环境综合项目工程专业毕业设计方案论文市化工厂废水处理综合项目工程设计.doc

乌市化工厂废水解决工程设计目 录第一篇 设计阐明书11 绪论11.1 化工废水产生 11.2 化工废水特点11.3化工废水危害11.4 设计任务21.4.1 课程设计题目2 1.4.2 项目概况21.4.3 污染物来源与去向21.4.4 水量水质特点及排放规律21.4.5 编制根据21.4.6编制原则31.4.7设计规定32工艺分析及方案选取和比较42.1 工艺分析42.2物化解决某些 42.3 生物解决某些 72.4折点氯化法83方案拟定93.1拟定污水解决方案原则93.2 工艺解决方案选取 104 废水解决方案设计124.1格栅124.1.1 设计参数124.1.2设计计算124.2提高泵房 124.2.1设计参数124.2.2设计计算124.3 调节池124.3.1设计参数134.3.2设计计算134.4 混凝反映池134.4.1 设计参数134.4.2设计计算134.5导流迅速沉淀分离系统134.5.1设计参数134.5.2设计计算134. 6 pH调节池134.6.1设计参数134.6.2设计计算134.7 吹脱塔134.7.1设计参数134.7.2设计计算134.8 水解酸化池144.8.1设计参数144.8.2设计计算144.9导流曝气生物过滤系统144.9.1内锥即下向流对流接触氧化区设计概况144.9.1.1设计参数 144.9.1.2设计计算144.9.2 外锥即上向流曝气生物过滤法过滤区设计概况144.9.2.1设计参数144.9.2.2设计计算144.9.3 导流沉降无泵污泥回流区设计概况144.9.3.1设计参数144.9.3.2设计计算154.9.4导流曝气生物过滤法解决池池体设计154.10清水池设计154.11贮泥池设计154.12污泥解决房屋设计164.13配电间164.14噪声164.15净化排出口设计164.16管道防腐设计164.17 重要构筑物占地面积汇总表165工程建设费用投资概算175.1土地造价概算175.2 设备造价概算175.3 工程总造价概算186 运营费用计算分析 196.1电费196.2药剂费196.3人工费196.4吨水运营费18第二篇 设计计算书201设计资料201.1设计题目及任务201.2设计出水水质201.3设计进水水质202工艺设计223重要构筑物设计计算223.1 格栅223.1.1设计概述223.1.2设计参数223.1.3设计计算223.2提高泵房233.2.1设计概述233.2.2设计参数233.2.3设计计算233.3调节池243.3.1设计概述243.3.2设计参数243.3.3设计计算243.4混凝反映池243.4.1设计概述243.4.2设计参数243.4.3设计计算243.5导流迅速沉淀分离系统253.5.1设计概述253.5.2设计参数253.5.3设计计算253.6 pH调节池 263.6.1设计概述263.6.2设计参数263.6.3设计计算263.7 吹脱塔263.7.1设计概述263.7.2设计参数273.8水解酸化池273.8.1设计概述273.8.2设计参数273.8.3设计计算273.9导流曝气生物过滤系统273.9.1内锥即下向流对流接触氧化区设计概况283.9.1.1设计参数283.9.1.2 设计计算283.9.2外锥即上向流曝气生物过滤法过滤区设计概况293.9.2.1设计参数293.9.2.2设计计算293.9.3导流沉降无泵污泥回流区设计概况293.9.3.1设计参数303.9.3.2设计计算303.9.4导流曝气生物过滤法污水解决池池体设计303.10 清水池设计313.11 贮泥池设计313.12 污水解决房屋设计313.13配电间313.14 噪声313.15 净化水排出口设计313.16管道防腐设计314 高程设计计算325参照文献33第三篇 小论文341 导流曝气生物过滤法原理342 导流曝气生物过滤法影响因素363 导流曝气生物过滤法长处373.1工艺创新373.2脱氮除磷典型性373.3投资运营经济性383.4解决稳定性383.5操作简朴性383.6适应性强384 结论38参照文献39第四篇 附图40附图1 化工废水解决设计平面布置图40附图2 化工废水解决设计管线布置图40附图3 化工废水解决设计高程布置图40附图4 导流曝气生物滤池布置图40附图5 水解酸化池布置图40道谢41第一篇 设计阐明书1 绪论1.1 化工废水产生化学工业废水重要来自石油化学工业、煤炭化学工业、酸碱工业、化肥工业、塑料工业、制药工业、染料工业、橡胶工业等排出生产废水。