CASS工艺毕业设计--环境工程---污水处理(共48页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上 四川理工学院毕业论文 某工业区污水处理厂设计 姓 名 金文灿学 号 专 业环境工程 班 级 环境2008.2班 指导教师 袁基刚 四川理工学院材料与化学工程学院二一二年 六 月 摘要水是不可替代的自然资源,在经济建设社会发展和人民生活占有及其重要的地位。随着经济建设城乡建设的发展和人口的增加,用水持续增长,水的供需矛盾日益突出。由于大量的工业废水和生活污水排入水体,使水环境受到严重的污染,水资源短缺和水质恶化已成为制约经济建设和城乡发展、破坏生态环境、影响人民生活和自身健康的突出问题。本设计为某工业区污水处理厂工程工艺设计,污水处理厂规模为15000m3/d,污水主
2、要来源为生活污水和工业污水,主要采用氧化沟处理工艺,经比选,此工艺具有投资省,处理效果好,运行管理方便等优点,适宜使用。本设计包含污水处理工艺流程的确定,工艺流程中各单体的计算,施工图纸的绘制等。本工程的实施将显著改善受纳水体水质,同时间接产生经济效益,促进经济可持续发展,污水处理厂处理后的出水达到城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-2002一级B标准。 关键词:污水处理厂,氧化沟工艺,设计15000m3/d Municipal Wastewater Treatment Plant DesignAbstractWater is an irreplaceable natural reso
3、urces, economic development, social development and peoples livelihood occupies an important position. As economic construction, construction of urban and rural development and population increase, water continued to grow, increasing water supply and demand contradiction. Due to the large number of
4、industrial waste and domestic sewage discharged into water bodies, is seriously the water environment pollution, water shortages and deterioration of water quality has become a restricted economy, destruction of ecological environment construction and urban and rural development, highlight issues af
5、fecting peoples lives and their own health. Design for engineering design technology of industrial wastewater treatment plant, wastewater treatment plant size for 15000m3/d, major source of sewage for sewage and industrial effluent, mainly by oxidation ditch process technology, by comparison, this p
6、rocess has a low investment, effective, convenient to run management advantages, suitable for use. This determination includes sewage treatment process design, process flow calculation of monomer in, drawing of the construction drawings. Implementation of this project will significantly improve the
7、water quality of receiving waters, and indirect economic benefits, promoting sustainable economic development, effluent from sewage treatment works for treatment after the meet the discharge standards of pollutants for municipal wastewater treatment plant of GB18918-2002 level b standards. Keywords:
