水污染控制工程课程设计15万吨城镇污水CASS处理工艺的设计.docx
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水污染控制工程课程设计15万吨城镇污水CASS处理工艺的设计.docx
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水污染控制工程课程设计15万吨城镇污水CASS处理工艺的设计
水污染控制工程课程设计
—1.5万吨城镇污水CASS处理工艺的设计
1总论……………………………………………………………………1
1.1课程设计基础资料……………………………………………1
1.2设计的任务……………………………………………………1
1.3设计的基本要求………………………………………………11.4设计依据………………………………………………………2
2处理工艺的确定………………………………………………………2
2.1处理工艺的选择………………………………………………3
2.2工艺的比较……………………………………………………3
2.3工艺的确定……………………………………………………6
2.4工艺流程图……………………………………………………7
3污水处理构筑物的设计与计算………………………………………7
3.1设计流量………………………………………………………7
3.2格栅……………………………………………………………8
3.3平流式沉砂池…………………………………………………13
3.4CASS反应池…………………………………………………17
3.5污泥提升泵房…………………………………………………24
3.6脱水工艺及其脱水设备的选择………………………………24
3.7紫外消毒渠……………………………………………………25
3.8巴氏计量槽……………………………………………………25
3.9污泥浓缩池……………………………………………………26
4平面高程布置及水力计算…………………………………………28
5.1高程布置的原则..........................................................................28
5.2高程(水头损失)计算...............................................................28
5投资概算与运行费用………………………………………………29
6环境保护、建筑防火和职业安全防护…………………………30
6.1环境保护......................................................................................30
6.2建筑防火........................................................................................32
6.3职业安全防护..............................................................................32
7结论………………………………………………………………32
8参考文献…………………………………………………………33
致谢……………………………………………………………………33
1总论
1.1课程设计基础资料
1、处理量:
15000m³/d.
2、进水水质:
CODCr=270mg/L,BOD5=90mg/L,NH3-N=15mg/L,TP=1.5mg/L,pH=7.0,SS=100mg/L,TN=50mg/L。
3、废水处理出水排放要求:
符合GB18918-2002中的一级A标准。
4、厂址及场地现状:
厂址位于莆田市荔城区黄石镇,处理后尾水排入木兰溪感潮段。
拟建厂区地势平坦,厂区高程(黄零)10-11m。
木兰溪感潮段排污口高程(黄零)为-2.0m。
要求厂区排放口高程(黄零)控制在12.0m以上。
150m
1.2设计任务
要求学生们根据提供的设计基础资料和现场调研莆田市荔城污水厂的基础上、查阅设计手册及设计规范等相关资料,设计一套城镇污水CASS(或CAST、C-TECH)处理工艺方案(平行2列处理线),并对主要处理构筑物的工艺尺寸、主要高程进行设计计算,设计深度应符合初步设计深度要求。
(1)、依据水质情况,完成工艺设计的选择;
(2)、主体构筑物如格栅、沉砂池、生物选择池、厌氧池、缺氧池、好氧池、二沉池、污泥浓缩池、紫外消毒池等的选型及设计计算,完成设计说明书的编制,含投资概算。
(3)、使用AutoCAD软件绘制主体建筑的平面图、剖面图和污水处理厂的总体平面布置图和高程图。
1.3设计基本要求
(1)、在设计过程中,培养独立思考、独立工作能力以及严肃认真的工作作风;明确分工,同时建立团队协调协作和重大问题集体研讨决策机制;根据任务需要以及工作中碰到的具体问题,搜集查询相关技术资料,培养自学能力和解决问题的能力。
(2)、课程设计的核心内容如下:
a.方案选择应论据充分,具有说服力,尽量用数据论证;
b.设计参数选择有依据,合理,全面;
c.计算所选用的公式依据充分,有参数说明,计算结果必须准确;
d.说明书中必须列有处理构筑物、设备一览表:
名称、型式(型号)主要尺寸、数量、参数;
e.图纸应该正确表达设计意图,符合设计、制图规范,线条清晰、主次分明、粗细适当、数据标绘完整。
并附有一定文字说明。
(3)、设计说明书格式按照要求参照莆田学院毕业综合训练格式编制(不要求英文摘要),应内容完整、绘制计算草图、文字通顺、调理清晰、计算准确。
1.4设计依据
[1]《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)
[2]《室外排水设计规范》(GB50014-2006)
[3]《建筑制图标准》(GB/T50104-2001)
[4]《总图制图标准》(GB/T50103-2001)
[5]《建筑给水排水制图标准》(GB/T50106-2010)
[6]《给水排水制图标准》(GB/T50106-2001)
[7]环境工程专业课程设计指导教程与案例精选.[M]北京:
化学工业出版社,2012.
[8]给水排水设计手册.第1册—第6册
[9]序批式活性污泥法污水处理工程技术规范(HJ577-2010)
2处理工艺的确定
2.1污水处理程度及工艺流程选择
2.1.1污水处理程度
(1)求BOD5的处理程度:
出水中非溶解性BOD5值为:
BOD5=7.1bXaCe
式中:
Ce——出水中悬浮固体(SS)浓度,mg/L,取10mg/L;
b——微生物自身氧化率,一般介于0.05-0.1之间,取0.08
Xa——活性微生物在出水中所占的比例,取0.4.
