毕业设计计算说明书.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流毕业设计计算说明书.精品文档.摘要 硅钢碱废水主要含有油和铁屑等悬浮物，水呈碱性，常用中和、气浮法结合生物处理的工艺达到除油降COD的目的。马钢采用了二级反应、二级气浮及生物接触氧化法的工艺，此工艺出水水质好，达到国家一级排放标准。而涟钢的工艺采用了二级中和槽、高效澄清池和过滤器，对于含油量大的污水，除油效果并不理想。本设计中的污水水量200m3/h,含油量3000mg/L，COD=1000 mg/L，SS=400 mg/L，pH=9-13，出水水质要求达到国家一级排放标准。参考马钢的工艺，考虑设计水量较小，采用SBR生物处理，其工艺流程简单

2、，运转灵活，基建费用低；处理效果好，出水水质稳定；具有较好的除磷脱氮效果；污泥沉降性能良好；对水质水量变化的适应性强。本工艺固定投资包括土建费、设备器材费、安装费、管理费、工程预备费等其他费用，工程总投资达196.6万元；污水处理成本包括动力费、劳力费、药剂费、检修维修费、折旧费等其他费用，综合成本为0.94元/m3。关键词：碱性废水 SBR反应池 冷却塔 经济性分析AbstractAlkaline silicon-wastewater containing oil and iron filings and other major suspensions. Water was alkaline

3、. Neutralization and flotation combined with biological treatment process often to used to achieve the purpose of degreasing and COD reduction. Maanshan Iron and Steel Company uses two level reactor, two level flotation and biological contact oxidation process .This process effluent quality better m

4、eeting the national emission standards. The process LIANGANG uses two level neutralization tank, high efficiency clarifiers and filters. For the high content of oil-water, degreasing is not ideal.The design rate of the sewage water is 200 m3 / h, oil content of 3000mg / L, COD = 1000 mg / L, SS = 40

5、0 mg / L, pH = 9-13, effluent discharge standards required to achieve the national level. Reference Maanshan Iron and Steel Company process, considering the small design rate, SBR biological treatment is used. The process is simple, flexible operation, low cost infrastructure; treatment effect, wate

6、r quality and stability; phosphorus and nitrogen removal with good results; sludge settlement good performance; on adaptability to changes in water quality and quantity.The fixed investment process costs include civil engineering costs, equipment and material costs, installation fees, management fee

7、s, reserve fund and other project costs. Project total investment of 1.966 million yuan; Sewage treatment costs include power costs, labor costs, pharmacy costs, repair maintenance, depreciation fees and other costs. Overall cost is 0.94 yuan / m3.Key words: alkaline water; Reactor cooling tower; SB

8、R reactor ; Economic Analysis目录摘要IAbstractII第1章 绪论11.1 前言11.2 硅钢碱废液中主要污染物11.2.1 悬浮物11.2.2 油类21.3 硅钢碱废液处理方法现状21.3.1 物理法21.3.2 物理化学法31.3.3 化学法41.3.4 生物法51.4 SBR污水生物处理技术51.4.1 SBR的工艺流程51.4.2 SBR工艺的优越性61.5 本课题研究的目的与意义7第2章 碱废液处理工艺的分析与选择82.1马钢硅钢碱废液处理工艺82.1.1工艺流程82.1.2 碱废水处理系统操作运行方式82.2 涟钢冷轧厂碱液处理工艺92.3 工艺选

9、择102.3.1 工艺流程102.3.2 辅助系统11第3章 工艺计算123.1 概要123.1.1设计任务与目的123.1.2 设计原始资料123.1.3药剂和加药设备123.1.4 污水提升泵133.1.5 污泥提升泵房133.2 设计计算143.2.1调节池143.2.2 反应池143.2.3 折板絮凝池143.2.4 一级气浮池183.2.5 二级气浮池203.2.6 中间水池213.2.7 冷却塔213.2.8 SBR反应器243.2.9 排放水池313.2.10 鼓风机房313.2.11 污泥处理系统33第4章 总体布置414.1 平面布置414.1.1 平面布置时的注意事项414

