热电有限公司含油废水处理工程设计方案.doc
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1总论
1.1项目名称及承建单位
项目名称：
含油废水处理工程
项目承建单位：
工程有限公司
1.2工程概况
东莞东升热电有限公司为了适应市场经济的发展，缓解电力供应紧张的态势，该公司正在规划设计、扩建重油发电装置。
该公司积极响应和执行国家环保部门的“三同时”要求，在生产设施设计的同时，考虑含油废水处理问题。
含油废水处理站建成后，日处理废水能力约240m3（10m3/h）。
1.3项目提出的必要性
重油脱水过程中产生的含油废水，不仅温度高（70℃），而且废水含有大量的污油和其他有害物质，如果不加以处理，任其排入下水道或环境水体，必将污染受纳水体。
如果污油漂浮在水面，必将造成水体缺氧，影响水体中生物的生存环境，其后果是严重的。
因此，必须对含油废水进行彻底处理，减少环境污染。
1.4编制依据
®《建设给水排水设计规范》，（GB50015-2003）；
®《给水排水设计手册》，中国建筑工业出版社，1986年；
®《给水排水工程构筑物结构设计规范》，（GB50069-2002）；
®广东省地方标准《水污染物排放限值》，（DB4426-2001）；
®东莞天明电厂含油废水处理工程参数及经验。
1.5主要设计原则
®本工程为含油废水处理工程项目，站址在平面规划设计中应充分利用原有设施；为使厂区布局合理，废水处理工程的布置与原周围建筑物格调协调。
®积极稳妥地采用合理适用、技术成熟、效果显著、运行可靠、管理简便的处理工艺。
®工艺设计中力求体现减少投资、降低运转费用的原则，使投入资金发挥最大效用。
®根据含油废水的特点，废水处理站应满足运转灵活可靠，抗冲击能力强，可操作性强等要求。
1.6项目建设范围
本工程项目将新建含油废水处理机组一套。
工程的设计和建设范围包括：
含油废水处理机组一套，设备选型、购置及运输安装，非标设备设计、制造及运输安装，动力的电气安装，包括工程建设完工后的调试和试运转。
1.7水量水质
根据东莞东升电力有限公司提供的资料，该电厂重油处理系统最终排放废水量为10m3/h。
因此，拟新建一套含油废水处理机组，每小时处理能力为10m3，每日处理能力为240m3。
根据东莞东升电力有限公司提供的水质报告，含油废水水质如下：
石油类≤2000mg/L；处理后的水质要求达到：
石油类≤5mg/L、pH＝6~9、固体悬浮物≤60mg/L。
含油废水经处理达标后排入城市下水道管网。
2处理工艺的选择
2.1工艺选择的原则和要求
通过对同类电厂废水水质的分析，该类废水中石油类等污染物含量较高，工程项目工艺的选择主要针对这些污染物进行。
在本工程方案编制、设计过程中，都必须对这一点有足够的认识，细致和充分地考虑工程实施过程中可能出现的各种情况，才能确保工程达到预期的要求。
结合国内外同类废水达标处理的经验和现状，为了保证工艺的科学性、有效性和可靠性，本方案工艺选择的指导思想是，尽量采用经过实践检验、去除效果可靠、运转稳定、易于控制的技术，同时在工艺参数的选择、流程组合等方面力求准确合理，符合实际。
本工程处理的主要目的是分离去除废水中的石油类和悬浮物等。
通过对废水的实验室分析和工程实践，含油废水经过重力除油后，还需在PAC和PAM的配合下进行气浮和过滤，才能去除大部分石油类和悬浮物。
鉴于我公司的工程实践，本工程项目方案主要考虑物化方法处理废水。
工艺选择中的另一个重要因素是费用。
在保证处理效果的前提下，除了尽可能减少投资外，还应考虑节能降耗，降低运转费，使工程不仅发挥环境效益，也能发挥经济效益。
2.2本工程选用的单元工艺
本工程拟采用的单元处理工艺包括除油、气浮及过滤等。
