某城市污水处理厂工程设计

目录第二章任务设计书2第三章工艺流程的选择3一、工艺过程的比较与选择3二、工艺流程7三、主要构筑物的选择8(1)网格8(2)曝气沉砂池的设计计算11(3)斜盘式沉淀池(初沉池) 13(4)次流沉淀池(二沉池) 15第四章生物接触氧化塘的设计与计算18另一方面，决定设计参数18二、生物接触氧化塘设计计算18参考文献： 20第二章任务设计书某城市污水处理厂工程设计1 .设计水量：某城镇设计人口30万人，人均排水量150人。2 .原水水质codcr400mg/lbd5200mg/lSS250mg/L pH=69三.执行排放标准中华人民共和国国家标准城镇污水处理厂污染物排放标准(GB 189182002)中一级b标准。codcr60mg/lbd520mg/lSS20mg/L pH=694 .污水厂污水供水总管底部海拔(供水泵房)为-3.41米，相对于地面海拔为0.00米。5 .设计任务：污水处理工艺，生物处理构筑物设计计算，图2张6 .自然资料5.1气象资料年平均气温： 17.9；年最高气温： 32.9；年最低气温：-10.0；年平均降水量： 1034.5mm年平均蒸发量： 1600 mm；年主导风向：东北风。5.2工程地质资料1 )地质构造：工厂地质良好，亚土砂、亚粘土、砂砾组成，厚度4.511m，地基承载能力为1kg/cm22 )地震：无相关地震资料，设计地震烈度按8度计算。3 )地下水位： 3.5m4 )最大冻土深度：0.7m7 .设计依据：1.室外排水设计规范(GBJ1487)，1997年版2. 城镇污水处理厂污染物排放标准(GB 189182002)3. 水污染控制工程、高廷耀、区国维编、高等教育出版社第三章工艺流程的选择一、工艺过程的比较与选择1、A/O过程的特点：(1)传统的A/O工艺具有良好的硝化和脱氮效果，总氮去除率在60%70%之间。2 )由于该工艺无厌氧条件，工艺中除磷效果差，为达到有效除磷效果，工艺中必须添加化学磷。2 .传统及其改良技术以往的A2/O法即厌氧/缺氧/好氧活性污泥法。 污水流经三个不同功能区域，在不同微生物菌群的作用下去除污水中的有机物、氮和磷。 其流程图如图1-1所示。二沉池厌氧池(a )缺氧池(a )好氧(o )出水混合液倒流活性污泥回流剩馀污泥图1-1A2/O法流程图该技术是系统最简单的同时磷脱氮技术，总水力滞留时间小于其他类似技术，在厌氧(缺氧)、好氧交换运行条件下可抑制丝状菌繁殖，克服污泥膨胀，SVI值一般不足100，有利于处理后污水与污泥的分离，运行中只需在厌氧和缺氧区间轻轻搅拌即可厌氧、缺氧和好氧3个区严格划分，有利于不同微生物菌群的繁殖，除磷脱氮效果非常好。 目前，该方法在国内外得到广泛应用。然而，传统技术也有其固有的缺点。 脱氮与除磷的外部环境条件要求矛盾，脱氮要求有机负荷低，污泥年龄长，除磷要求有机负荷高，污泥年龄短，往往难以权衡。为了克服传统技术的缺点，出现了一些改进型技术，其中之一是UCT技术。 UCT过程的流程图如图1-2所示。混合液回流混合液回流二沉池厌氧池(a )缺氧池(a )好氧池(o )出水活性污泥回流剩馀污泥图1-2 UCT流程图与以往的A2/O法相比，UCT工艺的不同之处在于，污泥不是倒流到厌氧槽，而是倒流到缺氧槽的一部分混合液倒流到厌氧槽，减少了倒流污泥中的过剩硝酸盐对厌氧磷释放的影响。 但是，UCT过程一次回流增加，多次上升，运行成本增加。该工艺流程长、构筑物多、设备维护不便、操作管理复杂、投资稍高、处理效果稳定，一般运用于规模大、运行管理水平高的城市污水厂。3.SBR法及其变形过程序批式活性污泥法(SBR )又称批式活性污泥法，是1914年英国学者Ardern和Locket发明的水处理技术。 80年代前后，随着自动化、计算机等高新技术的快速发展和在污水处理领域的推广和应用，该技术取得了很大进展。 