A/O工艺处理石油化工污水的设计计算

论文总字数：19438字

目 录

1.绪论 7

1.1 石化污水现状 7

1.2石化污水来源 7

1.3石化污水的特点 7

1.4 常用处理技术 8

1.4.1好氧法处理 8

1.4.2 厌氧法处理 9

1.4.3组合工艺 10

1.4.4选择A/O工艺 10

2.设计任务 10

2.1设计规模与出水要求 10

2.2污水处理工艺流程 11

2.3设计依据 11

3.工艺流程主要构筑物设计计算 12

3.1粗格栅的设计 12

3.1.1概述 12

3.1.2设计参数 12

3.1.3设计计算 13

3.1.4栅渣处理 14

3.2集水井的设计 15

3.2.1概述 16

3.2.2设计计算 15

3.2.3搅拌机的选择 15

3.3细格栅 16

3.3.1概述 16

3.3.2设计参数 16

3.3.3设计计算 16

3.3.5校核栅前流速 18

3.4 沉砂池 18

3.4.1概述 18

3.4.2设计参数 18

3.4.3设计计算 18

3.4.4处理水质 21

3.5调节池 21

3.5.1概述 21

3.5.2设计参数 21

3.5.3设计计算 21

3.6水解酸化池 22

3.6.1水解酸化池的作用 22

3.6.3设计计算 22

3.6.4排泥系统 23

3.7A/O反应池 24

3.7.1概述 24

3.7.2设计参数 24

3.7.3设计计算 25

3.7.4曝气池空气量计算 27

3.8二次沉淀池 28

3.6.1概述 28

3.6.2设计参数 28

3.6.3设计计算 29

3.6.4集配水井设计 33

3.9接触池 34

3.1.1概述 34

3.1.2设计参数 34

3.1.3设计计算 35

4.污泥处理系统设计 35

4.1浓缩池 35

4.2.1设计参数 36

4.2.2设计计算 36

4.2贮泥池 37

4.2.1设计参数 37

4.2.2设计计算 38

4.3污泥脱水 38

4.3.1设计依据 38

4.3.2设计计算 38

4.4.2脱水机选择 39

5.平面布置与高程布置原则 39

5.1平面布置原则 39

5.2高程布置 40

5.2.1布置原则 40

5.2.2污水水头损失计算 40

5.2.3建筑物高程计算 41

5.3绘图 42

6.工艺成本估算 42

6.1工程费用的组成 42

6.2总投资 42

7.结论与讨论 42

参考文献 43

致谢 44

Ａ／Ｏ工艺处理石油化工污水的设计计算

王克真

， China

ABSTRACT: The petrochemical wastewater with high concentration is difficult to degrade and it is also hard to meet the discharge standards for nowadays with traditional technologies. With the continuous development of science， the treatment technology of petrochemical wastewater has been gradually improved.New treatment technologies and methods are emerging. This paper compares the advantages and disadvantages of several combined processes，and selects the A / O process for petrochemical wastewater treatment The entire process design calculations， and the treatment process in the various structures set parameters and equipment selection. After A/O process treatment， the water quality of effluent petrochemical wastewater have meet the standards of GB 31570-2015.

Key words: Petrochemical sewage， A/O process， Design Calculation

1绪论

1.1石化污水现状

石油化工企业所产生的污水，是重要的工业污染源之一，其中所含的大量的油类、悬浮物、重金属等物质。这些污染物物质对于土壤、生物、人体健康和农作物的危害非常大。石油化工行业大量的生产能源和化工资源，同时也是能源和资源的消耗大户，由于石油工业的快速发展，产品的加工深度的增加使得石化污水的污染状况日益严重。国家发改委把石化、钢铁、印染、造纸、电力列为五大工业污水排放重点治理行业。所以含油污水的处理刻不容缓，发展更为先进的石化污水处理技术是必须的，这关系到石油化工企业未来的的生存与发展。

1.2 石化污水来源

石油化工就是以天然气、炼厂气、直馏汽油、原油、轻柴油等为原料，经裂解分离得到乙烯、丙烯、丁烯及芳香烃，再由这些产品进一步加工成为各种有机原料、合成材料以及其他用途的产品^[1]。目前除利用天然气和炼厂气为原料的石化装置外，典型的石油化工装置是十一乙烯装置为首的石油化工联合装置。联合装置一般有几套或十几套化工装置组成，由于产品的结构不同，联合装置的组成也不同，所以，随之产生了不同的石油化工污水。

