含油廢水的處理

1、裝訂線安徽工業(yè)大學 畢業(yè)設計（論文）說明書Abstract Waste water is one of the difficulties in steel rolling process, mainly containing a lot of mineral oil and other organic matter, a high degree of emulsification, stable, difficult to remove, and the common effluent treatment process is not easy and stability, water qua

2、lity standards is not easy to reach.For the above-mentioned characteristics of cold oil, the design uses ceramic membrane composition and biological contact oxidation process for the removal of oil and COD, calculate and determine the size of the structure, complete CAD drawing volume 15. The combin

3、ed process using cold oily wastewater, water quality can be achieved, "the steel industry pollution emission standards" GB13456-2012 in cold water oily waste water requirements, and waste, waste oil, waste to achieve full resource reuse, creating good environmental and economic benefits. U

4、se ceramic membrane flux gradually decreased over time, affecting the treatment effect, therefore, the design will also introduce a common ceramic membrane cleaning methods and their respective advantages and disadvantages.Finally, there are some experience and gain in the last section of this paper

5、.Keywords: Cold oily wastewater、Inorganic ceramic membrane、 Biological contact oxidation、Membrane flux 第 60 頁 共 60 頁目錄第1章 緒論11.1冷軋含油廢水的簡介11.1.1 冷軋含油廢水的來源11.1.2 冷軋含油廢水的特點11.1.3 冷軋含油廢水的危害11.2 冷軋含油廢水的處理工藝21.2.1重力分離法21.2.2 過濾分離法21.2.3 離心分離法21.2.4 化學法21.2.5 粗?；?1.2.6 生物法31.2.7 氣浮法41.2.8 化學法41.2.9膜分離法41.

6、2.10 其它方法41.3 冷軋含油廢水的現(xiàn)狀發(fā)展51.3.1 處理現(xiàn)狀51.3.2 冷軋含油廢水處理技術(shù)的發(fā)展5第2章 工程概況72.1 水質(zhì)概況72.2 方案設計的原則7第3章 設計計算83.1 調(diào)節(jié)池83.1.1 簡介83.1.2 設計參數(shù)83.1.3 設計計算83.2 提升泵房和紙帶過濾機93.2.1 設計說明93.2.2 設計參數(shù)93.2.3 設計計算93.2.4.紙帶過濾機103.3 循環(huán)水池103.3.1 簡介103.3.2 設計計算103.4 超濾系統(tǒng)133.4.1 簡介133.4.2 計算參數(shù)133.4.3 設計計算143.5 板式換熱器和冷卻塔163.6 生物接觸氧化池17

7、3.6.1 設計參數(shù)173.6.2 生物接觸氧化池填料容積173.6.3 生物接觸氧化池總面積183.6.4 接觸氧化池尺寸183.6.5 污水與填料的接觸時間183.6.6 接觸氧化池總高度183.6.7 需氣量193.6.8 空氣管道設計203.6.9 污泥產(chǎn)量213.7 斜管沉淀池213.7.1 設計參數(shù)213.7.2 設計計算223.8 接觸消毒池243.8.1 設計說明243.8.2設計參數(shù)253.8.3設計計算253.9 計量槽273.9.1 設計參數(shù)273.9.2設計計算27第4章 污泥處理系統(tǒng)304.1 概述304.2污泥濃縮池304.2.1設計說明304.2.2設計計算314

8、.3 污泥貯池334.3.1設計參數(shù)334.3.2 設計計算334.4 脫水機房344.4.1設計說明344.4.2設計計算344.5 污泥泵364.6 鼓風機房36第5章 平面布置375.1平面布置的具體內(nèi)容375.1.1各處理單元構(gòu)筑物的平面布置375.1.2管、渠的平面布置375.1.3輔助建筑物375.1.4 廠區(qū)綠化375.1.5 道路布置375.2 平面布置的一般原則38第6章 高程布置396.1 高程布置說明396.2 高程布置396.2.1 污水管道水頭損失396.2.2 高程確定406.2.3 污泥處理構(gòu)筑物高程的確定41第7章 經(jīng)濟技術(shù)計算437.1 計算依據(jù)437.2工程

9、總造價437.2.1 土建部分437.2.2 污水設備購置費447.2.3 直接工程投資費457.2.4 其他部分費用457.2.5 工程總造價457.3運營經(jīng)費457.4估算46結(jié)束語47致謝 48翻譯50第1章 緒論1.1冷軋含油廢水的簡介 冷軋含油廢水是鋼鐵行業(yè)中最難處理的污水之一，如果直接排放，會污染環(huán)境，同時還會浪費水資源。因此必須對冷軋含油廢水進行處理，使其滿足冷軋廢水排放標準甚至是回用水標準，從而減少鋼鐵企業(yè)污水排放量和新水補充量， 提高廢水循環(huán)利用率。同時可以回收其中的廢油，以減少成本。1.1.1 冷軋含油廢水的來源 在軋鋼生產(chǎn)過程中，常需用乳化液或棕櫚油作潤滑、冷卻劑等進行冷

