5万立方米每天CASS工艺污水处理厂设计说明书.pdf
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1、word 文档整理分享沈 阳 化 工 大 学本 科 课 程 设 计题目:某城市污水处理厂工程工艺设计院系:环境与安全工程学院专业:水质科学与技术班级: 1301学生姓名:朱立恒指导教师:金飙论文提交日期:年月日参考资料目录目录绪论 . 3第一章设计任务概述. 41.1 设计任务. 42.2设计资料. 4第二章污水处理厂工艺选择. 52.1. 52.3 污泥处理、处置工艺 . 82.4 净化污水消毒方式 . 9第三章 CASS 工艺流程 . 11.1CASS 工艺流程 . 113.2CASS 工艺设计概要 . 11第四章污水处理厂设计计算. 134.1设计参数. 134.2构筑物设计计算. 13
2、第五章设计计算总结. 232绪论绪论本设计的课题为 “某城市污水处理厂工程工艺设计” 。 污水来源为生活污水和工业废水;23项目服务面积 8.70km , 服务人口约 9 万人。 设计污水量为 50000 m /d。 本设计采用的是 CASS工艺,BOD5去除率达 90%以上,SS 去除率达 85%以上。出水最终达到城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-2002 中的二级标准。主要设计构筑物为 CASS 反应池。 本设计四组 CASS 反应池, 每组 CASS 反应池尺寸为 5.710.462.6m,其中微生物选择区(预反应区)长度为10m。反应周期为 4h,每日反应周3期数为 6。每个
3、反应池的曝气量为3277.6m /h,底部铺设 2845 个空气扩散器,平均每个空气3扩散器的曝气量为 1.13m /h.工艺流程如下:城粗集细市污水格栅水池格栅泵旋流沉砂池生物选择器反应池絮凝、过滤消毒后出水CASS栅渣栅渣3排沙污泥浓缩池贮池上清液回流污泥剩余污泥污泥脱水污泥外运第一章第一章设计任务概述设计任务概述1.1 设计任务某城市污水处理厂工程工艺设计。2.2设计资料2.2.12.2.1污水来源及水量污水来源及水量1、生活污水和工业废水;项目服务面积8.70km ,服务人口约 9 万人。32、设计污水量 50000m /d。22.2.22.2.2工程设计污水进水水质工程设计污水进水水
4、质污水进水水质如表所示,单位:指标CODcrBOD5150NH4-N40+TP5SS200数值(mg/L)3002.2.32.2.3工程设计要求工程设计要求出水要求符合 城镇污水处理厂污染物排放标准 GB18918-2002 中的二级标准, 见表。+指标CODcrBOD5NH4-NTPSS数值(mg/L)10030253302.2.42.2.4工艺选择工艺选择CASSCASS4第二章第二章污水处理厂工艺选择污水处理厂工艺选择2.1合理的污水处理工艺,应当在处理效果优良的前提下,运行稳定、 管理方便,并尽可能降低工程投资和日常运行费用, 确保污水处理厂出水水质稳定达标。 因此,本设计在考虑污水处
5、理工艺时,遵循以下、城市总体规划为依据,综合考虑城市实际地形条件,规划全面、布局合理,节约用、处理工艺先进可靠,设备高效节能,控制方案适合国情,构造型式经济合理,确保2.2 污水处理工艺方案比较及推荐工城市污水处理厂的污染物质主要是有机物, 一般采用活性污泥法和生物膜法两种处理方法。活性污泥法脱氮除磷的优点主要表现在:处理效率高、效果好、运行稳定、运转经验丰富,因此, 对城市污水进行脱氮除磷,生物活性污泥法是首选方案之一。由污水处理厂设计进水水质、出水水质要求及处理程度可知, 为达到处理要求,本工程必须采用脱氮除磷工艺以2目前常用的具有脱氮除磷能力的活性污泥工艺主要有:A /O、氧化沟、序批式
