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油库污水系统设计说明书

来源：易榕旅网

毕业设计（论文）任务书

题目学生姓名王文文设计参数： 1. 装置名称：油库污水处理装置 2. 装置构成：格栅，隔油池，调节池，气浮装置，SBR池； 3. 处理介质：含油污水； 4. 设置地区：胜利油田油库污水处理装置设计学号 200406040219 专业班级装备0402 设计（论文）内容及基本要求 5. 进出口水质参数及指标：进口水质参数： COD 800mg/L，石油类 1000mg/L，SS 200mg/L，挥发酚 20mg./L，pH 8.0 出口水质指标： COD <100mg/L，石油类<10mg/L，SS <70mg/L，挥发酚<0.5mg/L，pH 6~8； 6．执行标准：按石油化工污水处理设计规范SH3095-2000执行。设计内容及要求 1. 完成油库污水处理装置的场地规划及流程设计，确定各装置的先后顺序及基本功能。 2. 完成主要装置，如格栅，隔油池，调节池，气浮装置，SBR池等的结构设计。 3. 完成设计参数的计算，并进行总体校核。 4. 完成包括说明书、计算书等。设计图纸A1＃6张。要求符合《西安石油大学本科毕业设计（论文）撰写规范》。 5. 完成开题报告及外文资料的翻译。设计（论文）起止时间设计（论文）地点指导教师签名系（教研室）主任签名学生签名 2008 年 02 月 25 日至 2008 年 07 月 01 日西安石油大学年月日年月日年月日西安石油大学毕业设计（论文）

油库污水处理装置设计

摘要：胜利油田是我国东部重要的石油工业基地，是全国第二大油田，地处渤海之滨的黄河三角洲地带，这里地理位置优越，基础设施完善，交通、通讯发达，在环渤海经济圈和黄河流域经济带中发挥着巨大作用。这里工业发达，污水排放量大，如果不能得到很好的处理与处置，将会对市民的正常生活造成影响。所以使用传统处理与新技术相结合的方法设计一套油库污水处理装置。

传统的拦污和沉淀方法依然在污水处理中发挥重要的作用，同时新型的气浮选和SBR工艺处理大大增加了除污的效率。本次设计根据环境和设备要求，因地制宜，力求使设备的处理能力、经济性、合理化达到最优。

关键词：胜利油田；污水处理装置；气浮选；SBR

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Sewage Treatment Device At The Depot Design

Abstract:Shengli Oilfield is an important oil industrial base of Eastern China, also the country's second largest oilfield,it locats in the Bohai Sea coast of the Yellow River

Delta

area,

where

has

strategic

location,

infrastructure

improvement,well-developed transport and communications.It plays an impoetant role in the Bohai economic circle and the Yellow River River economic belt. Shengli Oilfield basement has the developed industrial, sewage emissions, if it can not carry good treatment and disposal,it will bring a negative impact on local residents' normal life. So the use of traditional and new technologies dealing with the method of combining design a sewage treatment plant at the depot.

The traditional stop pollution and sedimentation method of sewage treatment is still play a significant role, while the new gas deal with flotation and the SBR process greatly increased the efficiency of decontamination. The design and equipment in accordance with environmental requirements, according to local conditions and equipment to enable the processing power, the economy, to achieve optimal rationalization.

Key words: Shengli Oilfield; sewage treatment plant; gas flotation; SBR

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1 绪论 ................................................................................................................................. 1 2 设备的环境、社会、经济效益分析 ............................................................................. 2

2.1 设备的环境效益 ................................................................................................... 2 2.2 设备的社会效益 ................................................................................................... 2 2.3 设备的经济效益 ................................................................................................... 2

2.3.1 确定水质指标的经济性 ............................................................................. 2 2.3.2 不同处理工艺设备的经济指标 ................................................................. 3 2.4 重力混凝沉降除油工艺设备的改进方向 ........................................................... 4 2.5 气浮选除油工艺和设备的改进方向 ................................................................... 5 2.6 压力密闭除油工艺和设备的改进方向 ............................................................... 5 2.7 结束语 ................................................................................................................... 5 3 装置要求 ......................................................................................................................... 6

3.1 污水处理装置设计原则 ....................................................................................... 6 3.2 污水处理装置运行过程中应遵循的原则 ........................................................... 6 4 工艺流程及设计 ............................................................................................................. 7

4.1 含油废水的集中处理 ........................................................................................... 7 4.2 水质、水量均衡 ................................................................................................... 7 4.3 隔油 ....................................................................................................................... 7 4.4 浮选 ....................................................................................................................... 8 4.5 生化处理 ............................................................................................................... 8 4.6 工艺比较分析 ....................................................................................................... 9

4.6.1 传统活性污泥法 ......................................................................................... 9 4.6.2 SBR工艺 ..................................................................................................... 9

5 污水处理装置的设计与计算 ....................................................................................... 12

5.1 基本参数设定 ..................................................................................................... 12 5.2 污水的一级处理 ................................................................................................. 12

5.2.1 隔栅的设计 ............................................................................................... 12 5.2.2 沉砂池的设计 ........................................................................................... 13 5.2.3 气浮选设备的设计 ................................................................................... 16 5.3 污水的二级处理 ................................................................................................. 22

5.3.1 SBR反应池 ............................................................................................... 22 5.3.2 SBR反应池容积计算 ............................................................................... 23

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5.3.3 SBR反应池运行时间与水位控制 ........................................................... 25 5.3.4 排水口高度和排水管管径 ....................................................................... 26 5.3.5 排泥量及排泥系统 ................................................................................... 26 5.3.6 需氧量及曝气系统设计计算 ................................................................... 27 5.3.7 空气管计算 ............................................................................................... 29 5.3.8滗水器 .......................................................................................................... 30 5.4 鼓风机房 ............................................................................................................. 31 5.5 絮凝反应池（竖直往复式隔板反应池） ......................................................... 31

5.5.1设计说明 ...................................................................................................... 31 5.5.2 设计参数 ................................................................................................... 32 5.5.3设计计算 ...................................................................................................... 32 5.6 接触消毒池 ......................................................................................................... 34

5.6.1 设计说明 ................................................................................................... 34 5.6.2 设计参数 ................................................................................................... 35 5.6.3 设计计算 ................................................................................................... 35 5.7 污泥处理系统 ..................................................................................................... 36

5.7.1 污泥水分去除的意义和方法 ................................................................... 36 5.7.2 设备选型 ................................................................................................... 36

6. 附属构筑物规划 ......................................................................................................... 41 7 污水厂平面布置 ........................................................................................................... 42

7.1 平面布置一般原则 ............................................................................................. 42 7.2 建筑物之间的距离 ............................................................................................. 42

7.2.1 防火 ........................................................................................................... 42 7.2.2 自然采光和通风 ....................................................................................... 43 7.3 厂内道路 ............................................................................................................. 43 7.4 总论 ..................................................................................................................... 43 8 消防、安全、和土建工程 ........................................................................................... 44

8.1 消防 ..................................................................................................................... 44 8.2 安全 ..................................................................................................................... 44 8.3 土建工程 ............................................................................................................. 44 9 环境保护 ....................................................................................................................... 45

9.1 施工过程中对环境影响及对策 ......................................................................... 45

9.1.1 对交通的影响及缓解措施 ....................................................................... 45 9.1.2 扬尘的影响 ............................................................................................... 45 9.1.3 噪声的影响 ............................................................................................... 45

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9.1.4 生活垃圾的影响 ....................................................................................... 45 9.1.5 弃土的影响及对策 ................................................................................... 45 9.1.6 对地下水的影响 ....................................................................................... 46 9.2 项目建成后的环境影响及对策的 ..................................................................... 46

9.2.1 臭味对环境的影响及缓解措施 ............................................................... 46

10 安全措施 ..................................................................................................................... 47

10.1 抗震 ................................................................................................................... 47 10.2 抗洪 ................................................................................................................... 47 10.3 防不良地质 ....................................................................................................... 47 10.4 防暑 ................................................................................................................... 47 10.5 合理利用风向 ................................................................................................... 47 10.6 减振降噪 ........................................................................................................... 47 10.7 防火防爆 ........................................................................................................... 47 10.8 防高温高压 ....................................................................................................... 48 10.9 其它 ................................................................................................................... 48 11 结论 ............................................................................................................................. 49 参考文献 ............................................................................................................................. 50 致谢 ..................................................................................................................................... 51

III

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1 绪论

胜利油田是我国东部重要的石油工业基地，是全国第二大油田，地处渤海之滨的黄河三角洲地带，这里地理位置优越，基础设施完善，交通、通讯发达，在环渤海经济圈和黄河流域经济带中发挥着巨大作用。胜利油田隶属于中国石化集团公司，是一个以油气生产为主，集勘探、开发、施工作业、后勤辅助生产和多种经营、社会化服务为一体，专业门类齐全的国有特大型企业。

胜利油田是一个地质条件复杂，含油层系多、储层种类多、物性变化大、油藏类型多的复式含油盆地，在采油，屯油和炼油过程中产生大量工业废水。其中的主要污染物以COD、SS、石油类为主。由于该厂原有的工艺无法满足目前的处理要求，规划处在原有工艺上进行改造。近年来年产原油2600多万吨的胜利油田采用新技术治理采油废水，取得重要成果。在对废水处理站的水样进行的指标检测表明，外排油库废水的COD、石油类、挥发酚、氨氮、BOD等一系列指标全部达到国家《污水综合排放标准》要求。

胜利油田有限公司规划处对胜利油田2001-2004年污水处理工艺改造进行了深入调查，认为在油田高含水开发阶段污水处理工艺存在着水质指标经济适用性不尽合理、工艺流程长、运输成本偏高等问题。提出应从注入水水质指标的经济性出发，针对不同的水质采用不同处理工艺改造。对重力沉降工艺流程可以将目前两级沉降改为一级沉降，处理后水质更好，并可节省投资10％～20％。同时指出应加大气浮选设备制造和浮选药剂筛选方面的研究工作。

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2 设备的环境、社会、经济效益分析

2.1 设备的环境效益

污水处理厂的建设是一项改善生态环境、保障人民身体健康、造福社会的重要工程，主要工程效益就是环境效益。

我国环境保护已成为一项基本国策，受到全社会的关注和重视。污水处理工程是环境保护的重要措施之一，对国民经济持续发展、改善当地投资环境、吸引外资是极其重要的。该污水处理厂的建成，将会对周围环境带来非常积极的影响，降低了污水处理厂周围一定面积内河流的污染程度，改善了周围大气环境，也减少了固体废物的排放量，改善了周围人们的生活环境。

