毕业论文-焦化废水深度处理的工程设计.doc

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16污泥处理工艺说明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 项目经济性评价50参考文献51致谢53 II1 概论1.1 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，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、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HO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、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。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。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。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。5、 废水处理工程中的设备选保工程质量。1.3 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、 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）2 设计条件2.1 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，可生化性有一定改善。表2.1 废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180010002001202.3 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2.2 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10020100.33 焦化废水的特点及工艺选择3.1 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 关键工艺的选择焦化废水的处理方法主要分为物化法和生化法。 1、物化法物化法由于要消耗大量的化学药剂，运行成本非常高，所以很少采用。现在普遍采用生化法。2、生化法生化法可分为普通活性污泥法、A/O法、A2/O、SBR法，以及它们的各种变体。其中：（1）普通活性污泥法在过去采用较普遍，但是由于焦化废水的可生化性差，难以使COD及氨氮达标。即使延长废水在好氧池中的停留时间，也不可能使氨氮达到一级标准。（2）A/O法对氨氮有很好的去除效果，但由于焦化废水的COD较高，可生化性差，难以使COD达标。（3）SBR法操作复杂，针对性不强，同时去除COD和氨氮的效果不好。（4）A2/O法既可以先改善废水的可生化性，又可以高效地去除氨氮，因此，它非常适合处理焦化废水，为焦化废水的首选方案。4 工艺原理及设计4.1 A2/O工艺原理 A2/O是Anaerobic-Anoxic-Oxic的英文缩写，它是厌氧缺氧好氧生物脱氮除磷工艺的简称。A2/O工艺于70年代由美国专家在厌氧好氧除磷工艺（A/O）的基础上开发出来的，其核心是在厌氧-好氧工艺（A/O）中间加一缺氧池，将好氧池流出的一部分混合液回流至缺氧池前端。该工艺同时具有脱氮除磷的目的。碱硝化液回流A2/O工艺流程如图4.1所示。 出水废水剩余污泥二沉池好氧池（硝化）缺氧池（脱氮）厌氧池活性污泥回流图4.1 A2/O工艺流程厌氧段（A1段）污水首先流入厌氧池，在兼性厌氧菌和专性厌氧菌的作用下，废水中的有机物被分解成沼气和被吸收转变成微生物的躯体，以污泥的形式得以去除。另外，NH3-N因细胞的合成而被去除一部分，使污水中的NH3-N浓度下降，但NO3-N含量没有变化。而且，厌氧过程还能大大地改善废水中难以直接用好氧生化法降解的苯、蒽醌类有机物的可化生性，提高后续生物氧化法的处理效率。由于该工业废水的磷含量不高，该厌氧段的主要目的主要是去除有机物及改善废水的可生化性。