生活污水脱氮除磷工程设计毕业设计(编辑修改稿)

生活污水脱氮除磷工程设计毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

值是判断污水可生化性的最简单易行和最常用的方法。 一般认为BOD/COD， BOD/COD 可生化， BOD/COD 较难生化， BOD/COD 不易生化。 本设计污水的 BOD/COD=，可生化性较好，生化法易于处理。 （ 2） BOD/TN（即 C/N）比值 C/N 比值是判断能否有效脱氮的重要指标。 从理论上讲， C/N≥ 就能进 行脱氮，但一般认为，C/N≥ 才能进行有效脱氮；《城市污水生物脱氮除磷处理设计规程》则规定， C/N 宜大于 4。 本工程进水水质 C/N=，非常适合生物脱氮。 （ 3） BOD/TP 比值 该指标是鉴别能否生物除磷的主要指标。 进水中的 BOD 是作为营养物供聚磷菌活动的基质，故BOD/TP 是衡量能否达到除磷的重要指标，一般认为该值要大于 20，比值越大，生物除磷效果越明显。 本工程进水水质， BOD/TP=，非常适合采用生物脱氮工艺。 综上所述，本设计污水处理厂进水水质不仅适宜于采用二级生化处理工艺，而且 非常适合采用生物脱氮除磷的工艺。 2. 3 小区生活污水处理原则 （ 1）处理出水要求和处理程度：一般来说，不同小区对出水的要求差异较大。 应根据我国《污水综合排放标准 （ GB89781996） 》和《城市污水处理厂污染物排放标准 （ GB1891820xx） 》的有关规定和当地环保部门的要求确定处理程度，以确保出水水质； （ 2）污水处理设施的设计计算和建设必须结合小区的整体规划和建设特点即外观设计上要和小区建设环境相协调 [1]； （ 3）在污水处理工艺上力求简单实用，以方便管理； （ 4）在高程布置上应尽量采用立体布局 ，充分利用地下空间。 平面布置上要紧凑，以节省用地； 陕西理工学院毕业设计 第 4 页 共 40 页 （ 5）污水处理厂位置应尽可能位于小区下风向，与其他建筑物有一定的距离，以减少对环境的影响； （ 6）设备化、定型化、模块化，施工安装方便，运行简易，设备性能稳定，适合分期建设 [6]； （ 7）处理程度高，污泥产量小，并尽可能采用节能处理技术； （ 8）处理构筑物对水力负荷和有机物负荷的适应范围较大，使系统有较好的经受冲击负荷的能力 [7]； （ 9）小区内的人口是逐渐增加的，因此，小区污水处理厂应按可预期的发展规划作为流量设计的基础。 根据我国情况，可考虑采用 20 年的 设计周期。 2. 4 核心工艺的确定 常用工艺的介绍 （ 1） A2/O 工艺 基本原理 ： A2/O 工艺是 AnaerobicAnoxicOxic 的英文缩写，它是厌氧 缺氧 好氧生物脱氮除磷工艺的简称。 该工艺处理效率一般能达到： BOD5 和 SS 为 90%~95%，总氮为 70%以上，磷为 90%左右，一般适用于要求脱氮除磷的大中型城市污水厂 [8]。 但 A2/O 工艺的基建费和运行费均高于普通活性污泥法，运行管理要求高，所以对目前我国国情来说，当处理后的污水排入封闭性水体或缓流水体引起富营养化，从而影响给水水源时 ，才采用该工艺。 A2/O 工艺的特点 ： ① 污染物去除效率高，运行稳定，有较好的耐冲击负荷 ； ② 污泥沉降性能好 ； ③ 厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同 种类微生物菌群的有机配合，能同时具有去除有机物、脱氮除磷的功能 ； ④ 脱氮效果受混合液回流比大小的影响 ， 除磷效果则受回流污泥中夹带 DO 和硝酸态氧的影响，因而脱氮除磷效率不可能很高 ； ⑤ 在同时脱氧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 ； ⑥ 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。 A2/O 工艺的缺点 ① 反应池容积比 A/O 脱氮工艺还要大； ② 污泥内回流量大，能耗较高； ③ 用于中小型污水厂费用偏高； ④ 沼气回收利用经济效益差； ⑤ 污泥渗出液需化学除磷。 （ 2） 氧化沟 基本原理 ： 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。 