10、卻和潤滑，以消除軋制過程中產(chǎn)生的變性熱，在生產(chǎn)過程中這些潤滑油逐漸失去作用而被排放，成為含油乳化液廢水。101.1.2 冷軋含油廢水的特點 冷軋含油廢水中的乳化液主要由石油類、植物油或動物油脂類物質(zhì)中加入表面活性劑，乳化劑和水組成，為陰離子型乳化劑配制，水包油型結(jié)構(gòu)，油珠帶負電10。由于乳化液中含有大量潤滑油、表面活性劑和脂肪酸鈉鹽等，在循環(huán)使用過程中受摩擦熱、金屬粉塵及細菌污染等，逐漸腐敗變質(zhì)失去作用。所以要定期或不定期地排出一部分老的乳化液，補充新的乳化液。其的主要特點有：（1）溫度較高，通常為 60；（2）間斷排放，一次排放量大，成分波動也較大；（3）有機物含量高，通常為 CODCr在

11、1025g/L；（4）化學成分復雜，主要成分有油性添加劑、防銹添加劑、助溶添加劑和乳化劑等組成。乳化液的表觀顏色取決于在連續(xù)相中分散液滴的大小。分散液滴直徑大于或等于1m，為乳白色；0.11m 為藍白色：0.050.1m 為淺灰色或半透明狀；小于0.05m 為潔凈透明狀。1.1.3 冷軋含油廢水的危害 冷軋含油廢水的危害體現(xiàn)在會對動、植物、土壤、水體、乃至生態(tài)系統(tǒng)造成嚴重影響，其主體表現(xiàn)為: （1）含油廢水若不進行處理回收，會造成浪費。 （2）如果直接排入河流，湖泊等，會造成環(huán)境污染，影響水中生物的生存。 （3）油類污染物能附著在土壤顆粒表面，在土壤中形成油膜，使空氣難以透入，破壞土壤中微生物

12、的正常新陳代謝，影響植物的正常生長。生物處理系統(tǒng)中的含油廢水濃度超標，將會影響活性污泥和生物膜的正常代謝，出水水質(zhì)難以保證。13 （4）若含油廢水用于灌溉農(nóng)田，則會堵塞土壤孔隙，妨礙農(nóng)作物生長。 （5）含油廢水被排到江河湖海等水體后，油層覆蓋水面，阻止空氣中的氧向水中的擴散； 水體中由于溶解氧減少藻類進行的光合作用受到限制； 影響水中生物的正常生長，使水體變臭，破壞水資源的使用價值。 （6）企業(yè)自身方面，含乳化油的廢水，會在工藝設施、管道設備中和廢水中的懸浮顆粒、氧化鐵皮一起沉降，形成較大粘性的油泥團，堵塞管道和設備，影響正常的生產(chǎn)。 （7）直接排放含油廢水，會造成極大的環(huán)境危害和社會危害。但

13、更主要的危害在石油中含有致癌烴，被魚、貝富集并通過食物鏈危害人體健。1.2 冷軋含油廢水的處理工藝 1.2.1重力分離法重力分離法是利用油和水的比重差使油上浮，達到油水分離的目的。其主要用來去除水中懸浮態(tài)的油。重力分離的常用設備是隔油池。從最初的平流式隔油池基礎(chǔ)上，發(fā)展了斜板、波紋、平流斜板組合等除油裝置。131.2.2 過濾分離法過濾是將含油廢水流過由粒狀濾料的濾床層，使廢水中的油、懸浮物、膠體被濾料截留，從而得以去除。為除油效果的穩(wěn)定，需要工作一定時間后進行反沖洗。在石油化工廢水的二級處理中，通常將過濾作為廢水處理的關(guān)鍵措施，使處理過一定量的出水通過過濾設施，以保證排水達標。在三級處理過程

14、中，通常將過濾作其預處理，使深度處理運行較穩(wěn)定，提高排水水質(zhì)。21.2.3 離心分離法離心分離是使含油廢水在容器內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)，形成離心力場，因油和水質(zhì)量差異，受到的離心力也存在差異，離心后，油主要集中在中心部位，水則集中在外側(cè)的器壁上，達到了油水分離的目的。1.2.4 化學法含油廢水的化學處理方法，一般用于單獨用物理方法或用生物方法不能處理去除的廢水中部分膠體和溶解性物質(zhì)，尤其是乳化油?；瘜W破乳的方法主要有酸堿法、鹽析法、凝聚法等。采用多功能藥劑，對含油污水進行綜合治理，一步完成絮凝、阻垢、防腐和殺菌過程，簡化了污水處理流程，降低了處理和運行費用。在化學氧化除油方面，有利用空氣、臭氧、氯、過氧化

15、氫、Fenton 試劑等藥劑作為氧化劑用于廢水處理。1.2.5 粗?；ɡ糜?、水兩相對聚結(jié)材料的親和力不同將油、水分離，通常用于除去水中的分散油、乳化油。其過程是含油廢水通過粗粒化材料，使細小油粒聚結(jié)成較大的油滴，從而加大其上浮速度，更有利于重力分離；其機理主要有“潤濕聚集”和“碰撞聚集”分別建立在親油性和疏油性粗粒材料的基礎(chǔ)上。材質(zhì)表面的親油疏水性是起主要的作用1.2.6 生物法生物法是利用各種微生物的代謝作用，對廢水中污染物進行轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化作用，將廢水中的污染物轉(zhuǎn)化為微生物細胞以及簡單形式的無機物，使廢水得到凈化的處理方法。微生物對污染物的降解主要是通過兩者間的直接作用、共代謝作用、酶的誘

