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P/BOD值高时更是如此。
(2)脱氮效果也难于进一步提高,循坏量一般以2Q为限,不宜太高,否贝I]
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反应器的干扰。
2、氧化沟工艺
氧化沟又称循环曝气池,属活性污泥法的一种变形,其工艺流程如图
7J\o
进水
回流污泥
剩余污泥
图2厌氧池+氧化沟处理工艺流程
氧化沟又称循环曝气池,氧化沟是常规活性污泥法的一种改型和发展。
污
氧化沟的水力停留时间可达10-30h,有机负荷很低,实质上相当于延时曝气活性污泥系统。
由于它运行成本低,构造简单,易于维护管理,出水水质好、耐冲击负荷、运行稳定、并可脱氮除磷,可用于大中型水厂。
优点:
(1氧化沟具有独特的水力流动特点,有利于活性污泥的生物絮凝作用,而且可以
将其工作区分为富氧区、缺氧区,用以进行消化和反消化作用,取得脱氮的效果。
(2)
(3)
不使用初沉池,有机性悬浮物在氧化沟能达到好氧稳定的程度。
氧化沟只有曝气器和池中的推进器维持沟的正常运行,电耗较小,运行费用低。
(1污泥膨胀问题。
当废水中的碳水化合物较多,N、P量不平衡,pH值
偏低,氧化沟中的污泥负荷过高,溶解氧浓度不足,排泥不畅等易引发丝状菌性污泥膨胀。
(2)泡沫问题。
(3)污泥上浮问题。
(4)流速不均及污泥沉积问题。
(5)氧化沟占地面积很大。
3、CASST艺
CASS为周期循环活性污泥法的英文(CyclicActivatedSludgeSystem)的缩写,是将好养的生物选择器与传统的连续进水SBR反应器相结合的产物。
CASST艺是以生物反应动力学原理及合理的水力条件为基础而开发的一种系统组成简单的污水处理新工艺。
目前CASST艺在欧美等国家已得到广泛的应用,从运行效果看,处理效果好,除磷脱氮效果也不错。
其基本工艺流程如图3所
、CASST艺尤其适合含有较多工业污水的城市污水及要求除磷脱氮的污水的处理。
其优缺点如下:
(1)工艺流程简单、管理方便、造价低。
CASST艺只有一个反应器,不
需要二沉池,不需要污泥汇流设备,一般情况下也不需要调节池,因此要比活性污泥工艺节省基建投资30%以上,而且布置紧凑,占地面积可减少35%
(2)处理效果好。
反应器活性污泥处于一种交替的吸附、吸收及生物降解和活化的变化过程中,因此处理效果好。
(3)有较好的脱氮除磷效果。
CASST艺可以很容易地交替实现好氧、缺氧、
厌氧的环境,并可以通过改变曝气量、反应时间等方面来创造条件提高脱氮除磷效果。
(4)污泥沉降性能好。
CASST艺具有的特殊运行环境抑制了污泥中丝状菌的生长,减少了污泥膨胀的可能。
同时由于CASST艺的沉淀阶段是在静止的状态下进行的,因此沉淀效果更好。
(5)CASST艺独特的运行工况决定了它能很好的适应进水水量、水质的波动。
缺点:
由于进水贯穿于整个运行周期,沉淀阶段进水在主流区底部,造成水力紊
动,影响泥水分离时间,进水量受到一定限制,水力停留时间较长。
4、SBRt艺
SBF是序列间歇式活性污泥法(SequencingBatchReactorActivated
SludgeProcess)的简称,是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术,又
割的操作方式替代空间分割的操作方式,非稳定生化反应替代稳态生化反应,静置理想沉淀替代传统的动态沉淀。
