城镇生活污水处理工艺设计 36页

'目录第一章绪论31.1设计目的31.2设计原则31.3设计依据31.4废水水量及水质31.4.1废水水量31.4.2废水水质31.5设计内容及要求41.6工艺模式概述4第二章工艺流程的确定52.1水质分析52.1.1污水来源52.1.2汽水类饮料废水水质特点52.2工艺流程比较62.2.1生物流化床62.2.2生物转盘72.2.3生物接触氧化法82.2.4SBR法102.2.5传统活性污泥法102.3工艺流程确定11第三章工艺说明123.1工艺流程图123.2主处理工艺说明133.2.1生物接触氧化池133.2.2活性污泥法143.31其它构筑物说明173.3.1格栅的选择173.3.2调节池的选择173.3.3一级提升泵的选择172 3.3.4初沉池的选择183.3.5二次沉淀池的选择183.3.6生物接触沉池工艺说明193.3.7污泥浓缩池工艺说明193.3.8曝气设备工艺说明19第四章设计计算204.1生物接触氧化池的设计计算204.1.1设计参数204.1.2设计计算204.2曝气池及曝气系统的计算与设计254.2.1已知参数条件254.2.2曝气池的设计与计算264.2.3曝气系统的计算与设计27总结29参考文献32致谢辞332 学校代码：10128学号：201220303025《水污染控制工程》课程设计说明书题目：城镇生活污水处理工艺设计学生姓名：项伟宇学院：能源与动力工程学院系别：环境科学与工程系专业：环境工程班级：环境工程12-1班指导教师：李春丽老师二〇一五年七月十二日2 摘要本次水污染工程课程设计处理的废水为城镇生活污水。城镇污水是通过下水管道收集到所有的排水，是排入下水管道系统的各种生活污水、工业废水和城市融雪、降雨的混合水，是一种混合水。如果不处理直接排放，对生态环境的污染严重，破坏水生态环境，影响人和动植物的健康。本次设计的主要工作就是对该废水进行分析，选择合适的处理工艺处理。经过分析本次选用的工艺为奥贝尔氧化沟工艺。奥贝尔氧化沟由三个同心椭圆形沟道组成，污水由外沟进入沟内，然后依次进入中间沟道和内沟道，最后经中心岛流出，至二沉池。奥贝尔氧化沟的沟道布置，便于采用不同种类的工艺模式。在使用普通活性污泥法时内沟道用于曝气，外沟道用于需氧消化；使用接触稳定和分段曝气时，是把进水和回流污泥引入相应的沟道中；为保证高质量而稳定的处理效果和减少污泥量，需要进行消化时采用曝气模式。关键词：城镇生活污水；奥贝尔氧化沟2 abstractThewaterpollutionengineeringcoursedesignofwastewatertreatmentforurbansewage.Urbansewageisthroughtocollectallthedrainage,waterpipeisdischargedintowaterpipesystemofallkindsofsewageandindustrialwastewaterandcitysnowmeltandrainwater,isakindofmixedwater.Ifyoudon"tdealwithdirectemissions,ontheecologicalenvironmentpollution,destructionofwaterecologicalenvironment,theimpactandthehealthofanimalsandplants.Themainworkofthisdesignistoanalyzethewastewater,choosetheappropriatetreatmentprocess.ThroughanalysisoftheselectionprocessforMrBelloxidationditchprocess.MrBelloxidationditchiscomposedofthreeconcentricellipticalchannel,sewagebyoutsidegrooveintoaditch,andtheninturnintotheintermediatechannelandchannel,finallythecenterisland,totwopond.Thebelloftheoxidationditchchannellayout,easytousedifferentkindsofprocessmodel.Whenusingnormalactivatedsludgeprocesswithinthechannelforaeration,outerchannelforaerobicdigestion;Whenusingthecontactstabilityandsegmentedaeration,itisputintothewaterandreturnsludgeintheintroductionofthecorrespondingchannel;Inordertoensurethehighqualityandstabletreatmenteffectandreducethesludgevolume,needtodigesttheaerationmode.Keywords:Urbansewage;MrBelloxidationditch2 内蒙古工业大学水污染课程设计第一章绪论1.1设计目的针对城镇生活污水处理工艺进行设计，并提出各单体构筑物以及对其详细优化设计。