高氮污水处理工艺设计毕业论文

高氮污水处理工艺设计毕业论文内容摘要：

污泥膨胀。 近十几年来 A1/O 工艺在国内外的应用发展较快，被认为是解决城市污水及含氮工业废水氮污染的有效工艺。 (1)硝化反应：指在好氧条件下，将 NH4+转化为 NO2和 NO3的过程。 此作用是由亚硝酸菌和硝酸菌两种菌共同完成的。 这两种菌属于化 能自养型微生物。 其反应如下 ： 硝化细菌是化能自养菌，生长率低，对环境条 件变化较为敏感。 温度、溶解氧、污泥龄、 pH值、有机负荷等都会对它产生影响。 ① 硝化反应的适宜温度为 20～30℃。 低于 l5℃时，反应速度迅速下降， 5℃时反应几乎完全停止。 ② 由于硝化菌是自养菌，若水中 BOD 值过高，将有助于异养菌的迅速增殖，微生物中硝化菌的比例就会下降。 ③ 硝化菌的生长世代周期较长，为了保证硝 化作用的进行，泥龄应取大于硝化菌最小世代时间两倍以上。 ④ 硝化反应对溶解氧有较高的要求，处理系统中的溶解氧最好保持在 2 mg／ L以上。 ⑤ 在硝化反应过程中，有 H 释放出来，使 pH值下降。 硝化菌受 pH值的 影响很敏感，为了保持适宜的 pH值 (7～ 8)，应在废水中保持足够的碱度，根据变化调节 pH值。 lg氨态氮 (以 NH3N计 )完全硝化，需碱量 (以 CaCO3，计 ) g。 (2)反硝化反应：指在无氧条件下，反硝化菌 将硝酸盐的氮和亚硝酸盐的氮还原为氮气的过 程。 其反应如下： 总反应式为： 反硝化菌属异养型兼性厌氧菌，在有氧存在时，它会以 O2 为电子受体进行好氧呼吸；在无氧而有 NO3或 NO2存在时，则以 NO3 或 NO2为电子受体，以有机碳为电子供体和营养源进行反硝化反应。 影响反硝化反应 的一些因素：① 在反硝化反应中，最大的问题就是污水中可用于反硝化的有机碳的多少及其可生化程度。 当污水中的 BOD5 ／ TKN(总凯氏氮 )3～ 5时，可认为是碳源充足。 ② 反硝化反应的适宜 pH值为 6． 5～ 7． 5。 若其高于 8或低于 6时。 反硝化速率将迅速下降 ③反硝化反应的温度范围较宽，在 5～ 40℃范围内都可以进行。 但温度低于 l5℃时，反硝化 速率明显下降。 厌氧池 (A池 )。 使进人的废水与回流的生化活性污泥进行充分的搅拌混合，充分发挥活性污泥初期吸附能力强的功能，并使混合废水处于兼氧状态，增强抑弱，以达到活性污泥优选 的功能。 好氧池 (O池 )。 是废水中 COD、 BOD5 达标排放的关键。 废水与活性污泥在 O池中，在充分供氧的情况下．微生物异常活跃地摄食水体中的有机物进行同化异化反应，使得有机物不断地转化为微生物体内的物质和简单 H2O、 CO2 等代谢产物，从而使得废水中的有机污染物得以较彻底去除。 本工艺优点是：（ 1）去除有机物和氮，流程简单，构筑物少，只有一个污泥回流系统和混合液回流系统，节省基建费用；（ 2）反硝化池不需外加有机碳源，降低了运行费用；（ 3）好氧池在缺氧池后，可使反硝化残留的有机物得到进一步去除，提高了出水水质 （残留有机物进一步去除）；（ 4）池中污水的有机物被反硝化菌所利用，减轻了其它好氧池的有机物负荷，同时缺氧池中反硝化产生的碱度可弥补好氧池中硝化需要碱度的一半（减轻了好氧池的有机物负荷，碱度可弥补需要的一半）。 其主要缺点是脱氮效率不高，一般为 70%80%。 此外，行不当，则会发生反硝化反应，造成污泥上浮，使处理水水质恶化。 3． 3 A／ O工艺与传统的生物脱氦工艺的比较 A／ 0工艺与传统的多级生物脱氮工艺相比主要有如下优点：① 流程简单，省去了中间沉淀池，构筑物少，大大节省了基建费用．且运行费用低，占地面积小；② 以原污水中的含碳有机物和内源代谢产物为碳源，节省了投加外碳源的费用，并可获得较高的碳氮比，以确保反硝化作用的充分进行；③ 好氧池设在缺氧池之后，可进一步去除反硝化残留的有机污染物，确保出水水质达标后排放； @ 缺氧池置于好氧池之前，由于反硝化消耗了原污水中一部分碳源有机物 BOD，既可减轻好氧池的有机负荷，又可改善活性污泥的沉降性能，以利于控制污泥膨胀，而且反硝化过程产生的碱度可以补偿硝化过程对碱度的消耗。 