某县污水处理厂毕业设计.doc

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1、第一章 设计说明书第一节 设计总说明一、设计题目：某县污水处理厂设计（毕业设计）二、设计目的：1.通过毕业设计(论文)的教学过程,培养学生严肃认真的科学态度严谨求实的作风团结协作的品质勇于探索和开拓创新的精神；2.培养学生综合运用所学的基础理论和专业知识，根据国家的方针政策，解决工程实际问题，达到总结，巩固，扩大，深化所学的知识；培养分析问题和解决问题的能力，提高学生独立工作的能力；3.同时使学生更多地阅读参考资料，使用规范，设计手册，标准设计图纸，产品目录，进一步培养学生的计算和绘图，编写说明书的技能。 三设计规模：近期规模5万m3/d，远期规模10万m3/d。雨水5万m3/d。四污水水质：

2、污水浓度：进厂水质浓度参考可行性研究报告数据，为：BOD5=120mg/l CODcr=250mg/l SS=150mg/l TP=4.0mg/l NH4+-N=28mg/l 总凯氏氮浓度=35 mg/l污水处理后排放要求标准：必须达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）一级B标准排放，主要指标要求如下：BOD520mg/l CODcr40mg/l SS20mg/l NH4+-N8mg/lPO3-P 1.0mg/L 硝态氮浓度5.6 mg/l出水总氮浓度15 mg/l 大肠杆菌群数10000个/L根据以上确定的污水处理厂进水水质和出水水质，各污染物要求达到的处理程度见下表1

3、.1。表1.1 污水处理程度表水质指标进水浓度（mg/L）出水浓度（mg/L）去除率（%）CODcr2504084.0BOD51202083.3SS1502086.7NH3-N28 871.4TP4.01.075.0五污水处理厂分期实施计划污水处理厂工程建设规模应根据经济状况、环境要求以及污水量等因素，确定合适的建设规模，使改善和治理环境污染的目标逐步实现。根据该地区污水处理厂近期建设规模和总规模，结合该地区污水规划资料和城市发展客观规律，确定该县污水处理厂分二期建设：工程首期建设规模为5万m3/d，远期扩建规模为5万m3/d，总规模10万m3/d。进行污水厂扩建的具体年限根据城市发展实际情况

4、确定。六污水处理厂厂址拟建污水处理厂厂址位于城区西北约10km，厂区西临高速公路，北靠东江支流，交通便利，西北角为该县垃圾填埋场。厂址地势平坦，地面高程在1.53.5m左右。该厂址具有以下优点：1、污水厂位于城镇排水系统的下游、地势较低位置，便于镇域污水自流进入厂内。2、污水厂处理后尾水受纳水体就在附近，便于尾水排放。3、厂址位于城镇集中取水水源的下游，并保持足够的卫生防护距离。4、厂址处有良好的交通、水电供应条件。5、该县垃圾填埋场就在西北角附近，污泥最终处置方便。6、厂址避开了周边利用价值高的土地，基本上为鱼塘和香蕉林，减少了拆迁。第二节 设计指导思想及设计原则1.生活污水是指可直接被输送

5、到城市污水处理设施中进行二级处理后排入水体的污水。目前，城市污水处理工程以二级生物处理为主，一般仅能去除生物可降解的有机物，而不能去处难以生物降解的有机物及氮磷等营养物质，处理后的水排入水体仍会造成轻度污染。2.工业废水是工业企业在生产过程中排放的废水，这类废水具有成分复杂，水质变化较大，水量少而不稳定，处理难度高等特点，而工业废水的处理投资和平时运行的费用均比生活污水处理的费用高。3.城市污水处理工程规划是在城市总体规划的指导下进行的城市污水处理系统的专项规划设计。规划设计应具备完整的基础资料，应从系统工程的角度，结合当地情况，因地制宜的确定城市排水体制; 城市污水处理工程的系统布置，应从工

