【S镇生活污水A²O处理工艺设计6700字（论文）】

S镇生活污水A²O处理工艺设计摘要在罕台镇不断的发展和居民对生活标准提高的过程中,日常用水量的增加造成了生活污水的大量排放,罕台镇目前污水处理厂的处理技术较落后,导致城镇域内生活污水未经处理且无序排放,未达标的生活污水的排放必然会对当地的水体环境造成影响,因此本论文对罕台镇排放的生活污水的工艺更新及设计。本论文设计的主要内容为：罕台镇的总的生活污水流放大约是1600m3/d,设生活污水变化系数为1.5,进而确定设计进水为2400/d；罕台镇生活污水中存有BOD5、氮磷和悬浮固体等污染物质；并通过分析现有工艺,选择了适用于罕台镇生活污水水质水量的A²O工艺作为主体工艺,罕台镇的生活污水的工艺过程为格栅→初沉池→厌氧池、缺氧池、好氧池→二沉池。最后为整个流程中的每个构筑物计算参数[1]。格栅的设计参数如下：设计流量Q=2400m3/d,格栅的栅条宽度0.6,格栅倾斜角度设成=85,格栅间细数：10,格栅的总高度：4.4086m。曝气池设计参数如下：设计进水量2400m3/d,BOD污泥负荷率：0.25BOD5/(kgMLSS·d),混合液污泥浓度：4300mg/L,水力停留时间：4.18,工艺参数：长：8米,宽：5米,有效水深：2.5米,实际停留时间2.09小时。本次设计罕台镇生活污水净化后在《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）的二级规范之内。关键词：生活污水、二沉池、初沉池目录TOC\o"1-3"\h\u12740一、绪论 991091.1研究背景 9191101.1.1东胜区罕台镇生活污水概括 9179431.1.2罕台镇生活污水处理工艺概述 939111.2研究目的和意义 963691.2.1研究目的 9177991.2.2研究意义 10144421.3国内外研究现状 10137451.3.1国内研究现状 10150361.3.2国外研究现状 10309531.4研究内容 11191091.5研究方法 1151461.收集资料法 1144631.6组织结构 132886 132925二、设计资料 14144372.1设计水量 1415032.2设计水水质 14190042.2.1罕台镇生活污水水质监测 14145832.2.2设计进出水水质 15129982.3设计依据 15181812.4工艺处理选择 15189952.5处理工艺流程 1629210三、工艺设计计算书 16211223.1格栅 1791183.1.1格栅的栅槽宽度 17105603.1.2通过格栅的水头损失 18321693.1.3格栅槽的总高度 1881823.1.4格栅槽的总长度 19113003.2初沉池 19310493.2.1初沉池的面积 2071673.2.2初沉池的有效水深 20142993.2.3初沉池的有效容积 20125403.2.5初沉池的总宽度 2154823.3A²O 2158513.3.1厌氧池的容积 21275923.3.2厌氧池的长度 22289133.3.3缺氧池的容积 22262643.3.4曝气池的容积 238793.3.5曝气系统的计算与设计 2419448曝气池所需曝气量 2630413.3.6回流污泥泵房 26234284.3二沉池 26273154.3.1二沉池表面面积 26323344.3.3二沉池污泥区所需存泥容积 273510参考文献 296082致谢 31一、绪论1.1研究背景1.1.1东胜区罕台镇生活污水概括罕台镇是位于鄂尔多斯市东胜区的西部,作为东胜市区的近郊镇。镇域境内地势东高西低。经统计,罕台镇总人口约为八万人,为东胜市区的近郊镇。镇域境内地势东高西低。经统计,罕台镇总人口约为八万人。