生物反硝化脱氮过程（A2段）经过厌氧反应的废水进入缺氧池中，同时还有一部分通过好氧处理的硝化液（混合液）回流到缺氧池，在缺氧池内进行反硝化。反硝化菌氧化有机物的同时，将混合液中的亚硝态氮和硝态氮还原为氮气而除去。反硝化过程是在缺氧条件下，异养型反硝化细菌将废水中NO3-N，还原为N2之过程，其生物化学反应式为:6NO3+2CH3OH6NO2+2CO2+4H2O6NO2+3CH3OH3N2+3CO2+3H2O+60H-N2难溶于水，经鼓气，得以吹脱。影响反硝化的主要因素：1、 温度 温度对反硝化的影响比对其它废水生物处理过程要大些。一般，以维持2040为宜。若在气温过低的冬季，可采取增加污泥停留时间、降低负荷等措施，以保持良好的反硝化效果；2、 pH值 反硝化过程的pH值控制在7.08.0；3、 溶解氧 氧对反硝化菌有抑制作用。一般在反硝化反应器内溶解氧应控制在0.5mg/L以下(活性污泥法)或1mg/L以下(生物膜法)；4、 有机碳源 NO3-在生物还原过程中为电子受体，完成此还原过程，在缺氧条件下，废水中必须有足够的电子供体，包括与氧结合的氢源和异养硝化菌所需的有机碳源。当废水中含足够的有机碳源，BOD5/TN35时，可无需外加碳源。当废水所含的碳、氮比低于此比值时，则需另外投加有机碳源。外加有机碳源多采用甲醇。此外，还可利用微生物死亡自溶后,释放出来的那部分有机碳，即内碳源，但这要求污泥停留时间长或负荷率低，使微生物处于生长曲线的静止期或衰亡期，因此池容相应增大。好氧生物硝化过程（O1段）在好氧池中，有机物被微生物生化降解，去除率较高。同时，废水中的氨氮被硝化菌氧化为亚硝酸盐和硝酸盐。通过硝化后另一部分混合液经二沉池进行固液分离，清液进一步处理后排放，污泥部分回流到厌氧池。废水中之NH3，在好氧条件下，自养型亚硝化菌与硝化菌将NH3氧化为NO3N的过程，是生物脱氮的第一步,其生物化学反应式为:亚硝化单胞菌2NH4+ + 3O2 -2NO2- + 4H2O + 4H+硝化杆菌2NO2+ + O2 -NO3-在硝化过程中，1g氨氮转化为硝酸盐氮时需氧4.57g；释放出H+，硝化菌在硝化放能过程中，获得能量同时，部分氨被同化为细胞组织，需消耗废水中的碱度，每氧化lg氨氮，将消耗碱度(以CaCO3计)7.lg。硝化反应综生物化学反应式：11NH4+37O2+4CO2+HCO3-C5H7NO2+21NO3-+20H2O+42H+影响硝化过程的主要因素有：1、 pH值 当pH值为8.08.4时(20)，硝化作用速度最快。由于硝化过程中pH将下降，当废水碱度不足时，即需投加石灰，维持pH值在7.5以上；2、 温度 温度高时，硝化速度快。亚硝酸盐菌的最适宜水温为35，在15以下其活性急剧降低，故水温以不低于15为宜；3、 污泥停留时间 硝化菌的增殖速度很小，其最大比生长速率为 0.30.5d-1(温度20，pH8.08.4)。为了维持池内一定量的硝化菌群，污泥停留时间 必须大于硝化菌的最小世代时间 。在实际运行中，一般应取2；4、 溶解氧 氧是生物硝化作用中的电子受体，其浓度太低将不利于硝化反应的进行。一般，在活性污泥法曝气池中进行硝化，溶解氧应保持在23mg/L以上；5、 BOD负荷 硝化菌是一类自养型菌，而BOD氧化菌是异养型菌。若BOD5负荷过高，会使生长速率较高的异养型菌迅速繁殖，从而异养型的硝化菌得不到优势，结果降低了硝化速率。所以为要充分进行硝化，BOD5负荷应维持在0.3kg(BOD5)/kg(SS).d以下。深度处理接触氧化（O2）焦化废水二级处理出水种COD和NH3-N常常超标，为了提高COD及氨氮的去除率,常采用深度处理予以解决，处理焦化废水时在A2/O法后加接触氧化法或二级氧化法。4.2 工艺特点该工艺适用于有机物浓度高、废水的可生化性差、同时需脱氮的工业废水。该系统抗冲击负荷能力强，运行稳定。该工艺在厌氧段不仅可以在运行成本比好氧法相对很低的情况下去除水中的有机物，还可以大大改善废水的可生化性，为后续的处理做准备。运行成本相对较低。与传统的活性污泥法相比，需氧量大大减少，同时不需外加碳源。4.3 工艺流程焦化废水事故池污水提升池隔油池浮渣气浮池调节池污泥厌氧池硝化液回流缺氧池好氧池二沉池回用剩余污泥生物接触氧化池PFS+PAM污泥砂滤池混凝沉淀池氨吸附池复用水池接污泥处理段污泥回流回用达标排放 图4.2 工艺流程图预处理工艺说明1、污水提升池进入处理单元前需一次提升。