某城市污水处理工程初步设计 12页

'"M必炭z垄唸水污染处理技术课程设计题目:某城市污水处理工程初步设计教学院:环境科学与工程专业名称:环境监测与治理技术学号：学生姓名：指导教师：2015年5月 第一部分设计说明21设计资料22确定处理流程43选择处理构筑物型式8第二部分构筑物简图94沉砂池结构简图及说明95二沉池结构简图及说明10第一部分设计说明一.设计资料1.1气象及水文资料风向：多年主导风向为东北风，气温：最冷月平均为・4°C最热月平均为36°C极端气温，最高为40°C,最低为-8°Co最大冻土深度为0.2米。 1.2污水来源城市综合污水1・3水质、水量情况该城市市区用水人口为20万，人均污水量标准：120L/人•d,排放系数为0.851・4治理目标处理前及要求处理后的水质如下表：（除PH外单位均为mg/L）污水为生活污水，其各项污物含量（mg/L）为：项目CODcrB0D5ssNHs-NTpPH污物含量mg/1340190200322.86-9处理要求：污水处理后用于农田灌溉 农田灌溉水质标准（摘自GB5084-2005）（mg/L）:序号项目类别作物种类水作旱作蔬菜1五日生化需氧量/（mg/L）<6010040,152化学需氧量/（mg/L）<150200100,603悬浮物/(mg/L)<8010060,154阴离子表面活性剂/（mg/L）<5855水温厂CS256pH5.5〜&57全盐量/(mg/L)<1000（非盐碱土地宓），2000（盐碱土地宓）8氯化物/(mg/L)s3509硫化物/(mg/L)<110总汞/(mg/L)<0.00111镉/(mg/L)s0.0112总碑/(mg/L)<0.050.10.0513銘(六价)/(mg/L)<0.114铅/(mg/L)<0.215粪大肠菌群数/（个/100mL）<400040002000,100016蛔虫卵数/（个/L）<22,Ia加工、烹调及去皮蔬菜。b生食类蔬菜、瓜类和草木水果。c具冇一定的水利灌排设施，能保证一定的排水和地下水径流条件的地区，或冇一定淡水资源能满足冲洗土体中盐分的地区，农IT1灌溉水质全盐吊指标可以适当放宽。 二.确定处理流程2.1水质分析1）.生活污水是人们口常生活中排出的水。它是从住户、公共设施（饭店、宾馆、影剧院、体育场馆、机关、学校和商店等）和工厂的厨房、卫生间、浴室和洗衣房等生活设施中排放的水。这类污水的水质特点是含有较高的有机物，如淀粉、蛋白质、油脂等，以及氮、磷、等无机物，此外，还含有病原微生物和较多的悬浮物。2）.污水屮B0D5/C0D=0.56,易生物降解，生物处理可行性好。3）・生活污水的水质比较稳定，浓度较低，水量小处理难度小。2.2工艺方案的分析及比较针对所处理水质的特点以及水质的要求，并参考了现在的生活污水处理中水回用工程的技术特点，结合所处理污水的实际情况，针对次项目提出以下三种方案A.推流式活性污泥法推流式活性污泥法，又称为传统活性污泥法。推流式曝气池表面呈长方形，在曝气和水力条件的推动下，曝气池中的水流均匀地推进流动，废水从池首端进入，从池尾端流出，前段液流与后段液流不发生混合。其工艺流程图见图2-5-18所示。2-548推流式活性污泥法工艺流程（多廊道）在曝气过程中，从池首至池尾，随着环境的变化，生物反应速度是变化的，F/M值也是不断变化的，微生物群的量和质不断地变动，活性污泥的吸附、絮凝、稳定作用不断地变化，其沉降■浓缩性能也不断地变化。推流式曝气的特点是：①废水浓度自池首至池尾是逐渐下降的，由于在曝气池内存在这种浓度梯度,废水降解反应的推动力较大，效率较高；②推流式曝气池可采用多种运行方式；③对废水的处理方式较灵活。但推流式曝气也有一定的缺点，由于沿池长均 匀供氧，会出现池首曝气不足，池尾供气过量的现象，增加动力费用。推流式曝气池一般建成廊道型，根据所需长度，可建成单廊道、二鹿道或多廊道(见图2-5-18)o廊道的长宽比一般不小于5:1,以避免短路。