1、水处理工程课程设计 水处理控制共程课程设计 院 系 ：土木工程建筑学院 专 业 ：环境工程 * * * * 学 号 ：* 2013年5月31日参考文献- 17-第1章 课程设计任务书1.1 设计题目30000m/d城市污水处理厂设计1.2 原始资料1处理流量Q=30000m3/d 2水质情况：BOD5=150mg/L； CODcr=200mg/L； SS=200mg/L； 氨氮=30 mg/L； 磷酸盐=4.0 mg/L 1.3 出水要求水质污水处理厂的排放指标为： BOD5： 30 mg/L； CODcr： 120 mg/；SS：30 mg/L；氨氮：30 mg/L 磷酸盐：1.0 mg/L
2、1.4 设计内容1方案确定按照原始资料数据进行处理方案的确定，拟定处理工艺流程，选择各处理构筑物，说明选择理由，进行工艺流程中各处理单元的处理原理说明，论述其优缺点，编写设计方案说明书。 2设计计算进行各处理单元的去除效率估算；各构筑物的设计参数应根据同类型污水的实际运行参数或参考有关手册选用；各构筑物的尺寸计算；设备选型计算。3平面和高程布置根据构筑物的尺寸合理进行平面布置；高程布置应在完成各构筑物计算及平面布置草图后进行，各处理构筑物的水头损失可直接查相关资料，但各构筑物之间的连接管渠的水头损失则需计算确定。4编写设计说明书、计算书第2章 设计说明书2.1城市污水概论城市污水主要包括生活污
3、水和工业污水，由城市排水管网汇集并输送到污水处理厂进行处理。 城市污水处理工艺一般根据城市污水的利用或排放去向并考虑水体的自然净化能力，确定污水的处理程度及相应的处理工艺。处理后的污水，无论用于工业、农业或是回灌补充地下水，都必须符合国家颁发的有关水质标准。 现代污水处理技术，按处理程度划分，可分为一级、二级和三级处理工艺。污水一级处理应用物理方法，如筛滤、沉淀等去除污水中不溶解的悬浮固体和漂浮物质。污水二级处理主要是应用生物处理方法，即通过微生物的代谢作用进行物质转化的过程，将污水中的各种复杂的有机物氧化降解为简单的物质。生物处理对污水水质、水温、水中的溶氧量、pH值等有一定的要求。污水三级
4、处理是在一、二级处理的基础上，应用混凝、过滤、离子交换、反渗透等物理、化学方法去除污水中难溶解的有机物、磷、氮等营养性物质。污水中的污染物组成非常复杂，常常需要以上几种方法组合，才能达到处理要求。 污水一级处理为预处理，二级处理为主体，处理后的污水一般能达到排放标准。三级处理为深度处理，出水水质较好，甚至能达到饮用水质标准，但处理费用高，除在一些极度缺水的国家和地区外，应用较少。目前我国许多城市正在筹建和扩建污水二级处理厂，以解决日益严重的水污染问题。2.2废水特性与水质分析2.2.1 废水特性城市污水是排入城市排水系统中各类废水的总称,主要由城市生活污水和生产污水以及其他排入城市排水管网的混
5、合污水。在合流制排水系统中还包括雨水，在半分流制的排水系统中还包括初期雨水。城市污水中的污染物质，按化学性质来分，可分为无机性污染物质（如无机酸，碱、盐及重金属元素）和有机性污染物质（如腐殖质、脂肪等）；按物理形态来分，可分为悬浮固体、胶体和溶解物质，不同城市的污水中所含物质总类与形态不同，城市生活污水和工业废水的比例不同，其污水性质亦不同。城市污水的性质主要是其物理性质，包括水温，颜色，气味，氧化还原电位等。 1.水温 由于城市下水道系统是敷设于地下的，因此城市污水的水温具有相对稳定的特征，一般在1020之间，冬季比气温高，夏季比气温低。城市污水水温突然变化很可能是工业废水造成的，而水温的明
