本科论文答辩+题目：西北某市污水处理厂初步设计+中国地质大学（北京）+2012.6.1.ppt

本科论文答辩题目 西北某市污水处理厂初步设计 答辩人 导师 中国地质大学 北京 2012 6 1 内容提要 一 选题背景 二 水量水质 三 工艺方案的论证与选择 四 工艺流程 五 高程与平面 六 经济核算 七 结论 选题背景 根据城市发展规划 西北地区某城市拟建一座市政污水处理厂 当地工厂较少 所以污水来源主要为生活污水 该污水厂厂址选在了城市地势最低处 且靠近河流下游的地方 这样有助于污水靠重力流排入污水处理厂 并且可以使处理后的水就近排入水体 气象资料 1 土壤类别粘土2 年平均气温11 3 受纳水体为渭河 该河流在该市境内河长50km 枯丰水期流量差别较大 4 年平均降雨量531mm 水量水质 2010年该市总污水量约为15万m3 日变化系数为1 3 1 表1 1进水水质数据 2 出水水质污水应达到 城镇污水处理厂污染物排放标准 GB8918 2002 中的一级标准 B标准 因此确定西北某市污水处理厂二级出水标准为 表1 2出水水质数据 在充分分析该城市现有工业企业用水 城市绿化 道路清扫用水量的基础上 决定将部分二级出水进行深度处理 进行回用 改善该市用水紧张状况 回用水量定为4万m3 d 主要用于工业冷却水 部分用于城市绿化和道路清扫 水质要求达到 工业回用水标准 表1 3深度处理水质要求表 工艺方案的论证与选择 污水处理工艺方案污水处理工艺的选择直接关系到处理后出水的各项指标能否稳定可靠地达到排放标准的要求 建设投资和运行成本是否节省 运行管理及维护是否方便 及占地标准是否较低 因此 污水处理工艺方案的选定是污水处理厂是否成功的关键 污水处理工艺一般包括预处理 一级处理和二级处理三个密切关联的阶段 预处理工程 污水处理厂的预处理工艺包括构筑物主要有粗 细格栅 沉砂池等 粗 细格栅及沉砂池的作用是去除污水中大的漂浮物和沙砾等 以避免损害后续工艺的机械设备 堵塞管道 沉砂池主要去除污水中粒径较粗的无机颗粒 沉砂池常用的形式有平流式沉砂池 曝气沉砂池和旋流沉砂池等 旋流沉砂池具有结构简单 占地少 沉砂效果好等优点 同时不需要曝气 为保证后续工艺正常进行 减少投资和运行费用 本设计采用旋流式沉砂池 一级处理工艺二级处理工艺 一级处理主要目的是去除SS 为二级处理减轻负荷 通常采用的工艺为沉淀池 特别是对大型污水厂而言 初次沉淀池非常广泛 常采用的沉淀池类型有平流式沉淀池和辐流式沉淀池 平流式沉淀池与辐流式沉淀池相比 占地面积省 施工方便 因此 本设计采用平流式沉淀池 二级处理是污水处理工艺过程的中心环节 污水中大部分有机污染物在二级处理中得到降解或去除 从而使出厂污水达到排放标准 在大规模城市污水处理厂二级处理工艺中广泛采用生物处理法 根据出水水质 本设计的污水处理厂还得兼有除磷 脱氮和污泥最终处理的功能 目前 国内外对于城市污水处理最常采用的脱氮除磷方法是生物法 生物脱氮除磷工艺具有运行费用低 管理方便等优点 工艺比选 一 A2 O工艺同步脱氮除磷技术 它利用生物处理法脱氮除磷 可获得优质出水 是一种深度二级处理工艺 优点 1 具有较好的除磷脱氮功能 2 具有改善污泥沉降性能的作用的能力 减少污泥排放量 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 容易获得工程设计和管理经验 缺点 1 构筑物较多 基建费用大 用于小型水厂费用偏高 2 污泥回流量大 能耗高 二 氧化沟工艺本工艺50年代初期发展形成 因其构造简单 易于管理 很快得到推广和应用 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 有较强的抗冲击负荷能力 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 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 