西安市污水处理厂课程设计.doc

第1章 工程概况1.1项目名称城市污水处理厂设计1.2设计依据中华人民共和国环境保护法中华人民共和国水污染防治法地面水环境质量标准(GB3838-88)城市污水处理厂综合排放标准(GB18918-2002)给排水设计手册 （GBJ14-1996）中华人民共和国造纸行业废水排放标准（GB3544-92）1.3设计原则1. 要求处理工艺先进合理，基建投资少，处理效果好，便于运行管理。2. 通过多方案的技术经济比较选择满足出水水质要求并且能适合当地的条件、节约能耗、降低成本的处理工艺，充分发挥项目的社会、经济和环境效益。3. 采用先进的自动控制技术和先进的设备，充分利用外资。4. 污水处理厂的位置，应符合城市规划，位于流域下游，与周边有一定的卫生防护带，靠近受纳水体，少占农田。5. 所采用设计工艺确保排放废水水质CODCr、BOD5、SS、总氮、TP、动植物油等指标达到国家及地方排放标准。6. 能对废水水质、水量作出及时调节，避免人操作的随意性；所选工艺应、能耐受短时间内冲击负荷，并适应季节的变化。1.4工程概述某城市新建一污水处理厂，为使本厂排放的废水能够达到国家排放标准，要求设计这一污水处理厂。1.4.1进水水质水量城市污水中含有耗氧有机物、难降解有机物、植物性营养物、重金属、无机悬浮物，病原体。本课题设计城市污水处理工艺，使出水水质达标排放。有关设计参数见表11。表 11 设计水质水量指标水质指标BOD5/(mg/L)COD/(mg/L)SS/(mg/L)总氮/(mg/L)设计处理水量(万m3/d)TP(mg/L)动植物油进水22050020013010710出水2010020101.51.4.2气象条件地形地势：位于中国大陆腹地黄河流域中部的关中盆地，东经1074010949和北纬33393445之间。大体地势是东南高，西北与西南低，呈一簸箕状。气候：位于关中平原中部偏南，属于暖温带半湿润的季风气候区，雨量适中，四季分明。无霜期平均为219233天。1月份最冷，平均气温-0.51.3；7月份最热，平均气温26.426.9；年平均气温13.3。年降水量平均为507.7毫米719.8毫米。年平均湿度为69.6%。年平均降雪日为13.8天。地质：西安地质发育史复杂，构造类型多样。秦岭山区大片的火成岩、变质岩以及渭河盆地巨厚的新生代沉积层，为各种金属、非金属以及能源资源的集聚奠定了基础。现已查明的各类矿产共47种，其中金属矿产21种，非金属矿产22种，能源矿产2种，其他矿产2种。主要金属矿有：铁、锰、铬、钛、铜、铅、锌、锌铜、钼、金、钨、铀和高铝矿物原料。非金属矿主要有：大理石、长石、白云岩、水泥灰岩、石墨、建筑砂砾、脉石英、“蓝田玉”、砂线石、硫矿等。1.4.3设计内容工程投资概预算及经济分析。1. 污水处理工艺选择及各工艺单元的设计，包括工艺流程的确定,各单体构筑物的工艺设计。2.污泥处理方法选择及污泥处理构筑物的工艺设计计算。包括工艺流程的确定，单体构筑物的工艺设计；3. 污水处理厂的平面布置。包括污水处理厂处理构筑物和辅助建筑物的平面布置图及工艺平面图绘制；4污水处理厂竖向布置及高程计算。5. 工程投资概预算及经济分析。第二章 方案论证2.1污水处理工艺方案比较 对于城市污水的处理，目前较为流行实用的有活性污泥法和氧化沟这两种方法，这两种方法各有优缺点。1、 活性污泥法(1)曝气池内是混合液，在曝气系统的搅动下，混合液中的有机物、活性微生物、 氧气充分混合。