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1、目 录引言11 概况21.1 区域概况21.1.1 交通地理位置21.1.2 社会条件21.1.3 气候及水文条件31.2 焦化厂概况31.3 焦化厂废水概况31.3.1 焦化厂废水来源31.3.2 焦化厂废水组成41.4 处理工程设计概况41.4.1 废水处理水量及水质达标要求41.4.2 设计依据51.4.3 设计原则52 处理工艺的选择与确定52.1 处理工艺的选择52.1.1 A/O法(缺氧-好氧)62.1.2 A2/O法 (厌氧-缺氧-好氧)62.1.3 序批式活性污泥法(SBR)72.2 处理工艺的确定72.2.1 A2/O工艺除磷脱氮机理73 各种处理构筑物的设计83.1 重力除
2、油池83.2 浮选池93.3 调节池103.4 A2/O生化池103.5 二沉池183.6 混合反应池193.7 混凝沉淀池203.8 污泥浓缩池204 构筑物工艺参数及设备选型214.1 主要构筑物214.1.1 除油池214.1.2 浮选池214.1.3 调节池224.1.4 A2/O生化池224.1.5 二沉池224.1.6 混合反应池224.1.7 混凝沉淀池224.1.8 污泥浓缩池234.2 主要设备234.2.1 泵类234.2.2 鼓风机234.2.3 生物填料234.2.4 布水集水装置234.2.5 压滤机234.2.6 电控系统235 废水处理构筑物的平面布置246 工程
3、投资额估算257 运行费用估算277.1 工程总投资277.2 药剂消耗277.3 电耗277.4 折旧费277.5 总运行费用278 综合效益分析288.1 经济效益288.2 环境效益288.3 社会效益289 工程实施计划28致 谢29参 考 文 献30III河北科技大学本科生毕业设计引言焦化废水是在原煤高温干馏、煤气净化和化工产品精制过程中产生的废水，其成分复杂，含有大量的酚类、联苯、吡啶、吲哚和喹啉等有机污染物，还含有氰、无机氟离子和氨氮等有毒有害物质，污染物色度高，属较难生化降解的高浓度有机工业废水。因此焦化废水的处理，一直是国内外废水处理领域的一大难题。目前焦化废水一般按常规方法
4、先进行预处理、然后进行生物脱酚二次处理。但是,焦化废水经上述处理后，外排废水中氰化物、CODCr及氨氮等指标仍然很难达标。针对这种状况,近年来国内外学者开展了大量的研究,找到了许多比较有效的焦化废水治理技术。这些方法大致分为物化法、生物法和化学法。然而化学法或物理化学法运行费用较高，只能作城市污水处理的一个补充手段。因此，生物法脱氮除磷工艺显得尤为重要。近年来，人们从微生物、反应器及工艺流程几方面着手,研究开发了生物强化技术:生物流化床，固定化生物处理技术及生物脱氮技术等。而采用生物脱氮处理技术是焦化废水去除氨氮最理想的方法。生物脱氮工艺有A/O(缺氧-好氧)、A2/O(厌氧-缺氧-好氧)、A
5、/O2(缺氧-好氧-好氧)、SBR（间歇式活性污泥法）及其组合工艺等多种形式,采用的化学反应器也有活性污泥、生物膜、膜生物反应器等多种类型。这些技术的发展使得大多数有机物质实现了生物降解处理，出水水质得到了很大改善，使得生物处理技术成为一项很有发展前景的废水处理技术。生物法具有废水处理量大、处理范围广、运行费用相对较低等优点，改进后的新技术使焦化废水处理达到了工程应用要求，从而使得该技术在国内外广泛采用。但是生物降解法的稀释水用量大，处理设施规模大，停留时间长，投资费用较高，对废水的水质条件要求严格，废水的pH值、温度、营养、有毒物质浓度、进水有机物浓度、溶解氧量等多种因素都会影响到细菌的生长