6、显降低可能是由于大量雨水排入造成的。2.颜色城市污水的正常颜色为灰褐色，但实际上其颜色通常变化不定，这取决于城市下水道的排水条件和排入的工业废水的影响，大的管网系统由于污水在下水道停留时间过长，可能会发生厌氧反应，输入到污水处理厂的污水的颜色会变暗或显黑色。绿色、蓝色和橙色通常是由于电镀废水的排入造成的，白色则是洗衣废水造成的，而红色、蓝色和黄色等则多为印染废水所致。3.气味正常的城市污水具有发霉的臭位，在大管网系统或维护不好的下水道系统，城市污水将会有臭鸡蛋气味，这标志城市污水在下水道已经发酵，产生了硫化氢和其他产物。由于硫化氢气体危及人身安全，在下井下池作业时应严格按照防毒气安全操作规程进
7、行。城市污水中有汽油、溶剂、香味等，可能是有工业废水排入。4.氧化还原电位正常的城市污水约+100mV的氧化还原电位，小于+40mV的氧化还原电位说明污水已经进入厌氧发酵或有工业还原剂的大量排入。氧化还原电位超过+300mV，指示有工业氧化剂废水排入。2.2.2 水质分析水质分析主要是城市污水的化学指标：1.pH值城市污水的pH值呈中性，一般为6.57.5。pH值的微小降低可能是由于城市污水在下水道中发酵所致。雨季较大时的pH值降低往往是城市酸雨造成的，这种情况在合流制排水系统中尤其突出。PH值的突然大幅度变化通常是工业废水的大量排入造成的。2.生化需氧量（BOD）生化需氧量是反映污水中有机污
8、染物浓度的综合指标，是通过测定在指定的温度和指定的时间段内，微生物分解，氧化水中有机物所需氧量的数量来确定的。微生物的好氧分解速度很快，约至5天后其需氧量即达到完全分解需氧量的70%左右，因此，在实际操作中，用BOD5来衡量污水中有机物的浓度。城市污水BOD5在1003000mg/L之间。3.化学需氧量（COD）城市污水的COD一般大于BOD5，两者的差值可反映城市污水中存在难以被降解的有机物的多少。BOD5/ COD比值常用来分析污水的可生化性，可生化性好的废水BOD5/ COD0.3，小于此值的污水应考虑生化技术以外的污水处理技术，或对一般生化处理工艺进行试验改革。COD是用化学方法测定的
9、有机物浓度，它不像BOD5那样反映生化需氧量，另外，会有部分的无机物被氧化，使结果产生误差。在城市污水分析时，二者同时使用。4.总有机碳（TOC）总有机碳的分析主要是为解决快速测定和自动控制而发展起来的。总有机碳是用总有机碳仪在900高温下将水中有机物燃烧氧化计算出的总有机碳。TOC与BOD5，COD有一定的关系，由TOC可推断出BOD5，COD值。5.固体物质（SS，DS）城市污水中的固体物质按其化学性质可分为有机物和无机物，按其物理组成可分为悬浮固体SS和溶解固体DS。SS是污水的一项重要指标，包括漂于水面的漂浮物如油脂，果核等，悬于水中的悬游物如奶、乳化油等，还有沉于底部的沉淀物，悬浮固
10、体是将污水过滤，把截流在过滤材料上的物质通过烘干，称重而测的。6.总氮（TN），氨氮（NH3-N），总磷（TP）氮、磷是污水中的营养物质，在城市污水生化过程中需要一定的氮、磷以满足微生物的新陈代谢，但这仅是污水中氮、磷的一小部分，大部分氮、磷仍将随水排到水体中，从而导致水体中藻类超量生长，造成富营养化问题。因此，除磷脱氮也是污水处理的任务之一。总氮是污水中有机氮和无机氮的综合，氨氮是无机氮的一种。总磷是污水中各类有机磷和无机磷的总和。7.重金属城市污水中的重金属是指达到一定浓度时通常会对人体，生物造成危害的那些重金属，其中危害较大的有汞、镉、铬、铝、铜、锌等。汞极易沉底，易被生物甲基化而加剧毒
