A-O工艺处理城市污水_毕业论文.doc

a-o工艺处理城市污水_毕业论文目录目录1摘要2abstract3第一章 绪论41.1概述41.2城市污水的来源及水质41.3废水处理的方法51.3.1物理处理法51.3.2化学处理法61.3.3物化处理法71.3.4生化处理法71.4城市污水处理的现状7第二章 工艺论证82.1城市生活污水处理工艺途径9第三章 设计计算163.1.1平均流量的计算173.1.2粗格栅的计算173.2沉砂池的计算193.3调节池的计算213.4厌氧塘223.5中沉池263.6生物接触氧化池273.7接触沉淀池计算31参考文献35摘要 本设计采用a/o工艺(即厌氧好氧工艺)处理城市生活污水,处理量为22000m3/d.该处理的原始水质为高浓度水质，水质指标为:codcrcr300mg/l;bod5为250mg/l;ss浓度为260mg/l。在处理前段,污水通过曝气沉砂池进行预曝气处理,为后续工序的处理减轻负荷.水质去除率可达到:bod5为22%;codcr为20%;ss为10%.在处理过程中,污水通过厌氧塘和生物接触氧化池这两个重要工艺段,分别进行厌氧好氧处理。在厌氧段中,厌氧塘的结构采用了uasb反应器的一些结构形式, 再加上布水器具有促使污泥与原有有机物充分混合的作用，使得厌氧程度得到进一步加深。处理水质为:codcr浓度为200mg/l;bod5浓度为180mg/;ss浓度为50mg/l.在好氧段中,生物接触池采用二段式的生物接触氧化池.污水经过两次氧化池,两次沉淀池交替作用，去除率可达到：codcr为82%;bod5为88%;ss为50%.最终出水指标为:codcr浓度为55mg/l;bod5浓度为15mg/l;ss浓度为10mg/l，该出水水质已达到国家一级b类排放标准.关键字:城市生活污水 a/o工艺 厌氧塘 生物接触氧化池abstractthis design uses a / o process (that is anaerobic - aerobic process) treatment of municipal sewage, the handling capacity of 22000m3 / d. the treatment of raw water quality for the high concentration of water quality, water quality indicators: codcr300mg / l; bod of 250mg /l; ss concentration of 260mg / l. in dealing with the preceding paragraph, sewage aeration grit chamber aeration pre-treatment process for follow-up to reduce the processing load. water removal can be achieved: bod5 is 22%; codcr of 20%; ss was 10%. in the process, the sewage through anaerobic pond and bio-contact oxidation pond section of these two important processes, namely, anaerobic - aerobic treatment.in the anaerobic section, the anaerobic pond the structure of uasb reactor using a number of structural forms, coupled with cloth water traps have prompted well-mixed sludge and the original role of organic matter, making the extent of anaerobic to be further deepened.deal with water quality: codcr concentration of 200mg / l; bod5 concentration of 180mg /; ss concentration of 50mg / l. in the aerobic segment, the bio-contact tank with two-stage biological contact oxidation tank. effluent after two oxidation ponds,the role of the two sedimentation basins alternately, the