它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作,SB技术的核心是SBF反应池,该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池,无污泥回流系统。
SBF具有以下优点:
(1理想的推流过程使生化反应推动力增大,效率提高,池厌氧、好氧处于交替状态,净化效果好。
(2)运行效果稳定,污水在理想的静止状态下沉淀,需要时间短、效率高,出水水质好。
(3)耐冲击负荷,池有滞留的处理水,对污水有稀释、缓冲作用,有效抵抗水量和有机污物的冲击。
(4)工艺过程中的各工序可根据水质、水量进行调整,运行灵活。
(5)处理设备少,构造简单,便于操作和维护管理。
(6)反应池存在DOBOD浓度梯度,有效控制活性污泥膨胀。
(7)SBR法系统本身也适合于组合式构造方法,利于废水处理厂的扩建和改
造。
(8)脱氮除磷,适当控制运行方式,实现好氧、缺氧、厌氧状态交替,具有良好的脱氮除磷效果。
(9)工艺流程简单、造价低。
主体设备只有一个序批式间歇反应器,无二沉池、污泥回流系统,调节池、初沉池也可省略,布置紧凑、占地面积省。
SBF系统的适用围
(1)中小城镇生活污水和厂矿企业的工业废水,尤其是间歇排放和流量变化较大的地方。
(2需要较高出水水质的地方,如风景游览区、湖泊和港湾等,不但要去除有机物,还要求出水中除磷脱氮,防止河湖富营养化。
(3)水资源紧缺的地方。
SBR系统可在生物处理后进行物化处理,不需要增加设施,便于水的回收利用。
(4)用地紧的地方。
(5)对已建连续流污水处理厂的改造等。
(6)非常适合处理小水量,间歇排放的工业废水与分散点源污染的治理。
注:
SBRT艺管理较为复杂,排泥受到一定限制,在本工程中不予考虑。
2.2.3污水处理工艺的确定
表1生化处理方案综合比较表
比较容
氧化沟
CASS
A/A/O
(1)氧化沟具有独特的水力流动特点,有利于活性污泥的生物絮凝作用,而且可以将其工作区分为富氧区、缺氧区,用以进行消化和反消化作用,取得脱氮
(1)工艺流程简单、管理方便、造价低。
CASST艺只有一个反应器,不需要二沉池,不需要污泥汇流设备,一般情况下也不需要调节池,因
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匕的工艺。
(2)在厌氧的好氧交替运行条件下,丝状
(4)
污泥沉降性
能好。
CASST艺具有的特殊运行环境抑制了污泥中丝状菌的生长,减少了污泥膨胀的可能。
同时由于CASST艺的沉淀阶段是在静止的状态下进行的,因此沉淀效果
更好
(5)CASS工艺独特的运行工况决定了它能很好的适应进水水量、水质的波动。
缺点
(1)污泥膨胀问题。
当废水中的碳水化合物较多,N、P量不平衡,pH值偏低,氧化沟中的污泥负荷过高,溶解氧浓度不足,排泥不畅等易引发丝状菌性污泥膨胀。
(3)污泥上浮问题。
(4)流速不均及污泥沉积问题。
(5)氧化沟占地面积很大。
由于进水贯穿于整个运行周期,沉淀阶段进水在主流区底部,造成水力紊动,影响泥水分离时间,进水量受到一定限制,水力停留时间较长。
(1)除磷效果难于再行提高,污泥增长有一定的限度,不易提咼,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,循环量
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反应器的干扰。
运行管
理
运行成本低,构造简
