水污染课程设计--城市污水二级生化处理工艺设计.doc

水污染控制工程（下）水污染控制工程（下） 课程设计课程设计 题目：城市污水二级生化处理工艺设计 班级： 环境 09 班 学号：学号： 33090046 姓名：姓名： 李婷 时间： 2011.6 目目 录录 第 1 章 课程设计任务书 - 1 - 1.1 设计题目.- 1 - 1.2 原始资料.- 1 - 1.3 出水要求水质.- 1 - 1.4 污水厂规模 .- 1 - 1.5 设计内容.- 1 - 1.6 设计成果 .- 2 - 2.1 城市污水概论 .- 2 - 2.2 废水特性与水质分析 .- 2 - 2.2.1 废水特性.- 2 - 2.2.2 水质分析.- 2 - 2.3 工艺流程比选 .- 3 - 2.3.1 工艺流程选取原则- 3 - 2.3.2 工艺方案分析- 4 - 2.4 工艺流程 .- 5 - 2.5 工艺说明 .- 6 - 2.5.1 粗格栅- 6 - 2.5.2 污水提升泵房- 6 - 2.5.3 细格栅- 6 - 2.5.4 曝气沉砂池- 6 - 2.5.5 小型鼓风机房- 6 - 2.5.6 配水井- 6 - 2.5.7 氧化沟- 6 - 2.5.8 接触池- 6 - 2.5.9 污泥泵房- 7 - 2.5.10 污泥浓缩池- 7 - 2.5.11 浓缩脱水机房- 7 - 2.6 处理效果预测 .- 7 - 城市污水二级生化处理工艺设计 - 1 - 第 1 章 课程设计任务书 1.1 设计题目 城市污水二级生化处理工艺设计 1.2 原始资料 1日平均污水量 q=20800m3/d 2水质情况： bod5=200mg/l； codcr=250mg/l； ss=180mg/l； ph=7.5； nh3-n=49mg/l； tp=4.9mg/l 大肠杆菌数超标；污水水温 21 摄氏度，ph=7.5 1.3 出水要求水质 污水处理厂的排放指标为： bod5： 20 mg/l； codcr： 60 mg/；ss： 20 mg/l； ph： 6.09.0。 1.4 污水厂规模 污水处理厂所需要面积（1.5+2.5）104=40000 m2 1.5 设计内容 1方案确定 按照原始资料数据进行处理方案的确定，拟定处理工艺流程，选择各处理构筑物，说明选择理由， 进行工艺流程中各处理单元的处理原理说明，论述其优缺点，编写设计方案说明书。 2设计计算 进行各处理单元的去除效率估；各构筑物的设计参数应根据同类型污水的实际运行参数或参考有 关手册选用；各构筑物的尺寸计算；设备选型计算，效益分析及投资估算。 3平面和高程布置 根据构筑物的尺寸合理进行平面布置；高程布置应在完成各构筑物计算及平面布置草图后进行， 各处理构筑物的水头损失可直接查相关资料，但各构筑物之间的连接管渠的水头损失则需计算确定。 4编写设计说明书、计算书 城市污水二级生化处理工艺设计 - 2 - 1.6 设计成果 1污水处理厂总平面布置图 1 张（含土建、设备、管道、设备清单等） 2处理工艺流程图 1 张 3主要单体构筑物（格栅、曝气沉砂池、氧化沟、污泥浓缩池）平面 4设计说明书、计算书一份 城市污水二级生化处理工艺设计 - 1 - 第第 2 章章 设计说明书设计说明书 2.1 城市污水概论 城市污水主要包括生活污水和工业污水，由城市排水管网汇集并输送到污水处理厂进行处理。城 市污水处理工艺一般根据城市污水的利用或排放去向并考虑水体的自然净化能力，确定污水的处理程 度及相应的处理工艺。处理后的污水，无论用于工业、农业或是回灌补充地下水，都必须符合国家颁 发的有关水质标准。 现代污水处理技术，按处理程度划分，可分为一级、二级和三级处理工艺。污水一级处理应用物 理方法，如筛滤、沉淀等去除污水中不溶解的悬浮固体和漂浮物质。污水二级处理主要是应用生物处 理方法，即通过微生物的代谢作用进行物质转化的过程，将污水中的各种复杂的有机物氧化降解为简 单的物质。生物处理对污水水质、水温、水中的溶氧量、ph 值等有一定的要求。污水三级处理是在一、 二级处理的基础上，应用混凝、过滤、离子交换、反渗透等物理、化学方法去除污水中难溶解的有机 物、磷、氮等营养性物质。污水中的污染物组成非常复杂，常常需要以上几种方法组合，才能达到处 理要求。 污水一级处理为预处理，二级处理为主体，处理后的污水一般能达到排放标准。三级处理为深度处 理，出水水质较好，甚至能达到饮用水质标准，但处理费用高，除在一些极度缺水的国家和地区外， 应用较少。