6、(SBR、CASS2.2.12.2.1 生物脱氮除磷(生物脱氮除磷(A A2 2/O/O)工艺)工艺A /O 工艺是普通曝气为基础, 企图同时解决除磷、 脱氮问题而派生的工艺, 其主体工艺城市污水粗格栅提升累站细格栅沉砂池 (初沉池) 厌氧池缺氧池好氧 (曝气)池二沉池消毒经预处理后的城市污水首先进入厌氧池, 与由二沉池回流的含磷污泥混合, 回流污泥中聚磷菌在厌氧条件下释放出体内的磷酸盐(同时降解污水中的部分有机物) ,然后在后面好氧(池)条件下过量吸收污水中的磷,最后通过排除高含磷的剰余污泥来达到除磷目的;厌氧池出水进入缺氧池,与从好氧池回流的硝化液混合, 进行生物反硝化脱氮,将硝酸盐还原成
7、氮气从水中逸出;缺氧池的出流进入好氧池 (曝气池) ,在此,实现降解 BOD、硝化氨氮、过量吸磷等多项反应,最后在二沉池进行泥、 水分离,一部分污泥回流至厌氧池, 上清液经消毒后排放2由于 A /O 工艺的基础是活性污泥系统, BOD 的去除效果好,技术成熟。但也存在显著的问题:一是工艺流程长、构筑物较多,导致占地面积大,动力消耗较大;且同时存在多重回流系统如污泥回流和混合液回流等,工艺管道系统长且复杂;工程投资大,运行成本高;对周围环境影响较大;二是要求运行、管理水平,方能维持处理系统的稳定运行;三是难以协调脱氮、除磷522.2.22.2.2 氧化沟(氧化沟(ODODGODGOD氧化沟法(O
8、D 工艺)作为一种新型活性污泥工艺是于世纪年代由荷兰工程师发明的,在其封闭的沟渠型曝气池中,污水和活性污泥的混合液是不断循环流动的,因此,氧化沟又称为无终端曝气系统或连续循环曝气池早期的氧化沟因占地面积大仅应用于大型污水处理厂, 但随着充分认识和不断改进氧化沟污水处理技术,不断完善和多样化曝气装置,氧化沟以其构造简单、 处理效果较好、出水水质较稳定、运行管理简便等优点而受到重视。城市污水粗格栅提升累站细格栅沉砂池氧化沟二沉池消毒出水排放。理后的城市污水进入氧化沟后, 利用氧化沟中充氧设备布置形成的好氧与缺氧环境,完成对污水中含碳有机物的生物降解、 硝化氨氮和生物脱氮过程, 混合液出流进入二沉池
9、进行固液分离,其上清液经消毒后排放;二沉池的沉淀污泥由污泥回流泵回流至氧化沟,以维持处理系统的污泥平衡;二沉池排出的剩余污泥通过浓缩、脱水后,外运处置(1)氧化沟循环流量大,原污水进入氧化沟后立即与沟内的循环混合液混合,因此抗冲击负荷能力较强(2)(3)(4)(1)常规氧化沟一般采用转碟或转刷充氧,因受充氧方式的制约而池深较浅,占地面(2)(3)采用转碟或转刷充氧的大型氧化沟,其充氧能力和推动力往往不易匹配,导致氧(4)由于受水质和温度等条件的影响,在实际运行中容易发生污泥膨胀,影响处理系(5)必须建立庞大的二沉池及污泥回流系统,进一步增加占地面积和工程(6)由于常规氧化沟系统没有生物除磷功能
10、, 且常用的机械(转碟、转刷)充氧设备维修难度较大、 运行工况不易调整, 污水处理界人士最近又推出了改良型微曝氧化沟工艺 (GOD) ,GOD 在传统氧化沟前端増设厌氧段和缺氧段,以进一步解决生物除磷、脱氮问题;并以鼓风微孔曝气取代常规氧化沟的机械(转碟、2.2.2.2. CASS CASS(序批式)污水处理工艺(序批式)污水处理工艺CASS(Cyclic Activated Sludge System ) ,是以 SBR 为基础,在 SBR 池内进水端増加一个生物选择器发展起来的。目前,在我国运行良好的CASS 工艺的反应池沿池长方向一般设两部分, 前部为生物选择区即预反应区, 后部为主反应
