2022年城镇生活污水处理工艺设计.docx

目录第一章 绪 论 .31.1 设计目地 .31.2 设计原就 .31.3 设计依据 .31.4 废水水量及水质 .31.4.1 废水水量 .31.4.2 废水水质 .31.5 设计内容及要求 .41.6 工艺模式概述.4其次章 工艺流程地确定52.1 水质分析 .52.1.1 污水来源 .52.1.2 汽水类饮料废水水质特点52.2 工艺流程比较.62.2.1 生物流化床 .62.2.2 生物转盘 .72.2.3 生物接触氧化法82.2.4 SBR 法 .92.2.5 传统活性污泥法102.3 工艺流程确定 .11第三章 工艺说明 .113.1 工艺流程图 .113.2 主处理工艺说明123.2.1 生物接触氧化池123.2.2 活性污泥法 .143.3 1 其它构筑物说明163.3.1 格栅地挑选 .163.3.2 调剂池地挑选173.3.3 一级提升泵地挑选173.3.4 初沉池地挑选183.3.5 二次沉淀池地挑选183.3.6 生物接触沉池工艺说明183.3.7 污泥浓缩池工艺说明183.3.8 曝气设备工艺说明19第四章 设计运算 .194.1 生物接触氧化池地设计运算194.1.1 设计参数 .194.1.2 设计运算 .194.2 曝气池及曝气系统地运算与设计254.2.1 已知参数条件254.2.2 曝气池地设计与运算254.2.3 曝气系统地运算与设计26总结 .29参考文献 .31致谢辞 .31学校代码：10128学号： 202120303025水污染掌握工程课程设计说明书题目： 城镇生活污水处理工艺设计同学姓名： 项伟宇学院： 能源与动力工程学院系别： 环境科学与工程系专业： 环境工程班级： 环境工程 12-1 班指导老师： 李春丽老师二一五年七月十二日摘 要本次水污染工程课程设计处理地废水为城镇生活污水.城镇污水是通过下水管道收集到全部地排水，是排入下水管道系统地各种生活污水、工业废水和城市融雪、降雨地混合水，是一种混合水 .假如不处理直接排放，对生态环境地污染严峻，破坏水生态环境，影响人和动植物地健康.本次设计地主要工作就是对该废水进行分析，挑选合适地处理工艺处理.经过分析本次选用地工艺为奥贝尔氧化沟工艺.奥贝尔氧化沟由三个同心椭圆形沟道组成，污水由外沟进入沟内，然后依次进入中间沟道和内沟道，最终经中心岛流出，至二沉池.奥贝尔氧化沟地沟道布置，便于采纳不同种类地工艺模式.在使用一般活性污泥法时内沟道用于曝气，外沟道用于需氧消化；使用接触稳固和分段曝气时，是把进水和回流污泥引入相应地沟道中；为保证高质量而稳固地处理成效和削减污泥量，需要进行消化时采纳曝气模式.关键词： 城镇生活污水；奥贝尔氧化沟abstractThe water pollution engineering course design of wastewater treatment for urban sewage. Urban sewage is through to collect all the drainage, waterpipe is discharged into water pipe system of all kinds of sewage andindustrial waste water and city snow melt and rain water, is a kind of mixed water. If you don't deal with direct emissions, on the ecological environment pollution, destruction of water ecological environment, the impact and the health of animals and plants. The