水污染課程設(shè)計(jì)城市污水二級(jí)生化處理工藝設(shè)計(jì)

1、 水污染控制工程（下）水污染控制工程（下） 課程設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 題目：城市污水二級(jí)生化處理工藝設(shè)計(jì) 班級(jí)： 環(huán)境 09 班 學(xué)號(hào)：學(xué)號(hào)： 33090046 姓名：姓名： 李婷 時(shí)間： 2011.6 目目 錄錄 第 1 章 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) .- 1 - 1.1 設(shè)計(jì)題目.- 1 - 1.2 原始資料.- 1 - 1.3 出水要求水質(zhì).- 1 - 1.4 污水廠規(guī)模 .- 1 - 1.5 設(shè)計(jì)內(nèi)容.- 1 - 1.6 設(shè)計(jì)成果 .- 2 - 2.1 城市污水概論 .- 2 - 2.2 廢水特性與水質(zhì)分析 .- 2 - 2.2.1 廢水特性.- 2 - 2.2.2 水質(zhì)分析.- 2 - 2.3 工藝流

2、程比選 .- 3 - 2.3.1 工藝流程選取原則.- 3 - 2.3.2 工藝方案分析.- 4 - 2.4 工藝流程 .- 5 - 2.5 工藝說(shuō)明 .- 6 - 2.5.1 粗格柵.- 6 - 2.5.2 污水提升泵房.- 6 - 2.5.3 細(xì)格柵.- 6 - 2.5.4 曝氣沉砂池.- 6 - 2.5.5 小型鼓風(fēng)機(jī)房.- 6 - 2.5.6 配水井.- 6 - 2.5.7 氧化溝.- 6 - 2.5.8 接觸池.- 6 - 2.5.9 污泥泵房.- 7 - 2.5.10 污泥濃縮池.- 7 - 2.5.11 濃縮脫水機(jī)房.- 7 - 2.6 處理效果預(yù)測(cè) .- 7 - 城市污水二級(jí)生

3、化處理工藝設(shè)計(jì) - 1 - 第 1 章 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 1.1 設(shè)計(jì)題目 城市污水二級(jí)生化處理工藝設(shè)計(jì) 1.2 原始資料 1日平均污水量 q=20800m3/d 2水質(zhì)情況： bod5=200mg/l； codcr=250mg/l； ss=180mg/l； ph=7.5； nh3-n=49mg/l； tp=4.9mg/l 大腸桿菌數(shù)超標(biāo)；污水水溫 21 攝氏度，ph=7.5 1.3 出水要求水質(zhì) 污水處理廠的排放指標(biāo)為： bod5： 20 mg/l； codcr： 60 mg/；ss： 20 mg/l； ph： 6.09.0。 1.4 污水廠規(guī)模 污水處理廠所需要面積（1.5+2.5）104=

4、40000 m2 1.5 設(shè)計(jì)內(nèi)容 1方案確定 按照原始資料數(shù)據(jù)進(jìn)行處理方案的確定，擬定處理工藝流程，選擇各處理構(gòu)筑物，說(shuō)明選擇理由， 進(jìn)行工藝流程中各處理單元的處理原理說(shuō)明，論述其優(yōu)缺點(diǎn)，編寫設(shè)計(jì)方案說(shuō)明書(shū)。 2設(shè)計(jì)計(jì)算 進(jìn)行各處理單元的去除效率估；各構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)參數(shù)應(yīng)根據(jù)同類型污水的實(shí)際運(yùn)行參數(shù)或參考有 關(guān)手冊(cè)選用；各構(gòu)筑物的尺寸計(jì)算；設(shè)備選型計(jì)算，效益分析及投資估算。 3平面和高程布置 根據(jù)構(gòu)筑物的尺寸合理進(jìn)行平面布置；高程布置應(yīng)在完成各構(gòu)筑物計(jì)算及平面布置草圖后進(jìn)行， 各處理構(gòu)筑物的水頭損失可直接查相關(guān)資料，但各構(gòu)筑物之間的連接管渠的水頭損失則需計(jì)算確定。 4編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)、計(jì)算書(shū) 城

