15万吨天城市污水处理工艺设计

摘要本设计在既定的水质条件下，根据国家相关排放标准，设计了一套完整的适用于北京地区的污水、污泥处理工艺，并实现了中水的回用。二级生物处理以《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）作为进化水排放标准，要求满足一级A标准。考虑到出水已基本达到回用标准，因此全部污水深度处理，回用后水满足《城市污水再生利用城市杂用水水质》。本设计在综合对比了各种生物处理工艺后，最终选择了应用十分广泛的AA/O工艺作为污水处理的主要单元，在查阅相关手册的基础上完成了相关的设计。最后根据活性污泥2d号模型的思想，在matlab软件建立程序块来模拟各构筑物内污染物实际降解情况，并通过对相关设计参数修改，实现污水处理效果与费用的优化设计。由于生活污水的水质水量会有一定的变化，保证出水能够一直满足要求，本设计也完成了化学除磷和外碳源投加的设计计算。一般的城市污水都会有臭气的产生，本设计将恶臭较为严重的细格栅、污泥浓缩池、贮泥池和污泥脱水机房的臭气收集起来，通入曝气池，利用生物的代谢降低其恶臭程度。关键字：城市生活污水AA/OASM2D污水处理AbstractAccordingtorelatednationalstandard,acompletesetofwaterandsludgetreatmentdesignappliableinBeijingaremadebasedonthegivenwaterquality,andachievethereuseoftreatmentwater.WateraftersecondarybiologicaltreatmentneedmeettherequirementsofthefirstlevelofAstandardofUrbanWastewaterTreatmentPlantPollutantEmissionStandards.Sincebasicallyreachedthestandardofwaterreuse,allofemissionwaterisdesignedtobereuse.ReusewatermeetthestandardofUrbanWastewaterRecycle-UrbanMiscellaneouswater.Hascomprehensivecomparedvariousbiologicaltreatmentcrafts,thedesignultimatelychoosesAA/Oasmainlytreatmentunit,whichiswidelyappliedinurbanwastewatercleaning.basedonrelevancedesignmanual,thepreliminarydesignisfinished,whosedataaretheoriginalparameterofactivatedsludge2dmodel.Next,accordingtotheidealofactivatedsludge2dmodel,thedesignsimulatestheactualdegradationofpollutantsofeverytankwiththematlabassimulationplatform.Finally,modifytheinterrelatedparametersandsearcherfortheoptimizationbetweentreatmenteffectandexpense.Becausethequalityandliquateofurbanwastewaterareduringamutativerange,craftofchemicalphosphorusremovalandexternalcarbonaddingareappendedtothisdesigntoguaranteethewaterquality.Offensivegasusuallyisinevitableinurbanwastewatertreatmentplant,treatmentunitswhosegasisrelativelyseriousarecollectedtoaerationtank,degradingthedegreeofstenchrelyingonthemetabolismofmicroorganism.Keywords:UrbanWastewaterAA/OASM2DWastewaterTreatment1、总论1.1、毕业设计题目：ASM2D为基础的15万吨/天城市污水处理厂工艺设计1.2、设计任务1、根据设计原始资料、进水水质情况以及处理后的水质要求，结合实际情况，设计提出合理的污水、污泥处理方案。2、对各处理单元进行工艺选择，并通过分析对比不同的构筑物形式，完成对各个单元的池型选择。3、对各单元进行设计计算，完成对各污水、污泥构筑物的基本尺寸、主要构造、进出水等的设计。4、确定污水处理厂的辅助构筑物的规格尺寸。5、根据厂区实际可利用占地情况，对污水处理厂总体进行规划，包括确定各主要处理构筑物、辅助建构筑物的平面位置，完成对污水管道、污泥管道、空气管道等相关管道的布置，并绘制成平面布置图。6、对各构筑物的高程进行计算，并绘制出污水处理厂高程图。7、对污水处理厂进行概预算设计，初步确定污水处理的成本。8、编写水厂设计计算说明书。1.3、毕业设计原始资料：1.3.1、自然条件1.地理位置：北京，东径:119°36′，北纬:32°18′，我国的首都，北方城市。2.气象资料气温：年平均气温约11.5℃；历年最高气温约40℃；历年最低气温约-16℃；月最高平均气温约29℃。风向：以西北风为主。降雨量：年平均降雨量531mm；年最大降雨量700mm；日最大降雨量106mm。冬季冰冻期：60天；最大冰冻线深度：1米；3.地质资料土壤承载力2.1kg/2cm；地下水位;-6~-7m。