某石化公司污水处理及回用工程设计概述(doc 69页).doc

1、 哈哈 尔尔 滨滨 理理 工工 大大 学学 毕毕 业业 设设 计计 题题 目：目： 黑龙江省某石化公司黑龙江省某石化公司 污水处理及回用工程设计污水处理及回用工程设计 院、院、 系：系： 化工学院化工学院 环境工程系环境工程系 姓姓 名：名： 于于 跃跃 指导教师：指导教师： 闫险峰闫险峰 系系 主主 任：任： 艾恒雨艾恒雨 2016 年年 6 月月 25 日日 哈尔滨理工大学学士学位论文 I 黑龙江省某石化公司污水处理及回用工程设计黑龙江省某石化公司污水处理及回用工程设计 摘 要 本次设计针对黑龙江省某石化公司污水处理及回用工程，进行了全方 面的理论分析，根据石化厂区排放的污水性质和排放标准

2、以及回用水标准 制定了一整套的处理方案。本厂排放的污水主要为石化废水，水中主要成 分含有石油类污染物和硫化物，生活污水含量少，且 COD、BOD5含量较 高，B/C 为 0.24。根据本厂排放的石化废水的以上特点，本次设计设置隔 油池、调节池、气浮池、水解池、氧化沟、沉淀池作为初步处理工艺，其 中选用卡鲁塞尔型氧化沟作为生化处理阶段。为了使最终出水水质达到回 用标准，需进行深度处理，所以又增设活性碳滤池和接触消毒池对污水进 行深度处理，经计算，处理后的水质理论上达到回用标准。本设计说明书 中内容包括：污水处理规模、处理工艺流程、主要构筑物、厂区平面布 置、交通运输、以及投资估算等。 关键词 石

3、油化工，污水处理厂，污水回用，氧化沟 哈尔滨理工大学学士学位论文 II Design of wastewater treatment and reuse project of a Petrochemical Industries Co in Heilongjiang Province Abstract The design for a Petrochemical Industries Company in Heilongjiang province sewage treatment and reuse project, analyzes all aspects of the theory, a

4、ccording to the characteristics of waste water and discharge standard of petrochemical plant emissions and water reuse standards formulated a set of treatment scheme. The factory sewage mainly for petrochemical wastewater, the main component of water containing petroleum pollutants and sulfide, sewa

5、ge and COD content of less, higher levels of BOD5, B/C to 0.24. according to the above characteristics of the petrochemical wastewater plant emissions, this design set the separation tank, regulating pond, flotation tank, hydrolysis, oxidation ditch process, as a preliminary sedimentation tank, the

6、Carrousel oxidation ditch as biochemical treatment stage. In order to make the final effluent reuse standards, the need for deep processing, so the added activated carbon filter and disinfection contact tank of sewage, after calculation, after treatment Water quality theory to achieve the return of

7、the standard. The design specification includes: sewage treatment scale, processing process, the main structures, plant layout, transportation, and investment estimates. Keywords Petrochemical, Sewage treatment plant, Sewage reuse, Oxidation ditch 哈尔滨理工大学学士学位论文 -III- 目目 录录 摘要 I Abstract . II 第 1 章 绪

8、论 1 1.1 废水特点分析 . 1 1.2 自然条件 . 1 1.3 国内外石化废水处理研究现状 . 1 1.4 氧化沟简介 . 3 第 2 章 设计原则、设计任务及设计范围 9 2.1 设计原则 . 9 2.2 设计任务 . 9 2.3 设计范围 . 10 2.4 本章小结 . 10 第 3 章 污水处理工艺设计及计算 11 3.1 设计污水量 . 11 3.2 处理后的受纳水体 . 11 3.3 工艺方案选择 . 11 3.3.1 本项目污水特点 11 3.3.2 处理工艺介绍 11 3.4 格栅 . 12 3.5 隔油池 . 14 3.6 调节池 . 15 3.7 气浮池 . 16 3

9、.8 水解池 . 19 3.9 氧化沟 . 20 3.10 沉淀池 . 24 3.11 本章小结 . 28 第 4 章 污泥处理系统 29 4.1 污泥处理工艺方案的确定 . 29 4.2 污泥处理工艺流程 . 29 4.3 污泥泵房的设计 . 29 4.3.1 设计说明 29 4.3.2 设计计算 30 4.3.3 污泥泵房的布置 30 4.4 浓缩池的设计 . 30 哈尔滨理工大学学士学位论文 -IV- 4.4.1 设计说明 30 4.4.2 池体设计计算 31 4.5 贮泥池的设计 . 32 4.5.1 设计目的 32 4.5.2 设计计算 32 4.5.3 设备选型 32 4.6 污泥

