水处理课程设计1

1ABSTRACTWiththedevelopmentofmodernsocietyandeconomics,environmentalissuesarecomingtoourattentionmoreandmore.Pollutioncausedbydomesticwastewaterisgettingworseandwellnoticed.Sewagetreatmentisbecomingveryimportantandindispensable.Thispaperisfocusedontheprocessdesigninourcountryfordomesticwastewatertreatment,andselectthebestprocessschemetomakethetreatedwaterreachthequalitythatrequired.ThisdesignhaveadoptedtheODprocessandtheprocedureissimple,managementisconvenient,donotneedtoaddthefirstsinkingpool,digestivesystem,reducingbuildingandoperatingexpenses,realizingautomationtotally.Atthesametime,easytomanage,makingthewaterreachsewagedischargestandard,accomplishtherationalutilizationofwaterresource.KEYWORDS:GridPumpingHouseODTheSecondSinkingPoolNitrogenandphosphorremoval1绪论1.1课程设计题目城市污水处理工艺设计1.2设计依据(1)污水水量(a)拟建污水处理规模是平均流量为40000m3/d；(b)城市污水主要包括居民生活污水和工业废水；(c)城市混合污水变化系数：总变化系数Kz=1.37。(2)进水水质BOD5=170mg/L；TN=35mg/L；TP=3.8mg/L；总碱度=2000mg/L。(3)出水水质城市污水经处理后，就近排入厂区附近某河流。污水处理厂出水水质根据GB18918－2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》的一级排放标准（B标准），污水厂出水水质控制为：BOD5≦20mg/L；CODcr≦60mg/L；SS≦20mg/L；TN≦20mg/L；TP≦1.0mg/l。21.3处理程度污水处理程度是由对象和地区排放标准决定。1.3.1进出水水质进出水水质见表1。表1进出水水质BOD5(mg/L)TN(mg/L)TP(mg/L)进水170353.8出水≦20≦20≦1.01.3.2去除率设去除率为E，则有E=×100％式中：0C——进水物质浓度；eC——出水物质浓度。（1）BOD5去除率：E=×100％=88.24％（2）TN去除率:E=×100％=42.86％（3）TP去除率：E=×100％=60.53％2城市污水处理方案的确定2.1确定污水处理方案的原则(a)城市污水处理应采用先进的技术设备，要求经济合理，安全可靠，出水水质好；保证良好的出水水质，效益高；(b)污水厂的处理构筑物要求布局合理，建设投资少，占地少；自动化程度高，便于科学管理，力求达到节能和污水资源化，进行回用水设计；(c)为确保处理效果，采用成熟可靠的工艺流程和处理构筑物；提高自动化程度，为科学管理创造条件；(d)污水处理采用生物处理，污泥脱水采用机械脱水并设事故干化厂；污水采用季节性消毒；(e)提高管理水平，保证运转中最佳经济效果；充分利用沼气资源，把沼气作为燃料；(f)查阅相关的资料确定其方案。0e0CCC170201703520353.81.53.83最佳的处理方案要体现以下优点：(a)保证处理效果，运行稳定；(b)基建投资省，耗能低，运行费用低；(c)占地面积小，泥量少，管理方便。