removal can be achieved: codcr of 82%; bod5 of 88%; ss is 50%. the ultimate water indicators: codcr concentration of 55mg / l; bod5 concentration of 15mg / l; ss concentration10mg / l, the effluent quality has reached the national level, class b emissions standards.keyword: urban domestic sewage ；a / o process anaerobic pond； bio-contact oxidation pond第一章 绪论1.1概述 据有关部门统计：1997年，全国城市的污水年排放总量为351.4亿m3,但全国不同等级的污水处理厂日处理能力总计为1292万m3，即年处理量为47.2亿m3，处理率仅为13.4%1.1999年全国近80%的生活污水未处理直接排江河湖海，年排污量达400亿m3，造成全国1/3以上的水域受到污染。在全国684个城市中，仅有200余座在建和建成的污水处理厂，且集中在七八十个大中城市里，全国污水处理率仅为20%左右。2在2004年全国城市环境“城考”的结果中，生活污水集中处理中，生活污水集中处理率平均为32.33%.其中城市生活污水集中处理率大于60%的城市有143个，占上报城市总数的28.6%,还有193个城市的生活污水集中处理率为零。3 随着我国国民经济发展，污水排放量在逐年增加，严重的水污染使水资源不能进入良性循环，造成生态环境恶化，也直接威胁着人类的生存。所以，污水处理的进程和深入已迫在眉睫。1.2城市污水的来源及水质 城市污水主要来源于城市居民生活中产生的污水，各工业企业在生产制造过程中产生的生产废水以及城市降水和部分受污染的地表水这三方面。生活污水根据污水来源的不同可以分为居民水区生活污水，宾馆饭店，等服务业的生活污水。以及一些娱乐场所的生活污水等。这些污水的水质特点是往往含有较高的有机物，如淀粉蛋白质油脂等以及氮磷等无机物。此外，还含病原微生物和较多的悬浮物。 各工业企业在制造过程中产生的废水包括生产工艺废水循环冷却水冲洗废水以及综合废水。由于生产行业不同，其产生的废水水质也不相同，这类废水总的来说废水排放量较大，污染含量高，较难进行处理，对环境危害大，有的废水水质指标周期性，一天之中排放的废水的重要组成部分，目前也得到了比较满意的处理效果。 城市降水和受污染的地表水在城市污水中还没有占到很大的比例，这类污水水量水质差别较大，常受气候时间地理位置及周边环境的影响。在对这类污水进行处理时，应针对具体污水水质选择是否需要与其他污水混和稀释后处理4。表1 城市污水典型水质浓度和处理水水质标准项目codcr(mg/l)bod(mg/l)ss(mg/l)tn(mg/l)nh3-n(mg/l)tp(mg/l)高浓度污水10004006001005012中等浓度污水45020025040256低浓度污水25012015025154超浓度污水1506010015102二级排放标准1203030251.0一级排放标准602020150.2m3/d,所以宜采用机械清渣.(3)细格栅的计算.格条的间隙数（n） 栅前水深h=0.4m，过栅流速为0.9m/s,栅条间隙宽度b=0.016m,格栅倾角=，qmax=0.3m3/s,则=49(个)格栅的宽度(b)设格条的宽度s=0.01m,则b=s(n-1)+bn=0.01(49-1)+0.01649=1.264（m）进水渠道渐宽部分的长度(l1)设进水渠宽度b1=0.65m,其渐宽部分展开角度1=（进水渠道内的流速为0.77m/s）l1=0.85(m)格槽与出水渠道连接处的渐宽部分长度(l2)l2=0.425(m)通过格栅的水头损失(h1)设格条断面为锐边矩形断面,h1= =0.141(m)栅后槽总高度(h)设格前渠道超高h2=0.3mh=h+h1+h2=0.4+0.141+0.30.841（m）格槽总长度(l)l=l1+l2+0.5+0.1+=0.85+0.425+0.5+1.0+3.175(m)每日栅渣量(w)在格栅间隙21mm的情况下,设栅渣量为每1000m3污水产0.07m3.w=1.2(m3/d)因w0.2m3/d,所以宜采用机械清渣.4.2沉砂池的计算沉砂池的作用是从废水中分离密度较大的无机颗粒,它一般设在污水处理厂前端,保护水泵和管道免受磨损,缩小污泥处理构筑物容积,提高污泥有机物组分的含率,提高污泥作为肥料的价值.本沉砂池采用曝气沉砂池,池断面呈矩形,池底一侧设有集砂槽,曝气装置设在集砂槽一侧,使池内水流产生与主流垂直的横向旋流,在旋流产生的离心力作用下,密度较大的无机颗粒被甩向外部沉入集砂槽.