达到较好的接触效果。(2)曝气池内的混合也必须不断充氧，维持微生物氧化有机物所需要的氧量。使有 机物更好地被分解。(3)二次沉淀池的作用是泥水分离、使混合液澄清、污泥浓缩，是经过处理的污水 达标排放。需要设置污泥回流系统，是需要回流的污泥得到浓缩，从而减少污泥统的体积和运行费用。(4)污泥回流系统包括：污泥提升泵、剩余污泥排出系统、污泥回流管道。其微生物接种的作用。7优点(1)活性污泥法适合处理城市污水，并且其适合处理的水量比较大，处理效果比较 好，可以除去污水中大部分的有毒有害的物质；(2)活性污泥法利用活性微生物去氧化、分解、去除污水中的有机物，保持活性污 泥的活性，就可以达到好的处理效果；(3)活性污泥法不需要滤料等微生物的载体，可避免滤料堵塞等一系列不良问题的 出现；(4)活性污泥法的微生物繁殖较快，微生物的种类较多、世代时间短，可以保证活性污泥的活性；(5)活性污泥法对环境的适应性较强；(6)活性污泥法工艺中的污泥接种和驯化的操作比较简单、用时比较短，可以较快 的投入运行；(7)活性污泥法对营养的要求比较低，一般 C：N：P=100：5：1 即可满足要求，而 城市污水中的营养物质可以满足活性微生物的营养要求，故不需要另外投加营养物质， 可以降低运行费用；(8)活性污泥法运行管理较方便，便于维修缺点所需停留时间长,设备庞大,基建投资大,因而要加各种构筑物,使各种构筑物容积增大,从而使处理厂面积增大,增加管理人员及管理难度。2、A/O工艺主要优点：1、由于填料比表面积大，池内充氧条件良好，池内单位容积的生物固体量较高，因此，生物接触氧化池具有较高的容积负荷；2、由于生物接触氧化池内生物固体量多，水流完全混合，故对水质水量的骤变有较强的适应能力；3、剩余污泥量少，不存在污泥膨胀问题，运行管理简便。主要缺点1.污泥回流需用泵提升。2.设备数量多，操作为湖南，投资较大。3.生物池和二沉池单独设置，占地面积大。4.抗冲击负荷的能力不如氧化沟工艺4.氧化沟的优缺点主要优点：1.有效去除COD、BOD、SS，出水水质好；2.运行管理方便，操作维护简单；3.耐冲击负荷能力强；4.运行方式灵活。主要缺点：1. 占地较大，氧利用率相对低，耗能稍大泥水分离负荷要求低3、氧化沟氧化沟又称循环混合式活性污泥法。一般采用延时曝气，同时具有去除 BOD5 和脱氮的功能，它采用机械曝气，一般不设初沉池和污泥消化池。氧化沟处理效率为：BOD5 和 SS 均为 95%以上，总氮为 70%80%。氧化沟具有工艺流程短，处理效率高。出水水质稳定， 运行管理简单等优点。但占地面积过大。在流态上，氧化沟介于完全混合与推流之间。 污水在沟内的流速 v 平均为 0.4m/s,氧化沟总长为 L，当 L 为 100500m 时，污水完成 一个循环所需时间约为 420min，如水力停留时间定为 24h,则在整个停留时间要做72360 次循环。可以认为在氧化沟内混合液的水只是几近一致的，从这个意义来说， 氧化沟内的流态是完全混合式的。但是又具有某些推流式的特征，如在曝气装置的下游， 溶解氧浓度从高向低变动，甚至可能出现缺氧段。氧化沟的这种独特的水流状态，有利 于活性污泥的生物凝聚作用，而且可以将其区分为富氧区、缺氧区，用以进行硝化和反硝化，取得脱氮的效应。常用的氧化沟系统由卡罗塞氧化沟、交替工作氧化沟及二沉池。优点：(1)氧化沟特殊的水流状态，有利于活性污泥的生物凝聚作用。可以将其分为好氧区和缺氧区，用以进行硝化和反硝化，取得脱氮效果；(2)可以考虑不设初沉池。