A／ O工艺的缺点：由于好氧池位于缺氧池之后，从 A／ O生化池出来的水中含有一定浓度的硝酸盐，在二沉池中， 有可能进行反硝化反应，造成污泥上浮，影响出水水质。 主要构筑物 及其简介 格栅 格栅是由一组平行的金属栅条制成的框架，斜置在污水流经的渠道上，或泵站集水井的进水处，用以截阻城市污水中大块的呈悬浮或漂浮状态的污物，是物理处理法的一种。 一般情况下，分粗细两道格栅，粗格栅的作用是拦截较大的悬浮物或漂浮物，以保护水泵；细格栅的作用是拦截粗格栅未截流的悬浮物或漂浮物。 其中被截留的物质称为栅渣。 泵房 泵房采用合建式，即集水池与机械间合建在一起 （ 1） 集水池 城市污水的水量和水质随时间 而变化，污水量越小，其水质和水量变化程序越大。 城市工业废水的水质和水量，也会随着企业的性质不同而变化，污水的水量变化对污水处理设备，特别是生物处理设施正常发挥其净化功能是不利的，甚至还可能遭到破环。 在这种情况下，经常采取的措施是，在污水处理系统之前设有均和集水池，用以进行水量的调节和水质的均和，以保证污水处理设施的正常运行。 （ 2） 泵房形式 A 自灌式泵房和非自灌式泵房 水泵及吸水管的充水，有自灌式和非自灌式，故泵房也可分为自灌式与非自灌式两种。 ① 自灌式泵房 采用自灌式时叶轮（或泵轴）低于集水池最低水位， 在最高、中间和最低水位三种情况都能直接启动。 自灌式泵房优点是启动及时可靠，不需引水的辅助设备，操作简单。 缺点是泵房较深，增加地下工程造价。 噪声较大。 污水泵站为常年运行，采用自灌式较多，启动及时，管理简单，尤其对开停比较频繁的泵站，使用自灌式较多。 ② 非自灌式泵房 泵轴高于集水池最高水位，不能直接启动，需要引水设备。 这种泵房较浅，结构简单，但管理人员必须熟练地掌握水泵启动工序。 B 圆形泵房和矩形泵房 ① 圆形及下圆上方泵房 当设计水量较小或水泵台数在 4 台以下时，一般可采用圆形泵房，采用下圆上方形泵房，室内面积 的利用更好些。 圆形泵房便于用沉井法施工；中小型泵站中以圆形造价较低，常用内径为 7～ 15 米。 地面以下至来水管底深度一般为 3～ 8 米。 ② 矩形泵房 多为打开槽施工，其设计流量为 ～ 30m3/s。 矩形泵房比圆形泵房可利用的空间较大，室内面积利用率较高，工艺布置用于大中型泵站较为合理，起吊检修方便。 但是，施工工程不成熟。 C 合建式泵房和分建式泵房 合建式泵房是指集水池与机械间合建在一起。 自灌式大多数采用合建式泵房，紧凑，占地少，结构简单，尤其是开明施工。 分建式泵房是指集水池与机械间分成两个独立的构筑物，两者之间 可以相隔一定距离，非自灌式泵房采用分建式较多，水泵检修方便 [910]。 沉砂池 沉砂池的作用是从污水中分离相对密度较大的无机颗粒，沉砂池一般设在泵站、沉淀池前，保护水泵和管道免受磨损，防止后续处理构筑物管道的堵塞，减少污泥处理构筑物的容积，提高污泥有机组分的含量，提高污泥作为肥料的价值。 污水中的砂粒是指相对密度较大，易沉淀分离的一些大颗粒物质，主要是污水中的无机性砂粒，砾石和少量较重的有机颗粒，如树皮、骨头、种粒等。 在颗粒物质的表面还附着一些粘性有机物，这些粘性有机物是极易腐败的污泥，因此，这些颗粒物都应在沉砂池中去除。 沉砂池有三种形式：平流式、曝气式和涡流式。 平流式矩形沉砂池是常见的型式，具有结构简单、处理效果较好的优点。 曝气沉砂池是在池的一侧通入空气，使污水沿池旋转前进，从而产生与主流垂直的横向恒速环流。 涡流式沉砂池是利用水力涡流，使泥砂和有机物分开，以达到除砂的目的。 本设计采用 曝气 式沉砂池。 普通沉砂池的沉砂中含有约 15％的有机物，使沉砂的后续处理难度增加。 采用曝气式沉砂池可克服这一缺点， 曝气沉砂池是在池的一侧通入空气，使污水沿池旋转前进，从而产生与主流垂直的横向恒速环流。 曝气式沉砂 池的优点是通过调节曝气量，可以控制污水的旋流速度，使除砂效率较稳定，受流量变化的影响较小。 同时还对污水起预曝气作用。 初次沉淀池 沉淀池主要去除悬浮于污水中的可沉淀的固体物质。 按在污水处理流程中的位置，主要分为初次沉淀池和二次沉淀池。 