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名称:《节能减排之宿舍篇》《节能减排之宿舍篇》一、概况就我校而言,对污水处理可以说是很少量的,几近无,所以针对此情况,我提出建设属于我校内部的污水处理系统,实现生活污水的循环利用,达到节能减排,响应我国“十二五”规划及可持续发展的政策。二、整体布置1、在安装污水处理设施前,必须先对生活区生活污水管网进行合理改造。1)、从雨水中分流生活污水,即将学生宿舍的洗漱水、厕所污水(化粪坑溢出污水)。2)、建造一只容积达6到8m3的处理后达标回用水池,用于污水再利用,节约用水资源(可用于绿化、冲厕、消防用水等)。2、在五区B栋后面的空地(靠湖边)建立污水处理,在污水处理系统周围必须全绿化。三、污水分散处理技术的比较方法污染的去除效果能否去除氮磷抗冲击运行管理的方节能中水回污泥减占地其他限制因素BODSS病原体性能便性能用量延时曝气高高高否好能一般氧化沟高高高能好能较大SBR高高高能好能较小接触氧化高高高能好一般曝气生物滤池高高高能好方便一般MBR很高很高很高能好能能较小地表漫流较好不高不高有效果方便节能能较大气候、土地、面积、土壤性质等慢速渗滤高高一般不稳定节能较大净化槽高高高能好节能能小国内技术不成熟沼气净化池一般一般一般有效果方便节能能小从上表可得出:污水处理系统应用SBR污水分散处理技术,它较之其它方法比较好,占地面积较小,是我们五区的首选;至于MBR和净化槽,因其在国内技术不成熟,所以不是最佳选择。四、污水处理系统——SBR工艺的概述(一)、工艺流程SBR是序批式间歇活性污泥法的简称,其工艺由按一定时间顺序操作运行的反应器组成。SBR工艺的一个完整的操作过程,亦即每个间歇反应器在处理废水时的操作过程包括如下5个阶段:进水期;反映期;沉淀期;排水排泥期;闲置期。SBR的运行工况以间歇操作为特征,其中自进水、反应、沉淀、排水排泥至闲置期结束为一个运行周期。在一个运行周期中,各个阶段的运行时间、反应器内混合液体积的变化及运行状态等都可以根据污水的性质、出水水质及运行功能要求等灵活掌握。SBR工艺运行周期示意图如图1-1所示。废水进水阶段反应阶段沉淀阶段处理后的水排水阶段闲置阶段图1-1SBR工艺运行进行周期示意图进水期:污水在该时段内连续进入处理池,知道达到最高运行液位,并且借助于池底泵的搅动,使废水和池中活性污泥充分混合。此时活性污泥中菌胶团(由细菌、藻类、原生动物、后生动物等组成)将废水中的有机物产生吸附作用,COD和BOD5为最大值。曝气期:进水达到设定的液位后,开始曝气,采用推流曝气或完全混合曝气方式,水中的溶解氧(DO)达到最大值,COD不断降低。如果要求去除BOD5、硝化和磷的吸收则需要曝气,如果要求反硝化则应停止曝气而进行缓速搅拌。静置期:反应池处于静沉状态,进行高效的泥水分离,COD降为最小值,随着水中的溶解氧不断降低,厌氧反应也在进行。排水期:排除曝气池沉淀后的上清液,留下活性污泥,作为下一个周期的菌种。闲置期:活性污泥中微生物充分休息恢复活性,为了保证污泥的活性,防止出现污泥老化现象,还需定期排除剩余污泥,为新鲜污泥提供足够的生长繁殖空间。(二)、SBR工艺主要性能特点SBR作为废水处理方法具有下述主要特点:(1)在空间上完全混合,时间上完全推流式,反应速度高;(2)为获得同样的处理效率,SBR法的反应池需要的体积小于连续式的体积,且池越多,SBR的总体积越小;(3)工艺流程简单,构筑物少,占地省,造价低。设备、运行管理费用底;(4)静置沉淀,分离效果好,出水水质高;(5)运行方式灵活,可生成多种工艺路线,同一反应器仅通过改变运行工艺参数就可以处理不同性质的废水;(6)由于进水结束后,原水与反应器隔离,进水水质、水量的变化对反应器不再有任何影响,因此工艺的耐冲击负荷能力高;(7)间歇进水与排放,每次进水只占反映器的1/3-2/5左右,其稀释作用进一步提高了工艺对进水冲击负荷的耐受能力;(8)SBR法能够有效地控制丝状菌的过量繁殖,这一特性是由缺氧好氧并存、反应中底物浓度较大、泥龄短、比增长速率大决定的。