污水处理厂设计论文

污水处理厂设计论文内容摘要：

、执行国家关于环境保护的政策，符合国家地方的有关法规、规范和标准； 采用先进可靠的处理工艺，确保经过处理后的污水能达到排放标准； 采用成熟 、高效、优质的设备，并设计较好的自控水平，以方便运行管理； 全面规划、合理布局、整体协调，使污水处理工程与周围环境协调一致； 妥善处理污水净化过程中产生的污泥固体物，以免造成二次污染； 综合考虑环境、经济和社会效益，在保证出水达标的前提下，尽量减少工程 投资和运行费用。 工艺设计方案对比 本项目污水处理的特点为：①污水以有机污染为主， BOD/COD =,可生化性较好，重金属及其他难以生物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 BOD、 COD、 SS值为典型城市污水值。 针对以上特点，以及出水要求，现有城市污水处理技术的特点，以采用生化处理最为经济。 根据国内外已运行的中、小型污水处理 厂的调查，要达到确定的治理目标，可采用“ A2/O活性污泥法”。 好氧技术既可用于高浓度有机废水，也可用于中、低浓度有机废水。 而传统活性污泥法、接触氧 化法、氧化沟等则一般用于处理中、低浓度有机废水，对于这些废水，使用这些技术一般均能达到废水排放标准。 一般情况下，城市第二章 工艺设计方案的确定 5 污水厂的工艺流程包括预处理段、一级处理段、二级生物处理段和污泥处理段，如果对出水要求较高，还应有三级处理段，即深度处理段。 根据设计的排水水质标准，且 BOD5/COD，该城市污水可进行生化处理。 二级处理是污水处理的中心环节，污水中大部分污染物在二级处理中得到降解和去除，从而使出厂污水达到排放标准。 二级处理包括各种物理化学法和各种生物处理法。 但各种物理化学法，使用大量昂贵的化学药剂和复杂的 工艺过程以及较高的控制技术，不适于易生物处理的污水。 现流行的生物二级处理法主要包括：氧化塘、 曝气生物滤池 、土地处理法、传统活性污泥法以及在传统活性污泥法工艺基础上发展起来的其它方法，如 AB 法、 A/O 法、 SBR 法、氧化沟法、厌氧生物处理工艺等。 稳定塘工艺 稳定塘为一系列露天池塘，根据原水温度，水质及当地气温确定其容积。 稳定塘工艺可分为好氧塘、兼性塘，厌氧塘、曝气塘和生物塘 (包括养鱼塘和人工植物糖等 )。 一般厌氧塘、兼氧塘和好氧塘串联使用。 从建造和运行角度而言是最经济的一种处理工艺，稳定塘的处理效果 一般是令人满意的，只是有些气味。 污水灌溉也称污水的土地处理法，这种污水处理也要求有大面积土地，同时很难解决具有适宜土壤条件的土地，特别是冬季处理技术尚有待进一步研究，目前在未取得适当规模生产性试验资料的情况下，不宜采用。 传统活性污泥法 该法是在人工充氧条件下 ，对污水和各种微生物群体进行连续混合培养，形成活性污泥。 利用活性污泥的生物凝聚、吸附和氧化作用，以分解去除污水中的有机污染物。 然后使污泥与水分离，大部分污泥再回流到曝气池， 多余部分则排出活性污泥系统 AB法 (Adsorption— Biooxidation) 该法由德国 Bohuke 教授开发。 该 工艺 对曝气池按高、低负荷分二级供氧，第二章 工艺设计方案的确定 6 A级负荷高，曝气时间短，产生污泥量大，污泥负荷 在 (kgMLSSd) 以上，池容积负荷 在 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 法尽管有节能的优点，但不适合低浓度水质， A 级和 B 级亦可分期建设。 A2/O法 （ Anaerobic－ Anoxic－ oxic） 由于对城市 污水 处理的出水有去除氮和磷的要求，故国内 10 年前开发此厌氧 — 缺氧 — 好氧组成的 工艺。 利用生物处理法脱氮除磷，可获得优质出水，是一种深度二级处理 工艺。 A2/O 法的可同步除磷脱氮机制由两部分组成：一是除磷， 污水 中的磷在厌氧状态下 (DO)，释放出聚磷菌，在好氧状况下又将其更多吸收，以剩余污泥的形式排出系统。 二是脱氮，缺氧段要控制 DO mg/L，由于兼氧脱氮菌的作用，利用水中 BOD 作为氢供给体 (有机碳源 )，将来自好氧池混合液中的硝酸盐及亚硝酸盐还原成氮气逸入大气，达到脱氮的目的。 