10、.1.2 主要构筑物一览表424.1.3 布置结果434.2 高程布置444.2.1 高程布置时的注意事项444.2.2 高程计算444.2.3 布置结果47第5章 经济性分析485.1 固定投资预算485.1.1 第一部分费用485.1.2 第二部分费用505.1.3 第三部分费用515.1.4 工程总投资合计515.2 污水处理成本515.2.1 动力费515.2.2 工资福利费525.2.3 检修维修费525.2.4 药剂费用525.2.5 折旧费525.2.6 行政管理费和其他费用525.2.7 综合成本53致谢54参考文献55附录56第1章 绪论1.1 前言硅钢生产过程中的清洗脱脂工

11、艺段采用的清洗方式为碱喷洗、碱刷洗、高压水喷洗、水刷洗、水喷洗、热风干燥等。硅钢表面清洗是硅钢生产的重要环节,其表面清洗质量直接影响硅钢的质量，清洗一方面是要清洗掉钢板表面的灰尘及铁锈,更重要的是要清洗掉钢板表面的油污,以利于硅钢的表面处理。碱洗水中的润滑油脂与金属粉尘、氧化铁皮颗粒等悬浮物粘合在一起，形成铁油混合物。由于冷却水水量大，使用后温升较高，出水水质变化大，铁油混合物在浓度高时形成了具有较大粘性的“油泥”，而在浓度低时形成低浓度含油废水，具有很大的危害。废水及污泥需进行一定的处理后才能达到排放标准。1.2 硅钢碱废液中主要污染物硅钢碱液的主要污染物是水中的悬浮物和油份，以及因此而产生

12、的具有很高粘性的“油泥”。1.2.1 悬浮物废液中大量悬浮物的主要成分为粗、细氧化铁皮、泥砂等杂质，水中悬浮物粒径分布情况可参考表1-1。 表1-1国内部分冶金企业碱洗液中氧化铁皮粒度组成表粒径/mm 含量/%粒径/mm含量/%0.2537.71.2.2 油类钢铁企业含油废水中所含的油份主要为润滑油脂以及液压油，一般油份在水中成浮油、分散油、乳化油、溶解油和油/固体物五种不均匀状态分布。根据来源和油类在水中的存在形式不同,含油废水分为四类:（1）浮油。以连续相漂浮于水面，形成油膜或油层。油在水中以W/O型存在，这种油的油滴粒径较大，油粒粒径100um;（2）分散油。以含润滑油为主体的废水，以微

13、小油滴悬浮于水中，油在水中以O/W型存在，不稳定，经静置一定时间后往往变成浮油，其油滴粒径为10-100um;（3）乳化油。以乳化油为主体的废水，油在水中以O/W型存在，水中往往含有表面活性剂使油成为稳定的乳化液，油滴粒径极微小，一般小于10um，大部分为0.1-20um;（4）溶解油。是一种以化学方式溶解的微粒分散油，油粒直径比乳化油还要细，有时可小到几纳米。1.3 硅钢碱废液处理方法现状1.3.1 物理法应用物理作用没有改变废水成分的处理方法称为物理处理法。操作单元（Operating Units）：调节（Adjust）、离心分离（Centrifugal Separation）、除油（Oi

14、l Elimination）、过滤（Filtration）等。 废水经过物理处理过程后并没有改变污染物的化学本性，而仅使污染物和水分离。物理处理法的重点是去除废水中的矿物质和大部分固体悬浮物、油类等。物理处理法包括重力分离、离心分离、粗粒化、过滤等方法。（1）重力分离法重力分离法是典型的初级处理方法，是利用油和水的密度差及油和水的不相溶性，在静止或流动状态下实现油珠、悬浮物与水分离，分散在水中的油珠在浮力作用下缓慢上浮、分层，油珠上浮速度取决于油珠颗粒的大小，油与水的密度差，流动状态及流体的粘度。重力分离法的特点是:能接受任何浓度的含油废水，同时除去大量的污油和悬浮固体等杂质，但处理出水往往达

15、不到排放标准。在稳定的流速和油含量的特定条件下，可作为二级处理的预处理。常用的设备是隔油池，包括平流隔油池(API)、斜板隔油池(PPI)、波纹斜板隔油池或称高效除油器(CPI) 1。(2)离心分离法借施加离心力来加速油水分离的有效技术很多。在离心分离机里，靠设备转动产生的离心力使液体沿环状路径运动。在水力旋流器里，液体是靠对着水力旋流器的环状结构的切向喷射被迫进入环流运动。离心分离是利用油水间的密度差进行分离，常常用来分离分散油。离心分离的优点是设备体积小、重量轻、除油效率高;缺点是高流速产生的紊流将部分分散油剪碎，使之成为更细的分散物，加上停留时间短，因此对分离水中乳化油不是很有效的。其次