废水处理设备投产后，处理废水已达到排放标准，有利于保护环境。

2.2 设备的社会效益

（1）水处理厂的建成将对提高城市基础建设水平，改善和提高环境质量水平，美化城市起到重要作用。

（2）污水处理设备投产后，不仅解决了污染问题，更有利地保护了自然环境，同时安排就业，社会效益也十分显著。

（3）经本装置处理后的出水，已经完全达到国家关于排放废水的标准，可以直接排放到附近河流。

2.3 设备的经济效益

污水处理厂作为城市基础建设的重要组成部分，本身并不产生直接的经济效益。其效益主要体现在环境效益和社会效益上。污水处理厂建设通过改善环境，提高环境质量水平，改善水质，避免和减轻污水排放对工农业生产及国民经济发展所造成的经济损失等方面所产生的间接经济效益是巨大的。具体体现在：有利于改善投资环境、吸引外资、发展城市经济增加农渔业的产量，提高农副产品和工业产品的质量。 2.3.1 确定水质指标的经济性

油田注人水中含有机械杂质、油类、菌类、腐蚀气体等物质，这些物质对油藏产生不同程度的伤害。为了避免或减少伤害，就要求尽可能多地去除水中有害物质，提高水质。但是水质要求越高，处理技术也就越复杂，投资越大，处理成本越高。如何优化处理工艺，既保证水质要求，又要降低投资和处理成本，提高经济效益，一直是油田污水处理项目追求的主要目标。而目前执行的水质标准，只是依据地层的渗透

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率大小对油藏开发注水水质进行了分类，对高含水期油田水质处理改造项目的指导有一定局限性，既不能完全满足油田注水开发对回注水水质的要求，也不利于处理工艺选择，会造成追求先进的地面技术和复杂的工艺，忽视了污水处理工程的经济性和适用性，注入水水质的确定应遵循以下三个原则：① 水质指标的确定要考虑油田高含水期开发阶段油层物性和剩余油分布变化的具要求；②水质指标必须是当前技术水平所能达到的，有相应的成熟设备、技术所支持；③ 污水水质处理成本的增加低于油田因水质不达标造成的作业和地面维护成本的增加。 2.3.2 不同处理工艺设备的经济指标

对于不同处理工艺的经济费用可以采用一个标准去衡量，那就是处理11TI 水的投资和处理成本。对于确定的工艺流程先计算出费用的年折算值，然后用处理水量相除。污水处理工程投资回收期为10a，大修折旧率为0．08，费用折算值的计算公式为

Wn0.18CiM （1）

式中：为费用折算值，元；C 为工程中一个组成单元的基建投资，元；M为运行费用，元。式(1)的计算与水处理规模直接相关，需要根据具体工程进行不同水处理工艺的比较。根据对胜利油田近几年17座污水站水处理改造项目的归类及分析，按20000m3/d处理规模计算，不同处理工艺改造投资和运行费用应采用不同的经济指标(表2-1)。由表1可以看出，重力沉降流程投资最低，而气浮选流程运行费用最低，均具有较强优势。水质指标由B级降到C级，可节省投资300～400 元/m3，由A级降到B级，可节省投资400元/m3 ，水质指标的确定带来明显的经济效益。实际上每种处理工艺内部各单元的优化也有明显的经济效益可以挖潜。

表2-1 不同处理工艺技术经济指标的对比

项目处理后水质级别重力沉降流程重力密闭流程气浮选流程常规流程+复合过滤精细水处理工艺

地层渗透率投资运行费 /m2 >0.6 >0.6 >0.6 0.1～0.6 <0.1 /(元m3) 1000 1100 1100 1400 1800 /(元m3) 1.0 1.1 0.8 1.2 1.6 C C C B A 西安石油大学毕业设计（论文）

注：处理后水质是指SY／T5329—94《碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法》标准水质

2.4 重力混凝沉降除油工艺设备的改进方向

由于重力沉降工艺具有投资低，运行平稳，运行费用适度等优势，因此成为胜利油田最主要的污水处理工艺，其注水处理能力占到全油田污水处理量的80％以上，具有较强的代表性。根据调研情况从技术经济的角度分析了其改进的方向。一般重力沉降分为两级，分别在一次除油罐和二次混凝沉降罐中完成，其中在一次除油罐中为自然沉降，将浮油、颗粒较大的固体颗粒除去，同时还具有均匀水质和水量的作用；二次混凝沉降罐的去除对象是油田采出水中的分散油、乳化油、微小颗粒和胶体颗粒，通过投加水质净化剂形成絮凝体，在重力的作用下使油珠、悬浮物从水中分离。其水中颗粒悬浮物的沉降速度可以用Stokes定律描述(当雷诺数不大于2时，呈层流状态)其水中颗粒悬浮物的沉降速度可以用Stokes定律描述(当雷诺数不大于2时，呈层流状态)

2g(SL)dS （2-1） u10m/s；式中：u为颗粒沉降速度，g为重力加速度，9．81m/s ；S为颗粒密度，kg/m3 ；

L为液体密度，kg/m3 ；dS为颗粒直径，m； 为液体粘度，Pas。油田污水经

过一次除油罐，悬浮物平均去除率达到39％，含油量平均去除率达到72％，粒径下降幅度为30％；二次混凝沉降罐悬浮物平均去除率为9％，比一次除油罐低30％，含油量平均去除率为22％，比一次除油罐低50％，粒径下降幅度为4％，比一次除油罐低26％。由此，二次混凝沉降罐处理效果不理想，投资效益差。二次混凝沉降罐处理效果不理想的主要原因是在一次除油罐中将污水里易于分离的浮油、悬浮物等杂质去除后，再进一步除油、除悬浮物的难度增加。另外在实际运行过程中，还可能存在以下原因：一是没有投加高效药剂或加药不正常，经过一次除油罐的处理，二次混凝沉降罐进水悬浮物及污油的粒径已经较小，如果没有投加高效药剂或加药不正常，絮凝聚结效果就不明显；二是排泥效果不好，导致絮体在罐底积存，形成二次污染；三是二次混凝沉降罐的布水变化使得已凝聚的絮体再次被打乱，沉降过程又重新形成，影响其处理效果。

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2.5 气浮选除油工艺和设备的改进方向

气浮选设备占地面积小，污水停留时间短，在高效浮选药剂的作用下，除油效果较好，特别适合于油水密度差小、乳化程度高的稠油采出水处理。相比重力沉降流程和压力密闭流程，气浮选流程运行费用最低，具有一定的运行优势。胜利油田先后在102站、河口首站、坨六、孤三、坨二等站应用了气浮选工艺。但由于设备的传动部件多，加之含油污水含盐量高、腐蚀性强，流程运行的稳定性较差。尤其国产电动机和变速器质量不过关，且缺乏效果较好的浮选药剂，致使浮选机不能长期正常运转，没有达到应有的处理效率。从技术经济的角度分析其失败原因，可归纳为三个方面，一是忽略了项目的背景引进技术不配套，使得项目在技术上存在风险；二是对早期投入的气浮选污水处理站的规模没有加以控制，即没有采取风险控制或者风险回避的手段；三是忽略了国内外管理水平的差异。浮选机作为一种高效水处理设备，可以节省药剂，降低运行成本，具有比较明显的经济效益。循序渐进不断完善设备的制造工艺，筛选合适的浮选药剂是气浮选工艺改进的方向。

2.6 压力密闭除油工艺和设备的改进方向

压力密闭除油工艺将聚结除油、斜管沉降分离及化学混凝除油技术联合应用于压力除油罐，提高除油效率10％。胜利油田于20世纪9O年代初推广使用了多套压力密闭除油设备，但是由于设备内部结构较为复杂，受聚结、斜板材质的限制，使用一段时间后出现填料堵塞、内部构件腐蚀损坏等情况。从经济角度分析，相比于同等规模采用重力流程的污水处理站，其投资、处理效果、运行成本就没有明显优势，只是运行管理较为方便而已，而其运行稳定性远不如重力流程。处理量较大的污水处理站改造不易采用压力密闭除油工艺。压力密闭除油工艺的发展方向应该是和过滤环节形成一体化撬装装置，应用于油田边远小区块污水的就地处理、就地回注，不仅可以大大方便管理运行，还能减少拉油工作量。

2.7 结束语

油田污水处理是一个比较复杂的系统工程，工艺和设备的选择及复杂程度与来水的水质和处理后的指标是密不可分的，必须加强对注入水水质指标的技术经济性研究。从技术经济的角度对油田污水处理技术进行改进，不仅满足了油田开发生产的需要，而且可以节省投资，提高油田整体经济效益。

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3 装置要求

3.1 污水处理装置设计原则

（1）污水处理装置的设计和其他设备设计一样，应符合适用的要求，首先必须确保装置处理后达到排放要求。考虑现实的经济和技术条件，以及当地的具体情况（如施工条件）。在可能的基础上，选择的处理工艺流程、构（建）筑物形式、主要设备设计标准和数据等。

（2）污水处理厂采用的各项设计参数必须可靠。设计时必须充分掌握和认真研究各项自然条件，如水质水量资料、同类设计资料。按照设备的处理要求，全面地分析各种因素，选择好各项设计数据，在设计中一定要遵守现行的设计规范，保证必要的安全系数。对新工艺、新技术、新结构和新材料的采用积极慎重的态度。

（3）污水处理装置设计必须符合经济的要求。污水处理装置方案设计完成后，总体布置、单体设计及药剂选用等尽可能采用合理措施降低设备造价和运行管理费用，

（4）装置设计应当力求技术合理。在经济合理的原则下，必须根据需要，尽可能采用先进的工艺、机械和自控技术，但要确保安全可靠。

（5）建筑设备设计必须注意近远期的结合，不宜分期建设的部分，如配水井、泵房及加药间等，其土建部分应一次建成；在无远期规划的情况下，设计时应为今后发展留有挖潜和扩建的条件。

（6）装置设计必须考虑安全运行的条件，如适当设置分流设施、超越管线、甲烷气的安全储存等。

（7）装置的设计在经济条件允许情况下，须与厂内布局、构（建）筑物外观、环境及卫生等相适当，注意美观和绿化。

3.2 污水处理装置运行过程中应遵循的原则

在保证污水处理效果同时，正确处理城市、工业、农业等各方面的用水关系，合理安排水资源的综合利用，节约用地，节约劳动力，考虑污水处理厂的发展前景，尽量采用处理效果好的先进工艺和设备，同时合理设计、合理布局，作到技术可行、经济合理。

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4 工艺流程及设计

4.1 含油废水的集中处理

这是炼油加工及贮藏运输等过程中排放量最大的一种废水，含油废水主要来自装置凝缩水，油气冷凝水，油品油气洗水，油泵轴封，油罐切水及油罐等设备洗涤水，化验室排水等。水中主要含有原油、成品油、润滑油及少量有机溶剂和催化剂等，水中的油多以浮油、分散油、乳化油及溶解油的状态存在。

国内外对炼油混合废水多采用生物二级处理流程，即隔油-浮选-生物处理流程，采用该流程一般可以达到现行的排放标准。对于一些排放要求比较高的地区，可在二级处理工艺的基础上增加废水深度处理流程，使出水水质达到地面水或回用水标准。