16、導等互相作用來進行得。常用的生物法分為厭氧和好氧生物法兩大類。好氧生物法從過程形式上可分為有活性污泥法、活性污泥法、氧化塘法和生物膜法等；活性污泥法技術(shù)是指在有氧條件下，通過微生物與廢水接觸，使微生物適應廢水環(huán)境后，依靠好氧、厭氧型細菌的混合菌群來降解廢水中的有機物。很多煉油廠都采用活性污泥工藝處理含油廢水，其處理效果一般比普通生物濾池高，運行費用低，但是管理要求高。氧化塘法是提供有機物好、厭氧分解的大型淺塘，塘內(nèi)有大量好氧微生物、厭氧微生物和藻類，與水體自凈作用相似。氧化塘通常采用水面自然復氧和藻類光合作用復氧，其運行情況多隨溫度、季節(jié)的變化有所不同。污水停留時間較長，一般幾天到幾個月，占地

17、較多，處理周期長。生物膜法中，微生物附著生長在載體表面，形成膠質(zhì)相連的生物膜。在處理過程中，生物膜吸附廢水中的有機物和溶解氧，從而不斷去分解除去水中的有機物，同時，生物膜本身也不斷新陳代謝。生物膜法采用的反應器可劃分為固定床和流化床兩類。常用的工藝有生物轉(zhuǎn)盤、生物濾池、生物接觸氧化、生物流化床等工藝。厭氧生物處理技術(shù)在處理高濃度的有機污染廢水方面，效果較好，以其投資少、能耗低、可回收利用沼氣、負荷高、產(chǎn)泥量低、耐沖擊負荷強等優(yōu)點。厭氧生物處理的反應器有：厭氧活性污泥法、厭氧濾池（AF）、上流式厭氧污泥層反應器（UASB）、厭氧膨脹顆粒污泥床（EGSB），內(nèi)循環(huán)（IC）厭氧反應器，厭氧折流板反應

18、器（ABR）等。隨著生物處理技術(shù)研究的不斷深入，生物法的具體實施形式已經(jīng)變的多種多樣。在工程應用中，厭氧和好氧生物法通常在工藝流程中組合連用。生物法較物理、化學法，具有處理成本低，總投資小，處理效率高，對環(huán)境影響小、應用范圍廣等優(yōu)點，但占地面積較大，運行費用較高等缺點。1.2.7 氣浮法氣浮法又稱浮選法，是處理含油廢水比較有效的一種方法。該法就是讓廢水中產(chǎn)生大量的微氣泡，微氣泡與水中的乳化油和密度接近于水的微細懸浮顆粒相黏附，黏合體因密度小于水而上浮到水面，形成浮渣，從而加以分離去除。氣浮法通常作為對含油污水隔油后的補充處理，經(jīng)過氣浮處理，可將含油質(zhì)量濃度降到30 mg/L， 再經(jīng)過二級氣浮處

19、理，出水含油質(zhì)量濃度可達到10 mg/L 以下。根據(jù)水中形成氣泡的平均直徑大小、溶入條件和氣泡形成方式，氣浮法分為溶氣氣浮法、布氣氣浮法和電解氣浮法。氣浮法的優(yōu)點：氣浮過程中增加了水中的溶解氧，浮渣含氧，不易腐化，有利于后續(xù)處理;氣浮池表面負荷高，水力停留時間短，池深淺，體積小;浮渣含水率低，排渣方便;投加絮凝劑處理廢水時，所需的藥量較少。氣浮法的缺點：存在占地面積大、藥劑用量大、浮渣造成二次污染。1.2.8 化學法 化學處理法是直接削弱乳化油中分散態(tài)油珠的穩(wěn)定性，或破壞乳液中的乳化劑，然后分離出油脂。該分離過程包括混凝劑與廢水的快速混合，油滴絮凝成團，上乳或沉降分離等步驟。通常采用的化學破乳

20、法有：（a）投加混凝劑；（b）加酸或同時加入酸和有機分散劑；（c）投加鹽并加乳化液；（d）投加鹽并電解。1.2.9膜分離法 膜分離法是利用液-液分散體系中的兩相與固體膜表面親和力不同， 通過外界作用力以物理截留方式進行油水分離。 膜分離法作為一種新型的含油廢水處理技術(shù)，能夠有效的去除水中的分散油和乳化油，而且具有操作穩(wěn)定，出水含油率低，處理含油廢水不需要化學藥劑，系統(tǒng)本省不產(chǎn)生污泥等特點 目前應用于冷軋含油廢水的膜技術(shù)主要包括微濾法，納濾法和超濾法，其中以超濾法應用最為廣泛。 超濾法處理含油廢水關(guān)鍵在于超濾膜的選擇，超濾膜包括有機膜和無機膜。但有機膜不易耐高溫，價格高且易水解和清洗不便，故一般

21、采用無機膜。1.2.10 其它方法隨著含油研究的進一步深入，一些新型的處理技術(shù)陸續(xù)出現(xiàn)如光催化氧化法、電解氧化法、電化學催化法等氧化法和膜分離法、電磁吸附法等。電催化氧化技術(shù)是通過化學催化產(chǎn)生的羥基自由基（·OH），其氧化性極強，與有機物之問的通過加成、取代和電子轉(zhuǎn)移等作用使污染物降解、礦化，具有易于自動化控制、無二次污染等優(yōu)點。1.3 冷軋含油廢水的現(xiàn)狀發(fā)展1.3.1 處理現(xiàn)狀 目前， 國內(nèi)鋼廠冷軋含油廢水的處理多采用超濾技術(shù)，并將超濾技術(shù)與生物技術(shù)和MBR 相組合，使出水的SS 和油類物質(zhì)得到了較好的控制， 但對COD 的處理仍然沒有達到理想效果。其中以陶瓷膜過濾和接觸氧化法為核