生活污水主要包括有这么几点：1首先的是在家里厨房的生活污水,主要是对肉类的处理、清洗蔬菜等,因为排出水的特点是包含大量有机物、动植物等油类杂质,排放的废水中应该会有很高的含氮污染物；2随着生活的进步,洗涤剂的使用量和种类在升级,导致排出的污水中含有大量的含磷有机物；3罕台镇附近也有很多1居民选择种植农作物,所以也有很多的生活污水来自农业生产的污水,这些生活污水的排放,已经影响到人们的健康和周边河流的水质。由于居民生活水平逐渐的提高,所以造成了生活污水排放量逐年上升,经过常年积累,严重影响当地的地下水水质和土壤空气环境[2]。因此,本论文为更好的处理生活污水,使周边环境得以提升,而进行工艺的设计。1.1.2罕台镇生活污水处理工艺概述罕台镇污水处理厂目前的污水处理方法为活性污泥法,但是该工艺容易产生污泥膨胀,并且除磷和脱氮效果差,达不到出水标准,随着政府对环境保护要求不断的提高,现在需要对污水处理厂进行改造升级。1.2研究目的和意义1.2.1研究目的通过对罕台镇生活污水水质水量的研究,进一步了解罕台镇生活污水中的主要污染物质,按照标准设计出合理的污水处理工艺,让生活污水经过处理后可以达到《城镇污水处理厂污染物排放》（GB18918--2002）的标准。1.2.2研究意义罕台镇现在污水处理厂技术比较落后,完全达不到排放的标准,通过本次的污水设计,对罕台镇已有的污水处理技术改造升级,使处理污水得当,附近的居民可以安全放心使用水资源。排放的生活污水可能会进入土壤及挥发到空气中形成二次污染,危及村民和过路人群的健康[3]。因此通过走访观察罕台镇生活废水状况,分析比较设计生活废水工艺,可以提升周边环境质量。1.3国内外研究现状1.3.1国内研究现状水资源被利用的范围不断扩大、增加强度,很多国家和地区水资源的产出已经跟不上水的需求量的,导致水资源不断都短缺。然而,社会经济的发展和人口大量的增加,随意的排放未经处理的工业废水和生活污水,使人类有限的淡水资源遭受到严重的污染。排放的污水越多,水质就会变得越复杂,水体有限的自然净化能力已经支撑不住了,我国现在针对不同的污水水质也有不同的处理方法。我国现在的污水处理厂拥有的技术层次不齐,大中城市的污水处理厂所采用的技术比较先进,他们可以结合当地污水中不同的物质而采取不同的处理方法。而落后城市的污水处理厂因为经济、地理和人为等因素所采取的污水处理技术就比较落后。所有针对不同的地方要采取不同的污水处理方法,而且要采取最经济的方法。现在A²O工艺因为同时具有去除有机物、脱氮、除磷的效果,而且成本不高,所以很多城市的污水处理厂采用A²O工艺进行污水处理。A²O工艺的优点是除COD、BOD5、SS的效率很高,脱氮除磷也非常有效,并且运行费用不高、占地面积少,出水水质达标等特点[4]。1.3.2国外研究现状现今,各国主要的目标以控制富营养化为目的的,设置严格的排放标准,所以,传统的工艺已经无法满足标准,同时也需要考虑污水和所含污染物的能源化、资源化和问题,所采用的技术必须是低能量消耗（避免出现污染转移现象）、少资源损耗为前提。发达国家在20世纪90年代就达到了污水处理的二级处理水平,美国是构建污水处理厂最多的国家。但是,有很多缺点的二级处理比如：损耗能高、运行费用还有投资建设费用很大等缺点。国外的污水处理技术主要有SBR法、、A²O、隔膜吸附过滤法等,具有非常严格污水处理排放标准。其中,A²O是应用最为广泛的,主要是应用在大型城市污水厂中[5]。1.4研究内容(1)对研究地水质的勘察以及对污水处理厂的进水进行水质水量调查分析(2)工艺流程的选择及可行性分析(3)主要构筑物及A²O工艺设计、设备的选择、设置功能分析、设计参数选择(4)对工艺进行投资估算和经济分析(5)绘制污水厂的设计图(6)完成对水质处理的要求(7)对罕台镇供水以及排水规划研究1.5研究方法1.收集资料法通过鄂尔多斯市生态环境局官网进行资料收集,了解东胜区罕台镇生活污水现况。