6、程经济的角度来进行规划，并综合考虑工程技术，社会经济，环境保护等多方面因素。4.进行城市污水处理工程的设计，应从水污染综合防治的总体上考虑。首先，应对污水处理工程的工艺制定切实可行的方案，并在制定方案的同时进行一定的科学研究，使处理方案不断完善。第三节 污水处理工艺方案分析一总体分析:污水处理的目的是去除水中的污染物，使污水得到净化。污水中的主要污染物有BOD5、CODCr、SS、N和P等。根据进出水水质，该县污水处理厂要求的污染物去除率见表1.1。各种污染物去除率由大到小的排列次序是： SSCODcrBOD5TPNH3-N。污水处理工艺的选择应根据进出水水质、处理程度要求、用地面积和工程规模

7、等多因素综合考虑，适宜的污水处理工艺不仅可以降低工程投资，还有利于污水处理厂的运行管理以及减少污水处理厂的经常性费用，保证出厂水水质。根据国内外城市污水处理厂运转经验，活性污泥法处理城市污水是最经济有效的，因而得到广泛应用。但常规活性污泥工艺仅能有效地去除BOD5、CODcr、SS，而对氮、磷的去除是有一定的限度的，仅从剩余污泥中排除氮和磷，氮的去除率约为1020%，磷的去除率约为1219%。因此，污水处理工艺的选择必须考虑脱氮除磷。二处理重点及难点分析(一)项目特点分析1.规模特点：总规模为10万m3/d，属于中、小型规模污水处理厂。2.厂址特点：厂址位于该县的西北方，主导风向的下风向。厂区

8、西临高速公路，北靠东江支流，交通便利，西北角为该县垃圾填埋场，污水厂对周围环境影响较小。规划用地较规则。3.进水水质特点：进水水质浓度适中，BOD5/CODcr、BOD5/TN、BOD5/TP指标比较理想，适应于生物处理。4.出水水质特点：本工程出水水质标准较严格。(二)处理重点难点分析污水处理厂的工艺选择与设计思想主要围绕重点处理项目进行。1.BOD5该地区区污水处理厂要求的出水BOD5指标为20mg/L，相应的去除率为83.3%。从目前常采用的一些污水处理工艺来看，处理后出水BOD5浓度可低于20mg/L，BOD5不是本工程的重点处理项目。2.CODcr与BOD5相同，二级处理可使出水CO

9、D达到要求值40mg/L，因此CODcr不是本工程的处理重点。3.SS本工程要求出水SS浓度小于20 mg/L，常规二级处理就可达到该指标要求，因此，SS不是本工程的重点处理项目。4.NH4-N 本工程要求出水NH4-N小于8mg/L。不考虑进水有机氮、出水有机氮等影响因素，其去除率要求大于71.4%。污水处理厂进水氨氮的去除主要靠硝化过程来完成，氨氮的硝化过程将成为控制生化处理好氧单元设计的主要因素。因此，NH4-N是该污水处理厂的重点处理项目。5.TP本工程出水TP浓度要求小于1.0 mg/L，去除率为75.0%。要满足出水磷浓度低于1.0 mg/L的要求，必须采用具有生物除磷功能的污水处

10、理工艺。因此本设计将TP也作为一个处理重点。综上所述，该县污水处理厂出水水质，污水处理须采用具有脱氮除磷功能的二级处理工艺。二级处理的重点和难点包括NH4-N、TP。三进水水质的技术性能分析污水处理厂进水水质技术性能指标见下表1.2：表1.2 污水厂进水水质技术性能指标项目比值BOD5/CODcr0.48BOD5/TN3.4BOD5/TP30对进水水质分析如下：(一)BOD5/CODcr比值污水BOD5/CODcr值是判定污水可生化性的最简便易行和最常用的方法。一般认为BOD5/CODcr0.45时可生化性较好，BOD5/CODcr0.3时可生化，BOD5/CODcr0.3时较难生化，BOD5