22、心的二級處理工藝目前應用最為廣泛。超濾和接觸氧化處理工藝的最大缺點就是處理出水不穩(wěn)定，經(jīng)常不能達到排放標準，該工藝在國內(nèi)各大鋼鐵企業(yè)的應用效果均不理想。采用陶瓷膜過濾-接觸氧化二級工藝處理含油廢水，皂化度較高、分子鏈較長的油類物質(zhì)會堵塞超濾膜表面，使超濾阻力急劇增大，需頻繁清洗且效果不明顯，經(jīng)常造成膜分離設備無法正常運轉(zhuǎn)，而溶解性的小分子有機物則無法去除；油類的可生化性較差，是較難降解的有機物，如果經(jīng)超濾直接進入接觸氧化工藝，勢必使接觸氧化工藝承受較高的沖擊負荷，而且好氧微生物降解大分子有機物的能力有限，是造成排水中 COD 和油類不能達標的重要原因。另外該工藝占地面積較大、投資成本高，一般企

23、業(yè)難以承受。1.3.2 冷軋含油廢水處理技術(shù)的發(fā)展 根據(jù)國家規(guī)定的鋼鐵工業(yè)水污染排放標準中污染物排放標準和“十二五”期間“明確提出的噸鋼化學需氧量降低0.065 kg”的約束性指標，再結(jié)合國家日益嚴格的環(huán)保標準和鋼鐵企業(yè)本身的持續(xù)發(fā)展，可以預測冷軋含油廢水處理技術(shù)將有以下的發(fā)展： （1）以無機陶瓷膜為代表的膜分離技術(shù)將成為冷軋含油廢水處理的主流技術(shù)， 而膜分離技術(shù)的研發(fā)重點主要是開發(fā)容易清洗、壽命長、高效、低成本的無機膜。（2）隨著國家對COD 的排放限制，在今后冷軋含油廢水處理工藝的選擇上，應充分考慮COD 的去除效果。同時深入研究含油廢水中COD 的降解機理，開發(fā)新型COD 處理技術(shù)，馴養(yǎng)

24、高效降解COD 的微生物菌種。（3）以膜生物反應器為代表的廢水處理工藝將會在冷軋含油廢水處理領(lǐng)域進行推廣應用。膜生物反應器的研究重點將集中在開發(fā)新型高效的膜組件， 優(yōu)化MBR 運行條件以及探索不同的生物處理技術(shù)與膜分離單元的組合形式。（4）加快新型含油廢水處理技術(shù)的研發(fā)和工業(yè)應用，如高級氧化技術(shù)、微電解技術(shù)、人工濕地技術(shù)等，從而推動鋼鐵企業(yè)廢水處理技術(shù)的快速發(fā)展。2 綜上所述，考慮到冷軋含油廢水及其常見處理方法的特點和國內(nèi)外的發(fā)展趨勢，本次設計選擇無機陶瓷膜處理冷軋含油廢水，無機陶瓷膜除具有有機膜分離方法的優(yōu)點外，還具有耐高溫、耐強酸、耐氧化及耐有機溶劑的侵蝕特性，機械強度高，使用壽命長，截油

25、率高，清洗再生性能好等優(yōu)點。根據(jù)陶瓷膜的特點確定該工藝的流程如下圖1-1： 圖1-1 冷軋含油廢水工藝流程圖流程圖中主要構(gòu)筑物的情況如下3：（1）調(diào)節(jié)池來自冷軋廠的含油廢水首先進入預處理調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)池接收連續(xù)的和間斷的廢水，起到調(diào)節(jié)水質(zhì)和水量的作用，使水質(zhì)和水量均衡。經(jīng)預處理后的含油廢水通過提升泵送至紙帶過濾機。在調(diào)節(jié)池上設有刮油刮渣機，將池底沉渣刮到渣坑中；浮油通過懸浮式吸油泵送至廢油回收箱。沉渣將被泵往冷軋其它系統(tǒng)濃縮處理或集中挖出焚燒。廢水提升泵受調(diào)節(jié)池和循環(huán)池液位計的控制；由在線溫度檢測儀調(diào)節(jié)蒸汽加熱；由在線pH表指示調(diào)節(jié)池酸堿性。（2）紙帶過濾器目的是為了去除含油廢水中的大于5m的金

26、屬顆?；蛘叻墙饘兕w粒。（3）超濾 供料泵將循環(huán)池中含油廢水輸送至循環(huán)泵入口，與回流液混合進入陶瓷膜，膜后的液體，一部分成為凈化的滲濾液，大部分回流。通過供料泵連續(xù)給料，循環(huán)泵工作，并經(jīng)調(diào)節(jié)形成一個超濾管正常工作所必須的壓力網(wǎng)。（4）生物接觸氧化池按一級推流式設計, 采用高有機負荷, 優(yōu)化出水水質(zhì)并減少剩余污泥量。池內(nèi)采用易掛膜、耐腐蝕、不結(jié)團堵塞的新型立體彈性填料和高效水下曝氣裝置。接觸氧化池內(nèi)的生物膜經(jīng)過培養(yǎng)馴化后, 逐漸適應了含油廢水環(huán)境, 對COD 的去除率保持在90%左右, 非常穩(wěn)定。（5）斜管沉淀池斜管沉淀池是指在沉淀區(qū)內(nèi)設有斜管的沉淀池。在平流式或豎流式沉淀池的沉淀區(qū)內(nèi)利用傾斜的平

