福州市某污水处理厂AA_O工艺设计本科毕业论文.doc

环境工程毕业设计 福州市某污水处理厂 AA O 工艺设计 目目 录录 摘要 1 ABSTRACT 2 1 设计概论 3 1 1 设计任务 3 1 1 1 设计题目 3 1 1 2 设计目的 3 1 2 设计要求 3 1 2 1 基本内容与成果要求 3 1 2 2 毕业设计说明书内容 3 1 3 设计步骤 4 1 4 设计任务 4 1 4 1 设计进 出水水质及排放标准 4 1 4 2 排放标准 4 1 4 3 接受水体 4 1 5 厂区概况及自然条件 5 1 5 1 地理位置概况 5 1 5 2 水文气象 5 2 污水处理厂的总体设计说明 6 2 1 污水处理工艺的确定选择 6 2 1 1 工艺方案分析 6 2 2 工艺方案比较 8 2 2 1 A2 O 处理工艺 8 2 2 2 氧化沟工艺 9 2 2 3 SBR 工艺 13 2 3 除磷脱氮工艺的比较工艺的确定 14 2 3 1 A2 O 法同步脱氮除磷工艺的原理 15 2 3 2 污水处理工艺流程的确定 16 2 4 要构筑物的设计说明与工艺参数 16 2 4 1 格栅 16 2 4 2 进水泵房 17 2 4 3 平流沉砂池 17 环境工程毕业设计 福州市某污水处理厂 AA O 工艺设计 2 4 4 A2 O 池 18 2 4 5 二沉池 19 2 4 6 污泥泵房 19 2 4 7 消毒池 20 2 4 8 污泥浓缩池 20 3 工艺流程设计计算 21 3 1 构筑物设计计算 21 3 1 1 粗格栅 21 3 1 2 提升泵房 23 3 1 3 中格栅 24 3 1 4 平流式沉砂池 26 3 1 5 A2 O 池 28 3 1 6 二沉池 37 3 1 7 消毒接触池 40 3 1 8 污泥泵房 42 3 1 9 污泥浓缩池 43 3 1 10 脱水间压滤机 45 3 2 构建筑物和设备一览表 45 4 污水厂的总体布置 48 4 1 总平面布置原则 48 4 2 高程布置原则 48 5 经营管理 49 5 1 人员编制 49 5 2 技术管理 49 参考文献 51 附录 1 52 环境工程毕业设计 福州市某污水处理厂 AA O 工艺设计 1 摘要 本次设计的污水处理厂要求对原水中的氮有比较好的去除 采用二级强化处OA 2 理 处理工艺它是厌氧 缺氧 好氧生物脱氮除磷工艺的简称 工艺是在OA 2 OA 2 A O 除磷工艺的基础上开发出来的 在 A O 工艺的基础上加入一个缺氧池 并将好氧池 中的混合液回流到缺氧池中达到反硝化的目的 它具有较好的除 P 脱 N 功能 改善污泥 沉降性能的作用的能力 减少的污泥排放量 提高对难降解生物有机物去除效果 运行 效果稳定 技术先进成熟 运行稳妥可靠 管理维护简单 运行费用低 沼气可回收利 用 国内工程实例多 容易获得工程设计和管理经验 关键字 生物 污水 处理 减少OA 2 环境工程毕业设计 福州市某污水处理厂 AA O 工艺设计 2 Abstract This design s Sewage treatment plant request has the quite good elimination to the raw water nitrogen uses second level strengthened processing The processing craft it is the anaerobic oxygen deficit good oxygen biology denitrogenation except the phosphorus craft abbreviation the craft is develops in A O except in the phosphorus craft foundation joins an oxygen deficit pond in a O craft s foundation and to the oxygen deficit pond in achieves the good oxygen pond s in intermixture backflow the denitrification the goal It has well eliminates P to escape the N function Improvement sludge settling property s function s ability reduces sludge withdrawal Enhances difficultly to degrade the biological organic matter elimination effect the movement effect is stable The technological advance is mature movement safe reliable The management maintenance is simple the operating cost is low The methane may recycle the use The domestic project example are many easy to obtain the engineering