a2o法处理某城市生活污水工艺方案设计水污染课程设计.doc
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1、 学 号: 课 程 设 计题 目A2O法处理某城市生活污水工艺方案设计学 院环境与生物工程学院专 业班 级学生姓名指导教师- 13 -课程设计任务书学生姓名: 专业班级:指导教师: 工作单位:环境与生物工程学院 题 目: A2O 法处理某城市生活污水工艺方案设计已知技术参数和设计要求:1.设计水量: 120000 m3/d 2.设计水质(mg/L):CODCr:380 BOD5: 184 SS: 155 NH3-N: 40 TP: 43:设计出水水质: CODCr:100 BOD5: 20 SS: 70 NH3-N: 25 TP: 0.34.厂址:厂区设计地坪绝对标高采用 16 m,进水泵房处
2、沟底标高为绝对标高自设。要求完成的主要任务: (1)独立完成查阅资料、选用公式、数据搜集、合理流程选择和工艺参数选择(2)设计计算书条例清楚,计算准确,并附设计计算示意图(3)图纸表达准确,符合制图规范设计计算书要求分章节撰写,内容全面,包括设计原则和依据,技术方法和工艺流程确定,详细工艺设计计算过程,设备主要结构尺寸设计计算,辅助设备选型,以及对设计进行评述。设计说明书正文采用小四宋体,22磅行距,各级标题字体逐级增大一个字号。采用A4页面,上下左右页边距均为2.5厘米。说明书采用标准封面,有目录。图纸严格按照国家标准和规范进行,完成工艺流程图一张1#。时间安排: 2012.11.30 下达
3、设计任务书,布置设计详细任务。 2012.12.112.3熟悉设计任务,查找相关资料。2012.12.412.11设计计算,编制设计设计计算章节内容2012.12.1212.13制图,完成1张1号图纸2012.12.1412.16修改设计文件,完成全部设计工作,上交全部设计文件 指导教师签名: 2012年 11月 30 日教研室主任签名: 2012年 11 月30 日目 录摘 要3第一章设计概述1设计任务42设计原则43设计依据4第二章工艺流程及说明1 工艺方案分析52工艺流程53流程各结构介绍 6 3.1格栅63.2沉砂池63.3初沉池63.4生化反应池73.5二沉池8 3.6浓缩池9 第三
4、章构筑物设计计算1设计原始资料92设计说明书10 3污染厂设计计算书193.1.1中格栅193.1.2沉砂池213.1.3初沉池213.1.4生化反应池 263.1.5厌氧池273.1.6曝气池273.1.7二沉池34 3.1.8消毒池373.1.9浓缩池383.2.0储泥灌与污泥脱水机房42第四章污水处理厂总体布置 1总平面布置421.1总平面布置原则421.2总平面布置结果422 高程布置432.1高程布置原则43参考文献44心得体会45摘 要 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
5、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。本设计要求处理水量为120000m3/d的城市生活污水,设计方案针对已运行稳定有效的A2/ O活性污泥法工艺处理城市生活污水。A2O工艺由于不同环境条件,不同功能的微生物群落的有机配合,加之厌氧、缺氧条件下,部分不可生物降解的有机物(CODNB)能被开环或断链,使得N、P、有机碳被同时去除,并提高对CODNB的去除效果。它可以同时完成有机物的去除,硝化脱氮、磷的过量摄取而被去除等功能,脱氮的前提是NH3N应完全硝化,好氧池能完成这一功能,缺氧池则完成脱氮功能。厌氧池和好氧池联合完成除磷功能。 长期以来,