2.2污水处理方法及工艺流程的的确定根据测量的水量、水质和环境容量降低的结论确定污水及污泥处理应达到的标准，本节对其处理工艺流程进行方案筛选，并通过论证选择合理的污水及污泥处理工艺流程。2.2.1污水处理方法的选择(1)物理法、化学法与生物处理方法。物理法主要是利用物理作用来分离或回收废水中的悬浮物。它既可以用于废水的预备处理，也可用于一级处理，但在二级处理及三级处理或深度处理中，只是配合其他主要处理单元。化学法主要是利用化学反应的作用来处理或回收废水中的溶解物或胶体物，如酸碱中和、某些有用物质的萃取、有害溶解气体的吹脱等。化学法既可以单独使用，也可以用于二级处理或三级处理（深度处理）。生物法是利用微生物的作用处理废水的方法。有机物通过生物处理最后转化为二氧化碳与无机盐类，但它不能回收废水中的有用物质。它可以用来进行二级处理或三级处理（脱氮除磷）。以上各种方法都有它的特点和适用条件。一般来说，化学法往往消耗的物料（如药剂）及能耗（燃料、电能）比其他两类方法要大，有时大很多有时候污泥产生量也大，所以运行费用较贵。但是，处理设备较简单，占地面积较小，也可以连续运行。有的废水采用化学处理后能回收一些副产品，补偿较高的支付费用，其优点就比较突出。生物法处理废水具有净化能力强，费用低廉，支付可靠性好等优点，是废水处理的主要的方法。对于某种污染物，若化学法与生物法都能净化的话，一般选用生物法为宜。(2)好氧生物处理法与厌氧生物处理法根据电子受体的性质，生物法可分为好氧和厌氧两类（介于其间的为缺氧），这两类又可分为固着生长系统与悬浮生长系统。废水的好氧处理与厌氧处理既可单独使用，亦可组合使用，这取决于废水的性质、浓度及处理目标。好氧生物处理法与厌氧生物处理法的特性比较列于表2。4表2好氧处理与厌氧处理的比较厌氧处理好氧处理能源要求低高处理程度BOD5去除率可达60%-90%BOD5去除率可达90%-95%污泥产生量少多过程的稳定性（对毒物和负荷变化）低至中等中至高等启动时间2—4个月2—4周对营养物的要求低对某些工业废水较高臭气可能有臭气问题较少对碱度要求对某些工业废水要求高低沼气产生有无此外，在去除某些具体的污染物如磷则需要采用厌氧法。因此，根据本次课程设计的设计依据可知应该选择厌氧与好氧组合的方式。综上所述，结合本设计的具体情况，我认为采用传统活性污泥法或对传统活性污泥法进行改造的人工生物净化的技术路线是比较合适的、可行的。2.2.2污水处理工艺的选择现阶段城市污水处理应用工艺较多，如表3所示。表3几种城市污水处理工艺的适用条件规模常规活性污泥法A/O2A/OAB法氧化沟SBR法水解-好氧大、特大型√√√————中型√√√√√√—小型————√√√活性污泥法有很多种形式,使用最广泛的主要有三类:①传统活性污泥法和它的改进型A/O、2A/O工艺,②氧化沟,③SBR工艺。从表3可以看出,第一种工艺适合于大中型污水处理厂，而氧化沟和SBR工艺较为适合中小型污水厂采用。鉴于数量庞大的中小城市在城市污水水量、水质和经济发展程度等方面具有共性,根据现有的中小城市处理经验,氧化5沟工艺更适合被我国中小型污水处理厂采用。目前，我国对污水处理厂的规模按平均日流量划分如表4。表4污水处理厂规模划分依据规模小型污水厂中型污水厂大型污水厂平均日流量（m3/d）≤1万1万—10万＞10万而本次设计处理污水的日平均流量为4万m3/d，属于中型污水厂。另外，由于2A/O工艺处理单元多,操作管理复杂,特别是污泥厌氧消化要求高水平的管理,消化过程产生的沼气是可燃易爆气体,更要求安全操作,这些都增加了管理的难度。因此，本设计该选择氧化沟工艺。其特点如下(1)特点：氧化沟又名氧化渠或循环曝气池，是1950年由荷兰公共工程研究所研究成功的。其本特征是曝气池呈封闭的沟渠形。污水和活性污泥的混合液在其中不停地循环流动，其水力停留时间一般较长，为15～16h，泥龄长达15～30d，属于延时曝气法。