城市生活污水处理毕业设计

I摘 要 随着城市工业生产的发展，城市人口的递增，城市规模的扩大，城市生活污水排出量日益增多，城市污水的肆意排放，致使城市周围环境污染十分严重，严重威胁人类的生产生活环境和其他生物的生存环境。本设计主要应用接触氧化法处理城市生活污水，首先了解国内外各种污水处理技术的特点，结合各自特点来优化自己的设计。本设计针对城市生活污水水质特征，对 SBR、氧化沟和 A2/O 工艺进行比选，选择SBR 作为主体工艺。污水通过格栅沉砂池SBR 池工艺处理后，达到城镇污水处理厂污染物排放标准的二级排放标准。关键词:城市生活污水；沉砂池；SBR 工艺IIAbstractWith the development of city industrial production, increase of city population, the expansion of city scale, city life sewage discharge amount is increasing, the wanton discharge of sewage in the city, the city environmental pollution is very serious, serious threat to humanproduction and living environment and living environment.City life sewage treatment is the design of the main application of contact oxidation process, the first to understand the characteristics of various wastewater treatment technology at home and abroad, combined with their own characteristics to optimize their design. The design focused on the quality characteristics of municipal wastewater. SBR, oxidation ditch process and A2/O were compared and SBR was selected as the main process. The Technology process is:wastewater Screen machineGrit BasinSBR poolEffluent. The effluent meets the second-level of the discharge standards, which was ruled in the .Key words: city living area sewage; Grit Basin; SBRIII目 录摘 要 .IAbstract .II目 录 .III1 绪论 .11.1 城市生活污水概述 .11.2 生活废水的产生 .11.3 常见的城市生活污水处理方法 .11.3.1 A/O 工艺 .11.3.2 A/O 工艺 .21.3.3 氧化沟工艺 .21.3.4 SBR 及其改进工艺 .21.3.5 曝气生物滤池工艺 .31.4 未来城市生活污水处理发展趋势及应用 .41.4.1 膜分离技术的应用 .41.4.2 分子生物技术的应用 .41.5 脱氮除磷污水处理技术存在诸多问题： .52 污水处理工艺的比较选择 .62.1 工艺流程 .62.1.1 SBR 工艺 .62.1.2 A2/0 工艺 .62.1.3 氧化沟工艺 .72.2 工艺说明与比选 .72.2.1 三种主体工艺的说明 .72.2.2 三种工艺的比选 .8IV3 设计概述 .103.1 设计水质、水量 .103.1.1 污水具有以下特征： .103.1.2 设计进水水质 .103.1.3 设计出水水质 .103.2 设计依据 .103.3 设计原则 .113.4 方案选择及工艺流程 .113.4.1 方案选择 .113.4.2 工艺流程 .123.4.3 污泥的最终处置 .124 设计计算 .134.1 格栅 .134.1.1 设计说明 .134.1.2 设计计算 .134.2 平流沉砂池的设计计算 .144.3 SBR 池 .154.3.1 设计说明 .164.3.2 设计计算 .164.4 污泥浓缩池 .184.4.1 设计说明 .184.4.2 设计计算 .194.5 水力损失计算 .205 平面布置、高程布置以及费用计算 .225.1 平面布置 .22V5.2 高程布置 .225.3 费用计算 .226 运行管理及工程概算 .246.1 人员编制 .246.2 运行条件及管理 .25结 论 .27致 谢 .28参考文献 .29附录 A.31附录 B.4311 绪论1.1 城市生活污水概述城市生活污水主要是城市生活中使用的各种洗涤剂和污水、垃圾、粪便等，多为无毒的无机盐类，生活污水 中含氮、磷、硫多，致病细菌多。人类生活过程中产生的污水，是水体的主要污染源之一。主要是粪便和洗涤污水。 1总的特点是含氮、含硫和含磷高,在厌氧细菌作用下，易生恶臭物质。城市生活污水水质水量特征为：水质、水量小时变化系数较大，污染物浓度通常比城市污水低，污水可生化性好，处理难度较小；且由于其污染来源比较简单，从处理技术和处理成本角度考虑，具有相当的技术可行性和很高的回用价值。随着城镇化的不断推进，人们对水资源的需求大大超过了水资源的储存量，进入新世纪之后，在一些原先水资源丰富的国家也出现了水资源枯竭和污染的严重局面。随着城市工业生产的发展，城市人口的递增，城市规模的扩大，城市生活污水排出量日益增多，城市污水的肆意排放，致使城市周围环境污染十分严重，严重威胁人类的生产生活环境和其他生物的生存环境。1.2 生活废水的产生城市生活污水是人们日常生活产生的一种有机废水,主要来自小区里的家庭、商业、机关学校、及其他小区公共设施。小区生活污水主要来自洗菜、做饭、淋浴、冲厕等。污水中 COD、BOD、SS 含量不高，不属于高浓度有机废水，易降解。污水中的氮、磷含量较高，脱氮除磷是污水处理的关键部分。1.3 常见的城市生活污水处理方法现如今常见的生活污水处理方法有：A/O 工艺 ，A /O 工艺，氧化沟工艺，SBR及其改进工艺。下面就各种的处理原理以及处理的优点、缺点进行进一步的说明。1.3.1 A/O 工艺 A/O(缺氧 /好氧) 法对于大型活性污泥法污水处理厂来说，处理效果较稳定，且实现了脱氮或除磷的目标，能耗和运营费用也较低；其缺点是处理单元多，管理较复杂，2且不能同步脱氮和除磷。用于除磷的 A/O 工艺的最主要特征是高负荷运行、泥龄短、水力停留时间短；用于脱氮的 A/O 工艺的负荷很低，泥龄长、水力停留时间长。1.3.2 A/O 工艺A/O(厌氧 /缺氧/好氧) 工艺同时具有脱氮除磷的效果，其工艺原理是磷在厌氧区被释放，在好氧区被吸收，达到除磷目的；污染物在好氧区被氧化降解，去除 COD 和BOD5，同时在硝化菌作用下，有机氮转化的氨氮继续转化为亚硝酸氮和硝酸氮，含有硝酸氮的大量混合液回流到缺氧区进行反硝化脱氮 2。该工艺主要优点是对COD、 BOD5、SS 等具有较高的去除率，对脱氮除磷也具有较高的去除效果，具有运行费用低、占地少，出水水质好等特点；其缺点是运行管理要求较高，投资较大，节能差。1.3.3 氧化沟工艺氧化沟又称循环曝气池、无终端曝气池，是活性污泥法的一种变型，通常采用延时曝气，在污水净化的同时污泥得到稳定处理。常见的氧化沟有 Carrousel 氧化沟、交替工作式氧化沟、Orbal 氧化沟、一体化氧化沟等。与活性污泥法相比，它具有处理工艺及构筑物简单、无初沉池和污泥消化池(一体式氧化沟还可以取消二沉池和污泥回流系统) 、泥龄长、剩余污泥少且容易脱水、处理效果稳定等特点；但也存在着负荷低、占地大的缺点 3。1.3.4 SBR 及其改进工艺（1）SBR 工艺SBR 工艺也叫序批式活性污泥法，其最根本的特点是处理工序不是连续的，而是间歇的、周期的，污水一批一批地经过进水、曝气、沉淀、排水，然后又周而复始。SBR 技术的核心是 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，该工艺具有以下优点：出水水质稳定、水质好；耐冲击负荷；运行管理简单、自控水平高；占地面积小、造价低、操作灵活。但 SBR 法存在的曝气系统易堵塞，故障率高，人工操作管理繁琐，监测手段要求高等缺点也影响了其使用。（2）ICEAS 工艺传统 SBR 是问歇进水，切换频繁，并且至少需要两池以上来回倒换，很不方便，于是出现了连续进水的 ICEAS 工艺。该工艺的主要改进是在反应池中增加一道隔墙，3将反应池分隔为小体积的预反应区和大体积的主反应区，污水连续流人预反应区，然后通过隔墙下端的小孔以层流速度进人主反应区。