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1、广东工业大学环境工程专业毕业设计 1 概 述1.1项目背景随着社会的进步和经济的发展，工农业和城市的扩展，人类活动的失控，使水资源紧缺已成为世界性问题1。我国水资源形势也是比较严峻的，也同样面临水资源短缺的现实：人均水资源占有量匮乏，其值仅为世界人均值的1/3，是世界上13个主要贫水国之一。水资源是不可替代的自然资源，同时也是可以再生的资源。长期以来，人们总把“污水”、“废水”与“污垢的”、“肮脏的”形象相联系，难以相信它还能再用。事实上水在自然界中是唯一不可替代，也是唯一可以重复利用的资源。人类使用过的水，污染杂质只占0.1%左右，比海水3.5%少得多。其余绝大部分是可再用的清水。污水经过适
2、当再生处理，可以重复利用，实现水在自然界中的良性大循环。因此水资源的再生利用已受到世界各国普遍关注。在国外中水回用历史很长，回用规模很大，已显示出明显的经济效益。在我国污水回用也越来越受到重视，污水回用的课题被列入国家“七五”、“八五”、“九五”、“十五”重点科技攻关计划，经过科技人员的实验研究和应用开发，已在回用技术上取得一定成果1。本项目为某制鞋厂生产废水和生活污水处理工程，污水中有机物含量较高，如果单纯是为了控制污染，为了排放达标而进行水处理工程，必然会增加该厂的生产成本，加重该厂负担。由于该厂排放的污水中生活污水占比例大，生产废水中也不含重金属和化学药剂等有毒物质，而且水量相对稳定，易
3、于收集，为污水回用提供了可能。只要将污水适当处理达到生活杂用水水质标准后，就可以供给厂区建筑物作冲洗厕所，绿化，洗车，扫除等使用，降低了处理运行成本，使该厂取得较好的社会效益和经济效益。1.2设计处理能力本设计的处理规模为2000吨/天，污水处理后回用。该厂有15000人。1.3设计进出水水质表1.1 设计进出水来源污水来源水量（m3/d）CODcr(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)NH3-N(mg/L)生产废水500800300350生活污水150040020025040总计2000120050060040本项目设计污水回用，出水水质根据CJ/T48-1999生活杂用水水质标准
4、列出，如表1.2：表1.2 设计进出水水质2主要污染物（mg/L）进水水质（mgL-1）排放标准（mgL-1）去除率()厕所便器冲洗，城市绿化洗车，扫除CODCr 1200505096BOD5500101098 SS6001059899NH3-N含量40201050751.4设计依据1.中华人民共和国环境保护法；2.生活杂用水水质标准CJ/T48-1999；3.中华人民共和国污水综合排放标准GB89781996；4.室外排水设计规范GBJ1487；5.供、配电系统设计规范GB5005292；1.5设计原则1.严格执行国家有关环境保护的各项法规。2.在达到治理要求的前提下优先选择基建投资和运行费
5、用低、运行管理简便的工艺。3.采用的技术要求先进、成熟、合理、可靠和节能。4. 流程布局合理，整体感强，外观装饰美观大方。2 污水处理工艺选择及说明2.1工艺方案分析1.污水处理系统污水回用处理需要多种工艺的有机组合，常用的污水回用处理工艺组合如表2.1所示：表2.1用于污水回用各类处理单元和工艺组合运行效能3处理工艺代表性的出水水质指标 (mg/L)TSSBODCODTN氮氮PO4-P浊度（NTU）活性污泥工艺+过滤465103070153515254100.35活性污泥工艺+过滤+活性炭吸附55520153010204100.33活性污泥工艺+单级硝化1025515204520301561
6、0515活性污泥工艺+硝化/反硝化(分别进行)1025515203551012610515投加金属盐+活性污泥+硝化/反硝化+过滤510510203035120.50.32生物脱磷活性污泥工艺1020515203515255101510生物脱氮除磷活性污泥工艺+过滤10520305210.22活性污泥+过滤+活性炭吸附+反渗透115102210.1活性污泥+硝化/反硝化+除磷+过滤+活性炭112810.10.50.1吸附+反渗透112810.10.50.1活性污泥+硝化/反硝化+除磷+微滤+反渗透11280.10.10.50.1污水回用处理采用的方法分为预处理、主要处理和后处理。采取哪种工艺都
7、要首先经过预处理，其主要任务是悬浮物和漂浮物的截流、水质水量的调节、油水分离等。主要处理包括沉淀、活性污泥法、生物膜法等处理单元，而后处理包括过滤、活性炭吸附、消毒等。2.污泥处理系统污泥处理要求是最终处置时对环境无害。因此可经过浓缩、稳定、调理、脱水、灭菌、干化、堆肥、焚烧等一个或者多个手段组合的处理，可根据污泥的性质、类型和处置方式的不同，污泥的处理工艺可能有多种不同的选择。污泥处理的工艺流程一般有以下几种：（1）生污泥浓缩消化机械脱水最终处置（2）生污泥浓缩机械脱水最终处置（3）生污泥浓缩消化机械脱水干燥焚烧最终处置（4）生污泥浓缩自然干化堆肥农田2.2工艺方案选择1.污水处理系统本项目