16、运转费用很高。它适用于污水量小、占地受到严格限制的海上采油平台和油船等场合2。(3)粗粒化所谓粗粒化是指含油废水通过一个装有粗粒化材料的设备时，油珠粒径由小变大的过程。粗粒化方法技术关键是粗粒化材料。从材料的形状来看，可分为纤维状和颗粒状;从材料性质看，可分为亲油疏水性和亲水性。粗粒化方法除油的效果，与表面活性剂的存在和多少有关，有微量表面活性剂的存在，能抑制粗粒化的效果，因而该法对含有表面活性剂的乳状含油废水的除油会失效。粗粒化法无需外加化学试剂，无二次污染，设备占地面积小，且基建费用较低，但出水含油量较高，如处理油含量大于100mg/L的废水时，出水含油量一般高于10m/L，常需再进行深度

17、处理3。(4)过滤技术一般用做二级处理或深度处理，以除油和悬浮物。常见的颗粒介质过滤技术有多层滤料过滤技术、双向过滤技术、移动床过滤技术等。该技术出水水质好、设备投资小，操作方便，但反冲洗操作要求较高。纤维过滤技术以纤维材料为滤料，有纤维球过滤器和纤维束过滤器，后者可在30m/h滤速和30NTL原水浊度下，使水中的悬浮物、液体大分子、有机物、细菌、病毒等降到最低限度4。膜分离技术中的交叉流膜介质过滤器处理含油水时，含油水沿膜平行流动，流动力阻止其中的固体颗粒堵塞膜，反冲洗水量几乎为零。它比旋流器和浮选器的除油效率高，但比气浮技术的设备和运行费用高。0.2um-0.8um陶质膜、0.03um聚矾

18、膜、0.2um聚醚矾膜和无孔纤维素结晶膜是美国介绍的4种有发展前景的膜材料5。1.3.2 物理化学法废水中的污染物在处理过程中是通过相转移的变化而达到去除的目的的处理方法称为物理化学处理。操作单元（Operating Units） ：混凝（Coagulation）、气浮（Floatation）、吸附(Adsorption)、离子交换(Ion Exchange)、电渗析(Electro-dialysis)、扩散渗析(Diffusion Dialysis)、反渗透(Reverse Osmosis)、超滤(Ultra Filtrate)等。污染物在物化过程中可以不参与化学变化或化学反应，直接从一相转

19、移到另一相，也可以经过化学反应后再转移通常包括气浮和吸附法两种。(l)气浮法气浮法是使大量微细气泡吸附在欲去除的颗粒(油珠)上，利用浮力将污染物带出水面，从而达到分离目的的方法。是因为空气微泡由非极性分子组成，能与疏水性的油结合在一起，带着油滴一起上升，上浮速度可提高近千倍，所以油水分离效率很高。目前使用的气浮法包括加压气浮法、变压气浮法、叶轮气浮法和扩散板气浮法等。加压气浮工艺是用加压泵将加有混凝剂的含油废水打人加压溶气罐中，同时与注人溶气罐的压缩空气混合后上浮。其缺点是能耗高、絮凝剂用量大且占地面积大。变压气浮装置是由气浮装置、浮选装置和溶气系统组成，它集凝聚、气浮、撇油、沉淀和刮泥为一体

20、，是适宜于含油废水深度处理的水质净化设备，但工艺还不成熟6。(2)吸附法吸附法主要是利用固体吸附剂去除废水中多种污染物。根据固体表面吸附力的不同，吸附可分为表面吸附、离子交换吸附和专属吸附三种类型7。表面吸附是因为固体具有巨大的表面积和表面能而存在表面吸附作用，它属于一种物理吸附:吸附质由于静电作用，每吸附一部分离子，同时也放出等当量的离子，这种吸附是离子交换吸附，它属于物理化学吸附。近年来有学者还提出了专属吸附。1.3.3 化学法应用化学原理和化学作用将废水中的污染物成分转化为无害物质，使废水得到净化的方法称为化学处理。操作单元（Operating Units） ：中和（ Neutraliz