design and the managerial experience Key words biology sewage processing reductionOA 2 环境工程毕业设计 福州市某污水处理厂 AA O 工艺设计 3 1 设计概论 1 1 设计任务 1 1 1 设计题目 福州市某污水处理厂 AA O 工艺设计 10 万 m3 d 1 1 2 设计目的 1 温习和巩固所学知识 原理 2 掌握一般水处理构筑物的设计计算 1 2 设计要求 1 2 1 基本内容与成果要求 1 污水处理工艺流程设计 处理工艺方案比较 构筑物尺寸设计计算 设备选型 2 图纸 CAD 绘图 A3 工艺流程图 格栅设计图 沉砂池设计图 沉淀池设计图 A O 池设计图 污泥浓缩池设计图 1 2 2 毕业设计说明书内容 工艺流程的比较确定 环境工程毕业设计 福州市某污水处理厂 AA O 工艺设计 4 设计计算书 设计图纸 CAD 绘图 1 3 设计步骤 1 出水要求 达到指标 污水处理后的出路分析 2 工艺流程选择 包括 处理构筑物的设计 布置 选型 性能参数 3 评价工艺 4 设计计算 5 建设工程图 流程图 高程图 沉砂池设计图 沉淀池设计图 A O 池设计图 污泥浓缩池设计图 6 人员编制 经费概算 1 4 设计任务 1 4 1 设计进 出水水质及排放标准 表表 1 11 1 设计进 出水水质及排放标准设计进 出水水质及排放标准 水质指标 CODcr mg L BOD5 mg L S S mg L TN mg L pH 进水水质 300150200306 9 出水水质 602020156 9 排放标准 602020156 9 1 4 2 排放标准 GB18918 2002 一级 B 标准 1 4 3 接受水体 河流 环境工程毕业设计 福州市某污水处理厂 AA O 工艺设计 5 1 5 厂区概况及自然条件 1 5 1 地理位置概况 1 城市概况 福州市地处闽江下游 地势由西北向东难倾斜 西北为中低山地 东南为福州盆地 和沿海冲积 海积平原 闽江自淮安起被南台岛分为南北两港 北港惯穿市区 与内河 湖泊相通 2 厂区设计 本污水处理厂 根据城市的总体规划 选定于市区的东南角的小镇上 征地范围内 的原场地标高 5 0 5 6m 之间 主要是农田和池塘 厂址的西侧即为闽江支流光明港 污水厂采用工艺进行生物处理 OA 2 1 5 2 水文气象 1 气温 年平均气温 20 C 极端最高气温 40 1 C 极端最低气温 2 5 C 2 降水 年平均降水量 1161 1343mm 集中在每年 3 6 月 占全年总量的 45 3 风向 常年主导风向为东南风 频率 14 3 每年夏秋有热带风暴袭击 最大的风力可达 12 级 4 气压与湿度 年平均气压 1005mbar 年相对平均湿度 77 环境工程毕业设计 福州市某污水处理厂 AA O 工艺设计 6 2 污水处理厂的总体设计说明 2 1 污水处理工艺的确定选择 2 1 1 工艺方案分析 1 污水处理的设计原则 污水处理工艺的选择必须是根据原水质与水量 受纳水体的环境容量与利用情况 综合考虑本市的实际情况 经济技术比较优先采用低能耗 低运行费 低基建费 少占 地 操作管理方便成熟的处理工艺 积极慎重地采用经过鉴定或实地考察实践证明是行之有效的新技术 新工艺 新材 料和新设备 污水厂出水水质达到国家和地方的现行有关标准 污水处理设备 仪表选用首先立足于国内 对目前暂时不能生产或质量尚未过关的 部分产品考虑适当的引进 污水厂的总平图布置力求紧凑 土方平衡 减少占地和投资费用 注意环境设计 使污水处理厂形成一个新的景点 污水厂的劳动组织 劳动定员 环境保护和安全卫生均严格的按照国家和地方的有 关规定 污水处理厂的工艺流程系指在保证处理水达到所要求的处理程度的前提下 所采用 的污水处理技术各单元的有机组合 2 处理工艺流程的选定 在选定处理工艺流程的同时 还需要考虑各处理单元构筑物的形式 两者互为制约 互为影响 污水处理工艺流程的选定 主要以下列各项因素作为依据 污水的处理程度 工程造价与运行费用 当地的各项条件 原污水的水量与污水流入工程 按 城市污水处理工程项目建设标准 第十二条 城市污水处理工程建设规模类别 和污水处理级别划分应符合下列规定 一 建设规模类别 以污水处理量计 环境工程毕业设计 福州市某污水处理厂 AA O 工艺设计 7 类 50 100 万 dm 3 类 20 50 万 dm 3 类 10 20 万 dm 3 类 5 10 万 dm 3 类 1 5 万 dm 3 注 以上规模分类含下限值 不含上限值 二 污水处理级别 一级处理 包括强化一级处理 以沉淀为主体的处理工艺 二级处理 以生物处理为主体的处理工艺 深度处理 进一步去除二级处理不能完全去除的污染物的处理工艺 第十三条 城市污水处理工程建设规模的确定应综合城市规模 城市性质 排水规 划等因素 在研究排放污水量现状的基础上 通过对近年排水资料的分析论证 并结合 技术进步 合理确定近期规模 预测远期规模 当污水量资料不足时 可按城市用水量 或者类似地区的城市污水量资料分析确定 城市污水量包括城市的生活污水量 工业废 水量及其他污水量 第十五条 污水厂宜包括下列生产设施 一 一级处理污水厂 包括污水一级处理和污泥处理设施 污水一级处理一般包括 除渣 污水提升 沉砂 沉淀 消毒及出水排放设施 