掌握水质分析指标、各种具体处理方法的原理、工艺流程、处理设备的处理原理及设计计算，并能够应用所学理论解决工程实际问题。1.2设计原则1、严格执行国家有关环境保护的各项规定，确保出水指标达到国家《污水综合排放标准》（GB8978—1996）中二级排放标准。2、在严格达标的情况下，做到投资少、运行费用低。3、技术线路成熟、简单明了，操作管理方便。1.3设计依据1、高廷耀主编.《水污染控制工程》.北京：高等教育出版社，1989.102、郑铭主编.《环保设备—原理、设计、应用》.北京：化学工业出版社，2001.43、上海市环境保护局编《废水物化处理》.上海；同济大学出版社，1999.104、上海市环境保护局编《废水生化处理》上海；同济大学出版社，1999.115、丁亚兰主编《给水排水设计手册》北京市市政设计院6、《废水生化处理》上海；同济大学出版社，1999.117、《污水处理工艺及工程方案设计》北京；中国建筑工业出版社，2000.41.4废水水量及水质1.4.1废水水量据资料显示，设计废水处理量3000m³/d33 内蒙古工业大学水污染课程设计1.4.2废水水质表1-1废水水质以及排放标准（单位：mg/L）水质指标PHCODSS进水1030002802000出水6~9150200601.5设计内容及要求据任务书中所给的参数和工作要求，分析和选定设计对象的总体方案；完成设计计算，并画出必要的设计方案图。具体要求如下：1、了解饮料废水处理技术特点及机理，根据水质、水量，通过众多方案（三种）对比论证（工艺流程、运行特点、经济性），确定本项目水处理工艺流程以及系统设计工艺流程；选择合适（经济、技术）的处理单元组成处理流程。2、主要处理单元的设计计算及其他处理构筑物的选型。3、对设计工艺流程的遗留问题进行分许并提出改进建议。4、绘制完整的处理工艺流程组图、主要的处理单元各构筑物结构尺寸。1.6工艺模式概述采用了以活性污泥法/生物膜法联合处理为主体的生化反应。根据进出水水质及水量的要求，选择以厌氧段和好氧段两段式生物处理方法为主体的方法，此方法兼具了活性污泥法和生物膜法的特性，对污水处理有良好的适应性。在功能方面的特征，厌氧运行的生物接触氧化处理技术具有多种净化功能，除了能够以较高去除率去除BOD以外，其COD的去除效率也达到了跟BOD的去除相近的效果；同时，采用传统曝气式活性污泥法进一步去除废水中的高浓度有机物，从而达到了很好的废水处理效果。这种生物膜法和活性污泥法的联合以及厌氧和好氧的联合，巧妙的发挥了各种工艺的优点，使该工艺在水质多变的饮料废水中表现出了良好的冲击性，并从未出现污泥膨胀等问题，处理效果稳定。33 内蒙古工业大学水污染课程设计第二章工艺流程的确定2.1水质分析2.1.1污水来源污水按来源可分为生活污水、工业废水和城市污水。1、生活污水生活污水主要来自家庭、机关、商业和城市等公用设施及工厂的餐饮、卫生间、浴室、洗衣房等。生活污水的主要成分为纤维素、淀粉、糖类、脂肪、蛋白质等有机物质，氮、磷、硫等无机盐及泥沙等杂质，生活污水中还含有多种微生物及病原体。2、工业废水工业废水主要是在工业生产过程中被生产原料、中间产品或成品等物料所污染的水。工业废水由于种类繁多，污染物成分及性质随生产过程而异，变化复杂。一般而言，工业废水污染比较严重，往往含有有毒有害物质，有的含有易燃、易爆、腐蚀性强的污染物，需局部处理达到要求后才能排入城镇排水系统。3、城市污水城市污水包括生活污水、工业废水等，在合流制排水系统中包括雨水，在半分流制排水系统中包括初期雨水。城市污水成分性质比较复杂，不仅各城市不同，同一城市中的不同区域也有差异，需要进行全面细致的调查研究，才能确定其水质成分和特点。2.1.2汽水类饮料废水水质特点此类水的水质特点为：属于蔗糖有机废水，含有很高的BOD、COD，PH较高，由于汽水类饮料的生产一般采用间歇式生产，故水质变化较大。表2-1所处理污水水质（单位：mg/L）水质指标PHCODSS进水1030002000280出水6~915060200根据国家《污水综合排放标准》（GB8978—1996）中二级排放标准：33 内蒙古工业大学水污染课程设计COD去除率：PH去除率：SS去除率：BOD去除率：为有效的去除有机污染物BOD、COD，确定采用活性污泥法/生物膜法联合处理为主体处理工艺的生化处理技术。2.2工艺流程比较由所处理污水水质特点出发，由于BOD和COD浓度都比较高，所以选择采用厌氧与好氧交替的处理方式进行废水的处理。在此选择生物流化床、生物转盘法、生物接触氧化池、SBR法、传统活性污泥法进行主处理工艺的比选。