【正文】 《化工工藝學(xué)》課程設(shè)計240 萬噸／年焦炭焦化廠生物脫酚工段設(shè)計專業(yè)：化學(xué)工程與工藝班級：化工 123 班 姓名：陳濤學(xué)號：2022020860II / 39目錄前言 ..................................................11 焦化廢水概述 ........................................2 焦化廢水概況 ....................................2 焦化廢水來源與組成 ..........................2 焦化廢水的特點(diǎn)及危害 ........................4 國內(nèi)外焦化廢水處理技術(shù) ..........................5 物理化學(xué)法 ..................................6 生化處理法 ..................................7 化學(xué)處理法 ..................................82 水質(zhì)分析和處理工藝選擇 ..............................8 來源組成 .....................................8 水質(zhì)特征 .....................................9 排放量 ......................................10 排放標(biāo)準(zhǔn) ........................................10 焦化廢水水質(zhì) ..................................10 處理工藝的選擇 .................................10 處理工藝流程選擇應(yīng)考慮的因素 ...............10 工藝對比 ...................................11 工藝選擇 ...................................14 A/O 工藝原理 ...............................14 各段工藝去除率 .................................153 主體構(gòu)筑物設(shè)計 ....................................17 格柵 ............................................17 集水池 .........................................19 隔油池 .........................................20 調(diào)節(jié)池 .........................................21 事故池 .........................................22 缺氧池 .........................................22 二沉池 ..........................................25 混合反應(yīng)池 ......................................27 混凝沉淀池 .....................................28 污泥濃縮池 ....................................29III / 39 回流水井 ......................................304 設(shè)備選型 ...........................................30 格柵設(shè)計選型 ...................................30 風(fēng)機(jī)選型 .......................................30 廢水污泥泵選型 .................................31 加藥裝置選型 ....................................32 加藥裝置選型 ...............................32 污泥脫水機(jī)選型 .................................32 攪拌機(jī)選型 .....................................32 刮泥機(jī)及撇油機(jī)選型 .............................33結(jié)論 ................................................33參考文獻(xiàn) .............................................34前言水是地球的重要組成部分，也是生物機(jī)體不可缺少的組分，人類的生存和發(fā)展離不開水資源。地球上約有 %的水是海水，它覆蓋了地球表面的 70%以上，但由于海水是含有大量礦物鹽類的“咸水”，不宜被人類直接使用。