1、摘 要焦化废水具有高 CODcr、高氨氮、高酚的特征，属于难降解工业废水。废水含有多种有毒有害物质，未经处理或超标排放会对环境造成巨大的潜在危害。本设计为 3000t/d焦化废水的处理工艺设计，综合考虑传统处理方法的利与弊，设计“调节+隔油+气浮+稀释+水解酸化+缺氧+MBR”的处理工艺流程。焦化废水首先进入进水房，通过筛网去除大颗粒的杂物，流入高程布置最低的水质水量调节池，通过调节池中的潜水泵将废水抬升到一定高度，靠重力自流入后续构筑物。隔油池与气浮池的主要作用是去除对生物有抑制作用的油类及 SS，但高浓度的氨氮依旧超出生物的耐受极限，所以在进入生化处理系统之前，需要出水回流稀释原水，该过程
2、在稀释调节池中进行。污水在稀释调节池中需停留一段时间，目的是使气浮过后的原水及出水中的氧尽可能释放，以避免破坏水解酸化池的厌氧环境。焦化废水中含有较多的苯类及多环类大分子有机化合物，水解酸化池的设置作用就是将该类大分子有机物分解为小分子。然后废水流入缺氧池，该池是进行反硝化的主要场所。利用内回流而来的亚硝酸盐和硝酸盐，反硝化菌以易降解有机物为电子受体将其转化为氮气，完成脱氮过程。MBR 池是有机物降解及氨氮硝化的主要场所，采用膜过滤出水保证了出水水质，省去了二沉池、混凝沉淀等处理流程，减少了占地面积。膜易污染受损，因此对膜定期清洗也是设计的重点。污泥处理采用“污泥浓缩池+离心脱水机+泥饼外运”
3、的处理方式，产生的废水自流入调节池重新进行净化处理。焦化废水通过这一处理系统，各项污染指标都可达到 GB16171-2012 的出水排放标准。另外，MBR 池克服了传统活性污泥法曝气池浓度不高、剩余污泥量大、氨氮硝化效率低等缺点，在保证出水达标的前提下，可减小占地面积与土建费用。关键词：焦化废水；氨氮；MBR；膜清洗ABSTRACTCoke plant wastewater is featured with high concentrations of ammonia, phenol and CODcr, and it belongs to the bio-degradable industr
4、ial wastewater. Untreated or excessive discharge of coke plant wastewater would cause great harm to the environment, for it contains large amounts of toxic and hazardous substances .In this article , a coke plant wastewater treatment system is designed , which can treat 3000 tons coke plant wastewat
5、er every day. Considering the pros and cons of the traditional approach, formed a combination of treatment process of “Regulation+ Grease Trap+ Flotation+ Dilution+ Hydrolysis Acidification+ Hypoxia+ Membrane Bioreactor(MBR)”.At first, coke plant wastewater flow into the water room, filtering out la
6、rge particles of debris through a sieve. And then, the wastewater flow into regulation tanks, which are the lowest tank in the treatment process. After that, the wastewater is raised to a certain height which can ensure that it can flow into other tanks from subsequent handling process by itself. Th
7、e main role of grease traps and flotation tanks is to remove the oils and SS which are inhibitory to microorganism. However, the high concentration of ammonia is still beyond the limits of biological tolerance. So, it is necessary to use treated wastewater dilute the wastewater before entering the b
8、iological treatment system and the process is performed in the diluted regulation tank. Wastewater need to stay for some time in the diluted regulation tank, for the wastewater after flotation and the cleaned water need to release oxygen as much as possible, in order to avoid the damage of anaerobic
9、 environment in hydrolysis acidification tanks. Whats more, Coke plant Wastewater contains a lot of bio-degradable compounds like benzene and polycyclic, and the main role of hydrolytic acidification tanks is to translate the organic macromolecules and refractory organic into smaller organic molecul
10、es. Then the wastewater entering the anoxic tanks, which are the main place of denitrification. Denitrifying bacteria convert the nitrate and nitrite which come from the backflow to nitrogen, using easily degradable organic as electron acceptors. MBR tanks are the main place of organics degradation
11、and ammonia nitrification. Using membrane filtering wastewater has ensured the quality of treated water, and it also eliminates the need of secondary sedimentation tanks and coagulation and sedimentation and other treatment processes, reducing the occupied area. Besides, Membrane is easily contamina
12、ted, so regular cleaning of membrane is also the focus of this design. Applying “Sludge thickener+ Centrifugal dewatering machine+ Sludge cake outward transport” method to deal with the remaining sludge. The water produced by sludge treatment flows into the regulation tank by itself and it will be c
13、leaned again.All kinds of indicators of coke plant wastewater can meet the emission standards of GB16171-2012 through this process of treatment. In addition, MBR tanks can overcome many shortcomings of conventional activated sludge process ,such as the low sludge concentration in aeration tank 、the
14、large amount of excess sludge and the low efficiency of ammonia nitrification. Under the premise of meeting all the treated wastewater standards, this wastewater treatment system can reduce occupied areas and construction costs.Keywords: coke plant wastewater; ammonia; MBR; membrane cleaning目 录1 绪论
15、.11.1 焦化废水来源 .11.2 焦化废水特点 .21.3 焦化废水处理技术综述 .21.3.1 物化法 .21.3.2 生化处理法 .31.3.3 化学处理法 .42 焦化废水处理工艺设计 .52.1 设计任务 .52.1.1 设计处理水量 .52.1.2 设计进水水质 .52.1.3 设计出水指标 .52.2 设计的基本原则 .52.3 工艺选择 .62.3.1 工艺流程的选择原则 .62.3.2 目前采用工艺及不足 .62.3.3 氨氮处理方法比较 .62.3.4 本设计工艺选择 .72.3.5 工艺选择说明 .72.3.6 设计污染物各阶段去除率 .83 主体构筑物设计计算 .93
16、.1 进水房 .93.1.1 设计说明 .93.1.2 设计计算 .93.2 水质水量调节池 .103.2.1 设计说明 .103.2.2 设计参数 .103.2.3 设计计算 .103.3 隔油池 .123.3.1 设计说明 .123.3.2 设计参数： .123.3.3 设计计算： .133.4 气浮池 .163.4.1 设计说明 .163.4.2 设计参数 .163.4.3 设计计算 .163.5 稀释调节池 .213.5.1 设计说明 .213.5.2 设计参数 .213.5.3 设计计算 .213.6 水解酸化池 .223.6.1 设计说明 .223.6.2 设计参数 .233.4.