该处理工艺的主体是除油和气浮，过滤作为辅助处理工艺，确保出水石油类、悬浮物等含量达到要求。
①除油
含油废水的理化性质和污染物的去除率主要取决于废水中残留原油成分组成。
本工程处理的废水为重油处理系统排放出的废水，水质情况比较复杂，石油类和乳化剂、破乳剂等有机聚合物为废水主要污染物。
因此，必须先将废水中的石油类去除，减轻后续处理设施的工作负荷。
除油是含油废水处理的重要环节，原油在水中的存在形式以浮油、分散油、乳化油和溶解油为主，其中又以浮油、乳化油含量居多。
针对油粒的物理化学特性，本工程拟采用两级除油法，即第一级气浮除油、第二级重力除油法。
气浮除油
为了减少原水进入隔油池后的沉渣量，以及减轻隔油池的工作负荷，在废水进隔油池前设置气浮除油工艺，进行第一级除油。
气浮除油具有表面负荷高、除油效率高、流程简单、停留时间短等多种优点。
该工艺将空气溶入废水中，然后在气浮机中释放分离，分离出的浮油进入储油池。
气浮除油抗冲击负荷能力强，气浮机进水和出水分离，不会出现短路现象。
因此，日常运行管理简单，处理效果稳定。
同时，该设备也可要求实现PLC控制，运行数据和参数可在屏幕上显示，从而实现设备的自动化控制。
重力除油
重力除油依靠废水与废水中油类的比重不同使其彼此分离达到初步除油的目的。
目前重力除油的主要设备为隔油池，隔油池的型式有平流式、竖流式及辐流式三种。
我国目前多采用平流式隔油池，平流式隔油池的优点是便于管理，结构简单。
本工程拟采用普通平流式隔油池，含油废水从一端进入，从另一端流出。
本工程含油废水由于含渣量较大，隔油池运行一定时期后会在池底沉积厚度不匀的油渣，为便于清渣和不影响废水处理系统的正常运行，本工程设计将隔油池分为两格，可同时使用，也可轮换使用，当一隔油池清渣时，另一隔油池可继续运行。
为了保证后续处理设施的取水，在隔油池出水端设置一隔离水池即取水池，确保废水只有经过隔油后才能进入后续处理设施。
隔油池一般只能截留废水中的浮油，对于废水中的细小油珠及呈乳化状态的油则很难去除。
隔油池的除油效率一般在60%以上，出水含油量为100~200mg/L。
隔油池分离出的浮油可通过集油槽收集后流入储油池，也可通过固定式收油泵（一般采用容积式泵）将浮油送至储油池。
②气浮
废水经过除油后，浮油和大部分分散油已被去除，但是颗粒直径小的乳化油仍残留在水中，通过自然沉降已不可能再次分离，通常采用混凝气浮方法去除，本工程拟采用混凝气浮方法。
废水通过加药、溶气与进一步充分混匀，使药剂与废水以微米体态相互接触，由于接触频率与接触表面积的增大，加剧了化学反应过程。
气浮工艺采用全压溶气气浮，通过对全部废水加压溶气，通过专门的释放系统，使废水在气浮机内释放分离。
我国在80年代初相继从国外引进“诱导式气浮机”、“喷射诱导式气浮机”、“涡凹气浮设备”等多种浮选机，它形成的气泡直径平均为1.8mm（即1800μm），比理想气泡尺寸（15-30μm）大60倍，致使粒径较小的油滴和悬浮物无法利用气浮法去除。
再者，产生气泡的过程都离不开机械传动部件，故障率高。
国内仿制的诱导式气浮机和自行设计的浮选机都因气泡质量不稳定，处理效果差，释放头堵塞，由于出现这样或那样的问题，难以保证设备的正常运转，不少设备停用，有的甚至报废拆除。
根据工程实践，我公司认为，要保证气浮工艺的实现，关键是溶气水的质量，其中反应技术与装置又是生产溶气水的关键。
该工程溶气水反应制备装置无运动件，不堵塞，不需维修，采用溶解空气的方式产生微细气泡，直径平均为0.02-0.05mm，接近理想气泡尺寸，能浮除2μm以上的油珠和悬浮物。
③过滤
废水经过气浮处理以后，仍然会残留一部分细小的石油类和悬浮物，因此需要用过滤的方法将它们去除。
在本工程中，过滤是本工艺中出水水质的控制步骤。
本工程拟采用辐流式重力过滤，滤料为核桃壳滤料，气水联合反冲洗。