代入各值,得:
BOD5=7.1×0.08×0.4×10=2.27mg/L
因此,出水中溶解性BOD5的值为10-2.27=7.73mg/L,则BOD5去除率为:
所以该污水厂BOD5的处理程度为95.2%。
(2)求COD的处理程度:
(3)求TN的处理程度:
(4)求TP的处理程度:
2.1.2污水处理工艺流程选择
水循环和物质循环的基本思想,污水处理工艺的选择应考虑如下原则:
(1)节省能源、节省资源。
(2)节省占地。
(3)结合当地地方条件充分考虑处理水的有效利用。
(4)根据排放水体、污水回用对象的要求正确确立污水处理程度,并且要充分考虑
将来水处理程度的提高。
(5)在满足处理程度与出水水质条件下,选择工艺成熟、有运行经验的先进技术。
(6)特别注意,任何工艺技术、流程都有一定的适用条件,所以要认真研究当地气象、地面与地下水资源、地质、给排水现状与发展规划,根据现状与预测污水产量来选择水处理工艺流程布置。
2.2处理工艺比较
2.2.1氧化沟方案
氧化沟又名氧化渠,因其构筑物呈封闭的环形沟渠而得名。
它是活性污泥法的一种变型。
因为污水和活性污泥在曝气渠道中不断循环流动,因此有人称其为“循环曝气池”、“无终端曝气池”。
氧化沟的水力停留时间长,有机负荷低,其本质上属于延时曝气系统。
氧化沟的技术特点:
(1)氧化沟结合推流和完全混合的特点,有力于克服短流和提高缓冲能力,通常在氧化沟曝气区上游安排入流,在入流点的再上游点安排出流。
(2)氧化沟具有明显的溶解氧浓度梯度,特别适用于硝化-反硝化生物处理工艺。
(3)氧化沟沟内功率密度的不均匀配备,有利于氧的传质,液体混合和污泥絮凝。
(4)氧化沟的整体功率密度较低,可节约能源。
氧化沟缺点:
尽管氧化沟具有出水水质好、抗冲击负荷能力强、除磷脱氮效率高、污泥易稳定、能耗省、便于自动化控制等优点。
但是,在实际的运行过程中,仍存在污泥膨胀的问题、泡沫问题、污泥上浮问题、流速不均及污泥沉积问题等一系列问题。
2.2.2A2/O方案
A2/O工艺(AAO工艺、AAO法),是英文Anaerobic-Anoxic-Oxic第一个字母的简称(厌氧-缺氧-好氧),是一种常用的二级污水处理工艺,具有同步脱氮除磷的作用,可用于二级污水处理或三级污水处理;后续增加深度处理后,可作为中水回用,具有良好的脱氮除磷效果。
A2/O方案工艺优点:
(1)厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和微生物菌群种类的有机配合,能同时具有去除有机物、脱氮除磷的功能。
(2)在同时脱氮除磷去除有机物的工艺中,该工艺流程最为简单,总的水力停留时间也少于同类其他工艺。
(3)在厌氧-缺氧-好氧交替运行下,丝状菌不会大量繁殖,SVI一般小于100,不会发生污泥膨胀。
(4)污泥沉降性较好。
A2/O方案工艺缺点:
(1)污泥中磷含量高,一般为2.5%以上,因此除磷主要通过排泥;由于污泥增长有一定限度,不易提高,因此除磷效果难再提高,当P/BOD值高时更是如此。
(2)脱氮效果也难再进一步提高,内循环量一般以2Q为限,不宜太高。
(3)进入沉淀池的处理水要保持一定浓度的溶解氧,减少停留时间,防止产生厌氧状态和污泥释放磷的现象出现,但溶解氧浓度也不宜过高,以防循环混合液对缺氧反应器的干扰。
2.2.3CASS工艺方案
CASS(CyclicActivatedSludgeSystem)是周期循环活性污泥法的简称,又称为循环活性污泥工艺CAST(CyclicActivatedSludgetechnology),是在SBR的基础上发展起来的,即在SBR池内进水端增加了一个生物选择器,实现了连续进水(沉淀期、排水期仍连续进水),间歇排水。
设置生物选择器的主要目的是使系统选择出絮凝性细菌,其容积约占整个池子的10%。
生物选择器的工艺过程遵循活性污泥的基质积累--再生理论,使活性污泥在选择器中经历一个高负荷的吸附阶段(基质积累),随后在主反应区经历一个较低负荷的基质降解阶段,以完成整个基质降解的全过程和污泥再生。
CASS工艺的优点:
(1)工艺流程简单,占地面积小,投资较低
CASS的核心构筑物为反应池,没有二沉池及污泥回流设备,一般情况下不设调节池及初沉池。
因此,污水处理设施布置紧凑、占地省、投资低。
(2)生化反应推动力大
CASS工艺从污染物的降解过程来看,当污水以相对较低的水量连续进入CASS池时即被混合液稀释,因此,从空间上看CASS工艺属变体积的完全混合式活性污泥法范畴;而从CASS工艺开始曝气到排水结束整个周期来看,基质浓度由高到低,浓度梯度从高到低,基质利用速率由大到小,因此,CASS工艺属理想的时间顺序上的推流式反应器,生化反应推动力较大。
(3)沉淀效果好
CASS工艺在沉淀阶段几乎整个反应池均起沉淀作用,沉淀阶段的表面负荷比普通二次沉淀池小得多,虽有进水的干扰,但其影响很小,沉淀效果较好。
实践证明,当冬季温度较低,污泥沉降性能差时,或在处理一些特种工业废水污泥凝聚性能差时,均不会影响CASS工艺的正常运行。
实验和工程中曾遇到SV30
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