5、市污水二級(jí)生化處理工藝設(shè)計(jì) - 2 - 1.6 設(shè)計(jì)成果 1污水處理廠總平面布置圖 1 張（含土建、設(shè)備、管道、設(shè)備清單等） 2處理工藝流程圖 1 張 3主要單體構(gòu)筑物（格柵、曝氣沉砂池、氧化溝、污泥濃縮池）平面 4設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)、計(jì)算書(shū)一份 城市污水二級(jí)生化處理工藝設(shè)計(jì) - 1 - 第第 2 章章 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 2.1 城市污水概論 城市污水主要包括生活污水和工業(yè)污水，由城市排水管網(wǎng)匯集并輸送到污水處理廠進(jìn)行處理。城 市污水處理工藝一般根據(jù)城市污水的利用或排放去向并考慮水體的自然凈化能力，確定污水的處理程 度及相應(yīng)的處理工藝。處理后的污水，無(wú)論用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)或是回灌補(bǔ)充地下水，都必須符合

6、國(guó)家頒 發(fā)的有關(guān)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。 現(xiàn)代污水處理技術(shù)，按處理程度劃分，可分為一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)處理工藝。污水一級(jí)處理應(yīng)用物 理方法，如篩濾、沉淀等去除污水中不溶解的懸浮固體和漂浮物質(zhì)。污水二級(jí)處理主要是應(yīng)用生物處 理方法，即通過(guò)微生物的代謝作用進(jìn)行物質(zhì)轉(zhuǎn)化的過(guò)程，將污水中的各種復(fù)雜的有機(jī)物氧化降解為簡(jiǎn) 單的物質(zhì)。生物處理對(duì)污水水質(zhì)、水溫、水中的溶氧量、ph 值等有一定的要求。污水三級(jí)處理是在一、 二級(jí)處理的基礎(chǔ)上，應(yīng)用混凝、過(guò)濾、離子交換、反滲透等物理、化學(xué)方法去除污水中難溶解的有機(jī) 物、磷、氮等營(yíng)養(yǎng)性物質(zhì)。污水中的污染物組成非常復(fù)雜，常常需要以上幾種方法組合，才能達(dá)到處 理要求。 污水一級(jí)處理為預(yù)處理

7、，二級(jí)處理為主體，處理后的污水一般能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。三級(jí)處理為深度處 理，出水水質(zhì)較好，甚至能達(dá)到飲用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，但處理費(fèi)用高，除在一些極度缺水的國(guó)家和地區(qū)外， 應(yīng)用較少。目前我國(guó)許多城市正在籌建和擴(kuò)建污水二級(jí)處理廠，以解決日益嚴(yán)重的水污染問(wèn)題。 2.2 廢水特性與水質(zhì)分析 2.2.1 廢水特性 城市污水是排入城市排水系統(tǒng)中各類廢水的總稱,主要由城市生活污水和生產(chǎn)污水以及其他排入城 市排水管網(wǎng)的混合污水。在合流制排水系統(tǒng)中還包括雨水，在半分流制的排水系統(tǒng)中還包括初期雨水。 城市污水中的污染物質(zhì)，按化學(xué)性質(zhì)來(lái)分，可分為無(wú)機(jī)性污染物質(zhì)（如無(wú)機(jī)酸，堿、鹽及重金屬元素） 和有機(jī)性污染物質(zhì)（如腐殖質(zhì)、脂肪等

8、） ；按物理形態(tài)來(lái)分，可分為懸浮固體、膠體和溶解物質(zhì)，不同 城市的污水中所含物質(zhì)總類與形態(tài)不同，城市生活污水和工業(yè)廢水的比例不同，其污水性質(zhì)亦不同。 城市污水的性質(zhì)主要是其物理性質(zhì)，包括水溫，顏色，氣味，氧化還原電位等。 2.2.2 水質(zhì)分析 水質(zhì)分析主要是城市污水的化學(xué)指標(biāo)： 1.ph 值 城市污水的 ph 值呈中性，一般為 6.57.5。ph 值的微小降低可能是由于城市污水在下水道中發(fā) 酵所致。雨季較大時(shí)的 ph 值降低往往是城市酸雨造成的，這種情況在合流制排水系統(tǒng)中尤其突出。 ph 值的突然大幅度變化通常是工業(yè)廢水的大量排入造成的。 2.生化需氧量（bod） 城市污水二級(jí)生化處理工藝設(shè)計(jì)