main work of this design is to analyze the waste water, choose the appropriate treatment process. Through analysis of the selection process for Mr Bell oxidation ditch process. Mr Bell oxidation ditch is composed of three concentricelliptical channel, sewage by outside groove into a ditch, and then in turn into the intermediate channel and channel, finally the center island, to two pond.The bell of the oxidation ditch channel layout, easy to use differentkinds of process model. When using normal activated sludge process withinthe channel for aeration, outer channel for aerobic digestion； When using the contact stability and segmented aeration, it is put into thewater and return sludge in the introduction of the correspondingchannel ； In order to ensure the high quality and stable treatment effect and reduce the sludge volume, need to digest the aeration mode.Keywords: Urban sewage ； Mr Bell oxidation ditch第一章 绪 论1.1 设计目地针对城镇生活污水处理工艺进行设计，并提出各单体构筑物以及对其具体优化设计.把握水质分析指标、各种具体处理方法地原理、工艺流程、处理设备地处理原理及设计运算，并能够应用所学理论解决工程实际问题.1.2 设计原就1、严格执行国家有关环境爱护地各项规定，确保出水指标达到国家污水综合排放标准（ GB 8978 1996 ）中二级排放标准.2、在严格达标地情形下，做到投资少、运行费用低.3、技术线路成熟、简洁明白，操作治理便利.1.3 设计依据1、高廷耀主编 .水污染掌握工程 .北京：高等训练出版社，1989.102、郑铭主编 .环保设备 原理、设计、应用 .北京：化学工业出版社，2001.43、上海市环境爱护局编废水物化处理.上海；同济高校出版社，1999.104、上海市环境爱护局编废水生化处理上海；同济高校出版社，1999.115、丁亚兰主编给水排水设计手册北京市市政设计院6、废水生化处理上海；同济高校出版社，1999.117、污水处理工艺及工程方案设计北京；中国建筑工业出版社，2000.41.4 废水水量及水质1.4.1 废水水量据资料显示，设计废水处理量3000m3/d1.4.2 废水水质表 1-1废水水质以及排放标准（单位： mg/L ）水质指标进水PHCOD103000SS280BOD52000出水69150200601.5 设计内容及要求据任务书中所给地参数和工作要求，分析和选定设计对象地总体方案；完成设计运算，并画出必要地设计方案图.