建筑土木]西安市某污水处理厂设计

建筑土木]西安市某污水处理厂设计内容摘要：

AB 法 污 水 处 理 工 艺 流 程 AB法污水处理工艺的主要特点是： (1)未设初沉池，由吸附池和中间沉淀池组成的 A段为一级 处理系统。 B段由曝气池和二沉池组成。 A段和 B段各自拥有自己的独立的回流系统，这样两段完全分开，有各自独特的生物群体，处理效果稳定。 A段的有机负荷高，抗冲击负荷能力强，对 PH和有毒物质的影响有较大的缓冲能力，特别适用于浓度高、水质水量变化较大的污水。 (2)由于 A段的吸附作用， A段出水的 BOD大为降低，减轻了 B段的污泥负荷，创造了硝化细菌在 微生物群体的存活条件， A段对氮的部分去除，使 B段的 BOD/N 水质工程学课程 设计 15 有所降低，这样 B段具有硝化进程的工艺条件，就很方便地形成 A/O活性污泥法脱氮效果。 另外， A段的较强吸附能力，也可以对磷有一定的去除。 (3)节能。 运行费用低，耗电量低，可回收沼气能源。 经试验证明， AB法工艺较传统的一段法工艺节省运行费用 20%~25%. 同普通的活性污泥法相比较， AB法不仅抗冲击负荷强、技术先进，除对污水中的有机物去除外，对氮磷也有一定的去除，而且基建投资和系统运行稳定。 AB工艺的缺点： (1)AB法活性污泥处理工艺在运行过程 中， A段产生大量的污泥，而在污水处理中，最难的就是污泥处理，污泥不能妥善处理，则可能会造成二次污染。 (2)AB法活性污泥处理工艺在要求对氮磷进行处理时， A段的出水保证 B段的碳源，而在我国的污水中，一般 BOD浓度较低， A段出水的 BOD/N较低，使脱氮的效果较差。 (3)总的来说，采用 AB法进行污水处理，除磷效果很难保证，在进水磷酸盐浓度稍高时，处理出水较难达标排放。 同时 B段的脱氮效果也低于 AO处理工艺。 AB法工艺在我国的研究和应用大致经历了以下三个阶段： 第一阶段：上世纪 70年代末至 80年代初期，我 国许多专家学者对 AB工艺的特性、运行机理及处理过程和稳定性等方面，进行了深入全面和系统的研究，对“AB法 ”工艺在我国的应用和推广起到了积极作用。 第二阶段：上世纪 70年代末至 80年代，我国许多大专院校纷纷开设专题研究课程，尤其是设计研究部门也对 AB法处理城市污水、工业废水进行规模化的实验研究，为 AB法的工程设计和工程应用取得了大量的数据和实践经验，为其在我国的工程应用起到了十分关键的作用。 第三阶段：自上世纪 80年代起，国内逐步开始将 “AB法 ”应用到城市污水处理和工业废水处理工程中，已建成相当数量的 AB法工艺的城市污水处理厂，成效显著，取得了十分可观的社会效益和环境效益。 总体而言， AB法工艺适合于污水浓度高、具有污泥消化等后续处理设施的大中规模的城市污水处理厂，有明显的节能效果。 对于有脱氮要求的城市污水处理厂，一般不宜采用。 水质工程学课程 设计 16 ③ 氧化沟处理工艺 氧化沟又名氧化渠（ Oxidation ditch,简写 ），因其构筑物呈封闭的沟渠形而得名，是于 50年代由荷兰的巴斯维尔所开发的一种污水生物处理技术，属活性污泥法的一种变型。 因为污水和活性污泥的混合液在环状的曝气渠道中不断循环流动，在有些资料上也称为 “循环曝气池 ”， “无终端的曝气系统 ”。 氧化沟技术处理城市污水的效果显著，这已由我国和其他国家对这项技术的实际调查、研究和应用结果所证实。 将氧化沟工艺用于工业废水的更进一步推动了该工艺的发展。 随着氧化沟技术的不断完善和配套设施的进步更新，这项工艺的适用范围愈来愈扩大，由过去日处理量多为 3000m3以下到目前日处理量在 10万 m3以上的普遍应用。 原污水转刷回流污泥污 泥 泵 房二沉淀处理水干化设备以氧化沟为生物处理单元的污水处理流程 与传统活性污泥法曝气池相较，氧化沟具有下列各项特征： (1)在构造方面的特征 1)氧化沟一般呈环形沟渠 状，平面多为椭圆形或圆形，总厂可达几千米，甚至百米以上。 沟深取决于曝气装置，自 2m至 6m。 