用于处理工业废水，推流式曝气池的各项设计参数的参考值大体如下：BOD负荷(Ns)0.2〜0.4kgBOD5/(kgMLSS.d)容积负荷(Nv)0.3〜0.6kgBOD5/(m3.d)污泥龄(生物固体平均停留时间)(0「、⑸5~15d；混合液悬浮固体浓度(MLSS)1500〜3500mg/L；混合液挥发性悬浮固体浓度(MLVSS)1200〜2500mg/L；污泥回流比(R)25%〜50%；曝气时间(t)4〜8h；BOD5去除率85%〜95%。B、完全混合活性污泥法完全混合式曝气池，是废水进入曝气池后与池中原有的混合液充分混合，因此池内混合液的组成、F/M值、微生物群的量和质是完全均匀一致的。整个过程在污泥增长曲线上的位置仅是一个点。这意味着在曝气池中所有部位的生物反应都是同样的，氧吸收率都是相同的。工艺流程见图2-5-19o图2-S19完全混合活性污泥法工艺流程图完全混合式曝气池的特点是：①承受冲击负荷的能力强，池内混合液能对废水起稀释作用，对高峰负荷起削弱作用；②由于全池需氧要求相同，能节省动力③曝气池和沉淀池可合建，不需要单独设置污泥回流系统，便于运行管理。完全混合式曝气池的缺点是：①连续进水、出水可能造成短路；②易引起污泥膨胀。本工艺适于处理工业废水，特别是高浓度的有机废水。用于处理城市废水，完全混合曝气池的各项设计参数的参考值如下：BOD负荷(Ns)0.2〜0.6kgBOD5/(kgMLSS.d)容积负荷(Nv)0.8〜2.0kgBOD5/(m3.d)污泥龄(生物固体平均停留时间)(0r)5~15d； 混合液悬浮固体浓度(MLSS)300()〜6()()()mg/L；混合液挥发性悬浮固体浓度(MLVSS)2400〜4800mg/L；污泥回流比(R)25%~100%；曝气时间(t)3~5h；BOD5去除率85%〜90%。C、高负荷活性污泥法高负荷活性污泥法又称短时曝气法或不完全活性污泥法。工艺的主要特点是负荷率高，曝气时间短，对废水的处理效果低。在系统和曝气池构造方而，本工艺与传统活性污泥法基本相同。从城市排管网来的污水，经过格栅、沉砂池等预处理装置去除漂浮物和一部分悬浮物后，进入到活性污泥生化反应器中;同时从二次沉淀池连续回流的活性污泥,作为接种污泥，也于此同时进入生化反应器;而从鼓风机房送来的压缩空气，通过安装在生化反应器底部的微孔曝气器，以微小气泡的形式进入污水中，其作用除向污水充氧外，还使生化反应器内的污水、活性污泥处于剧烈搅动的状态,形成混合液。经过活性污泥净化过的混合液由生化反应器的另一端流岀进入二次沉淀池,在二次沉淀池中进行固液分离，活性污泥通过沉淀与污水分离,澄清后的污水排岀,与消毒剂混合流入消毒接触池，最后排向农灌管网或贮水窖。而经过沉淀浓缩的污泥从沉淀池底部由污泥回流泵抽岀，一部分回流曝气池中,其余部分则作为剩余污泥排岀系后，经浓缩池浓缩后输送至污泥干化场，自然干化后变成泥饼用作农家肥.图高负荷活性尿法工艺流程图优点：①高负荷，时间短，浓度低②处理流程简单,占地面积较小③基建投资和运行费用较低对于高负荷活性污泥法不可能存在硝化和反硝化过程;对于氨化反应，由于高负荷活性污泥系统反应时间很短,所以氨化过程进行得不彻底，故氮的去除率就低。其实这对于出水以农灌为目的的处理过程来讲是极其有利的。本工艺处理城市污水和各种工业废水各项设计参数的参考数值如下：BOD负荷(Ns)1.5〜5.0kgBOD5/(kgMLSS.d)容积负荷(Nv)1.2~2.4kgBOD5/(m3.d)污泥龄(生物固体平均停留时间)(0「、⑸0.25〜2.5d；混合液悬浮固体浓度(MLSS)200〜500mg/L；混合液挥发性悬浮固体浓度(MLVSS)160〜400mg/L；污泥回流比 (R)5%〜15%；曝气时间(t)l・5~3.0h；BOD5去除率60%〜75%。2.3确定处理工艺项目方案推流式活性污泥法完全混合式活性污泥法高负荷活性污泥法进水bod5190190190水质COD340340340mg/LSS200200200出水BOD<20<20<60水质COD<35<51<100Mg/LSS<35<30<35占地面积一般一般少要求管理水平简单一般简单单方投资费用/元/m3800-900900-1000700-800运行成本/元/m30.850.900.80结论：选用高负荷活性污泥法不仅能达到处理要求，而且处理流程简单，占地面积较小，基建投资和运行费用较低。