三 SBR工艺SBR是序列间歇式活性污泥法的简称 是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术 又称序批式活性污泥法 优点 1 流程十分简单 2 合建式 占地省 处理成本低 3 不需要污泥回流系统和回流液 不设专门的二沉池 4 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 缺点 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 除磷脱氮效果一般 比选结果 经过以上比较 可知SBR间歇运行 全赖电脑控制 对处理厂的管理人员素质要求很高 变水位运行 电耗增大 而且除磷脱氮效果一般 所以不采用 对于本设计而言 工程规模较大 为大中型规模的污水处理厂 其主要污水来源为生活污水 污水生化性好 难降解污染物少 氧化沟的一些优点得不到体现 而且 该市政污水处理厂位于西北地区 冬季气温低 若采用氧化沟工艺的话 设备检修困难 若采用A2 O则不存在这样的问题 A2 O工艺虽然基建费用相对较高 但运行费用低 管理维护相对方便 出水水质稳定 脱氮除磷效果显著 优势相对突出 因此 本工程设计采用A2 O工艺 工艺流程 构筑物 1 中格栅功能 去除废水中较大的悬浮物 漂浮物 纤维物质和固体颗粒物质 以保证后续处理单元的正常运行 格栅设4个 每台格栅设计流量为Q 0 56m3 s 栅前流速 v1 0 7m s 过栅流速 v2 0 9m s 栅条宽度 s 0 01m 格栅间隙宽度为 b 0 04m 格栅倾角 a 75 栅槽总高度 H 1 12m 栅槽总长度 L 4 13m 格栅总长度L 10m 2 泵房污水泵流量 2500m3 h进水管管低高程为4 3m 出水管提升后的水面高程为12 80m 集水池正常水位与所需提升经常高水位之间的高差为8 8m 水泵总扬程为12 1m 选用500WQ2700 16 185潜水排污泵具体参数见下表 3 细格栅功能 去除废水中较大的悬浮物 漂浮物 纤维物质和固体颗粒物质 以保证后续处理单元的正常运行 格栅设四个 每台格栅设计流量为Q 0 565m3 s栅前流速 0 9m s过栅流速 0 9m s栅条间隙b 0 01m栅条宽度S 0 01m格栅安装角度 60 栅渣量W 0 325m3 d 4 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 我国城市污水处理中 常用的沉砂池类型主要有平流式沉砂池 曝气沉砂池 旋流沉砂池 考虑到除磷工艺的厌氧要求所以不采用曝气沉砂池 而采用现在应用比较广泛的旋流式沉砂池 具有占地省 除砂效率高 操作环境好 设备运行等优点 根据处理水量的不同 旋流式沉砂池可分为不同型号 各部分尺寸可查给排水设计手册第五册 本工程设计流量为2257L S 可选用两座型号为1300型旋流式沉砂池I A 5480mmB 1500mmC 1100mmD 2200mmE 400mmF 2200mmG 1000mmH 610mmJ 630mmK 800mmL 1850mm 5 初沉池沉淀池按工艺布置的不同 可分为初次沉淀池和二次沉淀池 沉淀池的处理对象是悬浮物质 约去除40 55 同时可去除部分BOD5 约占总BOD5的20 30 主要是悬浮性BOD5 可改善生物处理构筑物的运行条件并降低其BOD5负荷 初沉池是对污水中的以无机物为主体的比重大的固体悬浮物进行沉淀分离 二沉池是对污水中的以微生物为主体的比重小的 且因水流作用易发生上浮的固体悬浮物进行分离 沉淀池按池内水流方向的不同 可分为平流式沉淀池 辐流式沉淀池和竖流式沉淀池 平流式沉淀池沉淀效果好 对冲击负荷和温度变化的适应能力强 施工简易 竖流式沉淀池适用于小型污水厂 辐流式沉淀池适用于大中型污水处理厂 运行可靠 管理简单 本设计初沉淀选用平流式沉淀池 二沉池选用辐流式沉淀池 平流式初沉池辐流式二沉池 6 A2 O反应池 1 本设计生物反应池由8组3廊道组成 