间歇活性污泥的运行管理也逐渐自动化。 SBR在运行过程中，各阶段的运行时间、反应器内混合液体积的变化及运行状态等可以根据具体污水性质、出水水质、出水质量和运行功能要求等灵活变化。 SBR的反应只是时间序列控制，没有空间控制的障碍，因此可以灵活地进行控制。 因此，SBR技术的发展速度非常快，近年来发展成多种改良型，主要有ICEAS法、CAST法、Unitank法和DAT-IAT法。CAST工艺与SBR不同，循环式活性污泥法由生物选择器、生物反应池两个区域结合，容积小的第一区为生物选择器，第二区为主反应区。 第一区和第二区水力相通。 用泵将主反应区活性污泥回流至选择器。UNITANK的技术思想、池的配置和运行方式与三沟式氧化槽类似，但在池的配置、曝气方法、出水方式等方面有所不同，一般由矩形池构成，内分为三格，三格在水力上相通。 池的外侧两段交替成为曝气池和沉淀池，中间池始终成为曝气池，在各段池中设置曝气装置，可以是表面曝气设备，也可以是送风曝气系统。SBR类活性污泥法工艺灵活，可采用多种运行方式，但单池处理能力小，在较大规模的城市污水厂采用，组数多，控制点多，给操作管理带来不便。 为了减少平面占地面积，该技术也可以在大水深下运行(取决于排水设备的能力)，但水深大，浪费水头大，运行能量高，同时对运行过程的自控技术要求高。国内只有十几家城市污水厂采用这种技术。4 .各种氧化沟工艺氧化沟是上世纪中期发展的污水处理技术，因其构筑物成为封闭沟而得名，是活性污泥法的一种，在实际运用中发展成多种形式，能够同时实现碳有机物的氧化、氮硝化、生物脱氮，是氧化沟的基本特征。普通氧化槽相当于普通活性污泥法曝气槽，氧化槽可在高、中、低不同负荷条件下运行。 一般氧化沟均在低负荷条件下运行，属于延迟曝气范畴，氧化沟一般具有以下特点处理流程简单，构筑物少，一般不设初沉池、污泥消化系统。采用的机械设备种类少，运行管理方便。耐冲击负荷、出水水质稳定，一般不发生污泥膨胀现象。产生的污泥量少，污泥在一定程度上稳定，污泥处理工艺简化。采用氧化沟工艺的污水处理厂总占地面积，与其他工艺的二次处理厂相比，氧化沟单体体积较大。氧化沟工艺形式多，主要有Orbal氧化沟、t型三沟式氧化沟、DE型氧化沟、Carrousel氧化沟等。 近年来，以Orbal、DE氧化沟和三沟式为主导的氧化沟工艺在污水处理工程中得到了广泛应用。5生物胶片(1)生物转盘生物转盘处理是利用微生物处理有机污水的设备。 接触氧化法、生物滤池法、活性污泥法集中。 转盘安装在氧化槽中，其面积的45%浸渍在污水中，转盘在动力作用下缓慢旋转，盘上生长的生物膜吸附污水中的有机物。 当盘离开液面时，微生物得到空气中的氧气。 微生物通过新陈代谢把有机物分解成水、无害的无机物和气体。特征是维护管理简单，动力玻璃费少，运行成本低。转盘运行时卫生条件好，噪音低。运转灵活，通过调节转盘的转速，可以控制污水与生物膜的接触时间和曝气强度。承受水质、水量的冲击负荷，工作稳定。生物膜培养驯化快，成熟时间短，1周即可完成。污泥量少，含水率低P=95%96%，沉淀性能好，易于分离脱水。易受水温、气温的影响，温度低的话处理效果也低，北方应该在室内建设。(2)曝气生物滤池曝气生物滤池属于生物膜法范畴。 现代曝气生物滤池是基于生物接触氧化技术引进饮用水处理过滤的构想而产生的好氧废水处理技术。 其特点是生物氧化与过滤相结合，在过滤池后部不设沉淀池，通过反冲洗再生实现过滤池的循环运转。 其核心技术采用多孔滤膜作为生物载体，单位体积的生物质量是活性污泥法的数倍，具有处理负荷高、池体积小、占地面积小的特点。生物滤池运行的基本原理如下：预处理污水与硝化滤池的出水混合后，通过滤池的自来水管进入滤池底部，在填充剂层的缺氧区向上流动，而脱氮菌利用给水中的有机物使给水中的NO3-N转化为N2，实现脱氮脱氮，另一方面，SS是一系列复合缺氧区处理的污水进入好氧区，在进一步分解有机物、产生硝化作用的同时，继续清除SS。