10、脱水间的设计 . 33 4.6.1 污泥脱水流程 33 4.6.2 设计计算 33 4.6.3 设备选型 34 4.6.4 脱水间的布置 35 4.7 本章小结 . 35 第 5 章 深度处理及回用工程 36 5.1 深度处理流程介绍 . 36 5.2 活性碳滤池 . 36 5.2.1 设计参数 37 5.2.2 池体设计 37 5.2.3 反冲洗管渠系统和输炭系统： 40 5.2.4 滤池管渠的布置 41 5.2.5 冲洗水的供应 44 5.2.6 反冲洗空气的供给 44 5.3 接触消毒池与加氯间 . 44 5.3.1 接触消毒池设计 44 5.3.2 加氯间的计算 45 5.4 清水池

11、. 45 5.4.1 平面尺寸计算 45 5.4.2 清水池管道设计 46 5.4.3 清水池内部布置 47 5.5 本章小结 . 47 第 6 章 水头损失及高程计算 48 6.1 总平面布置 . 48 6.1.1 各建筑物之间水头损失 48 6.1.2 污水高程计算 48 6.1.3 各构筑物的地面高程 48 6.2 管线、道路及绿化 . 49 6.2.1 厂区管线 49 6.2.2 工厂运输 49 6.2.3 绿化 49 哈尔滨理工大学学士学位论文 -V- 6.3 本章小结 . 50 第 7 章 投资估算 51 7.1 投资估算项目 . 51 7.2 劳动定员与运行费用 . 51 7.2

12、.1 劳动定员 51 7.2.2 建设费用： 51 7.2.3 运行费用估算 52 7.3 本章小结 . 53 结论 54 致谢 55 参考文献 56 附录 A 57 附录 B 61 哈尔滨理工大学学士学位论文 -1- 第1章 绪论 1.1 废水特点分析废水特点分析 石化废水是石化产业生产过程中排放的废水，主要由石油化工原料及 产品、副产物等构成，有机物含量相对较高。黑龙江省某石化公司排放的 污水主要是石化污水和厂区生活废水，污水中含有石油类污染物、硫化物 等， B/C 为 0.24，可利用水解酸化提升污水可生化性，再采取活性污泥法 处理，最后经过深度处理过的废水，可以达到较好的水质，并用于回

13、用生 产1。 1.2 自然条件自然条件 黑龙江省某石化公司污水厂拟建立在黑龙江省境内，黑龙江省地处于 我们国家的东北方向，其地理位置在寒带与温带之间，其气候属于大陆性 季风气候，一年中大部分时间的温度在-2025之间。在每年的春季黑 龙江省内风速较快风量较大。每年夏季温度达到最高，雨量较大。黑龙江 省冬季时间最长，温度最低。每年冬季的平均气温大约为-25，夏季平均 气温为 20左右，黑龙江省年降水量介于 400650mm 之间。水资源丰富 省内河流较多。黑龙江省是中国最冷的省份。 1.3 国内外国内外石化废水处理石化废水处理研究现状研究现状 水资源的再生、回收和利用越来越被人们关注和重视，污水

14、处理技术 的发展应不仅仅是达标排放，未来的发展方向是排供结合，经过处理后的 再生水作为自然资源进行循环利用，让自然生态中的水构成一个良性循环 系统。国外在污水处理及回收的开发方面已取得的一些成果值得借鉴。他 们一方面倡导节约用水，保护和科学开发水资源，另一方面研究开发了一 些污水处理的新技术，例如日本绝缘材料公司已开发成功一种使用陶瓷膜 过滤器的污水处理系统，该系统适用于中小型污水处理厂。美国 AVANTA 公司研制开发了 SAF (淹没曝气滤池) 生物膜法污水处理新技术1。相对 DAF( DissoIved Air FIoatation) 工艺， SAF 是同等规模 DAF 法处理污水 能力