17、3 设计计算 .233.7 膜生物反应器（MBR）设计 .283.7.1 设计说明 .283.7.2 选择超滤膜 .293.7.3 设计计算 .303.7.4 膜箱布置 .383.7.5、MBR 池体设计 .403.7.6 出水设计 .413.7.7 膜清洗.423.8 缺氧池 .453.8.1 设计说明 .453.8.2 设计计算 .453.9 污泥浓缩池 .483.9.1 设计说明 .483.9.2 设计计算 .483.10 计量设备 .523.10.1 设计说明 .523.10.2 设备选型 .524 污水处理厂平面布置 .534.1 平面布置原则 .534.3 厂区平面布置图 .555
18、 高程布置 .555.1 高程布置原则 .555.2 水头损失计算 .555.3 布置各构筑物高程如下表： .575.4 高程布置图参见图 02 .576 投资估算与效益分析 .586.1 投资成本 .586.1.1 土建投资 .586.1.2 设备投资 .596.2 运行成本估算 .616.2.1 电耗费用 .616.2.2 药剂费用 .616.2.3 人工费 .626.2.4 折旧费 .626.2.5 大修理费 .636.2.6 运行成本估算 .636.3 生产运行 .63参考文献 .64致 谢 .65中国矿业大学 2014 届本科生毕业设计 第 1 页1 绪论1.1 焦化废水来源焦化废水
19、是炼焦、煤气等化工工业产生的含高浓度污染物，如氨氮、氰、挥发酚、油类、多环芳烃等有毒有害难降解物质的工业废水。焦化生产工艺与废水来源见下图。图 1-1 焦化厂工艺与废水来源煤 备煤 焦炉 煤炭加工焦炭除尘废水除尘废水煤气初冷焦油氨水分离剩余氨水焦油加工焦油精制分离水煤气脱氨煤气终冷煤气脱苯终冷废水蒸苯粗苯分离水粗苯加工精苯分离水古马隆生产古马隆废水净煤气煤气管道水封水中国矿业大学 2014 届本科生毕业设计 第 2 页1.2 焦化废水特点1、有毒有害、难降解焦化废水的成分繁杂，含有多种难以生物降解的有机及无机污染物，如高浓度的氨氮、氰、酚、苯环类物质等。这些物质会抑制微生物的生长繁殖，对人体也
20、有毒害作用。未经处理或超标排放的焦化废水会对环境造成严重的污染。2、高氨氮、高 CODcr、高酚值焦化废水含有比一般城市生活污水浓度更高的氨氮、COD cr 及酚值。生产焦炭及煤制品的工艺不同，废水水质也会各异。主要污染物浓度范围为氨氮 300800mg/L 、COD cr2500 5000mg/L、挥发酚 2001200mg/L。1.3 焦化废水处理方法简述大多数焦化厂目前采用的是以传统 A/O 生物脱氮处理为主体的处理方法。主要分为除油预处理、二级生化处理以及出水深度处理三个过程。其中预处理指的是物理化学方法，目的是降低油类、SS 及氨氮的浓度，如调节、隔油、气浮、吹脱等。二级生化处理工艺
21、主要为“水解酸化+A/O”或其变形组合工艺，是有机物降解与脱氮的主要场所。深度处理工艺主要有混凝沉淀、活性炭吸附等，为达到出水标准，进一步去除 SS 及有机物。近年来，高校等研究机构对各种焦化废水处理技术开展了广泛的研究，取得了许多效果显著的研究结果。1.3.1 物化法1、混凝沉淀法混凝沉淀是去除悬浮物的传统方法，也是广泛应用与给水与污水处理的方法。混凝沉淀是向废水中投加混凝剂并使其水解，产生大量的带电离子，这些带电离子会中和废水中悬浮物表面所带的异性电荷，从而使这些带电物质相互排斥作用下降，脱稳并凝聚成足够大的颗粒物质，再经过足够时间沉淀去除的方法。较之自然沉淀法，混凝沉淀法去除悬浮物的效率
22、要高出许多。但其不足之处是无法去除可溶性有机物，故常作为深度处理的一种方法，布置在焦化废水的生化处理之后。混凝沉淀操作简单，工程上应用较多。2、吸附法吸附法处理焦化废水是利用吸附剂的吸附性能，聚集水中的杂质物质，从而使该类物质得以去除的方法。吸附法对于去除 SS 效果明显。活性炭是较常用也是处理水质效果中国矿业大学 2014 届本科生毕业设计 第 3 页比较好的一种吸附剂。但是活性炭常需要清洗再生，尤其是酸洗会造成再生设备的腐蚀，运行成本高，且吸附剂的再生比较繁琐，花费也大。再生后的吸附剂处理效果下降较剧烈，不利于处理高浓度的焦化废水。所以吸附法一般位于处理工艺的的末端，用于焦化废水进一步去除 SS 的深度处理。3、稀释法焦化废水中含有高浓度