11、/CODcr0.25时不易生化。该污水处理厂进水水质BOD5/CODcr=0.48，可生化性较好，表明污水处理厂可以采用生化处理工艺。(二)BOD5TN（即C/N）比值C/N比值是判别能否有效脱氮的重要指标。从理论上讲， C/N2.86就能进行脱氮。本工程进水水质C/N=3.4，满足生物脱氮要求。(三)BOD5TP比值该指标是鉴别能否生物除磷的主要指标。进水中的BOD5是作为营养物供除磷菌活动的基质，故BOD5TP是衡量能否达到除磷的重要指标，一般认为该值要大于20，比值越大，生物除磷效果越明显。分析本工程进水水质，BOD5TP30，可以采用生物除磷工艺。综上所述，该污水处理厂进水水质不仅适宜

12、于采用二级生化处理工艺，而且可以采用生物脱氮除磷工艺。考虑到初沉池对BOD5有着20%30%的去除率，会减少进入曝气池的BOD5值，本工程污水BOD5值并不高，如设初沉池，就会降低BOD5/TN和BOD5/TP值，从而难以完成生物除磷脱氮过程。因此，本工程不设初次沉淀池。四N和P的去除基理（一）N的去除1.概述在自然界,氮的化合物是以有机体(动物蛋白植物蛋白)氨态氮(NH4NH3)亚硝酸氮硝酸氮以及气态氮形式存在的.污水处理工程一般采用生物脱氮的方法实现氮的去除。二级处理技术对氮的去除率比较低。它仅为微生物生理功能所用。氮和磷同样都是微生物保持正常生理功能所必需的元素，既用于细胞合成。微生物的

13、细胞合成一般可用下式表示：按此式可以计算出细胞合成所需要的氮量。活性污泥法理想的营养平衡式为BOD：N：P=100：5：1。如原污水中BOD值为150mg/L,通过一级处理BOD去除率30%，则按营养物质平衡式计算，氮的需要量仅为56mg/L。因此，在城市污水中，氮是过剩的，这也说明为什么一般二级污水处理厂对氮的去除率较低的原因。含有氮化合物的污水未经脱氮处理任意排放会给环境及其他事业造成危害，其中主要的有：a.缓流水体的富营养化，氮化合物是植物性营养物，排放湖泊水库一类的缓流水体，会使水中藻类异常增殖，水呈绿-褐色，有损水体外观，旅游价值降低，这种水作为水源，给水处理工程造成困难，提高制水成

14、本。b.农业灌溉用水中T-N含量超过1mg/L,作物吸收过剩的氮，能够产生含青倒伏现象。含有氮化合物的污水在排放或利用前应进行脱氮处理。根据原理，脱氮技术可分为物理化学脱氮和生物脱氮两种技术。下面将重点介绍氮的生物去除。2.氮的生物去除现行的以传统活性污泥法为代表的好氧生物处理法，其传统功能是去除污水中呈溶解性的有机物。至于氮磷只能去除细菌细胞由于生理上需要而摄取的数量，这样，氮的去除率仅为5%20%。在污水中，氮主要以NH4-N及有机氮的形式存在。在有机物被氧化的同时，污水中的有机氮也被氧化成氨氮，在溶解氧充足、泥龄较长的情况下，进一步被氧化成亚硝酸盐和硝酸盐，通常称之为硝化过程。其反应方程

15、式如下：NH4+ + 1.5O2 NO2- + 2H+ + H2ONO2- + 0.5O2 NO3-第一步反应靠亚硝酸菌完成，第二步反应靠硝化菌完成，总的反应为：NH4+ + 2O2 NO3- + 2H+ + H2O生物脱氮系统维持硝化的必要条件是系统的实际泥龄大于硝化要求的泥龄，也就是说系统必须维持在较低的污泥负荷条件下运行，使得系统泥龄大于维持硝化所需的最小泥龄。根据大量的试验数据和运转实例，设计污泥负荷在0.18 kg BOD5/kg MLSSd及以下时，就可以达到硝化的目的。经过好氧生物处理后的污水，其中大部分的凯氏氮都被氧化成为硝酸盐（NO3-N），反硝化菌在溶解氧浓度极低或缺氧情况