2)单池的进水装置比较简单，只要伸入一根进水管即可，如双池以上平行工作时，则应设配水井，采用交替工作系统时，配水井内还要设自动控制装置，以变换水流方向。 出水一般采用溢流堰式，宜于采用可升降式的，以调节池内水深。 采用交替工作系统时，溢流堰应能自动启闭，并与进水装置相呼应以控制沟内水流方向。 (2)在水流混合方面的特征 在流态上，氧化沟介于完全混合与推流之间。 水质工程学课程 设计 17 污水在沟内的流速 v平均为 ，氧化沟总长为 L，当 L为 100～ 500m时，污水完成一个循环所需时间约为 4～ 20min，如水力停留时间定为 24h，则在整个停留时间内要作 72～ 360次循环。 可以认为在氧化沟内混合液的水质是几近一致的，从这个意义来说，氧化沟内的流态是完全混合式的。 但是又具有某些推流式的特征，如在曝气装置的下游，溶解氧浓度从高向低变动，甚至可能出现缺氧断。 氧化沟的这种独特的水流状态，有利于活性污泥的生物凝聚作用，而且可以将其区分为富氧区、缺氧区，用以进行硝化和反硝化，取得脱氮的效应。 (3)在工艺方面的特征 1)可考虑不设初沉池，有机性悬浮物在氧 化沟内能够达到好氧稳定的程度。 2)可考虑不单设二次沉淀池，使氧化沟与二次沉淀池合建，可省去污泥回流装置。 3)BOD负荷低，同活性污泥法的延时曝气系统，对此，具有下列各项效益； 、水质、水量的变动有较强的适应性； (生物固体平均停留时间 )，一般可达 15～ 30d，为传统活性污泥系统的 3～ 6倍。 可以存活、繁殖世代时间长、增值速度慢的微生物，如硝化菌，在氧化沟内可能产生硝化反应。 如运行得当，氧化沟能够具有反硝化脱氮的效应。 ，且多已达到稳定的程度，勿需再进行消化处理。 氧化沟在 实际运行中的问题： (1)污泥膨胀问题 当废水中的碳水化合物较多， N、 P含量不平衡， pH值偏低，氧化沟中污泥负荷过高，溶解氧浓度不足，排泥不畅等易引发丝状菌性污泥膨胀；非丝状菌性污泥膨胀主要发生在废水水温较低而污泥负荷较高时。 微生物的负荷高，细菌吸取了大量营养物质，由于温度低，代谢速度较慢，积贮起大量高粘性的多糖类物质，使活性污泥的表面附着水大大增加， SVI值很高，形成污泥膨胀。 (2)泡沫问题 由于进水中带有大量油脂，处理系统不能完全有效地将其除去，部分油脂富集于污泥中，经转刷充氧搅拌，产生大量泡沫 ；泥龄偏长，污泥老化，也易产生泡沫。 (3)污泥上浮问题 水质工程学课程 设计 18 当废水中含油量过大，整个系统泥质变轻，在操作过程中不能很好控制其在二沉池的停留时间，易造成缺氧，产生腐化污泥上浮；当曝气时间过长，在池中发生高度硝化作用，使硝酸盐浓度高，在二沉池易发生反硝化作用，产生氮气，使污泥上浮；另外，废水中含油量过大，污泥可能挟油上浮。 (4) 流速不均及污泥沉积问题 在氧化沟中，为了获得其独特的混合和处理效果，混合液必须以一定的流速在沟内循环流动。 一般认为，最低流速应为 ，不发生沉积的平均流速应达到 ~。 氧化沟的曝气设备一般为曝气转刷和曝气转盘，转刷的浸没深度为 250~300mm，转盘的浸没深度为 480~ 530mm。 与氧化沟水深（ ~）相比，转刷只占了水深的 1/10~1/12，转盘也只占了 1/6~1/7，因此造成氧化沟上部流速较大（约为 ~，甚至更大），而底部流速很小（特别是在水深的 2/3或 3/4以下，混合液几乎没有流速），致使沟底大量积泥（有时积泥厚度达 ），大大减少了氧化沟的有效容积，降低了处理效果，影响了出水水质。 我国在 20世纪 80年代末开始在城市污水 和工业废水处理中引进了国外氧化沟的先进技术，应用于河北邯郸、广东中山等地的污水处理厂，取得了很好的处理效果。 采用的沟型几乎包括了世界上曾流行和现流行的所有氧化沟沟型，如Pasveer沟、一体化氧化沟、导管式氧化沟、 Carrousel沟、 Orbal沟、交替式氧化沟等。 ④ 间歇式活性污泥法 间歇式活性污泥法通常称为 SBR法 (Sequencing Batch Reactor)，也称序批式活性污泥法。 它分为进水、曝气、静沉、排水、闲置等五个阶段。 