反应时间短、占地面积少、必要空气量少、节能等水量波动有较大适应性，消化功能强；反冲洗水量多。(3)生物接触氧化池生物接触氧化法是生物膜法的主要设施之一，生物膜法是大型生物处理法的总称，主要是利用附着在固体物质表面生长的微生物(即生物膜)进行有机污水处理的方法。 生物膜是由非常密集的好氧菌、厌氧菌、两性菌、真菌、原生动物、藻类等组成的生态系统，附着的固体介质被称为过滤器和载体。 生物膜从过滤材料中脱出，可分为庆气层、好氧层、附着水层、运动水层。 生物膜首先吸附附着水层的有机物，用好氧层的好氧菌分解，进入厌氧层厌氧分解，流化床冲走老化的生物膜使新生物膜生长，达到净化污水的目的。 老化的生物膜不断脱落，水流入后二次沉淀被沉淀除去。6 .膜处理技术膜分离法是利用特殊膜(离子交换膜、半透膜)的选择性透过性，分离或浓缩溶剂(通常为水)中的溶质或微粒的方法的总称。 溶质通过膜的过程成为透析，溶剂通过膜的过程称为渗透。 下水深度处理常用的膜分离设备有五种。微型过滤器(MF )膜孔径0.15.0m、工作压力300kpa左右. 分离污水中较细的粒子物质(15m )和粗分散相油珠等，作为反渗透设备的前处理使用，除去浮游物质、CODcr、BOD5成分，减轻反渗透的负荷，使运转稳定。超滤器(UF )膜孔径0.010.1m、工作压力150700kpa . 超滤器用于可分离水中微粒物质(10m )和乳化油等的污水深度处理时，作为可除去高分子和胶体物质、病毒和细菌等的反渗透的预处理。纳米滤波器(NF )膜孔径0.0010.01m、操作压力5001000kpa . 纳滤器可以捕获分子质量为200500的有机化合物，主要分离污水中的多价离子和色度粒子，可以去除二次出水中的2/3盐分、4/5硬度和90%以上的溶解有机碳和THM前体。 纳滤供水要求几乎不含浊度，因此只适用于经过砂滤、微滤甚至超滤后预处理的水质。反渗透(RO )膜孔径0.001m，操作压力1.0Mpa。 反渗透不仅可以去除盐类和离子状态的其他物质，还可以去除有机物质、胶体、细菌、病毒。 反渗透对城市二级处理水的脱盐率达到90%以上，水回收率在75%左右，CODcr、BOD5的去除率在85%以上，反渗透对含氮化合物、氯化物、磷的去除性能良好。 为了防止膜堵塞，二次处理水通常采用过滤或活性炭吸附等前处理工艺，为了减少结垢的危险，有时需要除去铁、锰等。流程特性：出水浊度为5NTU，浮游粒子SS的去除率高达99%以上。结构紧凑，占地面积小，模块设计适合各种规模的处理。投资高，膜寿命短，一般为3年。二、工艺流程根据任务设计书和各项技术特点，选择生物膜法的生物接触氧化技术。三、主要构筑物的选择(1)网格捕集废水中粗大污垢的预处理设施。 为了不堵塞水泵和沉淀池的排泥管，使用由平行的金属栅栏构成的金属框架，倾斜地放置在排水流动的通道上，或者放置在泵站集池的入口处，隔断大块浮游或浮游状态的固体污染物。 陷阱效应取决于间隙的宽度和水的性质。根据栅格的栅格间隔大小，栅格可分为三类：粗栅格、中栅格和细栅格。 电网的清扫方法有人工电网、机械电网、水力去除电网3种。 根据栅格结构的特点，可以分为熊式、循环式、弧形、旋转式、鼓式、旋转式、熊式、阶梯式等多种形式。 格栅设备一般用于污水处理供水道和泵站集水池的入口，主要作用是清除污水中的大浮游物和浮游物，减轻后续水处理工艺的处理负荷，保护泵、管道、仪表等。1 .供水管道的计算根据流量Q=45000m3/d=1875m3/h=0.521m3/s，污水流量的合计变化系数为Kz=1.2，因此，设计流量为qmax=54000 m3/d=2250 m3/h=0.625 m3/s，管径=800mm2、网格格栅是隔断水中的大悬浮物