华中某城市污水处理厂的设计_毕业设计(编辑修改稿)

华中某城市污水处理厂的设计_毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

厂， 其中本设计污水处理厂处理量 20万立方米 /日。 武汉工程大学环境与城市建设学院环境工程毕业设计 4 第二章 污水处理厂工艺设计 处理厂地理位置 地形地貌 长沙市位于 东经 111176。 53′ ～ 114176。 15′, 北纬 27176。 51′ ～ 28176。 41′。 地处 湘江下游和长浏盆地西缘。 东西长约 230 公里，南北宽约 88 公里。 全市 土地面积 万平方公里，其中城区面积 556 平方公里。 工程地质 各个地质历史时期的地层在长沙市均有出露，最古老的地层大约是 10 亿年以前形成的。 约 6 亿年前，长沙是茫茫大海，但海水不深。 以后，海水逐步由东而西退出，浏阳、长沙与望城大部分地区升出海面，成为江南古陆的西北缘。 距今约 亿年，长沙地区海浸结束，上升成为陆地，由于地壳运动与地质构造的影响，形成长条形的山间坳陷盆地 —— 长（沙）平（江）盆地。 新生代开始，整个长平盆地上升为陆地。 距今约 350万年前，地球上发生第三次冰期，浏阳保留冰川地貌 遗迹。 全市地貌总的特征是：地势起伏较大，地貌类型多样，地表水系发育。 长沙市东北是幕阜～罗霄山系的北段，西北是雪峰山余脉的东缘，中部是长衡丘陵盆地向洞庭湖平原过渡地带。 东北、西北两端山地环绕，地势相对高峻，中部递降趋于平缓，略似马鞍形，湘江由南而北斜贯中部，南部丘岗起伏，北部平坦开阔，地势由南向北倾斜，形如一个向北开口的漏斗。 城内为多级阶地组成的坡度较缓的平岗地带，湘江中的橘 子 洲长 5公里，在全国城市中绝无仅有。 气象情况 长沙属亚热带季风性湿润气候。 气候特征是：气候温和，降水充沛，雨热同期，四季分 明。 长沙市区年平均气温 ℃ ，各县 ℃ — ℃ ，年积温为 5457℃ ，市区年均降水量 毫米，各县年均降水量 ～ 毫米。 长沙夏冬季长，春秋季短，夏季约 118— 127 天，冬季 117— 122 天，春季 61— 64天，秋季 59— 69 天。 春温变化大，夏初雨水多，伏秋高温久，冬季严寒少。 3月下旬至 5月中旬，冷暖空气相互交绥，形成连绵阴雨低温寡照天气。 从 5月下旬起，气温显著提高，夏季日平均气温在30℃ 以上有 85天，气温高于 35℃ 的炎热日，年平均约 30 天，盛夏酷热少雨。 9月下旬后，白天 较暖，入夜转凉，降水量减少，低云量日多。 从 11月下旬至第二年 3月中旬，节届冬令，长沙气候平均气温低于 0℃ 的严寒期很短暂，全年以 1月最冷，月平均为 ℃武汉工程大学环境与城市建设学院环境工程毕业设计 5 — ℃ ，越冬作物可以安全越冬，缓慢生长。 处理厂设计污水量 水处理量： Q=20xx00m3/d=2315L/s≥ 1000 L/s 总变化系数：  3m a x zQ Q K 2 . 3 1 . 3 2 . 9 9 ( m / s )    () 处理厂污水处理与排放水质 根据 1996 年至 20xx 年该城市环保监测站对该区域水质检测结果，结合国家相关法律及华北某城市的经济承受能力等诸多因素，在参照万元产值耗水量与其相似的城市污水水质及给排水设计手册的统计资料提出下述水质指标： 表 21设计进出水水质表 排放污水受纳水体 污水处理厂出水排入污水处理厂 以东 的浏阳河。 污水处理方案的比较 本项目污水特点为： 污水以有机物污染为主，可生化性较好，重金属及其他难以生物降解的有毒物的有毒有害污染物一般不超标； 污水中主要污染物指标较高； 污水处理厂投产时，多数重点污染源治理工程已投入运行 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。 目前国内污水处理工艺大多采用活性污泥法。 