具体要求如下：1、明白饮料废水处理技术特点及机理，依据水质、水量，通过众多方案（三种）对比论证（工艺流程、运行特点、经济性），确定本工程水处理工艺流程以及系统设计工艺流程；挑选合适（经济、技术）地处理单元组成处理流程.2、主要处理单元地设计运算及其他处理构筑物地选型.3、对设计工艺流程地遗留问题进行分许并提出改进建议.4、绘制完整地处理工艺流程组图、主要地处理单元各构筑物结构尺寸.1.6 工艺模式概述采纳了以活性污泥法 /生物膜法联合处理为主体地生化反应.依据进出水水质及水量地要求， 挑选以厌氧段和好氧段两段式生物处理方法为主体地方法，此方法兼具了活性污泥法和生物膜法地特性，对污水处理有良好地适应性.在功能方面地特点，厌氧运行地生物接触氧化处理技术具有多种净化功能，除了能够以较高去除率去除BOD以外，其 COD 地去除效率也达到了跟BOD地去除相近地成效；同时，采纳传统曝气式活性污泥法进一步去除废水中地高浓度有机物，从而达到了很好地废水处理成效.这种生物膜法和活性污泥法地联合以及厌氧和好氧地联合，奇妙地发挥了各种工艺地优点，使该工艺在水质多变地饮料废水中表现出了良好地冲击性，并从未显现污泥膨胀等问题， 处理成效稳固 .其次章 工艺流程地确定2.1 水质分析2.1.1 污水来源污水按来源可分为生活污水、工业废水和城市污水. 1、生活污水生活污水主要来自家庭、机关、商业和城市等公用设施及工厂地餐饮、卫生间、浴室、洗衣房等 .生活污水地主要成分为纤维素、淀粉、糖类、脂肪、蛋白质等有机物质，氮、磷、硫等无机盐及泥沙等杂质，生活污水中仍含有多种微生物及病原体.2、工业废水工业废水主要是在工业生产过程中被生产原料、中间产品或成品等物料所污染地水.工业废水由于种类繁多，污染物成分及性质随生产过程而异，变化复杂.一般而言，工业废水污染比较 严峻，往往含有有毒有害物质，有地含有易燃、易爆、腐蚀性强地污染物，需局部处理达到要求后才能排入城镇排水系统.3、城市污水城市污水包括生活污水、工业废水等，在合流制排水系统中包括雨水，在半分流制排水系 统中包括初期雨水 .城市污水成分性质比较复杂，不仅各城市不同，同一城市中地不同区域也有差异，需要进行全面细致地调查讨论，才能确定其水质成分和特点.2.1.2 汽水类饮料废水水质特点此类水地水质特点为：属于蔗糖有机废水，含有很高地BOD 、COD ，PH 较高，由于汽水类饮料地生产一般采纳间歇式生产，故水质变化较大.表 2-1所处理污水水质（单位： mg/L ）水质指标PHCODBOD 5SS进水1030002000280出水6915060200依据国家污水综合排放标准（GB 8978 1996）中二级排放标准：COD 去除率：3000150100%95%3000107100%1030%PH 去除率：SS 去除率：280200100%28.5%280BOD 去除率：200060100%97%2000为有效地去除有机污染物BOD 、COD ，确定采纳活性污泥法/ 生物膜法联合处理为主体处理工艺地生化处理技术.2.2 工艺流程比较由所处理污水水质特点动身，由于BOD 和 COD 浓度都比较高，所以挑选采纳厌氧与好氧交替地处理方式进行废水地处理.在此挑选生物流化床、生物转盘法、生物接触氧化池、SBR法、传统活性污泥法进行主处理工艺地比选.2.2.1 生物流化床生物流化床是采纳比重大于1 地细小惰性颗粒，如砂、焦炭、陶粒、活性炭等为载体，使微生物生长于载体表面形成生物膜，污水在流化床内自下而上流淌，载体处于流化床状态.由于流化床内生物固体浓度很高，氧和有机物地传质效率也高，因此，生物流化是一种高效地生物处理构筑物 .1、基本原理生物流化床中载体处于流态化是由于上升地水流（或气流与水流）所造成地.流化床底部设有布水设备，顶部设有出水口，污水自下而上流淌使床体内载体颗粒呈悬浮或流化状态，水流经过颗粒层会产生肯定地压力降.2、工艺流程见图 2-1.