水污染课程设计完整版doc1.doc

沈 阳 化 工 大 学 水污染控制工程 课程设计题 目：SBR法处理城市生活污水院 系：环境与安全工程学院专 业：环境科学班 级：环科0901学生姓名：指导教师： 2012年8月24日目 录引言. .1一、我国城市污水处理的主要工艺及介绍.11.1 AO法11.2A-A-O工艺21.3 SBR工艺2 1.4 氧化沟 .2二、工艺流程32.1 简易工艺流程图32.2 格栅42.3 沉砂池.52.4 初沉池62.5 SBR工艺的操作62.6 紫外线消毒7三、构筑物的计算.83.1 设计参数83.2 设计计算8四、总结：. .10五、参考文献：. .10前言人类正面临着水污染的严峻挑战，其中生活污水是水污染的一大来源，在维系人的生存、保障经济建设和维护社会发展的所有自然要素中，水的重要性毋庸赘述。然而随着工业化、城市化加快，世界面临着水资源短缺、污染严重的挑战。 中国尤其严重，是世界13个缺水国家之一，全国600多个城市中目前大约一半的城市缺水，水污染的恶化更使水短缺雪上加霜：我国江河湖泊普遍遭受污染，全国75%的湖泊出现了不同程度的富营养化；90%的城市水域污染严重，南方城市总缺水量的60%-70%是由于水污染造成的；对我国118个大中城市的地下水调查显示，有115个城市地下水受到污染，其中重度污染约占40%。水污染降低了水体的使用功能，加剧了水资源短缺，对我国可持续发展战略的实施带来了负面影响 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。据环境部门监测，1999年全国近80%的生活污水未经处理直接进入江河湖海，年排污量达400亿立方米，造成全国三分之一以上水域受到污染.一.我国城市污水处理的主要工艺1.1 A/O法AO法即厌氧好氧污水处理工艺, 流程如下：污水前处理厌氧水解池接触氧化沉淀池过滤池出水污泥回流设计要点: 厌氧水解池采用上升流式厌氧污泥床反应器的形式设计水力停留时间为24小时。厌氧池下部为污泥床区, 污泥床厚度通常控制在11.2M之间, 进水系统可采用脉冲进水中阻力布水系统, 底部设布水沟, 保留污泥不沉积底部, 呈悬浮状态。污泥床平均浓度为30 35g/l, 则污泥负荷为0.35 0.30kgCODcr/kg(ss)d。 生物接触氧化工艺是介于活性污泥法与生物膜法之间的一种污水处理工艺。池内设有填料, 微生物一部分以生物膜的形式固着于填料表面, 一部分则以絮状悬浮生长于水中, 因此它兼有活性污泥法与生物滤池的特点。曝气系统可采用鼓风或射流曝氧增氧系统( 设计时必须考虑投资及运行本) 。为培养微生物的不同的优势菌种, 将接触氧化池分为两格是行之有效的。第一格有效水力停留时间为2.5小时, 有机负为1.15kgBOD5/m3.d。第二格有效水力停留时间为1.5小时, 有机负荷0.768kgBOD5/m3.d。A/O法的主要特点是: 适应能力强; 耐冲击负荷; 高容积负荷; 不存在污泥膨胀; 排泥量非常少;具有较好的脱氮效果。11.2 A-A-O工艺（1）：污染物去除效率高，运行稳定。能较好的耐受冲击负荷。（2）：污泥沉降性能好: （3）：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，能同时具有去除有机物、脱氮除磷的功能。（ 4）：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夹带DO和硝酸态氧的影响，因而脱氮除磷效率不可能很高。（ 5）：在同时脱氧除磷去除有机物的工艺中，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。（ 6）：在厌氧缺氧好氧交替运行下，丝状菌不会大量繁殖，SVI一般小于100，不会发生污泥膨胀。 （7）：污泥中磷含量高，一般为2.5以上。1.3 SBR工艺序批式活性污泥法：SBRSBR工艺的基本运行模式由进水、反应、沉淀、出水和闲置五个基本过程组成。优点：(1) 工艺系统组成简单，不设二沉池，曝气池兼具二沉池的功能，无污泥回流设备；（2）耐冲击负荷，在一般情况下（包括工业污水处理）无需设置调节池；(3) 反应推动力大,易于得到优于连续流系统的出水水质;(4) 运行操作灵活，通过适当调节各单元操作的状态可达到脱氮除磷的效果；(5) 污泥沉淀性能好,SVI值较低,能有效地防止丝状菌膨胀;(6) 该工艺的各操作阶段及各项运行指标可通过计算机加以控制，便于自控运行，易于维护管理。缺点：(1)容积利用率低；(2)水头损失大；(3)出水不连续；(4)峰值需氧量高；(5)设备利用率低；(6)运行控制复杂；(7)不适用于大水量。