初次沉淀池的作用是对 污水中的以无机物为主体的比重大的悬浮物进行沉淀分离。 当污水进入初次沉淀池后流速迅速减小至 ，从而极大地减小了水流夹带悬浮物的能力，使悬浮物在重力作用下沉淀下来成为污泥，而相对密度小于 1 的细小漂浮物则浮至水面形成浮渣而除去。 按照初 次沉淀池的形状和水流特点，国内通常将初次沉淀池分为平流式、竖流式、辐流式及斜板（管）四种。 每种沉淀池均包含进水区、沉淀区、缓冲区、污泥区和出水区五个区。 本设计采用 竖流式沉淀池，它的优点是无机械刮泥设备，排泥方便，管理简单，占地面积较小。 但是缺点是池子深度较大，施工困难，对冲击负荷和温度变化的适应能力较差，造价较高，池径不宜过大，否则布水不均。 它适用于处理水量不大的小型污水处理厂（单池容积小于 1000 m3）。 A1 /O 脱氮工艺是一种有回流的前置反硝化生物脱氮工艺，由前段缺氧池， 后段好氧池串联组成。 二次沉淀池 通常把生物处理后的沉淀池称为二次沉淀池或最终沉淀池。 二次沉淀池的作用是泥水分离，使混合液澄清、污泥浓缩并将分离的污泥回流到生物处理阶段。 二沉池除了进行泥水分离外，还起着污泥浓缩的作用。 在二沉池中同时进行着两种沉淀，即层状沉淀和压缩沉淀。 层状沉淀满足澄清的要求，压缩沉淀完成污泥浓缩的功能。 所以与初沉池相比所需要的面积大于进行泥水分离所需要的池面积。 本设计采用 辐流式二次沉淀池。 消毒 接触池 污水经二次沉淀池澄清后水质得到改善，细菌含量也大幅 度减少，但其绝对值仍很可观，并有存在病原菌的可能。 因此，污水排入水体前进行消毒，特别是医院、生物制品所及屠宰场等有致病菌污染的污水，更应严格消毒。 本设计采用药剂二氧化氯（ ClO2）进行消毒， ClO2 在常温常压下是一种带有辛辣气味的黄绿色气体，易溶于水形成黄绿色溶液，溶解度为。 ClO2是一种强氧化剂，不但具有高效的杀菌性能，可以有效地杀灭水中的细菌、病毒、藻类和浮游生物，而且 ClO2 能与水中的 Fe2+、 Mn2+、 CN等无机物和酚类、腐殖质等发生反应并有效地去除这些物质，达到减低色度、分解酚 类等物质的目的。 ClO2 可以将水中的高分子有机物氧化分解成小分子。 与氯气相比， ClO2 还具有用量少、作用快和效率高等优点 [11]。 4 计算部分 设计水量的计算 污水平均水量： sLsmdmQ /232/平均 污水总变化系数： sK 最大设计水量： s/ 3zm a x  平均 最小设计水量： / 3zm i n  平均 格栅 设计参数及其规定 （ 1）水泵前格栅栅条间隙，应根据水泵要求确定。 （ 2）污水处理系统前格栅栅条间隙，应符合：（ a）人工清 25～40mm。 (b)机械清除 16mm。 (c)最大间隙 40mm。 污水处理厂亦可设置粗细两道格栅，粗格栅栅条间隙 50～ 150mm。 （ 3）如水泵前格栅栅条不大于 25mm，污水处理系统前可不再设置格栅。 （ 4）栅渣量与地区的特点，格栅的间隙大小、污水流量以及下水道系统的类型等因素有关。 在无当地运行资料时，可采取：（ a）格栅间隙 16～ 25mm,～ /103 m3（栅渣 /污水）；（ b）格栅间隙30～ 50mm， ～ m3 /103 m3（栅渣 /污水）。 栅渣的含水率一般为 80%，容重约为 960kg/m3。 （ 5）在大型污水处理厂或泵站前的大型格栅（每日栅渣量大于） ,一般采用机械清渣。 （ 6）机械格栅不宜少于 2 台，如为 1 台时，应人工清除格栅备用。 （ 7）过栅流速一般采用 ～。 俄罗斯规范为 ～ m/s，日本指南为 m/s，美国手册为 ～ ，法国手册为 ～。 （ 8）格栅前渠道内水流速度一般采用 ～ m/s。 （ 9） 格栅倾角一般采用 45176。 ～ 75176。 日本指南为人工清除 45176。 ～60176。 ，机械清除 70176。 左右；美国手册为人工清除 30176。 ～ 45176。 ，机械清除40176。 ～ 90176。 ；国内一般采用 60176。 ～ 70176。 （ 10）通过格栅水头损失一般采用 ～。 （ 11）格栅间必须设置工作台，台面应高出栅前最高设计水位。 工作台上应有安全设施和冲洗设施。 （ 12）格栅间。