纵观过滤处理技术，其反冲洗排污效果的好坏是决定过滤出水是否能够长期稳定达到处理要求的重要因素。
国内自行设计的或引进国外的过滤器都普遍存在反冲洗后的污物不能彻底从罐内排出（主要是排出口面积过小），造成反冲洗频繁，随着运行时间的不断增长，滤料被污染，过滤水不能达标，最后不得不更换滤料，从而增加了运行费用。
本工程采用的辐流式过滤器，其内部设计结构特殊，可以在正常运行的同时进行反冲洗，即边过滤边反洗，确保过滤水稳定达标排放，能真正做到滤料永不更换，国内外过滤器的反冲洗排污效果都无法与该过滤器相比拟。
2.3工艺流程
从重油处理系统排出的废水经地下管道汇集至缓冲池，再经水泵提升进入除油装置，其出水进入隔油池，隔油池出水再由水泵提升进入“气浮+过滤”一体化装置单元后，进入清水池外排。
图1工艺流程图
本工程各单元和整个流程将尽可能实现自动控制，对于暂时不能实现自动控制的单元，则在设计时尽量考虑操作的简便性。
在流程的控制方式上，采用集中控制和各单元局部控制相结合的技术。
在工程投资允许的情况下，可在中央控制室设置基于PLC的控制系统，同时显示各设备的实时运转工况，各工艺参数的实时检测数据，从而对整个流程实施统一监控。
在各处理单元的一些局部，在有必要的情况下，单独设置控制柜（箱）进行局部控制，并可实时将主要参数传送至中央控制室。
3工程方案设计
3.1水泵
本工程所有水泵都放置在废水处理车间内，其中主水泵二台，次水泵二台，排水泵一台，反冲洗泵一台，输油泵一台，输渣泵一台。
3.2缓冲池
重油处理系统排出的废水首先进入缓冲池进行调节，为了防止油渣在池底沉积，在缓冲池中应布置压缩空气管，利用压缩空气对废水进行搅拌。
基本尺寸为：
有效深度3.5m，超高0.5m，宽1.5m、长5.6m（两格）。
基本参数为：
有效容积25m3，废水停留时间2.5h。
3.3除油装置
第一级除油将新建除油装置1台，浮出的污油利用溢流方式自流进入储油池。
除油装置设有排泥系统，可定期或连续进行排泥。
除油装置1台，直径Φ=2.0m，有效容积7.0m3，有效深度2m，水力表面负荷q=3.18m3/（m2·h），水力停留时间42min。
3.4隔油池
第二级除油将新建平流式隔油池，隔油池分为两格，每格都能单独使用。
每格有效容积50m3，钢筋混凝土结构，废水停留时间为5h以上。
隔油池须加盖，留出清渣人孔（人孔部位加设栅网），以防火、保温及防止油气散发。
由于含油废水来水温度较高，隔油池没有考虑加温措施。
在隔油池上部设有集油槽，浮油通过集油槽收集后自流进入储油池。
为了保证后续处理设施的取水，在隔油出水端设置一隔离水池（即取水池），确保废水只有经过隔油后才能通过液位调节机进入后续处理设施。
当隔油池池底油泥达到一定厚度时，必须人工清泥。
此时可利用排水泵将需要清泥的隔油池中的废水排至另一隔油池，再进行清泥。
基本尺寸为：
有效深度3.5m，超高0.5m，宽5.6m、长8.5m（两格）。
基本参数为：
池内流速0.35mm/s，停留时间5h。
3.5取水池
便于取水，防止与隔油池短路，钢筋混凝土结构。
基本尺寸为：
有效深度3.5m，超高0.5m，宽4.0m，长5.6m。
主要参数为：
有效容积70m3，废水停留时间7h。
3.6“气浮+过滤”一体化
“气浮+过滤”一体化工艺由气液反应装置和一体化装置两部分设备组成，其中气液反应装置完成溶气水的制备，一体化装置完成溶气水的气浮分离和分离后的过滤。
一体化装置的浮渣采用抬高液位溢流浮渣，浮渣自流进入油渣池。
一体化装置的浮渣含水率一般在99%左右。
一体化装置的下部为过滤部分，过滤采用辐流式过滤器，选用核桃壳滤料，过滤出水进入清水池。
过滤器反洗采用连续气水反洗方式，水洗强度4L/m2·S；气洗强度0.5L/m2·S；气水混合洗强度4.5L/m2·S。
