《毕业论文焦化废水深度处理的工程设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《毕业论文焦化废水深度处理的工程设计（55页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、I目录目录1 概论.11.1 焦化废水处理工艺概况.1生物处理法.1化学处理法.2物理化学法.4废水循环利用.41.2 设计原则.41.3 设计依据.52 设计条件.62.1 设计水量.62.2 原水水质.62.3 处理要求处理要求.63 焦化废水的特点及工艺选择.73.1 焦化废水的特点.73.2 关键工艺的选择.71、物化法.74 工艺原理及设计.94.1 A2/O工艺原理.9厌氧段（A1段）9生物反硝化脱氮过程（A2段）9好氧生物硝化过程（O1段）10深度处理接触氧化（O2）114.2 工艺特点.114.3 工艺流程.12预处理工艺说明.13生化处理工艺说明.13后续工艺说明.16II污
2、泥处理工艺说明.174.4 处理效果预测.184.5 设计计算.18厌氧池.18缺氧池、氧化池：.194.5.3平流式沉淀池.214.5.4 生物接触氧化池.234.5.5 磷酸盐加药量.244.5.6 反应池进、出水系统计算.244.5.7 曝气系统设计计算.265 主要构筑物设计及设备选型.315.1预处理部分315.2 生化处理部分.345.3 污泥处理部分.405.4 主要构筑物及设备一览表.416 工程经济分析.456.1 工程预算.456.1.1 土建费（A）.456.1.2 设备材料费(B)466.2 概算总表.486.3运行成本分析496、水处理直接成本.506.4 项目经济性
3、评价.50参考文献.51致谢.5311 概论概论1.1 焦化废水处理工艺概况焦化废水处理工艺概况焦化废水是煤在高温干馏过程中以及煤气净化、化学产品精制过程中形成的废水，其中含有酚、氨氮、氰、苯、吡啶、吲哚和喹啉等几十种污染物，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。它的超标排放对人类、水产、农作物都构成了很大危害。如何改善和解决焦化废水对环境的污染问题，已成为摆在人们面前的一个迫切需要解决的课题。目前焦化废水一般按常规方法先进行预处理，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、COD 及氨氮等指标仍然很难达标。针对这种状况
4、，近年来国内外学者开展了大量的研究工作，找到了许多比较有效的焦化废水治理技术。这些方法大致分为生物法、化学法、物化法和循环利用等四类。生物处理法 生物处理法是利用微生物氧化分解废水中有机物的方法，常作为焦化废水处理系统中的二级处理。目前，活性污泥法是一种应用最广泛的焦化废水好氧生物处理技术。这种方法是让生物絮凝体及活性污泥与废水中的有机物充分接触；溶解性的有机物被细胞所吸收和吸附，并最终氧化为最终产物（主要是 CO2）。非溶解性有机物先被转化为溶解性有机物，然后被代谢和利用。但是采用该技术，出水中的CODCr、BOD5、NH3-N 等污染物指标均难于达标，特别是对 NH3-N 污染物，几乎没有
5、降解作用。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。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。总的来看，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、2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