9、 - 2 - 生化需氧量是反映污水中有機(jī)污染物濃度的綜合指標(biāo)，是通過(guò)測(cè)定在指定的溫度和指定的時(shí)間段 內(nèi)，微生物分解，氧化水中有機(jī)物所需氧量的數(shù)量來(lái)確定的。微生物的好氧分解速度很快，約至 5 天 后其需氧量即達(dá)到完全分解需氧量的 70%左右，因此，在實(shí)際操作中，用 bod5來(lái)衡量污水中有機(jī)物 的濃度。城市污水 bod5在 1003000mg/l 之間。 3.化學(xué)需氧量（cod） 城市污水的 cod 一般大于 bod5，兩者的差值可反映城市污水中存在難以被降解的有機(jī)物的多少。 bod5/ cod 比值常用來(lái)分析污水的可生化性，可生化性好的廢水 bod5/ cod0.3，小于此值的污水應(yīng) 考慮生化技

10、術(shù)以外的污水處理技術(shù)，或?qū)σ话闵幚砉に囘M(jìn)行試驗(yàn)改革。 cod 是用化學(xué)方法測(cè)定的有機(jī)物濃度，它不像 bod5那樣反映生化需氧量，另外，會(huì)有部分的無(wú) 機(jī)物被氧化，使結(jié)果產(chǎn)生誤差。在城市污水分析時(shí)，二者同時(shí)使用。 4.固體物質(zhì)（ss，ds） 城市污水中的固體物質(zhì)按其化學(xué)性質(zhì)可分為有機(jī)物和無(wú)機(jī)物，按其物理組成可分為懸浮固體 ss 和溶解固體 ds。 ss 是污水的一項(xiàng)重要指標(biāo)，包括漂于水面的漂浮物如油脂，果核等，懸于水中的懸游物如奶、乳 化油等，還有沉于底部的沉淀物，懸浮固體是將污水過(guò)濾，把截流在過(guò)濾材料上的物質(zhì)通過(guò)烘干，稱 重而測(cè)的。 5.總氮（tn） ，氨氮（nh3-n） ，總磷（tp） 氮

11、、磷是污水中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，在城市污水生化過(guò)程中需要一定的氮、磷以滿足微生物的新陳代謝， 但這僅是污水中氮、磷的一小部分，大部分氮、磷仍將隨水排到水體中，從而導(dǎo)致水體中藻類超量生 長(zhǎng)，造成富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題。因此，除磷脫氮也是污水處理的任務(wù)之一。 總氮是污水中有機(jī)氮和無(wú)機(jī)氮的綜合，氨氮是無(wú)機(jī)氮的一種?？偭资俏鬯懈黝愑袡C(jī)磷和無(wú)機(jī)磷 的總和。 以上的這些化學(xué)指標(biāo)大部分可以在城市污水處理過(guò)程中得到降解，其中 85%以上的 ss，bod5，toc，nh3-n 可以通過(guò)污水處理得到去除，但重金屬等一些有毒物質(zhì)往往需要在工業(yè)企 業(yè)通過(guò)處理控制。 2.3 工藝流程比選 2.3.1 工藝流程選取原則 城市污水處理的目

12、的是使之達(dá)標(biāo)排放或污水回用于農(nóng)田灌溉、城市景觀和工業(yè)生產(chǎn)等，以保護(hù)環(huán) 境不受污染，節(jié)約水資源。污水處理工藝流程的選擇應(yīng)遵循以下原則： （1）污水處理應(yīng)達(dá)到的處理程度是選擇工藝的主要依據(jù)。 （2）污水處理工藝的投資和運(yùn)行費(fèi)用合理，工程投資和運(yùn)行費(fèi)用也是工藝流程選擇的重要因素之一。 根據(jù)處理的水質(zhì)、水量，選擇可行的幾種工藝流程進(jìn)行全面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定工藝先進(jìn)合理、工 程投資和運(yùn)行費(fèi)用較低的處理工藝。 （3）根據(jù)當(dāng)?shù)刈匀弧⒌匦螚l件及土地與資源利用情況，因地制宜、綜合考慮選擇適合當(dāng)?shù)厍闆r的處 城市污水二級(jí)生化處理工藝設(shè)計(jì) - 3 - 理工藝。盡量少占農(nóng)田或不占農(nóng)田，充分利用河灘沼澤地、洼地或舊河道

