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1、10万人口城市污水处理厂设计水污染课程设计 10万人口城市污水处理厂设计设计任务及资料1.1 设计任务 10万人口城市污水处理厂设计1.2 设计目的及任务 某地区的一个小城市,居民约10万人,城市废水主要为食品工业生产废水及居民生活污水,生产废水的主要污染物乳脂肪、乳糖、乳蛋白、硝酸、NaOH等;生活污水主要来源于卫生间、洗澡和洗衣间等。某些污水未经处理即排入河流,已造成河流严重污染,等待解决,并要对可能的污染源进行控制。根据国家相关的法律规定,废水必须经过处理后水质达到国家排放标准才允许排放。现根据该厂污水水质情况及国家标准,设计一套处理量为10万m3/d的废水处理工艺,去除水中的悬浮物,降
2、低废水的COD浓度,从而降低了生物处理负荷,使出水达到污水综合排放标准,减少环境污染。1.3 设计资料 1.进出水水质指标数据,如图1-1所示 表1-1 进出水水质指标单位:mg/L指 标CODBOD5SS进 水250 200250二级出水50 2550 2.周边地区地形地貌及气象资料:风向:多年主导风向为东南风,最大风速为32m/s,平均为1.6m/s,历史最高台风12级。气温:最冷月平均为-28 ;年平均为气温15.1 ;水文:站附近河流历年最高洪水的洪水值为265米,河流流速为0.8m/s。附近土壤为砂质粘土,该河即在该厂污水站附近。 3.其他资料: 1? 厂区附近无大片农田。 2? 拟
3、由省属建筑公司承建施工。且各种建筑材料均能供应。 3? 电力供应充足。1.4 设计依据 设计依据主要是国家相关法律法规: 1.地面水环境质量标准(GB3838-2002); 2.城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002); 3.室外排水设计规范(GB50014-2006); 4.污水综合排放标准(GB8978-1996); 5.城市污水再生利用 工业用水水质(GB/T19923-2005); 6.污水再生利用工程设计规范(GB/50335-2002)。第二章 设计工艺2.1设计内容简介1、处理工艺确定原则为了同时达到污水处理厂高效稳定运行和基建投资省、运行费用低的目的,依据下列原
4、则进行了污水处理工艺方案选择: 技术成熟,处理效果稳定,保证出水水质达到排放标准; 投资低,运行费用省,低投入高效益; 选定工艺的技术设备先进、可靠,国产化程度高,性能好。2、污水处理工艺选择 活性污泥法是一种好氧处理过程。污水在曝气池中通气充氧,使各种活性污泥微生物大量生长繁殖,能形成菌胶团的细菌形成絮状体,原生动物附着其上,丝状细菌与真菌也交织穿插期间,形成一颗颗悬浮于混合液中的絮体颗粒,每一颗粒就是一个微生物群体。这样的活性污泥颗粒与进入曝气池的污水相接触,即发生对污水中污染物的吸附、分解、吸收等作用,经过一段时间的通气后,污水中的有机物质大部分被同化为微生物有机体,然后进入沉淀池。絮状
5、化的活性污泥颗粒能很好地沉降至池底部,上清液即为处理过的水,可排出系统外。沉淀的污泥一部分补充、回流到曝气池,与未处理污水混合重复上述作用;另一部分污泥则作为剩余污泥排出。 污水进厂后经自动粗格栅进入集水池,在集水池内设潜水泵,污水提升后经细格栅进入曝气沉沙池去除沙粒,再经初沉池去除大部分悬浮固体,初沉出水经厂内高架渠道进入曝气池。曝气池采用循环推流反应形式,其出水经平流式二沉池分离后排入周围河流。 初沉污泥与二沉剩余污泥首先进入前浓缩池,经浓缩后进入蛋形消化池中温消化,使污泥稳定。消化后的污泥经后浓缩池进一步浓缩,减少体积,用带式压滤机进行脱水,泥饼外运处置。 活性污泥法运行条件: 废水中含