过滤器反洗水源取自清水池。
气液反应装置1台，直径Φ=1.0m，有效容积2.5m3，水力停留时间15min，液面负荷12.7m3/（m2·h），承压0.50MPa。
一体化装置1台，直径Φ=2.0m，总高H=6.8m，水力停留时间85min。
3.7清水池
接纳一体化装置的出水，并为一体化装置中的辐流式过滤器反冲洗提供水源，钢筋混凝土结构。
基本尺寸为：
有效深度3.5m，超高0.5m，宽1.0m、长5.6m。
基本参数为：
有效容积15m3，停留时间1.5h。
3.8储油池
接纳从隔油池分离出的浮油，由于重油粘度大、流动性差，为便于输油，在储油池内配有蒸汽伴热管，在需要进行输油时，可开启蒸汽伴热管对污油进行加温。
因此，在不进行输油时，可不对储油池进行加温，以减少蒸汽消耗量。
基本尺寸为：
有效深度3.5m，超高0.5m，宽2.8m，长3.4m。
主要参数为：
有效容积28m3。
3.9油渣池
接纳从一体化装置分离的浮渣和过滤器反洗的出水。
由于浮渣比较松散，所占空间较大，为减小浮渣体积，在浮渣池上部设置有搅拌机，可不定期开启搅拌机对浮渣进行搅拌减容。
由于油渣含水率较高，在油渣池底部会盛积大量废水，因此，在进行输渣时，可开启输渣泵先将底部废水送至取水池，待底部废水抽尽后再进行输渣。
基本尺寸为：
有效深度3.5m，超高0.5m，宽2.8m，长4.2m。
主要参数为：
有效容积35m3。
3.10加药系统
本工程将新建四个加药池，每个加药池的外形尺寸为1.5m×1.5m×1.5m，有效容积为2.8m3，钢筋混凝土结构。
本工程将采用二种药剂，1#药剂为PAC，加药量为100~150mg/L（按废水含油量调整）；2#药剂为PAM，加药量为100mg/L。
3.11给排水
生活用水水源24小时不间断供水，水压0.25MPa。
配药池设1"供水龙头，用水量8.0m3/d。
本工程采用清污分流制，雨污分流。
废水处理车间内废水由排污沟流入污水沟。
雨水则汇集两明沟排入厂区排水管网。
3.12电力系统
本工程的电气设备全部为低压用电设备，设备装机容量约为38kW（没有考虑检修电源和照明电源），加上照明、通风、检修电源约40kW，按富余20%考虑，要求接入电压容量为95kW。
电力线采用380V/220V三相四线制，电力线路由配电屏经电缆沟桥架缆敷设进入废水车间，从电缆沟接入废水车间的水泵电机，采用穿管埋地敷设；对于池体盖板上的动力设备则采用沿池面穿管明敷。
3.13其它附属设施
附属设施包括废水车间遮雨棚等。
控制室在原有工程中已有，本工程中的控制柜将设置在原有控制室，本工程不再新建控制室。
工程建成后，废水处理站需要有水质化验手段和操作人员，因此本工程需考虑化验设备购置和人员配制。
3.14土建工程
本工程土建部分主要为各种水池，详见表2。
表2主要构（建）筑物及工程量一览表
序号
项目名称
外形尺寸（m）
容积（m3）或面积（m2）
说明
1
缓冲池
/
/
钢筋混凝土结构
2
隔油池
/
/
钢筋混凝土结构
3
取水池
/
/
钢筋混凝土结构
4
清水池
/
/
钢筋混凝土结构
5
储油池
/
/
钢筋混凝土结构
6
油渣池
/
/
钢筋混凝土结构
7
配药池
/
/
耐腐蚀，钢筋混凝土结构
8
车间遮雨棚
/
/
/
9
电缆沟及桥架
/
/
/
3.15主要设备
本工程主要设备情况见表3，废水处理工程总装机容量约为38kW。
表3主要设备一览表
序号
设备名称
型号或详细规格
数量
材料
备注
1
除油装置
Ф2.0mH=3.19m
1
CS
2
气液反应装置
Ф1.0mH=4.6m
1
CS
公司
3
一体化装置
Ф2.0mH=7.0m
1
CS
公司
4
液位调节机
/
2
CS
公司
5
配药搅拌机（A剂）