21、ation）、化学沉淀（ Chemical Precipitation）、药剂氧化还原（Chemical Oxidation Reduction）、臭氧氧化(Ozone Oxidation )、电解(Electrolysis)、光氧化法(Photo- Oxidation)等。污染物在经过化学处理过程后改变了化学本性，处理过程中总是伴随着化学变化。化学处理方法主要用于处理废水中不能单独用物理方法或生物方法去除的一部分胶体和溶解性物质。所采用的化学处理方法主要有:混凝沉淀、电化学法等。（1）混凝沉淀法混凝沉淀法是借助混凝剂对胶体粒子的静电中和、吸附、架桥等作用使胶体粒子脱稳，在絮凝剂的作用下，发生

22、絮凝沉淀以去除污水中的悬浮物和可溶解性污染物质。油田采出水中的乳化油通常占含油量的10%，它是一种水包油型乳化油。并且在石油开采过程中加入一定分散剂，使得乳化油呈稳定状态。因此，要达到油水分离的目的，首先应破乳。混凝沉淀法就是通过向含油废水中加入化学混凝剂，使含油废水破乳。经过处理后，油颗粒发生凝聚，粒径变大，浮力也随之增大，促使油水产生分离，而以悬浮物为主的矾花则下沉得以去除。目前，我国各大油田所采用的絮凝剂多为含高价阳离子的铝盐，同时辅以一些有机高分子助剂，从中和、架桥两方面协同作用使水质达到处理要求。(2)电化学法电气浮法是一种利用电化学方法去除水中的悬浮物、油类、有机物等有害杂质的废水

23、处理单元操作。它是将正负相同的多组电极安插于废水中，当通以直流电时，产生电解、颗粒极化、电泳、氧化、还原、电解产物间及废水间的相互作用等。按阳极材料是否溶解可将电气浮法分为电凝聚气浮和电解气浮。当采用可溶性材料如铁、铝等作阳极时，称为电凝聚气浮。当用不溶性或惰性材料如石墨、铂、二氧化钉等作阳极时，则称为电解气浮。1.3.4 生物法利用微生物的代谢作用氧化、分解、吸附废水中可溶性的有机物及部分不溶性有机物，并使其转化为无害的稳定物质从而使水得到净化的方法称为生物处理。操作单元（Operating Units）:好氧生物处理(Aerobic Biological Treatment)、厌氧生物处理

24、(Anaerobic Biological Treatment)。生物处理过程的实质是一种由微生物参与进行的有机物分解过程，分解有机物的微生物主要是细菌，其它微生物如藻类和原生动物也参与该过程，但作用较小。废水经隔油池和气浮处理后，可采用活性泥法、滴滤法、曝气法或接触氧化法等生化方法处理。一种代表性的工艺流程见图1-18。国外也有报道在经APT隔油池和气浮处理后采用氧化塘法进一步处理，气浮单元出水含油量为40mg/L，在氧化塘停留时间超过20天后，出水含油量低于18mg/L。生化曝气池溶气气浮API隔油池废液二沉池 处理水图1-1废水处理工艺流程1.4 SBR污水生物处理技术1.4.1 SBR

25、的工艺流程 SBR工艺的核心处理设备是一个序批式间歇反应器(SBR反应器),整个运行周期由进水、反应、沉淀、出水和闲置5个基本工序组成,所有工序都在一个设有曝气或搅拌装置的反应器内依次进行。处理过程中,不断进行这种操作周期,以实现污水处理的目的。反应器进水前处于静止或待机状态,沉淀后的上清液已经排空,反应器内还贮存着高浓度的活性污泥混合液,其实质是连续流活性污泥法的污泥回流功效。整个进水工艺完成后方开始搅拌或曝气,此时,反应器起到了缓冲和调节水质水量的作用,因此SBR工艺对污染负荷变动影响小,对水质、水量变化的适应性好。进水完成后,开始反应操作。可以根据不同的要求来选择具体方法,控制曝气时间可

