污水处理工艺毕业设计.doc
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1、 设计任务书第一章 综述1.1设计任务:1500m3/d污水处理工艺设计1.2任务的提出及目的要求:1.2.1任务的提出及目的:随着城市的发展和城镇开发区的建设,生活污水的比重不断增大,生活污水源日益分散,大规模集中污水处理厂的建设明显滞后,为此,研究和开发处理效率高、投资省、占地少、见效快的生活污水处理技术和设备,对一部分生活污水就地处理,对加快我国城市污水处理步伐具有重要的意义。通过城市污水处理泵站水处理工艺的选择、设计,培养环境工程专业学生利用所学到的水污染控制理论,系统的掌握污水处理方案比较、优化,各主要构筑物结构设计与参数计算,主要设备造型包括格栅、提升泵、鼓风机、曝气器、污泥脱水机
2、、砂水分离器、刮泥机、水下搅拌器、淹没式循环泵、加药设备、消毒设备等,以及平面布置和高程计算。1.2.2要求要求污水站占地面积小,且外观与周边景观协调,无臭气排出,无噪声干扰附近中午需要休息的工人,出水排入城市管网进入城市污水处理厂。1.3设计基础资料 1.3.1水质:项目BOD5COD SSNH3-N单位mg/lmg/lmg/lmg/l进水水质22040030025出水水质3010030151.3.2设计需要使用的有关法规、标准、设计规范和资料需要参考的设计指南、规范和设计手册:1.室外排水设计规范(GBJ14-87)2.地表水环境标准(GBHZB1-1999)3.污水综合排放标准(GB89
3、78-1999)4.城市污水处理厂污水污泥排放标准(GJ3025-93)1.3.3参考书目1. 环境工程CAD技术2污水处理组合工艺3水污染控制工程4废水处理工程5环境工程设备设计6排水工程7废水生物处理等 1.3.4设计原则1. 严格执行国家环境保护有关规定,按规定的排放标准,使处理后的废水达到各项水质指标且优于排放标准;2. 处理系统有较大的灵活性,以适应污水水质、水量的变化;3. 要做到方案对比,占地面积小,做到投资省;4. 处理工艺流程简单,争取做到组合式设备化,以方便管理;1.3.5设计范围本设计设计范围为:自污水汇流到污水厂经酸化处理后开始,经生物接触氧化处理单元,至处理后的总排放
4、口为止。包括好氧处理工艺流程的设计、污泥处理。系统设计等。第二章 方案选择及论证2.1 污水好氧处理原理本设计的核心是好氧处理。好氧生物处理就是在不断供氧的环境中,利用好氧微生物来氧化有机物。在好氧过程中,微生物对复杂的有机物进行分解,并利用分解所产生的能量进行繁殖、生长和运动。用作能量的这部分有机物最后转化为稳定的无机物CO2、H2O及NH3,另一部分分解物质则由微生物合成为新细胞,通过以上过程污水中的有机物便得到了去除。O2新细胞 供能量耗氧生物有机物分解废物、CO2、H2O、NH3 图2-1 好氧生物氧化过程示意图2.2 方案选择好氧生物处理可采用活性污泥法或生物膜法。具体采用什么方法,
5、应根据处理程度、占地面积、投资规模、运行费用等因素,并通过技术经济比较后确定。现对目前比较常用的各种好氧处理方法的特点及其优缺点做个简单的介绍,以确定采用的具体方法。2.2.1 传统活性污泥法(推流法)传统活性污泥系统多采用矩形廓道式曝气池,污水和回流污泥从池首进入,混合液以活塞流的流态逐渐向池尾流动,从池末端出水堰流出,进入二沉池,在二沉池中完成泥水分离后处理水排放,沉淀污泥回流到曝气池,进入下一个循环。该方法是早期开始使用的一种比较成熟的运行方式,处理效果好,运行稳定,BOD 去除率可达90%以上,适用于对处理效果和稳定程度要求较高的污水,城市污水多采用这种运行方式。传统活性污泥法存在的主