强化一级处理时可增加投药等设 施 污泥处理一般可包括污泥储存和提升 污泥浓缩 污泥厌氧消化系统 污泥脱水和 污泥处置等设施 二 二级处理污水厂 包括污水二级处理和污泥处理设施 污水二级处理根据工艺 的特点 可全部或部分包括污水一级处理所列项目及生物处理系统设施 污泥处理可与 一级污水厂的内容相同 污泥的稳定可采用厌氧消化 好氧消化和堆肥等方法进行处理 该污水处理厂日处理能力约10万吨 属于中小规模的污水处理厂 按 城市污水处 理工程项目建设标准 要求推荐 20万t d规模大型污水厂一般采用常规活性污泥法工 艺 10 20万t d污水厂可以采用常规活性污泥法 氧化沟 SBR AB法 工艺等OA 2 工艺 小型污水厂还可以采用生物滤池 水解好氧法工艺等 对脱磷脱氮有要求的城市 环境工程毕业设计 福州市某污水处理厂 AA O 工艺设计 8 应采用二级强化处理 如工艺 A O工艺 SBR及其改良工艺 氧化沟工艺 以及OA 2 水解好氧工艺 生物滤池工艺等 由于该设计对脱氮除磷有要求故选取二级强化处理 可供选取的工艺 A O工艺 工艺 SBR及其改良工艺 氧化沟工艺 OA 2 2 2 工艺方案比较 本次设计的污水处理厂要求对原水中的氮有比较好的去除 应采用二级强化处理 根据 城市污水处理和污染防治技术政策 推荐 以及国内外工程实例和丰富的经验 比较成熟的适合中小规模具有除磷 脱氮的工艺有 工艺 A O工艺 SBR及其改OA 2 良工艺 氧化沟及其改良工艺 A O工艺 工艺 各种氧化沟工艺 SBR工艺这些OA 2 从活性污泥法派生出来的工艺都可以实现除碳 除氮 除磷三种流程的组合 都是比较 实用的除磷脱氮工艺 2 2 1 A2 O 处理工艺 1 OA 2 处理工艺简述 内回流 进水 出水 污泥回流 图图 2 1 A2 O 处理工艺处理工艺 处理工艺它是厌氧 缺氧 好氧生物脱氮除磷工艺的简称 工艺是在OA 2 OA 2 A O 除磷工艺的基础上开发出来的 在 A O 工艺的基础上加入一个缺氧池 并将好氧池 中的混合液回流到缺氧池中达到反硝化的目的 厌氧段各种有机物被微生物吸收利用 使浓度下降 同时由于合成细胞原生质 因细胞合成而被除去一部分 5 BODNNH 3 磷则大量释放形成磷酸盐 在缺氧段 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和还原为 因此继续下降 和NNO 3 NNO 22 N 5 BOD 3 NO 厌氧池缺氧池好氧池二沉池 环境工程毕业设计 福州市某污水处理厂 AA O 工艺设计 9 浓度大幅度下降 而磷在缺氧段变化很小 在好氧段 未分解的小分子有机 2 NO 进一步氧化分解 在充足供氧条件下 好氧池的后段 硝化菌将转化为 NNO 3 3 NO 而聚磷菌 异养型革兰氏阴性菌短杆菌 是兼性厌氧菌竞争力很差 然而却能在细胞内 贮存聚 羟基丁酸 PHB 和聚磷酸盐 poly p 在厌氧 好氧过程中 聚磷菌在厌 氧池中为优势菌种 构成了活性污泥絮体的主体 它吸收低分子的有机物 如脂肪酸 同时将贮存在细胞中聚合磷酸盐中的磷通过水解而释放出来 并提供必需的能量 而在 随后的好氧池中 聚磷菌所吸收的有机物将被氧化分解释放能量 这时聚磷菌过量地吸 收磷 在数量上远远超过其细胞合成所需的磷 将磷以聚合磷酸盐的形式贮藏在菌体内 而形成高磷污泥 通过剩余污泥排泥系统排出 因而可获得相当好的除磷效果 因此该 工艺同时具有脱氮除磷的功能 2 工艺的特点 OA 2 1 工艺流程简单 2 厌氧池设在好氧池之前 可起到生物选择器的作用 有利于抑制丝状菌的膨胀 改 善活性污泥的沉降性能 并能减轻后续好氧池的负荷 3 反应池水力停留时间较短 一般厌氧池水力停留时间为1 2小时 好氧池水力停留 时间为2 4小时 总停留时间3 6小时 厌氧 好氧水力停留时间之比一般为 1 2 1 3 4 除磷工艺是通过排除富磷剩余污泥实现的 因此其除磷效果与排放的剩余污OA 2 泥量直接相关 只有在短泥龄条件下运行 才能达到除磷的目的 除磷工艺的泥OA 2 龄一般以3 5 10天为宜 5 便于在常规活性污泥工艺基础上 改造成除磷工艺 OA 2 6 除磷工艺除磷一般处理城市污水除磷率在75 左右 OA 2 2 2 2 氧化沟工艺 氧化沟是活性污泥法的发展 沟中的活性污泥以污水中的有机物作为食料 使之后 无机化 在氧化沟系统中 通过转刷 或转盘和其他机械曝气设备 使污水和混合液 环境工程毕业设计 福州市某污水处理厂 AA O 工艺设计 10 在环状的渠风特循环流动 依靠转刷推动污水和混全液流以及进行曝气 典型氧化沟工 艺的示意 见图 图图 2 2 典型氧化沟工艺的示意图典型氧化沟工艺的示意图 混合液通过转刷后 溶解氧浓度被提高 随后 在渠内流动过程 中以逐渐降低 氧化沟通常以延时曝气的方式运行 水力停留时间为 10 24h 污泥泥龄为 20 30d 通过设置进水 出水位置 污泥回流位置 曝气设备位置可以使氧化沟完成硝化和反硝 化功能 如果主要去除 BOD5 或硝化 进水点通常设在靠近转刷的位置 转刷上游 出水点在进水点的上游上 见上图 氧化沟的渠的渠道内的水流速度为 0 25 0 35m s 沟的几何形状和具体尺寸 与 曝气设备和混合设备密切相关 要根据所选择的设备最后确定 常用氧化沟曝气和混合 设备是转刷 盘 立轴式表曝机和射流曝气机 氧化沟具有以下特点 