原设计采用潜水泵。2、事故池煤化工生产经常出现事故，故在设计时应考虑事故工况的处理，设一事故池。当水中氨氮可能对后续的生物处理造成危害时，先将废水送到事故池存放，待正常后，将事故废水少量按一定比例混到正常工况排出的废水中，缓慢处理，以保证好、厌氧菌不被毒死。3、隔油池目前常用的隔油池有平流隔油池和斜管隔油池。废水从池的一端流入池内，从另一端流出。在隔油池中，由于流速降低，比重小于1.0而粒径较大的油珠上浮到水面上，比重大于1.0的杂质沉于池底。本工艺采用平流式隔油池，它其结构简单，便于运行管理，除油效果稳定。4、气浮池经隔油后的废水进入气浮池，投加破乳剂、混凝剂及絮助凝剂。可将乳化态的焦油有效的去除，另COD、BOD也得到部分去除。保证了后面生化处理的正常进行。5、调节池气浮后的废水进入调节池，进行废水水量的调节和水质的均和。废水水量和水质在不同时间内有较大的差异和变化，为使管道和后续构筑物正常工作，不受废水的高峰流量和浓度的影响，需设置调节池，把排出的高浓度和低浓度的水混合均匀，保证废水进入后序构筑物水质和水量相对稳定，便于生物处理的稳定。生化处理工艺说明1、厌氧池调节池的水由潜水泵打入厌氧池。厌氧微生物对于杂环化合物和多环芳烃中环的裂解，具有不同于好氧微生物的代谢过程，其裂解为还原性裂解和非还原性裂解。厌氧生物发酵池的主要目的是去除COD和改善废水的可生化性。厌氧过程对于浓度较高的有机废水，可以将废水中的有机物分解为甲基等，以气体的形式从池中排中，可以去除废水中5080%左右之COD。同时，还可以将废水中的芳烃类有机质所带的苯、萘、蒽醌等环打开，提高难降解有机物的好氧生物降解性能，为后续的好氧生物处理创造良好条件。厌氧过程分为四个阶段：水解阶段、酸化阶段、酸性衰退阶段及甲烷化阶段。在水解阶段，固胶体性有机物质降解为溶解性有机物质，大分子物质降解为小分子物质。厌氧反应池是把反应控制在第二阶段完成之前，故水力停留时间短，效率高，同时提高了污水的可生化性。厌氧池启动后，污水由布水系统进入池体，由池底向上流动，经细菌形成的污泥层，污泥层对悬浮物、染料颗粒及细小纤维进行吸附、网捕、生物学絮凝、生物降解作用，使污水在降解COD的同时也得以澄清。焦化废水厌氧工艺水力停留时间较其他废水长，COD去除率1530%，同时具有很强的抗冲击负荷能力。2、缺氧池缺氧池是生物脱氮的主要工艺设备，废水中NH3-N在下一级好氧硝化反应池中被硝化菌与亚硝化菌转化为NO3-N与 NO2-N的硝化混合液，循环回流于缺氧池，通过反硝菌生物还原作用，NO3-N与 NO2-N转化为N2。此转化条件，一是废水中含有足够的电子供体，包括与氧结合的氢源和反硝化异养菌所需之足够的有机碳源，二是厌氧或缺氧条件。由第一级厌氧池之出水，已留有足够的有机碳源，可供反硝化菌消耗，但不能太大的过量碳源，以免出水含碳源过多，影响后续硝化反应。反硝化反应影响因素：碳源 进入缺氧池之废水中，BOD5/TN35，即认为碳源充足，本系统内碳源充足；pH pH在6.57.5为宜，原废水满足要求；水中溶解氧0.5mg/L；适宜温度 2040；硝化混合液回流率100400%。厌氧池排出的厌氧消化液在进入好氧活性污泥处理工艺前进行缺氧曝气，其作用如下：缺氧池回流入大量的曝气池的沉淀污泥，使缺氧池和好氧池组合为A-O工艺，具有较好的脱氮效果；在缺氧过程中溶解氧控制在0.5mg/L一下，兼性脱氮菌利用进水中的COD作为氢供给体，将好氧池混合液中的硝酸盐及亚硝酸盐还原成氮气排入大气，同时利用厌氧生物处理反应过程中的产酸过程，把一些复杂的大分子稠环化合物分解成低分子有机物。3、好氧池好氧池采用推流式活性污泥曝气池，它由池体、布水和布气系统三部分组成。缺氧池流出的废水自流入推流式活性污泥曝气池，在此完成含氨氮废水的硝化过程。硝化菌为自养好氧菌，在好氧条件下，将废水中NH3N氧化为NO3-N，此过程消耗废水中碳酸盐碱度计），一方面须中和过程产生的H+，另一方面，硝化菌细胞生长需要消耗一定量碱度。每硝化1g氨氮，需消耗7.1g碱度（以CaCO3计）。因此需要在此投加适量Na2CO3，以补充碱度。反应温度2040；pH8.08.4。此过程，要求较低的含碳有机质，以免异氧菌增殖过快，影响硝化菌的增殖。气水比20:1。与悬浮活性污泥接触，水中的有机物被活性污泥吸附、氧化分解并部分转达化为新的微生物菌胶团，废水得到净化。该工艺在水底直接布气，活性污泥直接受到气流的搅动，加速了微生物的更新，使其经常保持较高的活性。