地震发生概率以及历年最大地震级：概率较小，最大为四级。1.3．2纳污水体的水文资料亮马河位于污水处理厂的附近，成为了污水处理厂处理后排水的收纳水体。亮马河的单位流量最小时约为30m3/s，相应的水体流速是0.3-0.8m/s。最小流量时，河段内水体的溶解氧浓度范围是5-6mg/L。一些相关数据如下：项目数值排放口处水体最高水位342.76m最低水位201m常水位284.5m水体中BOD58-15mg/LSS20-30mg/L水体温度T18℃1.3.3、进出水水质本设计污水处理厂进水水质如下表所示：名称平均水量（m3∕d）SS(mg/L)COD(mg/L)BOD(mg/L)NH4-N(mg/L)TN(mg/L)TP(mg/L)进水水质15000025035020032405城市污水处理厂的二级处理一般都包含了生化处理工艺，出水水质好。根据《城镇污水处理厂污染物排放标准》的规定，列出了一级A标水质指标：名称COD(mg/L)BOD(mg/L)SS(mg/L)NH4-N(mg/L)TN(mg/L)TP(mg/L)大肠杆菌（个/L）PH出水水质≦50≦10≦10≦5（8）≦15≦0.5≦10006~91.3.4、回用水水质标准：由于本污水处理工艺是适用在我国首都北京，属于北方城市，人口多，水源稀缺，因此本设计考虑了中水的回用。而由于近年来污水处理要求的提升，城市污水处理厂排水标准一级A标的出水水质基本达到了中水回用的要求，本设计二级生化处理之后，又增加了过滤消毒处理，来实现污水的回用。中水回用排水满足《城市污水再生利用城市杂用水水质》。2、总体设计2.1设计原则1、要保证技术可行。污水处理厂处理工艺的选择首先应确保对污水进行处理过后满足排放标准的要求。否则，便失去了污水处理厂理应具备的功能。结合自身的实际情况，如自然条件、水文条件、地质条件等，设计满足要求的污水处理工艺。2、污水处理厂所使用的设计方法必须可靠，所选择的各个设计参数也同样必须可靠。为此，污水处理厂在进行工艺设计之前应做好准备工作，需要大量查阅相关资料，并向现有污水处理厂学习，为污水处理工艺设计中参数、池型等的选择提供依据，避免因污水处理单元参数选择不当而造成技术上不达标或者是造成经济上的浪费。在设计时要从工程的角度出发，全面的考虑多种因素的影响，来进行设计数据的优化选择。同时，我们应该遵守现有的设计规范，保证一定的安全系数。对于研究不够成熟的新工艺、新技术、新材料的使用，采取慎重的态度，多参考使用相关技术的污水处理厂学习经验。3、污水处理厂工艺及构筑物的设计，在满足技术可行的情况下应充分考虑经济的因素。经济因素是城市污水处理厂考虑的一个重要方面。污水处理在工艺选择、池型选择、相关设施设备选择以及药剂选择等方面都可以做到优化处理，降低污水处理厂的基建以及运行费用。4、污水处理厂设计必须将安全因素纳入考虑的范围。同其他企业行业相同，城市污水处理厂的安全运行十分重要。目前据国家相关要求，城市污水处理厂必须24小时连续运行，因此污水处理厂应做好相关的安全措施。设计中可以适当设置放空管、超越管线等来提高其运行的安全性。同时，污水处理厂的建造施工以及日常维护管理都应注重设备材料的质量，防止意外事故的发生。5、污水处理厂的设计应做好远期规划。对于一些不宜采取分期建设的单元，如配水井、泵房以及加药间等，基建时应该一次性建成，同时应做好相关设计，为以后的扩建预留好土建用地。2.2各污染物去除率的确定根据进出水水质要求，可以计算出各种污染物质的去除程度。BOD5的去除率：%95%10020010200BODECOD的去除率：%71.85%10035050350CODETP的去除率：%90%10055.05TPETN的去除率：%5.62%100401540TNENH3-N的去除率：%14.82%100285283NHESS的去除率：%96%10025010250SSE2.3处理工艺流程的确定城市污水处理厂一般采用二级生物处理作为污水处理的主要工艺，污水在进入二级处理构筑物前，先要经过预处理工艺，而二级出水尚需要经过深度处理来达到中水回用的要求。生化处理有活性污泥法和生物膜法，当然要达到中水回用的要求，可以采用膜生物反应器来处理，但膜生物反应器成本较高。活性污泥法目前比较常用的有AA/O、SBR、氧化沟、CASS等工艺，生物膜法常用的有生物接触氧化池、生物滤池、生物转盘等工艺。活性污泥法由于工艺简单、运行稳定、经济性高等优势，在城市污水处理中占有很大比重。本设计也采用活性污泥法，下面叙述了几种常用的活性污泥工艺。AA/O法：AA/O是目前应用最为广泛的城镇污水处理工艺之一，在技术上，它工艺成熟，运行稳定，池体简单，对氮磷有较好的去除效果，污泥沉降性能好；在经济上，它日常维护简单，运行费低，同时厌氧条件下产生的沼气可以作为能源使用；在应用范围上，它更适于用大中型的污水处理厂。氧化沟：氧化沟是延时曝气中的一种，其中的活性污泥处于生长的后期阶段，污泥活性有所下降，因此有机负荷相比较低，水力停留时间较长，对冲击负荷的抗击能力较好。在经济上，它可以采用在廊道内进行沉淀，以此来完成泥水分离，不必单独设置二沉池，节约了基建费用。但是多数情况下需要设置二沉池。在应用范围上，一般适用于中或小流量的城镇污水或工业废水。SBR法：SBR是序批式活性污泥法中常用的一种，它最大的特点是在一个池子内完成由进水、反应、沉淀、出水和闲置5个阶段。SBR进出水不连续，因此需要设置多个池子来保证进出水的连续。在经济上，SBR由于所需池体少而节约了土地和基建费用，但是其池体容积利用率较低。SBR一般在中小型污水处理厂或工业废水应用较多。考虑到本设计处理水量大，出水要求回用，因此需要较高的稳定性。而氧化沟和SBR的运行稳定性一般，AA/O的稳定性很高，因此本设计采用AA/O法，但是应用AA/O最大的缺点是内回流较大。由于经过二级生物处理的污水水质已经基本达到回用要求，中水回用只要在经过过滤和消毒即可满足要求