6、菌的生长和出水水质，这也就对操作管理提出了较高要求。化学处理法1、催化湿式氧化技术催化湿式氧化技术是在高温、高压条件下，在催化剂作用下，用空气中的氧将溶于水或在水中悬浮的有机物氧化，最终转化为无害物质 N和 CO排放。湿式催化氧化法具有适用范围广、氧化速度快、处理效率高、二次污染低、可回收能量和有用物料等优点。但是，由于其催化剂价格昂贵，处理成本高，且在高温高压条件下运行，对工艺设备要求严格，投资费用高，国内很少将该法用于废水处理。2、焚烧法焚烧法治理废水始于 20 世纪 50 年代。该法是将废水呈雾状喷入高温燃烧炉中，使水雾完全汽化，让废水中的有机物在炉内氧化，分解成为完全燃烧产物 CO和H
7、O 及少许无机物灰分。焦化废水中含有大量 NHN 物质，NH在燃烧中有 NO 生成，NO 的生成会不会造成二次污染是采用焚烧法处理焦化废水的一个敏感问题。研究发现,NH3在非催化氧化条件下主要生成物是 N，不会产生高浓度 NO 造成二次污染。从而说明，焚烧处理工艺对于处理焦化厂高浓度废水是一种切实可行的处理方法。然而，尽管焚烧法处理效率高，不造成二次污染，但是其昂贵的处理费用使得多数企业望而却步，在我国应用较少。3、臭氧氧化法臭氧是一种强氧化剂，能与废水中大多数有机物，微生物迅速反应，可除去废水中的酚、氰等污染物，并降低其 COD、BOD 值，同时还可起到脱色、除臭、杀菌的作用。臭氧的强氧化性
8、可将废水中的污染物快速、有效地除去，而且臭氧在水中很快分解为氧，不会造成二次污染，操作管理简单方便。但是，这种方法也存在投资高、电耗大、处理成本高的缺点。同时若操作不当，臭氧会对周围生物造成危害。因此，目前臭氧氧化法还主要应用于废水的深度处理。4、等离子体处理技术3等离子体技术是利用高压毫微秒脉冲放电所产生的高能电子（520 eV）、紫外线等多效应综合作用，降解废水中的有机物质。等离子体处理技术是一种高效、低能耗、使用范围广、处理量大的新型环保技术，目前还处于研究阶段。有研究表明，经等离子体处理的焦化废水，有机物大分子被破坏成小分子，可生物降解性大大提高，再经活性污泥法处理，出水的酚、氰、CO
9、D 指标均有大幅下降，具有发展前景。但处理装置费用较高，有待于进一步研究开发廉价的处理装置。5、光催化氧化法光催化氧化法是由光能引起电子和空隙之间的反应，产生具有较强反应活性的电子（空穴对），这些电子（空穴对）迁移到颗粒表面,便可以参与和加速氧化还原反应的进行。光催化氧化法对水中酚类物质及其他有机物都有较高的去除率。在焦化废水中加入催化剂粉末，在紫外光照射下鼓入空气，能将焦化废水中的所有有机毒物和颜色有效去除。目前，这种方法还仅停留在理论研究阶段。这种水处理方法能有效地去除废水中的污染物且能耗低，有着很大的发展潜力。但是有时也会产生一些有害的光化学产物，造成二次污染。由于光催化降解是基于体系对
10、光能的吸收，因此，要求体系具有良好的透光性。所以，该方法适用于低浊度、透光性好的体系，可用于焦化废水的深度处理。6、电化学氧化技术电化学水处理技术的基本原理是使污染物在电极上发生直接电化学反应或利用电极表面产生的强氧化性活性物质使污染物发生氧化还原转变。目前的研究表明，电化学氧化法氧化能力强、工艺简单、不产生二次污染，是一种前景比较广阔的废水处理技术。7、化学混凝和絮凝化学混凝和絮凝是用来处理废水中自然沉淀法难以沉淀去除的细小悬浮物及胶体微粒，以降低废水的浊度和色度，但对可溶性有机物无效，常用于焦化废水的深度处理。该法处理费用低，既可以间歇使用也可以连续使用。混凝法的关键在于混凝剂。目前一般采
11、用聚合硫酸铁作混凝剂,对 CODCr的去除效果较好,但对色度、F-的去除效果较差。絮凝剂在废水中与有机胶质微粒进行迅速的混凝、吸附与附聚，可以使焦化废水深度处理取得更好的效果。4物理化学法1、吸附法吸附法就是采用吸附剂除去污染物的方法。活性炭具有良好的吸附性能和稳定的化学性质，是最常用的一种吸附剂。活性炭吸附法适用于废水的深度处理。但是，由于活性炭再生系统操作难度大，装置运行费用高，在焦化废水处理中未得到推广使用。2、利用烟道气处理焦化废水该技术将焦化剩余氨水去除焦油和 SS 后，输入烟道废气中进行充分的物理化学反应，烟道气的热量使剩余氨水中的水分全部汽化，氨气与烟道气中的 SO2反应生成硫铵
