山东青岛市南某污水处理厂(一期)---201306说明书.doc

精品文档摘 要本文针对山东青岛市南某污水处理厂(一期)进行了设计计算。该污水处理厂是青岛重要的市政基础设施。该污水处理厂的一期建设规模：100000/d。其中，进水水质：CODCr400mg/L，BOD5250mg/L，SS250mg/L，NH3-N42mg/L，TN65mg/L，TP10mg/L。出水水质（一级A标准）：CODCr50mg/L,BOD510mg/L，SS10mg/L，NH3-N5mg/L，TN15mg/L，TP0.5mg/L。本文根据其进水水质、水量及出水情况，分析比较了各种污水处理工艺，确定该污水处理厂采用工艺，产生的污泥经浓缩、消化、脱水后外运。主要设计内容包括：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及各单体构筑物的设计)；污泥处理工艺设计，(包括工艺流程的确定及各单体构筑物的设计)；三级处理工艺设计（包括工艺流程的确定及各单体构筑物的设计）；污水处理厂的平面及高程布置(包括污水处理厂处理构筑物和辅助构筑物的平面图及高程图的绘制)。关键词：污水处理，倒置工艺，构筑物，设计ABSTRACTIn this paper, Qingdao, Shandong, south of a sewage treatment plant (a) for the design calculations. The sewage treatment plant is an important Qingdao municipal infrastructure. The sewage treatment plant aconstruction scale: 100000 / d. Among them, the water quality: CODCr 400mg / L, BOD5 250mg / L, SS 250mg / L, NH3-N 42mg / L, TN 65mg / L, TP 10mg / L.Water quality (an A Standard): CODCr 50mg / L, BOD5 10mg / L, SS 10mg / L, NH3-N 5mg / L, TN 15mg / L, TP 0.5mg / L. Based on its water quality, water quantity and water situation analysis and comparison of various sewage treatment process, to determine the wastewater treatment plant using technology, resulting sludge concentration, digestion, dehydration Sinotrans. Main design elements include: wastewater treatment process selection and the design of process units (including the process of determining the design of each monomer structures); sludge treatment process design (including the process of determining the design of each monomer structures) ; tertiary treatment process design (including the process of determining the design of each monomer structures); sewage treatment plant horizontal and vertical layout (including sewage treatment plant structures and ancillary structures, floor plan and elevation mapping). KEY WORDS: sewage treatment, inversion processes, structures, design.