污水处理AAO工艺毕业设计.doc
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1、目 录第1章 设计任务书11.1 设计题目11.2 设计原始资料1第2章 设计水质水量的计算2 2.1 污水量的计算2 2.2 污水水质2第3章 确定工艺流程33.1 传统工艺33.2 除磷脱氮工艺 33.3 工艺的确定73.4 具体构筑物的选择 8 第4章 污水的一级处理10 4.1 泵房前格栅的计算10 4.2 泵房后格栅的计算124.3 沉砂池的计算144.4 初次沉淀池计算17第5章 污水的二级处理 225.1 A2/O工艺的计算225.2 二沉池的计算295.3 接触池的计算33 5.4 计量设备 355.5 中水过滤站37 第6章 污泥处理构筑物计算 396.1 污泥量计算396.
2、2 污泥浓缩池的计算406.3 贮泥池的计算436.4 污泥消化池的计算456.5 污泥脱水576.5 附属设施57第7章 污水处理厂高程计算59 7.1 污水处理构筑物高程布置597.2 污泥处理构筑物高程布置61第8章 污水泵站的计算64 8.1 设计依据64 8.2 水泵机组的选择(估算)64 8.3 水泵机组的布置658.4 污水泵站的计算668.5 泵站辅助设施67主要参考文献 68谢辞 69前 言水资源是经济可持续发展的基本保证,污水的任意排放或处理不彻底的排放,都会给水资源环境带来严重的污染问题。我国水体污染主要来自两方面,一是工业发展超标排放工业废水,二是城市化中由于城市污水排
3、放和集中处理设施严重缺乏,大量生活污水未经处理直接进入水体造成环境污染。工业废水近年来经过治理虽有所减少,但城市生活污水有增无减,占水质污染的51%以上。本设计是在南方某市的水文地质、受纳水体水质资料、人口分布和气象条件分析后,进行的一整套污水处理厂的设计。其中,对进水水质、出水水质进行分析,污水处理厂一级、以及以A2/O法为主体的二级处理工艺流程的选择给予说明,另外还有一小部分的水进行了三级处理,以其作为反冲洗的用水,对具体污水及污泥构筑物结构进行了详细计算。此次设计要求处理水量为141700m3/d的城市生活污水,设计方案针对已运行稳定有效的A2/ O活性污泥法工艺处理城市生活污水。A2/
4、O工艺由于不同环境条件,不同功能的微生物群落的有机配合,加之厌氧、缺氧条件下,部分不可生物降解的有机物能被开环或断链,使得N、P、有机碳被同时去除,并提高对不可降解有机物的去除效果。它可以同时完成有机物的去除,硝化脱氮、磷的过量摄取而被去除等功能,脱氮的前提是NH3N应完全硝化,好氧池能完成这一功能,缺氧池则完成脱氮功能。厌氧池和好氧池联合完成除磷功能。毕业设计对大学期间所学知识进行了综合运用和全面的总结,是教学计划不可缺少的组成的部分,也是大学学习的目标.通过毕业设计掌握贯通大学期间各科课程之间的联系。为毕业以后从事污水处理方面的设计施工及管理打下一个良好的基础。由于缺乏实践经验,本设计书中
5、有不当或纰漏之处,恳请各位老师及专家指出改正。并对在设计中给予我指导和帮助的各位老师表示衷心的感谢!目 录第1章 设计任务书11.1 设计题目11.2 设计原始资料1第2章 设计水质水量的计算2 2.1 污水量的计算2 2.2 污水水质2第3章 确定工艺流程33.1 传统工艺33.2 除磷脱氮工艺 33.3 工艺的确定73.4 具体构筑物的选择 8 第4章 污水的一级处理10 4.1 泵房前格栅的计算10 4.2 泵房后格栅的计算124.3 沉砂池的计算144.4 初次沉淀池计算17第5章 污水的二级处理 225.1 A2/O工艺的计算225.2 二沉池的计算295.3 接触池的计算33 5.
6、4 计量设备 355.5 中水过滤站37 第6章 污泥处理构筑物计算 396.1 污泥量计算396.2 污泥浓缩池的计算406.3 贮泥池的计算436.4 污泥消化池的计算456.5 污泥脱水576.5 附属设施57第7章 污水处理厂高程计算59 7.1 污水处理构筑物高程布置597.2 污泥处理构筑物高程布置61第8章 污水泵站的计算64 8.1 设计依据64 8.2 水泵机组的选择(估算)64 8.3 水泵机组的布置658.4 污水泵站的计算668.5 泵站辅助设施67主要参考文献 68谢辞 69第1章 设计任务书1.1 设计题目:南方某市城市污水处理工程设计1.2 设计原始资料:1.2.