27、行管或平行管道（有時可利用蜂窩填料）分割成一系列淺層沉淀層，被處理的和沉降的沉泥在各沉淀淺層中相互運動并分離。據(jù)其相互運動方向分為逆（異）向流、同向流和逆向流三種不同分離方式。每兩塊的平行斜板間（或平行管內(nèi)）相當于一個很淺的沉淀池。 第2章 工程概況2.1 水質(zhì)概況 冷軋含油廢水成分較為復雜，含有大量的礦物油及其它有機物，乳化程度高、性質(zhì)穩(wěn)定、去除難度較大，是嚴重困擾我國鋼鐵行業(yè)的環(huán)保問題。本次設計是對60m3/h冷軋含油廢水的處理，以便達到鋼鐵工業(yè)水污染物排放標準（GB 13456-2012）中新建企業(yè)冷軋廢水排放量要求，其設計參數(shù)見表2-1。 表2-1設計參數(shù)要求 水質(zhì)指標OilSSPHC

28、OD進水（mg/l）2003006-72400出水(mg/l)3306-9702.2 方案設計的原則 方案的選擇與處理的水量、來水水質(zhì)、排放標準、建設投資、運行成本、處理效果、維護管理是否方便等因素有關(guān)。具體可以從以下幾個方面考慮。（1）本設計方案嚴格執(zhí)行有關(guān)環(huán)境保護的各項規(guī)定，污水處理后必須確保各項出水水質(zhì)指標均達到鋼鐵工業(yè)水污染物排放標準（GB 13456-2012）中新建企業(yè)排放標準，污泥的處理與處置簡單，并盡可能采用節(jié)能處理技術(shù)。（2） 工藝設計要合理可靠，采用成熟、穩(wěn)定、實用、經(jīng)濟合理的處理工藝，保證處理效果，并節(jié)省投資和運行費用。（3）工藝設計時要考慮到避免二次污染和減少對周圍環(huán)境

29、的影響。（4）運行維護簡單，成本經(jīng)濟合理。（5） 采用較高程度的自動化控制系統(tǒng)。 第3章 設計計算3.1 調(diào)節(jié)池3.1.1 簡介含油廢水的乳化油濃度很高,剛進入調(diào)節(jié)池的廢水溫度高,一般在40 50 , 進行油水靜置分層。浮油經(jīng)刮油機刮至儲油池, 下層清液由提升泵送至紙帶過濾機, 除去90% 的懸浮雜質(zhì)后進入循環(huán)池, 以避免陶瓷膜超濾堵塞。3.1.2 設計參數(shù)水力停留時間一般為412小時，取T=8h。設計流量Q=60m3/h=0.0167 m3/s 。3.1.3 設計計算1.調(diào)節(jié)池有效容積： V=QT=60×8=480 m32.調(diào)節(jié)池水面面積： 取池子總高度H=4.5m，其中超高0.5

30、m，有效水深h=4m，則池面積為 A=V/h=480/4=120m23.調(diào)節(jié)池的尺寸： 池長取L=15m，池寬B=8m，則池子總尺寸為： L×B×H=15×8×4.5=540 m34.調(diào)節(jié)池的攪拌器： 使廢水混合均勻，調(diào)節(jié)池下設2臺LFJ-280反應攪拌機。 表3-1 LFJ-280攪拌機參數(shù)型號直徑(mm)高度(mm)攪拌速度攪拌功率(KW)LFJ-280287535003.2(r/min)0.375.刮油機: 選用德國FRIESS型W40帶式除油機，除油能力為230l/h，適用于水池長度大于20米甚至更長的。 圖 3-1 調(diào)節(jié)池計算草圖3.2 提升泵

31、房和紙帶過濾機3.2.1 設計說明提升泵房用以提高廢水的水位，保證廢水能在整個廢水處理流程過程中流過，從而達到廢水的凈化。本廢水處理系統(tǒng)工藝簡單，對于新建廢水處理系統(tǒng)，工藝管線可以充分優(yōu)化，故廢水只考慮一次提升。3.2.2 設計參數(shù)設計流量：Q=60m3/h 進水水面高程為-2.15m 出水管提升后的水面高度為6.23m（見水力計算及高程布置）3.2.3 設計計算1水泵選擇（1）最大流量： 選擇調(diào)節(jié)池與機器間合建式方形泵站，考慮2臺水泵（1臺備用），每臺水泵容量60m3/h。所需的揚程為21.81-18.66=3.15m。為安全計取揚程為4m 。根據(jù)設計流量60m3/h,設計中選擇100QW7