另外由于水的旋流运动,增加了无机颗粒之间的相互碰撞与磨擦的机会,把表面附着有机物除去,使沉砂中的有机物含量低于10%.曝气沉砂池优点是通过调节曝气量,可以控制污水的旋流速度,使除砂效率较稳定,受流量变化的影响较小；同时,还对污水起预曝气作用.由qmax=0.3m3/s,曝气沉砂池的各部分尺寸:(1) 池子总有效容积(v)设t=3min,则v=qmaxt60=0.3360=54(m3)水流断面面积(a)设v1=0.08m/s.则a=3.75(m2) （3）池的总宽度(b)设h2=2m,则b=1.875(m)1.88(m)每格池子宽度(b)设n=2格，则b=0.94(m)池子(l)l=14.4(m)每小时所需空气量(q)设d=0.2m3/m3,则 q=dqmax3600=0.20.33600=216(m3/h)=9(m3/min)流量是9有4中种污水曝气离心鼓风机本池选用g-10-1.5，压力（绝压）1kgf/cm3，出口温度比进口温度高400c，所需功率15kw，电压为380v，重量980kg，叶轮数7叶。这样曝气离心鼓风机4台，另2台备用，同时进行加药。贮砂斗各部分尺寸.设贮砂斗底宽a1=0.5m,斗壁与水平面的倾角为,斗高h3=0.35m,则贮砂斗的上口宽:a=1.0(m)贮砂斗容积:v.= (2a2+2aa1+2a12)=(212+210.5+20.52)=0.2(m3)沉砂室高度(h3)采用重力排砂,设池底坡度为0.3,坡向砂斗,则h3=h3+0.3(b-a)=0.35+0.3(0.94-0.5)=1.14(m)池总高度(h)设超高h=0.3m,则h=h1+h2+h3=0.3+2+1.14=3.44(m)3.3调节池的计算城市污水在一天24h内排出的水量和水质波动变化的,一般情况下,中小城市比大城市波动大,这样对污水厂的处理设备,特别是生物处理设备或生化反应系统处理功能正常发挥是不利的,甚至可能遭到破坏.因此,应在污水处理系统前设置均化调节池,以均和水质，存盈补缺。调节池分在线和离线两种，在线设置的均量均质效果最好，线外设置使泵抽水量大为减少，但均质效果降低。所以采用线内设置。当进水悬浮物含量约200mg/l时，保持悬浮状态所需动力在48w/m3(废水)。为使废水保持好气状态，所需空气量约0.6-0.9m3/(h.m3).空气搅拌能够防止水中悬浮物的沉积，且兼有预曝气及脱硫的效能。只是管路和设备腐蚀，挥发性污染物质逸散到空气中造成不良后果。(1)调节池的总体积:设调节池停留的时间为1d，由于日处理量为22000m3/d，一般宜考虑增加理论调节容积的10%20%，则调节池总体积为：22000m3/d1d1.2=26400m3(2)调节池的尺寸：该污水处理站进水管标高为地平下-1.80m,调节池高出地面0.4m.池口空气收气装置，进行环保处理。取调池内有效水深h为2.1m，调节池出水为水泵提升。根据计算的调节容积，考虑到进水管的标高，确定调节池的尺寸为：采用长方形池，池长设为l与10倍池宽b相等，则池表面积：a=26400/2.112571(m2)l=10b=113(m),b=11.3(m)在池底设集水坑，水池底以i=0.02的坡度坡向集水坑，集水坑宽为a=4m,长度（即一个池的宽）l=113m，底面斜度也为0.02坡度。即为图：池底坡度的垂直长：b=l-a=113-4=109(m)池底坡度的斜边长：l=109/0.9=121(m)而，集水坑的垂直长：b=b-a=11.3-4=7.3(m)集水坑坡底的斜边长：l2=7.3/0.98.1(m)（3）泵的选型一个池子的体积为：v=lbh=11311.32.1=2681(m3)即每天就要把一个池子2681m3污水排出，则水泵流量：q=2681m3/d=112m3/h扬程h=7m配电机功率：n=4kw应选用100qw100-7泵型号出水口径100mm，转速1440r/min，轴功率2.39，泵效率77.4%，重量130kg.一个调节池集水坑外设2台泵机，一台备用，一共要用21台。（4）斜边长：l=113/0.9=126(m)斜坡面积a=lb=12611.3=1424(m3)所以布气面积为1424m2,穿孔管曝气可取5-6m3/(h.m2).设悬浮物含量约200mg/l时，保持悬浮状态所需动力设为6w/m3(废水)，所需空气量约为0.8m3/(h.m3),则一个池子所需空气量约为：q=0.8v=0.82681=2145(m3/h)鼓风机功率为：p=6v=62681=16kw总功率为 ：p=6v总=626810=160kw3.4厌氧塘(1)水力停留时间t查图8-2厌氧塘反应速度常数k与水温的关系曲线得k15=0.15。设厌氧塘的设计条件为：污水量q=22000m3/d；进水bod5浓度s0=250mg/l,出水bod5se128mg/l,去除率49%。