12、。该方法以废治废，投资省，占地少，运行费用低，处理效果好，环境效益十分显著，是一项十分值得推广的方法。但是此法要求焦化的氨量必须与烟道气所需氨量保持平衡，这就在一定程度上限制了方法的应用范围。废水循环利用将高浓度的焦化废水脱酚，净化除去固体沉淀和轻质焦油后，送往焦炉熄焦，实现酚水闭路循环。从而减少了排污，降低了运行等费用。但是此时的污染物转移问题也值得考虑。 1.2 设计原则设计原则1、严格执行国家及地方的现行有关环保法规及经济技术政策。根据国家有关规定和甲方的具体要求，合理地确定各项指标的设计标准。2、本着技术上先进、安全、可靠，经济上合理可行的原则，尽量采用技术成熟、流程简单、处理效果稳定
13、的废水处理系统。从降电耗、节约药剂使用量方面精心设计，从技术经济上达到最佳效果。3、在总图布置方面，充分利用现有条件，因地制宜，少占用地；同时保证使污水处理设施与周围环境协调一致，不会影响环境美观。4、选用的设备自动化水平比较高，易于工人操作管理，减轻劳动强度。同时也要考虑设备的耐用性，以保证长时间免维修正常使用。55、废水处理工程中的设备选保工程质量。1.3 设计依据设计依据1、 中华人民共和国水污染防治实施细则（1989 年 7 月）2、 污水综合排放标准（GB89781996）3、 室外排水设计规范（GBJ14-87）4、 广东省地方标准水污染物排放限值（DB44/26-2001）5、
14、城镇污水处理厂附属建筑和设备设计标准（CJJ31-89）6、 污水再生利用工程设计规范（GB/T50335-2002）7、 工业企业噪声控制设计规范（GBJ87-85）8、 工业企业设计卫生标准（TJ36-79）9、 给水排水工程结构设计规范（GBJ69-84）62 2 设计条件设计条件2.1 设计水量设计水量根据毕业设计（论文）提供的数据和要求：废水产生量为 3000m3/d。设计水量：3000m3/d。平均流量：125 m3/h（24h 计） 。2.2 原水水质原水水质甲方提供待处理混合废水的水质数据如表 2.1 所示。根据同类废水水质情况，焦化废水本身的可生化性较差，但加入了生活废水后，
15、可生化性有一定改善。表表 2.1 废水废水水质指标水质指标水质指标CODCr(mg/L)BOD5(mg/L)氨氮(mg/L)挥发酚(mg/L)范围180010002001202.3 处理要求处理要求根据当地环保局的要求，污水外排标准执行污水综合排放标准（GB89781996）和广东省地方标准水污染物排放限值（DB44/26-2001）一级标准，其主要指标如表 2.2 所示。表表 2.2 出水水质指标出水水质指标水质指标CODCr(mg/L)BOD5(mg/L)氨氮(mg/L)挥发酚(mg/L)范围10020100.373 3 焦化废水的特点及工艺选择焦化废水的特点及工艺选择3.1 焦化废水的特
16、点焦化废水的特点焦化废水主要成分有挥发酚、矿物油、氰化物、苯酚及苯系化合物、氨氮等，属于污染物浓度高，污染物成分复杂，难于治理的工业废水之一。其处理的关键之处在于1、酚含量高废水中酚含高，有的高达 212g/L。由于酚的可生化性差，需用萃取法或其它物化法进行预处理加以回收利用。当它的含量高时，还是有很大的回收价值。2、氨氮含量高焦化废水中氨含量高，有时高达 2000mg/L。高浓度的氨不仅难以用生化法去除，而且其对生化处理单元有一定的毒害作用，严重时可杀死活性污泥，破坏整个生物处理系统。因此，该高含氨氮废水在进入污水处理站之前，要设蒸氨预处理过程。经过蒸氨预处理的废水氨氮浓度在 100300mg/L 左右，如果要处理到国家一级排放标准 15mg/L 以下，氨氮的去除仍为该类污水处理工艺选择时首先要考虑的问题。3、难降解有机物含量高焦化废水中含有大量苯系、萘系及杂环类难降解有机物，通常的好氧活性污泥法难以直接处理达标。因此，在好氧法前，需改善其可生化性，提高 BOD：COD 值。3.2 关键