6、城市污水处理均以去除有机物和悬浮物为目的,其工艺为普通活性污泥法该法对氮、磷等无机营养物去除效果很差一般来说*1,氮的去除率只有2030,磷的去除率只有1020随着大量的化肥、农药、洗涤剂等高浓度氮、磷工业废水的排出,导致城市污水中N、P浓度急剧增加,从而引起水体中溶解氧降低及水体富营养化,同时影响了处理后污水的复用所以,要求在城市污水处理过程中不仅要有效地去除BOD和SS,而且要有效地脱氮除磷八十年代以来,生物脱氮除磷工艺已成为现代污水处理的重大课题,特别是以厌氧缺氧好氧*2*3(AnaerobicAnoxicaerobic,简称A2O工艺)系统的生物脱氮除磷工艺,因其特有的技术经济优势和环
7、境效益,越来越受到人们的高度重视。本设计中即采用厌氧缺氧好氧(AnaerobicAnoxicaerobic,即A2O工艺)对某城市生活污水进行处理,日处理能力100000方。出水达到1996年颁布的国家综合污水排放标准*4水质要求,有效去除水中BOD、SS以及氮、磷元素,出水质量将达到国家污水综合排放标准二级标准。本设计对污水处理厂处理流程、处理构筑物、以及高程进行了初步设计。关键词:A2/ O ,城市生活污水,活性污泥 第一章 设计概述1.设计任务本次课程设计的主要任务是完成某城市污水厂的A2/O工艺设计处理生活污水,处理水量为120000m3/d,按近期规划人口30万人计算(自定)。工程设
8、计内容包括:1) 细化工艺流程2) 选定参数3) 计算(构筑物尺寸、管道、阀门、泵、填料、控制及监测设备、土建要求)4) 绘制符合规范的工程图5) 编制设计说明书2.设计原则1) 严格执行国家有关环境保护的各项法规。2) 采用先进、成熟、合理、可靠、节能的工艺,确保处理量及水质排放达到标准。3) 流程布局合理,整体感强,外观装饰美观大方,环境绿化优美。4) 在上述前提下,做到投资少,运行费用低的效果3.设计依据1) 中华人民共和国环境保护法;2) 室外排水设计规范(GBJ1487);3) 总图制图标准(GB/T501032001);4) 建筑制图标准(GB/T501042001);5) 建筑结
9、构制图标准(GB/T501052001);6) 给水排水制图标准(GB/T501062001);7 中华人民共和国污水综合排放标准(GB89781996)。第二章 工艺流程及说明1.工艺方案分析本项目污水处理的特点为:1) 污水以有机污染为主,BOD/COD =0.6,可生化性较好,重金属及其他难以生物降解的有毒有害污染物一般不超标;2) 污水中主要污染物指标BOD、COD、SS值比国内一般城市污水高70左右;针对以上特点,以及出水要求,现有城市污水处理技术的特点,以采用生化处理最为经济。由于将来可能要求出水回用,处理工艺尚应硝化,考虑到NH3-N浓度较低,不必完全脱氮。根据国内外已运行的大、
10、中型污水处理厂的调查,要达到确定的治理目标,可采用A2/O活性污泥法。A2/O工艺特点:1) 厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类微生物菌群的有机配合,同时具有去除有机物、脱氮除磷的功能。2) 在同时脱氮除磷的工艺中,该工艺流程最为简单,总的水力停留时间也少于同类其他工艺。3) 在厌氧缺氧好氧交替运行条件下,丝状菌不会大量繁殖,SVI一般少于100,污泥沉降性好。4) 污泥中磷含量高,一般在2.5%以上。5) 该工艺脱氮效果受混合液回流比大小的影响,除磷效果则受回流污泥中携带DO和硝酸态氧的影响,因而脱氮效果不可能很高。2.工艺流程具体流程如下图2.1:图2.1 工艺流程图3.流程各结
