摘 要

石油化工废水的特点：它种类繁多、成分复杂，有机物浓度高，多为有毒有害物质，盐分高，水量变化大，酸碱变化大，易形成冲击性负荷。工业园区内大型石化企业的废水经企业内部预处理后，达到园区废水处理厂进水指标，排放到园区污水管网，统一进入污水处理厂集中处理。在企业对废水进行预处理后，仍然存在大量难降解有机物。

本次毕业设计的的题目是初步设计一个化工废水处理厂。这个污水处理厂在石油化工工业园区内，其处理石油化工废水量是6000吨/天，进水的浓度为500mg/L,为300mg/L, SS为300mg/L,-N为80mg/L,石油类为30mg/L, pH为6~9。进水水质满足国家三级标准。

该工艺的流程是：污水进入集水池后经格栅去除大颗粒的杂质，后进入调节池，后进入隔油池。接着污水进入水解酸化池提高污水的可生化性后，污水进入缺氧池，可吸收去除一部分有机物。然后污水进入好氧池，使废水中的有机物好氧降解。污水在二沉池中进行泥水分离后进入消毒池进行加氯消毒后排放到园区管网，二沉池中的污泥通过回流泵房，将剩余污泥回流到厌氧池和水解酸化池。同时，在此污水处理过程中产生的污泥量很小，并且通过污泥浓缩池浓缩、带式压滤机脱水、消毒外运。

本次设计使用的工艺流程为厌氧好氧生物处理（A/O生物处理），此工艺在石化废水处理方面使用比较多成熟度比较高，与普通生物处理工艺相比优势明显，在经济方面运营成本低，在技术上污染降解度高且容易维护管理。

关键词：隔油池；水解酸化池；A/O生物处理

Abstract

Characteristics of petrochemical wastewater: it is various, complex composition, highconcentration of organic matter, mostly toxic and harmful substances, high salt, large changes in water volume, acid and alkali, easy to form impact load. After internal pretreatment, the waste water of large petrochemical enterprises in the industrial park reaches the inlet water index of the park's waste water treatment plant, and is discharged to the park's sewage pipe network for centralized treatment in the sewage treatment plant. There are still a large number of refractory organic compounds in the wastewater after pretreatment.

The title of this graduation project is the preliminary design of a chemical wastewater treatment plant. This sewage treatment plant is located in the petrochemical industrial park, and its treatment volume of petrochemical wastewater is 6000 tons/day. The CODCr concentration of inlet water is 500mg/L,BOD5 is 300mg/L, SS is 300mg/L, [NH3]-N is 80mg/L, petroleum is 30mg/L and pH is 6~9. The inlet water quality meets the national grade 3 standard.

The technological process used in this design is anaerobic and aerobic biological treatment (A/O biological treatment), which is more mature in petrochemical wastewater treatment and has obvious advantages compared with common biological treatment process, low economic operation cost, high pollution degradation degree and easy maintenance and management .

The technological process is: the sewage into the collection pool after the grille to remove large particles of impurities, rise through sewage pump room to enter after adjusting pool, After the sewage enters the secondary sedimentation tank, the sludge is separated into the disinfection tank for chlorination disinfection and then put into the park pipe network. The sludge in the secondary sedimentation tank returns to the anaerobic tank and the hydrolysis acidification tank through the reflux pump room. At the same time, the amount of sludge generated in the sewage treatment process is very small, and through the sludge concentration pool, belt filter press dehydration, disinfection and external transport.

Key words: Separation tank；Hydrolytic acidizing pool； Anaerobic aerobic biological treatme