原水流化床处理水二沉池污泥排放载体回流空气图 2-1生物流化床流程图3、工艺特点与传统地好氧生物膜法相比，生物流化床具有以下突出地优点：(1) 生物固体浓度高（一般可达10-20 g/L） ,因此水力停留时间可大大缩短，容积负荷就相应提高，基建费用也相应减小；(2) 不存在活性污泥法中常发生地污泥膨胀问题和其他生物膜法中存在地污泥堵塞现象；(3) 能适应不同浓度范畴地废水，能适应较大地冲击负荷；(4) 由于容积负荷高和床体高度大，占地面积可大大缩小.2.2.2 生物转盘1、基本原理生物转盘法也是合理利用自然界微生物群新陈代谢地生理功能对有机废水净化地生物处理法，其原理与生物滤池相像，生物转盘法是废水处于半静止状态，微生物生长在转盘地盘面上，转盘在废水中不断缓慢地转动使其相互接触地处理方法.盘体与废水和空气交替接触，微生物从空气中摄取必要地氧，并对废水中污染物质进行分解.生物膜地厚度与处理原水地浓度和基质性质有关，约0.1 0.5mm，在盘面地外侧附着液膜、好氧性生物膜与厌氧性生物膜在转盘转动剪切力地作用下脱落.2、工艺流程见图 2-2.原水出水消初沉池生物转盘二沉池毒污泥浓缩脱水图 2-2生物转盘流程图3、工艺特点生物转盘法作为污水处理地一项生物处理技术，具体如下特点：(1) 生物量多，微生物浓度高，净化效率高，具体较强地耐冲击负荷地才能；(2) 生物膜上地微生物生长繁衍良好，食物链长，污泥产量少，且易于沉淀；(3) 生物转盘具有硝化和反硝化地功能；(4) 生物转盘可与初沉池、曝气池和二沉池合建，从而提高处理水水质；(5) 爱护治理简洁，功能稳固牢靠，没有噪声，不产生滤池蝇，不产生污泥膨胀和二次污染等问题；(6) 不需要曝气和污泥回流装置，动力消耗低，节约能源，运行费用低.2.2.3 生物接触氧化法生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物滤池之间地生物膜法工艺.接触氧化池内设有填料，部分微生物以生物膜地势式固着生长于填料表面，部分就是絮状悬浮生长于水中.因此它兼有活性污泥法与生物滤池地特点.由于其中填料以及其上生物膜均埋没于水中，它又被称为淹没式生物滤池 .1、基本原理生物接触氧化法中微生物所需地氧通常通过人工曝气供应.生物膜生长至肯定厚度后，近填料壁地微生物将由于缺氧而进行厌氧代谢，产生地气体以及曝气形成地冲刷作用会造成生物膜地脱落，并促进新生物膜地生长，形成生物膜地代谢.脱落地生物膜将随出水流出池外.2、工艺流程见图 2-3原水初沉池第一生物接触氧化池出水中沉池第二生物接触氧化池二沉池出水污泥图 2-3生物接触氧化法流程图3、工艺特点与其他生物膜法相比，生物接触氧化法有如下特点：(1) 由于填料地比表面积大，池内地充氧条件良好，生物接触氧化池内单位容积地生物固体量都高于活性污泥法曝气池及生物滤池，因此，生物接触氧化池具有较高地容积负荷，处理时 间短，节约占地面积 .(2) 由于相当一部分微生物固着生长在填料表面，生物膜地脱落和生长可以保持很好地平稳，生物接触氧化法布需要设污泥回流系统，也不存在污泥膨胀问题，运行治理简便.(3) 由于生物接触氧化池内生物固体量多，水流属于完全混合型，因此生物接触氧化池对水质水量地骤变有较强地适应才能，曝气加速了生物膜地更新，使生物膜地活性提高.(4) 由于填料地存在，增大了氧地传递系数，使动力消耗降低.(5) 生物接触氧化法不需要特地培育菌种，挂膜便利，可以间歇运行.2.2.4 SBR法1、基本原理SBR 工艺由按肯定时间次序间歇操作运行地反应器组成 .SBR 工艺地一个完整地操作过程， 亦即每个间歇反应器在处理废水时地操作过程包括如下 5 个阶段： 进水期；反应期；沉淀期；排水排泥期；闲置期 .SBR 地运行工况以间歇操作为特点 .其中自进水、反应、沉淀、排水排泥至闲置期终止为一个运行周期 .