工业园区废水处理工艺设计.docx
- 文档编号:4415692
- 上传时间:2023-05-07
- 格式:DOCX
- 页数:32
- 大小:218.94KB
工业园区废水处理工艺设计.docx
《工业园区废水处理工艺设计.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《工业园区废水处理工艺设计.docx(32页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
工业园区废水处理工艺设计
本科毕业论文(设计)
题目工业园区废水处理工艺设计
学院资源环境学院
专业环境工程
年级2007级
学号***************
姓名徐驰
指导教师蒋珍茂
成绩_____________________
2011年5月9日
工业园区废水处理工艺设计
徐驰
西南大学资源环境学院,重庆400715
摘要:
针对某工业园区污水特点,采用强化预处理+奥贝尔氧化沟工艺来有效处理其工业废水,充分利用了该工艺操作简单、运行稳定、抗冲击负荷能力强、处理效果好的优点。
根据设计要求,计算了处理流程中各构筑物的尺寸,合理安排了污水处理厂总平面布置和高程布置。
关键词:
工业废水,奥贝尔氧化沟,设计
Thetreatmentprocessdesignofawastewaterfromanindustrialpark
XuChi
CollegeofResources&Environment,SouthwestUniversity,Chongqing400715
Abstract:
TheenhancedpretreatmentandObamaBelloxidationditchwereselectedtotreatawastewaterfromanindustrialpark.Thetechnologyisoperationalsimple,processstable,stronglyresistanttoimpactloadandeffectobvious.Accordingtothedesigncriterion,thesizeofprocessbuildingswerecalculatedandtheplanelayoutandelevationlayoutwerearrangedreasonably.
Keywords:
industrialwastewater,orbaloxidationditch,design
文献综述
我国每天排放大量的工业废水,对江河湖海造成严重的污染。
据统计,全国27条主要河流,大多数被严重污染,有些河流中含酚,汞普遍超过指标数倍,乃至数十倍,使许多盛产鱼虾的河流产量大幅度下降。
水质污染,加剧了北方缺水地区的水源紧张程度。
同时,南方由于大量工厂没有节制的排放重金属废水,也导致了水质的严重污染,造成长江流域的水污染。
所以,工业废水的综合治理已成为当代环境工作亟待解决的重大问题之一。
随着工业经济的迅速发展,工业废水的排放量增加很快。
目前,我国以淮河、太湖等为代表的江河湖泊因为工业废水排放而遭到较为严重的污染,对环境和居民身体健康产生了较大的影响。
因此,增建和扩建工业污水处理厂便成为当务之急。
1工业废水概况
1.1工业废水定义
工业废水(英文:
industrialwastewater)包括生产废水和生产污水,是指工业生产过程中产生的废水和废液,其中含有随水流失的工业生产用料、中间产物、副产品以及生产过程中产生的污染物、生产过程中排出的水。
1.2工业废水的分类
一般的,工业废水有三种分类方法。
一是按工业废水中主要污染物的化学性质分类,如无机废水和有机废水,其中,电镀废水和矿物质加工产生的废水是无机废水;食品或石油加工产生的废水是有机废水。
二是按工业企业的产品和加工对象分类,如冶金废水、造纸废水、炼焦煤气废水、化肥废水、纺织印染废水、制革废水、发电厂废水等。
