毕业设计(论文)炼油污水处理站设计.doc
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1、某炼油污水处理站设计摘 要炼油污水是炼油化工行业生产、运行过程中产生的不可直接利用的污染水,它是国内工业废水的重要组成部分。炼油行业是环境污染较为严重的行业,从原料到产品,从生产到使用,都存在造成环境污染的因素。受生产工艺和产品的影响,炼油污水的水质、水量变化复杂,有机污染物浓度不同,是难处理的工业废水之一。目前,国内炼油污水处理手段以生化为主,辅以一些物理方法如絮凝、沉淀等。本工艺设计针对炼油污水的水质、水量的特点,力求做到经济、高效,采用了传统的、有成功设计、运行经验的活性污泥法,辅以物理方法;生化部分采用改造的多点进水的运行方式,工艺流程见如下,处理后出水可达到国家石油化工行业污水排放级
2、标准。本设计说明书较全面地叙述了设计方案的选择与论证、处理构筑物的设计计算、处理站平面布置和高程布置及工程概算等内容。关 键 词:炼油污水,处理站,设计,活性污泥法THE DESIGN OF TREATMENT STATION ON OIL REFINERY WASTEWASTERABSTRACTRefinery sewage generated form the chemical industry production and operation, which can not be the direct use. It is the domestic industry wastewater.
3、 Refining industry is more serious environmental pollution industry. There are some factors causing environmental pollution in the processes from raw materials to products, from production to use.The oil refining sewage quality and quantity complexly changes by the impact of the technology and produ
4、ction, concentration of organic pollutants is different. At present, domestic treatment methods on refining wastewater were the biological and chemical methods, supplemented by physical methods such as flocculation, sedimentation, and so on.In this design, biochemical and physiochemical methods are
5、used, which can ensure the quality of drained water. But there are also some weakness, such as its complication compared with some advanced process, certainly, it also has a lot of advantages, for example, its process is economical, and just this one conform to the fact of our country. Following is
6、the technological process. After treatment, the treated water can meet the second grade standard of the national second class discharge.Influent Grille Conditioner oil Separator Flotation cell Bio-pilot Setting Basin effluentThe design detailedly described the selection and demonstration of the desi
7、gn project, the design account of structures, the layout of treatment station, the elevation layout and content, such as budget for the project, respectively.KEY WORDS:oil refinery wastewater, biochemical treatment, activated sludge,physical methods 目 录第1章 前 言11.1炼油废水的来源11.1.1炼油废水的处理方法11.2处理工艺流程的确定5