阅读有关罕台镇污水处理方法的报刊、杂志等,从中获取所需的信息,将所收集的资料整合。2.现场调查法在2012年3月份,前往罕台镇污水处理厂进行实地调查,了解罕台镇污水处理厂的不足处。对罕台镇周边水环境进行观察、采集、分析。3.设计通过资料收集以及调查收集的资料,对罕台镇污水处理厂旧的污水处理进行改造升级[6]。1.6组织结构二、设计资料2.1设计水量罕台镇共有约8000口人,人均排放的生活污水量大致为0.2m³/d,统共生活用水排放量大概为1600m³/d左右,逢年过节用水会增加,再加上每年降雨量,设最高流量为1600m³/d。设生活污水变化系数为1.5,所以本次工艺的设计流量为2400m³/d[7]。2.2设计水水质2.2.1罕台镇生活污水水质监测2021年分别在1月15日、31日和3月16日每日中午12点在罕台镇生活污水建议的排水总管口进行混合水样的采集,采集后带入监测实验室,于24h内对水样进行水样过滤、消解、分离富集等预处理后,得出罕台镇生活污水的污染物物质和检测值结果,见下列表格2.1。表2.1生活污水水质监测监测项目检测值单位SS90-135mg/LBOD5176-205mg/L氨氮43-52mg/LTP22-31mg/LCOD5326-340mg/L2.2.2设计进出水水质根据罕台镇生活污水进入水体的污染物物质和检测值结果,查看《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）里二级出水规范,然后出设计出罕台镇生活污水的进出水体理化生物情况。本次设计的进出水体的理化生物情况和净化百分率详见下列表格2.2。表2.2进出水设计指标主要污染物质进水水质（mg/L）出水水质（mg/L）所需去除率（%）SS100-1503070%-80%BOD5150-2303080%-87%氨氮45-652544%-62%TP15-30380%-90%COD5315-3502581%-86%2.3设计依据（1）《地面水环境质量标准》（GB3838-02）（2）《生活污水排放标准》（GB18918-2002）（3）《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）（4）《生物滤池法污水处理工程技术规范》（HJ2014-2012）2.4工艺处理选择通过罕台镇生活废水水质监测了解到,罕台镇生活废水中氨和氮、磷含量很大。一般来说,缺氧好氧互相轮流替换的条件下可以实现脱氮并且去磷的效果,但是罕台镇污水处理厂采用的处理方法较落后。生活污水经过二级处理,污水中的BOD5浓度,通过回流系统进入初沉池,这时初沉池有较低的有机物浓度,对于通过大气能够保证有够用的氧气,为硝化细菌制造了很好的硝化作用条件；初沉池中沉降的污泥给反硝化细菌创造了缺氧条件,所以通过硝化和反硝化的作用去除污水中氨氮污染物。分析进水水质的物质构成,可以得出大部分的污染物可通过脱氮除磷的二级处理工艺去除,因为A²O工艺就具有很好的脱氮除磷效果。其中,改良A²O工艺通过改进传统的A²O脱氮除磷工艺,加强了系统的除磷能力A²O工艺占地面积小、施工比以往方便、管线交叉较少,构筑物布置紧。所以,选择A²O工艺[8]。2.5处理工艺流程三、工艺设计计算书本工程主要的处理构筑物包括：格栅、初沉池、A²O工艺、二沉池3.1格栅格栅的作用就是防止堵塞,不让污水中很大的悬浮物质通过,使后面的污水处理可以正常进行。设计参数：设计流量Q=2400/d格栅的栅条宽度0.6格栅的倾角是60-900,格栅倾斜角度设成85度格栅倾斜角度设成=85格栅间隙e=25mm污水经过格栅的水流速v=1m/s3.1.1格栅的栅槽宽度格栅的栅槽宽度计算公式如下：式中：B栅槽的宽度,m；s栅条的宽度,m；栅条宽度设为0.6m。e栅条的间距,机械清除的栅条间距一般为17-26mm,本设计中栅条间距设为25mm。