也可以考虑不单独设二沉池，从而省去污泥回流系统；(3)BOD 负荷低，对水温、水质、水量变化的适应性强；(4)污泥龄较长，有较好的反硝化脱氮效果；(5)污泥的产率; 且多已达到稳定状态，故不需设置消化池缺点：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。1污泥膨胀问题当废水中的碳水化合物较多，N、P含量不平衡，pH值偏低，氧化沟中污泥负荷过高，溶解氧浓度不足，排泥不畅等易引发丝状菌性污泥膨胀；非丝状菌性污泥膨胀主要发生在废水水温较低而污泥负荷较高时。微生物的负荷高，细菌吸取了大量营养物质，由于温度低，代谢速度较慢，积贮起大量高粘性的多糖类物质，使活性污泥的表面附着水大大增加，SVI值很高，形成污泥膨胀。针对污泥膨胀的起因，可采取不同对策：由缺氧、水温高造成的，可加大曝气减少；如污泥负荷过高，可提高MLSS，以调整负荷，必要时可停止进水，闷曝一段时间；可通过投加氮肥、磷肥，调整混合液中的营养物质平衡（BOD5：N：P=100：5：1）；pH值过低，可投加石灰调节；漂白粉和液氯（按干污泥的0.3%0.6%投加），能抑制丝状菌繁殖，控制结合水性污泥膨胀112 泡沫问题由于进水中带有大量油脂，处理系统不能完全有效地将其除去，部分油脂富集于污泥中，经转刷充氧搅拌，产生大量泡沫；泥龄偏长，污泥老化，也易产生泡沫。用表面喷淋水或除沫剂去除泡沫，常用除沫剂有机油、煤油、硅油，投量为0.51.5mg/L。通过增加曝气池污泥浓度或适当减小曝气量，也能有效控制泡沫产生。当废水中含表面活性物质较多时，易预先用泡沫分离法或其他方法去除。另外也可考虑增设一套除油装置。但最重要的是要加强水源管理，减少含油过高废水及其它有毒废水的进入3 污泥上浮问题当废水中含油量过大，整个系统泥质变轻，在操作过程中不能很好控制其在二沉池的停留时间，易造成缺氧，产生腐化污泥上浮；当曝气时间过长，在池中发生高度硝化作用，使硝酸盐浓度高，在二沉池易发生反硝化作用，产生氮气，使污泥上浮；另外，废水中含油量过大，污泥可能挟油上浮。发生污泥上浮后应暂停进水，打碎或清除污泥，判明原因，调整操作。污泥沉降性差，可投加混凝剂或惰性物质，改善沉淀性；如进水负荷大应减小进水量或加大回流量；如污泥颗粒细小可降低曝气机转速；如发现反硝化，应减小曝气量，增大回流或排泥量；如发现污泥腐化，应加大曝气量，清除积泥，并设法改善池内水力条件。4 流速不均及污泥沉积问题在氧化沟中，为了获得其独特的混合和处理效果，混合液必须以一定的流速在沟内循环流动。一般认为，最低流速应为0.15m/s，不发生沉积的平均流速应达到0.30.5m/s。氧化沟的曝气设备一般为曝气转刷和曝气转盘，转刷的浸没深度为250300mm，转盘的浸没深度为480 530mm。与氧化沟水深（3.03.6m）相比，转刷只占了水深的1/101/12，转盘也只占了1/61/7，因此造成氧化沟上部流速较大（约为0.81.2m，甚至更大），而底部流速很小（特别是在水深的2/3或3/4以下，混合液几乎没有流速），致使沟底大量积泥（有时积泥厚度达1.0m），大大减少了氧化沟的有效容积，降低了处理效果，影响了出水水质。加装上、下游导流板是改善流速分布、提高充氧能力的有效方法和最方便的措施。上游导流板安装在距转盘（转刷）轴心4.0处（上游），导流板高度为水深的1/51/6，并垂直于水面安装；下游导流板安装在距转盘（转刷）