這樣，人類生命和生產(chǎn)活動能直接利用且易于取得的淡水資源就十分有限，不足總水量的 3%，且其中約 3/4 以冰川、冰帽等固態(tài)的形式存在于南北極地，人類很難使用。與人類關(guān)系最密切、又較易開發(fā)利用的淡水儲量約為4106km3，僅占地球上總水量的 %。因此，解決水廢染、合理地利用水資源是世界各國經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急。焦化廢水是一種高含氮、毒性強(qiáng)的有機(jī)工業(yè)廢水之一。如果直接排入水體其廢染程度大，毒害性強(qiáng) [1]。因此，對焦化廠廢水的處理無論在環(huán)境還是資源方面顯得尤為重要。鑒于可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境質(zhì)量的要求，現(xiàn)決定對某煤焦化有限責(zé)任公司產(chǎn)生的焦化廢水進(jìn)行處理工藝設(shè)計。廢水產(chǎn)生量為300t/d，廢水主要由含高濃度氮焦化廢水和生活廢水組成，且都含較高 COD、SS 和石油類物質(zhì)。本文根據(jù)該焦化廢水濃度高，毒性大的水質(zhì)特點(diǎn)，設(shè)計“A/O”工藝對其進(jìn)行處理。廢水中的SS、石油類物質(zhì)、COD 等濃度大大降低，使得出水水質(zhì)達(dá)到《廢水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB89781996） 》中的一級排放要求。本文對各處理單元構(gòu)筑物進(jìn)行了設(shè)計計算，繪制各處理單元構(gòu)筑物圖示，以及廢水處理站的平面布置圖和高程布置圖，同時對該廢水處理站進(jìn)行了投資經(jīng)濟(jì)概算，驗(yàn)證廢水不僅得到有效處理，且經(jīng)濟(jì)可行，符合可持續(xù)發(fā)展要求。2 / 391 焦化廢水概述 焦化廢水概況 焦化廢水來源與組成焦化廠是鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)的重要組成部分，焦炭是鋼鐵冶煉的重要原材料，煉焦回收的化工產(chǎn)品供給許多行業(yè)的生產(chǎn)。隨著社會、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，焦化行業(yè)已發(fā)揮著越來越重要的作用。目前，國內(nèi)生產(chǎn)焦化產(chǎn)品的廠家達(dá)數(shù)百家。焦化廠生產(chǎn)的主要任務(wù)是進(jìn)行煤的高溫干餾—煉焦，以及回收處理在煉焦過程中所產(chǎn)生的副產(chǎn)品。整個生產(chǎn)過程分為選煤、煉焦及化工三部分。焦化廢水則產(chǎn)生于煉焦、制氣過程及化工產(chǎn)品回收過程，水質(zhì)復(fù)雜，產(chǎn)生量較大。其主要來源有 [2]：(1) 剩余氨水。由煉焦的水分及煉焦過程中產(chǎn)生的化合物組成。通常情況下，其數(shù)量占全部廢水的一半以上，是氨氮廢染物的主要來源；(2)化工產(chǎn)品工藝排水。包括化工產(chǎn)品回收和精制過程中各有關(guān)工段的分離水及各種貯槽定期排水和事故排水；(3) 粗苯終冷水及煤氣脫硫和煤氣終冷循環(huán)的排廢水。其中含有一定數(shù)量的酚、氰、苯、硫化物及吡啶堿等。(4)焦油車間廢水：焦油車間根據(jù)有機(jī)物的沸點(diǎn)不同，用蒸餾法初步分離各種產(chǎn)品，再經(jīng)酸堿洗滌分離出粗苯、吡啶等產(chǎn)品。廢水主要是間斷地排出高濃度含油、含酸的廢水。這部分廢水一般經(jīng)溶劑脫酚通過蒸氨塔后才能進(jìn)入生物處理裝置；(5)古馬隆廢水：從酚、油、重苯中提取古馬隆，要經(jīng)過蒸餾、堿洗、酸洗、中和及水洗，排除含酚、吡啶、油等廢染物的廢水。焦化廢水產(chǎn)生的一般工藝流程如圖 所示 [3]：3 / 39圖 焦化生產(chǎn)工藝流程焦化廢水因受原煤性質(zhì)、焦化產(chǎn)品回收工序及方法等多種因素的影響，含有多種廢染物。焦化廢水是一種含高氨氮、高有機(jī)物、成分復(fù)雜的、難處理的有機(jī)工業(yè)廢水。焦化廢水中的許多高毒性難降解有機(jī)物，對生態(tài)環(huán)境危害極大，如占總有機(jī)物的一半以上酚類化合物，可使蛋白質(zhì)凝固，對人類、水產(chǎn)及農(nóng)作物都有極大危害 [4]。經(jīng)常接觸煤焦油、瀝青和某些石油化工溶劑的人，皮膚癌、唇癌以及肺癌的患病率相當(dāng)高，因?yàn)檫胚?、萘、吡啶堿、煤 備煤 焦?fàn)t 煤炭加工 焦炭除塵廢水除塵廢水煤氣初冷焦油氨水分離剩余氨水焦油加工焦油精制分離水煤氣脫氨煤氣終冷煤氣脫苯終冷廢水蒸苯粗苯分離水粗苯加工精苯分離水古馬隆生產(chǎn)古馬隆廢水凈煤氣煤氣管道水封水4 / 39啡蒽、苯并芘等多種多環(huán)和雜環(huán)芳香族化合物(PAHs)中有不少是致癌和致突變物質(zhì)。氨氮是水體富營養(yǎng)化的主要廢染物，近年來，國家不僅對COD的排放做了嚴(yán)格的規(guī)定，對氨氮的危害也越來越重視，并對氨氮的排放也做了嚴(yán)格的規(guī)定。 焦化廢水的特點(diǎn)及危害1 、水質(zhì)特點(diǎn)(1)成分復(fù)雜焦化廢水組成十分復(fù)雜，濃度高、毒性大。核磁共振—色譜分析顯示：焦化廢水中含有數(shù)十