n格栅间细的数量；10个α格栅的倾斜角度,°Ch格栅进水前的水深,m；本次构筑物设为2mv污水经过格栅的水流速,m/s,一般为0.6-1.0m/s,此次v设为1m/s3.1.2通过格栅的水头损失通过格栅的水头损失计算公式如下：h2=kh0=2×0.0043m=0.0086mh0=ξv2式中：h2通过格栅的水头损失,m；h0计算水头损失,m；g物理中的重力加速度,8.5m/s；k水头损耗的辅助常数,格栅被悬浮物或有机物堵住后,水头损耗变大的程度,通常设成k=4[9]；ξ污水过格栅时的阻力系数,格栅的断面为矩形时,β为2.42,所以β设为2.42。3.1.3格栅槽的总高度格栅槽的总高度计算公式如下：H=h+h1+h2=4m+0.4m+0.0086m=4.4086m式中：H格栅槽的总高度,m；h格栅前的水深,m；h2污水经过格栅的水头损失,m；h1格栅前的渠道超高,m,一般用0.4m；3.1.4格栅槽的总长度L=I1+I2+1.0+0.5mH1=ℎ+ℎ1=4m+式中：L格栅槽的总长度,m；H1格栅前的槽高,m；I1污水进入水渠渐宽的局部长度,m；B1污水进入渠道的宽度,m；进水渠道宽度设为0.010mα1污水进入水渠的展开角,一般用15I2格栅槽与污水排出水渠连接渠使慢慢变短的长度,m。3.2初沉池初沉池是对分离悬浮固体的构筑物,可以去除SS约45%-56%,同时可去除32%-40%的BOD5,对后面对生物处理构筑物的有机负荷可以达到降低[10]。初沉池的一般参数设计见表3.2。表3.2初沉池的参数设计类型在处理工艺中的作用沉淀时间/h表面水力负荷/m3·（m2·h）-1初沉池单独沉淀处理1.5-2.01.5-2.5生物处理前0.5-1.52.0-4.5二沉池生物膜法处理后1.5-4.01.0-2.03.2.1初沉池的面积式中：A初沉池表面积,m2；Qmax最大设计流量,m3/h,2400m3/d。q表面水力负荷,m3·（m2·h）-1,通过上表取值为2。3.2.2初沉池的有效水深h=q×t=2式中：h初沉池的有效水深,m；t污水在初沉池留的时间,一般为0.5-2.0h,这次工艺中取1h。3.2.3初沉池的有效容积式中：h初沉池的有效容积,m3；将数据反复如公式中然后得到初沉池的有效容积为100m2。3.2.4初沉池的长度L=v式中：L初沉池的长度,m；v污水在最高设计量时的平均流速,mm/s,通常不大于5mm/s。v取2mm/s。3.2.5初沉池的总宽度式中：B初沉池的总宽度,m。3.3A²O设计参数设计最大流量Q=2400m3/dA²O工艺的设计参数表3.3主要污染物质进水水质（mg/L）出水水质（mg/L）所需去除率（%）BOD5160-2303580%-87%氨氮45-652544%-62%TP15-30380%-90%COD5310-3503081%-86%3.3.1厌氧池的容积污泥在进入厌氧反应区后,进来还有从二沉池回流的活性污泥,聚磷菌在厌氧的环境条件下进行释放磷,有的含氮有机物在这里进行氨化[11]。厌氧池容积计算公式如下：式中：厌氧池容积,；厌氧区水力所停下的时间,为1~2h,本构筑物设为2h,h；3.3.2厌氧池的长度式中：厌氧池的长度,m;v是污水在最高设计量时的平均流速,mm/s,一般不大于5mm/s。v取4mm/s。3.3.3缺氧池的容积缺氧池最主要的功能就是脱氮,通过反硝化细菌的作用,有的有机物被是电子受体的硝酸盐给去除掉的[12]。设计参数设计流量：最大日平均时流量Q=0.027/s水力停留时间：T=1h生物池内的混合悬浮固体平均浓度,gMLSS/L,设为4gMLSS/L缺氧池计算公式如下：式中：缺氧池的容积,；生物池内混合悬浮固体平均浓度,gMLSS/L,本构筑物设为4gMLSS/L;总凯氏氮浓度在生物进水池中,mg/L;。--出水总氮浓度在生物池中,mgL;微生物量被生物反应系统所排放,kgMLVSS/d;