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 些类型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 平均处理水平可达到 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 泥龄长和循环稀释水量大 4 污泥量少 性质稳定 由于氧化沟泥龄长 一般为 20 30 d 污泥在沟内已 好氧稳定 所以污泥产量少从而管理简单 运行费用低 5 可以除磷脱氮 可以通过氧化沟中曝气机的开关 创造好氧 缺氧环境达到 除磷脱氮目的 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 6 基建投资省 运行费用低 和传统活性污泥法工艺相比 在去除 BOD 去除 环境工程毕业设计 福州市某污水处理厂 AA O 工艺设计 11 BOD 和 NH3 N 及去除 BOD 和脱氮三种情况下 基建费用和运行费用都有较大降低 特别 是在去除 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节省更多 以上这些是氧化沟工艺具有的共同特点 当前的氧化沟系统种类较多 其系统流程 或组成 各有其自己的特点 1 Carrousel 型氧化沟 Carrousel 型氧化沟是 1967 年由荷兰的 DHV 公司开发研制的 它的研制目的是为 满足在较深的氧化沟沟渠中使混合液充分混合 并能够维持较高的传质效率 以克服 小型氧化沟沟深较浅 混合效果差等的缺点 至今世界上已有 850 多座 Carrousel 型 氧化沟系统画龙点睛在运行 实践证明该工艺具有投资省 处理效果高 可靠性好 管理方便和运行维护费用低等优点 Carrouse 型氧化沟是一多沟串联系统 进水与回流活性污泥混合后 沿水流方向在 沟内作不停的循环流动 沟内在池的一端安装立式表曝机 每组沟安装一个 工艺示意 图如下 图图 2 3 Carrouse 型氧化沟型氧化沟 2 Orbal 型氧化沟 Orbal 型氧化沟于 1960 年在南非开发并使用 从 1970 年起 此项技术由美国 Envirex 公司继续进行开发和推广 目前在美国已有数百座 Orbal 型氧化沟投入运转 Orbal 型氧化沟是由几条同心圆或椭圆形的沟渠组成 沟渠之间采用隔墙分开 形成多 条环形渠道 每一条渠道相当于单独的反应器 污水厂 Orbal 型氧化沟组成示意 见图 环境工程毕业设计 福州市某污水处理厂 AA O 工艺设计 12 图图 2 4 Orbal 型氧化沟型氧化沟 Orbal 型氧化沟型氧化沟可根据需要分设两条沟渠 三条渠和四条沟渠 常用的为 三条沟渠形式 Orbal 型氧化沟有三个相对独立的沟道 进水方式灵活 在暴雨期间 进水可以超越外沟道 直接进入中沟道或内沟道 由外沟道保留大部分活性污泥 利于 系统的恢复 因此 对于合流制或部分合流制的污水系统 Orbal 型氧化沟均有很好的 适用性 Orbal 型氧化沟一般适用于 20 万 m3 d 以下规模的城市污水处理厂 尢其适用于中小规 模的城市污水处理厂 3 交替式氧化沟 Phased Isolation Ditch 交替运行式氧化沟 由丹麦 Kruger 公司创建 如下图 由三条同容积的沟槽串联 组成 两侧的池子交替作为曝气池和沉淀池 中间的池子一直作为曝气池 原污水交替 地进入两侧的池子 处理出水则相应地从作为沉淀池的池中流出 这样提高了曝气转刷 的利用率 达 59 左右 另外也有利于生物脱氮 三沟式氧化沟流程简洁 具有生物脱 氮功能 由于无专门的厌氧区 因此 生物除磷效果差 而且由于交替运行 总的容积 利用率低 约为 55 设备总数量多 利用率低 环境工程毕业设计 福州市某污水处理厂 AA O 工艺设计 13 图图 2 5 交替式氧化沟交替式氧化沟 2 2 3 SBR 工艺 SBR 是一种间歇式的活性泥泥系统 其基本特征是在一个反应池内完成污水的生化 反应 固液分离 排水 排泥 可通过双池或多池组合运行实现连续进出水 SBR 通过 对反应池曝气量和溶解氧的控制而实现不同的处理目标 具有很大的灵活性 SBR 池通常每个周期运行 4 6 小时 当出现雨水高峰流量时 SBR 系统就从正常循 环自动切换至雨水运行模式 通过调整其循环周期 以适应来水量的变化 SBR 系统通 常能够承受 3 5 倍旱流量的冲击负荷 SBR 工艺具有以下特点 1 SBR 工艺流程简单 管理方便 造价低 SBR 工艺只有一个反应器 不需要二 沉池 不需要污泥回流设备 一般情况下也不需要调节池 因此要比传统活性污泥工艺 节省基建投资 30 以上 而且布置紧凑 节省用地 由于科技进步 目前自动控制已相 当成熟 配套 这就使得运行管理变得十分方便 灵活 很适合小城市采用 2 处理效果好 SBR 工艺反应过程是不连续的 是典型的非稳态过程 但在曝气 阶段其底物和微生物浓度变化是连续的 尽管是处于完全混合状态中 随时间的延续而 逐渐降低 反应器内活性污泥处于一种交替的吸附 吸收及生物降解和活化的变化过程 之中 因此处理效果好 3 有较好的除磷脱氮效果 SBR 工艺可以很容易地交替实现好氧 缺氧 厌氧的 环境工程毕业设计 福州市某污水处理厂 AA O 工艺设计 14 环境 