化工废水污染防治重要办法是：一方面应改革生产工艺和设备，减少污染物，防止废水外排，进行综合运用和回收；必要外排废水，其解决限度应依照水质和规定选取。一级解决重要分离水中悬浮固体物、胶体物、浮油或重油等。可采用水质水量调节、自然沉淀、上浮和隔油等办法。二级解决重要是去除可用生物降解有机溶解物和某些胶体物，减少废水中生化需氧量和某些化学需氧量，普通采用生物法解决。经生物解决后废水中，还残存相称数量COD，有时有较高色、嗅、味，或因环境卫生原则规定高，则需采用三级解决办法进一步净化。三级解决重要是去除废水中难以生物降解有机污染物和溶解性无机污染物。惯用办法有活性炭吸附法和臭氧氧化法，也可采用离子互换和膜分离技术等。各种化学工业废水可依照不同水质、水量和解决后外排水质规定，选用不同解决办法。1.2 化工废水特点化工废水基本特性为极高COD、高盐度、对微生物有毒性，是典型难降解废水，是当前水解决技术方面研究重点和热点。化工废水特性分析如下：(1)水质成分复杂，副产物多，反映原料常为溶剂类物质或环状构造化合物，增长了废水解决难度；(2)废水中污染物含量高，这是由于原料反映不完全和原料、或生产中使用大量溶剂介质进入了废水体系所引起；(3)有毒有害物质多，精细化工废水中有许多有机污染物对微生物是有毒有害，如卤素化合物、硝基化合物、具备杀菌作用分散剂或表面活性剂等；(4)生物难降解物质多，BOD/COD低，可生化性差；(5)废水色度高。1.3 化工废水危害工业废水导致污染重要有：有机需氧物质污染，化学毒物污染，无机固体悬浮物污染，重金属污染，酸污染，碱污染，植物营养物质污染，热污染，病原体污染等。许多污染物有颜色、臭味或易生泡沫，因而工业废水常呈现使人厌恶外观。1.4 设计任务1.4.1 课程设计题目某市化工厂废水解决工程设计1.4.2 项目概况某化工厂是一家规模巨大化工产品生产基地，市环保局领导出于对保护环境，节约资源考虑，决定筹建污水解决工程，将生产阶段某些所排污水收集、解决达标后排放，同步回收某些氨水。“变废为宝”在节约水资源，节约寻常开支同步，最大限度保护了周边环境，有助于把该化工厂建设成一种高水平当代化绿色公司，达到经济效益、社会效益和环境效益有机统一，构建一种良好生态环境，为公司长远发展打下坚实基本。1.4.3 污染物来源及去向污水重要来源于化工产品生产过程中排放出来废水，即工艺废水、冷却水、废气洗涤水等。该污水经解决后，可优于中华人民共和国污水综合排放原则（GB8978-1996）中一级原则，回用于生产工序，详细出水指标如表1。表1 出水水质项目pHCODCrBOD5SSNH3-NCN硫化物mg/L6.57.5301010100.50.51.4.4 水量水质特点及排放规律水量：本项目生产废水排放总量约3500m3/d。水质：依照甲方提供水质拟定需要解决外排终端废水水质如表2。表2 外排终端废水水质项目pHCODCrBOD5SSNH3-NCN硫化物mg/L79110045035045082.5排放规律：污水间歇排放，排放时间相对较集中，水质、水量变化较大。