含油废水处理工程设计方案.docx
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含油废水处理工程设计方案
含油废水处理工程设计方案
含油废水处理工程设计方案
纪晓武
2012
一、概述
在生产过程中，每天会产生一定量的含油废水。
如不对该废水进行处理，直接排放，往往会造成极为严重的污染。
根据环保“三同时”的要求，所有废水必须治理达标才能排放。
企业为了实现保护环境和经济的协调发展，必须对该废水进行有效处理。
我公司受企业委托，在大量查阅相关资料的基础上，结合我公司工程技术人员丰富的环保工程实践经验，提出该废水的处理技术路线和生产废水处理项目初步方案设计，请业主、环保部门和专家审阅。
二、设计依据
本技术方案设计以如下资料为依据：
Ø企业原始资料；
Ø《水处理设备制造技术条件》（JB2932-8）
Ø《污水综合排放标准》（GB8978-1996）；
Ø《室外排水设计规范》（GBJ14-87）;
Ø国家其他规范、标准；
Ø《环境工程技术手册》（废水卷），化学工业出版社；
Ø《工业水污染防治》，章非娟，同济大学出版社。
三、设计规模和设计标准
1、设计水量
根据企业提供的资料，取废水处理设施设计水处理能力为30吨/小时。
2、原水水质
根据企业提供的资料及国内同行企业的资料，对于企业排放的综合废水，初步确定其水质如下表-1：
原水水质表表-1
序号
指标
数值
单位
1
CODcr
300-800
mg/L
2
石油类
200
mg/L
3
水温
40
℃
3、出水水质
根据业主和环保部门要求，废水排放执行《污水综合排放标准》（GB8976-1996）二级标准，相关指标如表-2：
出水水质表表-2
序号
指标
数值
单位
1
CODcr
≤120
mg/L
2
石油类
≤10
mg/L
3
pH
6.0-8.5
无量纲
4
SS
≤150
mg/L
四、设计原则
Ø严格执行国家和地方的各项规定，确保出水达到规定排放标准；
Ø工艺流程简洁，灵活性好，布置合理紧凑，减少占地面积，运行费用省；
Ø操作管理方便，技术要求简单，最大程度地实现自动化控制，管理、维护简单方便，宜于长期使用；
Ø密切配合其他建设工程，保障建设正常进行，并避免造成二次污染。
五、含油废水常用处理技术
根据企业提供的资料，该废水中油类主要是乳化液形式存在，因此处理方法主要包括乳化液的破乳和破乳后处理。
（一）破乳处理
微细的油珠分散于水中形成水一油乳化液。
由于乳化液的油珠极细，其表面形成一层界膜带有电荷，油珠外围形成双电层，使油珠相互排斥极难接近。
因此，要使油水分离，首先要破坏油珠的界膜使油珠相互接近并聚集成大滴油珠从而浮于水面这就叫做破乳。
常用的破乳方法有高压电场法、药剂法、离心法、超滤法等。
各种破乳方法现在简述如下：
✧高压电场法
该方法是利用电场力对乳液颗粒的吸引或排斥作用，使微细油粒在运动中互相碰撞，从而破坏其水化膜及双电层结构使微细油粒聚结成较大的油粒浮升于水面达到油水分层的目的。
高压电可采用交流、直流或脉冲电源。
该方法在机械含油废水中应用较少，主要原因是设备要求高，处理效率一般。
✧药剂破乳法
药剂破乳法是指向废水中投加破乳剂，破坏油珠的水化膜，压缩双电层，使油珠聚集变大与水分开。
药剂破乳又分为盐析法、凝聚法、盐析—凝聚混合法和酸化法等。
✧盐析法
盐析法是指向废水中投加盐类电解质破坏油珠的水化膜常用的电解质有氯化钙、氯化镁、氯化钠、硫酸钙、硫酸镁等.