15、的 5 倍，同时能减少建设成本 50%，减少运行成本 90%以上，据计算 处理 1t 污水的费用不到 0.15 元人民币。目前，我国石化水污染处理技术 的研究和应用已经取得了进展。本设计污水处理工艺拟采用生物法为主要 处理工艺，故对生物法进行分析。预处理工艺中有物理法和化学法等2。 一、生物法 哈尔滨理工大学学士学位论文 -2- 目前，生物法处理污水常用以下 4 种具体方法: 好氧生物处理法、厌 氧生物处理法、组合工艺及膜生物反应器工艺。 (1)好氧生物处理法好氧生物处理是有氧存在下，好氧微生物降解有机 物，使其无害化的一种处理手段。Scholz 等研究了膜生物反应器，由生物 反应器与超滤膜单

16、元相联接，油去除率可达 99.99%，COD(化学需氧量) 和 TOC(总有机碳) 去除率分别为 97%、98%。王德河等介绍了采用循序间 歇反应器(SBR) 法为主体的处理工艺，运行结果表明，化学需氧量 (COD)、生物需氧量(BOD)、固体悬浮物(SS) 的去除率分别达到了 95%、 98%和 95%，并达到了排放标准3。 (2)厌氧生物处理法在无氧的条件下，通过微生物的协同作用，把有机 物最终分解为 CO2和甲烷。各种厌氧工艺成功应用于污水处理的案例屡见 不鲜。王庆伟研究表明，在厌氧升流式流化床反应器(UBF) 中处理高浓度 的垃圾渗滤液，反应器添加阳离子和颗粒污泥，能明显提高有机物去除

17、效 率。黄玉等探究在中温条件下，内循环反应器(IC)具有高效处理 PTA( 对 苯二甲酸) 污水的可能3。 (3)组合工艺石油化工业产生的废水具有污染物种类多，含有酚、硫化 物等生物抑制物质及水质情况复杂等特点。厌氧和好氧有效结合的组合工 艺要比采用单一的好氧或者厌氧处理工艺的效果好，可达到排放要求并且 应用广泛。陈美荣等研究缺氧 兼氧 好氧的二级生物法处理石油化工 废水，出水含油、COD、BOD、MLSS (Mixed Liquor SuspendedSolids) 分 别低于 10、100、30、70 mg/L。邹茂荣等研究水解酸化 好氧生物处理 曝气生物滤池联用的工艺处理石油化工废水，结

18、果表明出水水质好， 氨氮、COD 的去除率分别为 73.4%、92.8%，酚类、油及硫化物的去除率 均在 90%以上。关卫省等研究表明，采用上流式厌氧污泥床反应器(UASB) 加曝气池的厌氧好氧组合处理石油化工废水，污染物去除率高4。 (4)膜生物反应器工艺膜生物反应器(MBR) 是一种由膜分离和生物处 理两个单元相结合的一种水处理技术。目前在日本运行的膜生物反应器占 全球的 66%。在膜分离生物反应器的应用中，98% 以上是好氧膜生物反 应器，其中 55%以上是一体式膜生物反应器2。20 世纪 80 年代以来，该 技术愈来愈受到重视，成为水处理技术研究的一个热点。使用生物法处理 废水，二次污

19、染少、处理效率高、具有能耗少、污泥沉降性能好、出水水 质好等优点，但对水质要求比较高、运行过程复杂、适用地区限制等缺点 4。 二、物理法 常用于污水处理中的物理方法包括重力分离法、过滤法、离心分离法 等。一般来说，物理法可作为其他方法的预处理或重要组合5。 三、化学法 哈尔滨理工大学学士学位论文 -3- 化学处理法是经由化学反应去除废水中呈溶解、胶体状态的污染物或 将其转化为无害物质的废水处理法。以投加药剂产生化学反应为基础的处 理单元有氧化还原、混凝、中和等; 以传质作用为基础的有萃取、吸附、 吹脱、汽提、离子交换以及反渗透和电渗吸等。和生物处理方法比较而 言，高效率、快速，可以除去比较多的

20、污染物。另外，还具有容易实现自 动检测、设备容易操作和控制、便于回收利用等优点。化学处理法能有效 地去除废水中多种有毒的污染物6。 研究高效、节能、环保的污水处理技术，系统开发不同工艺的有效组 合，是石油化工废水处理技术研究的主要内容和发展方向。其核心是水资 源的循环利用、实施生产清洁化，在源头和生产过程中抑制和减少污染物 质的产生; 进行有效的末端治理，实现达标排放6。 迄今为止我国大多数石化公司均采用活性污泥法处理石化污水。活性 污泥法是一种高效的好氧生物处理法，其原理是利用好氧微生物的繁殖形 成的污泥状絮凝物，其上栖息着的微生物群能吸附和氧化有机物以达到去 除污水中 COD、BOD 的效