目前我国许多城市正在筹建和扩建污水二级处理厂，以解决日益严重的水污染问题。 2.2 废水特性与水质分析 2.2.1 废水特性 城市污水是排入城市排水系统中各类废水的总称,主要由城市生活污水和生产污水以及其他排入城 市排水管网的混合污水。在合流制排水系统中还包括雨水，在半分流制的排水系统中还包括初期雨水。 城市污水中的污染物质，按化学性质来分，可分为无机性污染物质（如无机酸，碱、盐及重金属元素） 和有机性污染物质（如腐殖质、脂肪等） ；按物理形态来分，可分为悬浮固体、胶体和溶解物质，不同 城市的污水中所含物质总类与形态不同，城市生活污水和工业废水的比例不同，其污水性质亦不同。 城市污水的性质主要是其物理性质，包括水温，颜色，气味，氧化还原电位等。 2.2.2 水质分析 水质分析主要是城市污水的化学指标： 1.ph 值 城市污水的 ph 值呈中性，一般为 6.57.5。ph 值的微小降低可能是由于城市污水在下水道中发 酵所致。雨季较大时的 ph 值降低往往是城市酸雨造成的，这种情况在合流制排水系统中尤其突出。 ph 值的突然大幅度变化通常是工业废水的大量排入造成的。 2.生化需氧量（bod） 城市污水二级生化处理工艺设计 - 2 - 生化需氧量是反映污水中有机污染物浓度的综合指标，是通过测定在指定的温度和指定的时间段 内，微生物分解，氧化水中有机物所需氧量的数量来确定的。微生物的好氧分解速度很快，约至 5 天 后其需氧量即达到完全分解需氧量的 70%左右，因此，在实际操作中，用 bod5来衡量污水中有机物 的浓度。城市污水 bod5在 1003000mg/l 之间。 3.化学需氧量（cod） 城市污水的 cod 一般大于 bod5，两者的差值可反映城市污水中存在难以被降解的有机物的多少。 bod5/ cod 比值常用来分析污水的可生化性，可生化性好的废水 bod5/ cod0.3，小于此值的污水应 考虑生化技术以外的污水处理技术，或对一般生化处理工艺进行试验改革。 cod 是用化学方法测定的有机物浓度，它不像 bod5那样反映生化需氧量，另外，会有部分的无 机物被氧化，使结果产生误差。在城市污水分析时，二者同时使用。 4.固体物质（ss，ds） 城市污水中的固体物质按其化学性质可分为有机物和无机物，按其物理组成可分为悬浮固体 ss 和溶解固体 ds。 ss 是污水的一项重要指标，包括漂于水面的漂浮物如油脂，果核等，悬于水中的悬游物如奶、乳 化油等，还有沉于底部的沉淀物，悬浮固体是将污水过滤，把截流在过滤材料上的物质通过烘干，称 重而测的。 5.总氮（tn） ，氨氮（nh3-n） ，总磷（tp） 氮、磷是污水中的营养物质，在城市污水生化过程中需要一定的氮、磷以满足微生物的新陈代谢， 但这仅是污水中氮、磷的一小部分，大部分氮、磷仍将随水排到水体中，从而导致水体中藻类超量生 长，造成富营养化问题。因此，除磷脱氮也是污水处理的任务之一。 总氮是污水中有机氮和无机氮的综合，氨氮是无机氮的一种。总磷是污水中各类有机磷和无机磷 的总和。 以上的这些化学指标大部分可以在城市污水处理过程中得到降解，其中 85%以上的 ss，bod5，toc，nh3-n 可以通过污水处理得到去除，但重金属等一些有毒物质往往需要在工业企 业通过处理控制。 2.3 工艺流程比选 2.3.1 工艺流程选取原则 城市污水处理的目的是使之达标排放或污水回用于农田灌溉、城市景观和工业生产等，以保护环 境不受污染，节约水资源。污水处理工艺流程的选择应遵循以下原则： （1）污水处理应达到的处理程度是选择工艺的主要依据。 （2）污水处理工艺的投资和运行费用合理，工程投资和运行费用也是工艺流程选择的重要因素之一。 根据处理的水质、水量，选择可行的几种工艺流程进行全面的技术经济比较，确定工艺先进合理、工 程投资和运行费用较低的处理工艺。 （3）根据当地自然、地形条件及土地与资源利用情况，因地制宜、综合考虑选择适合当地情况的处 城市污水二级生化处理工艺设计 - 3 - 理工艺。尽量少占农田或不占农田，充分利用河滩沼泽地、洼地或旧河道。 （4）考虑分期处理与排放利用情况。例如根据当地城市规划，先建一期工程，再建二期工程。 （5）施工与运行管理：如地下水位较高、地质条件较差的地区，就不宜选用深度大、施工难度高的 处理构筑物。也应考虑所确定处理工艺运行简单、操作方便，便于实现自动控制等。 2.3.2 工艺方案分析 一在本项目污水处理的特点为： 1.