4.2 水质、水量均衡

油库废水由于生产装置的检修、操作事故、产品泄露等原因而造成冲击负荷较大，因此，废水在进入处理装置前要进行水质、水量的调节，确保处理系统正常运转。调节的方法有两种：一是各股水分别设缓冲池；另一种是设调节池。调节池一般设在废水处理场极其他构筑物之前，但是由于长期使用池底会积泥，造成厌氧细菌繁殖产生臭气，影响环境。为了克服这个缺点，本次设计将调节池放在隔油池之后。由于调节池只对短时间的冲击有一定的调节作用，所以应从改进设备、加强维护管理、杜绝不正常的排放及泄漏等方面着手。

调节池设有搅拌设备，如机械搅拌、空气搅拌、回流板等，以保证水质、水量的混合均匀。

4.3 隔油

隔油是指将含油废水进行油水分离。重力分离法是较常用的一种方法，即利用水和油的密度不同在隔油池中使油水分离。平流式隔油池和斜板式隔油池都是利用重力分离法。此次设计采用斜板式隔油池。因为平流式隔油池虽然结构简单，操作方便，适应性强，但是池子长度较长，需要较大的容积方能达到好的除油效果。斜板式隔油池是在在平流式隔油池的基础上改进的一种类型，又叫平行板隔油池。池中与水流方向呈直角放置有一定倾角的平行板块，板间距离一般为10cm左右。当含油废水通过时，由于油滴上浮碰到平行板，细小的油滴就在板下凝结成比较大的油膜。因为池内设置了数层平行板，油滴的上升距离缩短，池子长度仅为平流式的几分之一，隔油效

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果也显著提高。本次设计隔油池出水油含量应小于40mg/L，停留时间仅为平流式隔油池的四分之一。

4.4 浮选

重力分离只能分离出水中颗粒较大的的浮油，对油粒直径较小的浮油或呈乳化状态的乳化油，多采用浮选去除。这种方法是将空气通入废水中产生微小气泡，使油滴附着在气泡上，由于油滴视密度变小，加速了油滴的上升速度，提高了油水分离效果。含油废水经隔油池进行油水分离后，水中仍含有一定量带负电荷的乳化油。因此，含油废水用浮选法除油时，要投加混凝剂，利用化学混凝和破乳作用，达到去除废水中微细乳油或乳化油的目的。

气浮是石化废水处理工艺中常见的一种处理装置，常常被用来从废水中清除悬浮颗粒、油和油脂以及进行污泥的分离和浓缩处理。由于水中的气泡与细小悬浮物之间相互粘附，形成悬浮体，利用气泡的浮升作用，上浮到水面，形成泡沫或浮渣，从而使水中的悬浮颗粒物质得以分离。按照气泡产生的方式不同，可分为充气气浮、溶气气浮和电解气浮。溶气气浮根据气泡从水中析出时所处的压力不同，又可分为加压溶气气浮和溶气真空气浮。本次设计选用加压溶气气浮。

气浮系统的主要组件有加压泵、空气注入装置、溶气罐、回压调节装置和气浮装置，加压泵产生的高压力增加空气的溶解，空气通常通过射流器进入泵的吸入端或直接进入溶气罐。

空气和液体在容器罐内加压混合，停留时间为1～3min，使用不同样式的阀门采用回压调节装置维持压力泵的固定压头。气浮单元有圆形的，也有矩形的，他们都带有刮渣装置，以清除浓缩、气浮出的污泥。

4.5 生化处理

生物处理具有投资省，费用低，效果好，过程稳定，操作简单，不会造成二次污染等优点，在废水处理过程中被广泛使用。目前城市污水和工业废水总量的65%采用生物法处理，而城市污水95%以上都是用生物法处理。在石油化工废水处理中生化处理也是一种常见的技术。目前常用的生化处理方法包括活性污泥法、生物膜法和厌氧生化处理等。本次设计采用比较先进序批式活性污泥法（SBR）。这种方法结构简单，处理过程方便，建设和运行费用低，出水水质稳定可靠，而且容易实现自动控制，在石化废水处理中得到了较多的应用。

SBR属于活性污泥法的一种，其操作工序由5个阶段组成：进水、反映、沉淀、滗水和停机。从进水开始到待机时间结束算一个周期内，在一个周期内，所有反应均在

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一个设有曝气或搅拌装置的反应池内进行。

4.6 工艺比较分析

4.6.1 传统活性污泥法

传统活性污泥法，又称推流式活性污泥法，它是依据污水的自净作用发展而来的。污水在经过沉砂、初沉等工序进行一级处理后，进入推流式曝气池，在曝气和水力条件下，曝气池中的水均匀地流动，污水从入口流向出口，前端液流不与后端液流混合。在曝气池中，污水中的有机物绝大部分被微生物吸附、氧化分解，生成无机物，然后进入沉淀池。在这个过程中，随着环境的变化，生物反应速度是变化的，F/M值也是不断变化的，微生物群的量和质不断地变动，后行污泥的吸附、絮凝、稳定作用不断的变化，其沉降－浓缩性能也不断地变化[1]。

粗格栅提升泵房细格栅剩余污泥回流污泥沉砂池出水二沉池曝气池

图4-1传统活性污泥法工艺流程图

传统活性污泥法的特点是[2]：

（1）曝气池内污水浓度从池首至池尾是逐渐下降的，由于在曝气池内存在这种浓度梯度，污水降解反应的推动力较大，效率较高，对污水处理的方式较灵活。

（2）对悬浮物和BOD的去除率较高。（3）运行较稳定。

（4）推流式曝气池沿池长均匀供氧，会出现池首供氧过剩，池尾供氧不足，增加动力费用；且根据设计要求，对氮的去除率较高，而传统活性污泥法达不到要求。 4.6.2 SBR工艺

SBR工艺早在20世纪初已有应用，由于人工管理的困难和繁琐未于推广应用。此法集进水、曝气、沉淀在一个池子中完成。一般由多个池子构成一组，各池工作状态轮流变换运行，单池由撇水器间歇出水，故又称为序批式活性污泥法。

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进水出水图4-2 SBR工艺流程图

该工艺将传统的曝气池、沉淀池由空间上的分布改为时间上的分布，形成一体化的集约构筑物，并利于实现紧凑的模块布置，最大的优点是节省占地。另外，可以减少污泥回流量，有节能效果。典型的SBR工艺沉淀时停止进水，静止沉淀可以获得较高的沉淀效率和较好的水质。

表4-1 SBR工艺的优点

优点沉淀性能好有机物去除效率高提高难降解废水的处理效率抑制丝状菌膨胀可以除磷脱氮，不需要新增反应器不需二沉池和污泥回流，工艺简单

但是，SBR工艺也有一些缺点。它对自动化控制要求很高，并需要大量的电控阀门和机械撇水器，稍有故障将不能运行，一般必须引进全套进口设备。由于一池有多种功能，相关设备不得已而闲置，曝气头的数量和鼓风机的能力必须稍大。池子总体容积也不减小。另外，由于撇水深度通常有1.2~2米，出水的水位必须按最低撇水水位设计，故总的水力高程较一般工艺要高1米左右，能耗将有所提高[3]。

SBR（序批式活性污泥法）工艺早在1914年即已开发，但由于当时监测手段落后，并没有得到推广应用。1979年美国的L.Irvine对SBR工艺进行了深入的研究，并于1980年在印第安那州的Culver改进并投产了一个SBR污水处理厂。此后随着计算机监控技术、各种新型不堵塞曝气器和软件技术的出现，同时也由于开发了在线

机理理想沉淀理论理想推流状态生态环境多样性选择性准则生态环境多样性结构本身特点西安石油大学毕业设计（论文）

溶解氧测定仪、水位计等精度高并且对过程控制比较经济的水质检测仪表，污水处理厂的运行管理逐渐实现了自动化，加之SBR具有均化水质、工艺简单，处理效果稳定，耐冲击负荷力强，出水质好，操作灵活、占地面积少等优点而成为包括美、德、日、澳、加等在内的许多工业发达国家竞相研究和开发的热门工艺。以澳大利亚为例，近10多年来建成采用SBR工艺的污水处理厂就达近600座之多[4]。

SBR工艺一般适用于中小规模、土地紧张、具有引进设备条件的场合。所以选用SBR工艺。

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5 污水处理装置的设计与计算

5.1 基本参数设定

平均日流量：105m3/d

mMKz1050.081.50.28m3/s （5-1）设计流量：Q33600T360012其中 m为每单位产品的废水排放量。

M为产品的平均日产量

Kz为总变化系数，由文献[5]取1.5。

T为每日生产时数，取12小时。

设计流量用于污水处理厂中管渠计算及各处理构筑物设计。

最小污水流量：由文献[5]取日平均流量的1/2至1/4，取4.0104m3/d。设计水质的确定进口水质参数：

COD 800mg/L 石油类 1000mg/L SS 200mg/L 挥发酚 20mg./L pH 8.0

污水处理程度的确定：

(C0Ce)(800100)100%87.5% （5-2） C08005.2 污水的一级处理

5.2.1 隔栅的设计

隔栅的主要作用是将污水中的大块污物拦截，以免其对处理单元的机泵或工艺管线造成损害。

设置方法：一粗一中粗隔栅，栅距>40mm

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中隔栅，栅距15～25cm

图5-1 格栅结构示意图

清渣方式：由于污水处理量较大，场地较广阔，故采用故采用机械清渣方式。考虑到经济性和处理量。选用HF800型回转式隔栅除污机。

其性能参数和规格由文献[6]表2-1查询。设备宽 800mm 耙齿栅度 636mm 安装角度 60 齿栅运动速度 2m/min 栅片净间距 10mm 功率 1.0kW 介质最高温度 60℃ 过水流量由文献[6表2-2]查询。外型及安装尺寸有文献[6表2-3]查询。 5.2.2 沉砂池的设计

沉砂池的功能是利用物理原理去除污水中比重较大的无机颗粒，主要包括无机性的砂粒、砾石和少量较重的有机物质，其比重约为2.65。

沉砂池的理论格数不应少于2个，本次设计取2。

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除砂采取机械方法，并设置贮砂池。沉砂池的超高不宜小于0.3m。

沉砂池按流态分为平流沉砂池、竖流沉砂池、曝气沉砂池、涡流沉砂池。考虑到流量较大，为节省占地面积需稍高流速，且砂粒在油水混合物中的比重较大。无须停留过多时间。普通平流沉砂池的主要缺点是沉砂中含有15%的有机物，使沉砂的后续处理难度增加。采用曝气沉砂池（见图5-2）可以克服这一缺点[7]。空气干管支管扩散设备坡度=0.1-0.5集砂槽头部支座图5-2 曝气沉砂池示意图

设计参数：

最大流速为0.3m/s，最小流速为0.15m/s。取0.25m/s. 最大停留时间不小于30s，一般采用30s～60s。

有效水深应不大于1.2m，一般采用0.25～1.0m，每格宽度不宜小于0.6m。进水头部应采取消能和整流措施。池底坡度为0.01～0.02。沉砂池各部分尺寸的确定：