6、和出水水质，这也就对操作管理提出了较高要求。现根据公司产生废水水质现状，拟设计一套切实可行的方案，力求节省，处理后的废水力求达标排放，同时达到保护环境的目标，为同行业建立废水处理站提供一定的参考数据。1 概况1.1 区域概况1.1.1 交通地理位置邢台市地处河北省南部，太行山脉南段东麓，化北平原西部边缘。位于北纬36。5037。47，东经113。52115。49之间，东以卫运河为界与山东省相望，西依太行山和山西省毗邻，南与邯郸市相连，北及东北分别与石家庄市、衡水市接壤。辖区东西最长处约185km,南北最宽处约80km,总面积12 486km2。邢台市位于河北省南部，西倚太行山，东临华北大平原。
7、京广铁路贯穿南北，与之并行 的京深高速公路即将开通。境内公路四通八达，邢台机场已开始使用，交通便利，客货 运输十分方便。邢台市交通运输便利。京广铁路、京九铁路、106、107、308国道和京深、高速公路贯穿南北；邢济、邢长、邢和、邢左公路横穿东西,成了铁路、公路纵横的交通运输网。河北中煤旭阳焦化公司河北中煤旭阳焦化公司位于河北省邢台市市区北8km处邢台县晏家屯镇石相村村西。其地理位置如下图1-1所示。图1-1 河北中煤旭阳焦化公司地理位置图1.1.2 社会条件邢台农业资源、水能资源、矿产资源都十分丰富。农业种植主要有小麦、玉米、谷子、棉花、花生等，素有“粮仓棉海”之称，是河北省粮棉主要产区之一
8、。农林特产主要有栗子、核桃、苹果等；县域内的铁、菱镁、兰晶石、石墨、石膏、石灰石等矿产资源十分丰富，野沟门、朱庄两座较大型水库对邢台县进行农业灌溉、水产养殖，防洪抗洪提供了有力保障。工业生产有冶金、煤炭、电力、机械制造、建材、轻纺、化工等众多的骨干企业。全区矿藏丰富，现已查明的有30多种，其中17种储量位居河北省前5位。主要是：煤、铁、铜、石灰岩、石墨、石膏、瓷土、石英、蓝晶石、金钢沙、大理石等。其中煤炭储量25.3亿吨，铁矿石4.5108吨，均在河北省占重要地位；石膏储量7.5108吨，在华北居第一。1.1.3 气候及水文条件本市属大陆性季风气候，年平均气温13，一月平均气温-3.1，七月平
9、均气温26.7，极端最低气温-22.4，极端最高气温42。年日照2955小时。年平均降水量584毫米，多集中在七、八月份。早霜始于十月中旬，晚霜终于四月上旬，无霜期约200天。邢台市地处太行山脉和华北平原交汇处，自西而东、山地、丘陵、平原阶梯排列以平原为主。西部的山区和山前丘陵区，位于太行山东麓，海拔在100m。全市河流分为子牙河、黑龙港和卫运河三大水系。子牙河系：有滏阳河、留垒河、沙洺河、七里河顺水河、牛尾河、白马河、李阳河、小马河、北澧河、泜河、午河、北沙河、交河，滏阳新河等。黑龙港河系：有老漳河、小漳河、西沙河、索泸河、老沙河、清凉江、滏东排河等。卫运河掠东部边境而过，没有支流汇入。市内
10、河流多为行洪排沥季节河。1.2 焦化厂概况公司占地面积1500亩，总投资13.4亿元，现有员工1000余人，平均学历在大中专以上水平。整个工程由鞍山焦化耐火材料设计研究总院设计，于2003年11月破土动工，目前已经全部建成投产，形成焦炭产能1.2106t/a；二期建设2座焦炉，产能为1.0106t/a。5座焦炉全部建成后，总焦炭生产能力将达到2.2106t/a，成为华北地区最大的焦炭生产基地。1.3 焦化厂废水概况1.3.1 焦化厂废水来源根据焦化厂煤气生产工艺的特点，该厂废水主要来自以下几个方面（如图1-2所示）：煤中的水分，水同煤中挥发成份一起进入煤气排送工序，煤气在冷却过程中，水和焦油形