3选择处理构筑物型式3.1污水的处理系统从城市排管网來的污水，经过格栅、沉砂池等预处理装置去除漂浮物和一部分悬浮物后，进入到活性污泥生化反应器中;同时从二次沉淀池连续回流的活性污泥,作为接种污泥，也于此同时进入生化反应器;而从鼓风机房送来的压缩空气，通过安装在牛化反应器底部的微孔曝气器，以微小气泡的形式进入污水中，其作用除向污水充氧外,还使生化反应器内的污水、活性污泥处于剧烈搅动的状态，形成混合液。经过活性污泥净化过的混合液由生化反应器的另一端流出进入二次沉淀池,在二次沉淀池中进行固液分离，活性污泥通过沉淀与污水分离,澄清后的污水排出,与消毒剂混合流入消毒接触池,最后排向农灌管网或贮水窖 图高负荷活性污泥法工艺流程图推流式曝气池竖流式沉淀池由于用水人口20万，日产水量不超过3万立方米，而高负荷活性污泥产泥量大，所以选用竖流式沉淀池，排泥方便，管理简单，单个池子占地面积小。3.2污泥的处理系统污泥从沉淀池底部由污泥冋流泵抽岀,一部分冋流曝气池中，其余部分则作为剩余污泥排出系后,经浓缩池浓缩后输送至污泥干化场，自然干化后变成泥饼用作农家肥.第二部分构筑物简图4•沉砂池结构简图及说明1)•曝气沉砂池的特点：①沉沙中含有有机物的量低于5%o②由于池中设有曝气设备，它具有预曝气、脱臭、除泡作用以及加速污水中油 类和浮渣的分离作用。优点：曝气沉砂池对后续的沉淀池、曝气池、正常运行及对沉沙的最终处置提供了有利条件1)•结构说明曝气沉砂池是一个长型渠道，沿渠道壁一侧的整个长度上，距池底约0.6〜0.9m处设置曝气装置，在池底设置沉砂斗，池底有匸0」〜0.5的坡度，以保证砂粒滑人砂槽。为了使曝气能起到池内回流作用，在必要时可在设置曝气装置的一侧装设挡板。污水在池中存在着两种运动形式，其一为水平流动(流速一般取0・lm/s〜0.3m/s),同时，由于在池的一侧有曝气作用，因而在池的横断面上产生旋转运动，整个池内水流产牛螺旋状前进的流动形式。由于曝气以及水流的螺旋旋转作用，污水中悬浮颗粒相互碰撞、摩擦、并受到气泡上升时的冲刷作用，使粘附在砂粒上的有机污染物得以上浮而带出池外，沉于池底的砂粒较为纯净，长期搁置也不至于腐化 5.二沉池结构简图及说明竖流式沉淀池中心管集水槽i/污泥A」出水池体平面图形为圆形，水由设在池中心的进水管自上而下进入池内（管中流速应小于30mm/s）,管下设伞形挡板使废水在池中均匀分布后沿整个过水断面缓慢上升（对于生活污水一般为0.5・0.7mm/s,沉淀时间采用l-1.5h）,悬浮物沉降进入池底锥形沉泥斗中，澄清水从池四周沿周边溢流堰流出。堰前设挡板及浮渣槽以截留浮渣保证岀水水质。池的一边靠池壁设排泥管（直径大于200mm）靠静水压将泥定期排出.三.总结总结：1）.高负荷活性污泥法属于强化一级处理工艺，与普通一级处理比较，普通一级处理对污染物的去除主要是以沉淀作用为主,而高负荷活性污泥法却以生物絮凝 吸附作用和生物代谢作用为主,对与悬浮物有关的或容易与悬浮物结合的污染物的去除率较高，对以溶解状态存在的有机物质也有一定的去除作用;与二级生物处理（活性污泥法）比较,二级牛物处理（活性污泥法）主要是利用污泥中大量微牛物的生物合成和生物氧化作用，将溶解性有机物转化为细胞物质或是将有机物矿化,其处理对彖主要是溶解性有机物质，处理手段是生物代谢转化，而高负荷活性污泥法主要利用微生物絮凝物质的絮凝作用和污泥絮体的絮凝吸附作用，由于细菌处于对数增长期，其絮凝吸附作用较二级生物处理中的微生物强得多。2）•.高负荷活性污泥法作为污水资源化的处理工艺,处理流程简单，占地面积较小，基建投资和运行费用较低，因此此种工艺是解决我国中小城市水资源短缺和水污染严重的一种最佳并切合实际的方法参考文献：1.《水污染控制工程》王郁主编，化学工业出版社2.《环境工程学》蒋展鹏，杨宏伟主编，高等教育出版社'