日处理8万吨污水处理厂工艺设计方案(计算公式).docx

日处理8万吨污水处理厂工艺设计方案（计算公式） 目录第1章前言1第2章水质标准、方案选择与工艺流程 22.1水质标准与工艺流程22.2方案选择22.3原始数据确定3第 3章设计流量的计算和污水水质污染程度的确定43.1污水流量的计算43.2污水水质污染程度的确定 4第4章主要构筑物设备及 工艺设计54.1格栅54.2沉砂池94.3巴氏计量槽104.4初沉池 104.5A/O氧化沟124.6二次沉淀池164.7污泥处理设计184.8自 动控制系统22第5章工艺设计特点23致谢24参考文献2525第 1章前言水是人类的宝贵资源。由于淡水资源日益匮乏及其污染程度的不断加剧，发展环境 保护事业，建立污水处理厂，将工业、家庭生活排放的污水，经 城市污水处理厂治理后，使之达到国家规定的排放标准，已成为各国政府十分关注的大事。但是，城市污水处理是一门涉及生物、化学、物理等多门学 科的综合性技术，具工艺机理较为复杂。随着人类社会的发展，特别是都市化和工业化的迅速发展， 污水排放量大大超过了天然水体的自净能力，造成严重的环境污染和生态失衡。在人口聚集的城市、乡镇和排放废水的工矿企业设立污水处 理厂，是保护自然环境和人类健康的必要措施。随着环保法律的不断规范和日益严格，我国将逐步建立数以 千计的城市污水处理厂。有学者曾根据日处理污水量将污水处理厂分为大、中、小三 种规模：日处理量大于 10万m3为大型处理厂，1-10m3万为中 型污水处理厂，小于 1万m3的为小型污水处理厂。近年来，大型污水处理厂建设数量相对减少，而中小型污水 厂则越来越多。如何搞好中、小型污水处理厂，特别是中型污水厂，是近几 年许多专家和工程技术人员比较关注的问题。本文主要研究的是日处理 80000吨污水的中型污水处理厂。第2章水质标准、方案选择与工艺流程2.1水质标准与工艺流程根据城市污水排放资料， 并参照同类型城市污水处理厂实测 资料，确定本工程设计进水水质为：BOD=100mg/L, COD=来，由于各种格栅的使用，有人把格珊分为三类：栅距大于40mm的 粗格珊，也称保护型格栅；栅距在 4-10mm的称细格栅；栅距 在1525mm的称中格栅。中小型城市的生活污水处理厂或所需截留的污染物量较少 时，可采用人工清理的格栅。这类格栅是用直钢条制成，一般与水平面成45 -60。倾角安放，倾角小时，清理时较省力，但是占地则较大。人工清渣的格栅，其设计面积应采用较大的安全系数，一般 不小于进水管渠有效面积的 2倍，以免清渣过于频繁。在污水泵站前集水井中的格栅，应特别注重有害气体对操作 人员的危害，并应采取有效的防范措施。格栅间应设置操作平台。机械清渣的格栅，倾角一般为 60 -70°,有时为90 o机械清渣格栅过水面积，一般应不小于进水管渠的有效面积 的1.2倍。格栅栅条的断面形状有圆形、矩形以及方形，圆形的水力条 件较方形的好，但是刚度较差。目前多采用断面形式为矩形的栅条。设置栅条的渠道，宽度要适当，应使水流保持适当的流速， 一方面泥砂不至于沉积在沟渠的底部，另一方面截留的污染物又不至于冲过格栅。通常采用0.6-1.0m/s,最大流量时可高于1.2-1.4m/s。4.1.1粗格栅间根据近期设计流量过栅流速0.8m/s,栅条间隙英国的克拉克（Clark）和盖奇（Cage）发现，对污水长时间曝 气会产生污泥，同时水质会得到明显的改善。继而阿尔敦（Arden）和洛开脱（Lockett）对这一现象进行了研 究。曝气试验是在瓶中进行的，每天试验结束时把瓶子倒空，第 二天重新开始，他们偶然发现，由于瓶子清洗不完善，瓶壁附着 污泥时，处理效果反而好。