8、 sewage treatment plants , oxidation ditch process, design 目录 第一章 总论随着人类社会的不断发展,城市规模不断扩大,城市的用水量和排水量都在不断增加,加剧了用水紧张和水质污染,环境问题日益突出,由此造成的水危机已经成为社会经济发展的重要制约因素。我国污水处理事业的历史始于1921年,但是真正是在80年代才得以发展,改革开放三十年来取得了迅速的发展,但仍然滞后于城市发展的需要,处理量的增加仍远远滞后于污水排放量的增长,两者之间的差距还有进一步拉大的趋势。我国城市污水处理相对于国外发达国家,起步较晚,到现在为止,全国还有60%的城市污水
9、得不到妥善的处理,城市污水处理率较低,很多老城区的排水管网甚至不成系统。在我们大力引进国外先进技术、设备和经验的同时,必须结合我国发展规划,尤其是当地的实际情况,探索适合我国实际的污水处理系统。 决定城市污水处理厂投资和运行成本的很重要因素是污水处理工艺的选择。目前,在城市污水处理领域,很多城市普遍存在着追求“新工艺”的倾向。一座城市污水厂处理工艺的选择,虽然应由污水水质、水量、排放标准及受纳水体性质等因素来确定,但是,忽略污水处理厂投资和运行成本,过分强调污水处理工艺的先进是不足取的。实际上,有些城市采取的高投资、高运行费的“新工艺”,由于水质不稳定,水量波动大等缘故,并未收到理想的处理效果
10、。氧化沟技术经过几十年的发展,在世界各地得到了广泛的发展和应用 国内外的应用情况证明,它是一种工艺简单,管理方便,投资省,运行费用低,稳定性高,出水水质好的污水处理技术 氧化沟对高浓度工业废水有很强的稀释能力,能够承受水质 水量的冲击负荷 更为重要的是,氧化沟在处理有机物的同时能将污水中的氮 磷去除,使出水水质能够满足对污水排放中氮 磷的高标准要求 结合我国国情,开展氧化沟工艺的研究并促使其在我国得到广泛应用,是一个重要而且很有意义的课题。1.1设计内容简介 毕业设计是一项重要的实践性教学环节,是培养学生应用所学专业理论知识解决工程实际问题、提高设计制图水平及使用各种技能资料能力的重要手段,通
11、过毕业设计,使学生了解和熟悉排水工程设计的一般原则、步骤和方法;掌握污水处理厂的设计计算方法及设计说明、计算书的编制方法、施工图的绘制方法。 通过毕业设计,使我们熟悉并掌握城市污水厂的设计原理、方法、内容和步骤,能根据设计原始设计资料正确地选定设计方案,掌握污水处理厂工程设计的基本流程及各构筑物的设计方法,熟悉设计计算书和设计说明书的编写内容和编制方法,并能够熟练和规范的绘制工程图纸。 内容如下:(1) 污水厂处理方案的比较和优化;(2) 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、鼓风机、曝气器等;(3) 平面布置和高程计算;(4) 根据所确定的工艺和计算结果,绘制城市污水处理厂的
12、总平面布置图、高程布置图、工艺流程图及各主要构筑物图。 1.2 设计的目标(1)根据资料提供,该厂处理废水量为15000m3/d,其流量是平均流量,因为工业废水可能存在流量不均匀的情况,帮取废水排放不均匀系数K=1.53,则处理站设计进水量应为15000m3/d1.53=22950m3/d。即是本污水处理厂水的设计处理规模为22950m3/d。(2)水质指标处理后污水水质应满足城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)中的一级B标准,其进水水质和排放标准见表1。表1 进水水质和排放标准 单位:mg/L项目SSCODBOD5NH3NTP油废水水质30040020030420排放标准
13、2060208131.3 设计依据及执行排放标准 相关法律法规:(1)防治水污染技术政策1986.11.26(2)中华人民共和国污染防治法实施细则1989.7.12(3)中华人民共和国环境保护法1989.12.6(4)中华人民共和国水污染防治法1996.5.15设计依据、原则:(1)设计依据污水综合排放标准(GB89781996);污水处理厂工艺设计手册;污水处理构筑物设计与计算;城市污水处理厂污水污泥排放标准(GB18918-2002) 5室外排水设计规范(GB50014-2006)(2)确定处理流程的原则城市污水处理的目的是使之达标排放或污水回用用于使环境不受污染,处理后出水回用于农田灌溉
14、,城市景观或工业生产等,以节约水源。城市污水处理及污染防治技术政策对污水处理工艺的选择给出以下几项关于城镇污水处理工艺的准则:城市污水处理工艺应根据处理规模、水质特征、受纳水体的环境功能及当地的实际情况和要求,经全面技术经济比较后优先确定;工艺选择的主要技术经济指标包括:处理单位水量投资,消减单位污染物投资,处理单位水量电耗和成本,消减单位污染物电耗和成本,占地面积,运行性能,可靠性,管理维护难易程度,总体环境效益;应切合实际地确定污水进水水质,优先工艺设计参数必须对污水的现状、水质特指、污染物构成进行详细调查或测定,做出合理的分析预测;在水质组成复杂或特殊时,进行污水处理工艺的动态试验,必要
15、时应开展中试研究;积极地采用高效经济的新工艺,在国内首次应用的新工艺必须经过中试和生产试验,提供可靠性设计参数,然后进行运用。1.4 设计内容(1)、处理工艺流程选择(2)、污水处理构筑物的设计(3)、污水处理构筑物的设计(4)、污水处理工艺施工图初步设计的绘制第二章 废水处理方案选择及论证根据城市污水处理及污染防治技术政策,可选用SBR工艺、氧化沟工艺、好氧缺氧(A/O)脱氮工艺2.1 SBR工艺SBR是序批间歇式活性污泥法的简称,是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥水处理技术,又称序批式活性污泥法。SBR工艺是一个完整的操作过程,亦即每个间歇反应器在处理废水时的操作过程包括五个阶段:(1)
