环境工程专业毕业设计(论文)0.doc
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1、青岛理工大学毕业设计(论文) 本次毕业设计的题目为杭州市某污水处理厂工艺设计倒置AAO工艺。设计主要任务是根据该市污水性质、排污规模的要求完成污水处理厂初步设计和单项处理构筑物设计。其中污水处理厂初步设计要完成设计说明书一份、污水处理厂总平面图一张及污水处理厂污水与污泥高程图一张;单项处理构筑物设计中,主要是完成主体处理构筑物平面图及剖面图及部分大图样。该污水处理厂工程,规模为7万吨/日。该污水处理厂的污水处理流程为:污水由市政排水管网经格栅由泵房提升进入到涡流沉砂池,进入倒置AAO反应池,进入辐流式二沉池,进入接触池,最后出水;污泥的流程为:从二次沉淀池池排出的剩余污泥进入回流污泥泵房,再由
2、污水泵送入浓缩池,再进入储泥池,由浓缩污泥泵房提升送入污泥脱水间,最后泥饼外运处置。污水处理厂处理后的出水优于国家污水综合排放标准(GB)中的二级标准。 所选择的倒置AAO工艺,具有良好的脱氮除磷功能。 目 录 摘 要 . 错误!未定义书签。 ABSTRACT . 错误!未定义书签。前 言 . 1第一部分 设计说明书 . 2第一章 设计概论 . 21.1 设计任务 . 21.2 设计目的 . 21.3 设计要求 . 21.4 设计数据及材料 . 3 I青岛理工大学毕业设计(论文)1.5 处理程度的计算 . 4第二章 总体设计 . 52.1 工艺比较选择 . 52.2 主要生产构筑物工艺设计 .
3、 162.2.1 格栅间 . 162.2.2 污水提升泵房 . 162.2.3 沉砂池 . 162.2.4 倒置AAO池 . 172.2.5 鼓风机房 . 172.2.6 二次沉淀池 . 172.2.7 接触消毒池 . 182.2.8回流污泥泵房 . 182.2.9 污泥浓缩池 . 182.2.10 脱水车间 . 19第三章 污水处理厂总体布置 . 203.1 污水厂平面布置 . 203.1.1 污水处理厂平面布置的原则 . 203.1.2 污水处理厂的平面布置 . 223.2 污水厂的高程布置 . 223.2.1 污水处理厂高程的布置方法 . 223.2.2 本污水处理厂高程计算 . 24第
4、四章 组织结构与人员编制 . 27第五章 污水厂投资估算 . 285.1 土建部分 . 285.2 设备部分 . 295.3 总投资费用 . 295.4 经济效益分析 . 30第二部分 设计计算书 . 31第一章 设计流量 . 31II青岛理工大学毕业设计(论文)1.1设计规模 . 311.2 设计最大流量 . 31第二章 格栅设计计算 . 32第三章 泵房设计计算 . 35第四章 沉砂池设计 . 364.1工作原理 . 364.2 设计数据 . 37第五章 倒置AAO生物反应池设计计算 . 39第六章 二次沉淀池设计计算 . 50第七章 接触消毒池设计计算 . 547.1 液氯消毒工艺设计计
5、算 . 547.2 接触池设计计算 . 55第八章 污泥浓缩池设计计算 . 56结 语 . 59参考文献 . 60致 谢 . 62 III青岛理工大学毕业设计(论文)前 言在维系人的生存、保障经济建设和维护社会发展的所有自然要素中,水的重要性毋庸赘述。然而随着工业化、城市化加快,世界面临着水资源短缺、污染严重的挑战。在中国尤其严重,中国是世界13个缺水国家之一,全国600多个城市中目前大约一半的城市缺水,水污染的恶化更使水短缺雪上加霜:我国江河湖泊普遍遭受污染,全国75%的湖泊出现了不同程度的富营养化;90%的城市水域污染严重,南方城市总缺水量的60%-70%是由于水污染造成的;对我国118个
6、大中城市的地下水调查显示,有115个城市地下水受到污染,其中重度污染约占40%。水污染降低了水体的使用功能,加剧了水资源短缺,对我国可持续发展战略的实施带来了负面影响。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。据环境部门监测,1999年全国近80%的生活污水未经处理直接进入江河湖海,年排污量达400亿立方米,造成全国三分之一以上水域受到污染.本设计为为大连市某新建污水处理厂进行工艺设计,设计水质为85
