城市污水处理工艺设计水污染控制工程课程设计 精品Word格式文档下载.docx
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出水达到城镇污水处理厂污染物排放国家二级标准。
第一章设计总况
1设计任务及设计资料
1.1设计任务与内容
该城市污水处理厂的AAO工艺流程设计,对流程进行详细的工艺计算,水力计算,对工程进行概算,绘制总平面图、流程高程图,单体构筑物工艺图。
工艺要求对污水进行生物脱氮除磷和大肠杆菌。
1.2设计原始资料
1.2.1城市气象资料
(1)平均气温:
23
(2)夏季主导风:
东南风
(3)历年平均降雨量:
750—850mm。
1.2.2地质资料
厂区土层情况良好,地下2米深以内为粘土层,2
6.5米为砂粘土,6.5
88米为砾石层。
厂区为地震6级区。
1.2.3设计规模
污水厂的处理水量按最高日最高时流量,污水厂的日处理量为16.3万方。
主要处理城市生活污水以及部分工业废水,按生活污水量来取其时变化系数为1.2。
1.2.4进出水水质
该水经处理以后,水质应符合《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002
,由于进水不但含有BOD5,还含有大量的N,P所以不仅要求去BOD5除还应去除不中的N,P,大肠杆菌达到排放标准。
进水PH为7.5。
其他见表1:
表2污水厂设计进出水水质对照表
单位:
mg/L
CODcr
BOD5
SS
NH3-N
TP大肠杆菌
进水
350
200
250
50
6
出水
100
30
25
3
10
该污水处理厂地势为南方向北逐渐升高,厂区地势平坦,地面标高为60.34米(地面高程60.34米),地面坡度9
。
第二章工艺设计方案的确定
2、设计说明书
2.1课程设计任务
1.根据污水水质情况、地形、水文等相关资料,确定污水处理工艺与污水处理流程;
2.对污水与污泥处理流程中主要处理构筑物进行工艺计算,确定其型号、数目与尺寸,以及主要设备型号和数量等;
3.进行各处理构筑物的总体布置和污水、污泥处理流程的高程设计;
4.绘制工艺流程图。
2.2设计原则
1.在废水处理工艺方案的选择上应满足以下原则:
(1)坚持科学可靠并借鉴同类废水处理的工程实践经验,技术上力求先进,管理方便,操作简单,无二次污染,维护量少,可靠程度高;
(2)废水经处理后达标排放,减轻对受纳水体污染,力求以最少的投入获得最大的社会效益、经济效益和环境效益;
(3)尽量减少污泥的产生量,力求在系统内消化污泥,以减少污泥处理的投资及运行费用;
(4)尽量采用先进可靠的自动化控制系统,提高污水厂管理水平,减少工人的劳动强度。
2.在废水与污泥处理工艺设计过程应依据以下原则:
(1)根据废水水质、水量及其变化规律来确定设计参数,并确保计算过程尽量准确、详细;
(2)在确定工艺设备时,力求做到质优可靠、管理方便、操作容易,并使投资、运行费用较低;
(3)图纸的绘制与计算书的撰写格式应满足各项要求。
2.3城市污水处理工艺选择
处理厂的工艺流程是指在达到所要求处理程度的前提下,污水处理各单元的有机组合;
构筑物的选型是指处理构筑物形式的选择。
两者是相互联系,互为影响的。
城市生活污水一般以BOD物质为主要去除对象。
由于经过一级处理后的污水,BOD只去除30%左右,仍不能排放;
二级处理BOD去除率可达90%以上,处理后的BOD含量可能降到20-30mg/L,已具备排放水体的标准*4。