1.4 氧化沟因为污水和活性污泥在曝气渠道中不断循环流动，因此有人称其为“循环曝气池”、“无终端曝气池”。氧化沟的水力停留时间长，有机负荷低，其本质上属于延时曝气系统。优点：氧化沟法由于具有较长的水力停留时间，较低的有机负荷和较长的污泥龄。因此相比传统活性污泥法，可以省略调节池，初沉池，污泥消化池，有的还可以省略二沉池。氧化沟能保证较好的处理效果，这主要是因为巧妙结合了CLR形式和曝气装置特定的定位布置，是式氧化沟具有独特水力学特征和工作特性缺点：尽管氧化沟具有出水水质好、抗冲击负荷能力强、除磷脱氮效率高、污泥易稳定、能耗省、便于自动化控制等优点。但是，在实际的运行过程中，仍存在一系列的问题。设计要点: 混合液悬浮固体浓度5000mg/l; 生物固体平均停留时间, 去除BOD5时, 取58天, 当要求硝化反应时取1030天; 水力停留时间为20、24、36、48h,根据对处理水水质要求而定; BOD- SS负荷(Ns) 为0.030.07kgBOD/(kgMLSS.d) ; BOD容积负荷为0.10.2kgBOD/(m3.d) ; 污泥回流比为50150%; 混合液在渠内的流速为0.40.5m/s; 沟底流速为0.3m/s。二.工艺流程2.1 简易工艺流程图2.2 格栅3格栅的示意图格栅用以截留水中的较大悬浮物或漂浮物，以减轻后续处理构筑物的负荷，用来去除那些可能堵塞水泵机组驻管道阀门的较粗大的悬浮物，并保证后续处理设施能正常运行的装置。 水泵处理系统前格栅栅条间隙，应符合下列要求： （1）人工清除 2540mm 机械清除 1625mm 最大间隙 40mm （2）在大型污水处理厂或泵站前原大型格栅(每日栅渣量大于0.2m3),一般应采用机械清渣。 （3）格栅倾角一般用450750。机械格栅倾角一般为600700。 （4）通过格栅的水头损失一般采用0.080.15m。 （5）过栅流速一般采用0.61.0m/s。2.3 沉砂池沉砂池的作用是从污水中将比重较大的颗粒去除，其工作原理是以重力分离为基础，故应将沉砂池的进水流速控制在只能使比重大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒则随水流带起立。沉砂池设计中，必需按照下列原则*7：1.城市污水厂一般均应设置沉砂池，座数或分格数应不少于2座(格)，并按并联运行原则考虑。2.设计流量应按分期建设考虑：当污水自流进入时，应按每期的最大设计流量计算；当污水为用提升泵送入时，则应按每期工作水泵的最大组合流量计算；合流制处理系统中，应按降雨时的设计流量计算。3.沉砂池去除的砂粒杂质是以比重为2.65，粒径为0.2以上的颗粒为主。4.城市污水的沉砂量可按每106m3污水沉砂量为30m3计算，其含水率为60%，容量为1500kg/m3。5.贮砂斗槔容积应按2日沉砂量计算，贮砂斗池壁与水平面的倾角不应小于55排砂管直径应不小于0.3m。6.沉砂池的超高不宜不于0.3m 。说明：相比于曝气沉砂池和旋流沉砂池，平流沉砂池具有处理效果好，结构简单的优点，因此本设计采用平流式沉砂池.2.4 初沉池4 密度大于水的悬浮物在重力的作用下出现下沉，从而实现泥水分离，使得污水得到净化。设计规定： （1）城市污水厂一般应设置沉砂池，座数或分格应不少于2座（格），并按并联运行原则考虑。 （2）设计流量应按分歧建设考虑： 当污水自流进入时，应按每期的最大设计流量计算； 当污水为用提升送入时，则应按每期工作水泵的最大组合流量计算； 合流制处理系统中，应按降雨时的设计流量计算。（3）沉砂池去除的砂粒杂质是以比重为2.65，粒径为0.2以上的颗粒为主。（4）城市污水的沉砂量可按每106m3污水沉砂量为30m3计算，期含水率为60%，容重为1500kg/m3。（5）贮砂斗容积应按2日沉砂量计算，贮砂斗池壁与水平面的倾角不应小于，排砂管直径应不小于0.3m。（6）沉砂池的超高不宜小于0.3m.（7）除砂一边采用机械方法。当采用重力排砂时，沉砂池和晒砂场硬尽量靠近，以缩短排砂管的长度。说明：平流式沉淀池有沉淀效果好；对冲击负荷和水温变化的适应能力强；施工简易，造价较低的优点。本设计采用平流式沉淀2.5 SBR工艺的操作SBR是一种利用微生物在反应器中按照一定的时间顺序间歇式操作污水处理技术。这种技术本身是活性污泥法的一种，但又与活性污泥法的操作过程根本不同。这种技术集曝气、沉淀于一池，而不需要设置二沉池及污泥回流设备，也无需初沉池。在该系统中，反应池在一定时间间隔内充满污水，以间隔处理方式运行，处理后混合液沉淀一段时间后，从池中排除上清液，沉淀的生物污泥咋则留于池内，用于再次与污泥混合处理污水，这样依次反复运行，则构成序式处理工艺。典型的SBR系统分为：进水、反应、沉淀、排水与闲置5个阶段。 