8、1.2.1处理工艺流程比选方案51.2.2 处理工艺流程图6第2章 炼油污水处理站工艺设计计算72.1 废水处理构筑物的计算72.1.1 格栅的设计计算72.1.2 曝气调节池的设计计算82.1.3 平流式隔油池工艺设计计算92.1.4 气浮池的工艺设计计算102.1.4 推流曝气池池的工艺设计计算132.1.5 二沉池工艺设计计算172.2 污泥处理部分的计算192.2.1 污泥浓缩池工艺设计计算192.2.1 污泥处置202.3 平面布置及总平面图202.4 高程布置水力计算212.4.1 高程计算212.4.1 水面标高的确定222.5泵房布置及泵的选择232.5.1 泵房布置232.5
9、.2 泵的选择232.6鼓风曝气系统252.7加药系统25第3章 工程估算及运行成本263.1 主要构筑物总价计算N1263.2 主要设备总价估算N2273.3 管道总造价N3273.4 主要管件一览表283.5 其他费用估算N5303.6 处理站总投资N6303.7 劳动人员编制N7303.8 运行费用E313.9 运行成本 B31第4章 结论32参考文献33致 谢35附 录36第1章 前 言1.1炼油废水的来源炼油废水是原油炼制、加工等过程中产生的一类废水,其污染物的种类多、浓度高,对环境的危害大1。随着国家环保政策的日益加强及污染物排放总量的控制,企业规模的扩大和深加工的提高,尤其进口高
10、硫原油加工量的增多,由炼油污水引起的环保问题已成为炼油厂向规模化发展的制约因素之一,减污缩排显得尤为重要。炼油污水中的主要有机物有:石油类、悬浮物、挥发性酚、BOD、COD;无机物有硫化物、氰化物;金属化合物有汞及其化合物、镉及其化合物、六价铬化合物、砷及其化合物、铅及其化合物2。炼油污水大致可分为三类:特殊的高浓度污水、低浓度含油污水、高浓度污水。其中特殊的高浓度污水污染源有:含硫污水、碱渣污水、油罐脱水、污水处理场“三泥”滤后液、其它高浓度污水如脱硫装置排放的废乙醇胺(MEA)及重整装置排放的废三乙二醇醚(TEG)溶剂水等,这些污水除含硫污水外水量均不大,但是,其中油、COD、NH3-N、
11、酚或S2-等含量却很高。低浓度含油污水可分为装置产生的低浓度含油污水、雨水、地下含油污水管道泄漏产生的水量增加、循环水厂产生的污水。装置产生的低浓度含油污水包括机泵冷却水、地面冲洗排水、汽包排污、采样器排水、化验洗涤、蒸汽冷凝水排放、设备放空及清洗排水、办公及其它辅助设施排水等,还有因装置泄漏等产生的污水。高浓度污水是指特殊高浓度污水预处理后排水,水量相对较小,通常为总污水量的20%,但其CODcr浓度远高于低浓度含油污水,NH3-N则是低浓度含油污水的3倍左右,达到100150mg/L。它又分为气提净化水、电脱盐污水、碱渣污水3。1.1.1炼油废水的处理方法炼油污水因含浮油、乳化油等石油类物
12、质和化学耗氧物(COD)、挥发酚等高浓度有机污染物,难以直接进行生化处理,必须经过隔油、气浮处理去除大部分浮油、悬浮物及部分有机污染物。然后再经过生化处理去除氨氮、硫磷以及BOD、COD才能达标排放。1、炼油废水的一级处理(1)隔油处理隔油池主要用来除去污水中浮油和部分乳化油。污水中的可浮油在隔油池停留过程中,经处理后浮于水面,收油时通过管流入集油间,再用污油泵打入污油脱水罐,经加温沉降脱水,合格污油再用污油泵送往接收罐区。隔油池处理后的水进入一级浮选泵。在隔油池前或后可设调节池,用于调节水量和水质。(2)气浮处理4隔油池出水仍含有部分浮油及乳化油,还需要气浮工艺进一步处理。气浮净化工艺是设法
13、在水中通入或产生大量的微细气泡,使其粘附于杂质絮凝体上,造成整体比重小于雨水的状态,并依靠浮力使其上浮于水面,从而获得固液分离的一种净化方法。一般采用加压容器气浮法去除。隔油池出水通过泵进入容器罐,容器罐加入压缩空气使其融于水中,再经过减压后,水中过饱和的空气形成许多极微细的气泡释放出来,在上升过程中,由于气泡的表面张力作用,将乳化于水中的油珠带到水面,然后将浮油用刮渣机刮至集油槽中,让其自流入油泥池,再用泵打入油泥干化场。为了进一步提高浮选效果,一般在浮选泵入口处投加絮凝剂。(3)炼油废水的生化处理目前处理炼油污水基本沿用老三套流程:即隔油一浮选一生物处理。生化处理主要有一下几种方法。普通活
14、性污泥法这类处理方法既有传统的合建式曝气池,也有分建式活性污泥法。简要工艺流程为:污水隔油油气浮生化二沉池外排 其中气浮段有的为一级气浮,有的采用二级气浮;生化段则7080年代初兴建的大多为合建式曝气池,该工艺在早期的炼油污水处理中广泛采用,对减少污染排放起到了极其重要的作用,同时由于其运行稳定,处理的效果较好,依然受到各炼厂的青睐。为了进一步适应目前的环保要求,大多进行了技术改造(如镇海石化、大庆石化),或只作为预处理装置(如广州石化)。该工艺不但硝化效果差,且无法实现脱氮的目的,如不与其他工艺相配合,将难于适应未来污水处理的需要。80年代后期开始采用分建式曝气池,并逐步走向二级好氧生化工艺
15、,即O-O工艺,该工艺较传统活性污泥法处理的效果好,二级好氧处理的功能分区明确,一级好氧主要功能是降解COD,而二级好氧主要功能则是降解氨氮。生物膜接触氧化法5“生物膜接触氧化法”其实是一种把填料作为微生物载体、好氧和厌氧共同存在的污水生化处理方法。污水携带氧气进入填料层时,悬浮物被截留。有机物在氧气的作用下,被微生物吸附降解,释放出二氧化碳、水、能量等,然后形成的粘泥附着在柔性填料上成为膜。在膜的深层,氧气无法进入,形成厌氧层,随着膜的增厚,膜逐渐脱落。这样的作用下,污水被净化。生物膜法虽然能够适应不同浓度的污水,表现出较强的耐冲击力。但实践证明,对于高浓度的污水,生物膜法只能忍耐较少量高浓
