日处理3万立方米生活污水生物接触氧化法工艺设计(共16页)

1、精选优质文档-倾情为你奉上 日处理3万立方米生活污水生物接触氧化法工艺设计摘 要水污染问题是我国最大的环境问题之一，水处理的发展对我国能否实现可持续发展起着举足轻重的作用。尤其是水资源的过度开发和不合理利用，导致水污染日益严重。因此，高效、合理、经济的污水处理工艺是解决这些问题的关键。本设计是某区30000m3/d生活污水处理厂的初步设计。根据城市所处的地理位置和污水厂的规模，并结合脱氮除磷的要求，城市污水处理厂设计采用生物接触氧化工艺。生物接触氧化是采用生物膜水处理废水的一种方法,是以附着在载体（填料）上的生物膜，净化有机废水的一种高效水处理工艺。所选的生物接触氧化工艺具有工艺稳定性高，处理

2、构筑物少，流程简化，节省投资等优点。通过此工艺的处理，出水水质将达到国家城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）中的一级B标准。关键词：生物接触氧化 污水处理厂 工艺流程 目录1 绪论1.1生活污水的概况 1.1.1生活污水的来源及组成 在人们的生活和生产活动中，每天都在使用和接触着水。在这一过程中，水受到人类活动的影响，其物理性质与化学性质发生了变化，就变成了污染过的水，简称污水。污水主要包括生活污水和工业废水。1.生活污水生活污水是人们日常生活中排出的水。它是从住户、公共设施（饭店、宾馆、影剧院、体育馆、机关、学校、商店等）和工厂的厨房、卫生间、浴室及洗衣房等生活设施中排出

3、的水。2.工业废水工业废水是从工业生产过程中排出的水，它来自工厂的生产车间与厂矿。由于各种工业生产的工艺、原材料、使用设备的用水条件等等不同，工业废水的性质千差万别。 1.1.2 生活污水的主要污染物及其危害1.主要污染物：城市生活污水包括生活污水和工业废水。 生活污水中通常含有泥沙、油脂、皂液、果核、纸屑和食物屑、病菌、杂物和粪尿等。这些物质按其化学性质来分，可以分为无机物和有机物，通常无机物为40%，有机物为60%，按其物理性质来分可分为不溶性物质、胶体物质、和溶解性物质。相比较于工业废水生活污水的水质一般比较稳定浓度较低，也较容易通过生物化学方法进行处理。相比较于生活污水，工业废水水质水

4、量差异大，通常具有浓度大、毒性大等的性质，不易通过一种通用的技术或工艺来治理，往往要求其在排出前在厂内处理到一定的程度。正是由于城市污水是一种混合水，各座城市之间的城市污水的水质存在一定的差异，主要决定于工业废水所占比例的影响，也受到城市规模、居民生活习惯气候条件及下水道系统形式的影响。2. 危害：没有处理过的生活污水排入天然的水体会对天然水体造成水体污染。我国随着改革开放，经济发展十分迅速，城市规模也急剧扩大，城镇生活污水排放量也翻了好多翻，因此生活污水对天然水体的污染也越来越严重。生活污水的主要污染物为CODcr、SS、动植物油、NH3-N、大肠杆菌等。若不经处理就排放极易引起周围人畜感染

5、伤寒、副伤寒、疟疾、痢疾、胃肠炎和霍乱等肠道传染病及寄生虫病。喝了被污染的水体或吃了在水污染的水环境中长大的食物对身体的健康带来很大的危害。并且污染严重的水体中的生物也可能死亡，人吃了有毒的水产食物身体积累毒素，长期积累会诱发癌症，甚至死亡。 1.1.3生活污水的处理特点生活污水处理的主要特点是可生化性好,氮、磷含量高,处理的方法主要以生化法为主。1.2生活污水处理工艺综述随着城市化进程的加快，城市内所排的生活污水造成的污染日趋严重。其特点是水量小、分布广、收集难度大，不能就近纳入城市污水处理系统。根据国家有关的环保法规，生活污水必须就地处理达标后才能向就近水体排放，因此，各种小型生活污水处理