并可以通过改变曝气量 反应时间等方面来创造条件提高除磷脱氮效率 4 污泥沉降性能好 SBR 工艺具有的特殊运行环境抑制了污泥中丝状菌的生长 减少了污泥膨胀的可能 同时由于 SBR 工艺的沉淀阶段是在静止的状态下进行的 因此 沉淀效果更好 5 SBR 工艺独特的运行工况决定了它能很好的适应进水水量 水质波动 2 3 除磷脱氮工艺的比较工艺的确定 上述适合于中小型污水处理厂的除磷脱氮工艺比较多 为了选择出经济技术更合理 的处理工艺 以下对上述适合于中小型污水处理厂的除磷脱氮工艺进行经济技术比较 表表2 12 1 适合于中小型污水处理厂的除磷脱氮工艺的比较适合于中小型污水处理厂的除磷脱氮工艺的比较 工艺名称氧化沟工艺AO工艺A2O工艺SBR工艺 优 点 1 处理流程简单 构筑物少 基建费用 省 2 处理效果好 有稳定的除P脱N功能 3 对高浓度的工业废 水有很大稀释作用 4 有较强的抗冲击负 5 能处理不容易降解 的有机物 6 污泥生 成量少 污泥不需要 消化处理 不需要污 泥回流系统 7 技术 先进成熟 管理维护 简单 8 国内工程实 例多 容易获得工程 设计和管理经验 9 1 污 泥沉降性能 好 污泥经 厌氧消化后 达到稳定 3 用于大型 水厂费用较 低 4 沼气 可回收利用 1 具有较好 的除P脱N功能 2 具有改善污 泥沉降性能的作 用的能力 减少 的污泥排放量 3 具有提高对难 降解生物有机物 去除效果 运行 效果稳定 4 技 术先进成熟 运 行稳妥可靠 5 管理维护简单 运行费用低 6 沼气可回收利用 7 国内工程实例 多 容易获得工 1 流程十分简 单 2 合建式 占 地省 处理成本底 3 处理效果好 有稳定的除P脱N功 能 4 不需要污泥 回流系统和回流液 不设专门的二沉池 5 除磷脱氮的厌氧 缺氧和好氧不是由 空间划分的 而是 由时间控制的 环境工程毕业设计 福州市某污水处理厂 AA O 工艺设计 15 对于中小型污水厂投 资省 成本底 10 无 须设初沉池 二沉池 程设计和管理经 验 缺 点 1 周期运行 对 自动化控制能力要求 高 2 污泥稳定性没 有厌氧消化稳定 3 容积及设备利用率低 4 脱氮效果进一步提 高需要在氧化沟前设 厌氧池 1 用于 小型水厂费 用偏高 2 沼气利用经 济效益差 3 污泥回 流量大 能 耗高 1 处理构筑 物较多 2 污 泥回流量大 能 耗高 3 用于 小型水厂费用偏 高 4 沼气利用 经济效益差 1 间歇运行 对自动化控制能力 要求高 2 污泥稳 定性没有厌氧消化 稳定 3 容积及设 备利用率低 4 变 水位运行 电耗增 大 5除磷脱氮效 果一般 综上所述比较 可知工艺具有较好的除P脱N功能 具有改善污泥沉降性能OA 2 的作用的能力 减少的污泥排放量 具有提高对难降解生物有机物去除效果 运行效果 稳定 技术先进成熟 运行稳妥可靠 管理维护简单 运行费用低 沼气可回收利用 国内工程实例多 容易获得工程设计和管理经验技术先进成熟 运行稳妥可靠 最为重 要的是该工艺总水力停留时间少于其他同类工艺 节省基建费用 占地面积相对较小 在市场经济的形势下 寸土寸金 该工艺无疑具有非常大的吸引力 对福州市现状人口 密度偏高土地资源紧张的情况比较适合福州市的工艺无疑是工艺 OA 2 2 3 1 A2 O 法同步脱氮除磷工艺的原理 分为三大部分 分别为厌氧 缺氧 好氧区 原污水从进水井内首先进入OA 2 厌氧区 同步进入的还有从沉淀池排出的含磷回流污泥 本反应器的主要功能是释放磷 同时部分有机物进行氨化 污水经过第一厌氧反应器进入缺氧反应器 本反应器的首要 功能是脱氮 硝态氮是通过内循环由好氧反应器送来的 循环的混合液量较大 一般为 2Q Q 原污水流量 混合液从缺氧反应器进入好氧反应器 曝气器 这一反应器 单元是多功能的 去除 硝化和吸收磷等项反应都在本反应器内进行 这三项反BOD 环境工程毕业设计 福州市某污水处理厂 AA O 工艺设计 16 应都是重要的 混合液中含有 污泥中含有过剩的磷 而污水中的则得NNO 3 BOD 到去除 流量为2Q的混合液从这里回流缺氧反应器 选定核心构筑物后 本设计的工艺流程也就相应确定了 污水 污泥处理工艺流程 见图 2 3 2 污水处理工艺流程的确定 根据过内外已经建成多座城市污水处理厂以的常见工艺流程以及 城市污水处理工 程项目建设标准 的建议选定的工艺流程如下所示 原污水进水 消 排砂 毒 剂 达标排放 内回流 图图 2 62 6 污水处理工艺流程图污水处理工艺流程图OA 2 2 4 要构筑物的设计说明与工艺参数 2 4 1 格栅 格栅是由一组 或多组 相平行的金属栅条与框架组成 倾斜安装在进水渠道或进 水泵站集水井的进口处 以拦截污水中较大的悬浮物以及杂质 设置在污水厂前的格栅 还要考虑到整个污水处理系统能正常运行 对处理设施或管道均不产生堵塞 因此一般 设置粗细两道格栅 1 粗格栅 粗格栅是用来去除可能堵住水泵机组以及管道阀门的较大悬浮物 并保证后续处理 粗格栅污水提升泵房沉砂池中格栅 厌氧池缺氧池好氧池二沉池接触消毒池 污泥提升泵房 浓缩池污泥脱水泵房 砂水分离器 环境工程毕业设计 福州市某污水处理厂 AA O 工艺设计 17 设施的正常运行 粗机械格栅 3 max 2 1 Qms 栅宽 1 97m 栅距 50mm 数量 2 套 1 备 1 用 栅前水深 1 5m 过栅流速 0 8m 栅渣量 