活性污泥法主要分为以下几大类：①项目 CODcr BOD5 SS NH3N TP 进水水质（ mg/l） 250 100 200 25 3 出水水质（ mg/l） 60 20 20 15 去除率（ %） 76% 80% 90% 40% 83% 一 级（城市污水处理厂）排放标准 ≤ 60 ≤ 20 ≤ 20 ≤ 15 ≤ 武汉工程大学环境与城市建设学院环境工程毕业设计 6 传统活性污泥法及其改进型 (A／ O， A2／ O等 )；②氧化沟法 (卡鲁塞尔型、三沟式、双沟式、 DE 型、奥贝尔型等 )及其改良 型 (各类型氧化沟前设置厌氧池或选择池等 )；③ SBR法及其改进型 (CASS， C— TECH， DAT— IAT， MSBR 等 )；④ AB 法及其改进型 (AB(A／ O)，AB(A2／ O)， AB(氧化沟 )， AB(SBR)， AB(BAF))；⑤其它类型 (UNITANK，水解酸化 — 好氧法等 )。 针对 长沙 的实际情况和有关规划，根据国内外已运行的大、中型污水处理厂的经验，为达到的确的治理目标，现提出两个工艺方案供参考比较“ A/O 一体式曝气生物滤池工艺方 案”或“ A/A/O 工艺方案”。 水处理方案的选择直接关系到污水处理厂的出水水质、运行管理是否可靠、运行成本的高低，因此，污水处理的工艺方案必须遵循技术上成熟、经济上可行的原则。 根据该厂扩建的污水处理厂的进水水质和出水水质，对 20 万 m3/d 的二级处理提出 两 个处理工艺方案进行分析比较： 方案一： A/O 工艺 基本原理 A/O 工艺将前段缺氧段和后段好氧段串联在一起， A 段 DO 不大于 ， O 段DO=2～ 4mg/L。 在缺氧段异养菌将污水中的淀粉、纤维、碳水化合物等悬浮污染物和可溶性有机物水解为有机酸，使 大分子有机物分解为小分子有机物，不溶性的有机物转化成可溶性有机物，当这些经缺氧水解的产物进入好氧池进行好氧处理时，可提高污水的可生化性及氧的效率；在缺氧段，异养菌将蛋白质、脂肪等污染物进行氨化（有机链上的 N 或氨基酸中的氨基）游离出氨（ NH NH4+），在充足供氧条件下，自养菌的硝化作用将 NH3N（ NH4+）氧化为 NO3，通过回流控制返回至 A池，在缺氧条件下，异氧菌的反硝化作用将 NO3还原为分子态氮（ N2）完成 C、 N、 O 在生态中的循环，实现污水无害化处理。 A/O 内循环生物脱氮工艺特点 根据以上对 生物脱氮基本流程的叙述，结合多年的焦化废水脱氮的经验，我们总结出 (A/O)生物脱氮流程具有以下优点： (1)效率高。 该工艺对废水中的有机物，氨氮等均有较高的去除效果。 当总停留时间大于 54h，经生物脱氮后的出水再经过混凝沉淀，可将 COD 值降至 100mg/L 以下，其他指标也达到排放标准，总氮去除率在 70%以上。 (2)流程简单，投资省，操作费用低。 该工艺是以废水中的有机物作为反硝化的碳源，故不需要再另加甲醇等昂贵的碳源。 尤其，在蒸氨塔设置有脱固定氨的装置后，碳武汉工程大学环境与城市建设学院环境工程毕业设计 7 氮比有所提高，在反硝化过程中产生的碱度相应地降低了硝 化过程需要的碱耗。 (3)缺氧反硝化过程对污染物具有较高的降解效率。 如 COD、 BOD5 和 TN在缺氧段中去除率在 67%、 38%、 59%，酚和有机物的去除率分别为 62%和 36%，故反硝化反应是最为经济的节能型降解过程。 (4)容积负荷高。 由于硝化阶段采用了强化生化，反硝化阶段又采用了高浓度污泥的膜技术，有效地提高了硝化及反硝化的污泥浓度，与国外同类工艺相比，具有较高的容积负荷。 (5)缺氧 /好氧工艺的耐负荷冲击能力强。 当进水水质波动较大或污染物浓度较高时，本工艺均能维持正常运行，故操作管理也很简单。 通过以上流程 的比较，不难看出，生物脱氮工艺本身就是脱氮的同时，也降解酚、氰、 COD 等有机物。 结合水量、水质特点，我们推荐采用缺氧 /好氧 (A/O)的生物脱氮 (内循环 )工艺流程，使污水处理装置不但能达到脱氮的要求，而且其它指标也达到排放标准。 A/O 工艺的缺点 （ 1） 由于没有独立的污泥回流系统，从而不能培养出具有独特功能的污泥，难降解物质的降解率较低； （ 2） 若要提高脱氮效率，必须加大内循环比，因而加大了运行费用。 另外，内循环液来自曝气池，含有一定的 DO，使 A 段难以保持理想的缺氧状态，影响反硝化效果，脱氮率很难达到 90％。 （ 3） 影响因素 ： 水力停留时间（硝化＞ 6h ，反硝化＜ 2h）污泥浓度 MLSS（＞ 3000mg/L）污泥龄（＞ 30d） N/MLSS 负荷率（＜ ）进水总氮浓度（＜ 30mg/L） 方案二： A2/O 工艺 基本原理 ： A2/O 工艺是 AnaerobicAnoxicOxic 的英文缩写，它是厌氧 缺氧 好氧生物脱氮除磷工艺的简称。 