(三)、工艺设计方法SBR法是在单一的反应池内进行活性污泥处理的工艺,并使污水处理的单元操作以时间的形式连续地进行处理的方法工序组成有;进水曝气沉淀排水。1、各工序所需时间计算SBR法的一个运行周期所需的时间就是上述工序所需时间的总和,各工序所需的时间必须满足下列条件:T=TA+TS+TD(1-1)TF=T/N(1-2)TS+TD=T-TF(1-3)式中T——一个周期的所需时间TF——进水时间TA——曝气时间TS——沉淀时间TD——排水时间N——每一个系列的反应池数量。(1)进水时间TF根据每一系列的反应池数、总进水量、最大变化系数和反应池的有效容积等因素确定。(2)曝气时间TA曝气时间TA根据MISS浓度、BOD-SS负荷、排出比、进水BOD浓度来确定。BOD-SS负荷=QS×CS/e×Ca×V(10-4)式中QS——污水进水量,m3/d;CS——进水平均BOD5,mg/LCa——反应池内平均MISS浓度,mg/LV——反应池容积,m3e——曝气时间比,e=nTA/24(10-5)n——周期数。由于QS=V×(1/m)×n(10-6)1/m——排出比则BOD-SS负荷(LS)将e=nTA/24代入,则有:TA=24×CS/LS×m×Ca(10-7)(3)沉淀时间TS根据活性污泥界面的沉降速度、排出比确定。活性面得沉降速度和MISS浓度有关。由经验公式得出:当MISS=3000mg/L时Vmax=7.4×104×t×Ca·1.7(10-8)当MISS3000mg/L时Vmax=4.6×104×Ca·1.26(10-9)式中Vmax——活性污泥界面的沉降速度,m/ht——水温,℃Ca——开始沉降时的MISS浓度,mg/L沉淀时间TS=H×(1/m)+έ/Vmax(10-10)式中H——反应池水深,m1/m——排出比έ——活性污泥界面上的最小水深,mVmax——活性污泥界面的初期沉降速,m/h。TA与污泥的沉降性能及反应池的表面积有关,由于SBR系统污泥沉降性能良好(根据运行经验SVI一般在100mg/L左右),且为精致沉淀,沉淀时间一般为1-2小时。(4)排水时间TD每一周期的排水时间可根据上清液排水装置的溢流负荷、排斥比确定。通过增加排水装置的台数或扩大溢流负荷来缩短。反之,减少排水装置的台数,需将排在水时间延长。排水时间可用下列公式计算:TD=Q×TF/qD(10-11)式中qD——滗水器的排水速度。排水时间不宜太短,否则会扰动泥层,降低出水质量。(5)排泥时间TW排泥时间TW根据每周期要排放的剩余污泥量及排泥设备的速度,排水时间可用下式计算:TW=QW/qw(10-12)式中QW——每周期要排放的剩余污泥量;qw——排泥设备的排放速度。2、反应池的设计SBR工艺的反应池形式有圆形和矩形。反应池的设计参数主要有:BOD-SS负荷、反应池内的污泥浓度MISS、排出比等等。(1)反应池容积反应池容积根据式(10-13)计算。V=m×(q/n)×N(10-13)式中V——各反应池的容量;1/m——排出比;n——周期数N——每一系列反应池数量;q——每一系列污水进水量。(2)周期数可由式(10-14)算出。n=24/(TA+Ts+TD)(10-14)3、需氧量(AOR)计算在SBR工艺中,每一周期的需氧量可由下式求得:AOR=0.54×Lr+0.0033×CA×TA+4.57×NO-2.86×ND(10-15)式中AOR——需氧量;Lr——BOD去除量;CA——反应池内的生物量;TA——曝气时间;NO——硝化量;ND——脱氮量。根据上式,虽可求出需氧量,但在设计中,一般采用BOD耗氧量估算:当高负荷运行时,需氧量为0.5-1.5kgO2/kgBOD,当低负荷运行时,需氧量为1.5-2.5kgO2/kgBOD。国内常采用的是另一种比较简单的SBR池容积计算方法,它的计算步骤包括反应器容积计算和有效容积的计算。