21、果7。 针对本次设计石化废水的水质和出水要求，根据国内外大量的理论研 究和国内已建设运行石化污水处理厂实际情况，本设计选用活性污泥法作 为主要工艺，活性污泥法不同类型见表 1-1。 表 1-1 活性污泥法主要工艺 类型 普通活性污泥法及变型 氧化沟 SBR 工艺 具体工艺 普通活性污泥法 硝化工艺 A/O 脱氮工艺 A/O 脱磷工艺 A2/O 脱氮除磷工艺 AB 法 卡鲁塞尔氧化沟 双沟式氧化沟 三沟式氧化沟 奥贝尔氧化沟 一体化氧化沟 传统 SBR 工艺 ICEAS CAST DAT-JAT UNTANK 1.4 氧化沟简介氧化沟简介 氧化沟又名氧化渠，因其构筑物呈封闭的环形沟渠而得名。它是

22、活性 污泥法的一种变型。因为污水和活性污泥在曝气渠道中不断循环流动，因 此有人称其为“循环曝气池”、“无终端曝气池”。氧化沟的水力停留时间 长，有机负荷低，其本质上属于延时曝气系统8。以下为一般氧化沟法的 主要设计参数： 水力停留时间：1040 小时； 污泥龄：1236 天； 有机负荷：0.050.15kgBOD5/(kgMLSS.d)； 容积负荷：0.20.4kgBOD5/(m3.d)； 哈尔滨理工大学学士学位论文 -4- 活性污泥浓度：20006000mg/l； 沟内平均流速：0.30.5m/s 一、氧化沟的技术特点： 氧化沟利用连续环式反应池（Continuous Loop Reator

23、,简称 CLR）作生 物反应池，混合液在该反应池中一条闭合曝气渠道进行连续循环，氧化沟 通常在延时曝气条件下使用。氧化沟使用一种带方向控制的曝气和搅动装 置，向反应池中的物质传递水平速度，从而使被搅动的液体在闭合式渠道 中循环9。 氧化沟一般由沟体、曝气设备、进出水装置、导流和混合设备组成， 沟体的平面形状一般呈环形，也可以是长方形、L 形、圆形或其他形状， 沟端面形状多为矩形和梯形。 氧化沟法由于具有较长的水力停留时间，较低的有机负荷和较长的污 泥龄。因此相比传统活性污泥法，可以省略调节池，初沉池，污泥消化 池，有的还可以省略二沉池。氧化沟能保证较好的处理效果，这主要是因 为巧妙结合了 CL

24、R 形式和曝气装置特定的定位布置，是式氧化沟具有独 特水力学特征和工作特性9： (1)氧化沟结合推流和完全混合的特点，有力于克服短流和提高缓冲能 力，通常在氧化沟曝气区上游安排入流，在入流点的再上游点安排出流。 入流通过曝气区在循环中很好的被混合和分散，混合液再次围绕 CLR 继 续循环。这样，氧化沟在短期内（如一个循环）呈推流状态，而在长期内 （如多次循环）又呈混合状态。这两者的结合，即使入流至少经历一个循 环而基本杜绝短流，又可以提供很大的稀释倍数而提高了缓冲能力。同时 为了防止污泥沉积，必须保证沟内足够的流速（一般平均流速大于 0.3m/s） ，而污水在沟内的停留时间又较长，这就要求沟内

25、由较大的循环流 量（一般是污水进水流量的数倍乃至数十倍） ，进入沟内污水立即被大量 的循环液所混合稀释，因此氧化沟系统具有很强的耐冲击负荷能力，对不 易降解的有机物也有较好的处理能力10。 (2)氧化沟具有明显的溶解氧浓度梯度，特别适用于硝化反硝化生物 处理工艺。氧化沟从整体上说又是完全混合的，而液体流动却保持着推流 前进，其曝气装置是定位的，因此，混合液在曝气区内溶解氧浓度是上游 高，然后沿沟长逐步下降，出现明显的浓度梯度，到下游区溶解氧浓度就 很低，基本上处于缺氧状态。氧化沟设计可按要求安排好氧区和缺氧区实 现硝化反硝化工艺，不仅可以利用硝酸盐中的氧满足一定的需氧量，而 且可以通过反硝化补

