北京蓝谷竹园住宅小区中水处理工程设计毕业设计

北京蓝谷竹园住宅小区中水处理工程设计毕业设计内容摘要：

悬浮固体一体，节省了后续沉淀池 （ 二沉池 ） ，具有容积负荷、水力负荷大，水力停留时 间短，所需 基北京蓝谷竹园住宅小区中水处理工程设计 9 建投资少，出水水质好 ， 运行能耗低，运行费用少的特点 ， 其工艺流程如图16。 污水 → 格栅 → 初沉 → 曝气生物滤池 → 消毒 → 中水回用 图 16 曝气生物滤池工艺流程图 工艺特点 ： ① 一次性投资比传统方法低 1/4； ② 占用面积为常规工艺的 1/0 1/5，运行费低 1/5； ③ 进水要求悬浮物 5060mg/L，最好与一级强化处理相结合，如采用水解酸化池； ④ 填料多为页岩陶粒，直径 5mm，层高 ； ⑤ 水往下、气往上的逆向流可不设二沉池。 曝气生物滤池与普通活性污泥法相比，具有有机负荷高、占地面积小（是普 通活性污泥法的 1/3）、投资少（节约 30%）、不会产生污泥膨胀、氧传输效率高、出水水质好等优点，但它对进水 SS 要求较严（一般要求 SS≤100mg/L，最 好 SS ≤ 60mg/L），因此对进水需要进行预处理。 同时 它的反冲洗水量、水头损失都较大。 另外，曝气生物滤池作为集生物氧化和截留悬浮固体于一体的新工艺，节省了后续沉淀池 (二沉池 )，具有容积负荷、水力负荷大，水力停留时间短，所需基建投资少，出水水质好 ， 运行能耗低，运行费用少的特点。 （ 3）膜生物反应器工艺 膜生物反应器（ Membrane BioReactor, MBR）为膜分离技术与生物处理技术有机结合之新型态废水处理系统 [10]。 它 是一种由膜分离单元与生物处理单元相结台的新型水处理技术，以膜组件取代二沉池在生物反应器中保持高活性污泥浓度减少污水处理设施占地，并通过保持低污泥负荷减少污泥量。 主要利用沉浸于好氧生物池内 之膜分离设备截留槽内的活性污泥与大分子固体物。 因此系统内活性 （ MLSS）浓度可提升至 10000mg/L，污泥龄 (SRT)可延长 30天以上，于如此高浓度系统可降低生物反应池体积，而难降解的物质在处理池中亦可不断反应而降解。 故在膜制造技术不断提升支 援下， MBR处理技术将更加成熟并吸引着全世界环境保护工业的目光，并成为 21世纪污水处理与水资源回收再利用唯一选择 [11]， 其处理流程为图 17。 原水 → 格栅 → 调节池 → 膜生物反应器 → 消毒 → 出水 图 17 膜生物反应器工艺流程图 北京蓝谷竹园住宅小区中水处理工程设计 10 其 特点：工艺简单，占地面积小，出水水质好，一般不需经三级处理即可回用 ，操作方便， 可实现全自动化管理。 生物处理技术与膜分离技术相结合的一种新工艺 ，取代了传统工艺中的二沉池，能高效地进行固液分离，将废水中的悬浮物质、胶体物质、生物单元流失的微生物菌群与已净化的水分离；可使生物处理单元内生物 量维持在高浓度水平，使容积负荷大大提高，同时膜分离的高效性，使处理单元水停留的时间大大缩短；由于可防止各种微生物菌群的流失，有利于生长速度缓慢的细菌 （ 如硝化细菌等 ） 的生长，从而使系统中各种代谢过程顺利进行；使一些难降解的大分子有机物的停留时间变长，有利于它们的分解；生物膜技术与其它过滤分离技术一样，在长期的运转中，膜作为一种过滤介质容易堵塞，膜的通水量随运转时间而逐渐下降，需进行有效的反冲洗和化学清洗，防止和减缓膜的堵塞。 （ 4） 周期循环活性污泥法 工艺 （ CASS） CASS（ Cyclic Activated Sludge System）工艺是近年来国际公认的处理生活污水及工业废水的先进工艺。 其基本结构是：在序批式活性污泥法（ SBR）的基础上，反应池沿池长方向设计为两部分，前部为生物选择区也称预反应区，后部为主反应区，其主反应区后部安装了可升降的自动 滗水 装置。 整个工艺的曝气、沉淀、排水等过程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和污泥回流系统；同时可连续进水，间断排水 ， 其处理工艺流程为图 18。 