32、0-7-3型潛水排污泵，泵的參數(shù)如表3-2所示。表3-2 100QW70-7-3型泵參數(shù)流量（m3/h）揚程（m）出水口徑（mm）轉(zhuǎn)速（r/min）功率(kw)效率額定電壓(V)7071001400375.4%380 2.泵房的尺寸本設計中泵房為矩形建筑，在集水池的基礎(chǔ)上再考慮出水管線布置確定提升泵房面積。提升泵房面積。3.2.4.紙帶過濾機 選用煙臺數(shù)控機床附件有限公司的YYGL1系列紙帶過濾機,其工藝參數(shù)如下表3-3: 3-3 紙帶過濾機參數(shù) 型號容積(L)流量(L/min)電機功率(W)外形尺寸(L×B×H)YYGL1-5002000500400W4460x1240x

33、7703.3 循環(huán)水池3.3.1 簡介 紙帶過濾機的出水重力流流到循環(huán)池中。從該池進行預調(diào)節(jié)并輸送到超濾系統(tǒng)。超濾循環(huán)池是正方形的混凝土池，當超濾系統(tǒng)正常運行時，該池保持充滿。內(nèi)有攪拌器和一個pH計調(diào)節(jié)廢水的PH值，同時設有蒸汽管道及溫度探頭用于調(diào)節(jié)該池水溫，池內(nèi)有一個排放管道同廢油轉(zhuǎn)運泵相連把超濾進料池中的液體送至油分離池。池內(nèi)水溫控制在55 70 , 待濃縮液的濃度為原液的5倍左右時, 將其泵入廢油分解池。經(jīng)酸化分層, 上層油進入儲油池, 下層水則進入循環(huán)水池。3.3.2 設計計算 （1）尺寸計算 考慮循環(huán)水池接受從紙帶過濾器的來水和來自超濾系統(tǒng)中的回流水量,取水力停留時間為7h(一般在5

34、10h),故取循環(huán)水池的體積為400m3，其長寬高位：10m×10m×4.5m。取濃縮倍數(shù)為5 N： 濃縮倍數(shù)Q1 ： 滲透出水流量(m3 /h)Q2 ： 進水流量( m3 /h)V： 過濾前循環(huán)水池內(nèi)廢水體積(m3 )0.05： 進出水污染物濃度比t： 時間( h)故： 循環(huán)水池每過29小時其濃縮倍數(shù)將達到5倍，就將其泵入油分離池，經(jīng)酸化分層，上層油進入儲油池，下層水則進入循環(huán)水池。（2）熱工計算進入循環(huán)水池的廢水溫度為Ts=40， 循環(huán)水池內(nèi)的水溫為TD=703。則每小時耗熱量為： 池體耗熱量：循環(huán)水池各部傳熱系數(shù)：池蓋K=2.93KJ/(m2·h·

35、),池壁：地面以上的為K=2.5KJ/(m2·h·)，地面以下的為：K=1.9KJ/(m2·h·)。池外介質(zhì)為大氣時,全年平均氣溫TA=11.6，冬季室外計算溫度TA=-9池外介質(zhì)為土壤時,全年平均氣溫TA=12.6，冬季室外計算溫度TA=4.2池上蓋部分小時耗熱量為： 最大耗熱量為： 地面上池壁耗熱量： 最大耗熱量： 地面下池壁耗熱量： 最大耗熱量為： 池底耗熱量為： 最大耗熱量為： 總耗熱量和總最大耗熱量為： Q=7599881.04 Qmax=7619043 熱交換器計算: 采用池外套管式水-水熱交換器，全天均勻投配。熱交換器的內(nèi)管管徑選用DN10

36、0，管內(nèi)流速為,外管管徑選用DN120mm。 則熱交換管總長為： 設每根長10m，則共有312.6/10=31.2，取32根。 3.4 超濾系統(tǒng)3.4.1 簡介無機陶瓷膜是以氧化鋁、氧化鈦、氧化鋯等經(jīng)高溫燒結(jié)而成的具有多孔結(jié)構(gòu)的精密陶瓷過濾材料，多孔支撐層、過渡層及微孔膜層呈非對稱分布，過濾精度涵蓋微濾、超濾、納濾。陶瓷膜過濾是一種“錯流過濾”形式的流體分離過程：原料液在膜管內(nèi)高速流動，在壓力驅(qū)動下含小分子組分的澄清滲透液沿與之垂直方向向外透過膜，含大分子組分的混濁濃縮液被膜截留，從而使流體達到分離、濃縮、純化的目的。 建立于無機材料科學基礎(chǔ)上的陶瓷膜具有比板框、離心機、硅藻土及聚合物膜等分離

37、介質(zhì)所無法比擬的一些優(yōu)點： (1) 化學穩(wěn)定性極佳，能耐酸、耐堿、耐氧化； (2)耐有機溶劑, 耐高溫； (3) 機械強度大，耐磨性好； (4)壽命長，處理能力大； (5)孔徑分布窄，分離精度極高，可達納米級過濾； (6)易清洗，可在線藥劑或高溫消毒,可反向沖洗無機陶瓷膜在處理冷軋含油廢水時還具有以下的技術(shù)特點： (1) 油截留率高，出水含油量8ppm，達到環(huán)保要求； (2) 耐酸堿及氧化性物質(zhì)，耐微生物侵蝕，使用壽命長； (3) 可實現(xiàn)自動化控制，勞動強度低，節(jié)省人力成本； (4) 無需使用昂貴的破乳劑、絮凝劑，運行成本低； (5)采用錯流過濾，耐污染，可維持高通量過濾； (6) 膜清洗周期