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。 氧化沟一般由沟体、曝气设备、进出水装置、导流和混合设备组成，沟体的平面形状一般呈环形，也可以是长方形、 L 形、圆形或其他形状，沟端面形状多为矩形和梯形。 目前应 用较为广泛的氧化沟类型包括：帕斯韦尔（ Pasveer）氧化沟、卡鲁塞尔（ Carrousel）氧化沟 、奥尔伯（ Orbal）氧化沟 、 T 型氧化沟（三沟式氧化沟）、DE 型氧化沟和一体化氧化沟。 氧化沟工艺的特点 ： ① 构造形式多样性； ② 曝气设备的多样性； ③ 曝气强度可调节； 陕西理工学院毕业设计 第 5 页 共 40 页 ④ 简化了预处理和污泥处理。 氧化沟工艺的缺点 ： ① 污泥膨胀问题； ② 泡沫问题； ③ 污泥上浮问题； ④ 流速不均及污泥沉积问题。 （ 3） SBR 工艺 工艺原理 ： 在反应器内预先培养驯化一定量的活性污泥，当废水进入反应器与活性污泥混合接触 并有氧存在时，微生物利用废水中的有机物进行新陈代谢，将有机物降解并同时使微生物细胞增殖。 将微生物细胞物质与水沉淀分离，废水即得到处理。 其处理过程主要由初期的去除与吸附作用、微生物的代谢作用、絮凝体的形成与絮凝沉淀性能几个净化过程完成。 SBR 工艺特点 ： ① 理想的推流过程使生化反应推 动力增大，效率提高，池内厌氧、好氧处于交替状态，脱氮除磷效果好 ； 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，池内有滞留 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 反应池内存在 DO、 BOD5 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 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。 SBR 工艺的缺点 ： ① 间歇周期运行 ， 对自控要求高； ② 变水位运行，电耗增大； ③ 污泥稳定性不如厌氧硝化好。 以上三类工艺的详细比较 [8,9]如 表 和表 ： 表 三类工艺 对污染物去除率的比较 [8,9] 工艺类型 主要污染物去除功效 SS COD BOD 脱氮功能 除磷功能 A2/O 常规 较好 好 好 一般 一般 改良 较好 好 好 较好 较好 氧化沟 Carrousel 较好 较好 好 较好 较好 Orbal 较好 较好 好 好 一般 三沟氧化沟 较好 较好 好 不稳定 不稳定 SBR 经典 SBR 好 较好 好 一般 一般 CAST 好 较好 好 好 好 CASS 好 较好 好 较好 较好 陕西理工学院毕业设计 第 6 页 共 40 页 表 三类工艺 性能 的比较 [8,9] 主要工艺类型 处理流程 规模占地 先进性 成熟性 污泥 产生量 单位建 设成本 单位运行 成本 A2/O 常规 复杂 高 较好 较好 较大 较高 中 改良 复杂 高 好 一般 较大 较高 中 氧化沟 Carrousel 较简单 中 好 较好 中 较高 高 Orbal 较简单 中 好 较好 中 高 高 三沟氧化沟 较简单 中 好 较好 中 中 高 SBR 经典 SBR 简单 低 较好 较好 小 中 中 CAST 较简单 低 好 较好 小 较高 中 CASS 较简单 低 好 较好 小 较高 中 综上所述， CAST 工艺的生物脱氮除磷效果最好，同时污泥量小并且污泥相对稳定，基建费用和运行费用较低，施工难度小，工期短，对于小区的中型污水处理厂而言， CAST 工艺是最佳的方案。 CAST 工艺 （ 1） 原理 CAST 工艺是处理生活污水和工业废水的先进工艺之一，是基于常规活性污泥法、间歇活性污泥法、 Carrousse 氧化沟等工艺在去除氮磷方面不断改进而研发的新工艺。 CAST 工艺在主反应区 (SBR池 )的前面设置了生物选择区和接触区。 生物选择区可在厌氧或缺氧 的条件下运行，能有效抑制丝状菌的膨胀，经预处理的污水和回流的活性污泥首先进入这里进行混合；接触区具有明显的基质浓度梯度，活性污泥能快速吸附和水解水中的有机物，同时回流污泥中的硝酸盐氮经反硝化去除，聚磷得到释放，达到了较好的除磷脱氮效果。 