26、充硝化过程中消耗的碱度。这些有利于节省能耗和减 少甚至免去硝化过程中需要投加的化学药品数量10。 (3)氧化沟沟内功率密度的不均匀配备，有利于氧的传质，液体混合和 污泥絮凝。传统曝气的功率密度一般仅为 2030W/m3，平均速度梯度 G 大于 100s-1。这不仅有利于氧的传递和液体混合，而且有利于充分切割絮 哈尔滨理工大学学士学位论文 -5- 凝的污泥颗粒。当混合液经平稳的输送区到达好氧区后期，平均速度梯度 G 小于 30s-1，污泥仍有再絮凝的机会，因而也能改善污泥的絮凝性能11。 (4)氧化沟的整体功率密度较低，可节约能源。氧化沟的混合液一旦被 加速到沟中的平均流速，对于维持循环仅需克服

27、沿程和弯道的水头损失， 因而氧化沟可比其他系统以低得多的整体功率密度来维持混合液流动和活 性污泥悬浮状态。据国外的一些报道，氧化沟比常规的活性污泥法能耗降 低 20%30%11。 另外，据国内外统计资料显示，与其他污水生物处理方法相比，氧化 沟具有处理流程简单，操作管理方便；出水水质好，工艺可靠性强；基建 投资省，运行费用低等特点11。 二、氧化沟技术的发展 自 1920 年英国 sheffield 建立的污水厂成为氧化沟技术先驱以来，氧 化沟技术一直在不断的发展和完善。其技术方面的提高是在两个方面同时 展开的：一是工艺的改良；二是曝气设备的革新。 氧化沟在国内外都发展很快。欧洲的氧化沟污水厂

28、已有上千座，在国 内，从 20 世纪 80 年代末开始在城市污水和工业废水中引进国外氧化沟的 先进技术，从原来的日处理量 3000 立方米到目前 10 万吨以上的污水处理 厂已比较普遍，氧化沟工艺已成为我国城市污水处理的主要工艺12。 三：氧化沟类型简介 1.传统氧化沟 传统氧化沟主要是利用沟内溶解氧分布的不均匀性，通过合理的设 计，使沟中产生交替循环的好氧区和缺氧区，从而达到脱氮的目的。其最 大的优点是在不外加碳源的情况下在同一沟中实现有机物和总氮的去除， 因此是非常经济的。但在同一沟中好氧区与缺氧区各自的体积和溶解氧浓 度很难准确地加以控制，因此对除氮的效果是有限的，而对除磷几乎不起 作用

29、。另外，在传统的单沟式氧化沟中，微生物在好氧缺氧好氧短暂 的经常性的环境变化中使硝化菌和反硝化菌群并非总是处于最佳的生长代 谢环境中，由此也影响单位体积构筑物的处理能力13。 随着氧化沟工艺的反展，目前，在工程应用中比较有代表性的有形式 有：多沟交替式氧化沟（如三沟式，五沟式）及其改进型、卡鲁塞尔氧化 沟及其改进型、奥贝尔(Orbal)氧化沟及其改进型、一体化氧化沟等。他们 都具有一定的脱氮除磷能力13。 2.PI 型氧化沟 PI（Phase Isolation）型氧化沟，即交替式和半交替式氧化沟，是七十 年代在丹麦发展起来的，其中包括 DE 型、T 型和 VR 型氧化沟，随着各 国对污水处理

30、厂出水氮，磷含量要求越来越严，因而开发出现了功能加强 的 PI 型氧化沟，主要由 Kruger 公司与 Demmark 技术学院合作开发的，称 为 Bio-Denitro 和 Bio-Denipho 工艺，这两种工艺都是根据 A/O 和 A2/O 生 哈尔滨理工大学学士学位论文 -6- 物脱氮除磷原理，创造缺氧/好氧，厌氧/缺氧/好氧的工艺环境，达到生物 脱氮除磷的目的13。 3.DE 型、T 型氧化沟 DE 型氧化沟为双沟系统，T 型氧化沟为三沟系统，其运行方式比较 相似，都是通过配水井对水流流向的切换，堰门的起闭以及曝气转刷的调 速，在沟中创造交替的硝化，反硝化条件，以达到脱氮的目的。其不