11、区,主反应区后部安装了可升降的自动撇水装置。在同一池子内周期循环运行工艺的曝气、沉淀、排水等过程, 省去了常规活性污泥法的二沉池和污泥回流系统; 同时可连续进水, 间断排水。为系统选择出絮凝性细菌是设置生物选择器的主要目的, 在预反应区内微生物利用酶的快速转移机理经历一个高负荷的基质快速积累过程迅速吸附污水中大部分可溶性有机6物, 这对进水水质、 、 水量及有毒有害物质起到较好的缓冲作用, 同时抑制丝状菌生长,有效防止污泥膨胀;随后在主反应区经历较低负荷的基质降解过程。预反应池容积是 CASS池容积的6CASS 生化池的反应、 沉淀、 排水功能三位一体, 污染物降解在时间上是一个推流过程,微生
12、物则处于好氧、缺氧、厌氧周期性变化之中从而去除污染物,同时兼具脱氮、除磷功城市污水粗格栅提升泵细格栅沉砂池cass 池 (预反应区一主反应区一滗水)CASS 工艺主要工艺特征:连续进水,间断排水:运行具有时序性:运行过程的非稳态性;CASS反应池是 CASS 的核心构筑物,无二沉池及污泥回流设备,一般不设调节池及初沉池。因此污水处理设施布置紧凑,CASS 工艺从曝气到排水整个周期,基质浓度、浓度梯度、基质利用速率均由高到低,因此 CASS 工沉淀阶段几乎整个反应池均起沉淀作用, 此时的表面负荷远小于普通二沉池, 因此进水干扰的影响很小,沉淀效果较好。实践证明,温度较低污泥沉降性能差时,CASS
13、 工艺也能正常运行。实践和工程中曾遇到 SV30高达 96的情况,只要稍微延长沉淀阶段的时间,系CASS 工艺充分考虑流量变化的因素,能确保污水在系统内停留预定的处理时间后经沉淀排放。为适应进水量和水质的变比,还可调节运行周期。 进水浓度较高时,可延长曝气时间实现达标排放, 达到抗冲击负荷的目的为强化脱氮除磷功能时, 工艺可调整工作周期及控制反应池的溶解氧水平,提高脱氮除磷CASS 生化池中浓度梯度较大且缺氧、好氧交替变化,这样能选择性地培养菌胶团细菌使其成为曝气池中的优势菌属, 有效地抑制丝状菌的生长繁殖, 不易发生污泥膨胀,也能提CASS 工艺适用范围比 SBR 工艺更广泛,大型、中型及小
14、型污水处理厂都适用;控制系统比 SBR 工芝更简单也便于与前处理构筑物相匹配则得益于连续进水的设计和运行方式, 。2.2.2.2.推荐污水处理工艺推荐污水处理工艺通过上述工艺机理、工艺流程、工艺特点、工艺参数、主要工程内容以及综合因素等各方面的技术经济比较和论证,CASS 工艺和改良性氧化沟工艺处理本工程规模污水都能满足出水水质的要求。本设计考虑到 CASS 工艺具有不易发生污泥膨胀、无需硝化液回流,节省能耗、工艺流程短,占地面积小,基建费用低及业主对该工艺熟悉,运行管理经验也比较丰富等实际情况,推荐采用工艺成熟的CASS72.3 污泥处理、处置工艺2.3.12.3.1城市污水处理产生的剩余污
15、泥, 有机物含量较高、 不稳定、易腐化且含有寄生虫卵等污染因子,如不进行妥善处理,将对环境造成二次污染。对于城市污水处理厂的剩余污泥,通常要求根据实际情况,通过适当的处理、处置,使其尽量达到四化要求,即:减量化、稳定化、无害化、资源化2.3.22.3.2 污泥处理工艺污泥处理工艺1.对于生物除磷脱氮型的 CASS 工艺,为避免剩余污泥在较长时间重力浓缩过程中二次释磷,污泥於池水力停留时间一般不超过3h2.污泥脱水有自然干化和机械脱水两种方式。 现在除条件特殊、 规模极小的污水处理站可能采用自然干化方式,一般城镇污水厂的剩余污泥, 为保护环境和节约用地, 采用机械脱水鉴于国家新颁布的生活垃圾填埋