该工艺处理效率一般能达到： BOD5 和 SS为 90%~95%，总氮为 70%以上，磷为 90%左右，一般适用于要求脱氮除磷的大中型城市污水厂。 但 A2/O 工艺的基建费和运行费均高于 普通活性污泥法，运行管理要求高，所以对目前我国国情来说，当处理后的污水排入封闭性水体或缓流水体引起富营养化，从而影响给水水源时，才采用该工艺。 A2/O 工艺特点： （ 1）污染物去除效率高，运行稳定，有较好的耐冲击负荷。 （ 2）污泥沉降性能好。 武汉工程大学环境与城市建设学院环境工程毕业设计 8 （ 3）厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类微生物菌群的有机配合，能同时具有去除有机物、脱氮除磷的功能。 （ 4）脱氮效果受混合液回流比大小的影响 ,除磷效果则受回流污泥中夹带 DO 和硝酸态氧的影响，因而脱氮除磷效率不可能很高。 （ 5）在同时脱氧除磷去除有机物的工 艺中，该工艺流程最为简单，总的水力停留时间也少于同类其他工艺。 （ 6）在厌氧 — 缺氧 — 好氧交替运行下，丝状菌不会大量繁殖， SVI 一般小于 100，不会发生污泥膨胀。 （ 7）污泥中磷含量高，一般为 ％以上。 A2/O 工艺的缺点 （ 1） 反应池容积比 A/O 脱氮工艺还要大； （ 2） 污泥内回流量大，能耗较高； （ 3） 用于中小型污水厂费用偏高； （ 4） 沼气回收利用经济效益差； （ 5） 污泥渗出液需化学除磷。 综合分析与结论： 虽然 A/O 工艺池容小，成本低，但是若要达到脱氮效果就必须加大回流，这样就会增大成本， A2/O 工艺对于处理量小的污水处理厂来说是不合算的，因为池容大占地面积大，而且能耗会很高， 本次设计处理水量为 20 万吨每天，根据有关资料，结合出 水水质对脱氮除磷的要求和 运行管理是否可靠 上 以及陈本上综合考虑 ，本设计确定采 A2/O工艺。 污水处理工艺流程图 武汉工程大学环境与城市建设学院环境工程毕业设计 9 剩余污泥污泥泵房砂水分离器流回泥污沉进水泥污池沉初栅渣砂泥饼脱水车间 贮泥池 浓缩池池沉二池物生池沉初池砂流旋房泵升提栅格细栅格粗池毒消 武汉工程大学环境与城市建设学院环境工程毕业设计 10 第三章 污水处理工艺与设备设计计算 污水处理系统 格栅 泵前设置格栅的作用是保护水泵，而明渠格栅的作用则是保护后续处理系统的正常工作。 目前普遍的做法是 将泵前的格栅做成明渠格 栅。 采用机械清渣是，由于机械 连续工作格栅余渣较少，阻力损失几乎不变。 因此，格栅前通常不设渐变段。 主要设计参数 表 31生活污水量总变化系数 KZ 值 平均日流量（ L/S） 5 15 40 70 100 200 500 ≥ 1000 KZ 设计流量，日平均污水量 Q 为 20 104 m3/d，总变化系数 KZ 值为 则设计流量（最大流量）： 3m a x zQ Q K 2 . 3 1 . 3 2 . 9 9 m / s    （ ） （ ） ㈠中格栅： ： 栅条宽度 S： 10 mm （迎水面为半圆的矩形） 栅条间隙宽度 b： 20 mm （ 16— 25mm，机械清除） 过栅流量 v： m/s （ — m/s） 栅前渠道流速： m/s（ — m/s） 栅前渠道水深 h： m 格栅倾角： 60176。 （ 60176。 — 70176。 ） 数量： 3 座 (不少于 2座 ) 栅渣量 格栅间隙为 20mm，栅渣量 W1 按 1000m3污水产渣 m3（格栅间隙 16— 25mm适用于 — /103 污 水） 2．工艺尺寸 (1)格栅尺寸 过栅流量 Q1 武汉工程大学环境与城市建设学院环境工程毕业设计 11 31 Q 2 .9 9 Q 0 ( m / s )33   （ ） 栅条间隙数 n 1 s i n 1 . 0 0 s i n 6 0 4 2 . 30 . 0 2 1 . 1 1 . 0Qan bhv   （取 n为 44） （ ） 有效栅宽 B  B s n 1 b n 0 . 0 1 4 4 1 0 . 0 2 4 4 1 . 3 1 m。