附减速机BLB11-29-0.75
附电机YB802-4
Ф=1.0mH=1.8m,
N=0.75kWn输出=51r/min
2
SS
公司
6
配药搅拌机（B剂）
附减速机BLB11-29-0.75
附电机YB802-4
Ф=1.0mH=1.8m
N=0.75kWn输出=51r/min
2
CS
公司
7
油渣池搅拌机
附减速机BLB13-35-3
附电机YB100L2-4
Ф=1.5mH=4.8m
N=3kWn输出=42r/min
1
CS
公司
8
混匀器
/
3
CS
公司
9
排水泵65ZW30-18
Q=30m3/hH=18m
N=4kWn=2900r/min
1
10
主水泵50ZW15-30
Q=15m3/hH=30m
N=3kWn=2900r/min
2
11
次水泵50ZX12.5-50
Q=12.5m3/hH=50m
N=5.5kWn=2900r/min
2
泵业
12
反冲洗泵32ZX3.2-32
Q=3.2m3/hH=32m
N=2.2kWn=2900r/min
1
泵业
13
输渣泵50ZW20-15
Q=20m3/hH=15m
N=2.2kWn=2900r/min
1
泵业
14
输油泵KCB-200
Q=12m3/hP=0.33MPa
N=4kWn=1450r/min
1
泵业
15
加药泵JM-X3N200/0.5
Q=200L/h,P=0.5MPa,N=0.55kW
2
16
加药泵JM-X3G200/0.5
Q=200L/h,P=0.5MPa,N=0.55kW
2
17
集中控制柜
600mm（T）×800mm（W）×2200mm（H）
2
公司
注：
以上所有电机都为防爆电机。
4设备费用及处理成本概算
4.1设备费用
本工程新建一套含油废水处理机组，总投资约72万元，主要内容包括设备选型、购置及运输安装，非标设备设计、制造及运输安装，动力的电气安装，工程建设完工后的调试、试运转以及操作人员培训等。
4.2处理成本
本方案计算的直接处理成本小于2.0元/吨水，指电费和药剂费之和。
5结论及有关建议
5.1结论
本工程在充分比较国内外现状和已有工程经验的基础上，提出了具有相当可行性的东莞东升热电有限公司含油废水处理工程实施途径和技术。
处理工艺以去除废水中的石油类和悬浮物为主要目标，采用的主要单元工艺有重力除油、混凝气浮除油、过滤等。
本方案在工艺选择的基础上，针对各处理单元，提出了可行的设计参数并进行工艺的初步设计。
在费用方面，本方案计算的直接处理成本为2.00元/吨水（指电费和药剂费）。
工程建成后，废水处理可达到设计要求。
5.2项目实施建议
为了确保工程一次建设成功并发挥预期效益，本项目采取先行进行实验和药剂筛选，实验的内容有两方面，一是考察各单元工艺和流程组合是否能达到预期的去除率，应选择效果最佳的组合；二是选择和确定各工艺参数。
工程的设计在实验和工程经验的基础上进行，设计完成后进行施工建设，然后调试。
调试分清水试车和试运行两个阶段。
试运行水质合格后由当地环境保护部门进行工程验收。
5.3工程进度安排（按合同生效日起算）
从设计到竣工验收共需65个工作日（含节假日）。
表4工程进度安排表
序号
1
2
3
4
5
内容
初步设计
施工设计
工程施工
调试
验收
工作日
10
10
30
10
5
5.4工程设计建设及技术服务
®在方案比较、工艺选择及工程设计过程中尽量采用先进、成熟和可靠的技术，确保在尽量降低工程造价和处理费用的基础上，达到满意的处理效果。
®在设备与材料的购置、施工和验收等环节严格把关，确保工程质量。
®工程建设过程中及建成以后，免费对甲方的相关管理和操作人员进行工艺原理和操作技术培训。
16
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