由于认识了瓶壁留下污泥的重要性，他们把它称为活性污泥。随后，他们在每天结束试验前，把曝气后的污水静止沉淀， 只倒去上层净化清水，留下瓶底的污泥，供第二天使用，这样大大缩短了污水处理的时间。这个试验的工艺化便是于 1916年建成的第一个活性污泥法 污水处理厂。活性污泥法是由曝气池、沉淀池、污泥回流和剩余污泥排除 系统所组成。污水和回流的活性污泥一起进入曝气池形成混和液。曝气池是一个生物反应器，通过曝气设备充入空气，空气中 的氧溶入污水使污泥混合液产生好氧代谢反应。曝气设备不仅传递氧气进入混合液，且使混合液得到足够的 搅拌而呈悬浮状态。这样，污水中的有机物、氧气同微生物能充分接触和反应。随后混合液流入沉淀池，混合液中的悬浮固体在沉淀池中沉 淀下来和水分离。流出沉淀池的就是净化水。沉淀池中的污泥大部分回流，称为回流污泥。回流污泥的目的是使曝气池内保持一定的悬浮固体浓度，也就是保持一定的微生物浓度。曝气池中的生化反应引起了微生物的增殖，增殖的微生物通 常从沉淀池中排除，以维持活性污泥系统的稳定运行。这部分污泥叫剩余污泥。剩余污泥中含有大量的微生物，排放环境前应进行处理，防 止污染环境。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，污泥除了有氧化和分解有机物的能力外， 还要有良好的凝 聚和沉淀性能，以使活性污泥能从混合液中分离出来， 得到澄清 的出水。活性污泥中的细菌是一个混合群体，常以菌胶团的形式存在，游离状态的较少。菌胶团是由细菌分泌的多糖类物质将细菌包覆成的粘性团 块，使细菌具有抵御外界不利因数的性能。菌胶团是活性污泥絮凝体的主要组成部分。游离状态的细菌不易沉淀，而混合液中的原生动物可以捕食 这些游离细菌，这样沉淀池饿出水就会更清澈，因而原生动物有利于出水水质的提高。活性污泥法使用到现在已有近百年的历史，面对污水复杂程 度的提高和对出水水质的严格要求，各国在活性污泥法原有基础上进行了许多革新与改进，如：低负荷活性污泥法、氧化沟处理 技求、两段活性污泥法（AB法）、生物脱氮除磷工艺（A/O、A2/O 法）、序批式活性污泥法（SBR）及天然生物净化系统等等。氧化沟属于延时曝气活性污泥工艺，从运行方式上可分为两 大类：一类按时间顺序安排为主对污水进行处理，如：交替和半 交替工作式氧化沟；另一类按空间顺序交排为主对污水进行处 理，如：连续工作分建式氧化沟 （包括Pasveer型、Carrousel型、 Orbal型）、连续工作合建式（包括 Boat式、C型沟内式、型 D沟内式、管式等）与传统活性污泥法相比，氧化沟在去除污水中BOD5的同时, 兼具脱氮除磷功能，较长的 HRT和SRT使得剩余污泥产量少且 较稳定，勿需消化处理。氧化沟法是活性污泥法的发展和演变，是其多种运行方式中 的一种。在50年代开发的氧化沟是延时曝气法的一种特殊形式（如图4.1所示）。所谓的延时曝气是在 40年代末到50年代初在美国流行起来 的。其特点是曝气时间很长，达 24h甚至更长，MLSS较高，达 到3000-6000mg/L ,活性污泥在时间和空间上部分处于内源呼吸 状态，剩余污泥少而稳定，无需消化，可直接排放。适用于污水量很小的场合，最先是牛奶场，后来用于村庄和 风景区、旅社等。近年来，国内用于高层建筑生活污水处理。设备可用钢板装配，由厂商供应。对于不是24h连续来水的场合，常常不设沉淀池而采用间歇 运行方式，例如代开发的使用很广泛的一种氧化沟，如我国昆明兰花沟污水处理厂，桂林市东区污水处理厂以及上海龙华肉联厂 的废水处理都采用这种形式的氧化沟， 它不但可以达到95%以上 的BOD5去除率，还可以同时达到部分脱氮除磷的目的。