目录摘 要IABSTRACTII目录III前 言1第一章 城市污水处理厂工艺说明21.1 水厂概况21.2 处理工艺方案的选择21.2.1 工艺方案选择的原则21.2.2 原污水的生化处理可行性比较31.3 工艺流程的组成41.3.1一级处理工段41.3.2二级生物处理工段41.3.3三级处理工段41.3.4污泥处理工段51.4 可供选择的方案技术比较51.4.1 方案一： CASS工艺（CASS工艺是SBR的一种变式）51.4.2 方案二 AA/O工艺91. 4. 3方案的经济比较如下：11第二章 污水处理构筑物设计142.1 粗格栅142.2 进水泵房152.3 细格栅162.4 曝气沉砂池162.5 初次沉淀池192.6 生物处理系统计算232.7 AO工艺生物池的计算（污泥负荷法）242.8 二沉池计算272.9深度处理系统302.9.1药剂投加302.10 斜管沉淀池302.11 滤布滤池312.12 消毒计算322.13初沉池污泥进行预浓缩：32第三章 污水处理厂的平面布置383.1 污水处理厂的平面布置383.1.1 平面布置原则383.1.2 主要构筑物和建筑物的尺寸393.2 构筑物高程计算40总 结43参考文献44致谢46IVIV欢迎下载。前 言随着工业的日益发展，环境污染问题日趋严重，其中，水、气、渣三大公害为主要的污染物，给人们的生活带来了诸多不便。而水体污染表现的极其突出，工业发展迅速，人民生活水平的提高，对生态环境的要求日益提高，要求越来越多的污水处理后达标排放。城市污水一般由生活污水和工业废水组成，城市污水的水质与城市的规模、生活水平、工业企业的状况及废水处理水平、排水系统的形成及完善程度、气候环境等因素有关。对一些有毒有害工业废水必须进行预处理才能排入城市下水道，以免对城市污水处理系统造成冲击。 城市污水处理程序包括一级处理、二级处理、深度处理及污泥处理，其中的核心部分是二级生化处理。一级处理构筑物主要包括格栅、沉砂池和初次沉淀池，二级处理构筑物主要包括曝气池、深度处理构筑物和二沉池。二级处理主要是通过微生物的新陈代谢作用将污水中的大部分有机物转化成CO2和H2O。污泥处理是污水处理的最后一个环节，在污水处理中占有重要地位，污泥处理主要包括浓缩、消化、脱水等。活性污泥法一直是城市污水处理的主导工艺，为满足日益严格的环境要求，并降低运行成本，简化管理，许多新技术、新工艺、新设备并被开发出来和推广应用，如：AB工艺，A2/O工艺，常规A2/O工艺、倒置A2/O工艺、SBR工艺、氧化沟及酸化水解与好氧法的串联处理工艺，新工艺的应用大大提高了我国污水处理的总体水平，降低了投资和运行费用，缓和了环保投资严重不足的矛盾。污水处理厂工艺设计针对水量水质特点，从实际出发，因地制宜，力求做到经济、合理、高效。采用A2/O工艺对该城镇污水经行有效的处理，以达到排放标准。该设计说明书较全面地讲解详细得叙述了该设计方案的选择，主要处理构筑物的设计与计算，污水处理厂平面及高程布置。设计将根据国家城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）进行合理的初步设计。通过毕业设计，不仅使我们熟悉了污水处理厂设计过程，了解了现代污水处理的工艺流程，还培养分析解决问题的能力，树立高度的工作责任感.第一章 城市污水处理厂工艺说明1.1 水厂概况青岛市市南某城市污水处理厂进行设计计算。市南某污水处理厂位于东海路以南、宁夏路以东，总占地面积约为3万m2，汇水区域西起莱阳路、东至石老人海水浴场、北至东西快速路。污水处理厂总处理规模为 14万吨/日，其中一期工程处理水量为7万吨/日，二期工程处理规模为7万吨/日。总投资2.0亿元。污水经处理后达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）中的一级A标准后，尾水排入外海。本设计仅针对污水处理厂一期工程进行设计。