13、。 （4）考慮分期處理與排放利用情況。例如根據(jù)當(dāng)?shù)爻鞘幸?guī)劃，先建一期工程，再建二期工程。 （5）施工與運(yùn)行管理：如地下水位較高、地質(zhì)條件較差的地區(qū)，就不宜選用深度大、施工難度高的 處理構(gòu)筑物。也應(yīng)考慮所確定處理工藝運(yùn)行簡(jiǎn)單、操作方便，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制等。 2.3.2 工藝方案分析 一在本項(xiàng)目污水處理的特點(diǎn)為： 1.污水以有機(jī)污染為主，bod/cod=0.8,可生化性較好，重金屬及其它難以降解的有毒有害污染物 一般不超標(biāo)； 2.污水中主要污染物指標(biāo) bod5、codcr、ss 值比一般城市污水高； 3. 污水處理廠投產(chǎn)時(shí)，周圍的多數(shù)重點(diǎn)污染源智力工程已投入運(yùn)行。 二污水處理工藝的選擇與污水的原污

14、水水質(zhì)、出水要求、污水廠規(guī)模、當(dāng)?shù)販囟取⒂玫孛娣e、發(fā)展 余地、管理水平、工程投資、電價(jià)和環(huán)境影響等因素有關(guān)。 針對(duì)以上特點(diǎn)，以及出水要求，現(xiàn)有城市污水處理的特點(diǎn)，選擇了氧化溝工藝 氧化溝是活性污泥法的一種變形，它把連續(xù)環(huán)式反應(yīng)池作為生化反應(yīng)器，混合液在其中連續(xù)循環(huán) 流動(dòng)。隨著氧化溝技術(shù)的不斷發(fā)展，氧化溝技術(shù)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出最初的實(shí)踐范圍，具有多種多樣的工藝參 數(shù)、功能選擇、構(gòu)筑物形式和操作方式。如卡魯塞爾（carrousel 2000）氧化溝、三溝式（t 型）氧化 溝、奧貝爾（orbal）氧化溝等。 三溝式氧化溝（t 型氧化溝）是由三個(gè)相同的氧化溝組建在一起作為一個(gè)單元運(yùn)行，三個(gè)氧化溝 之間相互雙雙

15、聯(lián)通，每個(gè)池都配有可供污水和環(huán)流（混合）的轉(zhuǎn)刷，每池的進(jìn)口均與經(jīng)格柵和沉砂池 處理的出水通過(guò)配水井相連接，兩側(cè)氧化溝可起曝氣和沉淀雙重作用，并配有自動(dòng)可調(diào)堰門,中間的池 子則維持連續(xù)曝氣，曝氣轉(zhuǎn)刷的利用率可提高到 60%左右。與此同時(shí)，氧化溝的出水質(zhì)好，一般 情況下，bod5去除率可達(dá)到 95%99%，脫氮率可達(dá)到 90%，除磷效率在 50%左右，如 在處理過(guò)程中，適量的投加鐵鹽，則除磷效率可達(dá)到 95%。 三溝式氧化溝可通過(guò)改變曝氣轉(zhuǎn)刷的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，來(lái)控制池內(nèi)的缺氧、好氧狀態(tài)，從而取得較好的 脫氮效果。該系統(tǒng)的顯著優(yōu)點(diǎn)是氧化溝中一部分兼作沉淀池, 故不需另設(shè)二次沉淀池和污泥回流設(shè)備, 使處理流

