氧化沟法处理城市废水的工艺设计(编辑修改稿)

氧化沟法处理城市废水的工艺设计(编辑修改稿)内容摘要：

=区的环境中交替运行，丝状菌不能大量繁殖，污泥沉降性能好，碳源充足 N、 P 出水含量低，可以同时去除 N、 P，总水力停留时间短，污泥含磷量高，肥效好，过程中不需要投药，只需搅拌增加溶解氧即可。 该工艺缺点：除磷效果难以再次提高， 污泥增长有一定的限度。 脱氮效果也难以再次提高。 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。 系统所排出的污泥中只有一本分经历了完整的厌氧、好氧过程，影响了污泥对磷的充分吸收。 可能存在诺卡氏菌的问题 [8]。 （ 2） AB 法 (Adsorption— Biooxidation) 该法由德国 Bohuke 教授首先开发。 该工艺特点有：需要对曝气池按高、低负荷分二级供氧， A 级负荷高，曝气时间短，产生污泥量大，污泥负荷(kgMLSSd)以上，池容积负荷 6kgBOD/(m3d)以上 ； B 级负荷低，污泥龄较长。 A 级与 B 级间设中间沉淀池。 二级池子 F/M(污染物量与微生物量之比 )不同，形成不同的微生物群体。 AB 法虽然能够节省能源，但却不适用于低浓度的水质， A 级和 B 级亦可分期建设。 唐山学院毕业设计 8 （ 3） SBR 工艺 图 32 SBR工艺流程图 SBR 分为进水期、反应期、沉淀期、排水（泥）期、闲置期等几个阶段。 SBR可以通过时间栓虚的控制同时达到具有脱氮除磷的效果。 该工艺为了取得更好的脱氮除磷效果，好氧反应后也可以设置缺氧反硝化反映阶段。 自动控制系统的快速发展，也为 SBR 工艺的应用提供了机械基础以及自动控制手段。 该工艺的有点：（ 1）工艺组成简单，曝气池更是具有二沉池的作用，无需二沉池，不必设置污泥回流设备。 （ 2） SBR 反应器的耐冲击负荷能力强，在一般的城市污水处理中无需设置调节池。 （ 3）系统的反应推动力大，更容易得到优秀的连续出水的水质。 （ 4）设备的运行操作简单灵活，可以通过各个阶段的各种操作状态达到脱氮除磷的效果 （ 5）活性污泥的沉降性能好 SVI 较低，可以有效的限制丝状菌膨胀此工艺过程简单方便易于自动控制，方便维护管理。 唐山学院毕业设计 9 该工艺的缺点：曝气池体积较大，曝气设备的推 动力大，设备的利用率低，设计过程复杂繁琐，需要解决连续进水的问题，需要多设置一套 SBR 设施，间歇出水也会给后续深度处理带来不利影响，同时脱氮除磷时的操作复杂。 （ 4） A/O 工艺 A/O 工艺是有厌氧区和好氧区组成的，厌氧区和好氧区可以同时消除污水中有机污染物和磷的处理系统。 磷物质的去除好决定于污水中的以降价的 COD 的含量，并且微生物对于磷的吸收是可逆的吸附过程，污水长时间的曝气和污泥长时间的沉淀都对于磷的吸收有抑制的效果。 影响磷吸收的主要因素有厌氧环境条件、有机物的浓度及其可利用的程度性能、污泥的污泥龄、酸碱 度温度及其他等等。 A/O 的主要特点：（ 1)其工艺流程操作简单易懂（ 2）厌氧池设在好氧池之前，可以达到生物选择器的选择作用，有益于抑制污泥中丝状菌的膨胀，可以改善活性污泥的沉降性能，并能减轻后续好氧池的负荷，以便于后续处理单元的运行操作。 （ 5）生物膜法 生物膜法消除污水中的有机物是一个复杂繁琐的过程，生物膜法处理污水主要依靠各种物质在生物膜中的扩散传递和有机物的吸附氧化分解以及微生物自身的氧化新陈代谢分解的过程。 污水中的有机污染物可以被生物膜内存在的微生物进行利用氧化分解，通过微生物细胞内的酶的水解作用分解为微生物可以直接进行利用的营养物质，从而解决。 影响生物膜法污水处理效果的主要因素有很多，主要有水底底物的浓度、各种营养物质、无你的有机负荷和容积负荷、污水的水力负荷、污水的溶解氧浓度、生物膜的数量、污水的酸碱度、温度以及污水内的有毒物质浓度等。 