单,易于维护管理
工艺流程最简单,处
理效果好,除磷脱氮效
果也不错,易于管理
单,处理效果好,易于
日常维护管理
占地
占地面积大
占地面积小
占地面积最小
综上所述,本项目的工艺流程确定如下:
总的说来,这三个方案都比较好,
都能达到要求处理的效果。
考虑到该污水厂设计水量较小,且方案一工艺流程
更为简单、管理更为方便、占地少、造价低、运行费用少等优势,所以,本设计采用A/A/O方案一作为污水厂处理工艺。
2.3设计污水水量
由设计资料可知,该镇日流量为:
0=80000+27*9000=32300(立方米/天
查GB5001令2006《室外排水设计规》知:
500Ls894Ls1000Ls则用插法可
得
总变化系数Kz=1.17
从而可计算得:
设计秒流量为QKQ
式中Q城市每天的平均污水量,Ls;
K总变化系数;
Q设计秒流量,Ls
Q=1.17*6.64=0.76立方米|秒
2.4污水处理程度计算
城市污水排入受纳水体后,经过物理的、化学的和生物的作用,使污水中的污染物浓度降低,受污染的受纳水体部分地或全部地恢复原状,这种现象称为水体自净或水体净化,水体所具有的这种能力称为水体自净能力。
在选择污水处理程度时,既要充分利用水体的自净能力,又要防止水体受到污染,避免污水排入水体后污染下游取水口和影响水体中的水生动植物。
2.4.1污水的COD处理程度计算
CCe
式中巳COD的处理程度,%
C进水的COD浓度,mg,「L;
Ce处理后污水排放的COD浓度,mgfL
90060
242污水的BODS处理程度计算
LLe
式中E2BOD5的处理程度,%
L进水的BODs浓度,mgTL;
Le处理后污水排放的BODs浓度,mg「L
243污水的SS处理程度计算
E3
式中E3SS的处理程度,%
C进水的SS浓度,mgfL;
Ce处理后污水排放的SS浓度,mgfL
244污水的氨氮处理程度计算
式中E4氨氮的处理程度,%
C进水的氨氮浓度,mgjL;
Ce处理后污水排放的氨氮浓度,mg;
L
2.4.5污水的磷酸盐处理程度计算
c
式中Es磷酸盐的处理程度,%
c进水的磷酸盐浓度,mgfL;
Ce处理后污水排放的磷酸盐浓度,mgfLo
则
31
Es66.7%
3
第三章污水的一级处理构筑物设计计算
3.1格栅
格栅是由一组平行的金属栅条或筛网制成,安装在污水渠道、泵房集水井的进口处或污水处理厂的端部,用以截留较大的悬浮物或漂浮物,如纤维、碎皮、毛发、果皮、蔬菜、塑料制品等,以便减轻后续处理构筑物的处理负荷,并使之正常进行。
被截留的物质称为栅渣。
设计中格栅的选择主要是决定栅条断面、栅条间隙、栅渣清除方式等。
格栅断面有圆形、矩形、正方形、半圆形等。
圆形水力条件好,但刚度差,故一般多采用矩形断面。
格栅按照栅条形式分为直棒式格栅、弧形格栅、辐流式格栅、转筒式格栅、活动格栅等;
按照格栅栅条间距分为粗格栅和细格栅
(1.5〜10mm;
按照格栅除渣方式分为人工除渣格栅和机械除渣格栅,目前,污水处理厂大多都采用机械格栅;
按照安装方式分为单独设置的格栅和与水泵池合建一处的格栅。
3.1.1格栅的设计
城市的排水系统采用分流制排水系统,城市污水主干管进水水量为
Q1180LS,污水进入污水处理厂处的管径为800mm,管道水面标高为43m。
本设计中采用矩形断面并设置两道格栅(中格栅一道和细格栅一道),采用机械清渣。
其中,中格栅设在污水泵站前,细格栅设在污水泵站后。
中细两道格栅都设置两组即N=2组,每组的设计流量为0.509m3,So
3.2沉砂池