31、同之 处在于 DE 型氧化沟系统是二沉池与氧化沟分建，有独立的污泥回流系 统；而 T 型氧化沟的两侧沟轮流作为沉淀池13。 4.VR 型氧化沟 VR 氧化沟沟型宛如通常的环形跑道，中央有一小岛的直壁结构，氧 化沟分为两个容积相当的部分，其水平形式如反向的英文字母 C，污水处 理通过二道拍门和二道出流堰交替起闭进行连续和恒水位运行。 西安北石桥污水净化中心采用具有脱氮除磷的 DE 型氧化沟系统（前 加厌氧池） ，一期工程处理能力为 15 万立方米/天，对各阶段处理效果实测 结果表明，DE 型氧化沟处理城市污水效果显著。COD、TN、TP 的总去 除效率分别达到 87.5%91.6%，63.6%6

32、6.9%，85.0%93.4%，出水 TN 为 9.010.1mg/l,TP 为 0.420.45mg/l,出水水质优于国家二级出水排放标 准14。 上述三种 PI 型氧化沟脱氮除磷工艺都有转刷的调速，活门、出水堰 的启闭切换频繁的特点，对自动化要求高，转刷利用率低，故在经济欠发 达的地区受到很大的限制。 6.奥贝尔氧化沟脱氮除磷工艺 Orbal 氧化沟简称同心圆式，它也是分建式，有单独二沉池，采用转 碟曝气，沟深较大，它的脱氮效果很好，但除磷效率不够高，要求除磷时 还需前加厌氧池。应用上多为椭圆形的三环道组成，三个环道用不同的 DO(如外环为 0，中环为 1，内环为 2)，有利于脱氮除磷。采

33、用转碟曝气， 水深一般在 4.04.5m,动力效率与转刷接近，现已在山东潍坊、北京黄村 和合肥王小郢的城市污水处理厂应用14。 7.传统的卡鲁塞尔氧化沟工艺 卡鲁塞尔(Carrousel)氧化沟是 1967 年由荷兰的 DHV 公司开发研制 的。它的研制目的是为满足在较深的氧化沟沟渠中使混合液充分混合，并 能维持较高的传质效率，以克服小型氧化沟沟深较浅，混合效果差等缺 陷。至今世界上已有 850 多座 Carrousel 氧化沟系统正在运行，实践证明 该工艺具有投资省、处理效率高、可靠性好、管理方便和运行维护费用低 等优点。Carrousel 氧化沟使用立式表曝机，曝气机安装在沟的一端，因此

34、形成了靠近曝气机下游的富氧区和上游的缺氧区，有利于生物絮凝，使活 性污泥易于沉降，设计有效水深 4.04.5 米，沟中的流速 0.3 米/秒。 BOD5 的去除率可达 95%99%，脱氮效率约为 90%，除磷效率约为 哈尔滨理工大学学士学位论文 -7- 50%，如投加铁盐，除磷效率可达 95%15。 8.单级卡鲁塞尔氧化沟 单级卡鲁塞尔氧化沟有两种形式：一是有缺氧段的卡鲁塞尔氧化沟， 可在单一池内实现部分反硝化作用，使用于有部分反硝化要求，但要求不 高的场合。另一种是卡鲁塞尔 A/C 工艺，即在氧化沟上游加设厌氧池，可 提高活性污泥的沉降性能，有效控制活性污泥膨胀，出水磷的含量通常在 2.0m

35、g/l 以下。以上两种工艺一般用于现有氧化沟的改造，与标准的卡鲁塞 尔氧化沟工艺相比变动不大，相当于传统活性污泥工艺的 A/O 和 A2/O 工 艺15。 9.合建式卡鲁塞尔氧化沟 缺氧区与好氧区合建式氧化沟式美国 EIMCO 公司专为卡鲁塞尔系统 设计的一种先进的生物脱氮除磷工艺（卡鲁塞尔 2000 型） 。它的构造上的 主要改进是在氧化沟内设置了一个独立的缺氧区。缺氧区回流渠的端口处 装有一个可调节的活门。根据出水含氮量的要求，调节活门张开程度，可 控制进入缺氧区的流量。缺氧和好氧区合建式氧化沟的关键在与于对曝气 设备充氧量的控制，必须保证进入回流渠处的混合液处于缺氧状态，为反 硝化创造良