7、1 地理位置 该市位于东经119度,北纬32度,多年平均温度14.8 o C ,历年最高气温39.1 o C,历年最低气温-17.7 o C,夏季多东南风18%,冬季多西北风15%,风速3.5m/s,年平均降水量1046.2mm。地面冻结深度11厘米。1.2.2 排放标准执行中华人民共和国国家标准城镇污水处理厂污染物排放标准(GB 19918-2002)中二级标准。1.2.3 水量污水厂服务平均渠道设计人口23万,该区工业排水量3.5万立方米/日,公建等其他用污水量为4.5万立方米/日,总变化系数为1.3。1.2.4 污水处理厂进水干管数据污水厂污水进水总管管内底标高(进水泵房处)为4.0m,
8、充满度0.65管径1400mm。1.2.5 厂区环境 厂区征地面积为东西长300米,南北长500米。 受纳河底的标高0.5米,平均流量1.25立方米/秒,最高水位为3.5米,地面标高为6.5米。第2章 设计水质水量的计算21污水量的计算2.1.1 平均日污水量 (1) 生活污水量 居民生活用水定额(平均日):q=140l/(d.cap) 居民排水定额,给水排水完善的地区可按用水定额的90%计 Q1=Nq90%=23000014090% Q1=2.9万m3/d (2) 公建其他用水污水量 Q2=4.5万m3/d(3)工业废水量Q工业=3.5万m3/d平均日污水总量Q总平均= Q1 + Q2 +
9、Q工业 =2.9+4.5+3.5=10.9万m3/d(2)最大日最大时污水量= Q总K总=181.4=25.2万m3/d下面将各量及其单位换算汇表如下: 表2-1项 目m3/dm3/hm3/sL/s平均日污水量1090004541.671.2621262最大日最大时污水量1417005904.171.6416402.2 污水水质2.2.1 进水水质BOD5=160mg/L SS=160mg/L COD=350mg/L TN=40 mg/L TP=4.5 mg/L 2.2.2 出水水质COD100 mg/L BOD530mg/L SS 20mg/L NH3-N=8 mg/L第3章 确定工艺流程污
10、水厂厂址选择应遵循下列各项原则:1、应与选定的工艺相适应2、尽量少占农田3、应位于水源下游和夏季主导风向下风向4、应考虑便于运输5、充分利用地形本开发区在总体规划、专业规划及开发区建设中,已按自然地形,用地规划预留了污水处理厂位置。3.1 传统工艺曝气(传统活性污泥法)3.3.1本工艺具有以下各项优点:传统活性污泥法系统对污水处理的效果极好,BOD去除率可达90%以上,适于处净化程度和稳定程度要求高的污水。3.3.2本工艺也存在如下各项的待解决问题:(1)曝气池首端有机污染物负荷高,耗氧速度也高,为了避免由于缺氧形成厌氧状态,进水有机物负荷不宜过高,因此,曝气池容积大,占用的土地较多,基建费用
11、高。(2)耗氧速度沿池长是变化的,而供氧速度难于与其相吻合适应,在池就前段可能出现耗氧速度高于供氧速度的现象,池后段又可能出现溶解氧过剩的现象,对此,采用渐减供氧方式,可在一定程度上解决这一问题。(3)对进水水质,水量变化的适应性较低,运行效果易受水质水量变化的影响。3.2 除磷脱氮工艺该工艺适合于中小型处理厂,该污水处理厂要求对原水中的氮、磷有比较好的去除,应采用二级强化处理。根据城市污水处理和污染防治技术政策推荐,以及国内外工程实例和丰富的经验,比较成熟的适合中小规模具有除磷、脱氮的工艺有:A2/O工艺,A/O工艺,SBR及其改良工艺,氧化沟及其改良工艺。A/O工艺、A2/O工艺、各种氧化
12、沟工艺、SBR工艺这些从活性污泥法派生出来的工艺都可以实现除碳、除氮、除磷三种流程的组合,都是比较实用的除磷脱氮工艺。3.3.1 A2/O处理工艺(如下图所示)(1) A2/O处理工艺是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,A2/O工艺是在厌氧好氧除磷工艺的基础上开发出来的,该工艺同时具有脱氮除磷的功能。(2) A2/O工艺的特点:1) 厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类的微生物菌群的有机配合,能同时具有去除有机物、脱氮除磷功能;厌氧 缺氧 好氧 二沉池内回流污泥回流图3.1 2/工艺2) 在同时脱氮除磷去除有机物的工艺中,该工艺流
