【文章內容簡介】 質好，設備投資小，操作方便，但反沖洗操作要求較高。 絮凝和混凝也 是工業(yè)水處理當中的常用技術手段。 絮凝法主要用于去除乳化油，絮凝劑一般分為無機絮凝劑、復合絮凝劑以及有機高分子絮凝劑。目前主要研究方向為無機高分子絮凝劑和復合絮凝劑。無機高分子絮凝劑主要是鋁鹽和鐵鹽的聚合體系，如聚氯化鋁、聚硫酸鐵、聚硅氯化鋁、聚硅硫酸鋁和聚硅硫酸鐵等。常用的有機絮凝劑是聚丙烯酞胺， ZB 型陽離子有機絮凝劑等。乳化油通過絮凝劑進行破乳后，還需要進一步處理，才能達到排放標 準。 混凝是工業(yè)水處理當中的一個重要方法，用以去除水中細小的懸浮物和膠體污染物質。它的原理是通過向廢水中投 加混凝劑，使其中的膠粒物質發(fā)生凝聚和絮凝而分離出來，以凈化廢水。在石化廢水的處理中，混凝可降低水中的濁度、色度、某些無機或有機污染物，如油、硫、砷、表面活性物質、放射性物質、浮游生物和藻類等。 國內目前含油污水處理普遍采用的是 “老三套 ”處理工藝，即 “隔油 混凝 過濾 ”或 “隔油 氣浮 過濾 ”工藝。這些工藝都是由上述的常規(guī)處理工藝組合而成，主要針對含油污水中的油和機械雜質進行分離處理，其目標主要是實現(xiàn)污水的回注，并未包含污水外排的一些指標，如 COD、 BOD氨氮等。實踐表明，用 “老三套 ”注水處理工藝無法使含油 污水達標排放。如果這些不達標的含油廢水排入水體當中，就會在水中形成油膜，阻礙大氣復氧，同時有機物的分解會消耗水中 畢業(yè)設計（論文）專用紙 4 的溶解氧，造成水生動植物因缺氧死亡，有機物分解的過程當中還會放出二氧化碳，使水體 pH 下降 。進而使水體變臭，水質惡化，影響水資源的利用價值。為滿足污水外排的標準，一般的污水外排處理工藝是在 “老三套 ”的基礎上增加生化處理單元。主要包括活性污泥法、 SBR 法、生物接觸氧化法、氧化塘法以及曝氣生物濾池法等。但是由于油田污水成分復雜、可生化性差、溫度高，礦化度大，因此在處理工藝的選擇和實際工藝的運行上比普通生 化技術有更高的要求。 傳統(tǒng)技術包括混凝、沉淀、過濾、消毒等單元，具有占地面積大，操作復雜，出水水質不穩(wěn)定等缺點。當前膜分離、氧化技術和生物深度處理技術是處理石油、化工等行業(yè)廢水研究的熱點。 膜技術被稱為是 21 世紀的水處理技術，是近 40 年來發(fā)展最迅速、應用最廣泛的技術。膜技術在水處理中應用的基本原理是 :利用水溶液中的水分子具有透過分離膜的能力，而溶質或其他雜質不能透過分離膜，在外力作用下對水溶液 (原水 )進行分離，獲得純凈的水，從而達到提高水質的目的。與傳統(tǒng)水處理技術相比，膜技術具有節(jié)能、投資少、操 作簡便、處理效率高等優(yōu)點，膜技術的應用給人類帶來了巨大的環(huán)境和經濟效益。 氧化技術主要包括強氧化劑氧化、臭氧氧化、光催化氧化以及濕式氧化等。 ?強氧化劑氧化的報道最早見于美國， 80 年代美國對石油污染的地下水中的高分子烴類采用硝酸鹽和過氧化物氧化的方法處理，效果很好。 1992 年美國《石油學會文集》中，介紹了降解和清除聚合物注入后的殘留物的方法，主要是采用氧化法，用次氯酸鈉或二氧化氯做氧化劑，陰離子型水溶液聚合物諸如聚丙烯酞胺、聚丙烯酸脂等可以被上述方法分解，加入氧化劑放置 4h 一 12h，可以使聚合 物分解至微量。這種方法的優(yōu)點是成本較低，用次氯酸鈉或二氧化氯做氧化劑是用過氧化氫或過硼酸鈉的 1/5，污染物的去除率也較高，但條件控制不好會產生二次污染，且不能回收廢水中的有用物質。 ?臭氧氧化法主要是利用臭氧改變高分子污染物的分子結構，使長鏈分子部分斷裂，大分子降解為小分子，從而使該廢水用傳統(tǒng)的生化方法易于處理。這種方法主要用于傳統(tǒng)生化處理方法是預處理，單獨用此方法處理效果不明顯。 畢業(yè)設計（論文）專用紙 5 ?光催化氧化降解法是目前研究的處理含油廢水的另一高級氧化技術。美國研究光催化氧化水中可能含有的 21 種有機污染物，最終產物都是二 氧化碳，光源是太陽光，催化劑是 TiO ZnO、 CdS、 和 Fe2+。其成本很低，不產生二次污染，但受自然條件限制，不易完全反應。 ④ 生物深度處理具有去除污染物的種類多、效率高、抗沖擊能力強且運行費用低等優(yōu)點，再經過絮凝、過濾等后處理，能夠獲得良好的回用水?