以下计算均按文献[6]表3.2.1提供公式计算。最大设计流量0.28m3/s 最小设计流量

1.50.084.0104m3/d0.11m3/s

360012总变化系数Kz1.50 长度

设v0.25m/s，t30s，Lvt0.25307.5m。

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水流断面积

AQmax0.281.12m2 v0.25池总宽度

设n2格，每格宽b0.6m，则

Bnb20.61.2m

有效水深

h2A1.120.93m （5-3） B1.2沉砂斗所需容积。

设T2d，由文献[5，表3-2-1]

V每个沉砂斗容积

QmaxXT864000.28302864000.97m3 （5-4） 66Kz101.510设每个分格有2个沉砂斗，共有4个沉砂斗，则

0.97V00.24m3

22沉砂斗各部分尺寸

0.35m，砂斗上口宽设斗底a10.5m，斗壁与水平面的倾角55,斗高h3a2h320.35a10.51.0m （5-5） tg55tg55沉砂斗容积：由文献[5]，表3-2-1

h3V0(2a22aa12a12)60.35(212210.520.52) （5-6） 60.2m2(0.24m2)沉沙室高度

采用重力排砂，设池底坡度为0.06，坡向砂斗，沉砂室含有两部分：一部分为沉砂斗，另一部分为沉砂池坡向沉砂斗的过度部分，沉砂式的宽度为

B2(l2a)0.2 （5-7）

公式由文献[5，表3-2-1得出。其中

l2a0.27.5210.22.65m （0.2为二沉砂斗之间隔壁厚） ]l222 15

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0.06l20.350.062.650.51m h3h3沉砂池总高度。设超高h10.3m

Hh1h2h30.30.930.511.74m

验算最小流速。

在最小流量时，只用一格工作（n=1），由文献[5]，表3-2-1

vmin5.2.3 气浮选设备的设计

Qmin0.10.18m/s0.15m/s （5-8） n1min10.60.94溶气气浮是气浮法中应用最广泛的一种。溶气气浮就是设法在待处理水中通入大量密集的微细气泡，使其与杂质、絮粒互相黏附，形成整体比重小于水的浮体，从而依靠浮力上至水面，以完成固液，液液分离的净水方法。它在造纸、炼油、印染等行业的应用是非常广泛的。

从气浮系统的分离设备、溶气、释放方式等方面分析，传统气浮设备比较落后，可能无法满足胜利油田的污水处理需要，所以本次设计选用先进的HRA(W)F气浮设备。

HRA(W)F的气浮设备已有十几台应用在中国造纸行业的白水处理中，它的的运转效果令用户非常满意，但被用户和环保设计部门高度重视却是近两年的事情。因为过去HRA(W)F气浮池只作为造纸设备的附属设备而随主机一齐引进，或只作为造纸行业的专用设备被引进。人们在当初认识它时，看到的可能只是它对纸浆的回收和利用，而忽略了它同时是一种防治污染的水处理的设备。另外一个原因是它高昂的价格，令中小型用户不敢问津。近来随着我国经济的高速发展、环保治理、法规的健全、环保经费的加大投入和人们对环保认识的提高；汇绚公司与国内公司的合资、合作，也使产品的价格大幅度的降低。在几乎没有竞争对手的情况下，使HRA(W)F 的气浮设备渐渐走俏。

5.2.3.1 典型工艺流程：

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图5-3 气浮工艺流程

原水泵3 从原水池1中将原水提升到反应室4，絮凝剂在吸水管上投入，并经叶轮混合在反应室中进行絮凝，反应后的絮凝水通过孔墙进入接触室，与来自溶气释放器的释气水相混合。此时水中的絮粒和微气泡相碰撞粘附形成带气絮粒而上浮，并在分离区7进行固液分离。浮至水面的浮渣，由刮渣机刮至排渣槽9排出。清水则由穿孔集水管汇集到集水槽10后出流，部分清水经由溶气水泵11加压后进入溶气罐12，在罐内与空压机13的压缩空气相互接触溶解，饱和溶气水从罐底通过管道输向溶气释放器5。

基本设计参数：（1）表面负荷2-5m3/m2h ；（2）回流比25-50％；（3）分离时间20-45min；（4）溶气压力2-4bur(表压)；（5）气浮池深；

（6）反应时间10-15min；

设备在应用中的不足

（1）气泡不能均衡地充斥到整个气浮池分离区，对于长方形气浮池，其后段的气的气浮效果是不太理想的，亦可称“气浮死区”。

（2）因气浮池较深，为2.0-2.5m，而且要悬浮颗粒的VE>VE(VE在静止状态下，颗粒上浮速度：VE：水流在分离区下降速度)，才能有气浮分离效果，所以决定了出水不能太快，停留时间较长，表面负荷低，致使气浮池体积庞大。

（3）浮渣的清除是用刮沫机进行“一刀切”式清除，不论早浮上来的，还是晚浮上来

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的；不论浮渣层厚薄，均定期刮除，是一种以”不变应万变”的”粗放式”工作方式，不但对水体有很大的扰动，对出渣的含固率也没有保证。当刮渣方向与水流方向一致时，可能会跌落在气浮池下游的浮渣很难再被浮起，直接影响出水水质；当刮渣方向与水流方向相反时，可能跌落的浮渣大部分跌落在接触区，这时仍可由接触区上升的带气絮粒将其再次托起，但进水水流对逆向刮渣的冲击要比顺向刮渣大，这也破坏了已浮起的悬浮物，徙然增加气浮池的负荷。

（4）“动态”进水，“动态”出水，对水体的扰动很大。

（5）通过对过去应用气浮池的调查，选用的参数-气固比都偏低，致使出水悬浮物浓度偏高，出渣含固率偏低。而气固比的提高要通过增大固流水量、提高溶气效率、增大容器压力来实现，而这些都会增加溶气罐的制造难度——体积要增大，耐压要增高。（6）对于溶气罐，为了提高罐的容积利用率，在罐内加设各种填料，以增加气、液两相的接触面积，但靠加填料使面积的增加是有限的，溶气水在罐内的停留时间仍长达2-4分钟，致使罐内的体积增大，制作、运输、安装都不方便。

（7）因为进入溶气罐那的加压水一般都是回流水，回流水中还含有一定量的悬浮物，所以罐内的填料要定期更换或清洗，否则会发生堵塞。 ⑧只意识到：“溶气罐的水位必须妥加控制，水位不能淹没填料层，但也不宜过低，以防在出水中带出大量的气泡”，带出的大量气泡之所以有害，是因为它们在气浮池内的上升过程中，将产生剧烈的水力搅动，产生的惯性冲击力不仅不能使气泡很好地附着在颗粒表面，反而将撞碎矾花粒，甚至把附着的小气泡撞开，但如果设法让其带出的是20-100pm的小气泡呢？岂不变害为利！

（8）对微细气泡的形成不是进行“疏”的方法，而是用“堵”的方法；不注重“溶”，而只在“释”上做文章，片面依赖溶气释放器的作用，对溶气释放器的研制是精益求精。（9）在气浮池的接触区，因每个溶气释放器的服务面积有限。需并联多个溶气释放器，它们之间的最佳开启难度难以调节一致，致使每个释放器的出流量各异，且释放出的气泡大小不一致。

（10）废水中存在的一些不易气浮的固体颗粒会慢慢地沉积在分离区地池底，而池底部又没有泥斗和污泥去除机械，所以沉积物无法及时排除，在沉积物底沉积越来越多，沉积高度超过穿孔集水管底开孔时，沉积物会被澄清水带出，造成出水中悬浮物增多，出水再次被污染。

（11）因为白水中含有表面活性物质和其它药剂，因此在生产中和输送过程中会产生泡沫。当白水进入反应室时，由于反应时间偏长，流速偏慢，白水中的泡沫上浮时把部分纤维一起上浮至池，浮浆在反应室表面越集越多，越来越厚，造成反应室浮浆腐败，产生硫化氢臭味，影响环境。 5.2.3.2 HRA(W)F型气浮装置的构造

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结构原理：

结构：N1-进水口；N2-排渣口； N3-出水口； N4-排混口； N5-回流口；（1）浮选槽

不锈钢制圆筒槽，具有足够强度以承受满水重量。（2）中央旋转轴承

经特殊设计并精密制造之中央旋转轴承，支撑整个浮选槽旋转部分机件一半之重量，能完全承担及导引选机于任何情况下正常运转，其中间部分同时作为进流水管道。（3）分水器

调整分配进流水进入浮选槽，以促进进流水均匀稳定并进行浮选作用。上设几个可调式滑门及一个排气阀，以便于调节进流水均匀扩散整个槽面及释放过剩空气。底部及槽内缘处设有刮板，以刮除沉淀污泥粘附于槽壁的污泥至污泥坑排除。（4）整流栅

角钢制成，固定于旋转操纵台，可进一步消除流水之扰动现象. （5）出水管

由三支以上方管制成，设于出槽近底部处，连同出水槽一起旋转，使澄清水稳定地流入出水槽。（6）出水槽

由钢板制成，下设橡胶垫，使紧密地与浮选密合，有效地隔离处理水与澄清水，避免澄清水二次污染（7）液位调整堰

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由钢板制成，藉底部之升降器支撑并可调整浮选槽内液位高低，以控制浮除半刮渣量及含水率，使整个操作更具弹性。（8）升降装置

由三具螺旋升降器组成，装设于浮选槽底部，藉由传动机构配合手轮，可轻易地作液位的调整。（9）旋转操作台

以槽型钢主梁组成的钢桥，跨越于浮选槽中心至槽旁，悬载所有运转机件，并敷设花纹板及扶手，提供操作及取样之便利。（10）浮除斗及其驱动设备

1) 经特殊设计之高效率浮除斗，可由一片以上的盛斗组成，借助驱支装置驱动旋转，将上浮的浮渣刮起并流入中心管，靠重力排放至污泥槽。

2) 变速驱动装置，其调整范围为1:6。

3) 驱动装置由马达，变速机及减速机组成，减速机为全密封油润式，藉链条驱动浮除斗。

（11）周边回转驱动装置

由马达，变速机及减速机组成，减速机为全密封油润式，藉链条驱动滚轮以浮除槽中心为轴街，产于浮选槽之边缘轨道上. 变速器的变速调整范围为1:6，可调整绕行速度，以确保槽内处理水于无流速状态下清除。（12）玻璃视窗

装设于浮除槽壁，便于视察槽内胶羽上浮状况，以提供操作调整之参考. （13）回转继电器

由滑动铜块，碳刷，轴承等组成，用来供应所有驱动装置所需之电源。回流水(澄清水)经回流加压泵压送入溶气管入口，沿管内以切线方向推进至末端出水口排入浮选槽中，压缩空气自管底散气板送入与回流水完全地混合溶入。