11、构介绍3.1格栅因为排入污水处理厂的污水中含有一定量较大的悬浮物或漂浮物,所以在处理系统之前设置格栅,以截留这些较大的悬浮物或漂浮物,防止堵塞后续处理系统的管理、孔口和损坏辅助设施。格栅可以根据格栅条的净间隙不同而分为粗格栅、中格栅以及细格栅,分别用于截留不同粒径的杂物而设计,也可以根据栅渣量的大小二选择不同的清渣方式,可采用人工清渣或机械清渣。本设计采用粗格栅和细隔栅进行隔渣,分别设置在污水泵房前后,以去除不同大小的废渣,由于栅渣量较大,采用机械清渣方式。3.2沉砂池沉沙池的功能是去除相对密度较大的无机颗粒(如泥沙、煤渣等,他们的相对密度约为2.65)沉沙池一般设置于泵站、倒虹管前,以便减轻
12、无机颗粒对水泵、管道的磨损;也可以设置于沉淀池前,以减轻沉淀池负荷及消除颗粒对污泥厌氧消化处理的影响。常用的沉沙池有平流沉沙池、曝气沉沙池等。由于本设计的处理量不大,并且污水经过粗格栅除渣,对泵站影响不大,为了便于清砂,沉沙池设于泵站后。本设计沉砂池采用了旋流式沉砂池(分两组设2池,型号旋流式沉砂池7),采用气提排砂,在排砂之前有一气洗过程,这使得排出的砂含有机物较少,有利于污水的后续生物处理及泥砂的处置。3.3初沉池初沉池是作为二级污水处理厂的预处理构筑物设再生物处理构筑物的前面。处理的对象是悬浮物质(SS约可去除40%55以上),同时也可去除部分BOD5(约占总BOD5的2540,主要是非
13、溶解性BOD),以改善生物处理构筑物的运行条件并降低其BOD负荷。初沉池按池内水流方向的不同,可分为平流式沉淀池、竖流式沉淀池和辐流式沉淀池。本设计采用了成本较低,运行较好的平流式沉淀池,该池施工简易,对冲击负荷和温度变化的适应能力较强。3.4生化反应池A2/O工艺是Anaorobic-Anoxic-Oxic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工艺于70年代由美国专家在厌氧好氧除磷工艺(A/O)的基础上开发出来的,该工艺同时具有脱氮除磷的功能,可以针对现今污水特点(水体富营养化)进行有效处理。该工艺在厌氧好氧除磷工艺(A/O)中加入缺氧池,将好氧池流出的一部分混合液回流
14、至缺氧池前端,以达到硝化脱氮的目的。A2/O工艺流程图如图2.2所示:图2.2 A2/O工艺流程图在厌氧池中,原污水及同步进入的从二沉池的混合液回流的含磷污泥的注入,本段主要功能为释放磷,使污水中P的浓度升高,溶解性有机物被微生物细胞吸收而使污水中BOD浓度下降;别外,NH3-N,因细胞的合成而被去除一部分,使污水中NH3-N浓度下降,但NO3-N含量没有变化。在缺氧池中,反硝化菌利用污水中的有机物作碳源,将回流混合液中带入的大量NO3-N和NO2-N还原为N2释放至空气,因此BOD5浓度下降,NO3-N浓度大幅度下降,而磷的变化很小。在好氧池中,有机物被微生物生化降解,而继续下降,有机氮被氨
15、化继而被硝化,使NH3-N浓度显著下降,但随着硝化过程使NO3-N浓度增加,P随着聚磷菌的过量摄取,也比较快的速度下降。脱氮过程是各种形态的氮转化为N2从水中脱除的过程。在好氧池中,污泥中的有机氮被细菌分解成氨,硝化作用使氨进一步转化为硝态氨(主要是依靠细菌水解氨化作用和依靠亚硝化菌与硝化菌的硝化作用);在缺氧池中,硝态氨进行反硝化,硝态氨还原成N2逸出(主要是依靠反硝化菌的反硝化作用)。除磷过程是使水中的磷转移到活性污泥或生物膜上,而后通过排泥或旁路工艺加以去除。在厌氧池中,使含磷化合物成溶解性磷,聚磷细菌释放出积储的磷酸盐;在好氧池中聚磷细菌大量吸收并积储溶解性磷化物中的磷合成ATP与聚磷
16、酸盐,而这一过程是依靠好氧菌聚磷细菌。整个工艺的关键在于混合液回流,由于回流液中的大量硝酸盐回流到缺氧池后,可以从原污水得到充足的有机物,使反硝化脱氮得以充分进行,有利于降低出水的硝酸氮,同时也可以解决利用微生物的内源代谢物质作为碳源的碳源不足问题,改善出水水质。所以,A2O工艺由于不同环境条件,不同功能的微生物群落的有机配合,加之厌氧、缺氧条件下,部分不可生物降解的有机物(CODNB)能被开环或断链,使得N、P、有机碳被同时去除,并提高对CODNB的去除效果。它可以同时完成有机物的去除,硝化脱氮、磷的过量摄取而被去除等功能,脱氮的前提是NH3N应完全硝化,好氧池能完成这一功能,缺氧池则完成脱