26、以实现硝化、磷的吸收以及氨氮、SS和BOD的去除等不同的要求9;控制曝气或搅拌强度可以使反应器内维持厌氧或缺氧状态,实现硝化、反硝化过程10。沉淀工序的作用相当于CFS工艺的二沉池,曝气或搅拌完成后,反应器处于静止状态,活性污泥进行重力沉淀和上清液分离。此时,污泥沉淀接近理想沉淀,避免连续出水带走密度小、活性好的污泥颗粒,普通活性污泥工艺的VSS/SS为0.6左右,而SBR工艺的VSS/SS可以提高到0.8以上。因此,SBR工艺沉降时间短、沉淀效率高,污泥能够保持较好的活性。沉降时间由不同的污水类型及出水水质要求而定,一般为1h2h11。沉淀完成后,排出上清液,恢复到周期开始时的最低水位。剩余

27、清液可以用作循环水或稀释水,起到缓冲作用;反应池底部的大部分活性污泥用于下一周期的回流污泥使用,剩余污泥排放。与其他工艺不同,SBR反应器有一个闲置阶段,其作用是微生物通过内源呼吸恢复活性,溶解氧浓度下降,起到一定的反硝化作用而进行脱氮,为下一周期创造良好的初始条件。由于经过闲置期后的微生物处于一种饥饿状态,活性污泥的比表面积很大,因而在新的运行周期的进水阶段活性污泥便可发挥其较强的吸附能力对有机物进行初始吸附去除。另外,待机工序可使池内溶解氧进一步降低,为反硝化工序提供良好的工况。1.4.2 SBR工艺的优越性SBR工艺鉴于其独特的序批式特点,有许多其他工艺无法比拟的特性,与普通活性污泥法相

28、比,其优越性在于:(1)工艺流程简单,运转灵活,基建费用低。SBR工艺中主体设备就是一个SBR反应器,所有操作都在这个反应器中进行,只是在不同时间段内分别进行泥水混合、有机物氧化、硝化、脱氮、磷的吸收与释放以及泥水分离等,所以SBR污水处理系统构筑物少,基建费用低。此外,随着自动化技术的不断发展,工艺的运行管理也变得更加简单。(2)处理效果好,出水水质稳定。SBR工艺在时间上具有理想的推流式反应器特性,反应器中的基质和微生物浓度随时间不连续变化,其运行是典型的非稳态过程。在曝气反应阶段,反应器内的混合也处于完全混合状态,但其基质和微生物浓度的变化在时间上是一个推流过程,且呈现出理想的推流状态。

29、Ngwwn-Jern指出:如果为了去除生活污水中的有机物,用SBR法曝气15 min就够了,用SBR工艺处理啤酒废水的试验,经2 h的曝气便将反应器中的COD从2 000 mg/L降到150 mg/L12。(3)具有较好的除磷脱氮效果。SBR工艺通过不同工序时间上的优化组合,可以实现厌氧、缺氧、好氧状态的交替出现,很好地满足了生物除磷脱氮的理论条件。沈耀良、赵丹介绍了SBR工艺脱氮除磷功能的改进运行方式,指出在曝气和沉淀阶段之间增加一个停曝阶段,可强化反硝化作用;可改变沉淀、排水和排泥的运行程序和操作方式,以防止磷的提前释放13。陈红、李昊翔在考察SBR工艺各阶段运行时间、碳氮比对氮磷去除率的

30、影响后,指出SBR工艺在进水搅拌阶段使磷得到充分的释放;在停曝搅拌阶段混合液得到了充分的反硝化,提高了脱氮效果,同时由于抑制了聚磷菌释放磷而提高了除磷效果14。(4)污泥沉降性能良好。SBR反应器中基质浓度梯度大,污泥泥龄短,厌氧、缺氧、好氧状态同时存在,这些条件有助于改善污泥沉降性能,控制丝状菌的过度繁殖,减少污泥膨胀。(5)对水质水量变化的适应性强。单独的进水期使污水在反应器中充分混合,对污水负荷起到缓冲调节作用,如果在特定时间内浓度冲击负荷较大时,也可以回流上周期的处理水进行稀释。1.5 本课题研究的目的与意义水污染是我国面临的主要环境问题之一。随着我国工业的发展，工业废水的排放量日益增

31、加，达不到标准的工业废水排入水体后，会污染地表水和地下水。硅钢碱废水呈碱性，含油大量油和不容性悬浮物。油漂浮在水面既损美观，又会散发令人厌恶的气味，燃点低的油类还有引起火灾的危险。碱性的水不仅对生物有危害作用，对器材和设备也有损害作用。本设计的目的即是避免排水污染。本课题通过处理工艺流程的设计，使硅钢碱废水净化，达到国家一级排放标准。进水水质为： Oil=3000 mg/L，COD=1000mg/L, SS=400mg/L, 水温6080, pH=9-13；出水水质可达到：COD100 mg/L，SS70mg/L, Oil8 mg/L, pH=6-9。既带来了环境效益，避免了污水对环境的污染：