为有效脱氮除磷，对一般的城市 污水 ， COD/TKN 为 ～ (完全脱氮COD/TKN)， BOD/TKN 为 ～ ， COD/TP 为 30～ 60， BOD/TP 为 16～ 40(一般应＞ 20)。 若降低污泥浓度、压缩污泥龄、控制硝化，以去除磷、 BOD5 和 COD为主，则可用 A2/O 工艺 氧化沟工艺 本 工艺 50年代初期发展形成，因其构造简单，易于管理，很快得到推广，且不断创新，有发展前景和竞争力，当前可谓热门 工艺。 氧化沟 具有脱氮的效果且 在应用中 发展为多种形式，比较有代表性的有： 帕式 (Passveer)简称单沟式，表面曝气采用转刷曝气，水深一般在 ～，转刷动力效率 ～ (kWh)。 奥式 (Orbal)简称同心圆式，应用上多为椭圆形的三环道组成，三个环道用不同的 DO(如外环为 0，中环为 1，内环为 2)，有利于脱氮除磷。 采用转碟曝气，水深一般在 ～ ，动力效率与转刷接近，现 已在山东潍坊、北京黄村和合第二章 工艺设计方案的确定 7 肥的污水处理厂应用。 若能将氧化沟进水设计成多种方式，能有效地抵抗暴雨流量的冲击，对一些合流制排水系统的城市 污水 处理尤为适用。 卡式 (Carrousel)简称循环折流式，采用倒伞形叶轮曝气，从 工艺 运行来看，水深一般在 ，但污泥易于沉积，其原因是供氧与流速有矛盾。 三沟式氧化沟 (T 型氧化沟 )，此种型式由简单，处理效果不错，但其采用转刷曝气，水深浅，占地面积大，复杂的三池组成，中间作曝气池，左右两池兼作沉淀池和曝气池。 T 型氧化沟构造控制仪表增加了运行管理的难度。 不设厌氧池，不具备除磷功能。 交替式氧化沟是 SBR 工艺与传统氧化沟工艺组合的结果，目前应用的主要有 3种氧化沟，分别为 VR型、 DE型、 T型。 交替式氧化沟具有良好的脱氮效果，若在起前面设一厌氧池，则起也具有良好的除磷效果。 氧化沟一般不设初沉池，负荷低，耐冲击，污泥少。 建设费用及电耗视采用的沟型而变，如在转碟和转刷曝气形式中，再引进微孔曝气，加大水深，能有效地提高氧的利用率 (提高 20%)和动力效率［达 ～ kgO2/(kWh) ］。 厌氧生物处理工艺 厌氧生物处理是利用厌氧生物的代谢过程， 在无需提供氧气的情况下把有机物转化为无机物 (沼气和水 )和少量的细胞物质，从而达到了废水处理和回收能源目的。 厌氧生物处理工艺运用于食品工业废水，主要原因是废水中含易生物降解的高浓度有机物，且无毒性。 此外，厌氧处理动力消耗低，产生的沼气可作为能源，生成的剩余污泥量少，厌氧处理系统全部密闭，利于改善环境卫生，可以季节性或间歇性运转，污泥可长期贮存。 因此，厌氧生物处理是一项具有经济效益的处理技术。 但是， 厌氧处理去除有机物的绝对数量和浓度虽然高，但其出水有机物浓度仍然较高，必须经过后续处理才能达到较高的排放标准， 它一般作为好氧工艺的前处理，或者作为排放到城市下水道之前的预处理。 SBR 法 第二章 工艺设计方案的确定 8 SBR 法早在 20 世纪初已开发，由于人工管理繁琐未予推广。 此法集进水、曝气、沉淀、出水在一座池子中完成，常由四个或三个池子构成一组，轮流运转，一池一池地间歇运行，故称序批式活性污泥法。 现在又开发出一些连续进水连续出水的改良性 SBR 工艺 ，如 ICEAS 法、 CASS 法、 IDEA 法等。 这种一体化工艺 的特点是 工艺 简单，由于只有一个反应池，不需二沉池、回流污泥及 设备 ，一般情况下不设调节池，多数情况下可省去初沉池，故节省占地和投资，耐冲击负荷 且运行方式灵活，可以从时间上安排曝气、缺氧和厌氧的不同状态，实现除磷脱氮的目的。 但因每个池子都需要设曝气和输配水系统，采用滗水器及控制系统，间歇排水水头损失大，池容的利用率不理想，因此，一般来说并不太适用于大规模的城市 污水 处理厂。 SBR法是间歇式活性污泥法的简称， 它是近年来在国内外被引起广泛重视和研究的日趋增多的一种污水生物处理新技术。 现在又开发出一些连续进水连续出水的改良性 SBR工艺，如 ICEAS法、 CASS法、 IDEA法等。 SBR法适用于水量、水质排放不均匀的工业废水处理，可节省投资， 实现高浓度进水、高容积负荷和高去除率 ,在处理高浓度有机废水方面独具特色 ,而且对氮、磷、硫的脱除效果好 ,特别适合浓度高、排放量小的各种工业有机废水 ,如化工、造纸、印染等 ,同时也适合应用于对出水水质要求较高、水量水质波动较大的的污水处理。 