6、有足够的可溶性易降解有机物; 混合液含有足够的溶解氧; 活性污泥在池内呈悬浮状态 活性污泥连续回流、及时排除剩余污泥,使混合液保持一定浓度的活性污泥; 无有毒有害的物质流入。3、污水处理工艺简介 (1)活性污泥法的基本工艺流程 : 活性污泥法的基本工艺流程由曝气池、沉淀池、污泥回流、及剩余污泥排放系统五部分组成。 废水和回流的活性污泥一起进入曝气池形成混合液。曝气池是一个生物反应器,通过曝气设备充入空气,空气中的氧溶入混合液,产生好氧代谢状态。随后曝气池内的泥水混合液流入二沉池,进行泥水分离,活性污泥絮体沉入池底,泥水分离后的水作为处理水排出二沉池。二沉池沉降下来的污泥大部分作为回流污泥返回曝
7、气池,称为回流污泥,其余的则从沉淀池中排除,这部分污泥称为剩余污泥。 从上述流程可以看出,要使活性污泥法形成一个实用的处理方法,污泥除了要具有氧化和分解有机物的能力外,还要有良好的凝聚和沉降性能,以使活性污泥能从混合液中分离出来,得到澄清的出水。(2)SBR工艺 SBR工艺早在20世纪初已有应用,由于人工管理的困难和繁琐未于推广应用。此法集进水、曝气、沉淀在一个池子中完成。一般由多个池子构成一组,各池工作状态轮流变换运行,单池由撇水器间歇出水,故又称为序批式活性污泥法。 优点: a 工艺流程简单,运转灵活,基建费用低(一个SBR池扮演了多个角色:调解混合池、反应池厌氧、缺氧和好氧三种、沉淀池和
8、部分浓缩池;它不需要设二沉池和污泥回流设备,一般情况下也不用设调节池和初沉池)。 b 处理效果良好,出水可靠。 c 较好的除磷脱氮效果。 d 污泥沉降性能良好(SBR法可以有效控制丝状菌的过度繁殖,污泥SV较低,是一种污泥沉降性能较为良好的工艺)。 e 对水质水量变化的适应性强。 缺点: a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)。 b水头损失大。 c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。 d峰值需氧量高,整
9、个系统氧的利用率低。 e设备利用率低。 f不适合用于大型污水处理厂(采用SBR工艺的污水处理厂规模一般在20 000t以下)。 根据所学水污染控制方法及课余资料补充,选择生物处理。在生物处理中,选择国内技术比较成熟的活性污泥法。根据计算污水量设计流量,可知,10万人产生的污水量不是特别大,属中型,故选择适宜建设中小型污水处理厂的工艺-SBR工艺。SBR工艺的曝气池,在流态上属完全混合,在有机物降解上,是实践上的推流,有机物是随着时间的推移而被降解的。SBR工艺基本操作流程由进水、反应、沉淀、出水和闲置等五个基本过程组成。 SBR工艺与连续流活性污泥工艺相比有一些优点,本设计中,SBR工艺进水方
10、式采用间歇进水方式。该工艺系统组成简单,一般不需设调节池,可省去初沉池,无二沉池和污泥回流系统,基建费、运行费较低,且维护管理方便;该工艺耐冲击负荷能力强,一般不会产生污泥膨胀且运行方式灵活,可同时具有去除BOD和脱氮除磷的功能。 SBR工艺流程图2.2 设计方案的比较1、预处理间: 去除污泥中较大的悬浮物质,漂浮物纤维物质和固体物体,通过中格栅和细格栅对进厂的污水进行处理,保证后续处理单元正常运行。2、格栅间: 主要去除污水中较大的悬浮物,漂浮物纤维物质和固体物体,保证后续处理单元正常运行。3、调节池: 为了使管渠和构筑物正常工作,不受废水高峰流量和浓度变化的影响,需在废水处理设施之前设置调