，F(xiàn)有的生物處理技術主要包括生物強化技術、生物固定化技術以及曝氣生物濾池技術。生物強化技術主要是通過向廢水中直接投加從自然界中篩選的優(yōu)勢菌種或通過基因重組技術產生的高效菌種，以改善原處理系統(tǒng)的能力，達到對某一類有害物質的去除或某方面性能優(yōu)化的目的。生物固定化 技術是強化技術與一般生物處理技術相結合的產物，用于廢水處理，是近年來發(fā)展起來的廢水處理新技術。在水處理當中采用固定化細胞，可以提高生物反應器內的微生物濃度，有利于反應后的固液分離，有利于去除氨氮、高濃度有機物以及某種難降解的物質，是一種高效低能耗、運轉管理容易、十分有前途的廢水處理技術。 經過對污水水質及出水水質要求的分析，并在老三套工藝的基礎上進行優(yōu)化改進，決定采用隔油 —氣浮 —SBR 法。 設計資料與依據 設計資料 （ 1） 污水來源：工業(yè)廢機油、柴油、生活廢食用油等。 （ 2） 進水水質： SS=800mg/L。酸性部分： Q=500t/d， COD=500mg/L，BOD=280mg/L， PH=(含 HCl)，油 =56mg/L，來自工業(yè)廢機油、柴油； 堿性部分： Q=300t/d， COD=480mg/L，BOD=220mg/L， PH=(含 NaClO、洗滌劑 )，油 =21mg/L，主要為食用油 (3) 設計量與水質 設計水量： 800t/d 出水執(zhí)行《中華人民共和國污水綜合排放標準》 （ GB89781996）二級標準，具體排放標準如下： COD≤150mg/L； BOD5≤60mg/L； SS≤200mg/L； NH3N≤25mg/L；油 ≤10mg/L；PH=69。 畢業(yè)設計（論文）專用紙 6 設計依據 《中華人民共和國環(huán)境保護法》； 《中華人民共和國污水綜合排放標準》（ GB89781996）； 《總圖制圖標準》（ GB/T501032020）； 《室外排水設計規(guī)范》（ GBJ1487）； 《建筑制圖標準》（ GB/T501042020）； 《給水排水制圖標準》（ GB/T501062020）。 設計內容 設計任務 （ 1）根據污水水質情況，地形等相關資料，確定污水與污泥處理流程； （ 2）對污水與污泥處理流程中處理構筑物進行工藝計算，確定其型式，數(shù)量與尺寸，以及主要設備型號和數(shù)量等； （ 3）構筑物的總體布置和污水，污泥處理流程的高程設計； （ 4）構筑物工程造價計算； （ 5）編寫計算書； （ 6）繪制 68 張圖紙（ A3 及以上圖幅），主要包括平面圖，高程圖，相關構筑物設計圖等。 繪圖要求 按照機械制圖規(guī)范， CAD 繪制平面布置圖、高程圖及構筑物設計圖 紙。 處理程度計算 在排放水體之前，都必須進行適當程度的處理，使處理后的污水水質達到允許的排放濃度。 污水的處理程度的計算公式為： %100??? i eiC CC? 式中 : ? ——污水的處理程度（％） iC ——未處理污水中某種污染物的平均濃度（ mg/L） eC ——允許排入水體的 已處理污水中某種污染物的平均濃度（ mg/L） 畢業(yè)設計（論文）專用紙 7 （ 1）石油類去除率 %%1 0056 10561 ???? 。 %%10 021 10212 ??? (2)COD 去除率 %70%1 005 001 505 001 ????。 %%100480 1504802 ???? (3)BOD5 去除率 %%100280 602801 ????。 %%10 022 06022 02 ???? 污水預處理 在對兩部分污水 進行除油及綜合處理之前，考慮先將兩部分污水進行混合，以達到酸堿中和達到以污治污的目的。 酸性廢水中 H+的濃度： LLLC H /m o )( ???????? 酸性廢水中 H+的量為： n(H+)=500103105mol= 堿性廢水中 H+的濃度： C(H+)=19101 101?? mol/L=1010mol/L 故堿性廢水中 OH的濃度： C(OH)=10 101 ?? mol/L=105mol/L 故堿性廢水中 OH的量為： n(OH)=2300103105mol=6mol 故將酸堿污水混合后： C(OH)=106mol/L 換算成 PH 為 。 