如青州市日处理 5万吨城市污水处理厂就采用 SBR工艺。 SBR 的改进工艺 ABJ ICEAS 工艺 ： 与传统的 SBR 工艺相比，改进的 ICEAS 最大的特点是： 由于增加了预反应区，使主反应池省去了闲置期， 对 高峰流量的耐冲击力也得到了保证； 单一的池体设计，独立完成处理过程， 维护、扩建方便； 与 SBR 相比，池子尺寸减小了 20％，占地节省； 与传统处理技术相比，减少了沉淀池以及相关泵送系统，大大降低了成本和能耗； 第二章 工艺设计方案的确定 9 无进出水控制阀，节约成本，滗水速率为常数，出水稳定； 污水处理工艺流程的确定 、 工艺流程介绍 本项目污水处理的特点为：①污水以有机污染为主， BOD/COD =,可生化性较好，重金属及其他难以生物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 BOD、 COD、 SS值为典型城市污水值。 针对以上特点，以及出水要求，现有城市污水处理技术的特点，以采用生化处理最为经济。 根据国内外已运行的中、小型污水处理 厂的调查，要达到确定的治理目标，可采用“ A2/O活性污泥法”。 图 1 污水处理工艺流程图 可行性分析 青岛是山东重要工业城市 ,污水中 BOD、 COD、 SS、酸、碱、有机磷、酚、氯化物、硫化物、苯等浓度较高。 进水 格栅 提升泵房 沉砂池 砂水分离 砂 厌氧池 缺氧池 好氧池 二沉池 接触池 排放 消毒剂 泵房 消化池 浓缩池 脱水间 泥饼 第二章 工艺设计方案的确定 10 设计的城阳水质净化厂处理对象为城市污水，进水水量波动较大。 处理后的污 水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》 (GB189182020)二级标准。 达标污水排入墨水河的排污区后，经短距离河道输送汇入胶州湾，排放地点位于墨水河口处。 此工艺污水处理设施，出水水质能达到 10/10/1/1(SS / BOD5 /NH3N/P)，并可完成生物脱氮除磷。 因此，工程采用 A2/O法处理工艺，使用的工艺需要使得 COD/TN=108 TP/BOD5=。 与传统的 活性污泥法 工艺相比， A2/O 法 最大的特点是： A2/O 法 是流程最简单，应用最广泛的脱氮除磷工艺。 污水首先进入厌氧池，兼性厌氧菌将污水中的易降解有机物转化成 VFAs。 回流污泥带入的聚磷菌将体内的聚磷分解，此为释磷，所释放的能量一部分可供好氧的聚磷菌在厌氧环境下维持生存，另一部分供聚磷菌主动吸收 VFAs，并在体内储存 PHB。 进入缺氧区，反硝化细菌就利用混合液回流带入的硝酸盐及进水中的有机物进行反硝化脱氮，接着进入好氧区，聚磷菌除了吸收利用污水中残留的易降解 BOD外，主要分解体内储存的 PHB 产生能量供自身生长繁殖，并主动吸收环境中的溶解磷，此为吸磷，以聚磷的形式在体内储存。 污水经厌氧，缺氧区，有机物分别被 聚磷菌 和反硝化细菌利用后浓度已很低，有利于自养的硝化菌的生长繁殖。 本工艺在系统上可以称为最简单的同步脱氮除磷工艺，总的 水力停留时间少于其他同类工艺。 而且在厌氧 缺氧 好养交替运行条件下，不易发生污泥膨胀。 运行中切勿投药，厌氧池和缺氧池只有轻缓搅拌，运行费用低。 终上所述，面对青岛城阳的现实情况和污水处理特点，采用 A2/O 法 工艺 ，可以达到国家标准而且投资可达到最 省。 第三章 构筑物的设计计算 11 第三章 构筑物的设计计算 格栅的设计计算 设计说明 格栅的主要作用是将污水中的大块污物拦截，以免其对后续处理单元的机泵或工艺管线造成损害。 栅条的断面主要根据过栅流速确定，一般过栅流速为～ ，槽内流速。 如果流速过大，不仅过栅水头损失增加，还可能将已截留在栅上的栅渣冲过格栅，如果流速过小，栅槽内将发生沉淀。 此外，在选择格栅断面尺寸时，应注意设计过流能力只为格栅生产厂商提供的最大过流能力的 80%，以留有余地。 日平均流量 Q=50000m3/d，变化 系数 KZ=，其瞬时最大流量 QMAX=，按 2 个格栅设计。 设计计算 取栅条间距 b=，栅条宽度 S= 栅条间隙数 (n) Qmax— 最大设计流量， m3/s； α — 格栅倾角，取 60176。 ； h— 栅前水深，取 ； ν — 污水的过栅流速，取。 max sin。