1.2 处理工艺方案的选择 1.2.1 工艺方案选择的原则由于城市污水处理厂工程的建设和运行不但耗资较大，而且受多种因素的制约和影响，其中污水处理工艺方案的优化选择对确保处理厂的运行性能和降低费用最为关键，因此要从整体优化的观念出发，结合设计规模，污水水质特性以及出水要求，结合当地的实际条件和要求，选择切实可行且经济合理的处理工艺方案。对于大型污水处理厂工艺选择必须注重经济，高效，节能和简便易行。经济是指占地少，节省征地费用，必要的处理设施少，减少总投资。高效是指出水效果好，在去除有机污染物的同时还能脱氮除磷。节能是指尽可能的减少处理设施的数量，或采用适当的处理工艺，减少剩余污泥的排放以减少运行费用。简便是指对操作运行人员的技术水平要求不高，或减少运行人员的数量，维护管理方便。该污水处理厂处于该市的商业区，更需要考虑该地区特殊的地理、经济条件合理优化处理工艺，达到节省投资且具有足够处理能力的客观要求。1.2.2 原污水的生化处理可行性比较原污水能否采用生化处理，特别是是否适合用于生物脱氮除磷工艺，取决于原污水中各种营养成分的含量及其比例能否满足生物生长的需要，因此首先就判断相关的指标能否满足要求。表2-1 青岛市市南区某污水处理厂进水营养化项目BOD5/CODBOD5/TNBOD5/TP比值0.6253.85251. BOD5/COD比值污水BOD5/COD值是判断污水可生化性的最简便易行和最常用的方法。 一般认为BOD5/COD0.3,微生物可降解，可生化性较好;BOD5/COD0.3较难生化:BOD5/COD0.2不易生化。分析确定污水处理厂进水水质BOD5/COD=0.625，其可生化性较好，因此设计宜采用生物处理工艺进行处理。2. BOD5/TN（即C/N）比值C/N比值是判断能否生物脱氮的重要指标。从理论上讲，C/N2.86就能进行脱氮，但一般认为，C/N3.5才能进行有效脱氮。分析确定污水处理厂进行水质，C/N=3.85，可满足生物脱氮要求。3. BOD5/TP比值该指标是鉴别能否生物除磷的主要指标。生物除磷是活性污泥中聚磷菌在厌氧条件下分解细胞内的聚磷酸盐同时产生ATP，并利用ATP将废水中的脂肪酸等有机物摄入细胞，以PHB（聚-羟基丁酸）及糖原等有机颗粒的形式贮存于细胞内，同时随着聚磷酸盐的分解，释放磷；一旦进入好氧环境，除磷又可利用聚-羟基丁酸氧化分解所释放的能量来自超量摄取废水中的磷，并把所摄取的磷合成聚磷酸盐而贮存于细胞内，经沉淀分离，把富含磷的剩余污泥排出系统，达到生物除磷的目的。进水中的BOD5是作为营养物供除磷菌活动的基质，故BOD5/TP是衡量能否生物除磷的重要指标，一般认为该值要大于20，比值越大，生物除磷效果越明显。分析确定污水处理厂进水水质BOD5/TP=25，可采用生物除磷工艺。综上所述，青岛市市南区某污水处理厂进水水质不仅适宜于采用二级生化处理工艺，而且还适用于采用生物脱氮除磷工艺。1.3 工艺流程的组成污水处理厂的总体工艺流程包括一级处理工段，二级生物处理工段，深度处理工段和污泥处理工段。1.3.1一级处理工段一级处理工段主要是物理处理，设计设置粗格栅，拦截较大的漂浮物，悬浮物质，保护后续提升泵，以防止泵腔堵塞和损坏叶轮；泵后设置细格栅，保护后续处理系统正常运行。为保护后续生物处理工段的正常稳定运行，保证和提高生物反应池的有效利用率，设置曝气沉砂池，去除污水中的无机性泥砂，同时使有机物与无机砂粒分离，减少砂粒中有机物的含量。1.3.2二级生物处理工段常规二级生物处理的目标是有机污染物，对污水中同时存在的氮，磷营养物只能去除其中的一小部分，一般氮的去除率只有20%左右，通过生物合成去除的磷也只有15%25%，残存的大部分氮和磷将随水排放到收纳水体，因此不能满足本污水处理厂的处理目标。与生物除磷相比，生物除磷脱氮技术具有对有机物，氮和磷去除率高，投资较低，运行费用省，污泥沉降性能好等优点而受到污水处理界的重视，生物除磷脱氮工艺能将总氮去除率提高到70%95%，磷酸盐的去除率提高到70%90%，可以稳定可靠的满足本污水处理厂的处理要求。因此该设计的污水处理厂生物处理工段将采用生物除磷脱氮工艺。