[本科]陕西杨凌区污水处理厂设计.doc

第1页1原始资料分析1.1杨凌概况陕西杨凌，以我国唯一的农科城著称，是西北地区农业科技人才的荟萃之地，示范区由科学园区、产业园区、国际合作园区、现代农业综合园区和若干试验推广基地等五个园区组成。杨凌农业高新技术产业示范区，位于陕西关中平原中部，西安和宝鸡中间，距省会城市西安大约90公里，中心地处东经10810807，北纬34123420，三面环水，西以杨凌与宝鸡扶风县接壤处为界，东有漆水河与武功县为界，南以渭河与周至县相望，北至韦水河。示范区规划占地面积约为22.10平方公里，示范区距咸阳机场70公里，陇海铁路横穿东西，细宝中线和西宝高速公路贯通全境，邮电通信实现数字化，并与国际联网，交通通讯比较便利。1.2自然条件1.2.1地形地貌示范区北靠黄土塬，南依渭河，地质构造属于鄂尔多斯地台南端，地形以渭河冲积平原为主体，由渭各级其阶地组成，区内地势北高南低，海拔高度431559米，南北间平均坡度为3.5%，东西向比较平坦，坡度在1%内。1.2.2气象属于大陆性季风气候；年平均温度13.0；最高温度42.0；最低温度-19.40C；年平均降水量610.2mm；最大冻土深度24cm，最大积雪深度23cm；历年平均盛行东、西风，最大风速21.7m/s；地震列度为7度。1.2.3水文地质示范区地下含层岩性主要为砂、砂砾石和黄土状钙质结构，地下水流向基本与地势一致（西北流向东南）。区内地层简单，岩性单一，出露地层全部为Q3Q4黄土状亚粘土，除二级阶地局部为一级湿陷性外，其余地区均为二级湿陷性，地基承载力大于15T/m2，区内地下水埋藏深度为265m，地下水对建筑物基础无不良影响。区内无不良地质现象，规划区内全部用地都适宜于做修建用地。渭河在示范区境内长度约15km，多年平均流量136.53/s，年总经流量43.06亿m3（魏家堡水文张资料），第2页污水量近期水量:项目设计水量m3/dm3/hm3/sL/s平均流量3000012500.347347最高流量4350018130.503503远期水量：项目设计水量m3/dm3/hm3/sL/s平均流量6000025000.694694最高流量8040033500.9309301.3污水水质COD=400mg/L；BOD5=220mg/L；SS=300mg/L；TN=30mg/L；P=1.7mg/L混合污水温度：夏季按20C，冬季按10C。1.4处理要求处理要求:污水经处理后应达到污水综合排放标准GB8978-2002中城市污水厂一级标准，其出水水质COD=60mg/1，BOD=20mg/1，SS=20mg/L；T-N=15mg/1，p=0.5mg/1。污泥应进行稳定化及脱水处理。1.5处理程度式中：C0原污水浓度Ce出水浓度1、COD去除率：100%=85%2、BOD5去除率：处理水中非溶解性DOD5的值：（参数及公式取自）DOD5=7.1bXaCeCe处理水中悬浮固体浓度20mg/LXa活性微生物在处理水中的所占比例取0.4b微生物自身氧化速率，取0.4DOD5=7.10.0750.420=4.26mg/L故水中溶解性DOD5要求小于204.26=15.74mg/LBOD5去除率：100%=92.8%3、SS去除率：100%=93.3%第3页T-N去除率：100%=50%T-P去除率：100%=70.6%2城市污水处理方案的确定2.1确定处理方案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，城市景观或工业生产等，以节约水资源。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选择的准则：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。第4页工艺选择的主要技术经济指标包括：处理单位水量投资，削减单位污染物投资，处理单位水量电耗和成本，削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，水质特征，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，必要时应开展中试研究。