1.4.5 编制根据1) 城乡污水厂污染物排放原则GB189182) 污水综合排放原则GB897819963) 室外排水设计规范GBJ14874) 建筑给水排水设计规范GBJ15885) 建筑中水设计规范GB503366) 给水排水工程构造设计规范GBJ69847) 都市污水再生运用都市杂用水水质GB/T189208) 地表水环境质量原则GB3838889) 工业与民用建筑抗震设计规范GBJ118910) 构筑物抗震设计规范GBJ501919311) 室外给水排水和煤气热力工程抗震设计规范TJ327812) 民用建筑电气设计规范JGJ/-T169213) 继电保护和自动装置设计技术规程SDJ68314) 电力设备接地设计技术规程SDJ88315) 给水排水管道工程施工及验收规范GB502689716) 给水排水构筑物施工及验收规范GBJ1419017) 机械设备安装工程施工及验收通用规范GB502319818) 现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范GBJ2368219) 工业自动化仪表工程施工及验收规范GBJ938620) 电气装置施工及验收规范GBJ2328221) 国家及省、地区关于法规、规定及文献精神。1.4.6 编制原则1) 严格遵守国家及地方关于环保法律法规和技术政策，污水经解决后达到污水综合排放原则，并符合本地环保关于规定；2) 考虑站内排水系统现状，总体设计布局合理，并与绿化和美化环境有机结合；3) 在总体规划指引下，结合实际状况，发挥工艺优势，做到技术先进、工艺合理，尽量减少投资和占地；4) 在污水解决站设计中贯彻节能原则，最大限度地减少污水和污泥解决成本，以保证运营费用低，自动化限度高，便于维护管理和操作；5) 最大限度地减少二次污染。1.4.7 设计规定1) 依照以上资料，对该化工废水解决厂进行扩大初步设计；2) 编写设计阐明计算书；3) 图纸绘制：污水解决厂平面布置图；污水解决厂管线布置图；污水解决工艺高程布置图；重要构筑物图2张。2 工艺分析及方案选取和比较2.1 工艺分析依照以上污水资料及编制原则，考虑采用最适当本污水治理方案。为了达到经济效益与环境效益和谐统一，决定对污水采用如下工艺进行解决，解决工艺分析如下：本项目解决重点在于对废水中总氰及氨氮解决，由于此处氨氮浓度高达500 mg/L，而排放原则规定达到一级排放（即NH3-N10 mg/L），若采用单独化学办法或常规生物办法都很难达到解决规定，因而，考虑使用化学解决 + 生物解决相结合解决工艺。对于惯用去除总氰办法当前最成熟有效工艺为絮凝沉淀法，即在废水中投加适量絮凝剂，加以搅拌以增进废水中含氰物质及悬浮物与药剂混合，氢离子及悬浮物与絮凝剂发生反映絮凝成团，生成沉淀物质，并在重力作用下沉降于池底，通过污泥外排得以去除。对于惯用去除氨氮办法重要有：生物硝化法、氨吹脱法、折点氯化法、离子互换法等；其中，生物硝化法适合中、低浓度含氨废水；吹脱法（涉及蒸气吹脱法）去除高浓度含氨废水在炼钢、石油化工、化肥、有机化工等行业应用很广泛；吹脱法、折点氯化法、离子互换法可以运用于解决中浓度含氨废水。2.2 物化解决某些通过关于资料对比，对于本项目高浓度含氨废水，较为经济、有效办法为吹脱法；废水经吹脱后，不但脱掉了大某些游离氨，还去除了某些BOD、COD、SS及浊度，对后续生化解决有利。氨吹脱法涉及空气吹脱法和蒸气吹脱法两种，蒸气吹脱法虽然效率较高，但能耗大，需增设蒸气锅炉，设备复杂，维护工作量大；由于该站建在年平均气温较高地区，因而不存在空气吹脱法常用低温下吹脱无法正常进行和冬季吹脱塔结冰问题，故可采用空气吹脱法。吹脱法用于脱除水中氨氮，即将气体通入水中，使气液互相充分接触，使水中溶解游离氨穿过气液界面，向气相转移，从而达到脱除氨氮目。惯用空气作载体。水中氨氮，大多以氨离子（NH4+）和游离氨（NH3）保持平衡状态而存在。其平衡关系式如下：NH4+OH-NH3+H2O（1）氨与氨离子之间百分分派率可用下式进行计算：Ka=Kw/Kb=（CNH3CH+）/CNH4+（2）式中：Ka氨离子电离常数；Kw水电离常数；Kb氨水电离常数；C物质浓度。式（1）受pH值影响，当pH值高时，平衡向右移动，游离氨比例较大，当pH值为11 左右时，游离氨大体占90。由式（2）可以看出，pH值是影响游离氨在水中百分率重要因素之一。此外，温度也会影响反映式（1）平衡，温度升高，平衡向右移动。表3 列出了不同条件下氨氮离解率计算值。表中数据表白，当pH值不不大于10时，离解率在80%以上，当pH值达11时，离解率高达98%且受温度影响甚微。