6、要问题有:(1)曝气池首端污泥负荷高,耗氧速度快,为避免出现缺氧状况,BOD设计负荷不宜采用过高,造成曝气池容积大,占地面积多,基建费用高(2)耗氧速度沿池长逐渐降低,供氧速度恒定,造成池首供氧不足,池尾供氧过剩的状态,运行费用较高。(3)对水质和水量变化的适应性差,抗冲击负荷能力不强。2.2.2 渐减曝气法渐减曝气法与传统法基本相同,主要区别是沿池长方向逐渐加大曝气设备的安装间距,减少曝气量,使供氧量与需氧量尽量趋于平衡。渐减曝气法保留了传统推流式的各项优点,在一定程度上克服了供氧和需氧差距较大、能耗过高的缺点。2.2.3 分段曝气法分段曝气活性污泥法又称为阶段曝气活性污泥法或多点进水活性污
7、泥法,是对传统推流式的一种改造,主要特点是污水沿池长分散在多点进水池中,污泥负荷和需氧量得到均化。这种改进的成功之处是:(1)在一定程度上克服了传统推流式供氧和需氧差距较大、能耗过高的缺点,充分发挥其降解有机物的能力,容积负荷有所提高。(2)由于污水分散加入,单个进水点的进水量下降到整池进水量的几分之一,加大了混合液的稀释能力,提高了系统抗冲击负荷的能力。(3)曝气池混合液浓度沿池长方向逐渐降低,减轻了二沉池的负荷。2.2.4 完全混合法传统的活性污泥法的主要矛盾是供氧和需氧的矛盾,渐减曝气是通过优化扩散器的布置来改善,分段曝气则是通过多点进水来改善的。在完全混合法的曝气池中,需氧速率和供氧速
8、率的矛盾在全池得到了平衡,它具有以下特点:(1)进入曝气池的污水很快被池内混合液稀释,污水水质和水量的变化对活性污泥的影响得到很大降低,使该方法具有很强的抗冲击负荷能力。(2)曝气池内各点运行参数基本相同,整个系统在一个工况点上工作,处于污泥增长曲线上的一点,可将系统调整到最佳工况点运行。(3)曝气池中需氧速度均匀,曝气供氧的速度等于耗氧速度,能耗低于推流式。(4)由于池内BOD 负荷均匀,设计负荷一般高于推流式,基建费较省。2.2.5 浅层曝气法浅层曝气与传统曝气相比,空气量是增大了,但风压仅为一般曝气的1/31/4,故电耗反而要低一些。浅层曝气的缺点是池深较浅,占地面积相对较大。2.2.6
9、 深层曝气法深层曝气法由于水压增大,提高了混合液的饱和溶解氧浓度,加快了氧的传递效率,有利于生物的增殖和有机物降解,池型向纵向发展,减少了占地面积。缺点是施工难度大,当井壁腐蚀或受损时污水会通过井壁渗漏,污染地下水。2.2.7 深井曝气法深井曝气法污水处理效果好,运行稳定,设备简单,操作管理方便,运行费用低,抗冲击符合能力强,还可以考虑不设二沉池。深井曝气池由于水深较大,充氧能力强,可达常规法的10 倍,具有占地少、氧吸收率高、动力效率高、产泥量少、不易产生污泥膨胀、不受季节影响等特点。2.2.8 吸附再生法这种运行方式的主要特征是将活性污泥降解有机物的两个过程初期吸附和生物代谢分别在两个构筑
10、物或一个构筑物的两段中进行。吸附再生法的主要特点如下:(1)污水与活性污泥在吸附池中的接触时间较短,只有3060min,吸附池容积较小,再生池接纳的是已排除了剩余污泥的回流污泥,污泥浓度较高,因此再生池容积也较小,吸附池与再生池容积之和小于传统活性污泥法的曝气池。(2)由于再生池中贮存了大量的活性污泥,当吸附池中活性污泥受到破坏时,可从再生池中得到补充,因此具有一定的抗冲击负荷能力。(3)适用于处理有机物以胶体和悬浮状态为主的污水,不适宜处理溶解性有机物含量较高的污水。由于污水在吸附池中的停留时间较短,吸附再生法的处理效果不如传统活性污泥法。2.2.9 纯氧曝气以纯氧代替空气,可以提高生物处理
11、的速度。曝气时间较短,约1.53.0h,MLSS 较高,约40008000mg/L,因而二沉池的运行要注意。在密闭的容器中,溶解氧饱和浓度可提高,氧溶解的推动力也随着提高,氧传递速率增加了,因而处理效果好,污泥的沉淀性也好。纯氧曝气并没有改变活性污泥或微生物的性质,但使微生物充分发挥了作用。纯氧曝气的主要缺点是纯氧发生器容易出现故障,装置复杂,运转管理较麻烦。水池顶部必须密闭不漏气,结构要求高,施工要特别小心。如果进水中混入大量易挥发的碳氢化合物,容易引起爆炸。同时生物代谢中生成的二氧化碳,将使气体中的二氧化碳分压上升,溶解于溶液中,会导致PH 值的下降,妨碍生物处理的正常运行,影响处理效率,