7、%生活污水及15%工业废水,设计规模为70000m3,出水要求达到国家二级排放标准。设计采用倒置AAO工艺,该工艺流程简单,运行控制方便,占地面积较小,出水水质优于二级排放标准,是目前应用较多的工艺。通过本次毕业设计,我们将经受一次较为全面、严格的工程设计训练,熟悉污水处理厂工艺设计过程,了解现代工程设计计算方法,培养分析解决问题的能力,树立高度的工作责任感。1青岛理工大学毕业设计(论文)第一部分 设计说明书第一章 设计概论1.1 设计任务本次毕业设计的主要任务是完成大连市某污水处理厂倒置AAO工艺处理城市污水设计。工程内容包括:1.污水处理厂方案的总体设计:通过调研收集资料,确定污水处理工艺
8、方案;进行总体布局进行、竖向设计、厂区管道布置、厂区道路及绿化设计;完成污水处理厂总平面及高程设计图。2.进行污水处理厂各构筑物工艺计算:包括初步设计、设备选型,图中应有设备、材料一览表。3.进行辅助建筑物(包括鼓风机房、泵房、加药间、脱水机房等)的设计:包括尺寸、面积、层数的确定;完成设备选型。1.2 设计目的随着城市经济的发展和人们生活水平的不断提高,对环境保护的意识越来越强,污水处理率日益成为城镇及区域环境保护的重要指标。本设计旨在使学生根据污水性质、排放规模、现实的城市条件和排放水域的要求,选择较适宜的城市污水处理工艺,达到排放标准或回用的水质要求。1.3 设计要求(1) 独立思考,独
9、立完成;(2) 完成主要处理构筑物的设计布置;(3) 工艺选择、设备选型、技术参数、性能、详细说明;2青岛理工大学毕业设计(论文)(4) 提交的成品:设计说明书、高程图、厂区平面布置图、主要构筑物(平、剖面)图。1.4 设计数据及材料(1) 设计规模:70000m/d.(2) 废水来源:生活污水85,生产废水15。 (3) 设计进出水质:见下表(4) 气象资料 气温资料():3常年主导风向:WS; (5) 地质资料 污水处理厂处: (6) 厂区规划地形图:厂区按整平地形考虑。距河500米,高差0.4米。3青岛理工大学毕业设计(论文)(7) 厂区供电情况及其它问题:就近接入电源,设配电箱即可。1
10、.5 处理程度的计算1. BOD5的去除率h=2 .CODcr的去除率 330-20100=93.9 330h=3.SS的去除率 650-100100%=84.6% 650h=4.总氮的去除率 350-20100%=94.3% 350出水标准中的氨氮为25mg/L,处理水中的总氮设计值取20mg/L,氨氮的去除率为:h=5.总磷的去除率 30-20100%=33.3% 30h=6-1100%=83.34% 6 4青岛理工大学毕业设计(论文)第二章 总体设计2.1 工艺比较选择1. 处理工艺流程选择应考虑的因素污水处理厂的工艺流程系指在保证处理水达到所要求的处理程度的前提下,所采用的污水处理技术
11、各单元的有机组合。在选定处理工艺流程的同时,还需要考虑各处理单元构筑物的形式,两者互为制约,互为影响。污水处理工艺流程的选定,主要以下列各项因素作为依据。 污水的处理程度; 工程造价与运行费用; 当地的各项条件; 原污水的水量与污水流入工程。该污水处理厂日处理能力约7万吨,属于中等规模的污水处理厂。按城市污水处理和污染防治技术政策要求推荐,20万t/d规模大型污水厂一般采用常规活性污泥法工艺,10-20万t/d污水厂可以采用常规活性污泥法、氧化沟、SBR、AB法等工艺,小型污水厂还可以采用生物滤池、水解好氧法工艺等。对脱磷脱氮有要求的城市,应采用二级强化处理,如A2 /O工艺、A/O工艺、倒置
12、AAO工艺、SBR及其改良工艺、氧化沟工艺、以及水解好氧工艺、生物滤池工艺等。由于该设计对脱氮除磷有要求故选取二级强化处理。可供选取的工艺:A/O工艺,A2/O工艺,倒置AAO工艺,SBR及其改良工艺,氧化沟工艺。2.适合于中型污水处理厂的除磷脱氮工艺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,比较成熟的适合中等规模具有除磷、脱氮的工艺有:A2 /O工艺,A/O工艺,倒置AAO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、倒置AAO工艺、各种氧化沟工艺、SBR工艺这些从活