2.2.1生物流化床生物流化床是采用比重大于1的细小惰性颗粒，如砂、焦炭、陶粒、活性炭等为载体，使微生物生长于载体表面形成生物膜，污水在流化床内自下而上流动，载体处于流化床状态。由于流化床内生物固体浓度很高，氧和有机物的传质效率也高，因此，生物流化是一种高效的生物处理构筑物。1、基本原理生物流化床中载体处于流态化是由于上升的水流（或气流与水流）所造成的。流化床底部设有布水设备，顶部设有出水口，污水自下而上流动使床体内载体颗粒呈悬浮或流化状态，水流经过颗粒层会产生一定的压力降。2、工艺流程见图2-1。33 内蒙古工业大学水污染课程设计流化床二沉池原水处理水污泥排放载体回流空气图2-1生物流化床流程图3、工艺特点与传统的好氧生物膜法相比，生物流化床具有以下突出的优点：(1)生物固体浓度高（一般可达10-20g/L）,因此水力停留时间可大大缩短，容积负荷则相应提高，基建费用也相应减小；(2)不存在活性污泥法中常发生的污泥膨胀问题和其他生物膜法中存在的污泥堵塞现象；(3)能适应不同浓度范围的废水，能适应较大的冲击负荷；(4)由于容积负荷高和床体高度大，占地面积可大大缩小。2.2.2生物转盘1、基本原理生物转盘法也是合理利用自然界微生物群新陈代谢的生理功能对有机废水净化的生物处理法，其原理与生物滤池相似，生物转盘法是废水处于半静止状态，微生物生长在转盘的盘面上，转盘在废水中不断缓慢地转动使其互相接触的处理方法。盘体与废水和空气交替接触，微生物从空气中摄取必要的氧，并对废水中污染物质进行分解。生物膜的厚度与处理原水的浓度和基质性质有关，约0.1—0.5mm，在盘面的外侧附着液膜、好氧性生物膜与厌氧性生物膜在转盘转动剪切力的作用下脱落。33 内蒙古工业大学水污染课程设计2、工艺流程见图2-2。消毒二沉池生物转盘初沉池原水出水污泥浓缩脱水图2-2生物转盘流程图3、工艺特点生物转盘法作为污水处理的一项生物处理技术，具体如下特点：(1)生物量多，微生物浓度高，净化效率高，具体较强的耐冲击负荷的能力；(2)生物膜上的微生物生长繁殖良好，食物链长，污泥产量少，且易于沉淀；(3)生物转盘具有硝化和反硝化的功能；(4)生物转盘可与初沉池、曝气池和二沉池合建，从而提高处理水水质；(5)维护管理简单，功能稳定可靠，没有噪声，不产生滤池蝇，不产生污泥膨胀和二次污染等问题；(6)不需要曝气和污泥回流装置，动力消耗低，节约能源，运行费用低。2.2.3生物接触氧化法生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物膜法工艺。接触氧化池内设有填料，部分微生物以生物膜的形式固着生长于填料表面，部分则是絮状悬浮生长于水中。因此它兼有活性污泥法与生物滤池的特点。由于其中填料以及其上生物膜均淹没于水中，它又被称为淹没式生物滤池。1、基本原理33 内蒙古工业大学水污染课程设计生物接触氧化法中微生物所需的氧通常通过人工曝气供给。生物膜生长至一定厚度后，近填料壁的微生物将由于缺氧而进行厌氧代谢，产生的气体以及曝气形成的冲刷作用会造成生物膜的脱落，并促进新生物膜的生长，形成生物膜的代谢。脱落的生物膜将随出水流出池外。2、工艺流程见图2-3出水二沉池第二生物接触氧化池中沉池第一生物接触氧化池初沉池原水出水污泥图2-3生物接触氧化法流程图3、工艺特点与其他生物膜法相比，生物接触氧化法有如下特点：(1)由于填料的比表面积大，池内的充氧条件良好，生物接触氧化池内单位容积的生物固体量都高于活性污泥法曝气池及生物滤池，因此，生物接触氧化池具有较高的容积负荷，处理时间短，节约占地面积。(2)由于相当一部分微生物固着生长在填料表面，生物膜的脱落和生长可以保持很好的平衡，生物接触氧化法布需要设污泥回流系统，也不存在污泥膨胀问题，运行管理简便。(3)由于生物接触氧化池内生物固体量多，水流属于完全混合型，因此生物接触氧化池对水质水量的骤变有较强的适应能力，曝气加速了生物膜的更新，使生物膜的活性提高。(4)由于填料的存在，增大了氧的传递系数，使动力消耗降低。(5)生物接触氧化法不需要专门培养菌种，挂膜方便，可以间歇运行。33 内蒙古工业大学水污染课程设计2.2.4SBR法1、基本原理SBR工艺由按一定时间顺序间歇操作运行的反应器组成。SBR工艺的一个完整的操作过程，亦即每个间歇反应器在处理废水时的操作过程包括如下5个阶段：①进水期；②反应期；③沉淀期；④排水排泥期；⑤闲置期。SBR的运行工况以间歇操作为特征。其中自进水、反应、沉淀、排水排泥至闲置期结束为一个运行周期。在一个运行周期中，各个阶段的运行时间、反应器内混合液体积的变化及运行状态等都可以根据具体污水的性质、出水水质及运行功能要求等灵活掌握。2、工艺流程见图2-4图2-4SBR法流程图3、工艺特点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、二沉等功能于一池，无污泥回流系统。2.2.6传统活性污泥法污水→集水池→泵站→初沉池→曝气池→二沉池→排放33 内蒙古工业大学水污染课程设计根据本项目的原水水质和处理要求，必须采用生化处理方能达到排放所要求的处理程度，在大规模的城市污水处理厂中应用最为广泛的生化法处理是传统活性污泥法工艺以及由此派生出来、种类繁多的变形工艺。