目录

第1章 绪论 1

1.1现状分析 1

1.2石化废水处理工艺方案比较 2

1.2.1AB法 2

1.2.2SBR法 2

1.2.3A/O法 2

1.2.4A/A/O法 3

1.2.5传统活性污泥法 3

1.2.6工艺确定 3

第2章 设计任务及工艺方案确定 4

2.1设计任务 4

2.2工艺设计方案确定 4

2.2.1污水处理工艺流程确定 4

第3章 污水处理系统的工艺设计 6

3.1集水池 6

3.1.1工艺特点 6

3.1.2设计计算 6

3.2格栅 6

3.2.1工艺特点 6

3.2.2设计计算 6

3.3进水泵房 9

3.3.1工艺特点 9

3.3.2设计计算 9

3.4调节池 10

3.4.1工艺特点 10

3.4.2设计计算 10

3.4.3处理效果 11

3.5事故池 11

3.5.1工艺特点 11

3.5.2设计计算 11

3.6隔油池 12

3.6.1工艺特点 12

3.6.2设计计算 12

3.6.3处理效果 13

3.7水解酸化池 14

3.7.1工艺特点 14

3.7.2设计计算 14

3.7.3处理效果 16

3.8 A/O工艺 17

3.8.1工艺特点 17

3.8.2设计计算 17

3.9二沉池 25

3.9.1工艺特点 25

3.9.2设计计算 26

3.10污泥浓缩池 29

3.10.1工艺特点 29

3.10.2污泥浓缩池 29

3.10.3污泥脱水间 31

3.11消毒池 31

3.11.1工艺特点 31

3.11.2设计计算 32

第4章 平面与高程设计 34

4.1平面与高程布置 34

4.1.1平面布置对象及比例 34

4.1.2辅助建筑物 34

4.2高程布置 34

4.2.1高程损失计算 34

第5章 工程概预算 37

5.1污水厂工程技术分析 37

5.1.1计算数据 37

5.2单项构筑物工程造价计算 37

5.3污水处理成本 38

第6章 总结 40

参考文献 41

致谢 43

第1章 绪论

1.1现状分析

目前，就处理石化废水而言，主要有物理法、化学法以及微生物法等。研究表明，厌氧生物法对处理处置难降解有机物有着非常不错的效果。厌氧生物法不仅能在一定程度上改变难降解有机物的化学结构而且可以显著改善其生物降解特性，并为后续构筑物进行好氧微生物处理降低了有机负荷^[1]。鉴于石化废水具有富含高浓度有机污染物、成分复杂和可生物降解性差的特点。因此，充分了解石化废水的有关成分是设计能够顺利进行至关重要的第一步。在污水厂进行废水处理流程和工艺的选择中，应充分了解进入污水厂的废水的具体成分，确定相对更为合适的处理方法。据资料显示，通常的含油废水的含油量是一个范围值，小到几十毫克每升，大到几千毫克每升不等^[2]。根据其在水中的具体呈现的状态，含油废水有以下四种类型：分散油、浮油、乳化油和溶解油：（1）浮油，一般而言，其粒径大于或等于100μm，以聚集态悬浮或漂浮在废水水面上，并且可以形成油膜或油层；（2）分散油，一般悬浮在水中，其粒径相对较小，将其静置在容器中，足够的静置时间之后，通常可以变成浮化油，分散油的油滴的粒径一般介于10～100μm；（3）乳化油，乳化油通常只有在表面活性剂或者类似于表面活性剂的物质存在的情况下才会形成，或者油水混合物在高转速（大于等于3000转每分钟）的离心泵旋转后^[3]，油滴也可以相对较为稳定的分散于水中称之为乳化液；（4）溶解油，其粒径比分散油的粒径还要小很多，油粒的直径一般小于0.1μm。分散油在这四种油中所占的比例一般不大于0.5％，原因是油品在水中的溶解度都比较小（小于50毫克每升）

含油废水在进入江河湖泊时，在短期内就可以逐步形成一层油膜覆盖在水面上，而这层油膜可以将空气中的氧气同水体隔绝，从而阻止了氧气扩散到水中；水体中溶解氧的含量因此会减少，并且随着时间的推移，溶解氧的含量会进一步降低，藻类的光合作用会因此受到抑制作用^[4]。藻类等水生植物无法正常进行其生命代谢活动甚至会死亡，从而引发水体发臭的现象，一定程度上降低了水的资源价值；如果牲畜误饮含油污水，它们通常身体会出现各种不适。如果含油废水被用来灌溉农田，那么其中的石油及其衍生物将会因此在覆盖土壤和植物的表面，堵塞土壤的微小孔隙，空气也会难以顺利渗入土壤之中，果实也会因此具有油性味道而降低了其食用价值^[5]。土壤微生物不能进行正常的新陈代谢活动，在严重的情况下，农民种植的各种经济作物可能会出现减产的情况，或造成极大的经济损失。此外，如果石油在海面发生泄漏，会导致一系列的问题，比如，海滩将会废弃、影响沿海旅游区和造成巨大的环境影响和社会危害。除此以外，石油中含有致癌碳氢化合物，这些碳氢化合物被鱼类、贝类富集于体内，并通过食物链危害人类健康^[6]。由上可知，石油化工废水若不及时处理，会对生态产生巨大的危害。目前，含油污水处理技术通常是基于隔油生物处理过程，本设计的主要工艺流程选择为隔油—水解酸化—A/O法。

1.2石化废水处理工艺方案比较

通常污水处理的方法有：SBR法，氧化沟，A/A/O法，A/O法等。

1.2.1AB法

该方法是由德国Bohuke教授最先研发。这种工艺具有A级负荷高，曝气时间短，污泥量较大。这种工艺一般在污泥负荷2.5kgBOD/(kgMLSS·d)以上时运行比较合适，曝气池容积负荷在6kgBOD/(m3·d)以上；B级负荷低，污泥龄较长。虽然AB法在一定程度上能够降低运行成本，但一般多用于处理浓度相对较高的废水，A级和B级同时建造并投入运行^[7]。