中央旋转部分包括进水口、出水口和污泥去除机械，这部分和旋转泥斗以和进水流速一致的速度沿池旋转。

源水从池中心的旋转接头进入，通过配水器布水。配水器的移动速度和进水流速相同，这样就产生了”零速度”，我们定义为”零速原理”。这一原理的应用是本设备的关键，这样进水不会对源水产生忧动，使得颗粒的悬浮和沉降在一种静态下进行。

收集浮渣的螺旋泥斗也是一项专利，它收集的浮渣靠重力作用排放到静止的中央部分。根据气浮池直径的大小和浮渣的厚薄，旋转泥斗亦可分别选用一斗、二斗或三斗的结构形式。

清水由集水管排出，集水管连在中央部分和它一起旋转，这样源水的气浮分离时间就是中央旋转部分的回转周期。连在移动的配水器上的刮板将池低和池壁上沉泥刮集到泥斗中，定期排放。行走部分和泥斗的转动由调速电机驱动，中心滑环供电。

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基本设计参数

（1）表面负荷9.6-12m3/m2h （2）回流比20％-40％；（3）分离时间3-5min; （4）溶气压力6-7.5bar(表压)；（5）气浮池深650mm；（6）气浮池有效水深550mm 设备在应用中的优点

（1）微细气泡与絮粒的粘附发生在整个气浮分离过程，也就是说没有“气浮死区”。（2）应用“浅池理论”进行设计，池深只有650mm，有效水深<550mm，进出水的巧妙隔离VE、VF的限制，气浮分离的时间3-5分钟，使设备的占用空间大幅度减小，以同样处理量7000m3/d的造纸白水为例，传统气浮池的占用面积为115（95＋20）m2，HRA(W)F气浮池的占用面积约为51㎡。

（3）浮渣的清除，用螺旋泥斗，清除的浮渣在某一时刻总是池内浮起时间最长的浮渣。换句话说，也就是此处固、液分离最彻底，而且浮渣是随时清除，隔离排除，对水体几乎没有扰动，另外，通过调速电机调节，螺旋泥斗的自转周期The 浮渣的厚薄有严格的匹配关系，非常灵活，机动。

（4）“静态”进水，“静态”出水，对水体的扰动非常小。

（5）在一定的程度上，气固比较大，使出水悬浮物的浓度越低，浮渣含固率越高。因为KROFTA气浮池应用了新的溶气机理，在溶气管体积比传统气浮池配备的溶气罐小12－17倍的情况下，气固比反而高2－3倍。

（6）溶气罐的新溶气机理是：利用一特制结构，先把压缩空气切割成微细气泡，然后在扰动非常剧烈的情况下与加压水混合和溶解。这时空气在溶气管内以两种形式存在，一种形式是溶解在水中（此处与溶气罐类似，不过溶气罐的停留时间是2-4分钟，而溶气管的停留时间是8-12秒，同时溶气管内的气、液被接触面积要远远大于罐内的接触面积），另一种形式是微细气泡以游离状态夹，混合在水中，在气浮时这种气泡直接用于气管，并且作为气泡的主要来源，从溶气水中释放的微细气泡加入到气浮过程中去。这两种途径形成的微细气泡数量要远远大于溶气罐加溶气释放器的结构形式的数量，这也是两种溶气结构本质区别所在也是溶气管结构不必要加溶气释放器的原因所在。

（7）溶气管的特殊结构使其没有填料堵塞的问题，也没有要加控制罐内水位高低的问题，因为在其治“标”的同时，也治于“水”，（空气在溶解前已为微细化）。（8）原水、溶气和药剂在加入气管池本体前，已在一段管道内充分混合，气泡及时均匀地弥散在悬浮颗粒中，避免了因多个阀门或溶气释放器地开启度不一而造成地气

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泡不均匀现象，也避免了因反应室的设置而带来的浮浆腐败等问题。

（9）池底设置了泥斗和排出管，中央回转部分设置了池侧和池底的刮泥机构，能保证池中的沉积物定期清除，对出水不会产生任何影响。 5.2.3.3 结论：

通过以上分析和比较，可以看出HRA(W)F气浮设备与传统气浮设备相比有质的飞跃，是传统气浮设备的更新换代产品。该产品给我们带来巨大的经济效益和环境效益。对油田含油废水撇油分离效率可达98％左右，对污泥浓缩分离优于常规污泥浓缩机。

5.3 污水的二级处理

5.3.1 SBR反应池

设计方法有两种：负荷设计法和动力设计法[8]，本工艺采用负荷设计法。根据工艺流程论证，SBR法具有比其他好氧处理法效果好，占地面积小，投资省的特点，因而选用SBR法。SBR是序批式间歇活性污泥法的简称。该工艺由按一定时间顺序间歇操作运行的反应器组成。其运行操作在空间上是按序排列、间歇的。

污水连续按顺序进入每个池，SBR反应器的运行操作在时间上也是按次序排列的。SBR工艺的一个完整的操作过程，也就是每个间歇反应器在处理废水时的操作过程，包括进水期、反应期、沉淀期、排水排泥期、闲置期五个阶段，如图5-4。这种操作周期是周而复始进行的，以达到不断进行污水处理的目的。对于单个的SBR反应器来说,在时间上的有效控制和变换，即达到多种功能的要求，非常灵活。

进水曝气进水期反应期沉淀期排水期闲置期

图5-4 SBR工艺操作过程

SBR工艺特点是：（1）工程简单，造价低；

（2）时间上有理想推流式反应器的特性；（3）运行方式灵活，脱N除P效果好；（4）良好的污泥沉降性能；

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（5）对进水水质水量波动适应性好；（6）易于维护管理。

工艺的操作过程如下：（1）进水期

进水期是反应池接纳污水的过程。由于充水开始是上个周期的闲置期，所以此时反应器中剩有高浓度的活性污泥混合液，这也就相当于活性污泥法中污泥回流作用。

SBR工艺间歇进水，即在每个运行周期之初在一个较短时间内将污水投入反应器，待污水到达一定位置停止进水后进行下一步操作。因此，充水期的SBR池相当于一个变容反应器。混合液基质浓度随水量增加而加大。充水过程中逐步完成吸附、氧化作用。SBR充水过程，不仅水位提高，而且进行着重要的生化反应。充水期间可进行曝气、搅拌或静止。

曝气方式包括非限制曝气（边曝气边充水）、限制曝气（充完水曝气）半限制曝气（充水后期曝气）。（2）反应期

在反应阶段，活性污泥微生物周期性地处于高浓度、低浓度的基质环境中，反应器相应地形成厌氧—缺氧—好氧的交替过程。

虽然SBR反应器内的混合液呈完全混合状态，但在时间序列上是一个理想的推流式反应器装置。SBR反应器的浓度阶梯是按时间序列变化的。能提高处理效率，抗冲击负荷，防止污泥膨胀。（3）沉淀期

相当于传统活性污泥法中的二次沉淀池，停止曝气搅拌后，污泥絮体靠重力沉降和上清液分离。本身作为沉淀池，避免了泥水混合液流经管道，也避免了使刚刚形成絮体的活性污泥破碎。此外，SBR活性污泥是在静止时沉降而不是在一定流速下沉降的，所以受干扰小，沉降时间短，效率高。（4）排水期

活性污泥大部分为下周期回流使用，过剩污泥进行排放，一般这部分污泥仅占总污泥的30%左右，污水排出，进入下道工序。（5）闲置期

作用是通过搅拌、曝气或静止使其中微生物恢复其活性，并起反硝化作用而进行脱水。

5.3.2 SBR反应池容积计算处理要求:

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表3-1 处理要求项目 BOD COD SS TN TP 进水水质(mg/l) 180 400 305 30 5 出水水质(mg/l) ≤10 ≤50 ≤10 ≤10 ≤0.5

设计处理流量

VsiVFVb105m3/d4166.79m3/h （5-10）

BOD5/CODcr0.45

设SBR运行每一周期时间为8h，进水1.0h，反应(曝气)（4.0~5.0h）取4h，沉淀2.0h，排水（0.5h~1.0h）取1h。

周期数:

n243 8SBR处理污泥负荷设计为

N50.4kgBOD5/(kgMLSSd)

根据运行周期时间安排和自动控制特点，SBR反应池设置6个。（1）污泥量计算 SBR反应池所需污泥量为

MLSSMLVSSQSr0.750.75N5105(18010)1031700056667[kg(干)]

0.750.40.356.7t设计沉淀后污泥的SVI（污泥容积指数）90ml/g

（SBR工艺中一般取80~150） SVI在100以下沉降性能良好[9]。则污泥体积为：

VS1.2SVIMLSS1.29103566676120(m3)

（2） SBR 反应容积

SBR反应池容积，由文献[5，表4.7.3]

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VVsiVFVb （5-11）

式中：

Vsi——代谢反应所需污泥容积 m3 VF——反应池换水容积（进水容积）m3

Vb——保护容积m3

105VF1.04166.7m3

24VS6120m3，则单池污泥容积为VsiVS1020m3 6V10204166.7Vb5186.7Vb

（3） SBR反应池构造尺寸 SBR反应池为满足运行灵活及设备安装需要，设计为长方形，一端为进水区，另一端为出水区。

SBR反应池单池平面（净）尺寸为5025㎡（长比宽在1/1~2/1）水深为5.0m 池深5.5m

03 单池容积为 V50255625m则保护容积为 Vb1063.3m3 6个池总容积

03750m0 V6V662535.3.3 SBR反应池运行时间与水位控制

SBR池总水深5.0m,按平均流量考虑，则进水前水深为3.2m，进水结束后5.0m,排水时水深5.0m,排水结束后3.2m。

5.0m水深中，换水水深为1.8m,存泥水深2.0m,保护水深1.2m,保护水深的设置是为避免排水时对沉淀及排泥的影响。(见图5-5)

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图5-5 SBR池高程控制图

进水开始与结束由水位控制，曝气开始由水位和时间控制，曝气结束由时间控制，沉淀开始与结束由时间控制，排水开始由时间控制，排水结束由水位控制。 5.3.4 排水口高度和排水管管径 (1)排水口高度

为保证每次换水V=4166.7m3的水量及时快速排出，以及排水装置运行的需要，排水口应在反应池最低水位之下约0.5~0.7m，设计排水口在最高水位之下2.5m。 (2)排水管管径

每池设自动排水装置一套，出水口一个，排水管1根；固定设于SBR墙上。排水管管径DN1000mm。

设排水管排水平均流速为1.5m/s，则排水量为：

qd2v0.320.50.106(m3/s)360.4(m3/h) (5-12)

44则每周期（平均流量时）所需排水时间为：

V4166.70.961h 12q12360.45.3.5 排泥量及排泥系统（1）SBR产泥量

SBR的剩余污泥主要来自微生物代谢的增值污泥，还有很少部分由进水悬浮物沉淀形成[10]。由表4.7.3，SBR生物代谢产泥量为

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xaQSrbXrVaQSrbQSr (5-13)