12、因而要适时排气和进行PH 值的调节。2.2.10 氧化沟与普通活性污泥相比,氧化沟具有以下特征:(1)氧化沟在流态上介于推流式和完全混合式之间,局部流态为推流式,整体处在完全混合状态,同时具有两种方式的某些特点。(2)水力停留时间和污泥龄较长,悬浮有机物和溶解有机物可同时得到较彻底的降解,产泥量少,剩余污泥已得到高度稳定,不需要设置初沉池,污泥不需要厌氧消化。(3)与二沉池合建为一体的氧化沟以及交替运行的氧化沟可以不设二沉池,处理流程更加简单。(4)因省去了初沉池和消化池,有时还可以省去二沉池和污泥回流设施,污水处理厂总占地面积不仅没有增加,反而有所减少。(5)具有推流式流态特征,溶解氧沿池长
13、方向形成浓度梯度,产生好氧、缺氧和厌氧条件,通过系统合理设计与控制可以取得很好的脱氮除磷效果。(6)污水在氧化沟中停留时间较长,一般为2448h 之间,而污水一个循环流动的时间只有420min,整个系统的流态呈完全混合式,具有抗冲击负荷能力强的特点。(7)由于存在于污泥中的有机质最终是在氧化沟中部分耗氧代谢去除的,故氧化沟工艺在节约能耗、降低运行费用方面不如传统方法。2.2.11 SBR 法SBR 工艺是间歇式活性污泥系统,又称序批式活性污泥系统。SBR 工艺的曝气池,在流态上属完全混合,在有机物降解上,却是时间上的推流,有机物是随着时间的推移而被降解的,其基本操作流程由进水、反应、沉淀、出水
14、和闲置等五个基本过程组成,从污水到闲置结束构成一个周期,在每个周期里上述过程都是在一个设有曝气或搅拌的反应器内依次进行的。SBR 工艺与连续流活性污泥工艺相比,有以下一些优点:(1)工艺系统组成简单,不设二沉池,曝气池兼具二沉池的功能,无污泥回流设备;(2)耐冲击负荷,在一般情况下无需设置调节池;(3)反应推动力大,易于得到优于连续流系统的出水水质;(4)运行操作灵活,通过适当调节各单元操作的状态可达到脱氮除磷的效 果;(5)污泥沉淀性能好,SVI 值较低,能有效地防止丝状菌膨胀;(6)该工艺的各操作阶段及各项运行指标可通过计算机加以控制,便于自控运行,易于维护管理。2.2.12 AB 法AB
15、法就是生物吸附降解法。A级以高负荷或超高负荷运行(污泥负荷2.0kgBOD5/kgMLSSd) , B级以低负荷运行( 污泥负荷一般为0.1 0.3kgBOD5/kgMLSSd),A、B两级各自有独立的污泥回流系统,两级的污泥互不相混。该工艺处理效果稳定,具有抗冲击负荷、PH 值变化的能力,该工艺还可以根据经济实力进行分期建设。如可先建A 级,以削减污水中的大量有机物,达到优于一级处理效果,等条件成熟,再建B 级以满足更高的处理要求。2.2.13 A/O和A2/O法A/O系统和A2/O系统是由缺氧好氧或厌氧缺氧好氧生物处理组成的污水生物脱氮除磷处理工艺。A2/O法的特点有:(1)A2/O法在去
16、除有机碳污染物的同时,还能去除污水中的氮磷,与传统活性污泥法二级处理后再进行深度处理相比,不仅投资少、运行费用低,而且没有大量的化学污泥,具有良好的环境效益。(2)A2/O法厌氧、缺氧、好氧交替进行,有利于抑制丝状菌的膨胀,改善污泥沉降性能。(3)A2/O法工艺流程简单,总水力停留时间少于其他同样功能的工艺,节省基建投资。(4)A2/O法缺点是受泥龄、回流污泥中溶解氧和硝酸盐氮的限制,不可能同时取得脱氮和除磷都好的双重效果。2.2.14 生物膜法生物膜法是一大类生物处理法的统称,这种方法的实质是细菌和微生物以生物膜的方式附着在固体表面上,以污水中的有机物为营养物质进行新陈代谢和生长繁殖,最终使
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