三是按工业废水中的主要污染物分类,主要有酸性废水、碱性废水、含氰废水、含油废水、含有机磷废水和放射性废水等。
还有按废水中污染物的危害性及其处理的难易程度分类的。
大致可分为三类:
一类为废热,主要有冷却水,冷却水可以回用;一类为常规污染物,无明显毒性又易于生物降解,包括生物可降解的有机物,可作为生物营养素的化合物,以及悬浮固体物等;一类为有毒污染物,含有毒性又不容易生物降解,包括重金属、有毒化合物和不易被生物降解的有机化合物等。
1.3工业废水的特点
工业废水的特点是排放量大,污染范围广,污染物种类繁多,浓度波动幅度大,污染物质毒性强,危害大,污染后恢复比较困难。
而且工业废水的水量和水质因生产方式和生产工艺的不相同导致其差别很大。
如矿山、电子外包等部门的废水主要含无机污染物,而造纸、啤酒等工业部门的废水,有机物含量很高,BOD5常达到2000毫克/升,甚至有的达到30000毫克/升。
即便是同一生产流程,生产过程中水质水量也会发生很大变化。
例如氧气顶吹转炉炼钢,同一炉钢的不同冶炼阶段,废水的pH值可在4~13之间,悬浮物可在250~25000毫克/升之间变化。
工业废水的水量取决于用水情况。
电力、造纸、石油、啤酒等工业用水量大,废水量也大,如有的炼钢厂炼1吨钢出废水200~250吨。
但各工厂的实际外排废水量还同水的循环使用率有关。
例如循环率高的钢铁厂,炼1吨钢外排废水量只有2吨左右。
2我国工业废水处理的发展历程[1]
我国工业废水治理起步较晚,技术不成熟,但是发展较快,在几十年的发展过程中,无论是工艺方面还是科研成果方面都取得了长足的进步。
我国工业废水的发展主要分为以下三个阶段
(1)工业废水处理发展初始阶段
在建国之初,我国经济还不发达,各地工厂都比较少,工业化水平还很低,所以工业废水排放量少,对环境污染不严重,因此治理就少。
随着经济逐步发展,各地工业化水平相继提高,工业废水量逐步增大,对环境污染日益严重,政府开始对其重视。
六十年代,我国逐步开始对工业废水的治理进行研究。
首先介入的是国内的几大市政设计院。
1963年建成北京化工二厂酸碱污水处理工程,规模2700m3/d;1968年建成
北京南郊农药二厂污水处理工程,规模2000m3/d,采用碱化——中和——曝气工艺;
七十年代初期,“三废”污染引起了各级政府包括中央政府的重视。
为加快包括工业废水在内的“三废”治理步伐,国家于1973年颁布了《关于保护和改善环境的若干规定》和其后颁布的《工业企业三废排放试行标准》等法规性文件,大大地推动了工业废水处理事业的发展,工矿企业兴建了一批污水处理厂。
(2)贯彻“三同时”,工业废水处理迅速发展
1979年,国家颁布的《中华人民共和国环境保护法(试行)》,标志着我国的环境保护工作进入法治阶段。
该法还把环境影响评价,污染者的责任,征收排污费,对基本建设项目实行“三同时”等,作为强制性的法律制度确定下来。
进入80年代,我国环境立法发展十分迅速,先后颁布了《中华人民共和国水污染防治法》、《征收排污费暂行办法》等一系列法律、法规、规定,这些法律、法规的颁布实施,对治理工业废水、保护环境起到了非常重要的作用。
在此期间,我国完成了一大批工业废水处理厂的设计和建设,取得了丰硕的成果。
在80年代,我国除了探索工艺方案和设计参数外,国内几家市政院还完成了一批科研成果,包括西南市政院进行了碱法草浆蒸煮废液的厌氧——酸析处理技术的研究;上海市政院开展对上海天厨味精厂废水处理试验,中等浓度有机废水厌氧处理研究;北京市政院开展对大理石生产废水处理回用生产性试验,深井曝气活性污泥法新工艺研究处理北京制药总厂废水。
华北市政院开展对污水催化氧化处理技术处理毛纺废水等。
(3)发挥专业院作用,工业废水治理呈现新局面
进入90年代,国家对环境保护工作更为重视,也加快了法律体系的建立和环保机构的健全,国家先后颁布了《中华人民共和国水污染防治法》、《固体废物污染环境防治法》等法律文件,环境治理工作的步伐大大加快。