1 0 m3 d 电机功率 3 0KW 2 中格栅 中格栅是用来去除粗格栅无法去除的悬浮无以及其他较大的杂质 保证后续的生化 处理能正常的运行 中机械格栅 3 max 2 1 Qms 栅宽 1 97m 栅距 20mm 数量 2 套 栅前水深 1 0m 过栅流速 0 8m 栅渣量 2 0 m3 d 电机功率 3 0KW 2 4 2 进水泵房 进水泵房是由于城市污水管道均为重力自流于是进水的水位较低 因此需要设置污 水提升泵房来提高污水的水位使后续处理设施能更好的运行 流量 100000m3 d 扬程 9 0m 水泵数量 3 台 2 用一备 功率 132KW 台 单泵流量 4010m3 h 环境工程毕业设计 福州市某污水处理厂 AA O 工艺设计 18 2 4 3 平流沉砂池 沉砂池作用是从污水中去除砂子 煤渣等比重较大的颗粒 以免这些杂质影 响后续处理构筑物的正常运行 原理是以重力分离为基础 即进入沉砂池的污水流速控 制在只能使比重较大的无机颗粒下沉 而有机悬浮颗粒则随水流带走 停留时间 50S 有效容积 1715HBLmmm 数量 2 格 有效尺寸 1 3715HBLmmm 沉砂量 dm 025 3 3 2 4 4 A2 O 池 A A O 是本工程的主要构筑物保证了污水出水水质 其主要是利用微生物的的新陈 代谢作用使污水中的有机物得到降解 特别的是该处理构筑物具有脱氮除磷效果 具有 改善污泥沉降性能的作用的能力 减少的污泥排放量 数量 2 组 每座池的尺寸 0 6 0 75 2 64HBLmmm 容积 3 34 48148m 污泥浓度 Lmg 3000 进入 BOD5 量 Lmg 150 污泥负荷 0 2kgBOD5 kgMLSS d 停留时间 11 56h 剩余污泥量 dkg 4550 污泥泥龄 14 29d BOD5 去除率 86 7 标准需氧量 dkgO 3 24471 2 曝气器数量 9517 个 环境工程毕业设计 福州市某污水处理厂 AA O 工艺设计 19 鼓风机数量 6 台 2 备 1 用 单机供氧量 78 1min 3 m 单机功率 160KW 2 4 5 二沉池 沉淀池是污水处理厂常用的分离悬浮物的一种构筑物 二沉池是设置在生物处理构 筑物后的构筑物 是生物处理工艺中的一个重研讨组成部分 常见的有平流式 竖流式 辐流式 本工程采用的是周边进水周边出水的高效辐流沉淀池 其具有运行稳定处理效 率高等特点 数量 2 座 每座池总尺寸 D 45m H 6 6m 有效高度 4 24m 表面负荷 23 31 1 mm 沉淀时间 4h 出水堰负荷 SL 05 2 进水布水孔数 150 个 孔距 0 958m 2 4 6 污泥泵房 本工程污泥泵房包括污泥回流泵房 剩余污泥泵房 混合液回流泵房三个合建节省 基建费用 主要作用为从二沉池的污泥回流厌氧池保证生化处理构筑物的污泥浓度 排 出二沉池的剩余污泥 从好氧池回流混合液到缺氧池使达到生物的脱氮除磷效果达到更 好的出水水质 数量 2 座 流量 污泥回流量 混合液回流dm 50000 3 dm 200000 3 剩余污泥dkg 4550 扬程 污泥回流泵 7m 混合液回流泵 9 24m 剩余污泥 10m 潜污泵的数量 污泥回流泵 8 台 混合液回流泵 3 台 剩余污泥 3 台 环境工程毕业设计 福州市某污水处理厂 AA O 工艺设计 20 单泵功率 泥回流泵 15kw 混合液回流泵 160kw 剩余污泥 5 5kw 单泵流量 污泥回流泵hm 400 3 混合液回流泵hm 4653 3 剩余污泥 hm 120 3 2 4 7 消毒池 污水经过生物的二级处理 水质改善 水中的细菌含量大量的减少 但细菌的绝对 值仍然很可观 并且有存在病原菌的可能 为防止对人类的健康产生危害和对生态造成 污染 污水在经过生物的二级处理后还需经过消毒才能排入水体 数量 2 座 每座池子尺寸 31254HBLmmm 加药量 hkg 2 29 有效容积 1944 3 m 2 4 8 污泥浓缩池 污泥浓缩池的目的在与去处污泥颗粒间的空隙水 以减少污泥体积为后续处理提供 便利条件达到污泥的减量化 数量 2 座 设计污泥流量 dmQW 4550 3 每座池总尺寸 D 30m H 4 79m 有效高度 1 94m 浓缩时间 14h 浓缩固体通量 30 2 dmkgM 浓缩后污泥含水率 97 排泥时间间隔 8h 环境工程毕业设计 福州市某污水处理厂 AA O 工艺设计 21 3 工艺流程设计计算 设计流量 设计流量 平均流量 Qa 100000t d 100000m3 d 4166 67 m3 h 1 157m3 s 总变化系数 Kz 1 8 设计流量 Qmax Qmax Kz Qa 1 8 100000 180000 m3 d 7500 m3 h 2 1 m3 s 3 1 构筑物设计计算 3 1 1 粗格栅 格栅是由一组平行的金属栅条或筛网制成 安装在污水渠道上 泵房集水井的进口 处或污水处理厂的端部 用以截留较大的悬浮物或漂浮物 一般情况下 分两道格栅 设计参数 栅条宽度 s 10 0mm 栅条间隙宽度 d 50 0mm 栅前水深 h 1 5m 过栅流速 u 0 8m s 安装倾角 60 环境工程毕业设计 福州市某污水处理厂 AA O 工艺设计 22 图图 3 13 1 格栅计算示意图格栅计算示意图 栅条间隙数 maxsin2 1sin60 32 