32、也有经济效益，其出水可用于循环水和景观水。第2章 碱废液处理工艺的分析与选择2.1马钢硅钢碱废液处理工艺2.1.1工艺流程 酸碱废水来自硅钢各机组排放的废水,酸碱废水采用分开处理的工艺,其中酸废水处理最大能力60m3/h, 碱废水处理最大能力120m3/h。碱性废水主要进水参数: PH值:9-13， Oil:3000mg/L， NaSiO2:6000mg/L（按SiO2计），温度：60-80。硅钢排放的碱性废水流入碱废水调节池，调节池的出水用泵提升到一级反应池，在一级反应池内投加Ca(OH)2控制PH值为10左右，使水中大量硅酸盐转化为硅酸钙沉淀物，水池内投加PAC、PAM，促使硅酸钙絮凝，压

33、缩油颗粒双电层，降低电位，使废水中乳化油破乳，便于气浮分离。出水进入絮凝池，投加PAM形成大的矾花，经过一级气浮池后污泥同微气泡一起浮出水面，经撇渣机撇进浮渣收集槽。一级气浮池底部污泥定期排至浮渣收集槽。一级气浮池出水不能达标排放，需进一步降低水中油和悬浮物。出水进入二级反应池，投加硫酸，将PH值降至7左右，进一步压缩油颗粒双电层而破乳，出水进入二级絮凝池，投加PAC和PAM形成大的矾花，进入二级气浮池去除油和悬浮物，大量污泥同气泡一起浮出水面，经撇渣机撇进浮渣收集槽。二级气浮池底部污泥定期排至浮渣收集槽。二级气浮池出水进入中间水池，中间水池内一部分水送气浮罐形成溶气水供气浮装置用，一部分送冷

34、却塔冷却，出水进入接触生物氧化池，降解COD后出水经沉淀池后进入排放水池。气浮浮渣收集池内污泥定期泵送至污泥浓缩池进一步处理。2.1.2 碱废水处理系统操作运行方式弱碱废水提升泵共有2台，提升泵电机为变频电机，采用变频器调节控制，出水总流量控制在100120m3/h之间并可调。一级反应池出水pH值小于9.0时，石灰乳投加气动阀自动开启。当一级反应池出水PH值大于9.6时，石灰乳投加气动阀自动关闭或人工操作。二级反应池出水pH值大于8.0时，浓硫酸投加气动阀自动开启。当二级反应池出水pH值小于6.5时，浓硫酸投加气动阀自动关闭或人工操作。当中间水池pH值大于6或小于9时，中间水池回流气动阀关闭或

35、人工操作；当中间水池pH值小于6或大于9时，中间水池回流气动阀开启，回流至碱废水调节池。碱废水送冷却塔提升泵为2台，水池水位在大于3.2米时，工作泵自动开启；水池水位降至低水位2.0米时，工作泵停止或人工操作。碱性废水泵硫酸，pH=7二级气浮池调节池浮渣收集槽中间水池二级絮凝池二级反应池PAC PAMPAM一级气浮池一级反应池Ca(OH)2 pH=10絮凝池浮渣收集槽气浮罐冷却塔接触生物氧化池沉淀池排放水池图2-1 碱废液处理工艺流程图2.2 涟钢冷轧厂碱液处理工艺涟钢冷轧厂的各机组产生的工业废水主要为含油、乳化液废水、含酸、碱废水、含铬废水，同时循环水处理站过滤器反洗排水也排至废水处理站，经

36、处理达标后排至全厂排水管网部分流到污水处理厂部分外排。废水总量最大为300 m3/h，碱废水处理量平均200 m3/h，最大处理能力300 m3/h，各机组排放的碱废水、循环水站排出的过滤器反洗水流入两个碱废水调节池，调节池的出水用泵提升至第一级中和槽、一级中和槽出水自流到第二级中和槽。中和槽中投加酸碱药剂并加以曝气处理，使废水中的Fe2+转化为更易沉淀的Fe(OH)3。二级中和槽出水通过分配槽流入反应澄清池，分配槽中投加絮凝剂，使絮体进一步增大，提高沉淀效果。澄清池出水排入最终中和池。废水在最终中和池经投加药剂调节pH值，自流至中间水池，中间水池的水用泵送至核桃壳过滤器过滤，其出水自流至回用