又该城市污水处理厂的方案,既要考虑有效去除BOD5又要适当去除N,P故本设计采用A/A/O法。
污水处理工艺流程如图1所示。
该流程包括完整的二级处理系统和污泥处理系统。
污水经由一级处理的隔栅、沉沙池和初沉池进入二级处理的厌氧池缺氧池和曝气池,然后在二次沉淀池中进行泥水分离,二沉池出水后直接排放。
二沉池中一部分污泥作为回流污泥进入二级处理部分,剩余污泥与初沉池污泥进入污泥浓缩池,经浓缩之后的污泥进入脱水机房加药脱水,最后外运。
图1污水处理厂设计工艺流程图
优点:
①该工艺为最简单的同步脱氮除磷工艺,总的水力停留时间,总产占地面积少于其它的工艺。
②在厌氧的好氧交替运行条件下,丝状菌得不到大量增殖,无污泥膨胀之虞,SVI值一般均小于100。
③污泥中含磷浓度高,具有很高的肥效。
④运行中无需投药,两个A段只用轻缓搅拌,以保证充足溶解氧浓度,运行费低。
缺点:
①除磷效果难于再行提高,污泥增长有一定的限度,不易提高,特别是当P/BOD值高时更是如此。
②脱氮效果也难于进一步提高,内循环量一般以2Q为限,不宜太高,否则增加运行费用。
③对沉淀池要保持一定的浓度的溶解氧,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,但溶解浓度也不宜过高。
以防止循环混合液对缺反应器的干扰。
2.4城市污水处理工艺比较
工艺方法
氧化沟法
A2/O
主
要
优
点
1处理流程简单,构筑物少,且基建费用较省
2处理效果,有较稳定的脱氮除磷功能
3对高浓度废水有很大的稀释作用
4有抗冲击负荷能力
5能处理不易降解的有机物,污泥成分
1基建费用低,具有较好的脱氮除磷效果
2具有改善污泥沉降性能,减少污泥排放的功能
3具有对难降解生物有机物去出能力,运转效果稳定
4技术先进成熟运行可靠
5管理维护简单,运行费用低
6国内工程实例多,工艺较为成熟
缺
1处理构筑物较多
2回流污泥溶解氧较高
3对除磷具有一定影响
4容积及设备利用率不高
1处理构筑物多
2需增加内回流系统
技术可行性
1较为成熟,国内外已广泛应用中小规模
2抗冲击负荷能力强
1成熟,可靠,国内外均广泛应用,适用于各种规模
2有一定耐冲击负荷的能力
水质指标
出水水质好,稳定,易于深度处理,对外界变化有一定适应性
出水水质好,较易于深度处理,
出水水质稳定,对外界变化适应性好
环境影响
噪声较小,臭味较小
噪声较大,臭味较小
工艺流程:
氧化沟工艺流程图
2.4处理工艺确定
综合考虑污水水质及几种处理工艺的优缺点,A2/O工艺比较突出,但A2/O也存在缺点,查找资料及文献,决定选择改良A2/O工艺。
(改良后的工艺将在下章进行详细介绍。
)
第三章改良A2/O工艺
1常规A2/O工艺
1.1常规A2/O工艺原理
由图4可知,污水进入厌氧反应区,同时进入的还有从二沉池回流的活性污泥,聚磷菌在厌氧环境条件下释磷,同时转化易降解COD、VFA为PHB,部分含氮有机物进行氨化。
污水经过第一个厌氧反应器以后进入缺氧反应器,本反应器的首要功能是进行脱氮。
硝态氮通过混合液内循环由好氧反应器传输过来,通常内回流量为原污水的2~4倍,部分有机物在反硝化细菌的作用下利用硝酸盐作为电子受体而得到降解去除。
混合液从缺氧反应区进入好氧反应区,混合液的COD浓度基本接近排放标准,好氧反应区除进一步降解有机物外,主要进行氨氮的硝化和磷的吸收,混合液中硝态氮回流至厌氧反应区,污泥中过量吸收的磷通过剩余污泥排除。