533 0 05 1 5 0 8 qV n dvh 条 格栅建筑有效宽度 b 1 0 01 33 1 0 05 331 97bs ndnm 进水渠道渐宽部分的长度 l1 设进水渠宽 b1 1 5m 其渐宽部分展开角度 20 1 1 1 1 97 1 5 0 6460 65 2220 bb lmm tgtgm 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部份长度 l2 21 0 50 5 0 650 325llm 取 0 33m 通过格栅的水头损失 h1 格栅条断面为矩形断面 故 k 3 则 43 43 22 10 2 sin sin 22 0 010 8 2 42 sin603 0 04 0 052 9 8 vvs hhkkk gdg m 栅后槽总高度 h总 设栅前渠道超高 h2 0 3m 12 0 040 3 1 51 84hhhhm 总 栅槽总长度 L 121 1 00 5 0 650 325 1 0 0 5 1 50 3 603 51LllHtgtgm 环境工程毕业设计 福州市某污水处理厂 AA O 工艺设计 23 取 3 5m 每日栅渣量 W 在栅格间隙为 50mm 的情况下 设每日栅渣量为 0 01m3 1000m3 KZ 1 8 则 dmdm K Wq W Z 2 0 0 1 10008 1 1 21001 0 86400 1000 86400 33 3 1max 采用机械清渣 格栅型号 拟采用高链式机械格栅机 技术参数及外型基础尺寸 表表 3 1 技术参数表技术参数表 选择江苏水处理净化设备厂制造的 GL 2000 型其基础安装图如下 图图 3 2 基础安装尺寸示意基础安装尺寸示意 3 1 2 提升泵房 1 泵的选择 设计水量 100000m3 d 选择用 3 台潜污泵 结合考虑了基建费用中设备与土建的对比及 运行费用 所以选择南京南蓝环保设备制造有限公司生产的 700ZQB 50 型潜水轴流泵 其中 2 用 1 备用 格栅间 隙 mm 电机功 率 kw 安装角度 格栅有效 宽度 k1 mm 格栅最大 宽度 k2 mm 沟宽 k3 mm 格栅基础 宽度 k4 mm 沟底预埋 件宽度 k5 mm 沟槽预埋 件宽度 k6 mm 沟深 H1 mm 503 0 60 80 1970270020002400120022001000 8000 环境工程毕业设计 福州市某污水处理厂 AA O 工艺设计 24 hm Q Q 3750 2 7500 2 3max 单 所需扬程为 8 0m 表表 3 2 700ZQB 50 型潜水轴流泵性能参数型潜水轴流泵性能参数 流量 Q 扬程 H 转速 n 功率 kw 叶片 安装 角度 hm 3 L smr min 水力 效率 轴功率电机功率 叶轮 直径 mm 4 401011149 0073082 1119 8132600 2 集水池 容积 按一台泵最大流量时 6min 的出流量设计 则集水池的有效容积 3 4016 60 4010 mV 面积 取有效水深 则面积mH3 21 7 133 3 401 m H Q F mm2 42 1 实际水深为保护水深为 集水池长度与格栅合建 泵位及安装 潜水电泵直接置于集水池内 电泵检修采用移动吊架 3 1 3 中格栅 设计参数 栅条宽度 s 10 0mm 栅条间隙宽度 d 20 0mm 栅前水深 h 1 0m 过栅流速 u 0 8m s 安装倾角 60 计算示意图见图 3 1 栅条间隙数 maxsin2 1sin60 122 0 02 1 0 0 8 qV n dvh 条 环境工程毕业设计 福州市某污水处理厂 AA O 工艺设计 25 格栅建筑有效宽度 b 1 0 01 122 1 0 02 1223 65bs ndnm 考虑到设备的安装采用两个格栅 所以没个宽度为 b1 3 65 2 1 825m 取 1 83m 进水渠道渐宽部分的长度 l1 设进水渠宽 b1 1 5m 其渐宽部分展开角度 20 1 1 1 1 83 1 5 0 45 2220 bb lm tgtgm 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部份长度 l2 21 0 50 5 0 450 225ll 取 0 23m 通过格栅的水头损失 h1 格栅条断面为矩形断面 故 k 3 则 43 43 22 10 sin sin 22 0 010 8 2 42 sin603 0 099 0 022 9 81 vvs hhkkk gdg 栅后槽总高度 h总 设栅前渠道超高 h2 0 3m 12 0 0990 3 1 01 40hhhhm 总 栅槽总长度 L 12 1 00 5 0 450 23 1 0 0 5 1 00 3 602 93LllH tgtgm 取 3 0m 每日栅渣量 W 在栅格间隙为 20mm 的情况下 设每日栅渣量为 0 07m3 1000m3 KZ 1 8 则 33 max1 8640086400 0 07 2 1 7 06 0 2 10001 8 1000 V Z qW Wmdmd K 采用机械清渣 环境工程毕业设计 福州市某污水处理厂 AA O 工艺设计 26 格栅型号 拟采用高链式机械格栅机 技术参数及外型基础尺寸 表表 3 2 技术参数表技术参数表 选择江苏水处理净化设备厂制造的 