37、排放水池，水质如不达标时可以通过泵回流到废水调节池重新进行处理。过滤器反洗排水则排放至碱系统调节池。澄清池的污泥通过污泥泵定时输送至高密度污泥罐和浓缩池，输送至高密度污泥罐的污泥与按废水pH值投加的石灰液混合后自流至碱废水一级中和槽。另外的污泥输送至浓缩池浓缩。工艺流程简图2-2。碱废水调节池（曝气）中和药剂（曝气）核桃壳过滤器回用排放水池最终pH调节池一、二级中和槽絮凝剂pH调节剂高效反应澄清池图2-2 碱废水处理工艺简图2.3 工艺选择2.3.1 工艺流程 碱废水中含有油、碱和铁离子(相当部分为二价铁离子), 涟钢冷轧厂碱液处理工艺中出水除油的步骤简单，达不到要求。马钢处理工艺中用絮凝沉淀

38、法除铁效果较好。工艺图如图2-3所示：碱性废水泵硫酸，pH=7二级气浮池调节池浮渣收集槽中间水池二级絮凝池二级反应池PAC PAC一级气浮池一级反应池Ca(OH)2 pH=10一级絮凝池浮渣收集槽气浮罐冷却塔SBR反应池排放水池图2-3碱废液处理工艺图本工艺中利用溶气气浮除油，提高水中DO量并加石灰除铁。碱液进入曝气调节池中，利用调节池的曝气装置，可氧化部分有机还原性物质，降解部分COD，氧化二价铁，并且一、二级中和罐的溶解氧（DO）供应不上Fe2+转化成Fe3+所需要的DO将影响后续处理工艺。用泵将废水提升至一级反应池，一级絮凝池出水到一级气浮池，紧接着二级反应池、絮凝池、气浮池。反应池中投

39、加中和药剂，并加以曝气处理，提供足够的DO，气浮池中的浮渣经撇渣机撇进浮渣收集槽。二级反应池出水加絮凝剂进入絮凝池，完成絮凝过程，并在气浮池中完成固液分离，使出水中油和悬浮物达标。中间水池起调节作用，保证SBR间歇进水的稳定性，其出水一部分进入气浮罐，用于气浮池；一部分进入SBR反应池，降解COD，出水排入集中水池，外排。2.3.2 辅助系统2.3.2.1污泥处理设施含油及碱污泥主要来自絮凝池和SBR反应池,这两部分污泥经重力式污泥浓缩后,进行二级厌氧消化处理，后由污泥泵送板框压滤机脱水,经脱水后的泥饼含水率小于75%,干泥外运。滤液流入碱废水调节池。2.3.2.2 废油回收设施废油回收系统主

40、要收集气浮池上部通过刮油刮渣机将这部分废油先储存在浮渣收集槽内,最后进入贮油槽内设蒸汽间接加热后,进入废油分离槽加酸进行油水分离后,上部浮油自流至废油槽,下部废水进入碱废水调节池,废油外卖。2.3.2.3 曝气用低压空气供给系统该系统主要由2台罗茨鼓风机组成,用于向碱废水处理系统中的SBR反应池提供低压空气进行曝气。第3章 工艺计算3.1 概要3.1.1设计任务与目的 本课题通过对马钢硅钢碱废水处理系统的调研，对现有工艺各段进行检测和分析，发现可能存在的问题，并提出改进措施，最终确定200m3/h硅钢碱废水合理处理的工艺及设计参数，进行工艺设计。 所选用的污水处理工艺为：废水从进水到曝气调节池

41、，由污水泵进入一级反应池，一级絮凝池，一级气浮池，然后进入二级反应池，二级絮凝池，二级气浮池，经过中间水池，再进入SBR反应池，最后排入水体。污泥处理流程为：从SBR反应池排出的污泥进入污泥井，通过潜污泵送入浓缩池，接着进入消化池，然后进入脱水机房，最后外运处置。废水处理后的出水要达到国家污水综合排放标准（GB89781996）中的一级排放标准。本设计所选择的二次气浮和 SBR工艺完全能达到所期望的处理效果。3.1.2 设计原始资料由于钢材在轧制或进行其他后处理工序（如：涂层、退火等）前必须进行酸洗和碱洗，以去除钢材表面的氧化铁和油脂，所以碱性废水会含有大量的油。要是不经过处理就直接排放的话将