污水 → 格栅 → 沉砂池 → CASS 反应器 → 消毒 → 中水回用 图 18 CASS 处理工艺流程图 CASS 工 艺优点为： ① 建设费用； ② 工艺流程短 ， 占地面积少； ③ 运转费用省； ④ 低有机物去除率高 ， 出水水质好。 根据研究结果和工程应用情况 ， 通过 对城市污水 合理的设计和良好的管理 ， 进水 COD 为 400mg/L 时 ， 出水小于 30mg/L以下。 对可生物降解的工业废水即使进水 COD 高达 3000mg/L， 出水仍能达到 50m g/L 左右。 对一般的生物处理工艺 ， 很难达到这样好的水质。 所以对 CASS 工艺二级处理的投资 ， 可达到三级处理的水质； ⑤ 管理简单 ， 运行可靠 ： 污水处理厂设备种类和数量较少 ， 控制系统比较简单 ， 工艺本身决定了不发生污泥膨 胀； ⑥ 污泥产量低 ， 污泥性质稳定； ⑦ 具有脱氮除磷功能。 北京蓝谷竹园住宅小区中水处理工程设计 11 CASS 设计参数 ： 污泥负荷 (kg ) ， 污泥龄 1530d。 水力停留时间 12 h，工作周期 4h，其中曝气 h，沉淀 h，排水。 中水处理 工程实例 北京师范大学中水工程 （ 1） 工程概况 处理水量 600 m3/d，于 2020 年 9 月运行，成为北京市中水示范基地。 （ 2） 工艺流程 采用物化预处理 /生物处理 /过滤消毒的处理工艺，如图 19 所示。 加药 ↓ 泵 原水 — → 格栅 — → 集水池 — → 毛发聚集器 — → 沉淀池 — → 曝气调节池 — → 生物接触氧化池 消毒 泵 ↓ 泵 — → 中间沉 淀池 — → 过滤器 — → 中水回用水池 — → 用户 ↑ ___________︳ 反冲洗泵 图 19 中水处理流程图 （ 3）处理成本 中水处理成本包括日常运转费 （ 电费、药剂费等 ） 和设备维修费等。 ① 电费 ：耗电量为 680(kWh) /d， 以 元 /(kWh)计，则电费为 300 元 /d。 ② 人工费 ： 定员 2 人 /d，工资按 40 元 /(人 d)计，则人工费为 80 元 /d。 ③ 消毒费 ： 40 元 /d。 ④ 药剂费 ： 50 元 /d。 ⑤ 维修费 ： 50 元 /d。 ⑥ 设备折旧费 ： 设备投资以 120 万元计，设备折旧年限以 10 年计，则设备折旧费为 328 元 /d。 综上 总费用 ： 848 元 /d，吨水处理费 ： 元 /m3。 . 湖畔之梦居住小区中水处理工程 （ 1）工程概况 北京蓝谷竹园住宅小区中水处理工程设计 12 “ 湖畔之梦 ” 是一个以居住建筑为主的社区。 其规划居住总人数为 9200 人 ，分两期建设，其中一期规划为 5200 人。 二期规划为 4000 人。 按人均污水排量 170 人天计。 则一期污水排水量为 884t，二期污水排水量为 680t，而小区污水为沐浴排水、洗衣排水、厨房排水、厕所排水合流排放，参考居住区污水 水质指标经验值确定 “ 湖畔之梦 ” 社区污水水质指标为： B0D=200250mg/L， C0D=350450mg/L， ss= 200300mg/L， NHN3=3040mg/L， p=35mg/L。 （ 2） 工艺选择 作为房地产经营 ， 首要考虑是投资要少 ， 而针对其物业管理来说运行费用要低 、管理维护要简单，通过对生物接触氧化、曝气生物滤池、生物转笼 、膜生物 反应器等工艺经行比较筛选，最终选择使用工程实例较多，工艺成熟的接生物接触氧化工艺 ， 其工艺流程如 110 图。 低噪音风机 原水 ↓ ——— → 格栅 — → 集水坑 — → 一级提升泵 — → 调节沉淀池 — → 两级接触氧化池 消毒装置 ↓ ↓ — → 二级提升泵 — → 纤维过滤器 — → 清水池 — →回用 图 110 生物接触氧化工艺流程 （ 3）效益分析 工程 造价 290 万元，综合处理成本 元 /t 水。 