11、节池。进入污水处理厂的污水皆采用泵站提升,各泵站排水泵为各自独立间歇运行。4、沉砂池: 分离的沉淀物多为颗粒较大的砂子,沉淀物质比重较大,无机成分高,含水量低。污水在迁移、流动和汇集过程中不可避免会混入泥沙。污水中的砂如果不预先沉降分离出去,则会影响后续处理设备的运行。5、A2/O池:厌氧反应器: 原污水与从沉淀池排出的含磷回流污泥同步进入,本反应器主要功能是释放磷,同时部分有机物进行氯化;缺氧反应器: 首要功能是脱氮,硝态氮是通过内循环由好养反应器送来的,循环的混合液流量较大,一般为2Q;好氧反应器: 即曝气池,这一反映单元是多功能的,去除BOD,硝化和吸收磷等均在此进行。流量为2Q的混合液
12、从这里回流到缺氧反应器。沉淀池: 功能是泥水分离,污泥一部分回流至厌氧反应器,上清液作为处理水排放。 初沉池的出水送到厌氧-好氧池,为了最大效率地优化生物脱氮除磷工艺,MBR的设计结合了A2/O的间歇曝气工艺的优势,回流污泥从膜池回流至生化池前端,然后按一定的比例分别送至缺氧和间歇曝气区。为了提高生物反硝化除磷效果,缺氧时设计成推流式,同时在缺氧池的第二阶段中,含有聚磷菌的混合液与原污水完全混合,使聚磷菌能够充分得到原污水中的有效碳源这种设计能够强化生物脱氮除磷效果,因此MBR系统可以满足出水要求并最大限度地降低化学药剂和投加量和活性污泥的生成量。6、加药间: 通过加入硫酸铜和聚丙烯酰等絮凝剂
13、将水中的微笑的悬浮粒子在反应沉淀池中进行絮凝沉淀从而实现泥水分离的效果。7、反应沉淀池: 在水进入反应沉淀池之前,要向水中加入絮凝剂。常用的絮凝剂有明矾(十二水硫酸铝钾),十二水硫酸铝钾在溶于水后会和水反应,生成氢氧化铝,氢氧化铝是一种絮状沉淀,回旋浮在水中由于氢氧化铝有较大的表面积,所以很容易吸附水中的悬浮杂质,水中的悬浮杂质被氢氧化铝吸附后,其颗粒会有小变大,直至其所受重力大于其所受浮力之时,杂质会与明矾一起沉淀下来。由明矾变成氢氧化铝的过程是一个化学变化过程,但是氢氧化铝吸附悬浮物质的过程是一个物理变化过程。不同沉淀池的优缺点:平流式优点: 1.沉淀效果好; 2.对冲击负荷和温度变化的适
14、应能力较强; 3.施工简单,造价低; 缺点: 1.池子配水不宜均匀; 2.操作量大; 3.采用机械排泥时,机械设备和驱动件都浸入水中,易锈蚀;适用条件:1.适用于地下水位高及地质较差地区; 2.适用于大、中、小型污水处理厂。竖流式 优点: 1.排泥方便,管理简单; 2.占地面积较小;缺点: 1.池子深度大,施工困难; 2.对冲击负荷和温度变化的适应能; 3.造价较高 4.池径不宜过大,否则布水不均匀; 适用条件:适用于处理量不大的小型污水处理厂。辐流式 优点:1.采为机械排泥,运行较好,管理简单 2.排泥设备已有定型产品 缺点:1.池水水流速度不稳定 2.机械设备排泥复杂,对施工质量要求高 适
15、用条件:1.适用于地下水位较高的地区 2.适用于大、中型污水处理厂8、曝气生物滤池: 就是在生物滤池处理装置中设置填料,通过人为供氧,使填料生长大量的微生物,是一种生物膜法处理工艺,工艺具有去除SS、COD、BOD、硝化、脱氮、除磷、去除AOX有害物质的作用。曝气生物滤池集生物氧化和截留悬浮固体一体,节省了后续沉淀池(二沉池),具有容积负荷、水力负荷大,水力停留时间短,所需基建投资少,出水水质好;运行能耗低,运行费用少的特点。接触池: 利用构筑物和污水的充分接触对污水进行消毒。9、加氯间: 加氯的主要作用是消毒,即利用物理或化学方法杀灭废水中的病原微生物,以防止其对人类及禽畜的健康产生危害和对生态环境造成污染。10、污泥脱水间: 污泥脱水间是对剩下的污泥进行脱水的。进入污泥脱水间与配好的药剂聚炳烯酰氨混合,药剂与水之比为3%-5%。混合好的药剂