16、度的污水,若大量的污水冲击,致使生物膜脱落,则恢复起来需较长时间,大约30天左右。缺氧好氧工艺6,7污水首先经隔油、浮选工序除去粗分散物质(包括悬浮物质和部分乳化状态的物质),例如油。之后,污水流入生化池进行生化处理,以除去较高的COD负荷,难以降解的有机物及氨氮等。生化部分为前置反硝化池,即A/O合建池。在A段为增加生物降解性能,设置软性填料框架组。这种填料挂膜快,比表面积大,它的每个纤维本身即为一个微小的A/O单元,更有助于脱氮的进行。A段溶解氧(DO)控制在01mg/L(一般为0.15mg/L),处于缺氧状态。O段溶解氧控制在24mg/L。O段出水混合液一部分回流至A段,另一部分流入后浮
17、选池进行泥水分离。泥水分离采用气浮的形式,避免了A/O处理后污泥易上浮的不足。分离后的污泥回流至O段进口,出水流入下道工序。根据污泥生长特性,适当排除部分剩余活性污泥。工艺流程如图1-1所示。A段O段泥水分离回流污泥出水混合液回流进水图1-1 A-O工艺流程氧化沟8-10氧化沟是活性污泥法的一种改型,它把连续环式反应池用作生物反应池,混合液在该反应池中以一条闭合式曝气管道进行连续循环(从池型上可以说是推流式的特例)。氧化沟通常在延时曝气条件下使用,因为这时混合液的水力停留时间长,有机物质的负荷低。它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,从而使搅动的液体在闭合式曝气管
18、道中循环。反应池一般为椭圆型或圆形,尺寸大小按延时曝气运行决定,其水力停留时间为1030h,污泥停留时间在15d以上,曝气装置主要有射流器和机械转子曝气设备(转刷和转盘)等,通常在其前面不用设初沉池,而在其后设有二沉池。在污水处理的动力学上有两种系统:推流型和完全混合型。氧化沟既不是完全混合式反应池,又不是推流式反应池,但是它又兼有这两种系统的特点。在沟中,污水流入反应池后,与反应池内所含的大量物质混合,但是通常是使污水正好在排出口的下游流入反应池,因此它必须在经过一次循环之后才能排出去(在这一方面氧化沟与推流式反应池有些相似),然后又象在完全混合反应池中那样,迅速与整个池中的各种成分混合起来
19、(与完全混合式相似)。氧化沟自身的特点在于一次循环所需的时间短,即1530min,而总的水力停留时间则很长,2024h,人们通常用完全混合型反应池来模拟氧化沟。氧化沟的脱碳、脱氮的机理与A/O系统的反应机理相通。因分段布置曝气器,随着与曝气器的距离变化沟中会有缺氧区和好氧区的分布,使其相当于多个A/O系统相连接。废水在好氧段时,碳源被污泥中异养微生物氧化分解;有机氮通过氨化作用和硝化反应被自养微生物作为能源利用,并转化为硝酸盐。1.2处理工艺流程的确定1.2.1处理工艺流程比选方案11 1、炼油废水处理工艺流程的选择原则炼油废水的治理应根据炼油的具体情况,首先抓住工艺改革和综合利用,以尽量减少
20、污染物的排放量,同时,还应尽量搞好节约用水和废水回用,最大限度的减少废水排出量。在考虑上述综合治理的情况下,再来确定炼油废水的处理工艺。由于炼油废水成分复杂多变,对应的处理方法也要随之变化,所以首先要搞清废水的特性,采用对应的处理工艺才能达到较好的处理效果。在选择处理工艺前,应分析废水水质及其组成及对废水所要求的处理程度,确定单项处理方法,然后确定最佳处理工艺流程。2、方法分析目前,国内外较为成熟的炼油废水治理工艺方法有:传统活性污泥法、AB法、合建式氧化沟技术、SBR法和生物滤池法。(1)AB法工艺是在传统两段活性污泥法和高负荷活性污泥法的基础上开发的,属超负荷活性污泥法。其主要特征是,A段
21、活性污泥负荷高,为常规的1020倍,泥龄短,B段污泥负荷低。主要缺点是,基建投资高。适用于处理浓度高,水质水量变化大的污水。不适用于小型的污水处理厂。(2)合建式氧化沟技术是本世纪中叶发展起来的一项新型技术,其构造简单,运行简便且处理效果稳定可靠。其主要类型有:BMS式、船式、C型沟内式、D型沟内式、测沟分离式,主要特点是不设分建的二沉池,运行维护管理方便,但占地面积较大,适用于大型的污水处理厂。(3)SBR法即序批式活性污泥法。是一种间歇运行的污水生物处理工艺。他由一个或多个SBR池组成。运行时,污水分批进入池中,经活性污泥的净化,到净化后上清液排出池外,完成一个运行周期。每个运行周期可分成
22、:进水期、反映期、沉降期、排放期、和闲置期,其主要特点是对水质水量的变化适应性强,有机质去除率高,氮磷的去除率高。主要缺点时运行维护复杂,设备费用高,由于采用定为管重力式排水,在排水初期有少量混合液排出。进入反应池的浮渣尚缺乏有效的设备从反应池取出,增加了操作人员的工作量。(4)生物滤池是一种生物和物理化学相结合的工艺,其主要流程包括滴滤池、曝气固体接触、絮凝和澄清分离。来自一级处理的污水,首先通过生物滤池降低溶解性BOD5并形成可以絮凝的颗粒固体。生物滤池出水与回流污泥曝气混合接触,并进行絮凝和吸附,如接触时间充分,可溶性BOD5也可去除,二沉池采用了新型絮凝澄清池,混合液在池中心絮凝井中增
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