2.2污水处理方案的选择我国城市污水处理技术随着水污染控制与环境治理的实践，在吸取国外技术经验的同时，结合我国国情的特点，逐步改进提高，初步形成了一些适用的技术路线，主要如下：对传统活性污泥法进行改造或予以取代后的人工生物净化技术路线；以自然生物净化为主的人工生物净化与自然生物净化相结合的技术路线；以扩散排放为主，处理为辅的技术路线；以回用为目的的污水深度处理技术路线，结合该污水处理工程的具体情况分析进行选择：首先，3和4这两条技术路线对于自然环境条件因素要求较高，从而不可取，所以应选择1和2这两条路线，尤其以2这种路线应予以推广。下面着重分析以自然生物净化为主与人工生物净化相结合的技术路线和对传统活性污泥法进行改造或予以取代的人工生物净化路线。人工生物净化与自然生物净化相结合的技术路线，对于大规模污水处理厂来说，主要指氧化塘处理和土地法处理，它们都具有运行费用低，外加能源消耗少和管理简单的优点，在我国一些城市也被因地制宜的采用。氧化塘一般分好氧氧化塘、厌氧氧化塘、兼性氧化塘，它们所需要的停留时间都很长，一般需要几天到几十天，占地面积很大，而且对周围环境卫生的影响较大，需要慎重考虑，所以，在没有低洼地可利用的情况下，若购置占用大量的良田，平地筑塘是很不经济的，本工程的情况不宜采用氧化塘处理。土地法处理，就是按照要求对污水达到处理的同时，达到对控制渗流污染的要求，有计划的将污水排放到大面积的土地上下渗，利用土壤的过滤、吸附、分解以及土壤微生物的代谢能力等物理、化学、生物化学等作用，使污水达到净化。这种仿有利于污水中水肥资源的利用和土壤微粒结构的改善，但是，这种处理需要广阔的土地面积，而且要注意对地下水的污染问题。在我国人均土地面积不足的情况下，土地法处理必须与污水灌溉合理的结合，污水灌溉在农业增产方面取得了显著的成绩，但是，这只是对污水的灌溉利用和污水的土地利用处理还有一定差距。主要表现在：污水灌溉按土地处理污水的要求控制水量、水质，有些地下水以及其它水源、第5页水体造成污染；由于灌溉季节性变化和灌溉面积的限制，不能做到终年昼夜对污水的处理；没有经过严格水质控制的灌溉，往往会造成对粮食作物，特别是对蔬菜作物的使用质量的影响，这主要来自一些重金属的污染；所以，污水灌溉作为对适当处理获得城市污水的有效利用，无疑是非常有价值的，但作为对污水的完善土地处理，从而取代其它的污水处理措施，在本工艺的具体条件下，尚不现实或者不可行。综上所述，以自然生物净化为主的人工生物净化与自然生物净化相结合的路线，本工程不具备采用的条件，当然也就不宜采用。人工净化就是人为的创造条件，使微生物大量繁殖，提高微生物净化的效率，主要包括活性污泥法与生物膜法，其中以活性污泥法采用较为普遍，是目前国内外城市污水处的主体工艺。传统的活性污泥法净化，有较丰富的实践经验和技术资料，运行可靠，处理所效果好，但是也存在能耗较多和费用高等特点，所以对其流程改革更新后，出现了A-B工艺，氧化沟法，SBR间歇活性污泥法，A/O脱氮工艺，A2/O同步脱氮工艺等常用工艺，它们各自具有相对不同的优点。结合本工艺的具体情况，在已排除了前述三个技术路线之后，我认为采用传统活性污泥法或对传统活性污泥法进行改造的人工生物净化技术路线是比较合适，可行的。主要有以下特点：（1）不需要占用大面积的土地；（2）处理后污水可用于灌溉、非灌溉季节排放，又不会造成污染；（3）为以后在经济条件可以的情况下，进行三级处理提供工业回用打下基础。陕西杨凌区污水处理厂的污水要求达到工程所要求的污水处理程度，必须采用二级处理，目前国内外城市二级处理厂大多采用活性污泥法，这种方法能有效去除城市污水中的主要污染物，而且比较经济，本污水厂还要求高效脱氮除磷，常用的方法有AB法，A2/O法，氧化沟工艺，SBR等。污水处理工艺流程方案的介绍与比较在选定了污水处理技术路线后，我们对活性污泥法和人工生物净化的几个方案进行筛选，初步筛选到下列几个方案，在进行比较。