城市污水处理工艺的设计水污染控制工程课程设计报告书

阳 化 工 学 院水污染控制工程课程设计题 目：城市污水处理工艺设计院 系：环境与生物工程学院专 业：环境工程班 级：环境0801班学生：指导教师：2011年 8 月 31 日前言长期以来，城市污水处理均以去除有机物和悬浮物为目的，其工艺为普通活性污泥法该法对氮、磷等无机营养物去除效果很差一般来说*1，氮的去除率只有2030，磷的去除率只有1020随着大量的化肥、农药、洗涤剂等高浓度氮、磷工业废水的排出，导致城市污水中N、P浓度急剧增加，从而引起水体中溶解氧降低及水体富营养化，同时影响了处理后污水的复用所以，要求在城市污水处理过程中不仅要有效地去除BOD和SS，而且要有效地脱氮除磷八十年代以来，生物脱氮除磷工艺已成为现代污水处理的重大课题，特别是以厌氧缺氧好氧*2*3（AnaerobicAnoxicaerobic，简称A2O工艺）系统的生物脱氮除磷工艺，因其特有的技术经济优势和环境效益，越来越受到人们的高度重视。本设计中即采用厌氧缺氧好氧（AnaerobicAnoxicaerobic，即A2O工艺）对某城市生活污水进行处理，日处理能力163000方。出水达到城镇污水处理厂污染物排放国家二级标准。目录第一章 设计总况11设计任务及设计资料11.1设计任务与容11.2设计原始资料1第二章工艺设计方案的确定32、设计说明书32.1课程设计任务32.2设计原则32.3城市污水处理工艺选择42.4城市污水处理工艺比较62.4处理工艺确定7第三章 改良A2/O工艺81常规A2/O工艺81.1常规A2/O工艺原理81.2常规A2/O工艺缺点82改良型A2/O工艺82.1取消混合液回流的A2O 工艺82.2倒置型A2O 工艺92.3 A+A2O 工艺102.4TRIZON 工艺103设计应用113.1A+A2O 工艺113.2取消混合液回流的A2O 工艺113.3倒置型A2O 工艺114结语12第四章 主要构筑介绍131格栅131.1格栅的概念和分类131.2常用机械格栅除污机及功能特点142沉砂池142.1沉砂池概念与作用142.2沉砂池分类153初沉池163.1初沉池（沉淀池）简介163.2分类及简介164A+A2/O工艺反应池174.1厌氧/缺氧调节池174.2厌氧池174.3缺氧池174.4好氧池174.5二沉池184.6污泥浓缩池18第五章 A+A2/O反应池设计与计算201 A+A2/O生物反应池201.1设计流量201.2设计计算201.3 BOD去除率211.4反应池容积212曝气系统设计计算232.1设计需氧量232.2标准需氧量242.3所需空气动力（相对压力）253曝气器数量设计254供风管道计算25第六章 污泥中重金属去除方法研究展望261 研究意义262 国外研究现状272.1 物理稳定272.2 化学淋滤282.3 生物方法282.4 电化学293 存在问题29第七章 参考书目30第一章 设计总况1设计任务及设计资料1.1设计任务与容该城市污水处理厂的AAO工艺流程设计，对流程进行详细的工艺计算，水力计算，对工程进行概算，绘制总平面图、流程高程图，单体构筑物工艺图。工艺要求对污水进行生物脱氮除磷和大肠杆菌。1.2设计原始资料1.2.1城市气象资料（1）平均气温：23（2）夏季主导风：东南风（3）历年平均降雨量：750850mm。1.2.2地质资料厂区土层情况良好，地下2米深以为粘土层，26.5米为砂粘土，6.588米为砾石层。厂区为地震6级区。1.2.3设计规模污水厂的处理水量按最高日最高时流量，污水厂的日处理量为16.3万方。主要处理城市生活污水以及部分工业废水，按生活污水量来取其时变化系数为1.2。1.2.4进出水水质该水经处理以后，水质应符合城镇污水处理厂污染物排放标准GB 189182002，由于进水不但含有BOD5，还含有大量的N，P所以不仅要求去BOD5除还应去除不中的N，P，大肠杆菌达到排放标准。进水PH为7.5。其他见表1：表2 污水厂设计进出水水质对照表单位：mg/LCODcrBOD5SSNH3NTP 大肠杆菌进水35020025050 6出水1003030 25 3 10该污水处理厂地势为南方向北逐渐升高，厂区地势平坦，地面标高为60.34米（地面高程60.34米），地面坡度9。第二章工艺设计方案的确定2、设计说明书2.1课程设计任务1.根据污水水质情况、地形、水文等相关资料，确定污水处理工艺与污水处理流程；2.对污水与污泥处理流程中主要处理构筑物进行工艺计算，确定其型号、数目与尺寸，以及主要设备型号和数量等；3.进行各处理构筑物的总体布置和污水、污泥处理流程的高程设计；4.绘制工艺流程图。2.2设计原则1.在废水处理工艺方案的选择上应满足以下原则：（1）坚持科学可靠并借鉴同类废水处理的工程实践经验，技术上力求先进，管理方便，操作简单，无二次污染，维护量少，可靠程度高；（2）废水经处理后达标排放，减轻对受纳水体污染，力求以最少的投入获得最大的社会效益、经济效益和环境效益；（3）尽量减少污泥的产生量，力求在系统消化污泥，以减少污泥处理的投资及运行费用；（4）尽量采用先进可靠的自动化控制系统，提高污水厂管理水平，减少工人的劳动强度。