✧凝聚法
凝聚法是指向废水中投加絮凝剂，利用絮凝物质的架桥作用，使微粒油珠结合成为聚合体.常用的絮凝剂有明矾、聚合氯化铝、活化硅酸、聚丙烯酞胺、硫酸亚铁、三氯化铁、镁矾土等。
✧酸化法
酸化法是向废水中投加硫酸、盐酸、酷酸或环烷酸等破坏乳化液油珠的界膜使脂肪酸皂变为脂肪酸分离出来。
该方法需要在处理过程中调节PH值，药剂费用较高。
✧盐析一凝聚混合法
盐析一凝聚混合法是指向废水中加入盐类电解质使乳化液初步破乳再加入凝聚剂使油粒凝聚分离。
该方法处理效率高，出水含油少，处理成本低，投资小，是最有效的除油方法之一。
✧离心法
该法是指借助离心机械所产生的离心力，将油水分离.离心机有卧式和立式两种.在离心力的作用下，水相从离心机的外层排出，油相从离心机的中部排出。
离心法设备结构比较复杂，该方法适用于高含油废水的预处理，如油田废水处理。
✧超滤法
超滤法是一种物理破乳法，它是使乳化油废水通过超滤膜过滤器，利用超滤膜孔径比油珠孔径小的特点，只允许水通过，而将比膜孔径大的油粒阻拦，从而达到乳化油水分离的目的。
该方法设备要求高，投资的大，预处理系统复杂。
以上破乳方法，以药剂法最为常见，国内采用较普遍。
高压电场法处于试验阶段，超滤法国内已有使用。
（二）破乳后处理
乳化液经破乳除油后，一般尚需进一步处理，主要目标是将破乳后的悬浮物进行泥水分离，其处理方法、处理设备也多种多样，概括起来可分为:
✧重力分离法
重力分离法是一种利用油水密度差进行分离的方法.此法可用于去除60%以上的油粒和废水中的大部分固体颗粒。
采用重力分离法最常用的设备是隔油池.它是利用油比水轻的特性，将油分离于水面并撇除。
隔油池主要用于去除浮油或破乳后的乳化油。
隔油池的形式较多主要有平流式隔油池、平行板式隔油池、波纹斜板隔油池和压力差自动撇油装置等。
该方法适用于浮油、分散油，且效果稳定运行费用低，但设备占地面积大。
✧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，利用气体本身的浮力将污染物带出水面，从而达到分离目的的方法。
这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。
气浮法按气泡产生方式的不同，可分为鼓气气浮、加压气浮和电解气浮等。
目前采用的主要是加压气浮法。
这种方法是电耗少、设备简单、效果良好，已被广泛应用于油田废水、石油化工废水、食品油生产废水等的处理，工艺较为成熟。
✧吸附法
吸附法是利用亲油性材料吸附水中的油。
最常用的吸附材料是活性炭，它具有良好的吸油性能，可吸附废水中的分散油、乳化油和溶解油。
但吸附容量有限，且活性炭价格较贵，再生也比较困难，因此一般只用作低浓度含油废水处理或深度处理。
✧粗粒化法
粗粒化法（亦叫聚结法）是使含油废水通过一种填有粗粒化材料的装置，使污水中的微细油珠聚结成大颗粒，达到油水分离的目的。
本法适用预处理分散油和乳化油。
其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。
粗粒化除油装置具有体积小、效率高、结构简单、不需加药、投资省等优点。
缺点是填料容易堵塞，因而降低除油效率。
✧膜过滤法
膜过滤法除油是利用微孔膜拦截油粒，它主要用于去除乳化油和溶解油.滤膜又可分为超滤膜、反渗透膜和混合滤膜。
超滤膜去除油粒较小的含油废水，系统除油效率高，体积小，但设备投资大，预处理要求高。
综上所述可以看出含油废水的处理方法虽然较多但各种方法都有其局限性。