16、下可以利用硝酸盐中氮作为电子受体，氧化有机物，将硝酸盐中的氮还原成氮气（N2），从而完成污水的脱氮过程，通常称之为反硝化过程。反硝化菌的生长主要在缺氧条件下进行，并且要有充足的碳源提供能量，才可促使反硝化作用顺利进行。按照上述原理，可组成缺氧池和好氧池，即所谓A/O系统，设计中需控制的主要参数就是足够的污泥龄和进水的C/N比。(二)P的去除污水除磷主要有生物除磷和化学除磷两大类。城市污水采用生物除磷为主，必要时辅以化学除磷作为补充，以确保出水磷浓度满足排放标准的要求，并尽可能地减少加药量，降低处理成本。1.化学除磷化学除磷主要是向污水中投加药剂，使药剂与水中溶解性磷酸盐形成不溶性磷酸盐沉淀物，

17、然后通过固液分离使磷从污水中除去。按工艺流程中化学药剂投加点的不同，磷酸盐沉淀工艺可分成前置沉淀、协同沉淀和后置沉淀三种类型。前置沉淀的药剂投加点在原污水进水处，形成的沉淀物与初沉污泥一起排除；协同沉淀的药剂投加点在曝气池进水或出水位置，形成的沉淀物与剩余污泥一起在二沉池排除；后置沉淀的药剂投加点是二级生物处理（二沉池）之后，形成的沉淀物通过另设的固液分离装置进行分离。化学除磷的主要药剂有石灰、铁盐和铝盐。投加石灰法向污水中投加石灰，污水中磷酸盐与石灰的化学反应可用下式表示：3HPO42- + 5Ca2+ + 4OH- Ca5（OH）（PO4）3 + 3H2O污水碱度所消耗的石灰量常比形成磷酸

18、钙类的沉淀物所需的石灰量大几个数量级。石灰法除磷所需的石灰量取决于污水的碱度，而不是污水含磷量，满足除磷要求的石灰投加量的为碳酸钙碱度的1.5倍。石灰法除磷的pH值通常控制在10以上，过高的pH会抑制微生物生长，并破坏微生物酶的活性。因此，石灰法不能用于协同沉淀法除磷，只能用于前置沉淀和后置沉淀法除磷，并且需要进行pH值调节，使排放污水的pH值符合排放标准。投加铁盐和铝盐以硫酸铝和三氯化铁、硫酸亚铁混凝剂为例，金属盐与污水中的磷酸盐碱度进行反应。硫酸亚铁混凝：3Fe2+ + 2PO43- = Fe3 (PO4)2 三氯化铁混凝：主反应为FeCl3 + PO43- FePO4 + 3Cl-副反应

19、为2 FeCl3 + Ca (HCO3)2 2Fe (OH)3+3CaCl2 + 6CO2硫酸铝混凝：主反应为Al2 (SO4)314H2O + 2PO43- 2AlPO4+3SO42- + 14H2O副反应为Al2 (SO4)314H2O + 6HCO3- 2Al (OH)3+3SO42-+ 6CO2+14 H2O可见，铁盐和铝盐均能与磷酸根离子（PO43-）作用生成难溶性的沉淀物，通过去除沉淀物而去除水中的磷。化学除磷方法的产泥量将增加，仅由沉淀剂与磷酸根和氢氧根结合生成的干泥量为2.3 kg TS/kg Fe或3.6 kg TS/kg Al，此外，还要考虑附带的其它沉淀物。因此，在实际应用中应按每公斤用铁量产生2.5 公斤污泥或每kg用铝量产生4.0 kg污泥来计算产泥量。化学除磷的优点是工艺简单，缺点是药剂消耗量大，剩余污泥量增加，剩余污泥体积增大，使污泥处理的难度增加，同时还要消耗水中碱度，影响氨氮硝化。因此，在二级生物处理工艺中，一般在出水含磷要求较严时，才考虑以化学法辅助除磷。2.生物除磷根据霍尔米（Holmers）提出的化学式，活性污泥的组成是：C118H170O51N17P或 C：N：P=46：81：1如原污水中NP的含量低于此值，则需要另行从外部投加，如恰好等于此值，则