间歇式活性污泥法产生于活性污泥法的开创期，由于其操作烦琐，长期以来不 被水处理界所青睐。 随着计算机的飞速发展，为重新考虑 SBR法创造了条件。 常规的 SBR法对于污水中的有机物有较好的去除作用，通过最新的研究发现，采用限制曝气（充水阶段不曝气）和半限制曝气（充水的后期进行曝气）的运行方式，可以使 SBR工艺具有良好的脱氮除磷的功能。 水质工程学课程 设计 19 流入 反应 沉 淀 排 放 待机（闲置） SBR工艺的特点： (1)工艺简单，取消了初沉池和二沉池，不需要设置回流设备，节省了建设费用。 (2)趋于理想化的推流过程使生化反应的推力大、效率高。 (3)运行方式灵活，不仅可以很容易实 现好氧、缺氧与厌氧状态交替的环境条件，而且很容易在好氧条件下增大曝气量、反应时间、污泥龄。 脱氮脱磷效果好。 对将来城市污水水质的可能变化有很好的适应性。 (4)该工艺能够很好地防污泥膨胀，使沉淀速率加大。 (5)耐冲击负荷、处理能力强。 (6)自动化程度高，保证出水水质。 (7)半静止状态沉淀，表面水力和固体负荷低，沉淀效果好。 (8)特别适合于小城市污水处理厂的建设。 SBR的缺点是： (1)装机功率较高，有些设备价格比较昂贵 (如滗水器，包括自控部分等 )。 (2)整套工艺反应器全部依靠电脑控制，所以对设备、 仪表、阀门及自控系统的可靠性要求高。 (3)好氧反应和厌氧反应在同一个反应器中进行，必须对供氧和搅拌进行专门考虑。 SBR 的适用范围 ： SBR 系统进一步拓宽了活性污泥的使用范围。 就近期的技术条件， SBR 系统更适合以下情况： (1)中小城镇生活污水和厂矿企业工业废水，尤其是间歇排放和流量变化较大 水质工程学课程 设计 20 的地方。 (2)需要较高出水水质的地方，如风景游览区、湖泊和港湾等，不但要去除有机物，还要求出水中除磷脱氮，防止河湖富营养化。 (3)水资源紧缺的地方。 SBR 系统可在生物处理后进行物化处理，不需要增加设施，便 于水的回收利用。 (4)用地紧张的地方。 (5)对已建连续流污水处理厂的改造等。 (6)非常适合处理小水量，间歇排放的工业废水与分散点源污染的治理。 近期来随着 SBR 工艺的发展，特别是连续进水、连续出水方案的改进，使 SBR 工艺以应用于大中心污水处理厂。 ⑤ 倒置 A2/O法 常规除磷脱氮工艺提出一种新的碳源分配方式 ,缺氧区放在工艺最前端 ,厌氧区置后 ,即所谓的倒置 A2/O 工艺见下图。 其特点如下 :①聚磷菌厌氧释磷后直接进入生化效率较高的好氧环境 ,其在厌氧条件下形成的吸磷动力可以得到更充分的利用 ,具有“饥饿效应”优势。 ②允许所有参与回流的污泥全部经历完整的释磷、吸磷过程 ,故在除磷方面具有“群体效应”优势。 ③缺氧段位于工艺的首端 ,允许反硝化优先获得碳源 ,故进一步加强了系统的脱氮能力。 ④工程上采取适当措施可以将回流污泥和内循环合并为一个外回流系统 ,因而流程简捷 ,宜于推广。 水质工程学课程 设计 21 (2)工艺的选定 按照污水处理工艺流程选择的原则和要求，可得比较合适于西安市 某 污水处理厂的工艺是倒置 A2/O 法工艺。 该工艺 采用较短时间的初沉池或者不设初沉池，使进水中的细小有机悬浮固体有相当的一部分进入生物反应器，以满足反硝化菌和聚磷菌对碳源的需求，并使生物 反应器 中的污泥能达到较高的浓度；整个系统中的活性污泥都完整地经历过厌氧和好氧的过程，因此排放的剩余污泥中都能充分地吸收磷；避免了回流污泥中的硝酸盐对厌氧释磷的影响；由于反映其中活性污泥浓度较高，从而促进了好氧反应器中的同步硝化 、反消化， 提高了处理系统的脱氮除磷的效率。 本法的具体工艺流程如图 1 所示。 4 水处理各 构筑物的选择及设计计算 进水闸井的设计 污水厂进水管 [1]： （ 1） 进水流速在 ~； 厌氧 反应池 缺 氧 反应池 好 氧 反应池 回流污泥（ 25%100%） Q 回流混合液 （ 0200%） Q 鼓风机房 细 格 栅 粗及 格泵 栅站 沉砂池 砂水 分离器 栅 渣 砂 渣 剩余污泥 污泥浓缩池 脱水车间 干泥外运 上清液流至厂内污水管 二 沉 池。