氧化沟利用A/O法（即缺氧好氧活性污泥法）。A/O法是由厌氧池和好氧池组成的同时去除污水中有机污染 物以及磷的处理系统。为了使微生物在好氧池中易于吸收磷，溶解氧应维持在2mg/L以上，pH值应控制在7-8之间。磷的去除率还取决于进水中的 BOD5与磷浓度之比。据报道，如果这一比值大于10:1,出水中磷的浓度可在1mg/L 左右O由于微生物吸收磷是可逆的过程，过长的曝气时间及污泥在 沉淀池中停留时间过长都有可能造成磷的释放。A/O工艺具有流程简单，工程造价低的特点。其主要工业特征是将脱氮池设置在去除碳过程的前端，是脱氮过程一方面更直接利用进水中的有机碳源而省去外加碳源；另一方面则通过曝气池混合液回流，使其中的 NO3-在脱氮池内反 硝化，使氮得以去除。图4.1氧化沟系统4.5.2氧化沟工艺基本原理氧化沟中碳源基 质的去除动力学与活性污泥法动力学完全一致，主要通过兼性菌好氧降解实现。氨氮的硝化反应涉及到亚硝化毛干菌和硝化杆菌两类不同的 硝化细菌。亚硝化毛杆菌在有氧条件下将NH+4-N转化为NO-2, NO-2进一步被硝化菌转化为 NO-3 o在缺氧区，NO-3作为电子受体，被反硝化菌还原为N2或N2O。磷的降解有两条途径，一条途径是在厌氧条件下，聚磷菌代 谢细胞内多聚磷酸盐获得能量将污水中基质合成为细胞内聚合 物质，释放磷酸盐。在好氧条件下，环境中缺乏COD而使得厌氧条件下贮存的聚 伊羟基丁酸酯成为基质，聚磷菌过量摄取环境中磷酸盐而在细胞 内合成多聚磷酸盐，细胞得到增殖；另一条途径是基于兼性反硝 化菌也有着很强的生物摄/放磷现象，在缺氧条件下，反硝化除 磷菌能够象在好氧条件下一样，利用硝酸氮充当电子受体产生生物摄磷作用，同时NO-3被还原成N2。后一条途径已被作为新一代脱氮除磷的技术基础之一，导致 了可持续脱氮除磷工艺的诞生。另外，活性污泥吸附也是去除污水中氮磷化合物的重要机制。4.5.3氧化沟工艺技术特征氧化沟是主导反应器，水流混合介 于推流和完全混合之间，水流搅动情况和溶解氧（ DO）浓度沿 池长变化，十分有利于活性污泥生物凝聚和不同菌群生化活性的 发挥。氧化沟主要技术参数如下：有机物容积负荷： 0.2-0.4kgBOD5/（m3 d） 有机物 污泥 负荷 ： 0.05-0.15kgBOD5/（kgVSS d）水力停留时间（HRT）: 10-24h 污泥 龄（SRT）: 10-30d活性污泥浓度：来，一些学者研究发现，来源于污泥热解的衍生材料可以作为很好的吸附剂， 我国学者吴键 等和马志毅等也从污水污泥中制取了吸附材料， 一般的工艺过程 如图4.3所示。初级处理和二级处理气浮浓缩重力浓缩离心真空过滤干化床 压滤机焚烧土地处理驳运好氧或厌氧消化热处理湿式氧化返回 处理的废液返回处理的污泥固体污泥图4.2污泥的处理与处置工艺概况干化热解空气中氧化化学活化烘干物理活化吸附剂污泥 图4.3污泥制取吸附剂工艺流程从工艺过程可知，污泥制取吸附 剂的途径有3条，针对不同的污泥、所制取吸附剂的不同用途， 可相应采用不同的制取方法， 而不同的制取方法所产生的吸附剂 的性能差别很大，一般所制得的吸附材料性能为： 化学活化物 理活化空气中氧化。影响吸附性能的主要因素有：活化药剂的种类、浓度、热解 时间、热解温度和活化温度等。马志毅等利用污泥制取的吸附材料性能如表4.1所示。对于该种吸附剂的应用，由于其中含有大量的重金属的氧化 物，致使其不但可以作为吸附剂， 同时也是良好的催化剂，所以, 虽然从相关参数上比较其不如商业活性炭，但应用效果却与商业活性炭