8、污水处理的特点为：污水以有机污染为主，BOD/COD =0.42,可生化性较好，重金属及其他难以生物降解的有毒有害污染物一般不超标；污水中主要污染物指标BOD、COD、NH3-N值较高。出水要求回用，出水标准较高。针对以上特点以及出水要求，本污水回用处理工程的主要处理采用氧化沟工艺，回用的后处理采用砂滤和臭氧消毒法。氧化沟是延时曝气活性污泥法的一种变型。污水和活性污泥在渠道中不断循环流动，所以氧化沟的水力停留时间长，有机负荷低，污泥龄长。不仅能去除碳还能脱氮除磷，处理效果好，运行管理非常简单。氧化沟处理技术与其他生物处理工艺相比，具有以下技术经济方面的特点4：（1）工艺流程简单。不要求设初沉池
9、和调节池；污泥产生量较少，污泥较稳定，简化污泥后处理工艺流程。（2）出水水质好、处理效果稳定。试验研究和生产实践均表明，氧化沟在去除BOD和SS方面均取得比传统活性污泥法更好的出水水质，运行也更稳定可靠。（3）投资省、运行费用低。在要求氧化沟具脱氮功能时，其基建投资和运行费用比其他具脱氮功能的生物处理工艺都要低。（4）耐冲击负荷。对进水水量和水质的变化有较大的适应性。能承受冲击负荷而不致影响处理性能。（5）构造形式多样，设计运用灵活。目前应用较为广泛的氧化沟类型包括：帕斯韦尔（Pasveer）氧化沟、卡鲁塞尔（Carrousel）氧化沟 、奥尔伯（Orbal）氧化沟、T型氧化沟（三沟式氧化沟）
10、、DE型氧化沟和一体化氧化沟。本设计采用Carrousel denitIR/Carrousel2000氧化沟工艺。Carrousel2000型氧化沟是在普通型Carrousel氧化沟前增加一个预反硝化区,在缺氧条件下进水与一定量的混合液混合；剩余部分包括有氧区和缺氧区,用于进行同时硝化反硝化,也用于磷的富集吸收。与其他反硝化工艺相比，其最突出的优点就是能在无需动力地情况下，实现硝化液的高回流比，达到较高程度的总氮去除率5。Carrousel2000型氧化沟对BOD、COD、N的去除率均达到95。由于污水回用，为了保证人的健康，出水必须经过消毒。消毒常用的消毒剂有液氯、次氯酸钠、二氧化氯、臭氧、
11、紫外线等。以下对常用的消毒方法进行了比较：表2.2 常用消毒方法比较 优点缺点消毒效果氯Cl2具有持续消毒作用；工艺简单，技术成熟；操作简单，投量准确。产生具致癌、致畸作用的有机氯化物(THMs)；处理水有氯或氯酚味；氯气腐蚀性强；运行管理有一定的危险性。能有效杀菌，但杀灭病毒效果较差。次氯酸钠NaOCl无毒，运行、管理无危险性。产生具致癌、致畸作用的有机氯化物(THMs)；使水的PH值升高。与Cl2杀菌效果相同。二氧化氯ClO2具有强烈的氧化作用，不产生有机氯化物(THMs)；投放简单方便；不受pH影响。ClO2运行、管理有一定的危险性；只能就地生产，就地使用；制取设备复杂；操作管理要求高。
12、较Cl2杀菌效果好。臭氧O3有强氧化能力，接触时间短；不产生有机氯化物；不受pH影响；能增加水中溶解氧。臭氧运行、管理有一定的危险性；操作复杂；制取臭氧的产率低；电能消耗大；基建投资较大；运行成本高。杀菌和杀灭病毒的效果均很好。紫外线无有害的残余物质；无臭味；操作简单，易实现自动化；运行管理和维修费用低。电耗大；紫外灯管与石英套管需定期更换；对处理水的水质要求较高；无后续杀菌作用。效果好，但对悬浮物浓度有要求。由于臭氧是国际公认的绿色环保型杀菌消毒剂，其杀菌效果较好，无二次污染，所以本设计采用臭氧消毒法。2.污泥处理系统由于氧化沟属于延时曝气活性污泥工艺，产泥量少且污泥较为稳定，通常剩余污泥经
13、浓缩后就可直接脱水而不需消化处理。所以本设计污泥处理工艺流程为：生污泥浓缩机械脱水最终处置2.3工艺流程说明该污水处理工程的具体工艺流程如下图2.1：图2.1工艺流程图（1）隔油隔渣池工厂有厨房和食堂，所以生活污水中携带有以高分子脂类及其衍生物为主的动植物油，和不溶性蛋白、纤维质、淀粉质态的非溶解性有机物形式存在的饭菜碎粒。污水从隔油池的一端流入，以较低的水平流速流经池子，相对密度小于水的油粒上浮到水面，相对密度大于水的颗粒杂质沉入池底。水从池子的另一端流出。（2）格栅因为污水中含有一定量较大的悬浮物或漂浮物，所以在处理系统之前设置格栅，以截留这些较大的悬浮物或漂浮物，防止堵塞后续处理系统的管
14、理、孔口和损坏辅助设施。氧化沟系统前的格栅净间隙以不超过5mm为宜4。根据栅渣量的大小可选择采用人工清渣或机械清渣。由于本设计栅渣量少，采用人工定期清渣。（3）沉砂池沉沙池的功能是去除相对密度较大的无机颗粒（如泥沙、煤渣等，他们的相对密度约为2.65）。沉沙池一般设置于氧化沟前，以减轻后续处理单元的沉积以及无机颗粒对机械、管道的磨损。常用的沉沙池有平流沉沙池、曝气沉沙池等。本设计采用平流式沉砂池。（4）氧化沟Carrousel denitIR/Carrousel2000型氧化沟是在普通Carrousel氧化沟前增加了预反硝化区（占总池体积的1025），这个预反硝化区通过两条窄沟与原Carrousel系统连接在一起（如图2.2）。当缺氧区富含硝酸盐的混合液流向曝气机时，部分液体被导流入缺氧池与未处理的污水接触，未处理的污水BOD浓度高，可作为碳源满足并促进反硝化过程，分解出的氮气释放到空气中，硝酸盐中结合的氧用于BOD氧化，这样就解决了碳源的补充问题和硝酸盐中氧的再利用问题。