11、性，可通过食物链引起疾病；镉易被生物富集，可导致骨损伤病症；铬通过食物链被人摄取可导致慢性中毒，铜、锌是人体需要的微量元素，但大量的铜、锌将抑制微生物的新陈代谢作用，最终威胁人身安全。以上的这些化学指标大部分可以在城市污水处理过程中得到降解，其中85%以上的SS，BOD5，TOC，NH3-N可以通过污水处理得到去除，但重金属等一些有毒物质往往需要在工业企业通过处理控制。2.3工艺流程比选2.3.1工艺流程选取原则城市污水处理的目的是使之达标排放或污水回用于农田灌溉、城市景观和工业生产等，以保护环境不受污染，节约水资源。污水处理工艺流程的选择应遵循以下原则：1. 在城镇水体的下游；2. 便于污水
12、回用及安全排放；3. 便于污泥集中处理与处置；4. 在城镇夏季最小频率风向的上风侧；5. 有良好的工程地质条件；6. 少拆迁，少占地，根据环境评价要求，有一定的卫生防护距离；7 .有扩建的可能； 8 .厂区地形不受洪涝灾害影响，防洪标准不低于城市防洪标准，有良好的排水条件；9 .有方便的交通、运输和水电条件。2.3.2工艺方案分析一在本项目污水处理的特点为：1.污水以有机污染为主， BOD/COD=0.75，可生化性较好，重金属及其它难以降解的有毒有害污染物一般不超标；2.污水中主要污染物指标BOD5、CODcr、SS值比一般城市污水高80%左右；3. 污水处理厂投产时，周围的多数重点污染源智
13、力工程已投入运行。二污水处理工艺的选择与污水的原污水水质、出水要求、污水厂规模、当地温度、用地面积、发展余地、管理水平、工程投资、电价和环境影响等因素有关。针对以上特点，以及出水要求，现有城市污水处理的特点，以下有几种处理方法供我选择：1A0系统用以往的生物处理工艺进行城市污水三级处理，旨在降低污水中以BOD、COD综合指标表示的含泼有机物和悬浮固体购浓度。一般情况7，去除串COD可达70以上，BOD可达90，6以上SS可达85以上，但氮的去除串只有2096左离嚼的去除串就更他因A，二级处理出水中除含有少量合碳有机物尔还合有氮(氨氮和有机氮)和碘(溶解性露和有规蘑)。这掸的出水排到封闭水域的湖
14、泊、河流及内海，仍会增匆水体中的营养成久从而引起水体中浮游生物和藻类的大量繁S，造成水体的富营养化对饮用水源、水产业、工业用水带来很大的危害。在水泥缺乏的地区，欲将基级出水作为第二水6，用于工业冷却水的补充九必须冉经脱氮、除碘等三级处理，还要增加较多的基逮物乃运行答硼酸。优点：（1）流程简单，只有一个污泥回流系统和混合液回流系统，基建费用低；（2）反硝化池不需要外加碳源，降低了运行费用；（3）A/O工艺的好氧池在缺氧池之后，可以使反硝化残留的有机污染物得到进一步去除，提高出水水质；（4）缺氧池在前，污水中的有机碳被反硝化菌利用，可降低其后好氧池的有机负荷。同时缺氧池中进行的反硝化反应产生的碱度
15、可以补偿好氧池中进行硝化反应对碱度的需求。缺点：（1）构筑物较多；（2）污泥产生量较多。2. 传统A2/O法传统A2/O工艺即厌氧缺氧好氧法，其三个阶段是以空间来划分的，是在具有脱N功能的缺氧好氧法的基础上发展起来的具有同步脱N除P的工艺。 该工艺在系统上是最简单的同步脱N除P工艺，其总的水力停留时间一般要小于其它同类工艺（如Bardenpho工艺）。在经过厌氧、缺氧、好氧运行的条件下，丝状菌不能大量繁殖，无污泥膨胀之虞，SVI值一般小于100，处理后的泥水分离效果好。该工艺在运行时厌氧和缺氧段需轻缓搅拌，以防止污泥沉积，由于生物处理池与二次沉淀池分开建设，占地面积也较大，该工艺在大型污水处理厂中采用较多，本次设计不予推荐。3.传统的SBR工艺传统的SBR工艺是完全间隙式运行，即周期进水、周期排水及周期曝气。传统SBR工艺脱N除P大致可分为五个阶段：阶段A为进水搅拌，在该阶段聚磷菌进行厌氧放磷；阶段B为曝气阶段，在该阶段除完成BOD5分解外，还进行着硝化和聚磷菌的好氧吸磷；阶段C为停止曝气、