2.在废水与污泥处理工艺设计过程应依据以下原则：（1）根据废水水质、水量及其变化规律来确定设计参数，并确保计算过程尽量准确、详细；（2）在确定工艺设备时，力求做到质优可靠、管理方便、操作容易，并使投资、运行费用较低；（3）图纸的绘制与计算书的撰写格式应满足各项要求。2.3城市污水处理工艺选择处理厂的工艺流程是指在达到所要求处理程度的前提下，污水处理各单元的有机组合；构筑物的选型是指处理构筑物形式的选择。两者是相互联系，互为影响的。城市生活污水一般以BOD物质为主要去除对象。由于经过一级处理后的污水，BOD只去除30左右，仍不能排放；二级处理BOD去除率可达90以上，处理后的BOD含量可能降到20-30mg/L，已具备排放水体的标准*4。又该城市污水处理厂的方案，既要考虑有效去除BOD5又要适当去除N，P故本设计采用A/A/O法。污水处理工艺流程如图1所示。该流程包括完整的二级处理系统和污泥处理系统。污水经由一级处理的隔栅、沉沙池和初沉池进入二级处理的厌氧池缺氧池和曝气池，然后在二次沉淀池中进行泥水分离，二沉池出水后直接排放。二沉池中一部分污泥作为回流污泥进入二级处理部分，剩余污泥与初沉池污泥进入污泥浓缩池，经浓缩之后的污泥进入脱水机房加药脱水，最后外运。图1 污水处理厂设计工艺流程图优点：该工艺为最简单的同步脱氮除磷工艺 ，总的水力停留时间，总产占地面积少于其它的工艺 。在厌氧的好氧交替运行条件下，丝状菌得不到大量增殖，无污泥膨胀之虞，SVI值一般均小于100。污泥中含磷浓度高，具有很高的肥效。运行中无需投药，两个A段只用轻缓搅拌，以保证充足溶解氧浓度，运行费低。缺点：除磷效果难于再行提高，污泥增长有一定的限度，不易提高，特别是当P/BOD值高时更是如此 。脱氮效果也难于进一步提高，循环量一般以2Q为限，不宜太高，否则增加运行费用。对沉淀池要保持一定的浓度的溶解氧，减少停留时间，防止产生厌氧状态和污泥释放磷的现象出现，但溶解 浓度也不宜过高。以防止循环混合液对缺反应器的干扰。2.4城市污水处理工艺比较工艺方法氧化沟法A2/O主要优点1处理流程简单，构筑物少，且基建费用较省2处理效果，有较稳定的脱氮除磷功能3对高浓度废水有很大的稀释作用4有抗冲击负荷能力5能处理不易降解的有机物，污泥成分1基建费用低，具有较好的脱氮除磷效果2具有改善污泥沉降性能，减少污泥排放的功能3具有对难降解生物有机物去出能力，运转效果稳定4技术先进成熟运行可靠5管理维护简单，运行费用低6国工程实例多，工艺较为成熟主要缺点1处理构筑物较多2回流污泥溶解氧较高3对除磷具有一定影响4容积及设备利用率不高1处理构筑物多2需增加回流系统技术可行性1较为成熟，国外已广泛应用中小规模2抗冲击负荷能力强1成熟，可靠，国外均广泛应用，适用于各种规模2有一定耐冲击负荷的能力水质指标出水水质好，稳定，易于深度处理，对外界变化有一定适应性出水水质好，较易于深度处理，出水水质稳定，对外界变化适应性好环境影响噪声较小，臭味较小噪声较大，臭味较小工艺流程：氧化沟工艺流程图格栅沉砂池氧化沟沉淀池进水回流污泥排放污泥剩余污泥2.4处理工艺确定综合考虑污水水质及几种处理工艺的优缺点，A2/O工艺比较突出，但A2/O也存在缺点，查找资料及文献，决定选择改良A2/O工艺。（改良后的工艺将在下章进行详细介绍。） 第三章 改良A2/O工艺1常规A2/O工艺1.1常规A2/O工艺原理由图4可知，污水进入厌氧反应区，同时进入的还有从二沉池回流的活性污泥，聚磷菌在厌氧环境条件下释磷，同时转化易降解COD、VFA为PHB，部分含氮有机物进行氨化。污水经过第一个厌氧反应器以后进入缺氧反应器，本反应器的首要功能是进行脱氮。硝态氮通过混合液循环由好氧反应器传输过来，通常回流量为原污水的24倍，部分有机物在反硝化细菌的作用下利用硝酸盐作为电子受体而得到降解去除。混合液从缺氧反应区进入好氧反应区，混合液的COD浓度基本接近排放标准，好氧反应区除进一步降解有机物外，主要进行氨氮的硝化和磷的吸收，混合液中硝态氮回流至厌氧反应区，污泥中过量吸收的磷通过剩余污泥排除。1.2常规A2/O工艺缺点进入沉淀池的混合液通常需要保持一定的溶解氧浓度，以防止沉淀池中反硝化和厌氧释磷，但这会导致回流污泥和回流混合液中有一定的溶解氧，回流污泥中存在的硝酸盐对厌氧释磷过程也有一定的影响，进入二沉池的污水，可能含有大量的硝酸盐，导致出水水质不达标。所排放的剩余污泥中，仅有一部分污泥是经历了完整的厌氧和好氧过程，影响了污泥充分吸磷。碳源不足导致氮的去除率不高。2改良型A2/O工艺2.1取消混合液回流的A2O 工艺同济大学的任洁、顾国维等对A2O 工艺进行了取消混合液回流的中试,结果表明,当污泥回流比为150 %时对有机物和氮的去除效果同传统A2O 工艺的相当,而除磷效果较优。取消混合液回流最初是基于这样的认识:曝气池在好氧状态下也可进行一定程度的反硝化,如同氧化沟中进行的同步反硝化作用。该工艺的脱氮作用既包括曝气池中微生物的源反硝化,也包括回流污泥在厌