传统活性污泥法处理污水基本原理是：首先利用生活污水中的好氧微生物进行培养，形成适于降解污染介质，并具有相当规模微生物群落，即活性污泥；再通过这些好氧微生物群落（活性污泥）来代谢有机污染介质，达到处理和净化污水的目的。传统的活性污泥法耐冲击负荷低，泥量大，占地面积大，土建投资高等缺点，但是传统活性污泥法技术成熟，处理量大，效率高，能耗低，无二次污染。2.3工艺流程确定2.3.1主处理构筑物的确定比较上述六种工艺：1、运行情况：生物流化床存在设备磨损，载体颗粒在湍流过程中会被磨损变小；存在着生产放大方面的问题，如防堵塞，曝气方法，进水配水系统的选用和颗粒流失等。对于SBR工艺反应器容积利用率低（由于SBR反应器水位不恒定，反应器有效容积需要按照最高水位来设计，大多数时间，反应器内水位均达不到此值，所以反应器容积利用率低），水头损失大。不连续的出水，要求后续构筑物容积较大，有足够的接受能力。而且不连续出水，使得SBR工艺串联其他连续处理工艺时较为困难；而厌氧运行的生物接触氧化池能够处理高负荷的有机物，污染负荷高，抗冲击负荷高，对水质变化的适应性强，启动快，无污泥膨胀，运行稳定。传统活性污泥法技术成熟，处理量大，运行稳定。2、经济情况：生物转盘法占地比较大，相对投资较大，在寒冷地区需要进行保温措施。SBR工艺设备利用率较低。传统活性污泥法耐冲击负荷低，泥量大，占地面积大，土建投资高。3、环保情况：生物转盘法散发恶臭对环境造成一定负担。综合以上的分析情况，并对处理水质分析，主要确定以活性污泥法/生物接触氧化法/联合处理为主体的污水处理工艺，且生物接触氧化法兼具了活性污泥法和生物膜法的特点，对污水处理有更好的效果。33 内蒙古工业大学水污染课程设计第三章工艺说明3.1工艺流程图进水调节池细格栅提升泵初沉池第二生物接触氧化池第一推流式曝气池中沉池2生物接中沉池1触氧化池污泥回流二沉池污泥浓缩池消毒剩余污泥出水脱水污泥外运33 内蒙古工业大学水污染课程设计3.2主处理工艺说明3.2.1生物接触氧化法生物接触氧化法一般设计常用两种形式：1、一段法：一段法亦称一氧一沉法，原水先经调节池，再进入生物接触氧化池，尔后流入二次沉淀池进行泥水分离。处理后的上层水排放或作进一步处理污泥从二次沉淀油定期排走。其流程见图3-1：生物接触氧化池二沉池初沉池原水出水污泥图3-1一段式生物接触氧化法流程图这种流程，虽然在氧化池中有时会引起短路，但全池填料上生物膜厚度几乎相等，BOD负荷大体相同，具有完全混合型的特点。2、二段法：采用二段法的目的是为了缩短生物氧化时间，提高生化处理效率，同时更适应原水水质的变化，出水水质稳定。原水经调节池进入第一生物接触氧化池，而后流入中间沉淀池进行泥水分离，上层处理水进入第二接触氧化池，最后流入二次沉淀池，再次泥水分离，出水排放。沉淀池的污泥定期排走。工艺流程见图3-2：一氧池二氧池二沉池中沉池初沉池原水出水图3-2二段式生物接触氧化法流程图33 内蒙古工业大学水污染课程设计营养物质远远超过微生物生长所需，微生物的生长不受营养物质的影响，只受自身生理机能的限制。因此微电物繁殖率高，活力强，吸附氧化有机物的能力也高，可以提高处理效率。但为了维持较高的F／M条件，BOD负荷随之提高，于是产生活泥(生物膜)的过剩蓄积和脱落。同时，处团水中有机物含量亦要高一些。缩短了生物氧化时间，提高了生化效率，适应了原水水质变化，出水水质稳定。综上所述，一段法流程简单易行，操作方便，投资较省，但对BOD的降解能力不如二段法。二段法流程处理效果较好，可以缩短生物氧化所需的总时间，但增加了处理装置和维护管理内容，投资比一段稍高。一般当有机负荷较低，水量负荷较大时，如污水的三级处理，采用一段法流程填料堵塞的可能性较小。如果采用截留悬浮物性能良好的粒状填料，那么可以省略二次沉淀池，而用砂滤池过滤装置代替，使处理水水质变得更好。当有机负荷较高时，如污水的二级处理，采用二段法流程可根据BOD负荷条件的变化组合载体填料。比如前段选择空隙率较大、不易堵塞的填料，后段选用空隙率小、截留悬浮物性能强的填料。故本工艺选择确定以两段式生物接触法为主体的处理工艺。3.2.2活性污泥法 一、基本原理     活性污泥法是利用悬浮生长的微生物絮体处理有机废水一类好氧生物的处理方法。这种生物絮体叫做活性污泥，它由好气性微生物（包括细菌、真菌、原生动物和后生动物）及其代谢的和吸附的有机物、无机物组成，具有降解废水中有机污染物（也有些可部分利用无机物）的能力，显示生物化学活性。如果向一桶粪便污水连续鼓入空气，经过一段时间（几天），由于污水中做生物的生长与繁殖，将逐渐形成带褐色的污泥状絮凝体，即活性污泥，在显微镜下观察，可见到大量的微生物。  活性污泥法净化废水包括下述三个主要过程。     1．吸附     废水与活性污泥微生物充分接触，形成悬浊混合液, 废水中的污染物被比表面积巨大且表面上含有多糖类粘性物质的微生物吸附和粘连。