6、站应运而生。小区生活污水处理工艺是在传统的城市污水处理工艺的基础上发展起来的。常规城市污水处理工艺主要有：SBR法污水处理工艺、CASS法污水处理工艺、A/O法、曝气生物滤池、MBR法、生物接触氧化法等污水处理工艺。1、SBR法污水处理工艺SBR法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。与传统污水处理工艺不同， SBR技术采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式，非稳定生化反应替代稳态生化反应，静置理想沉淀替代传统的动态沉淀。它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作，SBR技术的核心是SBR反应池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉

7、等功能于一池，无污泥回流系统。 2、CASS法污水处理工艺CASS是在SBR的基础上发展起来的，即在SBR池内进水端增加了一个生物选择器，实现了连续进水(沉淀期、排水期仍连续进水)，间歇排水。设置生物选择器的主要目的是使系统选择出絮凝性细菌，其容积约占整个池子的10%。生物选择器的工艺过程遵循活性污泥的基质积累再生理论，使活性污泥在选择器中经历一个高负荷的吸附阶段(基质积累)，随后在主反应区经历一个较低负荷的基质降解阶段，以完成整个基质降解的全过程和污泥再生。 3、A/O法 A/O工艺是由缺氧池和好氧池串联而成，作用是去除有机物的同时得到良好的脱氮效果。A/O又称前置反硝化，最显著的工艺特征是

8、将脱氮池设置在除碳过程的前面，先将废水引入缺氧池，回流污泥中的反硝化菌利用原污水中的有机物作为碳源，将回流混合液中的大量硝态氮还原成氮气，从而达到脱氮的目的。然后进入后续的好氧池，O段后设沉淀池，部分沉淀污泥回流A段，以保证A段有足够的硝酸盐。 4、曝气生物滤池 曝气生物滤池是一种先进的污水生物处理工艺，曝气生物滤池中填装改性陶粒滤料，滤料表面上生长着大量的细菌，运行一段时间后形成一定的生物膜。曝气生物滤池在降解有机污染物的过程中由于同化作用，在滤料表面生长大量新的细菌体，使生物膜变厚。同时由于截留部分悬浮物，滤池的水头损失增加。当水头损失达到一定的范围内，应对其进行反冲洗，将老化的生物膜反洗

9、出来，反冲洗排水流入调节池重新处理。 5、MBR法污水处理工艺 MBR又称膜生物反应器,是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术。膜的种类繁多,按分离机理进行分类,有反应膜、离子交换膜、渗透膜等；按膜的性质分类,有天然膜(生物膜)和合成膜(有机膜和无机膜) ;按膜的结构型式分类，有平板型、管型、螺旋型及中空纤维型等。 6、生物接触氧化法 生物接触氧化法是在生物滤池的基础上，通过接触曝气形式改良、演变出的一种生物膜处理技术。它具备生物膜法的基本特点，既可利用附着在填料表面上的微生物群体对水中的污染物进行吸附、氧化，以达到去除污染物的目的，又与其它生物膜法有所区别:(1)反应器内的填

10、料全部浸没在废水中，以供微生物栖息生长，故又称淹没滤床反应器；(2)供氧方式与强度不同，采用机械设备向废水中充氧，不同于生物滤池靠自然通风供氧，氧气的传质速率高，提高生物降解效率。生物膜法在我国城市污水处理中应用的前景是十分广阔的，将会与活性污泥法一样成为城市污水处理厂的主要工艺。我国城市污水处理厂现仅160座，污水处理率也仅为10%，需要建设大量的城市污水处理厂，但我国城市建设资金远不能满足这方面的需求。解决资金的途径，一条是拓宽资金来源；另一条是采用新的技术降低工程造价节约资金。上述两生物膜法工艺显然是可以较大幅度降低工程造价的新技术，因而也正是城市污水处理所需要的技术。城市饮用水水源为微

11、污染水源，原水受到生活性有机污染，水中总氮、总磷、氨氮、亚硝酸盐氮、生化需氧量、高锰酸钾指数等均有不同程度的超标。对各常规给水处理工艺流程的常规项目测定分析表明，浊度的去除主要是靠常规处理工艺，而对氨氮、亚硝酸盐氮和生化需氧量的去除必须靠生物作用才能获得满意效果。为满足日益提高的出水水质标准，在常规处理工艺上增加生物预处理工艺是无疑是提高水质的最佳选择。用于市政给水处理中生物预处理工艺主要有：生物过滤反应器、生物滤塔、生物接触氧化反应器、生物转盘反应器、生物流化床以及土地处理系统等。其中以生物过滤反应器中的生物陶粒滤池与生物接触氧化反应器最为常用。前者有一定的机械过滤能力适合处理较低浓度或低温