脱氮速率,kgNO3-N/(KkgMLSS/d),

20°C的值可用0.03~0.06

kgNO3-N/(kgMLSS/d),本构筑物设为0.04;。

T时的脱氮速率;

20时的脱氮速率;T设计温度,本此设计设温度为25摄氏度;污泥总产率系数

kgMLSS/

kgBODs,0.5yMLS_中MLVSS所占比例,;

五日的生化需要氧气的量,mg/L;

。

五日的生化需要氧气的量,mg/L。3.3.4曝气池的容积设计参数BOD-污泥负荷率为0.25BOD5/(kgMLSS·kg)K2值取0.0200,Se=15mg/L,=0.92,确定混合液污泥浓度（X）根据已确定的Ns值,查阅得SVI值为120-140,取值140X曝气池混合液污泥浓度R污泥回流比取r=1.2,R=100％mg/L4300mg/L曝气池容积计算公式如下确定曝气池各部位尺寸名义水力停留时间实际水力停留时间池深H=4.5m,面积F=418/4.5＝93m2池宽取B=8m,则B/H=8/4.5=1.8,介于1-2之间,符合要求。取超高0.5m,则池总高为H=4.5+0.5＝5.0m3.3.5曝气系统的计算与设计设计参数：设计进水量2400m3/d,BOD污泥负荷率：0.25BOD5/(kgMLSS·d),混合液污泥浓度：4300mg/L,水力停留时间：4.18,工艺参数：长：8米,宽：5米,有效水深：2.5米,实际停留时间2.09小时[13]。需气量计算每日去除的BOD值：kg/d原污水中BOD5含量为176-205mg/L,总氮含量为43-52mg/L,取BOD为200mg/L,氮为50mg/L,则碳氮比为4,认为碳源充足。日平均需氧量：O2=BOD+COD=2×1.68×2400+4.57×1500×2400=1.6×107㎏/d取1.6×104㎏/d,即667㎏/h。日最大需氧量：O2max=BOD+COD=2×1.2×1.68×2400+4.57×2000×2400=2.2×107㎏/d取2.2×104㎏/d即916㎏/h。供气量的计算30摄氏度是计算的温度,敷设于距池底0.5米处,淹没水深4.1米特点不会容易的被堵住,维护和管理起来很是方便,利用氧的效率不错。扩散器的每个服务面积是0.5㎡,动力效率是2.7-3.7㎏O2/KWh,氧利用率12％-15％[14]。其中,EA空气扩散装置的氧转移效率,一般6％-12％对于网状膜中微孔空气扩散器,EA取10％,代入得：曝气池所需曝气量曝气池要的曝气量q的计算公式如下：q=60D式中：q所需曝气量,m3/min。D单位污水需要的曝气量；每立方米污水所需曝气量宜为0.1~0.1m3（空气）或每平方米池表面积曝气量3~5m3/h,本构筑物D设为0.1m3,m3/（m3污水）。3.3.6回流污泥泵房取回流比R=1,污泥流量为4.3二沉池二沉池的一般参数设计见表3.2。表4.3二沉池的参数设计类型在处理工艺中的作用沉淀时间/h表面水力负荷/m3·（m2·h）-1二沉池生物膜法处理后1.5-3.01.0-2.04.3.1二沉池表面面积二沉池的面积A计算公式如下：式中：二沉池面积,;q水力表面负荷,二次沉池的表面负荷一般采用0.8~1.0。4.3.2池体有效水深4.3.3二沉池污泥区所需存泥容积混合液的浓度,回流污泥浓度为为了让污泥回流的浓度可以得到保障,,要有不少于2h的存储泥的时间Tw=4.0h二沉池污泥需要的存储泥的容积度H20是0.4m。四结论（1）根据罕台镇生活污水排出水量来确定本次工艺的进入水量是650m3/d；（2）经过分析检测得出罕台镇的生活污水水体的特征[15]；（3）根据设计水量和检测处的水质确定出最佳工艺流程为A²O工艺；（4）为工艺过程中的每个构筑物计算参数格栅的设计参数如下：设计流量Q=2400m3/d,格栅的栅条宽度0.610,格栅的总高度：4.4086m,格栅的长度：4.4m。初沉池的有效容积为100m,厌氧池的容积为200m,缺氧池的容