1.2.2SBR法

SBR法研发于二十世纪初，因为人工管理很麻烦而且没有得到推广。本方法分为进水、曝气、沉淀、出水、闲置五个过程，这五个过程可以在同一个构筑物内完成。一般情况下三至四个构筑物可以构成一组，交替运行充分的利用时间。也称序批式活性污泥法。目前许多家公司开发出几种改进的SBR工艺，可连续供水和连续排放，如CASS法、ICEAS法、IDEA法等。SBR工艺的特点在于简单的工艺，因为只有一个反应池，没有二沉池等，通常不需要调节池，同时可以省去初次沉池，极大的节省了占地面积，降低了施工成本，而且SBR工艺耐冲击负荷高，曝气、缺氧和厌氧可以根据实际情况在不同的时间进行，有效的去除污水中的氮和磷。然而，因为每个构筑物不得不安装曝气及输配水系统，所以使用滗水器控制系统，在这种系统中间歇排水的方式导致水头损失很大，池容也无法充分利用起来，因此，通常情况下，SBR工艺不适合于大规模的石油化工废水的处理^[8]。

1.2.3A/O法

A/O反硝化过程是一个预脱氮过程，是20世纪80年代早期开发的污水处理工艺。污水经过预处理后，先流入缺氧池中，污水中的有机氮被硝化细菌转化为了NH3-N，然后与进水中的NH3-N一起流入好氧池。在好氧池中，有机物像传统活性污泥法一样被降解，与此同时在合适的条件下，废水中NH3-N被硝化细菌和亚硝化细菌转化成为NOX-N。为了除去污水中的氮元素，流出好氧池的硝化混合液回流到缺氧池中，然后与进水混合，利用有机碳作为电子供体进行脱氮，把NOX-N还原生成氮气排入大气^[9]。

1.2.4A/A/O法

A/A/O法作为常见的脱氮工艺，在技术方面已经十分成熟，使用也很广泛。通过厌氧释磷、氨化—缺氧脱氮—好氧吸磷的流程进行废水处理。借助氨化反应、硝化反应、反硝化反应和同化作用等可以达到较好的除氮效果。A/A/O法在除磷方面有“群体效应”，内循环回流的污泥可以经历整个释磷和吸磷过程，允许反硝化优先获得碳源，进一步改善了脱氮效果。但是污水中的易生物降解的有机物会优先被反硝化菌利用，聚磷菌会由于碳源不够充足，除磷效果会受到一定程度的影响^[10]。

1.2.5传统活性污泥法

该工艺出现比较早，但是至今仍有很多人使用。此工艺可以承受相对很大量的石化废水，工艺相对较为成熟。该工艺对污水中的含碳有机物有着不错的降解效果。虽然如此，传统活性污泥法还是有其不足之处。21世纪，在环境保护受到极大的关注的同时，国家对各行各业提出了更高的环保要求。污水排放标准也因此变得越来越严格，而传统活性污泥法无法达到较好的脱氮除磷效果，也不能满足更为严格地出水水质要求^[11]。

1.2.6工艺确定

结合本次污水处理厂处理的污水特点以及将各种处理工艺进行比较，A/O工艺比较适合用来处理石化废水，对有机污染物可以起到很好的去除效果，也能够将石化废水中的含氮量进行有效的降低，在经济上合理，不用增加很多的后期投入费用，工艺上运行稳定可靠同时便于维护管理，所以本次设计采用A/O工艺。

第2章 设计任务及工艺方案确定

2.1设计任务

本污水处理厂设计要求：

1.污水处理量满足6000m3/d的要求；

2.进水水质符合《废水综合排放标准》（GB 8978-1996）三级标准；

3.出水水质达到《废水综合排放标准》（GB 8978-1996）一级标准。

处理对象为石化废水，按照A/O工艺进行设计和计算，并对四个主要构筑物的工艺进行初步设计以及施工图的相应设计。

2.2工艺设计方案确定

2.2.1污水处理工艺流程确定

2.2.1.1处理工艺流程的选择

选择A/O生物脱氮工艺。

该工艺的优点^[12]是：

构筑物少，工艺相对简单；

原废水中有机物含量高，碳源充足，无需调节废水碳氮比，所需成本较低；

经过反硝化作用所剩的含碳有机物可在后续好氧池中除去；

由于缺氧池设置在前面，可以消耗部分有机物。因此，好氧池的有机负荷可以相对降低，所需氧量也相应降低；

剩余污泥量相对较少，易于脱水，稳定性较好；

A/O脱氮工艺通常可以除去70%-80%的氮，符合本污水厂处理处置要求。

2.2.1.2工艺流程方案及简易的工艺流程图

合流污水经集水池、格栅、污水泵房，然后进入调节池，隔油池，水解酸化池，缺氧，好氧池，进入二沉池后进入消毒池。来源于二沉池的污泥回流到泵房，而剩余污泥则进入浓缩池中，污泥脱水干化后外运。

废水

达标排放

污泥回流

滤渣

泥饼外运

滤液、上清液

图2-1工艺流程图

第3章 污水处理系统的工艺设计

3.1集水池

3.1.1工艺特点

3.1.2设计计算

（1）设计流量m3/d=250m3/h。

（2）考虑选用2台泵，1台备用

（3）取1台泵在运行5min排水的容量，有效容积为：

（3-1）

有效水深采用m，则集水池面积为

m2 （3-2）