12、原水，后者则因为填料空隙率大，不易堵塞，适合处理较高浓度的微污染原水。国内采用生物接触氧化池对滦河以及黄河水处理后表明该法对多项主要水质指标均有良好去除效果，高锰酸钾指数去除率为10-25，氨氮去除率为40-70，藻类去除率为1530。在臭氧生物活性炭吸附工艺这一生物膜法处理工艺中，颗粒活性炭是微生物生长的载体。活性炭表面及微孔形成的微生物膜通过生物降解作用，可进一步降解在活性炭表面及微孔富集的有机物，从而降低了活性炭的吸附饱和度，延长了其使用寿命。70年代中期，德国对臭氧生物活性炭吸附工艺的研究发现，与单纯的活性炭吸附比较，活性炭的再生周期延长46倍。其后，欧洲的许多现代化水厂逐步推广使用了

13、臭氧生物活性炭吸附对微污染水源的深度净化工艺。在“八五”、“九五”国家科技攻关计划中，“饮用水微污染净化技术”作为专题进行研究，并将取得的重要成果中的生物预处理技术成果成功运用于工程实践。其中位于深圳水库库尾，设计处理规模400万m3d的广东省东深源水生物硝化工程是国内目前规模最大的采用生物接触氧化法的预处理工程。源水经沉砂区、粗、细隔栅后，进入采用YDT弹性立体填料的生物处理池，水力停留时间55min.填料接触时间40min.，气水比1：1。自1998年12月试运行以来，通过工艺启动过程的自然接种，培养驯化，使填料挂膜，形成系统的生物硝化能力，并使氨氮去除率和硝酸盐氮生成率趋于稳定。1.3论

14、文的目的及内容目前，我国城市污水处理率较低。据统计1998年和1999年46个重点城市污水处理率分别为20.3%和26.7%，其他城市污水处理率更低。根据中国环境保护远景目标纲要的要求，到2010年全国的污水平均处理率为:设市城市和建制镇不小于50%，设市城市不小于60%，重点城市不小于70%。我国城市污水处理率与国际相比较低，其主要原因是我国的城市污水处理厂建设滞后。美国平均一每万人拥有座污水处理厂，法国和瑞典每5000人拥有一座污水处理厂，英国和德国每7000至8000人拥有一座污水处理厂，我国城市每150万人拥有一座污水处理厂。因此在今后建设大批的污水处理厂将是必然的趋势。但很多地区由于

15、经济的局限性,虽能建得起污水处理厂，但却无法长期运营。因此要找到一项即能建得起，又能运营得起的工艺至关重要。所以通过本次30000m3/d城市生活污水处理厂的研究来寻找出一个一个及运营方便又十分有效经济的设计方案来满足现在的城市对污水处理厂的需求2.生物膜法处理污水净化技术2.1生物处理技术简介污水生物处理技术主要是利用微生物的吸附降解等作用，净化污水的处理技术。包括好氧处理技术和厌氧处理技术：好氧处理包括：（氧化塘），工艺等。厌氧处理包括：、和，以及和IC等。2.2生物膜法处理污水机理生物膜法是利用附着生长于某些固体物表面的微生物（即生物膜）进行有机的方法。生物膜是由高度密集的好氧菌、厌氧菌

16、、兼性菌、真菌、原生动物以及藻类等组成的生态系统，其附着的固体介质称为滤料或。生物膜自滤料向外可分为厌气层、好气层、附着水层、运动水层。生物膜法的原理是，生物膜首先吸附附着水层，由好气层的好气菌将其分解，再进入厌气层进行厌气分解，流动水层则将老化的生物膜冲掉以生长新的生物膜，如此往复以达到净化污水的目的。2.3生物膜法的特征（1） 对水量、水质、水温变动适应性强。（2）处理效果好并具良好硝化功能。（3）污泥量小（约为活性污泥法的3/4）且易于固液分离。（4）动力费用省。2.4生物接触氧化法简介是从生物膜法派生出来的一种废水生物处理法，即在内装填一定数量的填料，利用栖附在填料上的生物膜和充分供应