本工艺处理能力大，COD容积负荷可达0.81.5kg COD/(m3.d)，COD去除率为7090%。污泥生成量少，污泥产率0.20.4kg干污泥/(1kgCOD去除)。4、二沉池二沉池是活性污泥法工艺的重要组成部分。它的作用是使活性污泥与处理完的废水分离，并使污泥得到一定程度的浓缩，使混合液澄清，同时排除污泥，并提供一定量的活性微生物，其工作效果直接影响活性污泥系统的出水水质和排放污泥浓度。曝气池内得以进行充分反应的硝化混合液流入缺氧池，而缺氧池内的脱氮菌以原污水中的有机物作为碳源，以回流液中硝酸盐的氧作为收电体，进行呼吸和生命活动，将硝态氮还原为气态氮，不需外加碳源。循环比可取600%。5、生物接触氧化池二沉池流出的废水自流入生物接触氧化池，自下向上流动，运行中废水与填料接触，微生物附着在填料上，水中的有机物被微生物吸附、氧化分解并部分转化为新的生物膜，废水得到净化。溶解氧控制在24mg/L，能够进一步降解难降解有机物，脱除氨氮、磷，对水质起关键作用。该工艺在填料下直接布气，生物膜直接受到气流的搅动，加速了生物膜的更新，使其经常保持较高的活性，而且能够克服堵塞现象。由于此时废水中各污染物含量较低，可取较低的容积负荷，气水比10:1。生物接触氧化池由池体、填料、布水和布气系统四部分组成，作为进一步净化废水的后处理过程。本工艺处理能力大，COD容积负荷可达1.02.0kg COD/(m3.d)，COD去除率为7090%，污泥生成量少，污泥产率0.20.4 kg干污泥/(1kgCOD去除)，运行中不会产生污泥膨胀，能够保证出水水质的稳定，无需污泥回流。后续工艺说明1、混凝沉淀池接触氧池出水经加药、曝气反应后，进行混凝沉淀池。混凝沉淀池属于生物接触氧化处理的一个重要组成部分。生物接触氧化池中老化的生物膜顺水流出，由于其比重较轻，难以自然沉降去除，因此加入混凝剂PFS和PAM以加速沉淀过程。同时，混凝沉淀过程对废水中的色度去除效果也非常好。混凝沉淀池出水达标后可以直接排放或流入复用水池。在一些非正常工况下，如果出水中悬浮物及氨氮浓度达不到要求，可以将出水经泵打入砂滤池，经过滤和氨氮吸附两道工艺后，达标排放。2、砂滤池由二沉池出水仍然不能保证水中悬浮物达到杂用水悬浮固体指标要求。因为污水中含有很多的细小的颗粒，根据沉降理论，要使其沉淀下来，必须大幅增加沉淀池的长度，使土建投资成本增加。从悬浮物去除效果看，砂滤池采用的石英砂滤料孔隙能达到10-15m，而污水中大部分细小颗粒径集中在10-100m，可的长度土建投资少，操作管理简单方便，更为经济合理。设计采用压力滤池。滤池运行全部自动操作，工作稳定可靠，结构简单，节省材料。3、高效氨吸附池砂滤池的出水可以有选择的进入高效氨吸附池，以保证废水中氨度低于回用标准。虽然从A2-O工艺在正常工况下，可使氨氮浓度达标排放，但对于一些事故工况或在冬季处理效果欠佳时，出水氨氮可能超标，因此，设立高效氨吸附池，保证悬浮物大部分被滤料截留，出水清澈。从投资角度看，砂滤池比增加沉淀池以沸石为原料对水中的氨氮快速吸附，以进一步保证出水达标排放。沸石最佳吸附容量为4.5mg（氨氮）/g（沸石）。污泥处理工艺说明本方案污泥处理工艺主要包括污泥浓缩、污泥脱水两部分（如图4.3所示）。干泥至煤厂回生化处理污泥浓缩池污泥泵污泥脱水机集水井上清液气浮池厌氧池二沉池混凝沉淀池滤液干泥至煤厂回生化处理污泥浓缩池污泥泵污泥脱水机集水井上清液气浮池厌氧池二沉池混凝沉淀池滤液 图4.3 污泥处理流程图1、污泥浓缩池气浮系统、厌氧池、二沉池、混凝沉淀池排出的污泥含水率很高，一般在98%以上，流动性好，运输极不方便，需送至污泥浓缩池进行浓缩，去除一部分污泥颗粒间隙水（游离水），从而降低了后续脱水处理过程中污泥的体积。浓缩后含固率的提高会使污泥的体积大幅度地减少，从而可以大大降低脱水过程的投资和运行费用。2、污泥脱水经过浓缩后的污泥仍是能流动的，必须进行污泥脱水。本工艺的脱水设施采用污泥脱水机械。4.4 处理效果预测根据废水的特性，结合所推荐的工艺，就各处理单元对几种污染物的处理效果预测如表4.1所示。