CAST 反应池的末端安装了可升降的自动撇水装置 滗水器，整个工艺的曝气、沉淀、排水三个过程都在同一池子内周期循环运行，省去了常规活性污泥法的二沉池。 各池体交错运行，可间断进水、排水，而总的生产线则保持连续进水、出水 [10]。 CAST 工艺中活性污泥不断地在生物选择器中经历高 絮体负荷阶段 ， 这样有利于絮凝性细菌的生长，提高污泥活性，并通过酶反应快速去除废水中的溶解性易降解底物，从而抑制了丝状细菌的生长和繁殖，避免了污泥膨胀的发生。 同时当生物选择器处于缺氧环境时，回流污泥存在的少量硝酸盐氮可得到反硝化，反硝化量可达整个系统硝化量的 20 %[11]。 （ 2） CAST 工艺的主要技术特征 [10,12] ① 间断进水，间断排水： 污水排放大都是连续或半连续的， CAST 工艺比较适合这样的排水特点。 CAST 工艺设计时可采用一个或两个以上池子并联运行。 ② 运行上的时序性： CAST 反应池 与 SBR 类似 都是 按曝气、沉淀、排水和闲置四个阶段根据时间依次进行。 ③ 运行过程的非稳态性：每个工作周期内排水开始时 CAST 池内液位最高，排水结束时，液位最低，液位的变化幅度取决于排水比，而排水比与处理废水的浓度、排放标准及生物降解的难易程度等有关。 反应池内混合液体积和基质浓度均是变化的，基质降解是非稳态的。 ④ 溶解氧周期性变化： CAST 在反应阶段是曝气的，在沉淀阶段和排水阶段不曝气，因此，反应池中溶解氧是周期性变化的。 （ 3） CAST 工艺的优点 [13,14] ① 工艺简单，占地面积小，投资较低： CAST 的核心构筑物为反 应池，没有二沉池，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，占地省和投资低 ； ② 曝气阶段生化反应推动力大：这有利于减少曝气池容积，降低工程投资 ； ③ 沉淀效果好： CAST 工艺在沉淀阶段几乎整个反应池均起沉淀作用池，沉淀阶段的表面负荷比沉淀池小得多，没有进水的干扰，沉淀效果较好。 实践证明，当冬季温度较低，污泥沉降性能差陕西理工学院毕业设计 第 7 页 共 40 页 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 CAST 工艺的正常运行。 实验和工程中曾遇到 SV30高达 96%的情况，只要将沉淀阶段的时间稍作延长，系统运行不受影响。 CAST 反应池中存在较大的基质浓度梯度，而且处于缺氧、好氧交替变化之中，这样的环境条件不利于丝状微生物的优势生长，可有效防止污泥丝状膨胀 ； ④ 运行灵活，抗冲击能力强： CAST 工艺是按时间顺序运行的，各阶段的长短均可根据进水、出水水质及污水量的变化灵活调整，可以在满足排放标准的条件下达到经济运行的目的。 CAST 工艺集曝气、沉淀等功能于一体，池容相对较大，抗水质、水量冲击能力较大。 当进行脱氮除磷时，可通过间断曝气控制反应池的溶解水平，提高脱氮除磷的效果 ； ⑤ CAST 工艺可应用于大型、中型及小型污水处理工程，比 SBR 工艺 适用范围更广泛 ； ⑥ 运行稳定性好 ； ⑦ 基质去除率较高 ； ⑧ 剩余污泥量小，性质稳定。 （ 4） 工艺缺点 ① 间歇周期运行，对自控要求较高； ② 变水位运行，电耗增大； ③ 容积利用率较低； ④ 污泥稳定性不如厌氧硝化好。 污水处理工艺流程图 原水 粗格栅 提升泵房 细格栅 平流沉砂池 CA S T反 应池 接触池 出水栅渣外运 栅渣外运 沉砂外运 贮泥池污泥脱水间鼓风机房泥饼外运Cl O 2 消毒 图 工艺流程图 污水经上工艺处理后将达到 GB1891820xx 一级 A 标准，污水中主要污染物在各工段的去除率如表 所示。 表 污染物在各阶段的去除率 [8,13,16] 工段 项目 COD(mg/L) BOD(mg/L) SS(mg/L) TN(mg/L) TP(mg/L) 中格栅 进水 280 130 280 30 出水 280 130 140 30 去除率 /% 0 0 50 0 0 细格栅 进水 280 130 140 30 30 出水 280 130 42 30 30 去除率 /% 0 0 70 0 0 沉砂池 进水 280 130 42 30 30 出水 280 130 30 30 去除率 /% 0 0 60 0 0。