16、程進(jìn)一步簡(jiǎn)化, 減少了處理構(gòu)筑物, 操作管理更為簡(jiǎn)單。其不足之處是有部分曝氣轉(zhuǎn)刷間歇運(yùn) 行, 利用率降低。 三溝由于進(jìn)、出水交替運(yùn)行，所以各溝中的活性污泥量在不斷變化，存在明顯的污泥遷移現(xiàn)象。 同時(shí)，在同一溝內(nèi)由于污泥遷移、污泥濃度有規(guī)律地變化必然導(dǎo)致溶解氧也產(chǎn)生規(guī)模性地變化。 以下是氧化溝的優(yōu)缺點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn)： (1)用轉(zhuǎn)刷曝氣時(shí)，設(shè)計(jì)污水流量多為每日數(shù)百立方米。用葉輪曝氣時(shí)，設(shè)計(jì)污水流量可達(dá)每日數(shù) 萬(wàn)立方米。 (2)氧化溝由環(huán)形溝渠構(gòu)成，轉(zhuǎn)刷橫跨其上旋轉(zhuǎn)而曝氣，并使混合液在池內(nèi)循環(huán)流動(dòng)，渠道中的循 環(huán)流速為 0.30.6ms，循環(huán)流量一般為設(shè)計(jì)流量的 3060 倍。 城市污水二級(jí)生化處理工藝設(shè)

17、計(jì) - 4 - (3)氧化溝的流型為循環(huán)混合式，污水從環(huán)的一端進(jìn)入，從另一端流出，具有完全混合曝氣池的特 點(diǎn)。 (4)間歇運(yùn)行適用于處理少量污水?？衫貌僮鏖g歇時(shí)間使溝內(nèi)混合液沉淀而省去二沉池，剩余污 泥通過(guò)氧化溝內(nèi)污泥收集器排除。連續(xù)運(yùn)行適用于處理流量較大的污水，需另沒(méi)二沉池和污泥回流系 統(tǒng)。 (5)工藝簡(jiǎn)單，管理方便，處理效果穩(wěn)定，使用日益普通。 (6)氧化溝的設(shè)計(jì)可用延時(shí)曝氣油的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行。即從污泥產(chǎn)量 w00 出發(fā)，導(dǎo)出曝氣池的體 積，而后按氧化溝的工藝條件布置成環(huán)狀循環(huán)混合式。 缺點(diǎn)： (1)處理構(gòu)筑物較多； (2)回流污泥溶解氧較高，對(duì)除磷有一定的影響； (3)容積及設(shè)備利用率不

18、高。 綜上所述，能夠滿足脫氮除磷的污水處理工藝很多，其基本原理都是相同的，每一種工藝均各有 特點(diǎn)，分別適用于各種不同場(chǎng)合，應(yīng)該具體問(wèn)題具體分析后加以采用。根據(jù)本工程特點(diǎn)，采用三溝式 （t 型）氧化溝法。 2.4 工藝流程 城市污水 出水 外運(yùn) 圖圖 1 工藝流程圖工藝流程圖 2.5 工藝說(shuō)明 三溝式氧化溝是氧化溝的一種典型構(gòu)造型式，目前采用的三溝式氧化溝工藝，是丹麥在間歇式運(yùn) 行的氧化溝基礎(chǔ)上開(kāi)創(chuàng)的，它實(shí)際上仍是一種連續(xù)流活性污泥法，只是將曝氣、沉淀工序集于一體， 泵 房 細(xì) 格 柵 接 觸 池 粗 格 柵 氧 化 溝 脫水機(jī)房污泥濃縮池 污泥泵房 鼓風(fēng)機(jī)房 加氯間 曝 氣 沉 砂 池 城市污水二級(jí)生化處理工藝設(shè)計(jì) - 5 - 并具有按時(shí)間順序交替輪換運(yùn)行的特點(diǎn)，其運(yùn)轉(zhuǎn)周期可根據(jù)處理水質(zhì)的不同進(jìn)行調(diào)整，從而使其運(yùn)行 操作更趨于靈活方便。這種工藝流程簡(jiǎn)單，無(wú)需另設(shè)一次、二次沉淀池和污泥回流裝置，使氧化溝工 藝的基建投資和運(yùn)行費(fèi)用大為降低，并在一定程度上解決了以往氧化溝占地面積大的缺點(diǎn)，我國(guó)邯鄲 市東污水處理廠采用的就是這種工藝。 氧化溝工藝主要構(gòu)筑物的作用說(shuō)明如下： 2.5.1 粗格柵 粗格柵一般是設(shè)在泵前的第一道格柵，主要用來(lái)攔截污水中粗大的漂浮物，保護(hù)水泵不受損害。