(1)反应容积的计算反应容积一般按照BOD容积负荷确定,公式为:V=n×Qtf×Cs/LV(10-16)式中n——一天内的运行周数;Qtf——一个周期内进入反应池的废水量,m3;Cs——进水BOD浓度,mg/L;LV——BOD容积负荷,一般为0.1-1.3kgBOD/(m3×d)。(2)最大有效容积与最小有效贮水容积的计算最大有效容积与最小有效贮水容积的计算公式如下:Vmin/VmaxSVI.MISS/106(10-17)Qtf/Vmax(1-SVI.MISS/106)(10-18)LVn×CS(1-SVI.MISS/106)(10-19)不同污泥浓度下,Qtf/Vmax与SVI的关系图如图所示。图在纸质版中(四)、曝气设备曝气设备有多种多样,但有利有弊,在此我建议选择自吸式射流曝气器。自吸式射流曝气器对于小型工程安装方便,运行灵活,且因设备可直接设于池内,省去了鼓风、管道和曝气设备的投资。(五)、滗水设备由于SBR工艺是周期排水,且排水时水位池中是不断变化的,为了保证排水时不扰动池中各层清水,且排除的总是上层,同时为了防止睡眠的浮渣溢出,排水堰口式中处于淹没流状态,因此,SBR工艺要求使用滗水设备。但滗水设备有许多,在此,我建议选择虹吸式。其构造和原理是:虹吸式滗水装置一般有电磁阀和虹吸管构成,其工作工程如下:在进水与曝气阶段,池内水位不断上升,短管内的水位也上升,但由于U型管中水封的作用,管内空气被阻留而且受压。当池内水位到达最高水位时,短管内的水位也达到最高,但仍低于横管管底,U型管中上升管与下降管中的水位差达到最大,管内被阻留空气的压力使短管内水位保持在横管管底以下。沉淀阶段过后,进水排水阶段,此时打开放气电磁阀门,管内空气被压出,池内上清液在水位差的压力作用下,从短管进入收集横管并通过U型管排出,直至到达最低水位。当排水开始后,关闭电磁阀门,这样可以保证当池内水位低于横管时,仍能通过虹吸作用到达最低水位。虹吸式滗水器如图所示。图在纸质版中五、实际布置1、蓄水池的建造建一个6到8m3的蓄水池,用于贮存处理后的水。2、设计参数(1)、进水质量与进水流量设计处理流量Q=2000m3/d;进水污染物浓度为:BOD=400mg/L、COD=800mg/L、SS=150mg/L。(2)、出水水质BOD=40mg/L;COD=100mg/L;SS=20mg/L。3、工艺计算(1)、调节池水力停留时间:6h;外形尺寸:10m×5m×3m;有效水深:3.2m。用于调节水质、水量。采用水下搅拌器搅拌,防止污泥沉淀。(2)、SBR反应池1)基本参数反应池池数确定为6座;反应池有效水深H确定4m;安全高度έ=0.5m;排出比1/m=1/3;MISS浓度=2000mg/L;BOD-SS负荷LS=0.25kgBOD/(kgSS·d)。2)曝气时间TA计算根据公式TA=24·CS/LS·m·S以及确定的参数确定。TA=24×400/0.25×3×2000=6.4h。3)沉淀时间TS计算沉淀时间计算公式为:TS=H×(1/m)+έ/Vmax,当MISS=3000mg/L时,Vmax=7.4×104×t×Ca·1.7。则TS=H×(1/m)+έ/7.4×104×t×Ca·1.7。=5×(1/3)+0.5/7.4×104×t×2000·1.7=1.7h4)排水时间TD选滗水器的排水速度为400m3/h,则排水时间为TD=Q×TF/qD=2000×0.22/400=1.1h5)一周期所需的时间TT=TA+TS+TD=6.4+1.7+1.1=9.2h周期数n=24/(TA+TS+TD)=24/9.2=3总进水时间TF=T/6=9.2/6=1.53h6)反应池的有效容积反应池容积有效容积:V=m×q/(n×N)=3×2000/(3×6)=333m3/池根据书中提供的另一计算公式核算,则设计的BOD负荷大约在0.32kgBOD/(m3·d),能满足设计的要求。7)需氧量采用低负荷运行时,一般需氧量为1.5-2.5kg
本文标题:节能减排大赛设计方案
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