AO工艺设计

第1章概述1.1基本设计资料1.1.1设计规模污水设计流量：45000m3/d流量变化系数Kz=1.351.1.2原污水水质指标原污水水质指标原污水水质指标原污水水质指标：BOD=180mg/LCOD=410mg/LSS=200mg/LNH3-N=30mg/L1.1.3出水水质指标符合《城镇污水处理厂污染物排放国家二级标准》：BOD=20mg/LCOD=70mg/LSS=30mg/LNH3-N=15mg/L1.1.4气象资料日照属暖温带半湿润季风区大陆性气候，四季分明，冬无严寒，夏无酷暑，非常潮湿，台风登陆频繁。年均气温12.7℃，年均湿度72%，无霜期223天，年平均日照2533小时，年均降水量870毫米。日照属于东部季风区，夏季高温多雨，冬季寒冷少雨。因其濒临沿海，受海洋影响显著，相对同纬度其他内陆地区四季温差较小，因此夏冬季气温适中。全市年平均气温13.8℃，较上年偏高1.1℃，较常年偏高1.1℃。年极端最高气温在35.8～36.1℃之间，莒县和市区分别于6月11日和7月22日出现35.8℃的高温，五莲县分别于6月11日和7月22日出现36.1℃的高温。年极端最低气温为-14.7～9.9℃之间，出现在1月21～22日。年降水量全市平均765.4毫米，较上年偏少33.3%，较常年偏少0.4%。全市降水分布不均，五莲县年降水量最多，为857.3毫米，市区降水量最少，为661.5毫米。年日照时数全市平均2405.0小时,较上年偏多352.0小时，较常年偏少27.9小时。以五莲县光照最为充足，年日照时数2459.1小时，莒县最少，为2262.1小时。1.1.5厂址及场地状况某以平原为主，污水处理厂拟用场地较为平整，占地面积20公顷。厂区地面标高10米，原污水将通过管网输送到污水厂，来水管管底标高为5米(于地面下5米)。1.2设计内容、原则1.2.1设计内容污水处理厂工艺设计流程设计说明一般包括以下内容:(1)据城市或企业的总体规划或现状与设计方案选择处理厂厂址；(2)处理厂工艺流程设计说明；(3)处理构筑物型式选型说明；(4)处理构筑物或设施的设计计算；(5)主要辅助构筑物设计计算；(6)主要设备设计计算选择；(7)污水厂总体布置(平面或竖向)及厂区道路、绿化和管线综合布置；(8)处理构筑物、主要辅助构筑物、非标设备设计图绘制；(9)编制主要设备材料表。1.2.2设计的原则考虑城市经济发展及当地现有条件，确定方案时考虑以下原则：(1)要符合适用的要求。首先确保污水厂处理后达到排放标准。考虑现实的技术和经济条件，以及当地的具体情况(如施工条件)，在可能的基础上，选择的处理工艺流程、构(建)筑物型式、主要设备、设计标准和数据等，应最大限度地满足污水厂功能的实现，使处理后污水符合水质要求。(2)污水厂设计采用的各项设计参数必须可靠。(3)污水处理厂设计必须符合经济的要求。设计完成后，总体布置、单体设计及药剂选用等要尽可能采取合理措施降低工程造价和运行管理费用。(4)污水处理厂设计应当力求技术合理。在经济合理的原则下，必须根据需要，尽可能采用先进的工艺、机械和自控技术，但要确保安全可靠。(5)污水厂设计必须注意近远期的结合，不宜分期建设的部分，如配水井、泵房及加药间等，其土建部分应一次建成；在无远期规划的情况下，设计时应为以后的发展留有挖潜和扩建的条件。(6)污水厂设计必须考虑安全运行的条件，如适当设置分流设施、超越管线等。第2章工艺方案的选择2.1水质分析本项目污水处理的特点：（1）污水以有机污染物为主，BOD/COD=0.57，可生化性较好，采用生化处理最为经济。（2）BOD/TN＞4.0,COD/TN＞7,满足反硝化需求；若BOD/TN＞5，氮去除率大于60%。2.2工艺选择按《城市污水处理和污染防治技术政策》要求推荐，20万t/d规模大型污水厂一般采用常规活性污泥法工艺,10-20万t/d污水厂可以采用常规活性污泥法、氧化沟、SBR、AB法等工艺，小型污水厂还可以采用生物滤池、水解好氧法工艺等。