13、性污泥法派生5青岛理工大学毕业设计(论文)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。一. A2/O处理工艺(如下图所示) 图1 /工艺流程 2 (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:优点: 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; 在同时脱氮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
14、类其它工艺。 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。 污泥中含磷量高,一般为2.5%以上。缺点: 除磷效果难于再行提高,污泥增长有一定的限度,不易提高,特别是当P/BOD值高时更是如此 。 脱氮效果也难于进一步提高,内循环量一般以2Q为限,不宜太高,否则增加运行费用。6青岛理工大学毕业设计(论文) 对沉淀池要保持一定的浓度的溶解氧,减少停留时间,防止产生厌氧状态和污泥释放磷的现象出现,但溶解氧浓度也不宜过高。以防止循环混合液对缺氧反应池的干扰。二、倒置AAO处理工艺与常规A2/ O 工艺相比,倒置AAO 工艺省去了混合液倒置AAO 工艺流程F
15、ig. 1 Flow chart of inverted AAO process 根据进水水质不同,通过缩短初沉时间或者取消初沉池来满足倒置AAO工艺的需要:初沉时间的缩短,一方面使得沉砂池出水中的微生物和部分或全部有机物直接进入生化反应系统,增加了反应池进水的有机物总量,保证了脱氮除磷新工艺对碳源的需要,提高了化反应系统对氮、磷的去除效率;另一方面为微生物提供了良好的栖息场所,使系统的生物种类和数量都大幅度提高。缺氧池、厌氧池配有搅拌设备,好氧池通过曝气维持供氧。三个工艺段的作用如下:缺氧段,微生物利用进水中有机物为碳源,使得回流污泥带来的硝态氮反硝化,形成N2 或NxOy 逸至大气中,达到
16、脱氮目的;厌氧段,水中溶解氧和硝态氮结合氧均已消耗完毕处于厌氧状态,聚磷微生物利用胞内聚磷分解产生的能量吸收污水中的易降解COD ,同时释放磷酸盐;好氧段前段主要降解污水中的有机质并过量吸磷,到好氧区后段则BOD5大幅度降低,BOD5/TKN 值较低利于硝化菌的生长,主要进行硝化反应。缺氧段、厌氧段并无严格的界限,主要取决于工艺构筑物采用的形式和前置反硝化的效果。生化反应池较高的污泥浓度不仅从固定的生化反应池容积中争取到好氧池硝化所需要的反应容积,而且活性污泥絮体内部的缺氧微环境使得硝化和反硝化过程在曝气时段内就同步进行,从而为进一步提高系统的脱氮效率创造了条件。倒置AAO 工艺具有以下特点:
17、7青岛理工大学毕业设计(论文) 缺氧区位于工艺系统首端,优先满足反硝化碳源需求,强化了处理系统的脱氮功能;所有的回流污泥全部经过完整的厌氧释磷与好氧吸磷过程,具有“群体效应”,同时聚磷菌经过厌氧释磷后直接进入生化效率较高的好氧环境,其在厌氧状态下形成的吸磷动力可以得到充分利用,提高了处理系统的除磷能力;通过取消初沉池或缩短初沉池停留时间,不仅增加了系统脱氮除磷所需的碳源,而且提高了处理系统内的污泥浓度,强化了好氧区内的同步反硝化作用,进一步缓解了处理系统内的碳源矛盾,提高了处理系统的脱氮除磷效率;将常规A/ O 工艺的混合液回流系统与污泥回流系统合二为一组成了唯一的污泥回流系统,工艺流程简捷,
18、运行管理方便,占地面积减少;与常规A2/ O 工艺相比,倒置AAO 工艺的流程形式和规模要求与传统法工艺更为接近,在老厂改造方面更具推广优势。 三、氧化沟工艺2 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
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