36、好环境。缺氧区内有潜水搅拌器，具有混合和维持污泥悬浮的 作用。 在卡鲁塞尔 2000 型基础上增加前置厌氧区，可以达到脱氮除磷的目 的，被称为 A2/C 卡鲁塞尔氧化沟。 四阶段卡鲁塞尔 Bardenpho 系统在卡鲁塞尔 2000 型系统下游增加了 第二缺氧池及再曝气池，实现更高程度的脱氮。五阶段卡鲁塞尔 Bardenpho 系统在 A2/C 卡鲁塞尔系统的下游增加了第二缺氧池和在曝气 池，实现更高程度的脱氮和除磷。 综上所述，厌氧，缺氧与好氧合建的氧化沟系统可以分为三阶段 A2/O 系统以及四、五阶段 Bardenpho 系统，这几个系统均是 A/O 系统的强化和 反复，因此这种工艺的脱氮

37、除磷效果很好，脱氮率达 90%95%，卡鲁塞 尔 3000 型氧化沟也有较好的脱氮除磷效果。在此不加以详述15。 10.合建式一体化氧化沟 合建式一体化氧化沟是指集曝气、沉淀、泥水分离和污泥回流功能为 一体，无需建造单独二沉池的氧化沟。这种氧化沟设有专门的固液分离装 置和措施。它既是连续进出水，又是合建式，且不用倒换功能，从理论上 讲最经济合理，且具有很好的脱氮除磷效果。 一体化氧化沟除一般氧化沟所具有的优点外，还有以下独特的优点： 工艺流程短，构筑物和设备少，不设初沉池、调节池和单独的二沉 池； 污泥自动回流，投资少、能耗低、占地少、管理简便； 造价低，建造快，设备事故率低，运行管理工作量少

38、； 哈尔滨理工大学学士学位论文 -8- 固液分离效果比一般二次沉淀池高，使系统在较大的流量浓度范围 内稳定运行。 通过多方面对比，本设计拟采用卡鲁塞尔型氧化沟工艺作为生物处理 阶段主工艺。卡鲁塞尔型氧化沟具有如下优点： (1)满足在较深的氧化沟沟渠中使混合液充分混合，并能维持较高的传 质效率，以克服小型氧化沟沟深较浅，混合效果差等缺陷。 (2)该工艺具有投资省、处理效率高、可靠性好、管理方便和运行维护 费用低等优点。 (3)Carrousel 氧化沟使用立式表曝机，曝气机安装在沟的一端，因此形 成了靠近曝气机下游的富氧区和上游的缺氧区，有利于生物絮凝，使活性 污泥易于沉降。 (4)Carrou

39、sel 氧化沟是一个完全混合曝气池，其浓度变化系数极小甚至 可以忽略不计，进水将迅速得到稀释，因此它具有很强的抗冲击负荷能 力。 (5)对于氧化沟中的某一段具有某些推流式的特征，即在曝气器下游附 近地段 DO 浓度较高，但随着与曝气器距离的不断增加则 DO 浓度不断降 低（出现缺氧区） 。这种构造方式使缺氧区和好氧区存在于一个构筑物 内，充分利用了其水力特性，达到了高效生物脱氮的目的15。 哈尔滨理工大学学士学位论文 -9- 第2章 设计原则、设计任务及设计范围设计原则、设计任务及设计范围 2.1 设计原则设计原则 1. 选择污水处理及深度处理工艺和污泥处理工艺方案，除了要分析其 处理效率的适

40、用情况外，还要考虑经济因素和环境因素等其他情况。 2. 污水处理厂的工艺选择和工艺设计要实现运行方便、处理效率好、 节能减排、低投资高回报和少占用土地的要求。 3. 污水厂设置的机械设备、电器、仪表、控制器等应根据污水处理工 艺流程需要选取最为合适的。与此同时也要发展和推广新技术。 4. 平面布置应考虑以后扩建的可能。 2.2 设计任务设计任务 (1)进、出水水质 本污水处理厂出水水质要求达到石油炼制工业污染物排放标准 （GB 31570-2015）表一直接排放要求，水质参数详见表 2-1。 表 2-1 水质参数 COD mg/l BOD5 mg/l SS mg/l NH3-N mg/l 石油