SBR反应器的每个工作阶段的作用及原理分述如下：充水阶段：充水阶段的主要作用是将原污水送入SBR反应器，同时使污水与SBR反应器中存在的活性污泥充分混合，从而使微生物与污水中的营养物质充分接触。反应阶段：反应阶段是通过微生物污水中营养物质相互作用，降解污水中有害物质的过程，也是SBR反应器最关键的工作阶段。在反应阶段，根据原水水质的不用可以设置成厌氧反应过程或好氧反应过程，也可以设计成厌氧与好氧相结合的过。5对于单纯的脱碳处理工艺，仅以降低污水中COD和BOD指标为目的，一般只设曝气好氧过程，进水阶段结束后，可直接进行曝气，曝气结束后可以转入下一工作程序。对于具有除磷脱氮要求的有机废水处理工艺，由于除了降低COD和BOD5还要求降低T-P、T-N，必须设计成厌氧与好氧相结合的操作过程。进水工序完成后，首先进行厌氧过程，在进行曝气，然后可周而复始的交替进行厌氧和好氧过程，从而达到脱氮、除磷的目的。沉淀阶段：沉淀阶段的作用使SBR反应器中形成的活性污泥与水分分离。该阶段要求上清液中尽可能少的悬浮物或夹带污泥，避免污泥对出水水质产生影响，通过这一过程依靠自然重力沉降达到泥水分离的目的。排水阶段：排水阶段的作用是将沉降后的上清液排出反应器之外，这既保证上清液排出，同时又不夹带活性污泥，滗水器的选择十分重要。好点滗水器必须具有既能迅速排水，又不夹带沉淀污泥。SBR反应器内长时间运行后会过量积累剩余污泥。因此，必须定期的讲将剩余污泥排出。通常在排水过程结束后排出剩余污泥，也有在排水过程中排泥的做法。闲置阶段：闲置阶段的主要作用是通过工程手段使污泥恢复活性，增强污泥的吸附再生能力，然后再与污水接触，从而增强反应阶段生物处理效果。所谓序批式生物处理工艺，实际就是上述几个阶段按一定的时间顺序，在同一个反应器内终而复始的一批一批处理污水的操作过程。SBR工艺特点：（1）工程简单，造价低；（2）时间上有理想推流式反应器的特征；（3）运行方式灵活，脱氮除磷效果好；（4）良好的污泥沉降性能；（5）对进水水质水量波动适应性好；（6）易于维修管理。62.6 紫外线消毒设计采用紫外线消毒，其工作原理：应用波长为225275um，峰值在254um的紫外线光谱，此波段具有很高的能量。可破坏微生物的核酸结构，具有强烈的杀菌作用，从而达到消毒的目的。杀菌范围：大肠杆菌、结核菌、芽孢菌、真菌、肝炎病毒及氯气以致臭气无法或不能有效杀灭的寄生虫类都能有效杀灭，使水质得以净化。三构筑物的计算3.1 设计参数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8万方。主要处理城市生活污水以及部分工业废水，按生活污水量来取其时变化系数为1.5。设计流量Q=8104m3/d=0.9259m3/s（设计1组，分为2格）设计流速：v=0.25m/s水力停留时间：t=40s 最大流量Qmax=QK=0.92591.5=1.389m3/s3.2设计计算（1）沉砂池长度： L=VT =0.2540=10.0m （31）V:水流速度T:水流停留时间（2）水流断面积：A=Qmax/v=1.39/0.25=5.55m2 取5.6m2。 （32）Qmax:最大流量V:水流速度（3）池总宽度：设计n=2格，每格宽取b=3.0m0.6m，池总宽B=2b=6m（4）有效水深：h2=A/B=5.6/6=0.9m （介于0.251m之间） （33）贮泥区所需容积：设计T=2d，即考虑排泥间隔天数为2天，则沉砂斗总容积：V1=QmaxTX1/Kz105=1.38986400231.5105=4.8m3 （34）Qmax:最大流量每个沉砂斗容积V2= 4.84=1.2m3 （每格沉砂池设两个沉砂斗，两格共有四个沉砂斗）其中X1：城市污水沉砂量3m3/105m3，K：污水流量总变化系数1.5(5)沉砂斗各部分尺寸及容积：设计斗底宽a1=2m，斗壁与水平面的倾角为60，斗高hd=0.5m，则沉砂斗上口宽：a=2hdtan60+a1=20.51.73+2=2.6m (3-5) (6)沉砂斗容积V=hd/6(2a2+2aa1+2a12)=0.5/6(22.62+22.62+222)=2.66 m3 （大于V2=1.2 m3 符合要求） (3-6)（7）沉砂池高度：采用重力排砂，设计池底坡度为0.06，坡向沉砂斗长度为：L3=(L-2a1)2=(10-22)2=3m 则沉泥区高度为：h3=hd+0.06l3 =0.5+0.063=0.68m池总高度H ：设超高h1=0.3m，H=h1+h2+h3=0.3+0.9+0.68=1.88m (3-7)（8）进水渐宽部分长度: L=(B-B1)2tan20=（6-3）2tan20=4.12m (3