《某焦化厂废水处理AAOO工艺设计毕业设计.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《某焦化厂废水处理AAOO工艺设计毕业设计.doc（58页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、太原工业学院毕业设计某焦化厂废水处理AA/OO工艺设计毕业设计1 前言11.1焦化废水来源、特性及处理意义11.1.1 焦化废水来源11.1.2 焦化废水特性21.1.3 处理焦化废水目的及意义21.2 焦化废水处理现状及处理方法31.2.1 焦化废水处理现状31.2.2 焦化废水的处理方法42 焦化废水工艺设计82.1 设计基础资料82.1.1 污水水量和水质82.1.2 出水要求82.2 厂址资料92.2.1地理位置92.2.2气候特征92.2.3地形及水文92.2.4厂区地形92.3 工艺流程的确定92.3.1 一般规定92.3.2 工艺设计原则102.3.3工艺比选113 构筑物设计计
2、算133.1调节池133.1.1设计说明133.1.2设计参数133.1.3设计计算133.2提升泵房143.2.1设计依据143.2.2设计说明153.2.3设计计算153.3隔油池153.3.1设计说明153.3.2设计参数163.3.3设计计算163.4气浮池183.4.1设计说明183.4.2设计参数193.4.3设计计算193.4.4上浮渣排除设备213.5水解酸化池223.5.1设计说明223.5.2设计参数223.5.3设计计算233.6 AOO池273.6.1设计说明273.6.2设计参数273.6.3设计计算283.7二沉池323.7.1设计说明323.7.2设计参数333.
3、7.3设计计算333.8接触消毒池363.8.1接触池的尺寸363.8.2巴氏计量槽373.9污泥浓缩池373.9.1设计说明373.9.2设计参数383.9.3设计计算393.10均质池403.10.1设计说明403.10.2设计参数403.10.3设计计算413.11污泥压滤车间413.11.1设计说明413.11.2设计计算413.11.3设备选择423.12干化场423.12.1设计说明423.12.2设计参数423.12.3设计计算424 平面布置444.1总平面布置原则444.2总平面布置结果445 高程布置及计算455.1高程布置原则455.2高程布置结果46参考文献：47致谢4
4、9附录50I 1 前言1.1 焦化废水来源、特性及处理意义1.1.1 焦化废水来源现代炼焦化学工业是烟煤为原料,在隔绝空气条件下,加热到960-1000，得到炼钢所需的焦炭。焦化厂除生产焦炭和煤气外，还回收苯、氨、酚等化工产品。焦化废水是煤制焦炭、煤气净化及焦化产品回收过程中产生的高浓度有机废水1。焦化废水主要包括2煤气的初冷阶段煤气冷凝水、煤气终冷水、煤气洗涤水和煤气发生站的煤气洗涤水、精苯分离水、气柜废水、焦炉水封水及其它场合产生的污水，如图1.1。煤 备煤 焦炉 焦炭加工 焦炭 除尘污水 除尘污水 焦油废水分离 煤气初冷 剩余氨水 煤气脱氮 焦油加工 煤气终冷 终冷污水焦油分离水 煤气脱
5、苯 蒸苯 煤气脱硫 粗苯加工 粗苯分离水 煤气管道水封水 古马隆生产 净煤气 古马隆污水图1.1 焦化生产工艺1.1.2 焦化废水特性焦化废水主要污染物质有：COD、BOD、氰化物、氨氮、悬浮物、苯酚及苯系化合物等，如表1.1。焦化废水成分多,组分复杂、浓度高、毒性大、难降解3。废水中含有数十种无机和有机化合物,其中无机化合物主要是大量铵盐、硫、硫化物、氰化物等；有机化合物除酚外，还有联苯、吡啶、吲哚和喹啉等有机污染物。污染物色度高，属较难生化降解的高浓度有机工业废水。焦化废水中COD、NH3-N和挥发酚等污染物浓度高，这些污染物会对人类、水产及农作物都有极大危害。焦化废水中的氨氮是一种不稳定
6、的物质，在微生物作用下反应生成NO2、NO2-、NO3-是一种致癌物质，并引起胎儿畸形，NO3-会破坏血液结合氧的能力，若饮用NO3-含量超过10mg/L的水会引起高铁血红蛋白症，甚至发生窒息现象。大量的氨氮排入水体会造成水体富营养化。成分CODBOD5氨氮pH含量mg/l2500-45001200-2000400-10006.5-8.5成分酚油分氰化物色度含量mg/l150-200200-100010-201000-2500表1.1 焦化厂废水一般组成成分及含量1.1.3 处理焦化废水目的及意义当前，全球都面临着水资源短缺、水质恶化的严峻形势，水污染问题成为当今世界面临的重要环境问题之一。我
7、国人均水资源占有量仅为0.24万m3，只有世界上人均占有量的1/4，属世界十二个贫水国家之一，所以加强对新污染源的控制，改善老污染源处理条件，才能从根本上改变我国水质恶化的现状。焦化废水的处理一直是国内外污水处理领域的一大难题，几十年来尚未出现突破性的研究成果。废水中污染物组成复杂，含有挥发酚、多环芳烃和氧硫氮等杂环化合物，属较难生化降解的高浓度有机工业废水。目前，焦化废水一般要经过预处理、二级处理和深度处理后才可能达标排放。焦化废水的预处理技术有：厌氧酸化法、气浮法、混凝沉淀法等；二级处理方法很多，有生物化学法、物理法、化学法、以及物理-化学法等；焦化废水深度处理技术4有化学氧化法、折点氯化