42、会造成水体严重污染。进水水量为：4800m3/d；进水水质为： Oil=3000 mg/L，COD=1000mg/L, SS=400mg/L, 水温6080, pH=9-13；出水水质要求：COD100 mg/L，SS70mg/L, Oil8 mg/L, pH=6-9。3.1.3药剂和加药设备混凝药剂采用硫酸铝Al2(SO4)318H2O,必要时助凝剂采用活化硅酸。中和药剂采用硫酸。除铁氧化剂采用石灰Ca(OH)2,也可起中和作用。小型加药设备主要由计量泵，搅拌器，溶药罐，输药软管等组成，用于投加含各种药剂的溶液。加药设备采用RYZ-1200型加药溶药设备，溶药罐直径1200mm,高度1500

43、mm,容量1.5m3，搅拌机功率0.37kW,转速1390r/min，进水管直径DN25mm，出液管直径DN32mm，料斗容积100L，设2台。此特性为：溶药罐中设置液位检测仪，当最低液位时，自动关闭出液阀，同时打开进水阀；当进水达到设定液位时，打开搅拌机后即开启输送器，由恒速电机带动的双螺旋输送杆开始加药，通过控制输送器运行时间，精确控制药剂投加量；至最高液位后，便自动关闭进水阀，延时一定时间后搅拌停止，即完成一个工作周期。此外，采用POLYMETRON pH表监测反应池中的pH值，控制中和药剂的投入量。POLYMETRON pH表由变送器9135和电极8350组成，具有多种温度补偿方式并可

44、由用户编辑温补系数。8350探头采用耐腐蚀、耐高温材料，适用于苛刻的条件。POLYMETRON pH表9135型的性能规格：量程0-14pH，精度0.05 pH，被测介质温度0-110度，压力小于106Pa，探头阻抗150-500，工作温度-20-60度。全投药过程采用自动化控制，减少人工误差和劳力成本。加药间尺寸BLH=584(m)，仓库尺寸BLH=354(m)3.1.4 污水提升泵本次工艺流程较为复杂，故污水考虑二次提升。流入的污水水温在6080，pH=9-13，所以要求泵具有耐腐蚀、耐高温的特点。第一次提升流量Q=200m3/h，扬程H=4.55m，选用KWPh80-250型水泵3台，二

45、用一备，流量Q=22-113m3/h,转速1450r/min,扬程H=4-20m,电动机功率2.2-11kW，效率77%，叶轮外径D=100mm。第二次提升流量Q=200m3/h，扬程H=1.91m，选用KWPk100-250型水泵3台，二用一备，流量Q=35-111m3/h, 转速960r/min,扬程H=1.5-9m,电动机功率1.1-4kW，效率75%，叶轮外径D=180-260mm。第二次提升泵前设集水井，可起调节冷却塔进水量的作用，集水井有效水深取2m，直径取2m，保护高0.5m。3.1.5 污泥提升泵房由污泥提升泵将从二级消化池出来的污泥提升至污泥脱水设备，由计算可得需要提升的污泥

46、高度为7 m，则可选用IP50-32-250型污水泵2台，一用一备，其流量为6.3 m3/h，扬程12.5 m，转速1450r/min，功率2.2 kW，汽蚀余量3.0 m。3.2 设计计算3.2.1调节池 设计参数：设计流量Q=200m3/h，停留时间T=1h 有效容积： V=2001=200m3 调节池设为矩形，有效水深为4.0米，则池面积A=V/H=50m2，取池宽B为6米 ,保护高h1取0.5，则池体总高H： H=H0+h1=4.5m 池中设集水坑，长为2m，宽0.8m，深度为0.8m。池结构尺寸：BLH=695.3(m).3.2.2 反应池废水经污水泵提升后，到达反应池，并向池中投加石灰，以便于铁离子的去除，并在池中设搅拌机，起加速反应和混合的作用。流量Q=200 m3/h，停留时间T=1h，则反应池有效容积为：V=QT=200 m3选用WFJ-300（卧式）型反应搅拌机，桨叶直径为3 m，浆板长度为4 m