【正文】 菌及厭氧菌的硝化和反硝化過程，將廢水中的氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽，然后轉(zhuǎn)化為氮?dú)?，?shí)現(xiàn)廢水的達(dá)標(biāo)排放。生化法能徹底脫除廢水中的氨，并且不會造成二次污染，能耗較物理化學(xué)法低。但由于生物所能承受氨氮的濃度較低，一般生物處理氨氮濃度不能超過200 mg?L1。如果廢水中的氨氮濃度高于200 mg?L1而低于1000 mg?L1時(shí)則通常需要采用物理化學(xué)法和生化法相結(jié)合的工藝，即采用物理化學(xué)法先去除廢水中部分氨，然后再采用生化法將氨氮徹底去除到排放標(biāo)準(zhǔn)。如果廢水中的氨氮濃度高于1000 mg?L1，例如幾千mg?L1，甚至達(dá)到數(shù)萬mg?L1，對于這樣的廢水，目前國內(nèi)外的生產(chǎn)實(shí)踐中比較通行的做法是：先將高濃度氨氮廢水通過蒸氨的或吹脫將廢水中的氨氮降到300 mg?L1以下（無法降到300 mg?L1以下，則需用清水進(jìn)行稀釋），然后用A/0法或化學(xué)沉淀法（磷酸銨鎂鹽法）進(jìn)行后續(xù)處理。出水NH3N在操作管理十分良好的前提下，一般可以達(dá)到國家排放三級標(biāo)準(zhǔn)。 高濃度氨氮廢水污染現(xiàn)狀目前，排放高氨氮廢水的企業(yè)公司比較普遍，如：石化、礦產(chǎn)、焦化、印染、顏料、稀土行業(yè)等。高氨氮廢水是世界難處理的廢水之一，對自然環(huán)境污染很大嚴(yán)重危害人類和畜類的身體健康，所以引起了國家環(huán)保部門的高度重視，并成為國家十二五主抓治污環(huán)保項(xiàng)目之一?！笆晃濉逼陂g環(huán)境保護(hù)工作取得積極進(jìn)展。在國民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的同時(shí)，化學(xué)需氧量排放(COD)得到有效控制，地表水環(huán)境質(zhì)量總體有所改善?！笆濉焙笃?，氨氮對水質(zhì)的影響與高錳酸鹽指數(shù)基本持平，“十一五”前兩年氨氮已成為影響地表水質(zhì)的首要指標(biāo)，也是各類型氮中危害影響最大的一種形態(tài)?！笆濉逼陂g，考慮到環(huán)境質(zhì)量特征、階段重點(diǎn)、現(xiàn)有基礎(chǔ)和技術(shù)經(jīng)濟(jì)等因素，有必要將氨氮納入全國主要水污染物排放約束性控制指標(biāo)，通過污水處理廠協(xié)同效應(yīng)并升級改造，提高生活源氨氮去除效率，同時(shí)抓住化工、造紙、食品加工、紡織、黑色冶金、石化等重點(diǎn)行業(yè)，輔以農(nóng)業(yè)源污染防治，可以有效控制氨氮排放總量，較大程度地改善目前水質(zhì)氨氮超標(biāo)現(xiàn)象，并減輕湖庫氨氮和總氮的負(fù)荷。我國氨氮排放量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出受納水體的環(huán)境容量、污染負(fù)荷壓力大是造成目前地表水體氨氮超標(biāo)的最主要原因。水體中的氨氮是指以氨(NH3)或銨(NH4+)離子形式存在的化合氨。氨氮是各類型氮中危害影響最大的一種形態(tài)，是水體受到污染的標(biāo)志，其對水生態(tài)環(huán)境的危害表現(xiàn)在多個(gè)方面。與COD一樣，氨氮也是水體中的主要耗氧污染物，氨氮氧化分解消耗水中的溶解氧，使水體發(fā)黑發(fā)臭。氨氮中的非離子氨是引起水生生物毒害的主要因子，對水生生物有較大的毒害，其毒性比銨鹽大幾十倍。在氧氣充足的情況下，氨氮可被微生物氧化為亞硝酸鹽氮，進(jìn)而分解為硝酸鹽氮，亞硝酸鹽氮與蛋白質(zhì)結(jié)合生成亞硝胺，具有致癌和致畸作用。同時(shí)氨氮是水體中的營養(yǎng)素，可為藻類生長提供營養(yǎng)源，增加水體富營養(yǎng)化發(fā)生的幾率。氨氮是總氮在自然水體中的存在形式之一，控制氨氮有利于減輕湖庫氨氮和總氮的負(fù)荷。雖然污水處理氨氮降解只是將氨氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮，不能實(shí)現(xiàn)總氮的去除。但是可以通過實(shí)施氨氮總量控制減少源頭氨氮產(chǎn)生量，降低進(jìn)入水體的氨氮污染負(fù)荷，也就直接減少了水體總氮含量，有利于緩解湖庫富營養(yǎng)化。 我國治理高濃度氨氮廢水的發(fā)展歷程對于目前采用的各種氨氮脫除方法來說, 每種方法都有自己的不足之處。折點(diǎn)氯化法存在安全、二次污染的問題, 處理成本較高。 化學(xué)沉淀法沉淀劑成本較高, 不易控制最佳的沉淀?xiàng)l件。 空氣吹脫法、蒸汽氣提法容易造成二次污染。 離子交換法樹脂再生問題沒有解決。傳統(tǒng)的生物脫氮法, 它的主要問題是硝化菌生長強(qiáng)烈地受溫度、堿度、溶解氧、COD 的影響, 同時(shí), 高濃度NH3 N 和NO2 N 廢水會抑制硝化細(xì)菌生長, 導(dǎo)致硝化過程效率低, 生物系統(tǒng)的抗沖擊能力較弱。而目前工業(yè)生產(chǎn)廢水處理最常用、最徹底的方法是生化處理法,它可以高效率低成本地處理含氨氮廢水,但是進(jìn)水氨氮濃度一般不能超過500 mg/L,否則將影響正常的運(yùn)行,而且高濃度氨氮本身對微生物的活動和繁殖有抑制作用。