17、的氧气，通过生物氧化作用，将废水中的有机物氧化分解，达到净化目的。3 设计计算3.1 设计进入水质及出水标准该污水处理厂处理的污水包括生活污水和工业污水，其中工业污水大部分是可生化的有机废水。设计进水水质为：BOD5=270mg/L、COD=450mg/L、SS =340mg/L、NH3-N=36mg/L、TP=4mg/L、pH=7.0-7.5、最低水温14、最高水温24。 出水水质标准：城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-2002 一级B3.2设计原则原则： 1认真贯彻国家关于环境保护工作的方针和政策,符合国家的有关法律、规范、标准。 2采用适合本地区条件的技术，选用高效节能的废水处

18、理工艺，并充分利用废水厂厂址地形,因地制宜地采用现代化技术,提高管理水平，做到投资省、运行费低、技术可靠、运行稳定。 3妥善处理、处置废水处理过程中产生的栅渣、污泥，避免二次污染。 4选择国内或国外先进、可靠、高效,运行管理方便,维修简便的排水专用设备和控制系统。 5适当考虑周围地区的发展状况,在设计上留有余地。 6合理利用水资源,考虑废水回用,充分发挥项目的社会、经济和环境效益。3.3污水处理的工艺选择 3.3.1水质特点 3.3.2工艺介绍1. 格栅：是由一组平行的栅条制成的金属框架，斜置在废水流经的上，或集水池的进口处，用以截阻大块的呈或状态的固体，以免堵塞和的。截留效果取决于缝隙宽度和

19、水的性质。 沉砂池：污水在迁移、流动和汇集过程中不可避免会混入泥砂。污水中的砂如果不预先沉降分离去除，则会影响后续处理设备的运行。最主要的是磨损机泵、堵塞管网，干扰甚至破坏生化处理工艺过程。沉砂池主要用于去除污水中粒径大于0.2mm，密度大于2.65t/立方米的砂粒，以保护管道、阀门等设施免受磨损和阻塞。其工作原理是以重力分离为基础，故应控制沉砂池的进水流速，使得比重大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒能够随水流带走。沉砂池主要有平流沉砂池、曝气沉砂池、旋流沉砂池等。现代设计的主要有旋流沉砂池。3.4工艺流程设计 3.4.1 细格栅 3.4.4.1设计参数栅前水深h过栅流速v格栅安装角度a 栅条间

20、隙b总变化系数0.50.9600.0151.3 3.4.4.2格栅尺寸（1）栅条间隙数n：n=/=115.4取n=116式中：最大设计力量，m3/s;=30000m3/d=0.45m3/s； b栅条间隙，m；b=0.015mm； h栅前水深，m；h=0.5m； v污水流经格栅的速度，v=0.9m/s； 格栅安装倾角，=60°； 格栅的间隙数量n确定以后，则框架内栅条数目为n-1。（2） 格栅槽总宽度B：B=S(n-1)+=2.89m式中：B格栅槽宽度，m； S栅条宽度，m；S=0.01m。(3) 过栅水头损失h2：h2=k·h0=0.15mh0=·v2·

21、sin/2g=0.065m式中：h2过栅水头损失，m； h0计算水头损失，m； g重力加速度，取g=9.81m/s2； k系数，格栅受污物堵塞后，水头损失倍数增加，一般取k=3； 阻力系数，=()4/3,=2.42；得=2.42。 通过格栅的水头损失一般为0.08-0.15m。（4） 栅后槽的总高度H：H=h+h1+h2=0.5+0.3+0.15=0.95m式中：h1格栅前渠道超高，一般取h1=0.3m。（5） 进水渠道渐宽部分的长度L1： 进水渠道宽，其渐宽部分展开角度=20L1=（B-B1）/2tan1=2.59m(6)格栅的总长度L：L=L1+L2+0.5m+1.0m+H1/tan=2.