表3 不同pH、温度下氨氮离解率%pH2030359.02550589.560808310.080909311.0989898氨吹脱普通采用吹脱池和吹脱塔2类设备，但吹脱池占地面积大，并且易导致二次污染，因此氨气吹脱常采用塔式设备。吹脱塔常采用逆流操作，塔内装有一定高度填料，以增长气液传质面积从而有助于氨气从废水中解吸。惯用填料有拉西环、聚丙烯鲍尔环、聚丙烯多面空心球等。废水被提高到填料塔塔顶，并分布到填料整个表面，通过填料往下流，与气体逆向流动，空气中氨分压随氨去除限度增长而增长，随气液比增长而减少。影响因素及液气比拟定：影响游离氨在水中分布pH值、温度等因素都会影响吹脱效率。此外气液比、喷淋密度等操作条件也是影响吹脱效率重要因素。下面以逆流塔为例分析液气比拟定及其影响。氨吹脱是一种相转移过程，推动力来自空气中氨分压与废水中氨浓度相称平衡分压之间差，由物料守衡（见图1）可得吹脱塔操作线方程为：Y=L/V（XX1）+Y1 （3）图1 逆流吹脱塔物料衡算即以（L/V）为斜率直线，如图2 直线MN。在此，L 值已经拟定，若减少吹脱气体用量，操作线斜率将会增大，点N 便沿垂直线X=X2向上移动，传质推动力（X2 X2*）或（Y2 Y2*）随之减小，当点N 落在线Y*上时，Y2=Y2*，塔顶吹脱气体浓度达到平衡，即最高浓度。此时气体用量最小，这是理论上液气比能达到最大值，但推动力变为0。（L/V）max=（Y2*Y1）/（X2X1） （4）普通规定达到氨去除限度（X1）、进口浓度（X2）为已知，空气进口浓度（Y1）为零，Y2*为与X2相应气体平衡浓度，可由亨利定律求得，如下式：Y=mX （5）因而最大液气比可表达为： （L/V）max=mX2 /（X2X1）（6）式中m为平衡常数，是温度函数。因此温度对气体平衡浓度进而对（L/V）max有较大影响。当温度从10变为40时，（L / V）max从0.58增大到2.4。在逆流吹脱塔中，对拟定废水量而言，增大气体量，传质推动力相应增大，有助于氨氮吹脱去除。但气量太大，气速过高，将影响废水沿填料正常下流甚至不能流下，即引起液泛现象。因而，对一定废水量，最小液气比受液泛气速控制。液泛气速与塔式构造、填料种类和液体物性等因素均关于。显然，实际液气比应满足下式规定：（L/V）泛（L/V）（L/V）max （7）图2 逆流吹脱塔操作线依照表2中列出解离率计算，当反映温度为室温（20），pH值调节至11以上时，氨氮去除率为90%，即对于本项目废水而言，原氨氮浓度为500mg/L废水经吹脱解决后氨氮浓度为：500-50090%=50mg/L。2.3 生物解决某些实际工程经验表白，对于解决高浓度氨氮废水，化学办法体现出其高效性，但对于浓度较低废水，化学办法则显得不这样合用，此时，需增长生物解决系统以达到进一步减少氨氮作用。惯用于去除氨氮生物解决办法涉及：A/O法、SBR法、CASS法、导流生物曝气滤池等。几种解决办法比较如表4。表4 水解决工艺对比办法工艺特性优 点缺 点SBR法间歇式活性污泥法由流入、反映、沉淀、排放和闲置等5个工序构成。5个工序都在同一池中进行。1 在大多数状况下，无需设立调节池；2 SVI值较低，污泥易于沉淀，普通状况下，不产生或很少产生剩余污泥；3 通过对运营方式调节，在单一曝气池内可以进行脱氮和除磷反映。1 对自动化限度规定较高；2 对管理人员素质规定较高；3 投资较高A/O法厌氧阶段和好氧阶段串联，好氧阶段产生剩余污泥所有回流到厌氧池。厌氧池中有足够长污泥停留时间，污泥可以在厌氧阶段某些消化，污泥产率低。1 厌氧区污泥负荷高，有助于改进污泥沉淀性能，并在此区实现排泥除磷和反硝化脱氮。2 持续进水、持续出水，运营控制简朴，池体容积使用效率高。3 耐负荷冲击。1 曝气池容积大，基建费用高；2 活性污泥较易产生膨胀现象；CASS法在序批式活性污泥法（SBR）基本上，反映池沿池长方向设计为两某些，前部为生物选取区也称预反映区，后部为主反映区，其主反映区后部安装了可升降自动撇水装置。整个工艺曝气、沉淀、排水等过程在同一池子内周期循环运营；同步可持续进水，间断排水。