生物膜法处 理污水的处理特征可以分为：微生物方面的特征其中包括微生物的种类和微生物存活的世代时间：处理方面的特征：生物膜法处理方式能对水质、水量变化幅度较大的情况适应能力大，能过的到较稳定的出水指标，生物膜法处理污水适用于低浓度污水有机物的处理，通过此方法处理所产生的剩余污泥产量较少，而且此工艺方法运行操作简单，不需要投入大量的时间精力去维护。 次处理方案的缺点需要考虑生物膜滤料的投资，滤料投资所占工程费用的比重较大，此外还需考虑到滤料周期性更换所需要的费用，此方法不适合用于大型污水处理厂的工艺案 [9]。 （ 6） 改良式卡鲁塞尔氧化沟 卡鲁塞尔氧化沟是一个多沟串联的系统，进水与活性污泥混合后在沟内不停的循环运动。 采用垂直安装的低俗表面曝气器曝气器下游的富氧区和上游以及外环的缺氧区。 不但可以有利于生物的凝聚，还能是活性污泥易于沉淀。 改良式卡鲁塞尔氧化沟还特别设置了反硝化脱氮区域，还在氧化沟出水区域与反硝化区域之间设置了内回流渠，建设投资没有明显增加，不添加额外动力提升的条件下达到了更高的唐山学院毕业设计 10 脱氮除磷效果。 更加充分利用了生物反硝化的工艺资源不仅有益于丝状菌膨胀更加不利于菌群的生长。 该工艺的优点 : （ 1）因为表面曝气机的功率 大，氧化沟体积小，土建费用低。 （ 2）有较强的耐冲击负荷能力和搅拌能力，对浓度较高的各种废水有较强适 应能力。 （ 3）可以节约能量消耗。 （ 4）氧的转移效率高。 （ 5）有益于一直丝状菌膨胀抑制不利菌群的生长。 （ 6）能够提升生物系统的稳定性和适应性。 （ 7）工艺简单易于操作，脱氮除磷效果更好。 （ 8）工艺流程简单，运行方便。 (9)不需要设置初沉池。 (10)基建投资小，运行成本较低 . 综上，选择改良式卡鲁塞尔氧化沟工艺的方法，改良式卡鲁塞尔氧化沟能够更好地处理处理本次设计的城市污水处理厂的设计 ，此工艺方案能使出水水质达到所需要达到的水准，经过此工艺处理后的再生水可以直接排放河流和市政管网之内。 工艺流程图 图 33 改良式卡鲁塞尔氧化沟工艺流程图 污水进入后在经过粗格栅，经粗格栅取出较大的漂浮物和固体颗粒，粗格栅可以保护后续设备。 污水经过粗格栅后进入提升泵，提升泵将污水提升至设计的高度，然后流入细格栅，并使后续的处理单元的运行以水流的重力流动为基础。 细格栅去除一些较小的漂浮物和残渣，截留下来的残渣需要定期专业的处理。 然后污水进入唐山学院毕业设计 11 沉砂池，沉砂池可以起到泥水分离的作用，使混合在污水里面的泥沙与谁分离沉底，分离的泥沙在池底进入沉砂池的储砂区域，泥沙定期的专业处理清理。 污水在进入工艺的主体阶段改良式卡鲁塞尔氧化沟区域先经过厌氧区在经过缺氧区最后经过氧化沟，此 时已经基本达到要求的脱氮除磷效果 [10]。 在此阶段后，污水进入二沉池，此池的作用是泥水分离澄清出水。 经过二沉池的出水此时已澄清，在经过消毒车间的消毒，经过处理后的水即达到排放标准可再次排 放至河流或者市政管网。 影响改良式卡鲁塞尔氧化沟除磷的主要因素是污泥龄、硝酸盐的浓度以及基质的浓度等。 经研究表明，当污泥龄超过 15d 时，污泥中的含磷量有明显的下降趋势，污泥龄宜在 815d 的范围内选取，与此同时，高浓度的硝酸盐浓度和低浓度的基质不利于整个过程的除磷效果 [11]。 影响改良式卡鲁塞尔氧化沟脱氮的主要因素是 DO、 硝酸盐浓度以及碳源浓度，研究表明，好氧区 DO 达到 ，缺氧区 DO 达到 硝化反应的前提。 充足的碳源和较高的 C/N 也有利于整个过程的脱氮效果。 虽然改良式卡鲁塞尔氧化沟有着出水水质好、抗冲击负荷强、脱氮除磷效果好、污泥稳定、节省能源、运行操作方便等优点，但是在实际的运行操作过程中让然会有一些问题。 污泥膨胀的问题：当污水中碳化合物较多， N、 P 含量不平衡、 pH 值较低、污泥负荷较高、 DO 不足，等情况时容易引起丝状菌性污泥膨胀，非丝状菌性污泥膨胀问题是由于污水温度较低而污泥负荷较高，微生物代谢速度慢，积蓄较多糖类物质，使污泥的表面附着水大大增加， SVI 值较高，容易形成污泥膨胀。 为了解决污泥膨胀的问题可以增加曝气量、降低进水量、或者控制污泥的回流量 [12]。 泡沫问题：主要发生泡沫问题的因素是污水中的大量油脂未能完全去除，可以通过减少曝气量、或者设置去油设施解决。 