根据废水成分、油分存在的形式、回收利用的深度以及排放方式等多因素的影响。
如果只使用单一的处理方法，难以达到满意的效果。
在实际应用中通常是采用几种方法结合在一起，形成多级处理的工艺，从而实现良好的除油效果，使出水水质达到废水排放标准。
六、含油生产废水处理工艺思路
1、工艺选择
根据原水指标知道，废水的主要污染指标为油类，因此采用常规的物化处理，即可去除绝大部分油类。
由于原水中油类指标较高，达200mg/L，根据同行业处理的经验，结合本项目的实际情况和废水排放要求，本着经济可靠的原则进行工艺设计。
工艺路线为“盐析—凝聚混合破乳+气浮”
2、工艺流程
具体工艺流程框图见图-1
七、工艺流程单元说明
本方案设计采用相对标高，以废水处理站室外地坪为±0.00。
1、调节池
Ø设置目的：
收集、贮存生产污水，同时对水量均化；
Ø工艺说明：
采用地下式钢砼结构，废水通过提升泵提升到后续处理单元；
Ø设计参数：
水力停留时间：
HRT=8h；
有效容积：
V=240m3；
规格尺寸：
10.0×8.0×3.0m（L×B×H）
Ø设备配置：
一级提升泵（IS泵）
型号：
IS80-65-160
流量：
Q=30m3/h
扬程：
H=32m
功率：
N=7.5KW
数量：
2台（一用一备）
2、旋流除油器
Ø设置目的：
污水从切向进口以一定速度进入旋流除油器，在其内高速旋
转，产生离心力场。
在离心力的作用下，密度小的油迁移到
中间并向上运动，最后溢流排出，从而达到液体分离的目的；
Ø工艺说明：
一体化钢制设备，防腐处理；
Ø设计参数：
型号：
CYQ-30型
数量：
1套
处理流量：
30m3/h
设备外形尺寸：
DN1200
设备材质：
碳钢内防腐
工作温度：
35.7-5℃
工作压力：
0.5-1.0Mpa
工作压降：
0.2-0.5Mpa
3、反应沉淀器（包含破乳反应、斜管沉淀部分）
Ø设置目的：
运用盐析—凝聚混合破乳原理，并结合混凝沉淀，去除废水
中悬浮物，降低COD，并进行泥水分离；
Ø工艺说明：
一体化设备，方形，采用机械搅拌及斜管沉淀；
Ø设计参数：
设备型号：
FCQ-30
设备规格：
6.0×3.0×4.0m
主体材质：
碳钢内防腐
设计负荷：
1.5～2.0m3/m2•h
填料规格：
Φ50
填料材质：
PP
Ø设备配置：
机械搅拌系统1套
斜管25m2
管道混合器1套
4.气浮器
Ø设置目的：
运用气浮原理，去除废水中油类和悬浮物，降低废水COD，
使废水处理达标。
Ø工艺说明：
一体化设备，采用部分加压溶气气浮。
Ø设计参数：
型号：
PQF-30
处理流量：
30m3/h
规格：
9.0×2.2×2.3mm（L×B×H）
数量：
1套
设备材质：
碳钢防腐
Ø设备配置：
压力溶气系统1套
5、中间缓冲池
Ø设置目的：
经气浮处理后的污水流到中间缓冲池，中间缓冲池容积设计
停留时间在0.25-1小时左右；
Ø工艺说明：
采用半地下式钢砼结构，新建；
Ø设计参数：
水力停留时间：
HRT=1h；
有效容积：
V=30m3；
规格尺寸：
4.0×2.5×3.0m（L×B×H）
6.核桃壳过滤器
Ø设置目的：
采用具有较强吸附能力、抗压能力强、化学性能稳定、硬度
高耐磨性能好、清水性能好、抗油侵蚀并经特殊加工的核桃壳为滤料介质，对废水进一步接触过滤，确保出水达标排放；
Ø工艺说明：
一体化钢制设备；
Ø设计参数：
型号：
GHL-1500
设备规格：
Φ1200×4000mm
处理水量：
30m3/h
过滤速度：
24-26m/h