沉砂池是借助污水中的颗粒与水的比重不同,使大颗粒的砂粒、石子、煤渣等无机颗粒沉降,以去除相对密度较大的无机颗粒。
常用的沉砂池有平流沉砂池、曝气沉砂池、竖流式沉砂池、涡流式沉砂池和多尔沉砂池。
这几种沉砂池各有其优点,但是在实际工程中一般多采用曝气沉砂池。
本设计中采用曝气沉砂池,其优点是:
通过调节曝气量可控制污水旋转流速,使之作旋流运动,产生离心力,去除泥砂,排除的泥砂较为清洁,处理起来比较方便;
且它受流量变化影响小,除砂率稳定。
同时,对污水也起到预曝气作用。
第四章污水的二级处理构筑物设计计算
本设计中选用A/O工艺。
取两组池子,则每组的设计流量为0.509mls
污水经过一级处理后会处理掉一部分的悬浮物(SS)和BODs,处理程度
按表1取值,而氮磷按不变计算表2处理厂的处理效果
处理级别
处理方法
主要工艺
处理效果%
SS
BODs
级
沉淀(自然沉淀)
40~55%
20-30%
二级
生物膜法
初次沉淀、生物膜反应、二次沉淀
60〜90%
65〜90%
活性污泥法
初次沉淀、活性污泥反应、二次沉淀
70〜90%
65〜95%
设计中取一级处理效果为:
SS=40%,BOD5=20%
则进入曝气池中污水的BODs浓度:
Sa=Sy(1-20%)=420X(1-20%)=336mg/L
进入曝气池中污水的SS浓度:
La=Ly(1-40%)=400X(1-40%)=240mg/L4.1厌氧池计算
1、厌氧池容积
V60Qt
t厌氧池水力停留时间。
设计中取t=0.75h=45min
V=60X0.509X45=1374.3m1
2、厌氧池尺寸计算
厌氧池面积:
设计中取厌氧池有效水深为h3.0m
厌氧池尺寸为:
长宽=2320
厌氧池实际面积为:
23X20=460“设计中取厌氧池的超高为0.3m
则池总高为Hh0.33.00.33.3m
3、污泥回流量计算:
设计中取污泥回流比为R80%
则QiRQ0.81.180.944m3.s81561.6m3d
4.2缺氧池计算
1、缺氧区有效容积
反消化区脱氮量:
W=Q(NNe)-0.124YQ(S-Se)
缺氧区有效容积:
式中Vdn——反消化速率设计中取Vdn=0.025kgNOsNkgMLSSd,X=3000mg/L
2、缺氧池尺寸计算
缺氧池面积:
设计中取缺氧池有效水深为h3.0m
aV922.2
h
缺氧池尺寸为:
长宽=3110
A307.4m
h3
缺氧池实际面积为:
31x10=310rm
设计中取缺氧池的超高为0.3m
3、污泥回流量计算:
设计中取回流比为R=300%
3.54m3s305856m3.d
则Q2RQ31.18
4.3好氧池计算
T20
1、源呼吸系数
式中KdT源呼吸系数,d1;
Kd2020C时,源呼吸系数,d1,一般取0.04-0.;
温度系数,一般取1.02-1.06
设计中取Kd2o=0.06,t=1.04
假设全年平均气温T8C时KdT0.061.048200.037
2、出水计算
设计中取BODs的去除率为98%氨氮的去除率为85%磷的去除率为85%sesa(198%)336(198%)6.72mg/L
去除的BOD5的浓度为:
Sr3366.72329.28mg/L
Na(185%)300.24.5mg/L
2.55mg/L
去除的磷的浓度为:
PrPoPe30.453、污泥龄计算
X
YS-
设计中取Y0.6,X=3000mg/L
ec=3000°
6Q2
0.6329.28天取10天
4、好氧区有效容积
YQ(S。
Se)c0.677200辺羽io!