由處理程度公式計算： 油分去除率： η= 771077? 100%=% COD 去除率： η= 980150980? 100%=% BOD5 去除率： η= 50060500? 100%=% SS 去除率： η= %100800202000 ?? =75% 畢業(yè)設計（論文）專用紙 8 第 2章 污水處理工藝的選擇和可行性分析 選擇污水處理工藝的原則 污水處理工藝技術方案在達到治理要求的前提下應優(yōu)先選擇基建投資和運行費用少，運行管理方便的先進工 藝；所用污水和污泥處理技術和其他技術不僅要求先進，更要求成熟可靠；污泥及殘渣處理應盡量完善，消除二次污染；盡量減少工程用地。 污水處理方案的確定 含油污水組成復雜、排放量大、污染物種類多、對環(huán)境危害大，其中主要污染物有工業(yè)廢機油、柴油、食用油等油類，此外還含有洗滌劑、硫化物、揮發(fā)酚、NH3 以及其他的一些有毒物質。 COD 含量相對較高，難降解物質多，而且受到其中酸堿的影響，污水 PH 變化較大。針對此類含油廢水的這種特點，一般采用隔油 —氣浮 —生化法處理。通過對各種生化法工藝的初步判定，現(xiàn)將工藝鎖定在以下兩種 ： 法（ Sequencing Batch Reactor） SBR 法又稱序批式間歇活性污泥法，其操作流程由進水、反應、沉淀、出水和靜置五個基本過程組成，所有處理過程都是在一個設有曝氣或攪拌裝置的反應器內依次進行。特點為工藝簡單，由于只有一個反應池，不需二沉池、回流污泥及設備，一般不設調節(jié)池，可節(jié)省占地和投資，耐沖擊負荷且運行方式靈活。缺點是抗?jié)舛茸兓芰Σ?，發(fā)生污泥膨脹少但處理困難，存在浮渣問題，水頭損失大，池容利用不理想。 A/O 法又稱前置式缺氧 —好氧生物脫氮工藝，是目前廣泛采用的一種脫氮 工藝。該工藝將反硝化段設在系統(tǒng)的前面，氨氮在好氧段通過硝化反應生成硝酸鹽，硝酸鹽通過內循環(huán)回流到缺氧池中，在缺氧池中以水中的有機物作為碳源進行反硝化脫氮。沉淀池中的污泥一部分回流到缺氧段提供足量微生物，剩余污泥經處理后排放。 經過生產實踐證明， SBR 工藝處理含油廢水，技術先進，運行可靠，具有 畢業(yè)設計（論文）專用紙 9 良好去除有機物效果，出水水質符合國家標準。 表 21 工藝方案比較 工藝 內容 SBR 工藝 A/O 工藝 技術可行性 先進、成熟、應用廣 先進、成熟、應用廣 水質指標 出水水質好、穩(wěn)定易于深度處理，對外界條件變化有一定的適應性 出水水質好、穩(wěn)定易于深度處理，對外界條件變化的適應性較好 基礎建設費用 較高 不太高 運行費用 較高 較高 運行 管理 運轉 操作單元較多復雜 操作單元較少方便 維修 維修困難 維修較簡單 占地 較大 較小 要求管理水平 高 較高 環(huán)境影響 噪音較大、臭味較小 噪音較大、臭味較小 結論：經過比較， SBR 工藝反應池的進水、曝氣、排水過程變化頻繁，對污水處理廠設備儀表的要求較高，基建費用高；而且不連續(xù)出水，使得 SBR 工藝串聯(lián)其他連續(xù)工藝時較為困難，不利于擴大規(guī)模，但 考慮到污水水質不含有氨氮的本身原因，故選擇選擇隔油 —氣浮 —SBR 工藝比較經濟實用，而且參考國內處理相同水質的污水處理廠，此法法應用也較為廣泛，前景甚好。 (1)技術方面：技術先進，所處理的污水能夠滿足國家指定的污水排放標準，自動化設備的使用也使操作管理十分方便。 (2)經濟方面：采用新的工藝后，減少了污泥的產量，占地面積小，基建費用較少，運行費用低。 隔油 —氣浮 —SBR 工藝流程圖： 畢業(yè)設計（論文）專用紙 10 圖 21 工藝流程圖 畢業(yè)設計（論文）專用紙 11 3 污水處理系統(tǒng) 泵房 設計依據 （ 1）應根據遠近期污 水量確定污水泵站的規(guī)模。泵站設計流量與進水管至設計流量相同。 （ 2）污水泵站的集水池與機器間合建在同一構筑物內，集水池和機器間需用防水隔墻分開，不允許滲漏。做法按結構設計規(guī)范要求。 （ 3）泵站構筑物不允許地下水滲入，應設有高出地下水位 米的防水措施，具體設計見規(guī)范。 （ 4）泵站位置應結合規(guī)劃要求，鑒于排水需要提升的管段，且距排放水體較近的地