是胶态的大分子有机物被吸附后，首先被水解酶作用，分解为小分子物质，然后这些小分子与溶解性有机物一道在透膜酶的作用下或在浓差推动下选择性渗入细胞体内33 内蒙古工业大学水污染课程设计2．微生物的代谢     微生物的代谢过程如第十二章所述，吸收进入细胞体内的污染物通过微生物的代谢反应而被降解，一部分经过一系列中间状态氧化为最终产物CO2和H2O等．另一部分则转化为新的有机体，使细胞增殖 3．凝聚与沉淀     絮凝体是活性污泥的基本结构，它能够防止微型动物对游离细菌的吞噬，并承受曝气等外界不利因素的影响，更有利于与处理水分离。活性污泥法的基本流程：活性污泥法的发展与应用已有近百年的历史，发展了许多行之有效的运行方式和工艺流程，但其基本流程是一样的，如图13-2所示。 二沉池曝气池初沉池进水污泥回流 流程中的主体构筑物是曝气池，废水经过适当预处理（如初沉）后，进入曝气池与池内活性污泥混合成混合液，并在池内充分曝气，一方面使活性污泥处于悬浮状态，废水与活性污泥充分接触；另一方面，通过曝气，向活性污泥供氧，保持好氧条件，保证微生物的正常生长与繁殖。废水中有机物在曝气池内被活性污泥吸附、吸收和氧化分解后，混合液进入二次沉淀池，进行固液分离，净化的废水排出。大部分二沉池的沉淀污泥回流入曝气池进口，与进入曝气池的废水混合。污泥回流的目的是使曝气池内保持足够数量的活性污泥。通常，参与分解废水中有机物的微生物的增殖速度，都慢于微个物在曝气池内的平均停留时间。因此，如果不符浓缩的活性污泥回流到曝气池，则具有净化功能的微生物将会逐渐减少。污泥回流后，净增殖的细胞物质将作为剩余污泥排入污泥处理系统。二、活性污泥法的分类     33 内蒙古工业大学水污染课程设计按废水和回流污泥的进入方式及其在曝气池中的混合方式，活性污泥法可分为推流式和完全混合式两大类。     推流式活计污泥曝气池有若干个狭长的流槽，废水从一端进入，另一端流出。此类曝气池又可分为平行水流（并联）式和转折水流（串联）式两种。随着水流的过程，废物降解，微生物增长，F/M沿程变化，系统处于生长曲线某一段上工作。     完全混合式是废水进入曝气池后，在搅拌下立即与池内活性污泥混合液混合，从而使进水得到良好的稀释，污泥与废水得到充分混合，可以最大限度地承受废水水质变化的冲击。同时，由于池内各点水质均匀、F/M一定。系统处于生长曲线某一点上工作。运行时，可以调节F/M，使曝气池处于良好的工况条件下工作。     当然，理论的推流式和完全混合式是没有的，一般实际运行的曝气池的流型都介于两者之间。  按供氧方式，活性污泥可分为鼓风曝气式和机械曝气式两大类。    鼓风曝气式是采用空气（或纯氧）作氧源，以气泡形式鼓入废水中。它适合于长方形曝气池，布气设备装在曝气池的一侧或池底。气泡在形成、上升和破坏时向水中传氧并搅动水流。    机械曝气式是用专门的曝气机械，剧烈地搅动水面，使空气中的氧溶解于木中。通常，曝气机兼有搅拌和充氧作用，使系统接近完全混合型。如果在一个长方形池内安装多个曝气机，废水从一端进入，经几次机械曝气之后，从另一端流出，这种型式相当于若干个完全混合式曝气池串联工作，适用于废水量很大的处理系统。    此外，还有混合曝气形式，空气（或纯氧）进入混合液后，在搅拌机作用下，被剪切成微小气泡，从而加大气-液接触面积，提高充氧效率。    对于小型曝气池，采用机械曝气，动力费用较少，并省去鼓风曝气所需的空气管道，维护管理也比较方便。但曝气机转速高，所需动力随曝气池的加大而迅速增大，所以池子不宜太大，并且由于废水的曝气需借助于机械搅动水面与空气接触而吸收氧气，所以需要较大的池面积。此外，曝气池中如有大量泡沫产生，则可能严重影响叶轮的充氧能力。鼓风曝气的供气量可调，曝气效果也较好，一般适用于较大的曝气池。33 内蒙古工业大学水污染课程设计所以，通过综合考虑工艺的设计，由于生物接触氧化池已经能够处理大部分废水中的有机物，而且具有很大的容积负荷和冲击负荷，所以通过生物接触氧化池处理过的废水其有机物浓度已经比较低，废水水质趋于稳定，这样的水质通过曝气池处理时不会对曝气池产生很大冲击，也不会产生较大的污泥量，所以从经济方面考虑采用经济且操作简便的推流式曝气池。3.3其它构筑物处理说明3.3.1格栅的选择1、格栅：格栅作为水处理中的预处理方法，应用广泛，采用该方法可以有效的去除污水中的较大的悬浮物，保护后续处理稳定进行及提升泵的运转。由于城市生活污水含有大量的悬浮物，为此首先采用格栅作为去除较大悬浮物的手段。格栅可分为粗格栅、中格栅和细格栅；圆形断面格栅、正方形断面格栅、矩形断面格栅；手动清除格栅、机械清除格栅。为去除较大悬浮物，本工艺采用粗格栅作为预处理构筑物。2、格栅的选择：(1)格栅的选择原则是以不堵水泵和污水处理长的处理设备，保证数个水处理系统的正常运行。(2)设两道格栅：集水井中格栅提升泵细格栅(3)提升泵的型号选为4PWA(4)根据提升泵的要求，中格栅的栅条间隙选为25mm，已知平均水量Q=10000m3/d,即栅渣截留量为0.5~1.0m3/d，采用链条式格栅除污机机械除渣。