1.3.3三级处理工段三级处理流程主要包括机械混凝池，平流式沉淀池，V型滤池紫外线消毒渠等，对处理的污水进行进一步处理，降低BOD5、SS、TP等指标，确保出水符合一级A的要求。1.3.4污泥处理工段青岛市市南区某污水厂的服务范围内没有大的污染严重，难生物处理的工业废水和重金属的工业污染源的实际情况，污水处理厂的污泥先经过重力浓缩，再机械脱水，处理后的污泥经污泥消化过程进行处理，为污水厂的运营提供动力条件，节约能源。1.4 可供选择的方案技术比较污水生物脱氮的基本原理是在好氧条件下进行硝化反应.先将氨氮氧化为硝酸盐，再通过缺氧条件下（溶解氧不存在或浓度很低）的反硝化反应将硝酸盐异化还原成气态氮从水中除去。因此生物脱氮除磷工艺均包括缺氧段和好氧段。在常规二级生物处理系统中磷作为活性污泥微生物正常生长所需求的元素也成为生物污泥的组分，从而引起磷的去除，活性污泥含磷量一般为干重的1.5%2.3%，通过剩余污泥的排放仅能获得10%30%的除磷效果。 在污水生物除磷工艺中，通过厌氧段和好氧段的交替操作，利用活性污泥的超量磷吸收现象，使细胞含磷量相当高的细菌群体能在处理系统的基质竞争中取得优势，剩余污泥的含磷量可达到3%7%，进入剩余污泥的总磷量增大，处理出水的磷浓度明显降低。 所有生物除磷脱氮工艺都包含厌氧，缺氧，好氧三个不同的交替循环。按照构筑物的组成形式，运行性能以及运行操作方式的不同，可将已有的生物除磷脱氮工艺分为几种系列：SBR，CASS,常规A/A/O工艺和倒置A/A/O工艺。设计主要是进行常规CASS工艺和A/A/O工比较选择。1.4.1 方案一： CASS工艺（CASS工艺是SBR的一种变式） SBR工艺的工作原理 SBR曝气池的运行操作是由进水、反应、沉淀、出水、闲置五个工序组成的。这五个工序都在曝气池这一个反应器中运行实施。 进水阶段 在污水注入之前，反应器处于5道工序中最后的闲置段，处理后的废水已经排放，反应器内残存着高浓度的活性污泥混合液。污水注入，水位上升，可以根据其他工艺的要求，配合进行其他操作过程，如曝气、搅拌等。本工序所用的时间可根据排水条件和设备条件确定，从工艺角度讲，注入时间短促为宜，瞬间最好，但实践中很难实现。 反应阶段 这是该工艺最主要的一道工序。该反应阶段的主要目的是去除BOD、硝化、反硝化、除磷。在反应中，BOD去除-硝化反应曝气时间较长，而进行反硝化时应停止曝气，使反应器进入缺氧或厌氧状态，进行缓慢搅拌，此时为了向反应器内补充电子受体，应注入一定量的一定浓度的有机污水以保证反硝化的顺利进行。在进入沉淀阶段之前，还要进行短暂的曝气，以吹脱污泥周围的气泡或氮，以保证沉淀的顺利进行，如果需要排泥，也在本工序后期进行。 沉淀阶段 本工序相当于活性污泥法连续阶段的二次沉淀池，停止曝气和搅拌，使混合液处于静止状态，活性污泥与水分离，由于本工序是静止沉淀，沉淀效果较好，沉淀时间一般为1.5-2.0h。 排放阶段 经过沉淀后的上清液，作为处理水经过滗水器排除反应器，反应器内残留的一部分污泥作为种泥。 闲置阶段 处理水排放后，反应器处于闲置阶段，等待下一个周期的运行。该工序的时间根据现场具体情况而定。 SBR五工序如下： CASS工艺 CASS工艺是SBR的一种变式，主要原理是SBR反应池沿长度方向分为两部分，前部为预反应区，后部为主反应区。在预反应区内，微生物能通过酶的快速转移机理迅速吸附污水中大部分可溶性有机物，经历一个高负荷的基质快速积累过程，对进水水质、水量、PH值和有毒有害物质起到较好的缓冲作用，可有效防止污泥膨胀；随后在主反应区经历一个较低负荷的基质降解过程，完成对污水中有机物质的降解。CASS工艺同时能够比较充分的发挥活性污泥的降解功能，也能避免设置二沉池，有利于提高固液分离效果。 CASS工艺反应器由三个区域组成：生物选择区、兼养区和主反应区。 CASS工艺平面图和剖面图：平面图：剖面图： 生物选择区是设置在CASS前端的小容积区域，容积约为反应器总容积的10%，水力停留时间为0.51.0h，通常在厌氧或兼氧条件下运行。由主反应区向选择区回流的污泥量一般以每天将主反应器中的污泥全部循环一次为依据而确定其回流比。 兼养区不仅能辅助生物选择区实施对进水水质、水量变化的缓冲作用，还能促进磷的进一步释放和强化反硝化作用。 