污水以有机污染为主，bod/cod=0.8,可生化性较好，重金属及其它难以降解的有毒有害污染物 一般不超标； 2.污水中主要污染物指标 bod5、codcr、ss 值比一般城市污水高； 3. 污水处理厂投产时，周围的多数重点污染源智力工程已投入运行。 二污水处理工艺的选择与污水的原污水水质、出水要求、污水厂规模、当地温度、用地面积、发展 余地、管理水平、工程投资、电价和环境影响等因素有关。 针对以上特点，以及出水要求，现有城市污水处理的特点，选择了氧化沟工艺 氧化沟是活性污泥法的一种变形，它把连续环式反应池作为生化反应器，混合液在其中连续循环 流动。随着氧化沟技术的不断发展，氧化沟技术已远远超出最初的实践范围，具有多种多样的工艺参 数、功能选择、构筑物形式和操作方式。如卡鲁塞尔（carrousel 2000）氧化沟、三沟式（t 型）氧化 沟、奥贝尔（orbal）氧化沟等。 三沟式氧化沟（t 型氧化沟）是由三个相同的氧化沟组建在一起作为一个单元运行，三个氧化沟 之间相互双双联通，每个池都配有可供污水和环流（混合）的转刷，每池的进口均与经格栅和沉砂池 处理的出水通过配水井相连接，两侧氧化沟可起曝气和沉淀双重作用，并配有自动可调堰门,中间的池 子则维持连续曝气，曝气转刷的利用率可提高到 60%左右。与此同时，氧化沟的出水质好，一般 情况下，bod5去除率可达到 95%99%，脱氮率可达到 90%，除磷效率在 50%左右，如 在处理过程中，适量的投加铁盐，则除磷效率可达到 95%。 三沟式氧化沟可通过改变曝气转刷的运转速度，来控制池内的缺氧、好氧状态，从而取得较好的 脱氮效果。该系统的显著优点是氧化沟中一部分兼作沉淀池, 故不需另设二次沉淀池和污泥回流设备, 使处理流程进一步简化, 减少了处理构筑物, 操作管理更为简单。其不足之处是有部分曝气转刷间歇运 行, 利用率降低。 三沟由于进、出水交替运行，所以各沟中的活性污泥量在不断变化，存在明显的污泥迁移现象。 同时，在同一沟内由于污泥迁移、污泥浓度有规律地变化必然导致溶解氧也产生规模性地变化。 以下是氧化沟的优缺点： 优点： (1)用转刷曝气时，设计污水流量多为每日数百立方米。用叶轮曝气时，设计污水流量可达每日数 万立方米。 (2)氧化沟由环形沟渠构成，转刷横跨其上旋转而曝气，并使混合液在池内循环流动，渠道中的循 环流速为 0.30.6ms，循环流量一般为设计流量的 3060 倍。 城市污水二级生化处理工艺设计 - 4 - (3)氧化沟的流型为循环混合式，污水从环的一端进入，从另一端流出，具有完全混合曝气池的特 点。 (4)间歇运行适用于处理少量污水。可利用操作间歇时间使沟内混合液沉淀而省去二沉池，剩余污 泥通过氧化沟内污泥收集器排除。连续运行适用于处理流量较大的污水，需另没二沉池和污泥回流系 统。 (5)工艺简单，管理方便，处理效果稳定，使用日益普通。 (6)氧化沟的设计可用延时曝气油的设计方法进行。即从污泥产量 w00 出发，导出曝气池的体 积，而后按氧化沟的工艺条件布置成环状循环混合式。 缺点： (1)处理构筑物较多； (2)回流污泥溶解氧较高，对除磷有一定的影响； (3)容积及设备利用率不高。 综上所述，能够满足脱氮除磷的污水处理工艺很多，其基本原理都是相同的，每一种工艺均各有 特点，分别适用于各种不同场合，应该具体问题具体分析后加以采用。根据本工程特点，采用三沟式 （t 型）氧化沟法。 2.4 工艺流程 城市污水 出水 外运 图图 1 工艺流程图工艺流程图 2.5 工艺说明 三沟式氧化沟是氧化沟的一种典型构造型式，目前采用的三沟式氧化沟工艺，是丹麦在间歇式运 行的氧化沟基础上开创的，它实际上仍是一种连续流活性污泥法，只是将曝气、沉淀工序集于一体， 泵 房 细 格 栅 接 触 池 粗 格 栅 氧 化 沟 脱水机房污泥浓缩池 污泥泵房 鼓风机房 加氯间 曝 气 沉 砂 池 城市污水二级生化处理工艺设计 - 5 - 并具有按时间顺序交替轮换运行的特点，其运转周期可根据处理水质的不同进行调整，从而使其运行 操作更趋于灵活方便。这种工艺流程简单，无需另设一次、二次沉淀池和污泥回流装置，使氧化沟工 艺的基建投资和运行费用大为降低，并在一定程度上解决了以往氧化沟占地面积大的缺点，我国邯郸 市东污水处理厂采用的就是这种工艺。 氧化沟工艺主要构筑物的作用说明如下： 2.5.1 粗格栅 粗格栅一般是设在泵前的第一道格栅，主要用来拦截污水中粗大的漂浮物，保护水泵不受损害。 2