随着改革开放的深化,社会主义市场经济的逐步建立,环保市场的发育,环保工作的科研设计力量也得到大发展,工业行业设计院的水处理方面的科技力量得到加强,并先后涌现出一批从事工业废水处理的环保公司,这些力量熟悉本行业的主体工艺,设计单位为自身市场化发展需要,积极投身工业废水处理的研究设计工作。
同时随着国家对环境保护工作的重视和投入,特别对城市环境保护和三江三湖治理的资金投入,国内的大中城市逐渐建设城市污水处理厂,国内几家大市政院也逐渐把工作重心移向城市污水处理厂的处理技术的研究和设计。
因此,国内工业废水处理市场逐渐由市政院转向工业院和环科院、环保公司起主导作用,特别是九十年代中期以后。
尽管如此,国内几家大市政院仍然完成一批工业废水处理厂的设计工作,一批新的污水处理技术在工程中运用。
我国工业废水治理经过五十年的发展取得了很大的成绩,水处理技术得到长足发展,削减了污染物的排放总量,有效地扼制了对环境的污染。
但是就目前来说与国际水平还是有一定差距,所以要树立科学发展观,保护环境,努力探索出新方法和新思路。
3工业废水的处理方法[2]
随着现代化工业的日益发展,工业废水量的排放日益增加,全世界各个国家的水体都被不同程度的污染,加剧了世界性的水资源匮乏危机。
为保护水体,同时缓解水资源匮乏的情况,世界各国都在逐渐对工业废水处理技术进行深入的研究和密切的关注。
3.1物理法
物理法是指通过物理作用分离废水中呈悬浮状态的污染物的废水处理方法,在此过程中污染物的化学性质不会发生改变。
工业废水处理常用的物理法有调节、沉淀、筛滤、过滤、浮力上浮、离心分离等。
3.1.1调节
在生产过程中,工业废水不论是在水质还是在水量上都会发生变化,所以需要对水质水量进行调节,以使废水处理系统在最佳的工艺条件下运行。
3.1.2沉淀
沉淀法的原理是利用废水中的悬浮物和水的密度有差别,借着重力沉降的作用,使其与水分离出来。
3.1.3筛滤、过滤
利用格栅、滤网等的拦截作用去除废水中的悬浮固体物质以及油类物质。
3.1.4浮力上浮法
利用水的浮力及悬浮物密度小于水密度的原理,使水中悬浮物浮于水面上,再对其进行分离的水处理方法统称为浮力上浮法。
3.1.5离心分离
利用离心力使污染物与废水分离。
3.2化学法[3]
化学法是指加入化学物质,使化学物质与废水中污染物发生化学反应,从而来分离、回收、去除污水里面原本为溶解状态、胶体状态的污染物或者将有害的污染物质通过化学反应转变为无害的物质的废水处理方法为化学处理法。
其废水处理技术常用的有混凝法、中和法、化学沉淀法等。
3.2.1混凝法
混凝法是在混凝剂的作用下,对不溶态污染物的分离技术。
其原理是在混凝剂作用下,使废水中不溶态污染物凝聚为可分离性的絮凝体,然后予以分离去除的过程。
3.2.2中和法
中和法的原理来源于酸碱中和,利用其原理来处理酸性或者碱性的废水。
即是向偏酸性的废水当中加入碱性物质,反之向偏碱性的废水中加入酸性物质,使其发生酸碱中和反应。
以此来调节废水的PH值,使其达到排放标准。
3.2.3化学沉淀法
化学沉淀法是指向废水中投加可与水中呈离子态的污染物发生化学反应,生成与水不互溶的化合物,析出沉淀,然后将其分离,使废水得到有效净化的废水处理方法。
它主要用于除去废水中的重金属离子。
3.3物理化学法
物理化学法是废水处理的一种方法,它是灵活的将物理方法和化学方法有机结合,使废水得到净化。
常见的物理化学方法包括:
吸附法、离子交换法、萃取法等。
3.3.1吸附[4]
是指利用多孔吸附剂,吸附废水中溶解性有机或无机污染物。
常用的吸附剂有活性炭、沸石、硅藻土、硅胶、分子筛等,其中以活性炭使用最为广泛。
3.3.2离子交换
离子交换法是指利用离子交换剂上的无害离子与废水中的有害离子或要回收的离子进行交换反应以除去或者回收废水中的离子的方法。