(5)细格栅的栅条间隙选用5mm，选用阶梯式格栅除污机，它有很好的性能特点，特别对消除细小的垃圾有利，且可避免杂物卡阻，缠绕，运行安全可装，消除效果好，遇到意外事故，可发出声光报警，并使设备紧急停机。3.3.2调节池的选择对于有些反应，如厌氧反应对水质、水量和冲击负荷较为敏感，所以对于工业废水适当尺寸的调节池，对水质、水量的调节是厌氧反应稳定运行的保证。调节池的作用是均质和均量，一般还可考虑兼有沉淀、混合、加药、中和和预酸化等功能。从作用考虑选择均质均量池。33 内蒙古工业大学水污染课程设计3.3.3一级提升泵的选择污水提升泵是一种安装简单，拆卸方便的泵类产品，它一般适用于各类工业厂或者污水处理工程。无论使用在什么地方，对污水提升泵选型是一个很重要的环节，若是出错，劳神费力不说，还浪费金钱。一般的生活废水或者工业废水（轻微腐蚀性）我们可以选择QW型移动式污水提升泵，这种泵类具有无堵塞的功能，而且使用起来比较方便，只需要把水泵放进污水池即可工作。选择这种污水提升泵我们必须要清楚的直到介质只能是污水而不是泥浆或者说介质里面不能含有大量的杂物，比如说布条、头发、废纸。如果介质中含有以上杂物，我们建议您选择我们即将介绍的第二种污水提升泵，那便是WQK带切割排污泵，此泵叶轮下面自带刀片，能够切碎杂物，然后连同污水一起输送出去。前提是只能是污水而不能是泥浆。以上两种都是常用的提升泵，还有一种相信很多朋友都用过，那便是自动搅匀排污泵，其型号为JYWQ，这种处理泵它自带搅匀盘，能够将复杂的污物搅匀在一起后进行输送，3.3.4初沉池的选择初沉池可除去废水中的可沉物和漂浮物。废水经初沉后，约可去除可沉物、油脂和漂浮物的50%、BOD的20%，按去除单位质量BOD或固体物计算，初沉池是经济上最为节省的净化步骤，对于生活污水和悬浮物较高的工业污水均易采用初沉池预处理。本次设计采用辐流式沉淀池3.3.5二次沉淀池的选择33 内蒙古工业大学水污染课程设计1、沉淀池：沉淀是利用自身重力的作用，是污染物质从污水中分离出来的一种方法。由于生活污水排放过程中水量水质均有一定的不均匀性，使得污水的流量或浓度在昼夜内有一定的变化。为使处理构筑物正常工作，不受污水高峰流量或浓度变化的影响，常设调节池。调节废水水质水量，从而避免对后续生物处理造成较大的负荷变化，使生物处理正常运行受影响。同时沉淀废水中的部分悬浮物。沉淀池内结构分为：进水区、沉淀区、缓冲区、污泥区、和出水区。沉淀池的常用池型有：平流式沉淀池，竖流式沉淀池，辅流式沉淀池，斜板、斜管沉淀池。2、沉淀池的选择：本工艺选用斜板、斜管式沉淀池升流式导向斜板沉淀池。因为进水SS浓度较大，斜板斜管式沉淀池的水力负荷高，为其他沉淀池的一倍以上，对污水中可沉固体物质有很强的去处效果，且它还有停留时间短，占地面积少等特点。3.3.6生物接触沉池工艺说明生物接触沉淀池：功能上主要实现分离脱落的生物膜，同时实现对泥水的分离。在工艺上，有机负荷比传统的二沉池大大提高了，并且水利停留时间和反应器占地面积明显变小。更重要的是接触沉淀池出水水质优于传统二沉池。3.3.7污泥浓缩池工艺说明污泥浓缩池：城市生活污水在处理中会产生各种污泥，污泥的来源各不相同，有的是截留下来的物理悬浮物，有的是生物处理系统排出的生物污泥。污泥浓缩池是污泥初步减容，缩小后续处理构筑物的容积或者是设备容量。3.3.8曝气设备工艺说明曝气设备：采用鼓风曝气的方式，用罗茨鼓风机与微孔曝气相结合德方式进行充氧，具有氧利用率高，鼓风机功率低的特点。33 内蒙古工业大学水污染课程设计第四章设计计算4.1生物接触氧化池的设计计算4.1.1设计参数水温250C左右；反应器个数2池；污泥产率0.6kgDS/kg；一段接触池的时间为60%T，二段接触池的时间为40%T；选用钢炉渣填料，设高为3.0m；总气水比一段接触池占65%，二段接触池占35%。4.1.2设计计算1、已知条件：污水量Q=3000m³/d，变化系数=1.3进水=3000mg/L出水=300mg/L进水=1000mg/L出水=140mg/L2、设计计算采用二段式生物接触氧化，分组并列运行。填料选用炉渣，一氧池填料和二氧池填料设计高度均为3米。(1)填料容积负荷：在实际中，容积负荷的经验式表示如下：其中取0.288，n取0.724（来源：太原市政工程设计研究院）=0.288×=10.308Kg/(.d)(2)污水填料接触时间t33 内蒙古工业大学水污染课程设计t=24/1000=2.21h采用两段法处理城市废水时：第一段反应时间约占60%，第二段占40%左右则：=1.32h=0.88h(3)接触氧化池尺寸计算：一氧池填料体积=107.25m3填料高度3.0m则一氧池面积：==35.75m2选取一氧池宽为=10m=3.5m一氧池超高选0.7m，填料上水深取0.6m，配水区高度，可以进入检修者取=1.5m，则一氧池总高：=+++=3+0.7+0.6+1.5=5.8m二氧池填料体积：二氧池面积：二氧池宽度选取10m，则二氧池长为：33 内蒙古工业大学水污染课程设计二氧池超高取0.7，填料上水深取0.6m，配水区高度，无需进入检修者取=0.5m，则二氧池总高：3+0.7+0.6+0.5=4.8m（3）接触氧化池进出水设计进水管设两支400mm，孔间距6.5m进水导流槽设计：宽选0.8m长与氧化池宽一致一氧池导流墙高取5.0m距池底0.6m二氧池导流墙高取4.0m距池底0.6m集水槽设计：设两条锯齿集水槽布置位置俯视与进水管干管曝气管一致，槽宽取400mm，槽深0.3（4）接触沉淀池设计计算:接触氧化后应用沉淀池，任何形式的沉淀池均可选用。