主反应区是去除营养物质的主要场所，应使主反应器内溶液处于好氧状态，活性污泥内部基本处于缺氧状态，溶解氧向污泥絮体内的传递受到限制，而硝态氮由污泥内向主体溶液的传递不受限制，是主反应区内同时发生硝化、反硝化和磷的吸收。CASS工艺运行过程中包括：充水-曝气、充水-沉淀（泥水分离）、上清液滗除和充水-闲置四个阶段并组成一个运行周期，典型运行周期为4h，其中曝气2h，沉淀和滗水各1h。CASS工艺的优点如下： 1）生化池中由于曝气和静止沉淀间歇运行，使基质BOD5和生物体MLVSS浓度随时间的变化梯度加大，保持较高的活性污泥浓度，增加了生化反应推动力，提高了处理效率。静止沉淀时，活性污泥处于缺氧状态，氧化合成大为减弱，但生物体的内源呼吸在进行，保证了出水水质。 2）工艺流程简单，运行方式灵活，无二沉池，污水处理设施布置紧凑，占地小，投资较低。 3）生化池分生物选择器、厌氧区和主曝气区，利用生物选择器及厌氧区对磷的释放、反硝化作用以及对进水中有机底物的快速吸附及吸收作用，具有除磷脱氮的作用。 4）生物选择器具有抑制专性好养丝状菌生长的作用，防止污泥膨胀。 5）进水水质、水量的波动可用改变曝气时间的简单方法予以缓冲，具有较强的抗冲击负荷的能力和适应性。 6）自动化程度高，保证出水水质，CASS工艺流程简单，大大减少设备管理和维修的工作量，与传统工艺相比，CASS工艺污水处理厂的操作人员可减少40%左右，维修和管理费也显著降低。CASS工艺的缺点如下： 1）回流污泥中携带的硝酸盐在一定程度上抑制了磷的释放。CASS工艺的末端出水NO3-N浓度较高，使得从主反应区回流的污泥含有一定浓度的硝酸盐，导致在厌氧区，反硝化菌和聚磷菌对底物形成竞争，使聚磷菌无法充分释磷，进而严重影响了磷的吸收，导致系统对磷的去除率降低。 2）总氮去除效率低。CASS工艺生物脱氮效率不高首先是因为消化不完全。造成消化不完全的原因主要在于曝气时间不够，因而要达到较好的消化效果，通常需要较长的曝气时间。一般而言，CASS工艺的运行周期为4h，其中曝气时间为2h，按30%的充水比计算，曝气时间为67h，这对以BOD为去除目的的好养生物降解而言是充分的，但以硝化为目的的生物处理，尤其是混合菌种培养是不足的，而延长曝气时间则会使污泥龄过长，对除磷不利。 3）应用范围受限。CASS工艺对可生化性能好、有机物含量高的污水处理效果好，而我国南方地区污水中有机物含量低，运行中很难达到预想的处理效果；当该工艺用于北方是，由于冬季温度太低，会造成活性污泥性能降低，SV和SVI值普遍高于常温条件，直接影响沉淀时间、排水比和污泥龄等参数的确定，给运行带来困难。因而CASS工艺更适合中小型污水处理厂。1.4.2 方案二 AA/O工艺 AO工艺称为厌氧-缺氧-好氧工艺。它是在厌氧-好氧除磷工艺的基础上加入缺氧段，并将好氧段的一部分混合液回流至缺氧段，同时达到反硝化脱氮的目的。 AO工艺脱氮除磷机制有两部分组成：一是除磷，二是脱氮。AO工艺活性污泥中的菌群主要由硝化菌、反硝化菌和聚磷菌组成。AO工艺各阶段的反应如下：1） 好氧段 污泥中存在两类不同的细菌： 一类是异样型细菌，这种细菌能在好氧条件下，分解污水中的有机物以获得能量，并合成自身物质；另一类是自养型硝化菌，能将污水中的氨氮转化为硝酸盐。2） 缺氧段 控制DO2.9L/(sm)不符合要求。 从而设计采用多排三角堰纵向布置。设计每格初沉池设6排装有三角堰的渠道，渠道宽度0.50m( 含壁厚)，每排渠道两侧均装设三角堰，每渠道排长度4.5m。10）刮泥设备的选择刮泥设备采用链带式刮泥机。同时水面处设浮渣管排除浮渣。刮泥机下刮污泥，上除浮渣。选用10台。型号电动机功率KW行走速度 M/min卷扬提板速度m/min链刮板间距m链节距mm行走卷扬PJ-T0.450.75121.2152.4排污泵选择：选择2台，一用一备型号50QW18-15-1.5转速r/min2840流量m/h18效率%62.8扬程m15出口直径mm50电动机功率kW1.5重量kg602.6 生物处理系统计算 比值验算：TP/BOD=0.040.06（符合要求） COD0/TN=6.151.7L/(sm)不符合要求。 从而设计采用多排三角堰纵向布置。设计每格初沉池设6排装有三角堰