41、类石油类 mg/l 硫化物硫化物 mg/l PH 进水 水质 30005000 10001200 200300 80110 300800 100200 68 出水 要求 60 20 70 40 5.0mg/l 1mg/l 69 (2)处理程度的确定 CODcr 的去除率 500060 =98.8% 5000 (2-1) BOD5的去除率 120020 =98.3% 1200 (2-2) SS 的去除率 30070 =76.7% 300 (2-3) NH3-N 的去除率 11040 =63.6% 110 (2-4) 石油类的去除率 8005 =99.4% 800 (2-5) 哈尔滨理工大学学士学

42、位论文 -10- 硫化物的去除率 200 1 =99.5% 200 (2-6) 2.3 设计范围设计范围 本次设计范围包括污水处理厂厂区范围内污水处理构筑物、污泥处理 构筑物、污水深度处理系统构筑物、厂区道路、构筑物间的管道布置，以 及污水厂其他辅助建筑物的全部设计。 2.4 本章小结本章小结 本章根据污水处理厂进水水质和要求处理后达到的回用标准水质，计 算出了主要待处理项目的去除率，并确定了污水处理厂的设计范围。 哈尔滨理工大学学士学位论文 -11- 第3章 污水处理污水处理工艺设计工艺设计及计算及计算 3.1 设计污水量设计污水量 设计污水量： 3 10000/md 总变化系数：1.2Kz

43、 最大污水量： 3 500 /mh 3.2 处理后的受纳水体处理后的受纳水体 污水处理厂处理后的水进入污水深度处理工艺处理并流入清水池回 用。 3.3 工艺方案工艺方案选择选择 3.3.1 本项目污水特点本项目污水特点 本设计中黑龙江省某石化公司废水水质情况不乐观，COD、BOD5含 量相比于其他污水较高，SS、石油类、硫化物以及氨氮含量也高于一般水 平。通过查阅国内外大量的设计方案和实验数据并进行比较发现：活性污 泥法处理石油化工废水有很好的效果，尤其对 COD，BOD，SS 和氨氮均 有很高的去除率，而且活性污泥法节能环保，无二次污染，建设和运行成 本较低。这种方法目前在我国已经有了很广泛

44、的应用，我国大多数石化污 水厂均采用此法为主要处理方法，而且处理效果很好。本项目污水 B/C 为 0.24，属于可生化性差的水质，在处理前应当采取一定措施提高废水的可 生化性，也就是应当对废水进行水解酸化处理，提高其可生化性，以达到 更好的处理效果。 3.3.2 处理工艺处理工艺介绍介绍 卡鲁塞尔(Carrousel)型氧化沟工艺是一种完全混合式曝气池，属于活 性污泥法中氧化沟的一种。卡鲁塞尔型氧化沟工艺与传统的活性污泥法不 一样，它的水力流态是一种首尾相接的循环流，并采取延时曝气的方法充 分的利用了其自身的水力特性，不仅能达到净化污水的目的，还能维持污 泥稳定。卡鲁塞尔氧化沟不同于其他的氧化

45、沟工艺，它不设置初沉池和污 泥硝化池，结构简单。这种工艺具有普通活性污泥法的全部优点，能高效 去除有机物，还具有脱氮的功能。卡鲁塞尔氧化沟工艺是一种高效、简单 的污水处理工艺，国内外很多石化污水厂均采用这种工艺处理石化污水， 哈尔滨理工大学学士学位论文 -12- 效果良好。针对本次设计进水出水的水质，卡鲁塞尔型氧化沟工艺更为适 用，其流程图如图 3-1。 图 3-1 卡鲁塞尔型氧化沟工艺流程图 3.4 格栅格栅 1.设计说明 格栅是一种拦截污水中大块固体的设施，利用物理方法截污，以防止 污水中的杂质对后续流程中的水泵造成破坏，本设计拟选用中格栅，格栅 栅条间隙为 25mm。 工程设计流量： 平均日流量： 333 10000/417/0.116/ d Qmdmhms (3-1) 总变化系数： Kz =1.2 最大日处理量： 333 max 1.2 417/500/0.14/ d QQKzmhmhms (3-2) 设计参数：栅前水深1.2hm，栅条间隙25.0emm，过栅流速 0.6/vm s，安装倾角70a