但是为了提高沉淀效率，并且与接触氧化池建设上更好匹配，减少工程量，节省费用，常常选用接触沉淀池。接触沉淀池表面水力负荷一般采用5-7，停留时间20-30min，有效水深为1.8-2.5m。空气冲洗强度采用24-40，冲洗时间10-15min。接触沉淀池滤层的滤料可用砾石、炉渣等粒状材料。接触沉淀池表面积A第一接触沉淀池表面水力负荷选取6，有效水深为2m,第二接触沉淀池表面水力负荷选取5，有效水深1.8m。二池滤料均选用炉渣，滤料层高0.5m。单组中沉池面积：单组二沉池面积：33 内蒙古工业大学水污染课程设计校核水力停留时间t中沉池水力停留时间：二沉池水力停留时间：符合规程要求接触沉淀池尺寸单组中沉池宽取值13m(方便与接触氧化池和建)池长：一沉池超高取值0.5m，有效水深取2m，泥斗斜壁设计与水平面倾角为，清水层选取0.4m，滤料层0.5m均包括在有效水深内，缓冲层0.5m，全入泥斗中。泥斗下底边0.8m，泥斗高：一沉池高m一沉池尺寸33 内蒙古工业大学水污染课程设计单组二沉池有效水深1.8m，其他相同二沉池池长二沉池总高m二沉池尺寸污泥量在《生物接触氧化法设计规程》中推荐该工艺系统污泥产量为0.3~0.4kgDS/kg，含水率96%~98%，污泥产率以Y=0.4kgDS/kg计，含水率97%则干泥量用下式计算：式中：---污泥干重，kg/d；Y---活性污泥产率，kgDS/kg；取0.6Q---污水量/d；---进水值，kg/；---出水值，kg/；---进水总SS浓度值，kg/；---进水中SS活性部分量，kg/；---出水SS浓度值，kg/；该污水SS中估计70%为可生物降解活性物质。33 内蒙古工业大学水污染课程设计污泥干重：污泥体积：(5)校核泥斗容积泥斗容积计算公式式中：---泥斗容积，；H---泥斗高，m；---泥斗上口面积，；---泥斗下口面积，。单组一沉池泥斗容积单组二沉池泥斗容积4.2曝气池及曝气系统的计算与设计4.2.1已知参数条件污水量3000，进水=300mg/L出水=60mg/L33 内蒙古工业大学水污染课程设计进水=140mg/L出水=14mg/L4.2.2曝气池的设计与计算（1）污泥负荷率的确定：本曝气池采用的是污泥负荷率（）为0.3KgBOD/（)(2)污泥浓度的确定：根据值，SVI值在80~150之间，取SVI=120（满足要求）。另外取r=1.2,R=50%,f=0.75,则可以计算出曝气池的污泥浓度（X）为（3）曝气池容积的确定：（4）曝气池主要尺寸的确定：曝气面积：设一座曝气池（n=1)，池深（H）取4m,则曝气池的面积（）为：曝气池宽度：设曝气池宽（B）为6m，在1~2之间，符合要求曝气池长度：；,符合要求曝气池的平面形式：设曝气池为两廊道式，则每廊道长33 内蒙古工业大学水污染课程设计取超高为0.5m，故曝气池的总高度曝气时间：（）进水方式设计：为使曝气池能按多种方式运行，将进水方式设计成既可在池首端集中进水，按传统活性污泥法进行，也可以沿池长多点进水，按阶段曝气法运行，又可以集中在池中部某点进水，按生物吸附法运行。4.2.3曝气系统的计算与设计日平均需氧量查表，选用，最大时需氧量：因为时变化系数K=1.3，所以最大时需氧量为最大时需氧量与平均时需氧量的比值为：16/18.7=0.86供气量：采用微孔曝气器，计算温度按最不利条件考虑（本设计为)。微孔曝气器的氧转移效率取15%，则空气离开曝气池时的氧的百分比为18.43%。曝气池中平均溶解氧的饱和度（）校正后为8.46mg/L。温度为时，曝气池中的溶解氧饱和度为10.17mg/L温度为时，取，，，。则脱氧清水的充氧量为：33 内蒙古工业大学水污染课程设计相应最大时的需氧量为：曝气池的平均时供气量为：最大时需氧量的供气量为：33 内蒙古工业大学水污染课程设计总结1、生物接触氧化池和推流式活性污泥处理工艺优点（1）处理效率高作为生物膜法的生物接触氧化法不仅兼有活性污泥法的特点，而且其单位体积生物的数量比活性污泥法的多，生物活性高；此外，底物和产物的传质速度快。因而，处理效率较高，缩小了处理池容积和占地，节省了基建投资。(2)工艺适用范围广无论污染物的浓度高或浓度低，生物接触氧化法都能适用，尤其是对微污染的饮用水源，生物接触氧化法能有效的去除水中的氨氮和微量有机物，而活性污泥法却爱莫能助。(3)没有污泥膨胀和污泥回流，管理简便由于我国废水处理特别是工业废水处理领域中的操作技术水平、管理水平都有待提高，所以，运转管理条件往往是影响处理方法选择的重要因素，而操作比较简单的生物接触氧化法正是人们乐意接受的方法之一。