最主要的还是加强水源管理，减少含油过高的废水进入污水处理单元。 污泥上浮问题：没有控制好二沉池的停留时间、二沉池发生反硝化作用、含油量大 等因素可能引起污泥的上浮现象。 可以暂停进水找明原因，若发生反硝化作用可以减小曝气量，若发生污泥腐化，应增大曝气量。 流速不均以及污泥沉积的问题：将水流流速控制在。 唐山学院毕业设计 12 4 主体构筑物的设计计算 粗格栅的设计计算 图 41 格栅计算简图 设计参数 粗格栅设置两道 设计流量 Q=80000m179。 /d = sm/ ， 流量变化系数取  最大设计流量 smdm / 栅前流速取 ， 格栅倾斜程度选取 060 ， 过栅流速取 ， 格栅间隙取 ， 栅钱部分长度选取 ， 设计计算 (1)格栅间隙数 n 2vhb sinaQ ma xn   格栅安装倾角取 a= 060 , 栅条间隙 b=, 唐山学院毕业设计 13 污水流经格栅的流速 v 取 , 栅前水深 h 取 , n= 60s   （个） B=S（ n1） +b n B：格栅槽总宽度 S：栅条宽度取 b：栅条间隙 m n：栅条间隙数 B= （ 291） + 29= 最优水力断面：阻力系数最小的水力断面，在影响过水断面的变量中，水流的阻力与过水断面的面积 S负相关，与湿周 X 正相关， S/X 最小时，阻力系数最小，此时的过水断面为最优水力断面 [12]。 渐宽部分长度 1L 根据最优水力断面公式 1B = m a x  a n2 01  020 为进水渠道渐宽部位的展开角度 粗格栅与提升泵链接渐窄部分长度 2L 12  粗格栅的水力损失计算 02h hk  s in2 20  gvh K：系数，水头损失增大系数，一般取 3， 格栅断面形状为锐边矩形， 34)bS（ 取  ， 唐山学院毕业设计 14 g取 ，  取 60176。 ， v 过栅流速取 S 栅条宽度取 , b 栅条间隙取 m0 3 8 i n*2 02342  栅后槽的总高度 H=h1+h2+h3 h:栅前水深取 , 1h ：格栅前渠道超高，一般取 1h = 2h ：过栅水头损失 mhhh 7 3 8 3 8 21  格栅槽的总长度 L= 21 LL +++01tan60H 1B :进水渠道渐宽部分长度 L=++++ 0  每日栅渣量 W= d/ 0 0 8 6 4 0 0 0 0Kz 8 6 4 0 01WQm a x 3   Kz：污水流量总变化系数 W1：单位体积污水栅渣量， 污水）333 10/( mm ，一般粗格栅选取最小值，细格栅选取最大值。 当每日栅渣大于 179。 /d 时栅渣清除用机械清渣。 所以粗格栅每日产生的栅渣采用机械清渣 [14]。 唐山学院毕业设计 15 提升泵 提升泵的选型 根据粗格栅出水的需要，提升泵的选跟根据《给排水设计手册》选为潜水排水泵 表 41 提升泵的参数 流量 900m179。 /h 扬程 9m 输出功率 37kw 功率 型号 300QW900937 本次设计采用 5 台泵， 4 台工作， 1 台备用。 细格栅的设计计算 图 42 细格栅计算简图 设计参数 最大设计流量 Qmax=栅前流速 ， 过栅流速 v=， 栅条宽度 S=， 唐山学院毕业设计 16 格栅间隙 e=， 格栅安装倾斜角 a=55176。 设计计算 本次设计采用两道细格栅 55s inQ ma x 0  e n vn 根 h：栅前水深 V：过栅流速 栅槽宽度 B=S（ n1） +e n= 209++210= 最优水力断面：阻力系数最小的水力断面，在影响过水断面的变量中，水流的阻力与过水断面的面积 S 负相关，与湿周 X 正相关， S/X 最小时，阻力系数最小，此时的过水断面为最优水力断面。 细格栅栅前进水渠道渐宽部分长度 1L 根据最优水力断面公式 1B = m a x  a n2 01  020 为进水渠道渐宽部位的展开角度 粗格栅与提升泵链接渐窄部分长度 2L 1B = m a x  1L =0120tana2 BB 2a ：进水渠道部分的展开角度 1L = 0 。