石化废水主要包括油、氨氮、重金属、大分子有机物、环状难降解有机物等物质。其中石化污水中COD和BOD₅的含量分别在2500~15000mg/L与1000~3000mg/L之间，不能直接排放，会造成很严重的环境污染。石油化工行业的主要加工对象为石油、天然气、煤等。石油化工污水处理厂所处理的废水大多来自各种生产工艺中的污水，但石油化工污水不仅来源于生产装置，从辅助设施中也有不少的污水排放，例如槽车洗涤水、油罐区排水、化验室污水等。此外还有一些生活污水，主要来源于食堂、宿舍、浴室和办公楼等。在以上这些废水中含有大量的悬浮物以及难降解的有机物，因此这些废水必须要经过深度处理后才能排放。

1.3石化污水特点

由于各个石化企业规模不同、原料不同、生产技术路线不同，产生的污水品种复杂，因此，难以用一种处理方法解决问题。石油化工污水的水质水量特点如下：

（1）污水量大、水质复杂和变化大

石化工业的生产规模逐渐扩大，处理的污水量也较大。石油化工企业在生产过长中需要加入各种药剂，经过各种反应。一个企业排放的污水中往往含有数以百计的化学组分。石化装置是有数百台设备组成的，其中任意一套装置出现问题均会造成物料排泄而影响水质。

（2）有机污较多

石油化工污水中主要包含一些烃类机物和及烃的衍生物。很多石油化工装置对高浓度废液烃进行的处理效果并没有收到很好的效果，通过对其进行焚烧等方法处理后，COD还是比较较高。

（3）重金属污染物

由于石化生产种许多反应在常规条件下很难进行，因此需要用到一些不同种类的催化剂催化完成生产反应，一个规模较大石油化工厂需要使用多达10种催化剂，因此，污水中往往会含有重金属。

石化污水的一般特性是：①含油；②可生化性较好，BOD/COD值在0.3~0.6之间；③COD一般在600~4200mg/L，BOD介于200~1000mg/L之间。但也有一些石化装置排出的污水COD较高，且可生化性较差，如腈纶污水COD为2000mg/L左右，精对苯二甲酸（PTA）污水COD高达5000~9000mg/L。

1.4常用的处理技术

目前，国内外学者在对具有浓度高、降解难的石油化工废水的处理上面做了大量的研究。这其中使用生物法对石化废水进行处理具有较好的效果、成本也比较低，使得越来越多地研究者对此进行研究。目前各种工艺的研究现状：

1.4.1厌氧条件处理

石油化工废水的一些预处理，一般都用厌氧方法进行。因为石油化工废水中COD含量较高并且可生化性较差，利用厌氧工艺进行预处理，从而提高污水的可生化性，使得后续处理更轻松。其中厌氧处理的特点是污水处理运行过程中产生的污泥量小，工艺运行所需的费用较低，运行操作简单，但是厌氧工艺的启动时间较长、处理过程中的操作不稳定。

（1）UASB反应器

UASB反应器即升流式厌氧污泥床，常用于高浓度有机废水的处理。反应器具有机物负荷高、水力停留时间短、费用低和操作方便等优点。但此反应器的启动过程耗时太长，对于颗粒污泥的培养条件有严格的要求。

（2）厌氧固定膜反应器

厌氧固定膜反应器之中是安装有固定填料的装置， 填料能够对厌氧微生物进行附着和截留， 填料使得反应池内聚集大量微生物， 这些微生物将进水中的有机物转化为二氧化碳和甲烷等得以去除 。厌氧固定膜反应器具有抗冲击负荷能力强和运行管理方便，其中的微生物停留时间也较长等优点。

（3）厌氧附着膜膨胀床

厌氧附着膜膨胀床(AAFEB)反应器是种新型高效处理工艺工艺，反应器床层上附着的生物膜对废水进行厌氧生物处理，床层需要一定的膨胀条件下运行，使反应器内达到良好的传质条件；且载体粒径小具有巨大的表面积，可以为微生物的附着生长创造条件，并且保持反应器内微生物浓度始终较高。对于石化废水的处理效果很好，在规定的温度范围内，升温可以提高反应器的有机负荷和去除效率。

1.4.2好氧条件处理技术

好氧处理方法在石油化工废水处理中应用较多，但是单独使用好氧生物处理处理石化污水的的效果不是很好，一般选用好氧处理与厌氧处理相结合的方案来组成一个组合工艺进行处理。

最新发展的好氧处理方法主要有。

（1）序批式活性污泥法

序批式活性污泥法(SBR)又称作间歇式活性污泥法，本工艺处理原理与传统活性污泥相似工艺流程简单，序批式活性污泥法是在单一的反应器内进行的，按照污水的流入开始到待机结束为一个周期。此工艺对水量较小的污水去除效果较好、工艺运行操作灵活及很容易控制，占地面积也很小，但无法处理水量较大的废水，对运行控制管理要求较高。

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