(4)耐冲击，适应性强。由于在填料上生长着大量微生物，对负荷的变化适应性强，尤其是采用多级或多段的工艺流程，可保障有稳定的出水水质，同时，在间隙运行的条件下，仍然有一定的处理效果。因此，这对于排水不均匀或者生产不稳定的工业企业以及电力供应尚不充分的地区有实用意义。(5)挂莫简单，启动快。一般地，配置好的氧化池混合液只需经2~3d曝气就可以挂膜，再经20d左右驯化和培养便可达到正常运行能力，即使在运行中断后，只需很短几天就可恢复到正常运行能力。(6)节能效果明显。由于填料的存在，增大了氧的传递系数，使动力消耗低(7)占地面积小，节省投资33 内蒙古工业大学水污染课程设计2、主要存在的问题及改进措施任何一种事物都存在两面性，推流式曝气池和生物接触氧化法也存在一定的缺点和不足之处：(1)填料上生物膜实际数量随BOD负荷而变。BOD负荷高，则生物膜数量多，反之亦然。因此不能像活性污泥法那样，通过污泥回流量和回流点的变化来灵活的调节生物量和装置的效能；但如果与活性污泥法联合，形成复合反应器，有可能弥补此缺陷。(2)生物膜量随负荷增加而增加，负荷过高，则生物膜过厚，在某些填料中易于堵塞，所以，在某些多孔填料的使用中，必须要有负荷允许的上限和必要的防堵塞冲洗措施。(3)由于填料设置使氧化池的构造较为复杂，均布曝气设备的安装和维护不如活性污泥方便。(4)填料的性能是生物接触氧化工艺的关键，同时填料的使用寿命又直接影响到工艺的运行费用。因此，如果填料选用不当，会严重影响接触氧化法工艺的正常使用。(5)推流式曝气池虽然技术成熟方法简便，但是呈直线型，从一端进水，另一端出水，经常会出现，前端曝气不足（有机物浓度高，消耗量大），后端曝气浪费的现象（有机物浓度低，耗氧量小）。反硝化时候，需要动力将消化液打到缺氧池。3、心得体会在污水处理厂工艺设计过程中，确切地掌握污水特性并进行行之有效的处理，设计过程中需要查阅大量书籍只凭课本知识是不够用的，必须经过一番不断的查找阅读，才能找到适合自己的工艺设计流程，提高了我们解决实际问题的能力，并不照搬课本，需要自己选择合适的数据还要不断尝试使结果最优化33 内蒙古工业大学水污染课程设计。在设计过程中，通过对资料的查找和搜集，以及反复的看书和理解，让我对以前所学的知识有了更深的领悟；同时也培养了我综合分析和深入思考的能力，锻炼和提高了调查研究能力及文献检索能力。我也深刻地认识到了理论和实际的差距，以及自己自身能力的薄弱和知识储备的匮乏。不能只讲理论，而应该把理论真正落到实处。这样才能做到学有所用，而且能融会贯通。在这次课程设计的过程中我遇到了很多困难，经过老师的耐心指导和同学的热心帮助终于圆满完成了设计任务。从中所学到的知识和能力对今后的学习和工作乃至生活都有很大的帮助，这次课程设计让我受益匪浅。由于能力有限，收集的材料也有限，在课程设计难免会出现错误和缺点，还望老师批评，谅解，最后感谢老师的辅导和帮助。望老师能给予肯定！33 内蒙古工业大学水污染课程设计参考文献[1]高耀庭，顾国维.水污染控制工程.高等教育出版社.1999年5月[2]周正立,张悦.污水生物处理应用技术及工程实例.化学工业出版社环境能源出版中心.北京.2006.4:P94-96[3]买文宁.生物化工废水处理技术及工程实例.化学工业出版社.环境科学与工程出版中心.北京.2002.7:P47-50[4]买文宁,邢传宏,徐洪斌.有机废水生物处理技术及工程设计.编著.化学工业出版社.北京.2008.5:P30-31[5]周金全.城市污水处理工艺设备及招标投标管理.化学工业出版社.环境科学与工程出版中心.北京.2003.3:P71-72[6]董琳.水处理工程典型设计实例.化学工业出版社组织编写.北京2001.5:P33-36[7]生物接触氧化法设计规程CECS:2001.太原市布政工程设计研究院[8]废水综合排放标准（GB8978-1996）[9]卜秋平,路少鸣,曾科.城市污水处理厂的建设与管理.化学工业出版社北京.2002.5:P22-24[10]沈耀良,王宝贞.废水生物处理新技术——理论与应用.中国环境出版社.北京.2006.3:P473-486[11]生物接触氧化法设计规程CECS:2001.太原市布政工程设计研究院[12]废水综合排放标准（GB8978-1996）[13]城市污水厂处理设施设计计算.北京.化学工业出版社.2004[14]污水处理厂工艺设计手册北京.化学工业出版社.2003[15]给水排水设计手册.北京市市政设计院33 内蒙古工业大学水污染课程设计致谢辞经过两个星期的水污染课程设计，使我更近一步了解了有关生物膜法和活性污泥法处理印染废水和毛绒废水的一些基本内容。同时又强化了我对CAD的基本操作。我认为更重要的是要充分发挥团队的合作意识，很多时候很多情况并不只是一个人在孤军奋战，而是依靠团队的合作。相信经过本次的历练我们每个人都会在知识上和技能上有所提高，非常感谢这段时间李老师对我们的指导与监督，我们会在以后的学习和工作中再接再厉！33'