1 工艺流程简朴，占地面积小2 沉淀效果好3 不易发生污泥膨胀4 剩余污泥量小，性质稳定1 水量调节不易控制2 若曝气不当，易导致曝气装置堵塞3 对自动化限度规定较高导流曝气生物滤池法在老式曝气生物滤池基本上，充分借鉴下向流曝气生物滤池法、上向流曝气生物滤池法、接触氧化法、生物膜法、人工快滤法、沉降分离法、无泵污泥回流法、给水快滤法等八者设计手法，和二级或三级污水解决工艺特点而开发研制出来污水解决新技术1 无需二沉池，节约占地面积，减小工程投资2 解决效果稳定，抗冲击能力强，无污泥膨胀之忧3 工艺流程简朴，易于操作和控制4 具备良好脱氮除磷效果5 具备较好温度、运营方式适应性6 工程建设较灵活，适合不同地形集中或分开设计自控规定较高2.4 折点氯化法 由于甲方对出水氨氮含量规定较高，为保证氨氮含量不会浮现由于水量或水质变化导致出水不达标状况，因而在后续增长清水池一座，在正常运营过程中，该构筑物作为暂时存储清水目以便于工厂按需要进行回用；当浮现水质或水量较大变化而导致出水不稳定期，可在此投加氯进行消毒氧化。详细反映原理如下：由于次氯酸是非常活跃氧化剂，因此极易与废水中氨进行反映，在反映中依次形成三种氯胺：NH3+HOClNH2Cl（一氯胺）+H2O （1）NH2Cl（一氯胺）+HOClNHCl2（二氯胺）+H2O （2）NHCl2（二氯胺）+HOClNCl3（三氯胺）+H2O （3）上述反映与pH 值、温度和接触时间关系较为密切，同步与氯和氨初始比值关于。加氯后，某些易于氧化物质，如铁离子、锰离子、硫化氢和有机物等与氯迅速反映，并将其中大某些还原为氯原子。在满足这直接需氯量后，氯继续与按进行反映，形成氯胺。当氯与氨摩尔比值不大于1时，将形成一氯胺和二氯胺。这两种氯化物分布关系，受各自生成速率控制。生成速率取决于pH值和温度。在反映过程中，一某些氯胺将转化为三氯化铵，余下氯胺被氧化成一氧化二氮和氮，氯将被还原为氯原子。随着氯不断加入，大某些氯胺将在转效点被氧化。关于转效点氯与氨氮计量关系可用如下化学式进行表达：2NH3+2HOCl2NH2Cl+2H2O2NH2Cl+HOClN2+H2O+3HCl2NH3+3HOClN2+3H2O+3HCl依照氨与次氯酸摩尔比为2:3，可以得知氯与氨氮重量比为：在实践中，氯化时形成次氯酸将与废水中碱度进行反映，大多数状况下，pH值将略有减少，用化学计算法计算，在转效点氯化过程中氧化14.3mg/L碱度。事实上，由于氯水解，真正需要碱度为15mg/L。因而，在使用折点氯化法时必要要考虑废水中碱度下降，并及时进行补充。3 方案拟定3.1 拟定污水解决方案原则污水解决方案原则有：（1）都市污水解决应采用先进技术设备，规定经济合理，安全可靠，出水水质好；保证良好出水水质，效益高；（2）污水厂解决构筑物规定布局合理，建设投资少，占地少；自动化限度高，便于科学管理，力求达到节能和污水资源化，进行回用水设计；（3）为保证解决效果，采用成熟可靠工艺流程和解决构筑物；提高自动化限度，为科学管理创造条件；（4）污水解决采用生物解决，污泥脱水采用机械脱水并设事故干化厂；污水采用季节性消毒；（5）提高管理水平，保证运转中最佳经济效果；充分运用沼气资源，把沼气作为燃料；（6）查阅有关资料拟定其方案。最佳解决方案要体现如下长处：（1）保证解决效果，运营稳定；（2）基建投资省，耗能低，运营费用低；（3）占地面积小，泥量少，管理以便。3.2 解决方案选取结合第二某些对整个工艺分析以及比较：针对氨氮废水拟采用“絮凝沉淀+加碱吹脱导流生物曝气过滤+折点氯化为核心解决工艺，该工艺具备技术先进、解决效果稳定、投资低、运营管理简便等长处，可保证解决水达标排放。重要工艺流程图如图3。达标排放定期外运导流迅速沉淀分流池pH调节池吹脱塔清水池导流曝气生物滤池鼓风机加氯装置加碱装置压滤机 污泥池格栅混凝反映池絮凝装置 调节池厌氧池化工废水提高泵图3 工艺流程图4 废水解决方案设计4.1 格栅4.1.1 设计参数设计流量：Qmax3500m3/d；栅前水深h0.6m， 过栅流速V0.6m/s；进水渠道渐宽某些尺寸角采用120；栅前渠道超高取h20.6m，栅条间隙宽度b0.02m；栅条宽S0.02m，格栅安装倾角60。4.1.2 设计计算格栅槽为LB