3.3.3萃取
萃取是指利用废水中有害溶质在废水中与在加入的溶剂中的溶解度的差异,使废水中的有害溶质转移到我们所加入的另一种溶剂之中,此种溶剂必须与水互不相溶。
从而将水与溶剂分离,同时也分离出了废水中的有害物质,以使废水得到净化。
3.4生物法
生物处理法就是利用微生物的新陈代谢功能,通过微生物的吸附、降解废水中的有机污染物,将废水中呈溶解、胶体以及微细悬浮状态的有机物、有毒物等污染物质,转化为稳定、无害的物质的废水处理方法。
生物处理法通常又分为好氧生物处理(如活性污泥法、生物膜法、生物稳定塘和土地处理法等)和厌氧生物处理(如厌氧活性污泥法和厌氧生物膜法)两种方法。
好氧生物处理是在有溶解氧的条件下,依靠好氧菌及兼性厌氧菌分解氧化废水中的有机物,以降低其含量。
厌氧生物处理则是在无溶解氧的条件下,依靠兼性厌氧菌和专性厌氧菌转化和稳定有机物,主要用于处理高浓度有机工业废水和城市污水中的污泥,且可以回收甲烷作为燃料。
一般来说,中、低浓度有机废水多采用好氧生物处理,高浓度(COD超过3000~4000mg/L)有机废水趋于厌氧生物处理+好氧生物处理。
3.4.1活性污泥法
当前流行的污水处理工艺有:
AB法、SBR法、氧化沟法、普通曝气法、A/A/O法、A/O法等,这几种工艺都是从活性污泥法派生出来的,且各有其特点。
其中奥贝尔氧化沟是一种新的污水处理工艺,它是在传统氧化沟的基础上发展起来的。
随着水污染的加剧和水体富营养化问题的出现,具有优良脱氮性能的奥贝尔氧化沟技术可以说是应运而生,成为一种新的污水处理技术。
它的典型特征是多沟道同心圆结构,污水通常从外沟进入,也可从中沟、内沟进入,回流污泥则进入外沟,沟之间有连通孔道,污水依次从外沟至中沟至内沟,再从内沟流往二沉池,内回流污泥则从内沟流向外沟。
尽管这是一种比较新的工艺,但是由于它的各种优点,现在在全国各地已经有许多应用成功的案例。
其中包括93年9月1日建设,98年5月1日投产的安徽省合肥市王小郢污水处理厂,处理量15万m3/d,出水水质达标稳定;2000年9月1日建成投产的北京大兴黄村污水处理厂,处理规模8万m3/d,出水水质达标稳定;山东潍坊污水处理厂,处理规模10万m3/d,出水水质达标稳定。
3.4.2厌氧消化法
厌氧生物处理是指在无分子氧条件下通过厌氧微生物(包括兼氧微生物)的作用,将废水中的各种复杂有机物分解转化成甲烷和二氧化碳等物质的过程,也称为厌氧消化。
厌氧法,据资料介绍,对于高浓度有机废水的处理是最好的方法。
有机废物经厌氧生物的降解、转化,不仅可以去除有机污染物,而且还可获得大量的沼气。
1970年,荷兰教授Lettinga先生发明了“上流式厌氧污泥床反应器(简称UASB)”,加拿大科学研究会生物科学部研究出“复合式上流厌氧反应器”。
吉林化工学院用UASB进行过高浓度有机废水的处理研究,北京市环保所曾UASB研究处理华北制药厂等三厂高浓度有机废水,效果均良好,COD去除率可达80%以上[5]。
3.4.3生物膜法
使废水连续流经固体填料(如碎石、炉渣或塑料蜂窝等),在填料上形成污泥状的生物膜。
生物膜上繁殖着的微生物,能够起与活性污泥同样的净化作用,吸附和降解废水中的有机污染物,从填料上脱落下来的衰死生物膜随废水流入沉淀池,经沉淀分离,废水得以净化。
3.4.4生物稳定塘
使废水在自然或经人工改造或人工修造的池塘内缓慢流动、贮存,通过微生物等的代谢活动,降解废水中的有机污染物,从而使废水得到净化。
生物塘按功能的不同可分为好氧塘、兼性塘、厌氧塘等。
随着水资源的世界性危机越来越严重,各国对废水处理技术越来越重视,为防止水质资源恶化而对国家经济的可持续性发展产生瓶颈效应,投入大量人力物力开发新的水处理技术。
新世纪我国水质科学与工程学科的时代性挑战与任务是:
在2025年前,开发出具有突破性的水处理新工艺以及强化现有工艺的改造技术,使水处理的各项费用比现在降低约25%—33%,并在2050年前水资源不再出现IV类以及低于IV类水质的现象。