氧化沟处理系统的构造形式较多，有圆形或马蹄形的，有平行多渠道形式以侧渠作为二沉池的，有将二沉池建在渠上或单独分建的等等，其供氧和水流动力都是靠提升曝气设备，这种设备分为早期使用的水平中心轴旋转叶轮和后来出现的卡鲁塞尔氧化沟所用的垂直或带叶片的曝气器，由于氧化沟水深较浅（一般3米左右），而流程较长，可以按照曝气器前作缺氧与曝气器后作富氧段的方式设计运行，提供兼氧菌与好氧菌交替作用的条件，在缺氧段脱硝，在好氧段除碳源需氧量及达到脱N的目的。(2)优点：(a)氧化沟内循环流量很大，进入沟内的原污水立即被大量的循环水所混合和稀释，因此具有很强的承受冲击负荷的能力，对不易降解的有机物也有较好的处理效果。(b)处理效果稳定可靠，不仅可满足BOD5、SS的排放标准，还可以达到脱N除P的效果。(c)由于氧化沟的水力停留时间和泥龄都很长，悬浮物、有机物在沟内可获得较彻底的降解。(d)活性污泥产量少且趋于稳定，一般可不设初沉池和污泥消化池，有的甚至取消二沉池和污泥回流系统，简化了处理流程，减少了处理构筑物，使其基建费用和运行费用都低于一般活性污泥法。(e)承受水质、水量、水温能力强，出水水质好。6(3)缺点：氧化沟运行管理费用较高；氧化沟沟体占地面积大。2.3污水处理工艺流程的确定由前面的论述可以得出本设计的工艺流程如图1所示。污泥污水图1污水处理工艺流程图污水汇入集水井，经粗格栅去除大颗粒及漂浮物，保护水泵的正常工作，进入提升泵房，经水泵提升后，由细格栅进一步去除水中的杂质；污水在流经沉砂池去除泥沙，而后进入厌氧选择池池进行厌氧释磷，接着进入氧化沟，在氧化沟内完成生物氧化过程，达到分解有机物、去除水中N、P，使污水得到进一步进化。出水进入二沉池，经泥水分离后，上清液进入接触消毒池，消毒后出水达标排放。当TP指标超标时，启动化学除磷设施，在氧化沟出水处加入无机混凝剂。该工艺不仅具有2A/O工艺组合进氧化沟工艺，形成改良型2A/O型氧化沟，整个生物处理过程仅有二沉池回流污泥至厌氧调节池的回流系统，因此该工艺不仅具有2A/O和氧化沟工艺的特点和效能，且省去污泥回流系统，故维护管理方便，运行费用低。剩余污泥由污泥泵提升至污泥脱水车间处理后外运填埋。2.4主要处理构筑物的选择2.4.1格栅格栅由一组平行的金属栅条或筛网组成，安装在污水管道、泵房、集水井的进口处或处理厂的端部，用以截留较大的悬浮物或漂浮物，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷。粗格栅泵房细格栅沉砂池氧化沟配水井污泥浓缩池污泥脱水间二沉池紫外消毒池集水池厌氧池7格栅种类较多，如表5所示。表5我国常用的机械格栅及其使用范围类型适用范围优点缺点链条式机械格栅深度不大的中小型格栅，主要清除长纤维，袋装物构造简单，制造方便，占地面积小杂物易进入链条和链轮之间，容易卡住，套筒棍子链造价高。耐腐蚀差移动伸缩臂机械格栅中等深度的宽大格栅，现有类型耙斗适用于污水除污维修方便，可不停水检修，使用寿命长构造复杂，移动时，耙齿与栅条间的对位较困难四周回转式机械格栅深度较浅的中小型格栅构造简单，制造方便，运行可靠，容易检修制造苦难，占地面积较大钢丝绳牵引式格栅固定式为中小型格栅，深度范围较大，移动式为宽大格栅适用范围广，无水下固定部件，检修方便钢丝绳易腐蚀，有水下固定部件，检修时需停水综合上表以及本次设计的条件，选择链条式机械格栅作为粗格栅，移动伸缩臂机械格栅作为细格栅，从而达到预处理的目的。2.4.2污水泵房城市污水处理厂的运行费用大部分来自于电能，其中40%的电能为水泵消耗，所以确定合理的水泵及泵站是污水处理厂的关键所在。泵站形式的选择取决于水力条件和工程造价，其它考虑因素还有：泵站规模大小、泵站的性质、水文地质条件、地形地物、挖渠及施工方案、管理水平、环境性质要求、选用水泵的形式及能否就地取材等。目前污水泵站主要有以下几种形式：(a)合建式矩形泵站，装设立式泵，自灌式工作台，水泵数为4台或更多时，采用矩形，机器间、机组管道和附属设备布置方