反洗强度：
25m3/m2•h
反洗时间：
10-12min
设计压力：
0.6Mpa
工作温度：
0-70℃
过滤阻力：
≤0.12MPa
搅拌功率：
N=4.0KW
数量：
1台
Ø设备配置：
二级提升泵（IS泵）
型号：
IS80-65-160
流量：
Q=30m3/h
扬程：
H=32m
功率：
N=7.5KW
数量：
2台（一用一备）
反冲泵（IS泵）
型号：
IS100-80-160
流量：
Q=100m3/h
扬程：
H=32m
功率：
N=15.0KW
数量：
1台
7、排放池
Ø设置目的：
贮存出水，并为反冲泵提供安装点。
Ø工艺说明：
采用半地下式钢砼结构，新建，可与中间缓冲池合建；
Ø设计参数：
水力停留时间：
HRT=1h；
有效容积：
V=30m3；
规格尺寸：
4.0×2.5×3.0m（L×B×H）
Ø8、废油污泥池
Ø设置目的：
贮存浮油及污泥。
Ø工艺说明：
采用地下式钢砼结构，新建，可与调节池合建；
Ø设计参数：
有效容积：
V=30m3；
规格尺寸：
4.0×2.5×3.0m（L×B×H）
9、药剂投配系统
Ø设置目的：
进行药剂溶解、计量投加；
Ø工艺说明：
共设置药剂投配系统三套。
八、工程概算
工程概算表表-3
序号
名称
规格
单位
容积
价格
（万元）
备注
一、土建部分
1
池体部分
调节池
m3
240
钢砼
中间缓冲池
m3
30
钢砼
排放池
m3
30
钢砼
废油污泥池
m3
30
钢砼
2
设备房
m2
30
砖混
3
设备基础及其它
二、设备部分
1
原水泵
Q=30m3/h，H=32m
台
2
1.30
一用一备
2
过滤泵
Q=30m3/h，H=32m
台
2
1.30
一用一备
3
反冲泵
Q=100m3/h，H=32m
台
1
0.90
4
旋流除油器
DN1200
套
1
2.90
5
反应沉淀器
含反应、沉淀部分
套
1
17.80
6
机械搅拌系统
套
1
0.60
7
斜管
m2
25
1.20
8
管道混合器
套
1
0.60
9
气浮器
Q=30m3/h
套
1
18.70
10
溶气系统
含空压机、溶气泵
套
1
3.80
11
刮渣系统
套
1
1.85
12
核桃壳过滤器
Ø1500
套
1
5.80
13
核桃壳滤料
2.80
14
搅拌系统
套
1
0.60
15
加药装置
套
3
3.30
16
液位控制系统
套
4
0.32
17
管材与阀门
5.20
18
电气与控制
3.20
19
平台、扶手、爬梯
3.90
20
油漆与防腐
1.90
21
安装费
8%
6.20
小计：
84.17万元
三、其他部分
1
设计调试费
5%
4.20
2
采保运输费
1.50
3
现场管理费
0.50
4
税收
6%
5.40
小计：
11.60万元
说明：
土建部分由甲方承担，则工程概算=
（二）+（三）=95.77万元
九、运行成本估算
总处理水量为30吨/小时，处理设施主要直接运行成本包括：
药剂费和电耗、人工费；根据试验和经验估算：
电耗：
总装机容量60.45KW，实际平均运行功率29.9KW，电费以0.60元/度计，电耗为0.598元/吨废水；
人工费：
操作人员一人，工资按照1200元/月计，人工费为0.17元/吨废水；
药剂费：
估计药剂成本为0.95元/吨废水。
总成本：
总成本=电耗+人工费+药剂费=1.718元/吨废水。
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