因此我们除了积极改造现有工艺,还必须积极创新,开发新材料,利用生物技术如利用现有的EM技术(有效微生物群)、天然微生物种、开发高效的人工菌种等,发展水处理技术任重而道远。
设计说明书
引言
工业废水中污染物成分极其复杂多样,任何一种处理方法都难以达到完全净化的目的,而常常要集中方法组成处理系统,才能达到处理的要求。
废水处理流程的组合,一般遵循先易后难、先简后繁的原则。
先取出大块垃圾和漂浮物质,然后再一次取出悬浮固体、胶体物质及溶解性物质。
即首先使用物理法,然后再使用化学法或物化和生物处理法[6]。
中国现有工业废水处理厂,多为各企业自行修建,先期对其进行预处理达到排放标准后排入城市生活污水厂再进行处理,最后排入水体。
本设计拟建设一个对工业园区所有企业的污水(包括生活污水)进行综合性的统一处理。
1设计规模
1.1污水处理规模
通过对该工业园区进行实地调查后,预测其每日污水平均流量为30000m3/d。
污水总变化系数KZ=1.45,最大小时流量1812.5m3/h;考虑远期水量变化,远期工程平均污水量6万m3/d,污水总变化系数KZ=1.36,最大小时流量3400m3/h。
为节省工程投资,并考虑到近期工程与远期工程的结合,近期工程粗格栅进水泵房、接触消毒池建设规模为60000m3/d,近期工程的其它主体处理构筑物及生产性建筑物的建设规模为30000m3/d。
1.2进出水水质指标
(1)进水水质指
COD
NH3-N
BOD
TN
SS
TP
1300mg/L
30mg/L
600mg/L
40mg/L
350mg/L
7mg/L
(2)出水水质指标:
执行标准为《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级B标准[7]
COD
NH3-N
BOD
TN
SS
TP
≤60mg/L
≤15mg/L
≤20mg/L
≤20mg/L
≤20mg/L
≤1mg/L
2工艺流程的确定
2.1污水处理厂工艺选择原则[8]
污水处理厂的建设和运行耗资比较大,并且受到多种因素的制约和影响。
其中,处理工艺方案的优化选择对污水处理厂投资及运行管理的影响尤为关键。
因此,须从项目整体优化的观点出发,综合考虑当地的客观条件、污水性质及处理出水要求,提出最佳的污水处理工艺方案。
污水处理工艺选择原则:
(1)工艺合理,技术先进,对水质变化的适应能力强,出水达标且稳定;
(2)运行管理方便,运转灵活,对进水水量、水质的变化有较强的抗冲击能力及应变能力;
(3)经济合理,电耗省,造价低,占地省;
(4)工艺配套设备技术先进、质量可靠,并有广泛的选择余地;
(5)工艺过程自动化控制程度高,降低劳动强度;
(6)易于管理,操作方便,设备可靠;
(7)重视环境、臭气的防护,噪声的控制;
2.2本污水处理厂进水水质特点
本电子工业园区污水处理厂除生活污水外,还含有以芯片、线路板废制造及封装测试为主的微电子产业废水,结合该地区污水排放的特点,对其进水水质特点概括如下:
(1)水质水量波动较大,主要污染物(COD、SS)浓度较高
(2)BOD5/COD值较低
本工程废水中BOD5/COD值较低,属可生物降解但又不易生物降解污水。
同时,曝气池活性污泥对废水驯化、适应周期长,加上进水水质变化较大,在一定程度上影响生物降解能力,因此,在生化处理系统前必须要有强化预处理设施。
(3)废水成分复杂,含有一定量的重金属及有毒有害物质
由于污水处理厂所接纳的污水中含有一定量的微电子产业污水,企业生产采用的原材料中含有的重金属及有毒有害物质种类较多,如铜、铅、镍、锌、铬及氟化物等,虽然企业的生产废水经过严格的预处理后才能排入下水道,但是由于企业原废水中上述物质的浓度较高,需要较高的处理效率才能达到排放要求,在事故状态或其它原因下,很难保证任何时间,污水厂进水水质中上述物质浓度满足设计进水水质要求,因此,污水处理厂处理工艺需要考虑针对上述物质的应对处理措施。