冬季污水水温150c，污泥产率0.1kgmlss/kgcodcr；产气率0.5m3/codcr,则t=6.3(d)(2)厌氧塘有效容积vv=qt=220006.3=138600(m3)设有10座厌氧塘，单塘有效容积为：v1=13860（m3）厌氧塘尺寸 设厌氧塘有效水深，塘长宽比选用r=3，边坡系数s=2.5，超高0.9m，则塘平均平面面积：a=2310(m2)假设有效水深1/2处面积接近平均面积，则1/2水深处的长lm，宽bm为: lmbm=3bmbm=3bm2=2310(m2)bm27.7(m)lm=3bm=327.7=83(m)塘水面长度ls和宽度bs:ls=lm+s2=83+2.52=98(m)bs=bm+s2=27.7+2.52=42.7(m)塘底长度lb和宽度wb:lb=lm-2.52=83-2.52=68(m)bb=bm-2.52=27.7-2.52=12.7(m)单塘有效容积：v=(lsbs+4lmbm+lbbb)=1(9842.7+48327.7+6812.7)=14244.6(m3)计算单塘有效容积v与v值相差较多，需重新计算，根据前面计算，取bm=27m,则lm=rbm=327=81(m)ls=lm+s2=81+2.52=96(m)bs=bm+s2=27+2.52=42(m)lb=lm-2.52=81-2.52=66(m)bb=bm-2.52=27-2.52=12(m)v=(lsbs+4lmbm+lbbb)=1(9642+48127+6612)=13572(m3)其与v值较近,即此厌氧池尺寸可行.单池长:l=ls+2s(d-d)=96+22.5(6.9-6)=115.5(m)b=bs+2s(d-d)=42+22.5(6.9-6)=58(m)单塘总容积:vr-1=lb+(l-2sd)(b-2sd)+4(l-sd)(b-sd)=115.558+(115.5-22.56.9)(58-22.56.9)+4(115.5-2.56.9)(58-2.56.9)=28310(m3)厌氧塘总容积:vt=10vt-1=1028310=283100(m3)(4)校核投配bod5面积负荷:=0.068kg/(m2.d)=680kg/(104m2.d)计算面积负荷在推荐值范围内.(5)厌氧塘占地面积:a=10lb=10115.558=66990(m2)（6）沉淀区的设计。 沉淀区应考虑沉淀区的面积和水深，面积根据废水量和表面负荷来决定。 由于沉淀区的厌氧污泥及有机物还可以发生一定的生化反应，产生少量气体，这对固液分离不利。故设计时应满足以下要求。 沉淀区水力表面负荷1.0m/h; 沉淀器斜壁角度约为500，使污泥不致积聚，尽快落入反应区内； 进入沉淀区前，沉淀槽底缝隙的流速2m/h; 总沉淀水深应1.5m; 水力停留时间介于1.52h. 沉淀区面积：=6699 表面水力负荷：=0.331符合要求。（7）三相分离器的设计要点： 沉淀器的斜角（集气器的倾角）应该在450600;集气室缝隙部分的面积应该占反应器全部面积的15%20%； 在反应器高度为57m时，集气室的高度应该在1.52m； 在集气室内应该保持气液界面，以释放和收集气体，阻止浮渣层的形成； 反射板与缝隙之间的遮盖应该在100200mm，以避免上升的气体进入沉淀室； 在出水堰之间应该设置浮渣挡板； 出水管的直管应该充足，以保持从集气室引出沼气，特别是有泡沫的情况； 在集气室的上部应该设置消泡喷嘴，当处理污水有严重泡沫问题时消泡。设集气室底距池壁挡板距离h2为2m，而沉淀器斜板倾角，则由三角函数得：气体反射板斜边: 直边: 设池壁挡板宽为2.2m，它的一半是1.1m，池壁挡板上斜边倾角为500，则池壁挡板的斜边长：池壁挡板的高：又因为池子宽b为58m，则集气室宽：=58-(1.4+0.92)=55.7而集气室长即为池子l=115.5m，设高为1.7m，则单个集气室的体积：10937 m3总集气室的体积：=109370m3（8）出水系统设计 采用锯齿形出水槽，槽宽0.2m，槽高0.2m.（9）排泥系统设计产泥量为：000=468 kgmlss/d每日产泥量468kgmlss/d，每个厌氧塘日产泥量46.8kgmlss/d，可用100mm排泥管，每天排泥一次。（10）产气量计算 每日产气量：10311031m3/d6.3d=6495(m3)集气室符合要求，而且有剩余。（11）布水器设计 采用分支式配水方式，为了配水均匀，一般采用对称布置，各支管出水口向下并位于所服务面积的中心。如图所示，管口对准池底所设的反射锥体，使射流向四周散开，均布于池底。这种形式配水系统的特点采用较长的配水支管增加沿程阻力，以达到布水均匀的目的。只要施工安装正确，配水能够基本达到均匀分布的要求。 每个池子的流量：m3/d=91.7m3/h 设每个孔口服务面积为2m2，取于13m2之间，符合规格要求。