在一个运行周期中，各个阶段地运行时间、反应器内混合液体积地变化及运行状态等都可以依据具体污水地性质、出水水质及运行功能要求等敏捷把握.2、工艺流程见图 2-4进水格沉砂栅池出消水SBR池毒池外运脱水 硝化 浓缩图 2-4SBR 法流程图3、工艺特点与传统污水处理工艺不同，SBR 技术采纳时间分割地操作方式替代空间分割地操作方式， 非稳固生化反应替代稳态生化反应，静置抱负沉淀替代传统地动态沉淀.它地主要特点是在运行上地有序和间歇操作，SBR 技术地核心是 SBR 反应池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，无污泥回流系统.2.2.6 传统活性污泥法污水 集水池 泵站 初沉池 曝气池 二沉池 排放依据本工程地原水水质和处理要求，必需采纳生化处理方能达到排放所要求地处理程度， 在大规模地城市污水处理厂中应用最为广泛地生化法处理是传统活性污泥法工艺以及由此派生出来、种类繁多地变形工艺.传统活性污泥法处理污水基本原理是：第一利用生活污水中地好氧微生物进行培育，形成适于降解污染介质，并具有相当规模微生物群落，即活性污泥；再通过这些好氧微生物群落（活性污泥）来代谢有机污染介质，达处处理和净化污水地目地.传统地活性污泥法耐冲击负荷低，泥量大，占地面积大，土建投资高等缺点，但是传统活性污泥法技术成熟，处理量大，效率高，能耗低，无二次污染.进水调剂池细格栅提升泵2.3 工艺流程确定2.3.1 主处理构筑物地确定比较上述六种工艺：1、运行情形：生物流化床存在设备磨损，载体颗粒在湍流过程中会被磨损变小；存在着生产放大方面地问题，如防堵塞，曝气方法，进水配水系统地选用和颗粒流失等.对于 SBR 工艺反应器容积利用率低（由于SBR 反应器水位不恒定，反应器有效容积需要依据最高水位来设计，大多数时间，反应器内水位均达不到此值，所以反应器容积利用率低），水头缺失大.不连续地出水，要求后续构筑物容积较大，有足够地接受才能.而且不连续出水，使得SBR 工艺串联其他连续处理工艺时较为困难；而厌氧运行地生物接触氧化池能够处理高负荷地有机物，污染负荷高，抗冲击负荷高，对水质变化地适应性强，启动快，无污泥膨胀，运行稳固.传统活性污泥法技术成熟，处理量大，运行稳固.2、经济情形：生物转盘法占地比较大，相对投资较大，在冰冷地区需要进行保温措施.SBR工艺设备利用率较低 .传统活性污泥法耐冲击负荷低，泥量大，占地面积大，土建投资高.3、环保情形：生物转盘法散发恶臭对环境造成肯定负担.综合以上地分析情形，并对处理水质分析，主要确定以活性污泥法/生物接触氧化法/联合处理为主体地污水处理工艺，且生物接触氧化法兼具了活性污泥法和生物膜法地特点，对污水处理有更好地成效 .第三章 工艺说明3.1 工艺流程图初沉池第一生物接 中沉池 1触氧化其次生物中 沉 池接2触氧化推流式曝气池池污池泥回流二沉池污泥浓缩池脱水剩余污泥出水消毒污泥外运3.2 主处理工艺说明3.2.1 生物接触氧化法生物接触氧化法一般设计常用两种形式：1、一段法：一段法亦称一氧一沉法，原水先经调剂池，再进入生物接触氧化池，尔后流入二次沉淀池进行泥水分别.处理后地上层水排放或作进一步处理污泥从二次沉淀油定期排走.其流程见图 3-1：原水出水初沉池生物接触氧化池二沉池污泥图 3-1一段式生物接触氧化法流程图这种流程，虽然在氧化池中有时会引起短路，但全池填料上生物膜厚度几乎相等，BOD负荷大体相同，具有完全混合型地特点.2、二段法：采纳二段法地目地是为了缩短生物氧化时间，提高生化处理效率，同时更适应原水水质地变化，出水水质稳固.原水经调剂池进入第一生物接触氧化池，而后流入中间沉淀池进行泥水分别，上层处理水进入其次接触氧化池，最终流入二次沉淀池，再次泥水分别，出水排放 .沉淀池地污泥定期排走.工艺流程见图 3-2：原水初沉池一氧池出水中沉池二氧池二沉池图 3-2二段式生物接触氧化法流程图养分物质远远超过微生物生长所需，微生物地生长不受养分物质地影响，只受自身生理机能地限制 .因此微电物繁衍率高，活力强，吸附氧化有机物地才能也高，可以提高处理效率 .