处理后的中水全部回用，项目每日有中水 500t 用于绿化、 75t 用于洗车、 150t 用于浇洒路面及场地、 600t 用于人工湖水体及水景水体置换、 85t 用于中水处理站自用，日回用总量 1410t。 基本达到中水回用平衡，每日节约自来水 1410t。 按自来水价格 元 /t， 处理成本 元 /t（ 计算 ） ，所以每天节约水费约 2700 元 ， 则一年节约费用为： 万 ， 在 4年内收回投资成本。 由于该社区率先进行环境建设 ， 修建中水处理回用系统 ， 建设成为绿色生态小 区 ， 除可以减少自来 水使用量 、 节省开支 、 带来直接经济效应外，还可为优良的生北京蓝谷竹园住宅小区中水处理工程设计 13 态环境带来较大的间接经济效应和很好的社会效应，对树立良好的企业形象具有深远的意义。 北京蓝谷竹园住宅小区中水处理工程设计 14 第二章 工艺流程的确定 设计参数 北京篮谷竹园住宅小区，排放一定量的生活污水，需要进行适当的处理后才能排放，同时冲厕、绿化等又需要一定水量一定标准的中水。 本工程设计为日处理量 400m3/d 的生活污水，取变化系数为 ； 最大流量 Qmax=400=600m3/d= 进出水水质如表 21 所示。 表 21 进出水水质 COD(mg/L) BOD(mg/L) SS (mg/L) NH3N(mg/L) pH 进水水质 出水水质 300 ≤ 50 200 ≤ 15 250 ≤ 10 35 ≤ 20 8 8 工艺流程 的确定 结合北京篮谷竹园住宅小区中水处理工程 的处理要求 ， 工艺流程如图 21所示，采用 总提升泵前设置 格栅。 然后进入调节池调节水量。 在流进沉淀池进行沉沙， 沉淀池选择平流 式 沉淀 池。 反应池主体为 CASS 反应池，其具有工艺简单等一系列优点，是近年来常用的污水处理工艺之一。 后续处理阶段加 采用高效纤维器进行处理以 保证污水达标 排放。 污水 → 格栅 → 调节池 → 沉淀 池 → CASS 反应器 → 中间水池 → 过滤器 → 中水回用 图 21 CASS 工艺流程图 主体工艺 CASS 工艺介绍 （ 1） CASS 工艺原理 CASS 法 即周期循环活性污泥法 (Cyclic Activated Sludge System， 简称 CASS)。 该工艺最早是美国川森维柔废水处理公司 1975 年研究成功并推广应用的废水处理北京蓝谷竹园住宅小区中水处理工程设计 15 技术专利。 是在间歇式活性污泥法 (Sequencing Batch Reactor，简称 SBR)的基础上发展起来的。 采用间歇反应器体系的连续进水，周期排 水延时曝气好氧活性污泥工艺，它将均衡、初沉、曝气、二沉、生物脱氮、好氧处理等过程都在 CASS 反应器中交替进行，因而工艺简洁、布局紧凑，是对传统的好氧活性污泥法的根本变革 [12]。 所以 CASS 在各个行业及城市的污水处理中都有着广泛的应用。 每个 CASS 反应器由生物选择区、缺氧区和好氧区 (即主反应区 )三部分组成，其结构如图 22 所示 [13]。 图 22 CASS 反应器构造 （ 2） CASS 工艺流程 CASS 工艺集反应 、 沉淀、 排水 、 功能于一体 ， 污染物的降解在时间上是一个推流过程 [14]， 而微生物则处于好氧、 缺氧 、 厌氧周期性变化之中 ， 从而达到对污染物去除作用 ， 同时还具有较好的脱氮、除磷功能。 在反应器的前部设置了生物选择区 ， 后部设置了可升降的自动滗水装置。 其工作过程可分为曝气、沉淀和排水三个阶段 ， 周期循环进行。 污水连续进入预反应区经过隔墙底 部进入主反应区 ， 在保证供氧的条件下 ， 使有机物被池中的微生物降解，其工作流程如图 23 所示。 北京蓝谷竹园住宅小区中水处理工程设计 16 图 23 CASS 法工艺流程 （ 3） CASS 工艺主要设备 生物选择区： 设置生物选择区的主要目的是使系统选择出絮凝性细菌，其容积约占整个池 子的 10%。 生物选择器的工艺过程遵循活性污泥的基质积累再生理论，使活性污泥在选择器中经历一。