13、程最为简单,总的水力停留时间也少于同类其它工艺。3) 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。4) 污泥中含磷量高,一般为2.5%以上。(3) A2/O法同步脱氮除磷工艺的原理:A2/O分为三大部分,分别为厌氧、缺氧、好氧区。原污水从进水井内首先进入厌氧区,同步进入的还有从沉淀池排出的含磷回流污泥,本反应器的主要功能是释放磷,同时部分有机物进行氨化。污水经过第一厌氧反应器进入缺氧反应器,本反应器的首要功能是脱氮,硝态氮是通过内循环由好氧反应器送来的,循环的混合液量较大,一般为2Q(Q原污水流量)。混合液从缺氧反应器进入好氧反应器曝气器,这一反应
14、器单元是多功能的,去触BOD,硝化和吸收磷等项反应都在本反应器内进行。这三项反应都是重要的,混合液中含有,污泥中含有过剩的磷,而污水中的BOD则得到去除。流量为2Q的混合液从这里回流缺氧反应器。A2/O工艺是颇有发展前途的污水处理工艺,该法电耗少,运行费用低并且污泥处理费用也比较少,不仅是节能污水处理工艺,同时也是经济有效的脱氮除磷较先进的技术。该工艺在控制水体富营养化及污水回用等方面也具有广泛的应用前景;预计在我国污水处理领域中将会迅速的发展。3.3.2 氧化沟 图 3.2 氧化沟严格地说,氧化沟不属于专门的生物除磷脱氮工艺。但是随着氧化沟技术的发展,它早已超出原先的实践范围,出现了一系列除
15、磷脱氮技术与氧化沟技术相结合的污水处理工艺流程。按照运行方式,氧化沟可以分为连续工作式、交替工作式和半交替工作式。连续工作式氧化沟,如帕斯韦尔氧化沟、卡鲁塞尔氧化沟。奥贝尔氧化沟在我国应用比较多,这些氧化沟通过设置适当的缺氧段、厌氧段、好氧段都能取得较好的除磷脱氮效果。连续工作式氧化沟又可分为合建式和分建式。交替工作式氧化沟一般采用合建式,多采用转刷曝气,不设二沉池和污泥回流设施。交替工作式氧化沟又可分为单沟式、双沟式和三沟式,交替式氧化沟兼有连续式氧化沟和SBR工艺的一些特点,可以根据水量水质的变化调节转刷的开停,既可以节约能源,又可以实现最佳的除磷脱氮效果。(1)氧化沟具有以下特点: 1)
16、 工艺流程简单,运行管理方便。氧化沟工艺不需要初沉池和污泥消化池。有些类型氧化沟还可以和二沉池合建,省去污泥回流系统。 2) 运行稳定,处理效果好。氧化沟的BOD平均处理水平可达到95%左右。 3) 能承受水量、水质的冲击负荷,对浓度较高的工业废水有较强的适应能力。这主要是由于氧化沟水力停留时间长、泥龄长和循环稀释水量大。 4) 污泥量少、性质稳定。由于氧化沟泥龄长。一般为2030 d,污泥在沟内已好氧稳定,所以污泥产量少从而管理简单,运行费用低。 5) 可以除磷脱氮。可以通过氧化沟中曝气机的开关,创造好氧、缺氧环境达到除磷脱氮目的,脱氮效率一般80%。但要达到较高的除磷效果则需要采取另外措施
17、。 6) 基建投资省、运行费用低。和传统活性污泥法工艺相比,在去除BOD、去除BOD和NH3 -N及去除BOD和脱氮三种情况下,基建费用和运行费用都有较大降低,特别是在去除BOD和脱氮情况下更省。同时统计表明在规模较小的情况下,氧化沟的基建投资比传统活性污泥法节省更多。 3.3.3 SBR工艺SBR是一种间歇式的活性泥泥系统,其基本特征是在一个反应池内完成污水的生化反应、固液分离、排水、排泥。可通过双池或多池组合运行实现连续进出水。SBR通过对反应池曝气量和溶解氧的控制而实现不同的处理目标,具有很大的灵活性。SBR池通常每个周期运行4-6小时,当出现雨水高峰流量时,SBR系统就从正常循环自动切
18、换至雨水运行模式,通过调整其循环周期,以适应来水量的变化。SBR系统通常能够承受3-5倍旱流量的冲击负荷。(1)SBR工艺具有以下特点: 1) SBR工艺流程简单、管理方便、造价低。SBR工艺只有一个反应器,不需要二沉池,不需要污泥回流设备,一般情况下也不需要调节池,因此要比传统活性污泥工艺节省基建投资 30%以上,而且布置紧凑,节省用地。由于科技进步,目前自动控制已相当成熟、配套。这就使得运行管理变得十分方便、灵活,很适合小城市采用。 2) 处理效果好。SBR工艺反应过程是不连续的,是典型的非稳态过程,但在曝气阶段其底物和微生物浓度变化是连续的(尽管是处于完全混合状态中),随时间的延续而逐渐
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