但为了爱护较高地 F M 条件， BOD 负荷随之提高，于是产生活泥 生物膜 地过剩蓄积和脱落 .同时，处团水中有机物含量亦要高一些 .缩短了生物氧化时间，提高了生化效率，适应了原水水质变化，出水水质稳固 .综上所述，一段法流程简洁易行，操作便利，投资较省，但对 BOD 地降解才能不如二段法.二段法流程处理成效较好，可以缩短生物氧化所需地总时间，但增加了处理装置和爱护治理内容，投资比一段稍高.一般当有机负荷较低，水量负荷较大时，如污水地三级处理，采纳一段法流程填料堵塞地可能性较小.假如采纳截留悬浮物性能良好地粒状填料，那么可以省略二次沉 淀池，而用砂滤池过滤装置代替，使处理水水质变得更好.当有机负荷较高时，如污水地二级处理，采纳二段法流程可依据BOD 负荷条件地变化组合载体填料.比如前段挑选间隙率较大、不易堵塞地填料，后段选用间隙率小、截留悬浮物性能强地填料.故本工艺挑选确定以两段式生物接触法为主体地处理工艺.3.2.2 活性污泥法一、基本原理活性污泥法是利用悬浮生长地微生物絮体处理有机废水一类好氧生物地处理方法.这种生物絮体叫做活性污泥，它由好气性微生物（包括细菌、真菌、原生动物和后生动物）及其代谢地和吸附地有机物、无机物组成，具有降解废水中有机污染物（也有些可部分利用无机物）地 才能，显示生物化学活性.假如向一桶粪便污水连续鼓入空气，经过一段时间（几天），由于污水中做生物地生长与繁衍，将逐步形成带褐色地污泥状絮凝体，即活性污泥，在显微镜下观察，可见到大量地微生物.活性污泥法净化废水包括下述三个主要过程.1. 吸附废水与活性污泥微生物充分接触，形成悬浊混合液, 废水中地污染物被比表面积庞大且表面上含有多糖类粘性物质地微生物吸附和粘连.是胶态地大分子有机物被吸附后，第一被水解酶作用，分解为小分子物质，然后这些小分子与溶解性有机物一道在透膜酶地作用下或在浓差推动下挑选性渗入细胞体内2. 微生物地代谢微生物地代谢过程如第十二章所述，吸取进入细胞体内地污染物通过微生物地代谢反应而被降解，一部分经过一系列中间状态氧化为最终产物CO2 和 H2O 等另一部分就转化为新地有机体，使细胞增殖3. 凝结与沉淀絮凝体是活性污泥地基本结构，它能够防止微型动物对游离细菌地吞噬，并承担曝气等外界不利因素地影响，更有利于与处理水分别.活性污泥法地基本流程：活性污泥法地进展与应用已有近百年地历史，进展了很多行之有效地运行方式和工艺流程，但其基本流程是一样地，如图13-2 所示.曝气池二沉池初沉池污泥回流进水流程中地主体构筑物是曝气池，废水经过适当预处理（如初沉）后，进入曝气池与池内活性污泥混合成混合液，并在池内充分曝气，一方面使活性污泥处于悬浮状态，废水与活性污泥充分接触；另一方面，通过曝气，向活性污泥供氧，保持好氧条件，保证微生物地正常生长与繁衍 .废水中有机物在曝气池内被活性污泥吸附、吸取和氧化分解后，混合液进入二次沉淀池， 进行固液分别，净化地废水排出.大部分二沉池地沉淀污泥回流入曝气池进口，与进入曝气池地废水混合.污泥回流地目地是使曝气池内保持足够数量地活性污泥.通常，参加分解废水中有机物地微生物地增殖速度，都慢于微个物在曝气池内地平均停留时间.因此，假如不符浓缩地活性污泥回流到曝气池，就具有净化功能地微生物将会逐步削减 .污泥回流后，净增殖地细胞物质将作为剩余污泥排入污泥处理系统.二、活性污泥法地分类按废水和回流污泥地进入方式及其在曝气池中地混合方式，活性污泥法可分为推流式和完全混合式两大类.推流式活计污泥曝气池有如干个狭长地流槽，废水从一端进入，另一端流出.此类曝气池又可分为平行水流（并联）式和转折水流（串联）式两种.随着水流地过程，废物降解，微生物 增长， F/M 沿程变化，系统处于生长曲线某一段上工作.完全混合式是废水进入曝气池后，在搅拌下立刻与池内活性污泥混合液混合，从而使进水得到良好地稀释，污泥