8、法、絮凝沉淀辅以加氯法、吸附过滤辅以离子交换法等。但目前最常用的方法是焦化废水5经隔油池、二级气浮池除油后进行多段曝气生物处理，再经氧化塘或吸附法深度处理后外排。1.2 焦化废水处理现状及处理方法1.2.1 焦化废水处理现状焦化废水是国内外工业废水处理领域的难题，目前，国内外对焦化废水中酚、氰等有毒物质的处理，生物活性污泥法是一个比较普遍有效方法。但对其中NH3-N、氟化物、COD等去除效果较差，难以满足外排要求，因此，国内外对焦化废水处理工艺和净化技术改进进行很多研究，不同国家有自己特点，操作、运行、测试和监控等技术也更多地向节能、经济、高效和实用方向发展。焦化废水的最终排放，视本国国情、地
9、质环境、环保法规以及当地生态状况而定。总体而言，我国焦化废水的治理水平与国外基本相当，但仍存在一定差距。我国焦化废水处理自五十年代起的发展过程，是一个从无到有、逐步提高、逐步完善的过程6。 二十世纪五十、六十年代处于低水平阶段，仅有几个大型焦化厂对酚水进行简易的机械处理。如鞍钢化工总厂、包钢焦化厂等，仅设有平流沉淀池或圆形带刮泥机的沉淀池去除浮油和重油，处理后将部分酚水送去作熄焦补充水。进入七十年代后，运用了国内外的生化技术，在首钢焦化厂兴建了生物脱酚装置，同时一批大、中、小型焦化厂都相继设立了生物脱酚装置，当时的重点是脱酚，处理方式和流程也比较简单。一九七八年改革开放到八十年代又为一个阶段。
10、当时由于国家对环保工作的重视，使焦化废水处理水平向前推进了一大步。以宝钢一、二期焦化废水处理技术的引进为起点，各院所加大了研究开发焦化废水的力度，开展了两段生化和投加生长素的试验研究以及混凝后处理和污泥脱水的研究。 在吸收宝钢焦化引进技术上的先进经验和开展试验研究的基础上，设计了一大批焦化废水处理装置。如处理水量为700 m3/h的鞍钢化工总厂南部生物脱酚装置，获得了国家优秀设计奖，现已运行了十五年，处理效果一直比较稳定，除COD略高外，酚、氰、油等指标均达标排放。与以前设计不同的是，在设计中采用了压力浮选装置，以去除乳化油；增加了污泥脱水装置，对污泥进行脱水处理，脱水后的泥饼送煤场掺入炼焦煤
11、中炼焦，减少了二次污染；鼓风机改用离心风机，减轻了噪声。该套装置自运行以来积累了丰富的经验，培养锻炼了一批废水处理专业人才。在石家庄焦化厂废水处理设计中，曝气池充氧采用了微孔曝气器，与以前的穿孔管暖气相比，可节能50，比普通曝气器节能2030。同时又对部分老厂的废水处理推广采用了投加生长素的技术，如唐山市焦化厂、徐钢焦化厂都采用了该项技术，处理效果良好。二十世纪八十年代末和九十年代初，针对国家对焦化废水排放标准的更严格要求，开展了焦化废水的脱氮和进一步降低COD的试验研究，经过几年的艰苦努力，取得了丰硕的成果。在试验研究的基础上将宝钢焦化废水处理装置进行了改造7，将其改为A/O脱氮工艺，并获得
12、改造装置的开工调试7成功，该装置达到了国际焦化行业的领先水平。在总结宝钢焦化废水生物脱氮经验的同时又建成了三个焦化废水生物脱氮装置，其中安钢焦化厂已达标验收，另两个在调试中。1.2.2 焦化废水的处理方法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，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4类。（1）化学处理法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
13、或在水中悬浮的有机物氧化，最终转化为无害物质N2和CO2排放。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CO2和H2O及少许无机物灰分。焦化废水中含有大量NH3-N物质，NH3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N2，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。臭氧氧化法臭氧是一种强氧化剂，能与废水
14、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。等离子体处理技术等离子体处理技术是利用高压毫微秒脉冲放电8所产生的高能电子(520eV)、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、COD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。光催化氧化法目前，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光能的吸收，因此，要求体系具有很好的透光性。所以，该方法适用于低浓度、透光性好的体系，可用于焦化废水的深度处理9。电化学处理技术电化学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