NS(abN)QSrS式中：a——微生物代谢增系数，kgVSS/kgBOD； b——微生物自身氧化率，l/d

根据生活污泥性质，参考类似经验数据，设a0.70，b0.05，则有：

x(0.700.050.4)1051701039775kg/d

假定排泥含水率为98%，由表4.7.3，则排泥量为：

QxS103(1P) 9775 3103(198%)488.75m/d假定排泥含水率为99.2%，则排泥量为：

QSx103(1P)9775

103(199.2%)1221.9m3/d考虑一定安全系数，则每天排泥量为1221.9m3/d （2）排泥系统

剩余污泥在重力作用下通过污泥管路排入集泥井。 5.3.6 需氧量及曝气系统设计计算（1）需氧量计算

由表4.5.2，SBR反应池需氧量计算式为

O2aQSrbXVaSrb(QSr/NS) 式中:a——微生物代谢有机物需氧率，kg/kg； b——微生物自氧需氧率，l/d；

Sr——去除的BOD5(kg/m3)SrS0Sr 经查有关资料表，取a=0.50，b =0.190,需氧量为：

(5-14)

(5-15)

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RO20.501051701030.19016575kgO2/d690.6kgO2/h（2）供气量计算

设计采用塑料SX-1型空气扩散器，敷设SBR反应池池底，淹没深度H=4.5m。SX-1型空气扩散器的氧转移效率为EA8%。

查表知20℃，30℃时溶解氧饱和度分别为CS(20)9.17mg/L， CS(30)7.63mg/L，空气扩散器出口处的绝对压力Pb为：

Pb1.0131059.8103H1.0131059.81059.81034.5 1.454105P51105170103 0.4空气离开曝气池时，氧的百分比为：

Or21(1EA)7921(1EA) (5-16)

21(18%)7921(18%)19.6%曝气池中溶解氧平均饱和度为：（按最不利温度条件计算）

Csb(30)CS(PbOr)2.066103421.45410519.67.63() (5-17) 5422.066101.177.638.93mg/L水温20℃时曝气池中溶解氧平均饱和度为：

Csb(20)1.179.1710.73mg/L

20℃时脱氧清水充氧量为：

R0RCsb(20)[Csb(T)Cj]1.024T20 (5-18)

式中: ——污水中杂质影响修正系数，取0.8(0.78~0.99) ——污水含盐量影响修正系数，取0.9(0.9~0.97)

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Cj——混合液溶解氧浓度，取c=4.0 最小为2 ——气压修正系数P1 P标曝气池中溶解氧在最大流量时不低于2.0mg/L,即取Cj=2.0，则计算得：

O210.730.8(0.91.010.732.0)1.024(3020) 1.38O21.38690.6953.0kgO2/hR0SBR反应池供气量为:GS每立方污水供气量为:

R0953.039708.3m3/h661.8m3/min 0.3EA0.30.08GS397089.53(m3空气/m3污水) VF4166.7VF——反应池进水容积(m3/h)

去除每千克BOD5的供气量为:

GS39708.356.1(m3空气/kgBOD5)

VFSr4166.70.170Sr——去除的BOD5(kg/m3)

去除每千克BOD5的供氧量为：

R09531.35(kgO2/kgBOD5)

VFSr4166.71.1705.3.7 空气管计算

空气管的平面布置如图5-6所示。鼓风机房出来的空气供气干管，在相邻两SBR池的隔墙上设两根供气支管，为6个SBR池供气。在每根支管上设25条配气竖管，为SBR池配气，六池共六根供气支管，150条配气管竖管。每条配气管安装SX-I扩散器26个，每池共650个扩散器，全池共3900个扩散器。每个扩散器的服务面积为1250m2/650个=1.9m2/个（扩散器布置示意图如图5-7）。

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m供气支管供气干管mmmmmm

图5-6 SBR池空气管平面布置图图5-7 SBR池底扩散器示意图

空气支管供气量为：

1Gsi661.81.251137.875m3/min2.30m3/s

61.25——安全系数

由于SBR反应池交替运行，六根空气支管不同时供气，故空气干管供气量亦为

137.8752275.75m3/min

选用SX-I型盆形曝气器，氧转移效率6~9%，氧动力效率1.5~2.2kg/(kWh),供气量20~25m3/h,服务面积1~2m2/个。 5.3.8滗水器

现在的SBR工艺一般都采用滗水器排水。滗水器排水过程中能随水位的下降而下降，使排出的上清液始终是上层清液。为防止水面浮渣进入滗水器被排走，滗水器排水口一般都淹没在水下一定深度[11]。

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图5-8 旋转式滗水器示意图

目前SBR使用的滗水器主要有旋转式滗水器，套筒式滗水器和虹吸式滗水器三种。本工艺采用旋转式滗水器。旋转式滗水器属于有动力式滗水器，应用广泛，适合大型污水处理厂使用。

本工艺采用XB-1800型旋转式滗水器。

5.4 鼓风机房

鼓风机房要给曝气沉砂池和SBR池供气，选用TS系列罗茨鼓风机。选用TSD-150型鼓风机三台，工作两台，备用一台。设备参数：

流量20.40m3/min 升压44.1kPa

配套电机型号Y200L-4 功率30kW 转速1220r/min 机组最大重量730kg

设计鼓风机房占地LB=2010=200m2。

5.5 絮凝反应池（竖直往复式隔板反应池）

5.5.1设计说明

深度处理包括混凝、澄清、过滤、活性炭吸附、臭氧氧化、反渗透等，其目的是

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去除二级处理水中的悬浮物（SS），溶解性有机物（BOD），N，P等污染物质，以满足水环境标准，防止封闭式水域富营养化和污水再利用的水质要求。

混凝的基本原理：向污水中投入某种化学药剂（常称之为混凝剂），使在水中难以沉淀的胶体状悬浮颗粒或乳状污染物失去稳定后，由于互相碰撞而聚集或聚合、搭接而形成较大的颗粒或絮状物，从而使污染物更易于自然下沉或上浮而被除去。混凝剂可降低污水的浊度、色度，除去多种高分子物质、有机物、某些重金属毒物和放射性物质[12]。

在水处理中，凝聚是指脱稳的胶粒相互聚集为较大颗粒的过程。絮凝则指未经脱稳的胶体也可聚结成较大的颗粒现象。混凝则包括凝聚与絮凝两种过程。凝聚是瞬时的，只需将化学药剂扩散到全部水中即可。絮凝则与凝聚作用不同，它需要较长的时间去完成。但一般情况下两者也不好绝然分开。因此我们把能凝聚与絮凝作用的药剂统称为混凝剂。

絮凝通常在絮凝池内，以机械或水力等方式造成颗粒碰撞机会，形成易于沉淀或上浮的絮体，最终达到与水分离的目的，反应时间t在1030min之间。用于水处理的混凝剂要求混凝效果好，对人类健康无害，价廉易得，使用方便，本工艺选择明矾。 5.5.2 设计参数

v10.5m/sv20.4m/sv30.35m/sv40.3m/sv50.25m/sv60.2m/s（1）廊道内流速采用6档

（经验数据）

（2）反应时间T=20min

（3）池内平均水深H1=2.4m，超高H2=0.3m

（4）反应池采用钢筋混凝土及砖组合结构，外用水泥砂浆抹面，粗糙系数n=0.013 5.5.3设计计算（1）总容积

WQT4167201389m3 (5-19) 6060（2）分为2池，每池净平面面积

FW1389289m2 nH122.4（3）池长

池子宽度B按沉淀池宽采用30m

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LF2899.6m B30（4）隔板间距（按廊道内流速不同分为6档）

a1Q41670.48m (5-20)

3600nv1H1360020.52.4取a10.5m，则实际流速V10.482m/s

a2Q41670.61m

3600nv2H1360020.42.4取a20.6m，则实际流速V20.402m/s

a3Q41670.69m

3600nv3H1360020.352.4取a30.7m，则实际流速V30.344m/s

a4Q41670.804m

3600nv4H1360020.32.4取a40.8m，则实际流速V40.301m/s

a5Q41670.96m

3600nv5H1360020.242.4取a50.95m，则实际流速V50.254m/s

a6Q41671.206m

3600nv6H1360020.22.4取a61.20m，则实际流速V60.2m/s

西安石油大学毕业设计（论文）图5-9 絮凝池基本结构图 5.6 接触消毒池 5.6.1 设计说明城市污水经过一级或二级处理后，水质改善，细菌含量也大幅度减少，但其绝对值仍很可观，并有存在病源菌的可能。因此，污水排入水体前应进行消毒，特别是医院、生物制品以及屠宰场等有致病菌污染的污水，更应严格消毒。目前，用消毒剂消毒能产生有害物质，影响人们的身体健康已广为人知，氯化是当今消毒采用的普遍方法。氯与水中有机物作用，同时有氧化和取代作用，前者促使去除有机物或称降解有机物，而后者则是氯与有机物结合，氯取代后形成的卤化物是有致突变或致癌活性的。所以，目前污水消毒一是要控制恰当的投剂量，二是采用其他消毒剂代替液氯或游离氯，以减少有害物的生成。消毒设备应按连续工作设置。消毒设备的工作时间、消毒剂代替液氯或游离氯，以减少有害物的生成。消毒设备应按连续工作设置，消毒设备的工作时间、消毒剂投加量，可根据所排放水体的卫生要求及季节条件掌握。一般在水源的上游、旅游日、夏季应严格连续消毒，其他情况时可视排出水质及环境要求，经有关单位同意，采用间断消毒或酌减消毒剂投量。目前常用的污水消毒剂是液氯，其次是漂白粉、臭氧、次氯酸钠、氯片、氯氨、二氧化氯和紫外线等。其中液氯效果可靠、投配设备简单、投量准确、价格便宜。其

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他消毒剂如漂白粉投量不准确，溶解调制不便。臭氧投资大，成本高，设备管理复杂。其他几种消毒剂也有很明显的缺点，所以目前液氯仍然是消毒剂首选。 5.6.2 设计参数