氧化沟A-B两段曝气法SBR法2.2.1氧化沟工艺氧化沟也称氧化渠或循环曝气池，是于20世纪50年代由荷兰的巴斯韦尔（Pasveer）所开发的一种污水生物处理技术，属活性污泥法的一种变法。它把连续式反应池作为生化反应器，混合液在其中连续循环流动。氧化沟使用一种带方向控制的曝气和搅动装置，向反应器中的混合液传递水平速度，从而使被搅动的混合液在氧化沟闭合渠道内循环流动。由于氧化沟运行成本低，构造简第6页单，易于维护管理，出水水质好，运行稳定，并可以进行脱氮除磷，因此日益受到人们的重视，并逐步得到推广，特别适用于南方延时曝气运行。工艺流程氧化沟工艺可不建初沉池和污泥消化池，有时还可以将曝气池与二沉池合建而省去污泥回流系统，常用的处理城市污水的氧化沟工艺流程如图所示：进水格栅沉沙池氧化沟二沉池出水回流污泥剩余污泥氧化沟特点：1、工艺流程简单，运行管理方便，氧化沟工艺不需要初沉池和污泥消化池，有此类氧化沟还可以和二沉池合建，省去污泥回流系统。2、运行稳定，处理效果好，氧化沟的BOD平均处理水平可达95%左右。3、能承受水量水质的冲击负荷，对浓度较高的工业废水有较强的适应能力，这主要是由于氧化沟水力停留时间长，泥龄长，一般为2030d，污泥在沟内达到除磷脱氮的目的，脱氮效率一般80%，但要达到较高的除磷效果，则需要采取另外措施。4、基建投资省，运行费用低和传统活性污泥工艺相比，在去除BOD，去除BOD和NH3-N及去除BOD和脱氮情况下更省，同时统计表明在规模较小的情况下，氧化沟的基建投资比传统活性污泥法更省。2.2.2AB法（A+A2/O）AB法是吸附生物降解法（Absorption.Bio-Degradation）的简称，是原联邦德国亚琛工业大学宾克（Bohnke）教授于70年代中期开发的一种新工艺。AB法的工艺流程与机理AB法的工艺流程的主要特点是不设初沉池。由AB二段活性污泥系统串联运行，并有各自独立的污泥回流系统，它的工艺流程如图所示：进水沉砂池初沉池厌氧池回流混合液出水二沉池好氧池缺氧池剩余污泥回流污泥第7页污水由城市排水管网经格栅和沉砂池直接进入A段，该段充分利用原污水中的微生物，并不断繁殖，形成一个开放性的生物动力学系统，A段污泥负荷率高达26kgBOD5/(kgd)，水力停留时间短（一般为30min），污泥龄短（0.30.5d）。A段中污泥的絮凝吸附作用为主，生物降解为辅，对污水中BOD5的去除率的去除率可达40%70%，然后再通过B段处理，B段可为常规的活性污泥法，由此构成的工艺为常规AB法BOD5的去除率为90%，而总磷的去除率为50%70%，总氮的去除率为30%40%，其除磷效果比常规一般活性污泥法好，但不能达到防止水体富营养化的排放标准，所以可把B段设计成生物脱氮除磷工艺。如果要求以脱氮为重点，B段采用A1/O，此时AB工艺为A+A1/O工艺；如果要求除磷为重点，则B段采用A2/O工艺，此时AB工艺为A+A2/O工艺。如氮和磷均需高效去除则B段为A2/O工艺，此时AB工艺为A+A2/O工艺。AB法工艺特点1、不设初沉池，A段由曝气吸附和中沉池组成，为AB工艺为第一处理系统。B段由曝气池和二沉池组成。A段和B段由独自的污泥回流系统，因此二段有各自独立的生物群体，所以处理效果稳定。2、AB工艺对BOD5、COD、SS、N、P的去除率一般高于常规活性污泥阿法。A段负荷高达26kgBOD5/(kgMLSSd)，它具有很强的抗冲击负荷的能力，并具有对PH、有毒有害物质影响的缓冲能力，水力停留时间和污泥龄短，污泥中全部是繁殖很快的细菌。3、A段活性污泥法吸附能力强，能吸附污水中某些重金属难降解有机物以及氮、磷等植物性营养物质，这些物质通过剩余污泥的排放得到去除，故A段具有去除一部分上述物质的功能。4、由于A段的高效絮凝作用，使整个工艺中通过絮凝吸附由污泥排放途径去除的BOD5量大大提高，从而使AB工艺比常规活性污泥法可省去基建投资20%，节省运行能耗15%左右。5、AB法很适用于分布建设，使