1.2常规A2/O工艺缺点
进入沉淀池的混合液通常需要保持一定的溶解氧浓度,以防止沉淀池中反硝化和厌氧释磷,但这会导致回流污泥和回流混合液中有一定的溶解氧,回流污泥中存在的硝酸盐对厌氧释磷过程也有一定的影响,进入二沉池的污水,可能含有大量的硝酸盐,导致出水水质不达标。
所排放的剩余污泥中,仅有一部分污泥是经历了完整的厌氧和好氧过程,影响了污泥充分吸磷。
碳源不足导致氮的去除率不高。
2改良型A2/O工艺
2.1取消混合液回流的A2O工艺
同济大学的任洁、顾国维等对A2O工艺进行了取消混合液回流的中试,结果表明,当污泥回流比为150%时对有机物和氮的去除效果同传统A2O工艺的相当,而除磷效果较优。
取消混合液回流最初是基于这样的认识:
曝气池在好氧状态下也可进行一定程度的反硝化,如同氧化沟中进行的同步反硝化作用。
该工艺的脱氮作用既包括曝气池中微生物的内源反硝化,也包括回流污泥在厌氧区利用原水中的有机物为碳源进行的反硝化(前者所占比例很小,以后者为主)。
值得注意的是,该试验采用的污泥回流比较传统A2O工艺的大,这应是脱氮效果好的主要原因:
回流污泥中的硝酸盐浓度约为混合液中硝酸盐浓度的1倍左右,对脱氮来讲1倍的污泥回流相当于2倍的混合液回流。
该工艺实际上是将污泥回流和混合液回流合二为一,在流程上有所减化,使得生产运行与管理也更直观、简单,但其经济性还值得探讨,因为混合液回流泵的扬程为9.8kPa,而污泥回流泵的扬程≥49kPa,电耗差别显而易见。
该工艺和倒置型A2O工艺异曲同工,原理和流程十分相似:
回流污泥首先同原水混合而自然形成一个缺氧区,污泥中的反硝化细菌利用原水中的有机物为碳源进行反硝化,很快便将回流污泥中的硝酸盐消耗掉,后续区段将处于严格的厌氧状态。
2.2倒置型A2O工艺
同济大学的张波、高廷耀等对倒置型A2O工艺(见图2)的原理与特点进行了试验研究与理论探索,在污泥回流比为200%的条件下得到了更好的脱氮除磷效果,对有机物的去除效果则与传统A2O工艺相当。
该工艺的特点是缺氧池位于厌氧池之前。
脱氮效果好的原因是:
污泥回流比大;
缺氧段位于工艺的首端,使得反硝化可优先获得碳源。
除磷效果好的原因是:
污泥回流比大,且所有回流污泥均经历了完整的厌氧(释磷)—好氧(吸磷)过程,使得排放的剩余污泥含磷量更高;
缺氧池在前可消除硝酸盐的不利影响;
微生物经厌氧释磷后直接进入好氧环境,其在厌氧条件下形成的吸磷动力可以得到更充分利用。
图5:
倒置型A2/O工艺
2.3A+A2O工艺
该工艺在传统A2PO法的厌氧池之前设置回流污泥反硝化池,来自二沉池的回流污泥和10%左右的进水进入该池(另90%左右的进水直接进入厌氧池),停留时间为20~30min,微生物利用进水中的有机物作碳源进行反硝化(去除由回流污泥带入的硝酸盐),消除了硝态氮对厌氧释磷的不利影响,保证了除磷效果。
该工艺简便易行,也可在厌氧池中分出一格作回流污泥反硝化池即可。
图6:
A+A2/O工艺
2.4TRIZON工艺
法国得利满公司提交的国内某工程的技术方案中推荐了TRIZON工艺(见图4)。
该工艺的显著特点是不在污水主流路上设缺氧区,而是在回流污泥流路上设污泥活化区,在该区内污泥交替经历缺氧和好氧两种状态;
第二个特点是污泥活化区、厌氧区、好氧区集中在一
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