在保持传统的 SBR 工艺特点的同时，该工艺省去了问歇进水的麻烦。但该工艺设备造价偏高，技术全部进口，操作运行要求严格。(3) CAST 工艺CAST 工艺是 SBR 工艺中脱氮除磷效率最好的一种，它对 SBR 工艺最大的改进是在反应池前段增加一个选择段，污水首先进入选择段，与来自主反应区的回流混合液混合，在厌氧条件下，选择段相当于前置厌氧池，为高效除磷创造了有利条件 4。该工艺的另一个特点是利用同步硝化反硝化原理脱氮，在主反应区，反应时段前期控制溶解氧不大于 0.5mg/L，处于缺氧工况，利用池中原有的硝态氮反硝化，然后利用同步硝化产生的硝态氮反硝化；到反应时段后期。加大充氧量，使主反应区处于好氧工况，完成生物除磷反应，并保证出水有足够的溶解氧。CAST 工艺设计和运行管理简单，处理效果稳定，已被多座中小型污水处理厂所采用。（4）UNITANK 工艺UNITANK 工艺是 20 世纪 90 年代比利时西格斯公司在三沟式氧化沟的基础上开发出来的。它由 3 个矩形池组成，其中外边两侧的矩形池既可做曝气池，又可做沉淀池，中问一个矩形池只做曝气池。该工艺连续进水、连续出水、常水位运行，具有脱氮功能及流程简单的特点，同时还有容积利用率低、设备闲置率高、除磷功能差等不足，要求除磷时则需要化学除磷 5。1.3.5 曝气生物滤池工艺曝气生物滤池是当前发展较快的一种新型生物处理技术，具有占地面积小、出水水质高、投资省、运行灵活方便、易于管理、抗冲击能力强等特点，在污水的有机物去除、硝化去氨、反硝化脱氮、除磷以及微污染水源水的预处理过程中有着较好的应用前景。 曝气生物滤池的基本原理是：在一级强化的基础上，以颗粒状填料及其附着生长的生物膜为主要处理介质，实现污染物在同一单元反应器内 除省去了二次沉淀设备。反应器内存在着不刚的好氧、缺氧区域，可同步实现硝化和反硝化，在去除有机物的同时达到脱氮的目的。该工艺存在的主要问题包括：进水一股要求进行预处理，增加了工艺的复杂性；进水悬浮物较多时，运行周期短，反冲洗频繁；产生的污泥稳定性差，进一步处理比4较困难；同步生物除磷效果不好一般多采用化学法进行，增加了药剂的使用量等等。1.4 未来城市生活污水处理发展趋势及应用活性污泥工艺的发展趋势：通过几十年的研究与实践，活性污泥工艺已经成为一种比较完善的工艺。在池形、运行方式、曝气方式、载体等方面已经很难有较大的发展。用常规手段也已经很难在生物学方面有所突破。有学者认为该工艺未来两个大的方向是膜分离技术和分子生物学技术的应用。1.4.1 膜分离技术的应用用膜分离代替沉淀进行泥水分离，可带来活性污泥工艺的以下变化：不再存在污泥膨胀问题。在调控活性污泥系统时，不必再考虑污泥的沉降性能问题，从而使工艺控制大大简化；曝气池的污泥浓度将大大提高(MLSS 可以大于 20000mg/L)从而使系统可在超大泥龄、超低负荷状态下运行，充分满足去除各种污染物质的需要；在同样的处理要求下，可使曝气池容积大大减小，节省处理厂的占地面积；污泥浓度的提高，将要求较高的曝气速率，因而纯氧曝气将随着膜分离而被大量采用。虽然膜分离目前还存在易堵塞等方面的问题，但这些问题正逐步得到解决。实际上，目前已有一批膜分离活性污泥系统在运行，如日本 hiroshiwa 市的 Higashi 污水处理厂的膜分离系统已连续运行 3 年 6。1.4.2 分子生物技术的应用目前分子生物技术已开始应用于污水处理领域。为搞清聚磷菌除磷的生化机理，已开始用分子诊断技术获取聚磷菌的遗传信息。现在从活性污泥中已发现的 30 多种丝状菌中，只有 4 种准确命名及生物分类学定位，因为这些丝状菌大部分无法进行分离纯培养 7。目前正用分子诊断技术进行这些丝状菌的生物学定位，以进一步准确了解其特性。分子诊断技术的大量应用，活性污泥微生物基因库的建立，在此基础上用基因技术培育具有高效活性的污泥菌种，进一步提高处理效果，是未来发展的方向。51.5 脱氮除磷污水处理技术存在诸多问题：(1) 先天碳源不足，现有工艺对总氮去除有难度。中国环境规划院副院长曾经总结说，就运行来说，一些工业企业缺乏深度治理设施，且运行管理不到位，无法稳定达到排放标准。而早期建设的城市污水处理厂污水管网不配套，运行负荷率低，运行水平低下，水处理费征收不足，监管不力等因素也影响实际处理效果，这些都使我国目前氨氮去除率总体较低。而一些客观的非技术因素先天决定了氨氮控制特别是脱氮的困难，由于我