17、氮功能。厌氧池和好氧池联合完成除磷功能。3.5二沉池二沉池在二级处理中,在生物反应池构筑物的后面,在活性污泥工艺中,用于沉淀分离活性污泥并提供污泥回流。二沉池与初沉池相似,按池内水流方向的不同,同样可分为平流式沉淀池、竖流式沉淀池和辐流式沉淀池。 本设计采用辐流式沉淀池。其特点有:运行好,较好管理。3.6浓缩池浓缩池的作用是用于降低要经稳定、脱水处置过程或投弃的污泥的体积。污泥浓缩后污泥增稠,污泥的含水率降低,污泥的体积大幅度地降低,从而可以大大降低其他工程措施的投资。污泥浓缩的方法分为重力浓缩、气浮浓缩和离心浓缩等。本设计针对污泥量大、节省运行成本,采用了重力浓缩方法,重力浓缩具有以下几个优
18、点:贮存污泥能力高;操作要求不高;运行费用少,尤其是电耗。缺点:占地面积大;会产生臭气;对于某些污泥作用少第三章 构筑物设计计算1.设计原始资料1.1 城市气象资料经调查和咨询,该城市的气象资料见表1:表1 污水处理厂所处城市气象资料年平均气温12月平均最高气温25月平均最低气温4最高气温36最低气温-4-5年平均降雨量1000冰冻线深300主风向西南风温度在-10度以下0天相对湿度701.2 地质资料污水处理厂处的地下土壤为:亚黏土,平均地下水位在地表以下:20m1.3 设计规模污水厂的处理水量按最高日最高时流量,污水厂的日处理量为12万方。主要处理城市生活污水以及部分工业废水,按生活污水量
19、来取其时变化系数为1.2。平均流量:Q=120000m3/d=5000m3/h=1.389m3/s=1389L/sKz=1.2设计流量:Qmax=KzQ=1.2120000=144000m3/d=6000m3/s=1.667m3/s=1667L/s1.4 进出水水质该水经处理以后,水质应符合国家污水综合排放标准(GB89781996)中的一级标准,由于进水不但含有BOD5,还含有大量的N,P所以不仅要求去BOD5除还应去除不中的N,P达到排放标准。进水PH为6-7,总氮为44-45mg/L。其他见表2:表2 污水厂设计进出水水质对照表单位:mg/LCODcrBOD5SSNH3NTP进水3801
20、84155404出水1002070250.3厂址:厂区设计地坪绝对标高采用 16 m,进水泵房处沟底标高为绝对标高自设。城市污水总干管进入污水厂入口处的管径为1米,水量2000毫米,管底埋深2.3米。该城市地势为东南方向较高,西北方向较低,城市的排水出路在西北方向,在城市北侧有一条河流为污水的最终收纳水体,污水厂址位于城市西北,河流的南岸,污水厂厂区地势平坦,地面绝对标高为16米,受纳水体洪水位为15米。2、设计说明书2.1去除率的计算2.1.1溶解性BOD5的去除率活泩污泥处理系统处理水中的BOD5值是由残存的溶解性BOD5和非溶解性BOD5二者组成,而后者主要是以生物污泥的残屑为主体。活性
21、污泥的净化功能,是去除溶解性BOD5。因此从活性污泥的净化功能来考虑,应将非溶解性的BOD5从处理水的总BOD5值中减去。取原污水BOD5值(S0)为184mg/L,经初次沉淀池及缺氧池、厌氧段处理,按降低25考虑,则进入曝气池的污水,其BOD5值(S)为:S184(1-25)138mg/L计算去除率,对此,首先按式BOD55(1.42bXC)=7.1XC计算处理水中的非溶解性BOD5值,上式中C处理水中悬浮固体浓度,取用综合排放一级标准20mg/L;b-微生物自身氧化率,一般介于0.05-0.1之间,取0.09;X-活性微生物在处理水中所占比例,取值0.4得BOD57.10.090.4205
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