38、長，清洗通量恢復效果好且穩(wěn)定； (7)設備易損件少，維護簡單，維修費用低； (8)經(jīng)過濃縮后可回收大量有價值的廢油。3.4.2 計算參數(shù) 水量Q=60m3/h參考陶瓷膜超濾裝置處理冷軋含油廢水和無機超濾技術(shù)和生化處理技術(shù)在寶鋼冷軋含油廢水處理中的應用，取陶瓷膜對冷軋含油廢水中油類的去除效果為95%。本設計選用南京艾宇琦膜科技有限公司生產(chǎn)的AYQ-SPZY-30型陶瓷膜，其進水油類含量應小于100mg/l，其工藝參數(shù)如表3-4: 表3-4 陶瓷膜參數(shù)型號通道數(shù)（個）孔徑(nm)長度(mm)通量L/(m2·h)膜面積m2處理水量30-19-4195011002500.464.5其性能指標

39、為: 支撐體結(jié)構(gòu):19通道多孔氧化鋁陶瓷芯,氧化鋁含量大于99% 外形尺寸：膜管外徑30mm 通道內(nèi)徑4mm 管長1100mm 膜材質(zhì)：氧化鋯 膜孔徑：50mm 適用PH值：014 耐壓強度:1.0Mpa 抗氧化性能：優(yōu) 抗溶劑性能：優(yōu) 其圖型為: 3.4.3 設計計算（1）清洗膜第一次使用的膜或較長時間未使用（超過48小時）均需進行循環(huán)清洗，方法為：堿洗：用溫度為80、濃度為15-20g/l的 NaOH溶液清洗，時間為30分鐘，后用水漂洗至中性； 酸洗：用溫度為50、濃度為5ml/l的58%的HNO3溶液清洗，時間為15分鐘，后用水漂洗至中性。（2）膜數(shù)量選用30-19-4型陶瓷膜，每支通量

40、為250 L/(m2·h)，故超濾膜總支數(shù)為： n=60×1000/（250×0.46）=522支（3）膜組件考慮陶瓷膜的組裝和系統(tǒng)的運行,本設計選擇37芯的陶瓷膜組件,每個組件能填裝37的陶瓷膜,故需要的膜組件個數(shù)為：522/37=15個 3-5 設備組件參數(shù)表：裝填膜管數(shù)37芯組件數(shù)15外形尺寸外徑：1500×1710mm滲透側(cè)出口尺寸38客體材質(zhì)304密封材質(zhì)四氟、氟橡膠等膜面流速45m/s(4)工藝說明本設計采用三組平行的膜單元,前倆個膜單元由5個裝有37根膜管,剩下由5個裝有37根膜管的膜殼并聯(lián)組成。故每組處理水量為20m3/h,但系統(tǒng)運行時，

41、供料泵的流量為105 m3/h，循環(huán)泵的流量為350 m3/h,當這兩個泵運行時，通過膜的水量為20 m3/h，15 m3/h的濃水返回到超濾循環(huán)池中當超濾裝置的總循環(huán)量為350 m3/h,其布置草圖如下: 圖3-2 陶瓷膜系統(tǒng)布置圖供料泵選擇150SG140-26型水泵2臺一用一備，循環(huán)泵為250SG380-22水泵2臺一用一備，其工藝參水如表3-6： 表3-6 水泵性能參數(shù)型號流量（m3/h）口徑（mm）轉(zhuǎn)速（r/min）軸功率(kw)效率(%)150SG140-26140802800465250SG380-2238025014503770（5）清洗由于膜的污染導致通量的下降，必須對膜進行

42、清洗。膜清洗的一般原則是高流速、低壓力下進行，滲透側(cè)閥門必須閉合狀態(tài)。一般來說，膜清洗方法通?？煞譃槲锢矸椒ê突瘜W方法。物理方法是指采用高流速水沖洗，海綿球機械清洗等去除污染物；化學方法是采用對膜材料本身沒有破壞、對污染物有溶解作用或置換作用的化學試劑對膜進行清洗，故本設計選用化學方法進行清洗，其具體做法為：1）.堿洗：用0.5%的NaOH溶液，在45-50下進行清洗，一般清洗45分鐘，用同等溫度的純水或去離子水反復循環(huán)沖洗系統(tǒng)直至中性。2）.酸洗：配置0.5%的HNO3溶液，然后一邊循環(huán)一邊升溫至40-45，在循環(huán)清洗30min，結(jié)束后用同等溫度的純水或離子水反復循環(huán)沖洗系統(tǒng)直至中性，讓膜管

43、濕態(tài)保存。3.5 板式換熱器和冷卻塔由于超濾出水溫度較高，不降溫處理，將對后續(xù)的生化處理帶來危害，因此，必須將超濾水溫降至3035，以便進行生化反應。(1)板式換熱器可拆卸板式換熱器是由許多沖壓有波紋薄板按一定間隔，四周通過墊片密封，并用框架和壓緊螺旋重疊壓緊而成，板片和墊片的四個角孔形成了流體的分配管和匯集管，同時又合理地將冷熱流體分開，使其分別在每塊板片兩側(cè)的流道中流動，通過板片進行熱交換。本設計選擇板式換熱器一臺，進水溫度7080，出水溫度5060，選擇BR0.3型板式換熱器，其工藝參數(shù)如下： 表3-7 BR0.3型板式換熱器參數(shù)表單片換熱面積：0.308法蘭通徑：DNmm80板間距：m

