：O=AQmax′LY+BVX （3-35） 式中： O----曝气池每日需氧量,m3/d;A----有机物中用于产生能量的比值，对于生活污水或性质相近的工业废水，如有机物以BOD5表示，污泥以MLVSS表示，一般取A=0.42-0.53，本设计中取0.5;Qmax′----稀释后污水最大处理量,m3/d；LY----去除的BOD5量，g/L;B----污泥自身氧化率，d-1,对于生活废水或性质相近的工业废水，B=0.11-0.188d-1，本设计中取0.14；V----曝气池有效容积，m3;X----混合液挥发性悬浮液浓度，g/L。 O=AQmax′LY+BVX=0.5×2600×0.0868+0.14×231.4×3=210.028kgO2/d 6.水力喷射曝气器设计 本曝气池采用自吸式水力喷射曝气器曝气。水力喷射器没有负压室，而是利用射流推动其前方空气流动的同时，带动周边的空气卷入水中，并利用其动能搅拌使空气在水中形成气泡，另一方面，射流从喷嘴出后在一定空间中扩散，形成雾滴，在运行过程中与空气进行质量传递，增加溶氧。 射流喷射器吸入空气的量，△Q与喷嘴距水面的距离X成正比，可用下式表示： （3-36） 式中： △Q----吸入空气的量，m3/d; Q----射流喷出的流量，m3/d; K----射流吸入系数,kg·h2/m3，根据经验测得K=0.0174kg·h2/m3; X----喷嘴口距水面垂直距离，m,取X=0.25m;r----喷嘴口径，m。 由上式可知，射流的流量越大，喷嘴的口径越小，吸入的气量也越大，但此时动力消耗也将增加。 设每个喷嘴的工作流量Q1=7.67m3/h,则每个喷嘴吸气量△ △Q=K=4.167m3/d 设喷嘴效率η=16%，空气中氧含量y=21%，则每个喷嘴吸进氧气量为： △Q′=△Qηy=4.167×0.16×0.21=0.14m3曝气池需氧量为： O′=210.028m3/d=8.751m 所以曝气池所需喷嘴n′为： n′=O′/△Q′=8.751/0.14=62.508，取63个 总喷射水量为： Q′=63×7.67=483.21m3 7.循环泵的选择 循环水量Q″为： Q″=483.21×24/2600=4.460倍 根据经验，扬程在8m左右，故选用4台4PW混流泵，每台流量20-33m3/h,扬程10.5-12m 8.污泥回流泵 污泥回流量Qr为： Qr=Qmax′r=2600×0.6=1560m3/d=65m系统性能表示，BOD5降解率为95-98%,COD降解率90-95%。采用2PW污泥回流泵。其规格为单泵流量为36-72m3/h,扬程为9-11.5m,转速1440r/min，电机功率4kW，轴功率2.0-2.7kW,效率56-65%，吸上真空高度7-7.5m。[9]处理后废水水质为：表3-8：沉淀池处理后水质指标污水水量pH值CODcr（mg/L）BOD5（mg/L）石油类（mg/L）20