GL 2000 型其基础安装图见图 3 2 3 1 4 平流式沉砂池 沉砂池的作用是从污水中去除砂子 煤渣等比重较大的颗粒 保证后续处理构筑 物的正常运行 选型 平流式沉砂池 设计参数 设计流量 设计水力停留时间smhmQ 1 2 7500max 33 st50 水平流速smv 30 0 格栅间 隙 mm 电机功 率 kw 安装角度 格栅有效 宽度 k1 mm 格栅最大 宽度 k2 mm 沟宽 k3 mm 格栅基础 宽度 k4 mm 沟底预埋 件宽度 k5 mm 沟槽预埋 件宽度 k6 mm 沟深 H1 mm 503 0 60 80 1970270020002400120022001000 8000 环境工程毕业设计 福州市某污水处理厂 AA O 工艺设计 27 图图 3 3 平流式沉砂池计算示意图平流式沉砂池计算示意图 长度 mvtl155030 0 水流断面面积 2 max 0 7 30 0 1 2 mvQA V 池总宽度 设池子的格数 n 2 所以每格的宽为 b 3 5m mnbB0 75 32 有效水深 m B A h0 1 0 7 0 7 2 沉砂斗容积 3 66 max 05 6 108 1 864002301 2 10 86400 m K TXQ V Z V T 2d X 30m3 106m3 每个沉砂斗的容积 V0 设每一分格有 2 格沉砂斗 则 3 0 51 1 22 05 6 mV 沉砂斗各部分尺寸 设贮砂斗底宽 b1 0 5m 斗壁与水平面的倾角 60 贮砂斗高 h 3 1 5 mb tg h b32 2 60 2 1 3 2 环境工程毕业设计 福州市某污水处理厂 AA O 工艺设计 28 贮砂斗容积 V1 322 212131 94 1 5 02 25 02 2 0 1 3 1 3 1 mSSSShV 沉砂室高度 h3 设采用重力排砂 池底坡度 i 6 坡向砂斗 则 取mbbLhlhh812 1 2 2 02 2215 06 0 5 12 2 06 0 06 0 23233 1 8m 池总高度 H mhhhH1 38 10 13 0 321 核算最小流速 min v 符合要求 smsmv 15 0 165 00 15 32 157 1 min 采用重力排砂由池底排砂管直接排傻后由砂水分离器进行砂水分离 砂水分离器选择南 京南蓝环保设备制造有限公司的 LSSF 420 型砂水分离器 2 台 1 用 1 备 LSSF 型砂 水分离器主要参数见下表 表表 3 3 LSSF 型砂水分离器性能参数表型砂水分离器性能参数表 LSSF 260LSSF 320LSSF 355LSSF 420 处理量 L S5 1212 2020 2727 35 电机功率 kw0 370 75 3 1 5 A2 O 池 设计参数 设计流量 Q 100000m3 d 设计进水水质 COD 300mg L BOD5 S0 150mg L SS 200mg L TN 30mg L TP 5mg L PH 6 9 LmgNNH 30 3 设计出水水质 COD 60mg L BOD5 Se 20mg L SS 20mg L 环境工程毕业设计 福州市某污水处理厂 AA O 工艺设计 29 TN 15mg L TP 1mg L PH 6 9 LmgNNH 8 3 设计计算 采用 A2 O 生物脱氮工艺 1 判断 可以使用 A2 O 生物脱氮工艺 810 30 300 TN COD 2 BOD5污泥负荷 N 0 2kgBOD5 kgMLSS d 一般取 0 15 0 25 3 回流污泥浓度 XR 9000mg L 4 污泥回流比 R 50 5 混合液悬浮固体浓度 30009000 5 01 5 0 1 R X R R X 6 混合液内回流比 TN 去除效率 50 100 30 1530 100 0 0 TN TNTN e TN 混合液回流比 考虑安 100 100 5 01 5 0 100 1 TN TN R 内 全系数取内回流为 200 7 曝气反应池容积 V 3 5 wv r 28889 20 0 75 0 1000 3000 1000 20150 100000 2 0 8 0 7 0 N QL mV dkgMLSSkgBODF N N f F V W W WV W 则 污泥负荷 一般取 8 曝气反应池水力停留时间 hd QR V t hdt s 62 4 1926 0 100000 5 01 28889 1 94 6 89 0 100000 28889 Q V 9 各段水力停留时间和容积 厌氧 缺氧 好氧 1 1 3 环境工程毕业设计 福州市某污水处理厂 AA O 工艺设计 30 厌氧池 水力停留时间 htt31 2 94 6 3 1 3 1 厌 池容 3 67 962928889 3 1 3 1 mVV 厌 缺氧池 水力停留时间 ht31 2 94 6 3 1 缺 池容 3 67 962928889 3 1 mV 缺 10 好氧段总氮负荷 dkgMLSSkgTN XV TNQ 043 0 3 76923000 30100000 0 好 厌氧段总磷负荷 67 96293000 5100000 0 厌 VX TPQ kg TP kg MLSS d 符合要求 017 0 11 剩余污泥量 衰减系数 污泥的产泥系数 075 0 04 0 8 0 4 0 4550375 0 2888905