对脱磷或脱氮有要求的城市，应采用二级强化处理，如2/AO工艺，A/O工艺，SBR及其改良工艺，氧化沟工艺，以及水解好氧工艺，生物滤池工艺等。2.2.1方案对比1、SBR序列间歇式活性污泥法SBR工艺是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥处理技术称序批式活性污泥法。通过在时间上的交替来实现传统活性污泥法的整达到水质水量调节、降解有机物和固液分离的目的。主要特点：（1）处理构筑物少，与标准活性污泥法工艺相比，基建费、运行费用较低；（2）运行灵活，通过改变运行周期中各工序运行时间、状态，可完成对碳源有机物、氮、磷的有效去除，处理效果稳定；（3）不发生污泥膨胀；（4）兼具推流式和完全混合式工况，因此具有耐冲击负荷和处理效率高的优点；（5）泥水分离效果；（6）适用于组件式建造方法，有利于废水处理厂扩建与改；（7）运行管理自动化程度要求较高，要求管理操作人员的素质相应提高。2、Carrousel氧化沟传统的氧化沟是多沟串联污水生化处理系统。进水与回流活性污泥混合后，沿水流方向在沟内作无终端的循环流动。一般在池的一端安装立式表曝机，每组沟安装一个，不仅起到曝气充氧的作用，而且起到搅拌混合的作用，并向混合液传递水平循环动力。表曝机的种定位布置形成了在装置下游混合液的溶解氧浓度较高，随着水流沿沟长的流动，溶解氧浓度逐渐下降的变化。利用这种浓度梯度变化而形成好氧区、缺氧区的特征，Carrousel氧化沟除了能获得较高的BOD去除率，同时还能在同一池中实现硝化和反硝化的生物脱氮效果。这样不仅可以利用硝酸盐中的氧，节省需氧量，而且通过反硝化补充了硝化过程消耗的部分碱度，有利于节约能源和减少碳源的投加。当污水负荷较低时，可以关停部分表曝机或通过变频以较低的转速运行，在保证水流搅拌混合循环的前提下，节约能耗。适用特点Carrousel氧化沟的研制目的是为了满足在较深德，氧化沟沟渠中使混合液充分混合，并能够维持较高的传质效率，以克服小型氧化沟沟深过浅、混合效果差的缺陷。实践证明，Carrousel氧化沟工艺具有适用范围广、投资省、处理效率高、可靠性好、管理方便和运行维护费用低等优点。3、缺氧——好氧（A/O）A/O工艺可以使有机污染物得到降解之，还具有一定的脱氮除磷功能，是将厌氧水解技术用为活性污泥的前处理，所以A/O法是改进的活性污泥法。A/O工艺将前段缺氧段和后段好氧段串联在一起，A段DO不大于0.2mg/L，O段DO=2～4mg/L。在缺氧段异养菌将污水中的淀粉、纤维、碳水化合物等悬浮污染物和可溶性有机物水解为有机酸，使大分子有机物分解为小分子有机物，不溶性的有机物转化成可溶性有机物，当这些经缺氧水解的产物进入好氧池进行好氧处理时，可提高污水的可生化性及氧的效率；在缺氧段，异养菌将蛋白质、脂肪等污染物进行氨化（有机链上的N或氨基酸中的氨基）游离出氨（NH3、NH4+），在充足供氧条件下，自养菌的硝化作用将NH3-N（NH4+）氧化为NO3-，通过回流控制返回至A池，在缺氧条件下，异氧菌的反硝化作用将NO3-还原为分子态氮（N2）完成C、N、O在生态中的循环，实现污水无害化处理。A/O内循环生物脱氮工艺特点：（1）效率高。该工艺对废水中的有机物，氨氮等均有较高的去除效果。当总停留时间大于54h，经生物脱氮后的出水再经过混凝沉淀，可将COD值降至100mg/L以下，其他指标也达到排放标准，总氮去除率在70%以上。（2）流程简单，投资省，操作费用低。该工艺是以废水中的有机物作为反硝化的碳源，故不需要再另加甲醇等昂贵的碳源。尤其，在蒸氨塔设置有脱固定氨的装置后，碳氮比有所提高，在反硝化过程中产生的碱度相应地降低了硝化过程需要的碱耗。（3）缺氧反硝化过程对污染物具有较高的降解效率。