每个廊道长80米 宽7米 有效水深5米 超高0 5米 总高度为5 5米 工艺采用A2 O法 厌氧 缺氧 好氧 1 1 4 停留时间为9 7h 污泥回流比为100 2 判断是否可采用A2 O经过初沉池BOD5降低了25 20 30 则此时BOD5值为195 38mg L 此时 CODcr TN 557 1 44 13 3 8 TP BOD5 5 195 38 0 025 0 06符合要求 故可采用此法 3 计算有效容积 59206m3 厌氧池设备选择 以单组反应池计算 厌氧池内设潜水搅拌机8台 所需功率按5W m 池容计算 厌氧池有效容积混合全部污水所需功率为缺氧池设备选择 以单组反应池计算 缺氧池内设潜水搅拌机8台 所需功率按5W m 池容计算 P 混合液回流设备回流混合液由回流泵送至缺氧段首端 混合液回流管设计流量混合液回流管出水流V 0 8m s管道过水断面面积管径取回流污泥出水管管径DN700mm 7 污泥浓缩池辐流浓缩池示意图 在污水处理过程中产生大量的污泥 污泥含水率高 体积大 不便运输 污泥中还含有大量易腐化发臭的有机物 以及毒害物质 同时也有氮 磷 钾等植物营养素负荷 所以需经过有效处理 以便达到变害为利 综合利用 保护环境的目的 本设计采用竖流式连续运行的重力浓缩池 污泥来自初沉池和剩余污泥的混合 1 设计参数 混合污泥进泥含水率 P1 98 5 浓缩后污泥含水率 95 浓缩时间 T 16h 污泥固体通量60kg m3 d 污泥密度1000kg m3 2 污泥浓度 3 泥斗容积 4 有效水深 5 浓缩池总高度 15 排泥管浓缩后剩余污泥量 m3 d 8 中水处理构筑物设计 该市政污水厂设有污水深度处理设施 日处理能力4万吨 处理后的中水可用于冲厕 洗车 道路清扫 绿化景观用水等 其基本处理工艺如下 二级处理后的出水 混凝 沉淀 V型滤池 清水池 消毒 高程与平面 一 平面布置平面布置原则1 按功能分区 配置得当 主要是指对生产 辅助生产 生产管理 生活福利等部分的布置 要做到分区明确 配置得当 而又不过分独立分散 2 功能明确 布置应凑 首先应保证生产的需求 结合地质 地形 土方 结构和施工等多方面的因素全面考虑 布置时力求减少占地面积 减少连接管的长度 便于操作管理 3 顺流排列 流程简洁 处理构筑物尽量按流程方向布置 避免与进 出 方向相反安排 个构筑物之间的连接管 渠 应以最短路线布置 尽量避免不必要的转弯和用水泵提升 严禁将管线埋在构筑物下面 目的在于减少能量损失 节省管材 便于施工和检修 4 充分利用地形 平衡土方 降低工程费用 5 必要时应预留适当余地 考虑扩建和施工可能 6 构筑物布置应注意风向和朝向 将排放异味 有害气体的的构筑物布置在居住于办公场所的下风向 为保证有良好的的自然通风条件 建筑物布置应考虑主导风向 7 设置通向各构筑物和附属建筑物的的必要通道 满足物品运输 日常操作管理和检修的需要 8 处理厂内的绿化面积一般不小于全厂总面积的30 二 高程布置为了使污水能在构筑物间通畅流动 以保证处理正常进行 在平面布置的同时必须进行高程布置 以确定各构筑物及连接管渠的高程 在整个污水处理过程中 应尽可能使污水和污泥重力流 但在多数情况下需要提升 本设计高程布置严格遵循以下原则 1 为了使污水在各构筑物间顺利自流 精确计算各构筑物之间的水头损失 包括沿程 局部及构筑物本身的水头损失 此时还考虑污水厂扩建时的预留储备水头 2 进行水力计算时 选择距离最大 水头损失最大流程 并按最大设计流量计算 计算时还要考虑管内的淤积 阻力增大的可能 3 污水厂出水管渠的高程需不受洪水顶托 污水能自流流出 4 污水厂的场地竖向布置 应考虑土方布置 并考虑有利于排水 经济核算 该污水处理厂处理规模为16000m3 d 污水经过处理后达到 城镇污水处理厂污染物排放标准 一级B标准 工程总费用为 209964622元 即约为2 1亿元RMB 其中 基本预备费5 为4469277元 流动资金2000000元 工程其他费用为291368