设布水管横截面积为服务面积的1%，则即布水管孔径为16cm单池布水管点数：3350 （个）总布水管的点数：33500要均匀布于的115.5m58m平面上，则宽应分配11根干管，每个支管上均匀分配4个支点；池长的方向每间隔2m1个布水器，所以一共有51.5个布水器，即11476.1=3350(个) 4.5中沉池中沉池采用辐流式沉淀池,该沉淀池分周边进水中间出水和中心进水周边出水的辐式沉淀池.一般前者是一种沉淀效率较高的池型,它与后者相比,其设计表面负荷可提高1倍左右.由于城市污水日处理量q=22000m3/d=916.7m3/h,设曝气池混合液悬浮物浓度nw=2kg/m3,回流污泥浓度cu=6kg/m3,污泥回流比r=0.5,试求周边进水二沉池的各部分尺寸.如图(1) 沉淀部分水面面积(f)设池数n=1个,表面负荷q=2m3/(m2.h),则416.5(m2)(2) 池子直径(d)23(m)(3) 实际水面面积(f)415.3(m)(4) 实际表面负荷（q）2(m3/(m2.h)(5) 单池设计流量(q0)qo=q/n=833/1=833(m3/h)(6) 校核堰口负荷(q)3.2l/(s.m)4.34l/(s.m)(7) 校核固体负荷(q2)144kg/(m2.d)150kg/(m2.d)(8) 沉清区高度(h2)设t=1h,则2(m)在澄清区最小允许深度1.5m考虑，取h2=1.5m.(9)污泥区高度(h2)设t=1.5h,则2.25(m)(10)池边深度(h2)h2=h2+h2+0.3=1.5+2.25+0.3=4.05(m),取h2=4m(11)沉淀池高度(h)设池底坡度为0.06,污泥斗直径d=2m,池中心与池边落差h3=0.06=0.63,超高h1=0.3m,污泥斗高度h4=1.0mh=h1+h2+h3+h4=0.3+4+0.63+1.0=5.93(m)4.6生物接触氧化池 生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物膜法工艺,接触氧化池内设有填料,部分则是絮状悬浮生长与水中.因此它兼有活性污泥法与生物滤池二者的特点. 生物接触氧化法中微生物所需的氧常通过人工曝气供给,生物膜生长至一定厚度后,近填料壁的微生物将由于缺氧而进行厌氧代谢,产生的气体及曝气形成的冲刷作用会造成生物膜的脱落,并促进新生膜的生长,形成生物膜的新陈代谢.脱落的生物膜将随出水流出池外,废水得到净化.为安装检修方便,填料常以料筐组装,带筐放入池中,当需要检修时,可逐筐轮换取出,池子无需停止工作.本生物接触氧化池采用二段式的生物接触氧化法:1已知条件:污水量q为20000m3/d;进水bod5s0为130mg/l;出水bod5se20mg/l;进水ssx0=110mg/l;出水ssxe30mg/l.2设计计算:采用二段式接触氧化,分十组并列运行.填料选用纤维软填料,一氧池填料高h1-3取3m,二氧池填料高h2-3取2.5m.(1) 填料容积负荷(nv)式中nv接触氧化的容积负荷,bod5kg/(m3/d);se出水bod5值，mg/l.该公式源自太原市政工程设计研究院编制的生物接触氧化法设计规程cec128：2001，软性纤维填料，微孔曝气的二段式接触氧化法。(2)污水与填料接触时间t一氧接触氧化时间占总时间的60%,t1=0.6t=0.61.23=0.738=61.5(m3)二氧接触氧化时间占总时间的40% t2=0.4t=0.41.23=0.492(h)(3)接触氧化池尺寸计算。单组一氧池（单池）填料体积：61.5(m3)一氧池面积：20.5(m2)一氧池宽b1选取4m，池长：5.1(m)一氧池超高h1-1取0.5m，稳定层高h1-2取0.5m，底部构造层高h1-4取0.8m，则一氧池总高：h1=h1-1+h1-2+h1-3+h1-4=0.5+0.5+3+0.8=4.8(m)一氧池的尺寸：l1b1h1=5.1m4.0m4.8m单二沉池填料体积：41(m3)二氧池面积：二氧池宽b2选取4m，池长：二氧池超高h2-1取0.5m，稳定层高h2-2取0.5m，底部构造层高h2-4取0.8m，则二氧池总高：h2=h2-1+h2-2+h2-3+h2-4=0.5+0.5+2.5+0.8=4.3(m)单氧二氧池的尺寸：l2b2h2=4.1m4m4.3m(4)接触氧化需气量计算 接触氧化池曝气采用在填料下方穿孔管鼓风曝气的方式，根据实验，气水比为6：1（符合生物接触氧化法设计规程）总需气量：一氧池需气量：单组一氧池的需气量：二氧池需气量：单组二氧池需气量：接触氧化池曝气强度校核：一氧池曝气强度：二氧池曝气强度：二池满足生物接触氧化法设计规程要求范围1020m3/(m2.h)。接触氧化池曝气管采用钢管，干管流速v=10m/s左右，小支管流速v=5m/s。干管管径选用dn=200100mm，支管管径选用dn=32mm，支管布置间距20cm；支管上小孔