8555m3x(1Kdc)23000(10.03710)
5、好氧池尺寸计算
好氧池面积:
设计中取好氧池有效水深为h=4.0m
V185552
A4639m
h4
长宽=9052
90x52=4680“
设计中取厌氧池的超高为0.3m
池总高为H=h+0.3=4・0+0・3=4・3m
、污泥回流量计算:
则QiRQ0.81.180.944m3s81561,6m3d
4.4设计参数的较核
1、水力停留时间较核
24V24185552〔〔5h
介于0.3〜0.5之间,符合要求。
4.5乘燼污渥量谨算
SVXv
77200329.28
2185550.63000
0.38kgBOD5/(kgMLVSS・d)
YQ(SoSe)
1KaTc
严32"
m33kg/d
1000(10.03710)
湿污泥量:
设污泥含水率为P99.3%
W
(1P)1000
(199.3%)1000
1590.4m3/d
11664
大于8h小于15h,符合要求。
2、BOD—污泥负荷率
4.6需氧量计算
设生物污泥中大约有12.4%的氮,用于细胞的合成,则每天用于合成的总氮为:
13801000
0.124X11133=1380kg/d即TN中有-380—00017.88mg/L用于合成细胞
77200
按最不利情况,设出水中NO3N量和NH3N量各为4mgL,
平均需氧量为:
最大需氧量为:
772001.32
329.28
255
0.235
1000(1e
-1.42111330.74.6772001.32・
)1000
0.5611133
0.72.6
772001.322412
1000
6128kg/d255kg/h
4.7供气量
K供气量计算
采用鼓风曝气,微孔曝气器。
曝气器敷设于池底
0.2m处,淹没深度为
空气离开好氧反应池池面时,氧的百分数为:
211Ea2110.18
Ota100%100%17.9%
79211Ea792110.18
好氧反应池中平均溶解氧饱和度计算(按最不利的温度考虑):
cr巳Ot
sb(30)°
s(30)202610542
式中Cs(3o)标准大气压下,30C时清水中的饱和溶解氧浓度,
mgL查
表得Cs(3o)7.63mg.L。
5
c1.38541017.9,
Csb(3o)7.63__8.47mgL
2.026105石
标准需氧量(换算为20C时的脱氧清水的充氧量)
RCs(20)
T20
Cs(T)C1.024
式中Cs(20)标准大气压下,20C时清水中的饱和溶解氧浓度,
表得Cs(2o)9.17mg
L;
Cs(T)标准大气压下,TC时清水中的饱和溶解氧浓度,
曝气池溶解氧浓度,mg;
污水传氧速率与清水传速率之比,一般采用0.5
污水中饱和溶解氧与清水中饱和溶解氧浓度值比,
0.90-0.97
mgL查mgL;
0.95;
—般采用
压力修正系数
设计中取=0.9,=0.95,C=2rngL,=1.0
4901.78
0.9(0.951.08.472)1.024(3020)
710.6kg/h
最大标准需氧量:
6128
0.9(0.951.08.47
2)1.024(3020)
888.4kg/h
最大标准需氧量与标准需氧量之比:
Ro88841pc
Ro710.6
好氧反应池供气量计算:
平均时供气量为:
黑03HT18-WZh
R。
0.3Ea
最大时供气量为:
888.43
16451.9m/h0.30.18
2、曝气机数量计算(以单组反应池计算)
算公式为:
2q
式中qc一一曝气器标准状态下,与好氧反应池工作条件接近时的供氧能力
kgO2・h个。
设计中采用鼓风曝气,微孔曝气器,参照《给水排水设计手册》常用设备
可知:
每个曝气头通气量按1~3mVh个时,服务面积为0.3-0.75m2J个,曝
气器氧利用率为Ea18%,充氧能力为qc0.14kgO2;
h个
则n=88a43173个
20.14
0.3~0.75m\个之间,符合要求。
4.8鼓风微孔曝气器空气管路计算
平面图布置空气管道如图纸所示,干管的供气量为16451.9m3/h=4.57m3/s;
设流速为:
v12mSo
Vv\3.1412
4.9.1二沉池的选择
辐流式沉淀池一般采用对称布置,有圆形和正方形。
主要由进水管、出水管、沉淀区、污泥区及排泥装置组成。
按进出水的形式可分为中心进水周边出水、周边进
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