11、成混合冷凝液，经气液分离器和初冷器的水封排出到氨水机械化澄清槽，经澄清分离出焦油和氨水，氨水进入剩余氨水中间槽，多余的氨水送去蒸氨，形成蒸氨废水；在生产粗苯时形成粗笨分离水；全厂所有煤气水封直接排水；储配站煤气冷凝水；产生于焦化生产过程中的生产废水、蒸汽；厂内生活污水。图1-2 焦化生产工艺流程与废水来源1.3.2 焦化厂废水组成焦化废水是含芳香族化合物与杂环化合物的典型废水，有机污染物以酚类化合物为主，占有机污染物的一半以上，另外还有多环芳香族化合物和含氮、氧、硫的杂环化合物等；无机污染物主要以氢化物、硫氢化物、硫化物、氨盐等为主，属有毒有害高浓度有机废水，处理难度很大，尤其是未经脱酚蒸氨除
12、油处理的废水，酚、NH3-N、油含量都很高，处理工艺复杂，运行费用高，而且最终出水COD、NH3-N、油难以达标排放。其中含有酚、氨氮、氰、苯、吡啶、吲哚和喹啉等几十种废染物，成分复杂，污染物浓度高、色度高、毒性大，性质非常稳定，是一种典型的难降解有机废水。1.4 处理工程设计概况 1.4.1 废水处理水量及水质达标要求河北中煤旭阳焦化有限公司废水，通过对大水量的未经脱酚蒸氨除油等处理的焦化废水处理工艺，包括预处理和生化处理（硝化、反硝化）工艺，最终出水达到废水综合排放标准。处理后废水水质标准，按污水综合排放标准GB 8978-1996和钢铁工业水污染排放标准GB 13456-92二级标准执行
13、。焦化废水包括煤气净化过程中产生的含酚氰废水、煤气管道冷凝水、粗笨分离水及厂内生活污水等。废水水量为100m3/h，每天运行24小时，即2400m3/d。水质如表1-1所示：表1-1 进水水质主要参数表水指标pH值悬浮物mg/L挥发酚mg/L氰化物mg/LBOD5mg/LCODCrmg/L油类mg/L氨氮mg/L总氮mg/L进水6980600201000350050220240废水处理后全部作为回用水回用于熄焦及煤场喷洒等工艺工程。设计出水指标如表1-2所示：表1-2 出水水质主要参数表水指标pH值悬浮物mg/L挥发酚mg/L氰化物mg/LBOD5mg/LCODCrmg/L油类mg/L氨氮mg
14、/L总氮mg/L出水69500.50.5601501025271.4.2 设计依据（1）国家及地方有关环境保护法律、法规和技术政策；（2）钢铁工业水污染排放标准GB 13456-92（3）环境工程手册（水污染防治卷）；（4）建设项目环境保护设计规定；（5）给排水设计手册及设计规范；1.4.3 设计原则（1）遵循国家颁布的有关废水处理方面的设计规范，严格执行国家及地方现行的有关法规及经济技术政策。（2）工艺先进成熟，运行可靠，出水稳定达标。（3）操作简单，运行稳定，便于维修管理。（4）在保证处理效果的前提下，尽量降低建设投资。（5）力求减少能耗和材料消耗，并降低运行费用。2 处理工艺的选择与确定2.1 处理工艺的选择 根据焦化厂废水水质的特点：水质变化幅度大，如NH3-N变化系数有些可高达2.7，化学需氧量（重铬酸钾法）COD变化系数可达2.3，酚氰浓度变化系数达3.3和3.4；有机物（以COD计）含量高，但生化需氧量BOD5/COD值偏低，一般为0.30.4，废水的可生化性差，而且废水中所含有机物也多为芳香族化合物和稠环化合物及少量吲哚、吡啶、喹啉等杂环化合物；酚类化合物会引起蛋白质变性沉淀，对生物细胞直接产生毒害作用， 使生物细胞失去活力，蛋白质凝固，引起深部组织损伤、坏死，而多环与杂环类化合物多