如COD、BOD5和SCN-在缺氧段中去除率在67%、38%、59%，酚和有机物的去除率分别为62%和36%，故反硝化反应是最为经济的节能型降解过程。（4）容积负荷高。由于硝化阶段采用了强化生化，反硝化阶段又采用了高浓度污泥的膜技术，有效地提高了硝化及反硝化的污泥浓度，与国外同类工艺相比，具有较高的容积负荷。（5）缺氧/好氧工艺的耐负荷冲击能力强。当进水水质波动较大或污染物浓度较高时，本工艺均能维持正常运行，故操作管理也很简单。通过以上流程的比较，不难看出，生物脱氮工艺本身就是脱氮的同时，也降解酚、氰、COD等有机物。结合水量、水质特点，我们推荐采用缺氧/好氧(A/O)的生物脱氮(内循环)工艺流程，使污水处理装置不但能达到脱氮的要求，而且其它指标也达到排放标准。考虑该设计是中型污水处理厂，A/O工艺比较普遍，稳定，且出水水质要求不是很高，本设计选择A/O工艺。2.2.2工艺流程第3章污水处理构筑物的设计计算3.1中格栅格栅是由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在污水渠道上、泵房集水井的进口处或污水处理厂的端部，用以截留较大的悬浮物或漂浮物。本设计采用中细两道格栅。3.1.1中格栅设计参数日处理量：3d45000m/dQ平均日处理量：3d1875m/h520.83/s24QQL最大日处理量：3maxzK=0.703m/sQQ栅条间隙：20mm0.02me柵前水深：1.0mh栅条宽度：10mm0.01mS过栅流速：0.6m/sv栅条倾角：603.1.2.设计计算：1、栅条间隙数：max30.703sin250.70.021.00.6Qnehv，取51个。2、栅槽宽度：(1)0.01(511)0.02511.52mBSnen3、过栅水头损失：设：栅条断面形状为锐边矩形，则2.42,20mmbe；重力加速度9.81m/sg；系数k=3；（1）阻力系数44330.01()2.420.960.02Sb（2）计算水头损失2200.63sin0.960.016m229.812vhg（3）过栅水头损失1030.0160.048mhkh4、栅槽总高度设：超高20.3mh栅槽总高度121.00.0480.31.348mHhhh5、栅槽总长度设：进水渠道宽11.0mB；进水渠道渐宽部分展开角度120（1）进水渠道渐宽部分长1111.521.00.72m2tan2tan20BBl（2）栅槽与出水槽连接处的渐窄部分长120.720.36m22ll（3）栅前槽高121.00.31.3mHhh（4）栅槽总长度1121.31.00.50.720.361.00.53.33mtantan60HLll6、每日栅渣量：格栅间隙20mme情况下，单位栅渣量33310.08m/10mW。栅渣量：31450000.083.6m/d10001000QWW宜采用机械清渣。3.2细格栅3.2.1细格栅设计参数最大流量：3max0.8m/sQ栅前水深：1.0mh过栅流速：0.8m/sv栅条宽度：10mm=0.01mS格栅间隙宽度5mm0.005me格栅倾角：603.2.2设计计算1、栅条间隙数max30.8sin2186.120.0051.00.8Qnehv取188个。将其分为2座，每座个数：188'9422nn个2、栅槽宽度：('1)'0.01(941)0.005941.4mBSnen3、过栅水头损失：设：栅条断面形状为锐边矩形，则2.42,5mmbe；重力加速度9.81m/sg；系数k=3；（1）阻力系数44330.01()2.426.120.005Sb（2）计算水头损失2200.83sin6.120.173m229.812vhg（3）过栅水头损失1030.1730.52mhkh4、栅槽总高度设：超高20.3mh栅槽总高度121.00.520.31.82mHhhh5、栅槽总长度设：进水渠道宽11