（1）水力停留时间T=0.5h

（2）设计投氯量一般为3.0~5.0mg/l本工艺取最大投氯量为max5.0mg/l 5.6.3 设计计算

（1）设计消毒池一座，池体容积

VQT4166.70.52084m3

设消毒池池长L=35m，有3格，每格池宽b=5.0m，长宽比L/b=7.0。设有效水深H1=4m，接触消毒池总宽B=

35=15.0m，实际消毒池容积

VBLH1153442100m3。满足有效停留时间的要求。

（2）加氯量的计算最大投氯量为max5.0m/l 则每日投加氯量为：

WmaxQ5.0100000103500kg/d20.8kg/d

选用贮氯量为500kg的液氯钢瓶，每日加氯量1瓶，共贮用15瓶，选用加氯机两台。

（3）混合装置

在消毒池第一格和第二格起端设置混合搅拌机两台。

选用JBK-2200框式调速搅拌机，搅拌直径2200mm，高2000mm，电动机功率4.0kW。

接触消毒池设计为纵向折流反应池。在第一格每隔7m设纵向垂直扩流板，第二格每隔11.67m设垂直折流板，第三格不设。

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图3-10 接触池结构示意图 5.7 污泥处理系统

5.7.1 污泥水分去除的意义和方法

污水处理厂的污泥是由液体和固体两部分组成的悬浮液。污泥处理最重要的步骤就是分离污泥中的水分以减少污泥体积，否则其他污泥处理步骤必须承担过量不必要的污泥体积负荷。

污泥中的水分和污泥固体颗粒是紧密结合在一起的，一般按照污泥水的存在形式可分为外部水和内部水，其中外部水包括孔隙水、附着水、毛细水、吸附水。污泥颗粒间的孔隙水占污泥水分的绝大部分（一般约为70%~80%），其与污泥颗粒之间的结合力相对较小，一般通过浓缩在重力的作用下即可分离。附着水（污泥颗粒表面上的水膜）和毛细水（约10%~22%）与污泥颗粒之间的结合力强，则需要借助外力，比如采用机械脱水装置进行分离。吸附水（5%~8%，含内部水）则由于非常牢固的吸附在污泥颗粒表面上，通常只能采用干燥或者焚烧的方法来去除。内部水必须事先破坏细胞，将内部水变成外部水后，才能被分离。 5.7.2 设备选型

5.7.2.1 污泥提升泵的选择

选择GMP型自吸式离心泵马力：20kW 相数：3 极数：4

型号：GMP-320-150 口径：150mm 质量：110kg

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流量：180m3/h 最大流量： 222m3/h 扬程： 17.5m 最高扬程：24.0m 选用六台，两台备用；特点：

同轴直接式构造，效能高、体型小、重量轻，不占空间，安装方便；采用机械轴封，保证不漏水，不损轴心，免入棉纱之烦恼，延长水泵寿命；

本体特殊构造仔细能力高，自吸时间短；叶轮采用开放式，污水杂物的输送能力强；抽水机置于陆上，装卸维修容易；

只要一次加水运转，即可免除往后灌水的麻烦；泵吸入口高于动叶轮；吸入口设止回阀；

设空气分离室来有效隔离空气与水；泵体、叶轮材质可按用户要求采用不锈钢。 5.7.2.2 污泥浓缩池

降低污泥中的含水率，可以采用污泥浓缩的方法来降低污泥中的含水率，减少污泥体积，能够减少池容积和处理所需的投药量，减小用于输送污泥的管道和泵类的尺寸。具有一定规模的污水处理工程中常用的污泥浓缩方法主要有重力浓缩.溶气气浮浓缩和离心浓缩[13]。根据需要选用间歇式重力浓缩池。 3125647 图5-11 带中心管间歇式浓缩池 37 西安石油大学毕业设计（论文）

1—污泥入流槽；2—中心筒；3—出流堰；4—上清液排出管；5—闸门；6—吸泥管；

7—排泥管

（1）设计说明

运行周期22h，其中进泥2.0h，浓缩15.0h，排水和排泥3.0h，闲置2.0h。浓缩前污泥量为1300m3，含水率p99.0%。

（2）设计计算容积计算

浓缩15.0h后，污泥含水率为96.5%，则浓缩后污泥体积为

VV0C0199%1300371.43m3 C196.5%则污泥浓缩池所需要的容积应不小于371.43+1300=1671.43m3。工艺构造尺寸

设计污泥浓缩池4个，单池容积不应小于417.9m3，取420m3。设计平面尺寸为

488m3，则净面积为256m2。设计浓缩池上部柱体高度为5.0m，其中泥深为4.0m，

柱体部分污泥容积为320m3。浓缩池下部为锥斗，上口尺寸88m2，下口尺寸为

111m2，锥斗高为4.0m，则污泥斗容积为44.0(82128212389.3m3。污

3泥浓缩池总容积为320389.3709.3m3417.9m3满足要求。

（3）排水和排泥

①排水浓缩后池内上清液利用重力排放，由站区溢流管道排入调节池。浓缩池设4根排水管于池壁，管径DN100mm。于浓缩池最高水位处置一根，向下每隔1.0m、0.6m、0.4m处设置一根排水管，下面三根安装蝶阀。

②排泥浓缩后污泥泵抽送污泥贮柜。污泥泵抽升流量123.8m3/h。浓缩池最低泥位0.5m，污泥贮柜最高泥位为5.5m，则污泥泵所需静扬程为6.0m。

（4）设备选择

选用CP(T)-55.5-100型沉水式污泥泵1台，购买2台，使用1台，备用1台，该泵工作流量Qb为135m3h，扬程Hb为8m转速n1450r/min，电动机功率N5.5kW，质量W150kg。污泥贮柜

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浓缩后需排出污泥123.81m3/d，污泥贮柜容积应123.81m3，设污泥贮柜为

6m，H5.0m，则贮泥有效容积为V4625140.3123.80m3，可满足污泥贮

存要求。

5.7.2.3 污泥脱水机房

（1）污泥产量

经过浓缩处理后，产生含水量为96.5%的干污泥123.81m3/d。（2）污泥脱水机

根据所需处理污泥量，选用DYQ300型带式压滤机1台，购买2台，使用1台，备用1台。该脱水机参数：处理量22m3/h，滤带有效宽度3000mm，滤带运行速度

kg。 0.5~4.0，主机功率1.5kW，外型尺寸6.43.52.0m，设备质量8500（3）干污泥饼体积V 设泥饼的含水率为75%

VV0C0C196.5%123.8117.33m3175%

污泥棚

堆放浓缩后的污泥,设计污泥厚度为4m,覆盖面积：

LB1015150m2

即占地面积取150m2。 5.7.2.4 堆肥

污泥堆肥是农业利用的有效途径。堆肥方法有污泥单独堆肥和污泥与城市垃圾混合堆肥两种。其基本原理是，污泥堆肥一般采用好氧条件下，利用嗜温菌和嗜热菌的作用，分解污泥中有机物质并杀灭传染病菌、寄生虫卵与病毒，提高污泥肥分。污泥堆肥一般应添加膨胀剂。膨胀剂可用堆熟的污泥、稻草、木屑或城市垃圾等。膨胀剂的作用是增加污泥堆肥的孔隙率，改善通风以及调节污泥含水率与碳氮比。堆肥可分为两个阶段，即一级堆肥阶段与二级堆肥阶段。一级堆肥阶段可分为3个过程：发热、高温消毒及腐熟。堆肥初期为发热过程：在强制通风条件下，堆肥中有机物开始分解，嗜温菌迅速成长，堆肥温度上升至约45~55℃；高温消毒过程：有机物分解所释放的能量，一部分合成新细胞，一部分使堆肥的温度继续上升可达55~70℃，此时嗜温菌受到抑制，嗜热菌繁殖，病原菌、寄生虫卵与病毒被杀灭，由于大部分有机物已被氧

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化分解，需氧量逐渐减少，温度开始回落；腐熟过程：温度降至40℃左右，堆肥基本完成。一级堆肥阶段约耗时7~9d，在堆肥仓内完成。二级堆肥阶段：一级堆肥完成后，停止强制通风，采用自然堆放方式，使进一步熟化、干燥、成粒。堆肥成熟的标志是物料呈黑褐色，无臭味，手感松散，颗粒均匀，蚊蝇不繁殖，病原菌、寄生虫卵、病毒以及植物种子菌被杀灭，N，P，K等肥效增加且易被作物吸收，符合我国卫生部颁发的《高温堆肥的卫生评价标准》[14]。

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6. 附属构筑物规划

表6-1 附属构筑物列表

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 名称门卫亭停车场食堂锅炉房浴池综合办公楼仓库职工娱乐中心变电所个数 1 1 1 1 1 占地面积（m） 17.522.5 62.530.5 5050 1015 5035 72.537.5 27.537.5 6050 17.517.5 1 1 1 1

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7 污水厂平面布置

7.1 平面布置一般原则

该污水处理厂为新建工程，总平面布置包括：污水与污泥处理工艺构筑物及设施的总平面布置，各种管线、管道以及渠道的平面布置，各种辅助建筑物与设施的平面布置。总平面布置适应遵守以下几点原则：

（1）污水及污泥处理构筑物是处理站的主体，应布局合理，其投资少及运行方便。应尽量应用厂区地形，使废水及污泥在各处理构筑物之间靠重力自流，同类构筑物之间配水均匀，切换简单，管理方便，不同构筑物之间距离适宜，衔接紧凑，一般在5~10m，污泥干化机脱水设备应在下风向，干化污泥能从旁门运走。

（2）合理布置生产附属设备，泵房尽量集中，靠近处理构筑物，鼓风机房要靠近曝气池，和办公室保持必要的距离，以防止噪音干扰，变电所靠近最大的用户，有必要的堆煤场地，机修间应位于各主要设备附近。此外应合理布置车库，化验室等。（3）办公构筑物应与处理构筑物保持一定的距离，位于上风向。（4）废水及污泥采用明渠输送，以便检修，管线要短，曲折少，交叉少。（5）处理站应有给水设备，排水管线及雨水管，厂内废水排入总泵站的吸水池，雨水管则接于总出水渠中。

（6）处理站内必须设置事故排水渠以及超越管线，以及在停电及某些构筑物检修时，废水能越过检修构筑物而进入下一处理构筑物，或直接进入事故水渠。（7）处理站最好有双电源、变电所应有备用设备，一般不允许在厂架设高压线。（8）厂区内应有通向各处理构筑物及附属建筑物的道路，最好设置运输污泥的旁门或后门，厂区内应绿化和美化。

（9）平面布置应考虑将来的发展，留有余地。（10）尽量采用自动化、半自动化、机械化操作。（11）废水、污泥应有计算设备，以便积累运行数据。（12）严寒地区应有防冻设备[15]。

7.2 建筑物之间的距离

7.2.1 防火

厂房间的防火距离，主要是保证一旦失火时，火焰蔓延到相邻厂房时，消防队能顺利进入现场灭火[16]。

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7.2.2 自然采光和通风

为保证充分的自然采光和通风，建筑物间距不小于15m，如有15m以上土高建筑物，则间距不应该小于两相邻建筑物高度之和的一半。

7.3 厂内道路

厂内人行道的宽度根据上下班通过人数而定，一般1.8~2.0m。主要厂房应有出口和露天场地，以利消防车通过以及在其他特殊情况的使用。公路宽度不应小于5m，能允许两辆大卡车面对面通过也要考虑输送线路的循环性，避免交通堵塞。

7.4 总论

总之，总图布置设计时，必须遵守国家最新颁布的有关法令，如环境保护、工业卫生、安全防火等法律和规定，并及时征得城市规划部门和消防监督机构的同意。总图布置方法是根据生产需要，考虑到上述各种因素，选择几个方案进行技术论证和经济比较。具体做法可用样片法、模型法、物料运量法、相对位置法等，进行分析比较，择优录用[17]。根据废水生产的来源和污泥处理工艺流程，污水处理厂位置和布置参见《污水处理厂布局规划》。