44、m4.4工作溫度：150單流道截面積：0.00118工作壓力：MPa0.6，1.0，1.6處理量 :m3/h60角孔直徑：mm80板片外形尺寸：mm1135*370*0.7法向波紋節(jié)距：mm15有效換熱面積：0.308流道寬度：mm320單片重量：kg1.79平均板間距：mm4.4角孔尺寸：mm67平均流道截面積：0.00118波紋高度：mm3.7平均當量直徑：mm7.0波紋型式等腰三角形板片材料304 316L（2）冷卻塔冷卻塔一臺，進水溫度5060，出水溫度3035，選擇GFNDP-75型方形逆流式冷卻塔，其工藝參數(shù)如下： 表 3-8 GFNDP-75型方形逆流式冷卻塔參數(shù)號 參數(shù)名=28

45、 o C 冷卻水量(m3/h )=27 o C 冷卻水量(m3/h)主要尺寸(mm)風量風機直徑電機功率重量(t)進水壓力噪聲dB(A)當量直徑t=10 o Ct=20 o Ct=25 o Ct=10 o Ct=20 o Ct=25 o C總高度寬度B(m3/h)(mm)(kw)自重運轉(zhuǎn)重10 4 PaDmDm(m)GFNL-757563.965.886.373.671.8439026006800018003.0/1.51.8363.046.259.03.023.6 生物接觸氧化池3.6.1 設計參數(shù)參考無機超濾技術(shù)和生化處理技術(shù)在寶鋼冷軋含油廢水處理中的應用和無機陶瓷膜超濾技術(shù)在冷軋乳化液廢

46、水中的應用中表示陶瓷膜對COD除去率在90%以上，取90%,故 進水COD濃度La=2400mg/L×0.1=240mg/L； 出水COD濃度Le=70mg/L； 取一級生物接觸氧化池COD容積負荷M為1.5kgCOD /(M3·d),其值一般在1.01.8kg COD/m.d 。3.6.2 生物接觸氧化池填料容積 m3式中 W填料的總有效容積，m3； Q日平均污水量，m3； La進水COD濃度，mg/L； Le出水COD濃度，mg/L； MCOD容積負荷率，gCOD/(m3·d)。3.6.3 生物接觸氧化池總面積 m2 式中 A接觸氧化池總面積，m2； H填料層

47、高度，m，取3m。3.6.4 接觸氧化池尺寸設一座接觸氧化池，分2格，每格接觸氧化池面積 m2 每格池的尺寸 L×B=6×5=30m2。 每格接觸氧化池在其端部與鄰接觸氧化池的隔墻上設1m×1m的溢流孔洞。3.6.5 污水與填料的接觸時間 >2h,符合要求。 式中 t污水在填料層內(nèi)的接觸時間，h。3.6.6 接觸氧化池總高度 H0=H+h1+h2+(m-1)h3+h4 =3+0.5+0.5+(1-1)×0.2+0.5=4.5m 式中 H0接觸氧化池的總高度，m； H填料層高度，m，取3.0m； h1池體超高，m，取0.5m； h2填料上部的穩(wěn)定水層

48、深，m，取0.5m； h3填料層間隙高度，m，取0.2m； m填料層數(shù)，取為1層； h4配水區(qū)高度，m，取0.5m。生物接觸氧化池選用組合纖維填料，其主要參數(shù)見表3-9 表3-9 組合纖維填料主要技術(shù)參數(shù) 型號塑料環(huán)片直徑(mm)填料直徑(mm)單片間距離(mm)理論比表面積(m2/ m3)Zv-150-8075150802000 圖3-3 組合纖維填料3.6.7 需氣量 參考生物接觸氧化設計規(guī)程和給排水設計手冊， 按每去除1kgCOD消耗1kg氧氣計算，生物接觸氧化池的需氧量Q1為： Q1=1440×(240-70)/1000=244.8 kgO2/d 生物接觸氧化池采用微孔曝氣器

49、，其充氧效率EA取15%，則接觸氧化池每天所需的空氣量Gs為： 式中 Gs需氣量，m3空氣/d； EA氧轉(zhuǎn)移效率，； 21氧在空氣中所占百分比； 1.43氧的容重，kg/m3 。 曝氣裝置選用HWB1型微孔曝氣器，其主要性能參數(shù)見下表3-10： 表3-10 微孔曝氣器的主要性能參數(shù) 型號 規(guī)格 面積比 有效水深 通氣量 動力效率 (%) （m）(m3/h) (%)HWB-1 200 6.25 4.5 4.0 17-26 由每格生物接觸氧化池的供氣量及HWB-1型可變微孔曝氣的通氣量，計算每格所需曝氣器的數(shù)量N為： N=5434.57/(2×24×4)=29個 每個曝氣裝置的服務面積按1.03m2 取設計安全N為30個，則生物接觸氧化池所需曝氣器為30×2=60個。其曝氣器的布置草圖為： 圖3-4 空氣布置草圖3.6.8 空氣管道設計 (1) 主干管取干管流速V為15m/s，則干管直徑d為： 取d=300mm，則干管流速為12m/s。（2）次干管取干管流速V為15m/s，則干管直徑d為：取d=200mm，則干