16、进水期;(2)反应期;(3)沉淀期;(4)排水排泥期;(5)闲置期。SBR的运行工况以间歇操作为特征。五个工序都在一个设有曝气或搅拌装置的反应器中依次进行,所以省去了传统活性污泥法中的沉淀池和污泥回流设施。在处理过程中,周而复始地循环这种操作周期,以实现污水处理的目的2。SBR工艺的优点如下:(1)工艺流程简单,运转灵活,基建费用低;(2)处理效果好,出水可靠;(3)具有较好的脱氮除磷效果;(4)污泥沉降性能良好;(5)对水质水量变化的适应性强。 SBR工艺的缺点如下:(1)反应器容积率低;(2)水头损失大;(3)不连续的出水,要求后续构筑物容积较大,有足够的接受能力;(4)峰值需要量高;(5
17、)设备利用率低;(6)管理人员技术素质要求较高。对于小型污水处理厂而言,SBR是一种系统简单、投资节省、处理效果好的工艺,但是它用于大型污水处理厂就不太适合了。因为大型污水处理厂的进水量打,需要设计多个SBR反应池进行并联运行,个数增多,必定使操作管理变得复杂,运行费用也会提高。而且由于SBR法事一种设备利用率低的处理工艺,用于大型污水处理厂时,基建费用也高。2.2 氧化沟工艺氧化沟又称循环混合式活性污泥法。一般采用延时曝气,同时具有去除BOD5和脱氮的功能,它采用机械曝气,一般不设初沉池和污泥消化池。氧化沟处理效率为:BOD5和SS均为95%以上,总氮为70%80%。氧化沟具有工艺流程短,处
18、理效率高。出水水质稳定,运行管理简单等优点。但占地面积过大。在刘态上,氧化沟介于完全混合于推流之间。污水在沟内的流速v平均为0.4m/s,氧化沟总长为L,当L为100500m时,污水完成一个循环所需时间约为420min,如水力停留时间定为24h,则在整个停留时间要做72360次循环。可以认为在氧化沟内混合液的水只是几近一致的,从这个意义来说,氧化沟内的流态是完全混合式的。但是又具有某些推流式的特征,如在曝气装置的下游,溶解氧浓度从高到低变动,甚至可能出现缺氧段。氧化沟的这种独特的水流状态,有利于活性污泥的生物凝聚作用,而且可以将其区分为富氧区、缺氧区、用以进行消化和反硝化,去的脱氮的效应。常用
19、的氧化沟系统有卡罗塞氧化沟、交替工作氧化沟及二沉池交替氧化沟。 氧化沟可分为连续工作式、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、卡鲁赛尔氧化沟。 普通氧化沟处理污水的原理如下:氧化沟中的污水直接与回流污泥一起进入氧化沟系统。在充分掺氧的条件下,微生物得到足够的溶解氧来去除BOD;同时,氨也被氧化成硝酸盐和亚硝酸盐,此时,混合液处于有氧状态。在曝气机下游,水流由曝气区的湍流状态变成之后的平流状态,水流维持在最小流速,保证活性污泥处于悬浮状态。微生物的氧化过程消耗了水中溶解氧,知道DO值降为零,混合液呈缺氧状态。经过缺氧区的反硝化作用,混合液进入有氧区,完成一次循环。该系统中,
20、BOD降解是一个连续过程,硝化作用和反硝化作用发生在一个池子内。由于结构的限制,这种氧化沟虽然可以有效去除BOD,但脱氮除磷的能力有限。 氧化沟的主要优点如下:(1)氧化沟的液态在整体上是完全混合的,而局部又具有推流特性,使得在污水中能形成良好的混合液生物絮凝体,提高二沉池的污泥沉降速度及澄清效果,另外,其独特的水流性能对除磷脱氮也是极其重要的(2)处理效果稳定,出水质好,并可实现脱氮。(3)污泥厂量少,污泥性质稳定。(4)能承受水量,水质冲击负荷,对高浓度工业废水有很大的稀释能力。氧化沟的缺点如下:(1)单纯的氧化沟工艺的除磷效率很低,需要增设厌氧段才能达到一定的除磷效率。(2)虽然污泥产量
21、少,耐冲击负荷,但是这是建立在该工艺很低的污泥负荷上的,且要求处理构筑物内水深要浅,而这又决定了在处理相同水质,水量污水的情况下,该工艺是最占土地的,也即增加了基建费用。2.3 好氧缺氧(A/O)脱氮工艺好氧缺氧(A/O)脱氮工艺的基本原理:污水在好氧条件下使含氮有机物被细菌分解为氮,然后在好氧自养型亚硝酸细菌的作用下进一步转化为亚硝酸盐,再经好氧自养型硝化细菌作用转化为硝酸盐,至此完成了硝化反应:在缺氧条件下,兼性异氧细菌利用或部分利用污水中原有的有机物碳源为电子供体,以硝酸盐替代分子氧做电子受体,进行无氧呼吸,分解有机质,同时,将硝酸盐中氮还原为气态氮,至此完成了反硝化反应。A/O工艺不但
22、能取得比较满意的脱氮效果,而且通过上述好氧缺氧循环操作,同时可取得高的COD和BOD的去除率。A/O的工艺特点:(1)A/O工艺同时去除有机物和氮,流程简单,构筑物少,只有一个污泥回流系统和混合液回流系统,节省基建费用;(2)反硝化缺氧池一般无需外加有机碳源,降低了运行费用;(3)因为好氧池在缺氧池后,可使反硝化残留的有机物的到进一步去除,提高了出水水质;(4)缺氧池中污水的有机物被反硝化细菌所利用减轻了其他好氧池的有机物负荷,同事缺氧池中反硝化产生的碱度可补充好氧池中硝化需要的碱度;(5)脱氮效果较高,一般氮的去除率约为60%85%。 三种工艺经过比较,氧化沟除了具有A/O的效果外,还具有如
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