16、场污染物控制标准 (GB16889-2008)的实施,城市污水处理厂脱水剩余污泥的含水率必须控制在小于60%的水平。对此,以往常用的带式压滤机、卧螺离心机等污泥脱水机型,均不能满足脱水污泥含水率小于60%的要求,目前较多采3.污泥消化有厌氧消化和好氧消化(好氧稳定)两种形式,由于污泥消化的费用很高,且管理复杂,目前国内对于中、小型规模城市污水处理厂的剩余污泥,一般不进行消化处理。 眉山市頓东新区污水处理一厂采用CASS 工艺, 其剩余污泥已基本稳定, 故不考虑进行消化处理。4.污泥干化一般采用多段炉或回转炉: 多段炉一般为立式炉, 分段或更多段;回转炉是污泥干化最常用的炉型,炉中热风和污泥逆流
17、运行, 热效率高;回转炉可将污泥干化和焚烧合并污泥干化、焚烧技术虽然具有处理迅速、减容大( 70-90%)无害化程度高、占地面积小等优点,但终因其一次性投资巨大, 操作管理复杂,能耗及运行费用高等问题,其使用受到限制。2.3.32.3.3 污泥外置工艺污泥外置工艺目前,国内1.污泥和城市生活垃圾一起卫生填埋、 终结覆盖, 是当前国内城市污水处理厂处置脱水剰余污泥的常用方式。 鉴于国家新颁布的 生活垃圾填埋场污染物控制标准(GB16889-2008)的实施,为不影响填埋场的正常作业要求脱水剩余污泥的含水率必须小于60%2.剩余污泥可与城市生活垃圾混合, 进行好氧堆肥。 混合堆肥的最佳初期含水率一
18、般控制8在 40-60%,堆肥温度 60-70,要求的碳氮比为 20:1,碳磷比为 100:1;城市污泥一般缺少氮和磷,人为补充氮、磯,可加速堆肥的熟化过程,提高肥效巧肥的供氧方式一般为自然通风,也可强制通风。从理论上讲, 剩余污泥与城市生活垃圾混合堆肥,不仅污泥熟化程度离,病原体和寄生虫巧去除较彻底, 而且是污泥资源化的良好途径:但是, 从国内目前的农业运作方式和地经营情况来看, 混合堆肥产品的农村市场尚不通畅, 部分垃圾堆肥厂也都由于产品销路问题而被迫停产, 因此, 污泥堆肥目前尚不足以成为城市污水厂剩余污泥处置2.3.32.3.3 推荐的污泥处理、处置方法推荐的污泥处理、处置方法根据具体
19、情况和经济状态, 对于污水处理一厂剩余污泥的处理、 处置,推荐采用如下方案:1.对排出的剩余污泥采用贮泥池贮存,不进行浓缩;2.采用隔膜压榨厢式压滤机进行污泥脱水,控制脱水污泥含水率小于60%3.脱水污泥送往城市生活垃圾填埋场进行卫生填埋;如经有关部门检验确认安全无害,也可用作农肥或供园林部口用于非娱乐场所的绿化和荒地的土质改2.4 净化污水消毒方式为了有效地保护环境, 防止传染性疾病流行的危害, 国家规定必须对污水处理厂的净化出水进行消毒。当前在城市污水处理中,常用的污水消毒方法主要有氯消毒(包括液氯、二2.4.12.4.1以往对城市污水处理厂的净化水消毒, 通常采用液氯消毒(大型污水厂)或
20、二氧化氯消1.液氯属危险物品,存储液氯的钢瓶属高压容器, 在运输、贬存过程中都存在很大的安全隐患,在运输、使用过程中如发生液氯泄漏,将导致严重问题,2.为应对泄氯事故,需设置一套应对泄氯事故的氯吸收处理装置, 且需经常维护,使其始终处于应急启动状态;这不仅耗费相当投资,而且增加了日常维3.消毒单元需建造加氯间、 液氯贮存间及体积庞大的消毒接触池, 工程4.由于消毒接触池体积庞大,在日常运行过程中,净化出水中的SS 将在池中沉淀、积累、上浮, 日久在消毒接触池面会形成厚厚的泥渣层,再加上阳光的照射, 在污泥层上还会长满青苔, 如此状态的消毒接触池, 不仅形象十分难看, 还会滋生大量蚊蜡, 恶化出
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