根据本设计对水质及处理规模的要求,对比多种工艺流程,最终确定工艺流程为强化预处理+奥贝尔氧化沟工艺(其中污水预处理采用调节池与反应沉淀池合建方案),主要原因是奥贝尔氧化沟除了具有A/A/O的效果外,还具有如下特点[9][10][11]:
(1)具有独特的水力流动特点,有利于活性污泥的生物凝聚作用,而且可以将其工作区分为好氧区,缺氧区,用以进行硝化和反硝化作用,取得脱氮效果且脱氮效果还能进一步提高。
(2)不设初沉池,有机性悬浮物在氧化沟内能达到好氧稳定的程度。
(3)BOD负荷低,使氧化沟具有对水温、水质、水量的变动有较强的适应性。
(4)污泥产量少,污泥性质稳定。
(5)工艺流程简单,构筑物少,电耗较小,机械投资省,运行费用低。
(6)经过了多年的实际工程的验证,在理论上有系统全面的依据,实践上有成熟的经验,技术上是稳定可靠,工程上是切实可行的。
(7)以最小的投资获得最大的工艺操作灵活性,能适应较大范围内水质水量的变化,具有较强的抗冲击负荷能力。
(8)奥贝尔氧化沟工艺以及节能措施和设备的采用,节省了能耗和运行费用。
(9)不设初沉池,节省投资,由于氧化沟的泥龄较长,剩余污泥得到了一定程度的好氧稳定,简化了污水处理流程,有利于节省投资和改善工作环境。
2.3工艺流程图
图1工艺流程框图
Figure1Thetechnologicalprocessblockdiagram
3工艺流程介绍及各构筑物尺寸计算
计算出各个构筑物的尺寸,但是不同种类的书计算方法不同,所以计算结果可能会略有差异。
(注:
本文不对污泥处理作讨论)
3.1格栅
格栅是用来去除可能堵塞水泵机组及管道阀门的较粗大悬浮物,并保证后续处理设施能正常运行。
污水处理系统或水泵前,必须设置格栅。
格栅栅条间隙宽度,应符合下列要求:
(1)污水处理系统前,采用机械清除时为16—100mm,采用人工清除时为25—100mm;
(2)水泵前,应根据水泵要求确定;(3)细格栅为1.5—10mm。
污水过栅流速宜采用0.6—1.0m/s。
除转鼓式格栅外,机械清除格栅倾角宜采用60°—90°;人工清除宜采用30°—60°[12]。
格栅上部必须设置工作平台,其高度应高出格栅前最高设计水位0.5m,工作平台上应有安全和冲洗设施。
格栅工作平台两侧边道宽度宜采用0.7—1.0m。
工作平台正面过道宽度,采用机械清除时不应小于1.5m,采用人工清除时不应小于1.2m。
栅渣通过机械破碎输送,压榨脱水后外运。
栅渣输送宜采用螺旋输送机,输送距离大于8.0m宜采用带式输送机。
3.2粗格栅设计[13]
粗格栅设两组,两组同时运行。
3.2.1设计参数
设计流量Qmax=0.94m3/s栅前水深h=1.0m过栅流速v=0.8m/s
栅条间隙b=20mm栅前长度L1=1.0m栅后长度L2=1.0m
格栅倾角α=60°栅条宽度S=10mm栅前渠超高h2=1.0m
3.2.2尺寸计算
图2粗格栅计算草图
Figure2Thecalculationroughplanofcoarsetrashrack
(1)栅条间隙数
故n=28
(2)栅槽宽度
格栅宽度一般比格栅宽0.2~0.3m,取0.3;
则
(3)通过格栅的水头损失(h1)
k为格栅受污染物堵塞时水头损失增大倍数,一般采用3倍。
(4)栅后槽总高度(H)
H=h+h1+h2=1.0+0.082+1.0=2.082m
(5)栅槽总长度
L=L1+L2+H1/tan60°=3.16m
(6)栅前渠道深
H1=h+h2=2m
3.3污水提升
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 工业园区 废水处理 工艺 设计
![提示](https://static.bingdoc.com/images/bang_tan.gif)