表4.1 各处理单元进出、水浓度及污染物去除率（mg/L）水质指标CODCrBOD5酚氨氮厌氧池进水18001000120200出水108066036188去除率40%34%70%6%缺氧池进水108066036188出水540343.210.8167.32去除率50%48%70%11%好氧池沉淀池进水540343.210.8167.32出水91.858.341.0833.46去除率83%83%90%80%生物接触氧化池进水91.858.341.0833.46出水27.5410016.92200.140.38.3710去除率70%71%87%75%4.5 设计计算厌氧池1、反应条件反应温度：30 35 pH值：67.5水力停留时间：4.74h2、设计计算 反应区容积：V=1254.74=592m3 反应区面积： A=118.4m2H0 反应区高度，取H0=5m。设定厌氧池为2座：A1=A2=59.2 m2取L=B=8m，校正后V厌=2H0BL=2588=640m3A厌=288=128 m2 校核表面水力负荷：v=0.98 m3 /（m2h） 厌氧池体总高：H=H0+H1+H2+H3+H4=5+0.5+0.5+2+0.5=8.5m 反应区顶部设置3m高弹性立体填料 池体尺寸：888.5 2座 缺氧池、氧化池：1、反应条件反应温度：252,临界运转温度：15 pH值：8.08.4缺氧池内BOD/NO3-N：2.06好氧池污泥负荷：0.12kg BOD/(kg MLVSSd)好氧池污泥浓度：2000mg/L = 2kg/m32、设计计算反应要求去除的NO3-N为：12524(200-33.46)=499.20kg/d反硝化速率(NO3-N/VSS)：=1.1=0.19kgNO3-N/(kgVSSd) 反硝化BOD去除速率：NS/qD=0.192.06=0.39kgBOD/(kgVSSd)反硝化所需的VSS为：499.20/0.19=2627.37kg反硝化去除的BOD：2627.370.39=1029.60kg/d此时出水BOD为=343.20mg/L进入氧化池的BOD：0.6612524-1029.60=950.40kg/d好氧池污泥负荷：0.12kg BOD/(kg MLVSSd)好氧池污泥浓度：3000mg/L = 3kg/m3缺氧池与好氧池容积：V=2860 m3硝化菌最大比增长速率：0.43稳定运行下硝化菌比增长速率：0.43=0.33N好氧池中NH3-N含量，33.46mg/LkN硝化反应饱和（或半速率）常数，10mg/L完成硝化作用所需的最小泥龄3.02d设计污泥停留时间：取安全系数SF=3，峰值系数PF=1.3，则设计泥龄=3.0231.3=11.78d可以取=20d按照经验数据，缺氧段与好氧段的停留时间比按1：4计算，则=4h, =572 m3=16h, =2280 m3取有效水深：5m，缺氧池尺寸：885 2座 好氧池尺寸：7.5820 2座图4.4 A-A-O池4.5.3 平流式沉淀池流量按照500%回流设计：Q=125(1+500%)=750m3/h表面水力负荷：q=1.5m3/（m2h）沉淀区水面积：A=Q/q=750/1.5=500m2设两座沉淀池：A1=A2=250m2沉淀区有效水深h2：h2=q t =1.02.5=2.5mt二沉池水力停留时间，一般取1.5-2.5h，取2.5h沉淀池的长度L：L= v t3.6=22.53.6=18mv最大设计流量时的水平流速，mm/s；一般不大于5mm/s，取2.0mm/s沉淀池的总宽度B： B=5.56m 采用2个池，每个池的宽度b=2.78m,取3m 污泥区的容积V： =562.5m3 沉淀池的总高度h： h=h1+h2+h3+h4+h4”=0.5+2.5+0.5+1.0+0.5=5.0mh1沉淀池超高，m，一般取0.5mh2沉淀池有效深度，m，为2.5mh3缓冲层高度，m，无机械刮泥设备时为0.5m，有刮泥设备时，其上缘应高出0.3m； 取0.5mh4污泥斗高度，m，取1.0mh4”梯形高度，m，为0.5污泥斗的容积V1 V1=(S1+S2+)= S1污泥斗的上口面积，m2 S2污泥斗的下口面积，0.5m2 h4泥斗高度，m，取1.0m污泥斗以上梯形部分容积V2 V2=32.7 L1梯形上底边长，m，为3.0m L2梯形下底边长，m，为18.8m沉淀池的总长度L L= L+L3+L4=18+0.5+0.3=18.8m L3进水堰口到挡板的距离，m，取0.5m L4出水堰口到挡板的距离，m，取0.3m L=3.6vt=3.642=28.8m 取30mB=A/L=250/30=8.33m取8.5m 有效水深：H=qt=1.52=3m 沉淀池尺寸30*8.5*3 2座图4.5 平流沉淀池4.5.4 生物接