22、5+1.295+0.5+1.0+0.7/1.732=5.6m式中：L2格栅槽与出水渠道连接处的渐窄部位的长度，一般为 L2=1.295L1； H1格栅前槽高，0.7m;(7)每日栅渣量W：式中：W每日栅渣量，m3/d; W1单位体积污泥栅渣量，m3/(103m3污水)，一般取0.1-0.01，细格栅取大值，粗格栅取小值。所以格栅应采用机械清渣3.4.4 沉砂池 3.4.4.1设计参数（1）、污水在池内的最大流速为0.3，最小流速应不小于0.15. （2）、最高时流量时，污水在池内停留时间不应小于30. （3）、有效水深不应大于1.2，每个宽度不宜小于0.6. （4）、池底坡度一般为：0.010

23、.02。 3.4.4.2 平流式沉砂池设计计算（1） 、沉砂部分的长度L： L=6式中：L 沉砂池沉砂部分长度， v 最大设计流量的流速，取0.15； t最大设计流量的停留时间，取40（2） 、水流断面面积A =3式中：A水流断面面积， 最大设计流量，取0.0625.（3） 、池总宽度b： b=3式中;b池总宽度,； 设计有效水深，取1.0。 （4） 、贮砂斗所需面积V： V=1.79式中：V 沉砂斗容积，； T 排沙时间的间隔，取2； X污水沉砂量，取0.03.（5） 、贮砂斗部分尺寸计算： 设贮砂斗底宽=0.5，倾角为60，贮砂斗上口宽为 =1.25贮砂斗的容积=0.52式中：贮砂斗高度，

24、取0.65； 贮砂斗的下口和上口面积，分别取。（6） 、贮砂室高度：用重力排沙，坡度为： （7） 、池总高度H: H=1.905式中：超高，取0.3。（8）、核算最小流速式中：最小流速时工作的沉砂池个数，取1； 设计最小流量； 最小流量沉砂池的过水断面面积，。 平流沉砂池可采用重力排沙和机械排沙. 3.4.5 水解酸化池 3.4.5.1设计参数（1）表面负荷：； （2）停留时间：；（3）池子长宽比：。 3.5.2 池体计算水解酸化池5采用底部均匀布水，布水口服务面积：，v=0.4m/s1.5m/s，出水堰间距：2m3m，排泥速率大于0.7m/s，排泥时间大于10min:，排泥管直径：100mm

25、200mm，出水采用池顶部平行出水堰汇集出水。设停留时间t=4h，h=3.5m，则表面负荷q式中：最大设计流量，； 表面负荷，一般为，符合要求。（1）池表面积为A（2）设计池高：设池宽B=20m则池长L 取52m。则酸化水解池的尺寸为。 3.4.6生物接触氧化池 3.4.6.1设计参数1、为保证布水布气均匀,接触氧化池的单格面积一般不大于25。2、可生化性较低的废水，BOD负荷为0.81.2kgBOD5/m3·d；4、通过填料后，出水中溶解氧浓度在23mg/L之间；构造层在0.61.2m之间，填料层在2.53.5m之间，稳水层在0.40.5m之间，超高大于或等于0.5m，有效水深35

26、m；5、进水导流槽宽度大于或等于0.8m，用导流墙分隔，其下缘至填料底部距离0.30.5m，至池底距离大于或等于0.4m；6、进水BOD浓度应控制在150300mg/L之间；7、池长一般小于或等于10m，长宽比为；8、生物接触氧化池的个数或分格数大于或等于2个，并按同时工作设计；9、氧化池填料高度：3.03.5m之间，底部布气厚度：0.60.7m，顶部稳定水层：0.50.6m，池的总高约在4.55.0m之间，排泥所需的静水头大于或等于1.2米；3.4.6.2池体计算有效容积V式中： 平构造层：0.61.2m，填料层：2.53.5m，稳水层：0.40.5m均日废水量，；进水的浓度；出水的浓度；容积负荷，500时可用，取。氧化池总面积F式中 填料总高度H：一般取。氧化池格数n 取50格式中：每格氧化池面积f，采用。氧化池平面尺寸采用校核接触时间t，符合的要求氧化池总高度式中：保护高：0.50.6；填料上水深：0.40.5；填料层间隙高：0.10.3；配水区高：不进检修者为0.5，进入检修者为1.5；填料层数：取3。污水实际的停留时间：，符合要求。填料总体积V填料为有效容积的，选用直径为25mm的蜂窝型玻璃钢填料，5.、供气