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8 消防、安全、和土建工程

8.1 消防

按照《建筑设计防火规范GBJI16—87》和建筑灭火器配置设计规范GBJI40—90要求设置消防设施和灭火器。

8.2 安全

为改善工作和周围环境，工程中尽量用低噪音设备和水泵。

设计中平台、水池、走廊和钢梯均设有保护栏；室内外及露天设备操作场所设有照明设备，以确保安全；有异味气体散发的岗位，设通风设施，以改善工作环境。进水泵房，旋转筛网清理时要注意提前打开门窗通风换气，然后入内清理。为防止噪音和空气污染，设有独立进水泵房值班间。防止氯气泄漏事故，在氯瓶间设有中和的安全水池，容纳漏气的氯瓶，以防止氯气的污染，在值班间设有防毒面具备用。

8.3 土建工程

厂区地层结构简单，岩土性质均一，无不良地质现象，工程地质条件可以满足各种构筑物的要求，不必对地基进行特殊的处理。所有构筑物均为钢筋混凝土结构，一方面提高了二沉池防渗能力，也节省了投资。所有附属建筑物采用砖混结构，包括自控间、机修间、车库、浴室、食堂、加药间、氯库、门卫、花坛、自行车棚等。

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9 环境保护

9.1 施工过程中对环境影响及对策

9.1.1 对交通的影响及缓解措施

在工程建设期间由于截流干管的铺设而增加的交通量，从而使交通变得拥挤或混乱，易造成交通事故。这种影响随着工程的建设而消失。

工程建设将不可避免的与一些道路交叉。道路的开挖将严重的影响该地的交通。建设单位在制定实施方案时应充分考虑，对于交通繁忙的道路要设临时便道，并要求施工分段进行。在可能短的时间完成工作。对于交通特别繁忙的道路要避让高峰时间。

挖出的泥土除作为回填土，要及时运走，堆土应尽可能少占道路，以保证开挖道路的交通运行。 9.1.2 扬尘的影响

工程施工期间，挖掘的泥土通常堆放在施工现场，短则几个星期，长则数月。堆土裸露干旱风致，以至车辆过往，满天尘土，使大气中悬浮颗粒物含量骤增，施工扬尘使附近建筑物、植物等蒙上厚厚的一层尘土，使邻近的居家蒙上一层泥土，给居住区环境带来了污染。

为了减少工程扬尘对周围环境的影响，建议施工中遇到连续的晴天又起风的情况下，对其土表面洒一些水。工程承包者应按照弃土处理要求，及时运走弃土。 9.1.3 噪声的影响

污水处理厂施工期间的噪声主要来自施工机械和建筑材料运输，车辆马达的轰鸣喇叭的喧闹声。特别是在晚间，施工的噪声将产生严重的扰民问题，影响临近居民的工作和休息。

为了减少施工对居民的影响，工程在距民舍200m的区域内不许在晚上十一时至次日上午六时内施工，同时应在施工设备和方法中加以考虑，应尽量采用低噪音的措施，同时也可在工地周围或居民住的地区设立临时的声障装置，以保证周围居民的环境质量。

9.1.4 生活垃圾的影响

工程施工时，施工人员的食宿将会在工作区内。这些临时食宿的水电以及生活废弃物如没有做出妥善的安排，将会产生严重的后果，影响环境卫生。 9.1.5 弃土的影响及对策

施工期间将产生许多弃土，这些弃土在运输过程中都可能产生影响。弃土处置地不明确或无规则乱放，将影响土地利用、河流流畅，破坏自然生态环境，影响城市的建设和整洁。

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工程建设单位应会同有关部门，为本工程的弃土指定处置计划，弃土的出路主要用于建路，小区建设等。分散与建设工地的弃土运输计划，将与有关部门联系，经他们采取措施处理后继续施工。 9.1.6 对地下水的影响

工程建设不会对地下承压含水层的水流、水量以及水质等方面产生影响。

9.2 项目建成后的环境影响及对策的

污水处理厂本身是一个环境保护项目，它建成后将对改善地区环境和水体水质产生很大的作用，但它作为一个企业，也要有三废排除，虽然数量不大，但也会对周围环境产生一定的影响，为此也不容忽视。本工程针对环境影响采取了缓解措施。 9.2.1 臭味对环境的影响及缓解措施

由于污水处理厂内很多污水处理设备均为敞开式的水池，所以污水的臭味散发在大气中，势必影响到周围的环境。

污水处理设施下风向100m范围内，其臭味对人的感觉影响明显，在300m则闻不到臭味。

污水处理厂建成运行后对厂外300m之内居民产生一定的影响。由于国内的经济技术标准限制，不可能也不必要对厂内散发气味的场所封闭，并收集有恶臭的进行统一处理。本设计采用最常规的做法即为绿化带隔离的办法在场区内种树和花草，有效地减缓厂区气味对周围环境的影响。

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10 安全措施

10.1 抗震

本工程区域的地震基本裂度6度，污水处理厂设计按6度设防，本工程的建、构筑物抗震设计均按《建筑抗震设计规范》的有关要求进行[23]。

10.2 抗洪

污水处理厂内设有相应的厂区雨水排除系统及雨水泵站。

10.3 防不良地质

厂区地质资料表明，厂区及周围地区无影响稳定性的活动断裂，无不良地质存在。

10.4 防暑

为防暑，采用以下防暑降温措施：在生产厂房采取自然通风或机械通风换气措施，中央控制室，化验室，仪表室和综合楼等设置空调系统。

10.5 合理利用风向

东营市污水处理厂设计中将主要的附属构筑物避开厂区季节性变化的风向，以避免风向因素的不利影响。

10.6 减振降噪

鼓风机房生产过程中产生噪音较大，在工艺中将鼓风机房等噪音设备尽量选用低噪音型号的产品。强震设备与管道间采用柔性连接方式，防止震动造成的危害。

在总图的布置中，根据声源方向性，建筑物的屏蔽作用及绿化植物的吸纳作用等因素进行布置，减弱噪音对职工的危害作用。

10.7 防火防爆

在平面布置中，各生产区域，装置以及建筑物的布置均留有足够的防火安全距离，道路设计则满足消防车对通道的要求。

污泥处理系统的设备及管道均设有跨接和静电接地装置。

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在污泥区设置相应的移动式灭火器。

厂区设计相应的消防给水管网及室内外消火栓。

10.8 防高温高压

锅炉房设备及管道应采用保温隔热措施，避免其热辐射对人员造成危害。本工程锅炉系统及压力系统的设计均执行《蒸汽锅炉安全技术监察规程》、《压力容器安全技术监察规程》等规定。

10.9 其它

为防止触电事故并保证检修安全，两处及多处操作的设备在机房设事故开关；1KV以上正常工作不带电的设备金属外壳设接地保护；0.5V以下的设备外壳作零保护；设置漏电保护。

厂内设置食堂、办公室、浴室、厕所等辅助用房。

绿化对净化空气降低噪音具有重要的作用，是改善卫生环境美化厂容的有效措施之一，并且绿化能改善景观，调节人的情绪，从而减少人为的安全事故。

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11 结论

通过对油田污水处理厂各个装置的设计得出，经过处理后，出水中的污染物含量均小于《综合排放指标》，可以直接排放。

这次设计的重点是气浮装置和SBR反应装置。同时也是炼油废水的关键设备。在设计过程中对传统方法和设备与新型设备做系统比较，并选用了性能优异的设备。

在整个污水处理过程中，各种设备组成一套完整的净化污水体系，缺一不可。根据水质和流量的不同，正确选择设备和合理规划操作是工程的关键。在确保安全和完全处理能力的条件下，尽量让配置达到经济性最优，也是设计的方向之一。

作为即将毕业走向工作的本科生，这次设计不仅锻炼了我的动手动脑能力，而且还让我对整个污水处理过程有了深刻的了解，真的是受益非浅。

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参考文献

[1] 中国市政工程西南设计院.给水排水工程快速设计手册—1—常用资料[S]. 第一版.北京：中国建筑工业出版社，1995 .

[2] 于尔捷，张杰水.排水工程设计手册—2—排水工程[S]. 第一版.北京：中国建筑工业出版社，1995.

[3] 李田，胡汉明.给水排水工程快速设计手册—5—水利计算表[S]. 第二版.北京：中国建筑工业出版社，1998.

[4] 上海市政工程设计研究院.给水排水工程快速设计手册—9—专用机械[S]. 第二版.北京：中国建筑工业出版社，1996.

[5] 孙力平.污水处理新工艺与设计计算实例[M].第一版.北京：科学出版社，2001. [6] 张大群.污水处理机械设备设计与应用[M].第一版.北京：化学工业出版社，环境科学与工程出版中心，2003.

[7] 上海市政工程设计研究院.给水排水工程快速设计手册—10—技术经济[S]. 第二版.北京：中国建筑工业出版社，1996.

[8] 丁亚兰.国内外废水处理工程设计实例[M]. 第二版.北京：化学工业出版社，1998. [9] 许泽美，唐建国，周彤.水工业工程设计手册废水处理及再用[M].第一版.北京：中国建筑工业出版社，2002.

[10] 罗固源.水污染物化控制原理与技术[M].第一版.北京：化学工业出版社，2003. [11] 于尔捷，张杰.给水排水工程快速设计手册2[S].第一版.北京：中国建筑工业出版社，1996.

[12] 王洪臣，扬向平.城市污水处理厂运行控制与维护管理[M].第一版.北京：科学出版社，1999.

[13] 严道岸.实用环境工程手册上[S].第一版.北京：化学工业出版社，2002. [14] 严道岸.实用环境工程手册下[S].第一版.北京：化学工业出版社，2002. [15] 张希衡.水污染控制工程[M]. 第一版.北京：化学工业出版社，1992.

[16] 张智，张勤，郭士权，扬文玲.给水排水工程专业毕业设计指南[M]. 第一版.北京：中国水利水电出版社，2001.

[17] 扬岳平，徐新华，刘传富.废水处理工程及实力分析[M]. 第一版.北京：化学工业出版社，1996.

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致谢

经过几个月的不懈努力，我的毕业设计终于做完了，在设计过程中，得到了教研室许多老师的支持、鼓励和帮助。尤其我的导师康勇老师，认真负责，不光尽量给我们提供最大帮助，还帮住我们寻找参考资料，并到我们宿舍为我们悉心辅导。同时我还要感谢胜利油田规划部为我提供宝贵的资料，使我的设计有据可依，顺利进行。

在大学四年的学习期间，得到了老师的谆谆教导和无微不至的关怀。你们治学严谨，胸襟博大，正直善良的品格深深的感动着我，使我受益匪浅。在这里向各位老师致以最真挚的感谢和最崇高的敬意。

最后感谢各位领导和老师在百忙之中即将对本设计所做的精心评阅和指正。

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