因此, 高級氧化法作為一種新型脫氮方法, 應(yīng)該備受我們的重視。相信再投入大量工作提高催化劑回收利用率, 分析其反應(yīng)機(jī)理, 對反應(yīng)中控制因素及反應(yīng)中間產(chǎn)物進(jìn)一步研究后, 高級氧化法脫氮將成為未來脫氮領(lǐng)域的重要方法。 第二章 工程概況 設(shè)計(jì)題目江西一企業(yè)日處理500噸高濃度氨氮廢水處理工程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)目的通過畢業(yè)設(shè)計(jì)工作，掌握一般工業(yè)廢水（污水）處理工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)的步驟和方法，學(xué)會怎樣收集設(shè)計(jì)所需的相關(guān)資料，并懂得如何從多種設(shè)計(jì)方案中選最佳方案。 設(shè)計(jì)資料 工程背景該企業(yè)位于江西省九江市郊區(qū)，距離九江市區(qū)大約25公里。該企業(yè)主要生產(chǎn)青霉素。年產(chǎn)值1000萬元；污水處理工程計(jì)劃用地（自定） m2。 水量 該企業(yè)所要處理的廢水主要是指生產(chǎn)車間產(chǎn)生的高濃度氨氮廢水。廢水水量可按5000 m3/d計(jì)算。 水質(zhì)情況由于原始資料無法收集，擬定按下表水質(zhì)設(shè)計(jì)。 廢水進(jìn)、出水水質(zhì)項(xiàng)目進(jìn)水水質(zhì)出水水質(zhì)COD（mg/l）2000100BOD5（mg/l）SS（mg/l）1000200NH4N（mg/l）1200010pH5～669 氣象資料（1）年平均氣溫：23℃（2）夏季主導(dǎo)風(fēng)：西北風(fēng)，臺風(fēng)最高達(dá)9~10級，10米以上構(gòu)筑物應(yīng)考慮臺風(fēng)影響。 城市地質(zhì)資料城市地質(zhì)資料：廠區(qū)土層情況良好，地下2米深以內(nèi)為粘土層，2~，~88米為礫石層。廠區(qū)為地震6級區(qū)。 設(shè)計(jì)內(nèi)容（1）氨氮資源化率應(yīng)在95%以上。（2）污水處理工藝選擇及各工藝單元的設(shè)計(jì)，包括工藝流程的確定、各單元構(gòu)筑物的工藝設(shè)計(jì)和計(jì)算等。（3）污泥處理方法選擇及污泥處理構(gòu)筑物的工藝設(shè)計(jì)計(jì)算。（4）污水泵站的工藝設(shè)計(jì)?？梢允墙K點(diǎn)泵站，也可以是中途提升泵站。包括選泵、泵站工藝設(shè)計(jì)計(jì)算和泵站工藝圖的繪制。（5）污水處理站的平面布置（總圖設(shè)計(jì)），包括污水處理站生產(chǎn)性構(gòu)筑物和建筑物、附屬建筑物、道路、綠化、照明等內(nèi)容。（6）污水處理站豎向布置及高程計(jì)算。（7）工程投資估算及處理成本計(jì)算。 設(shè)計(jì)要求通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，使學(xué)生熟悉并掌握排水工程的設(shè)計(jì)內(nèi)容、設(shè)計(jì)原理、方法及步驟，能根據(jù)原始設(shè)計(jì)資料正確選擇設(shè)計(jì)方案，掌握污水廠設(shè)計(jì)的基本流程及構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)方法，熟悉設(shè)計(jì)計(jì)算書和設(shè)計(jì)說明書的編制方法，并繪制工程制圖紙，且合乎規(guī)范。要求綜合運(yùn)用所學(xué)知識及有關(guān)參考工具書及資料充分發(fā)揮獨(dú)立思考和獨(dú)立工作能力，積極創(chuàng)新，所選工藝流程應(yīng)體現(xiàn)出技術(shù)上可行性，經(jīng)濟(jì)上合理性，在保證出水水質(zhì)條件下，盡量節(jié)省投資，安全可靠，管理方便。設(shè)計(jì)計(jì)算書說明書的書寫格式符合學(xué)校和土木建筑學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)細(xì)則中的相關(guān)規(guī)定。 設(shè)計(jì)進(jìn)度計(jì)劃畢業(yè)設(shè)計(jì)分四個(gè)階段進(jìn)行，共計(jì)16周。（1）工藝方案確定、初步設(shè)計(jì)計(jì)算階段：3周。包括：熟悉設(shè)計(jì)任務(wù)書、查閱設(shè)計(jì)相關(guān)資料，了解設(shè)計(jì)要求；完成處理工藝流程方案設(shè)計(jì)（構(gòu)筑物尺寸估算，平面布置等）；（2）設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)階段：2周。包括畢業(yè)實(shí)習(xí)日記、實(shí)習(xí)報(bào)告；（3）施工圖設(shè)計(jì)階段：10周。應(yīng)完成：工藝流程圖、高程布置圖、平面布置圖、單項(xiàng)處理構(gòu)筑物和泵站的設(shè)計(jì)工藝圖繪制；計(jì)算書和設(shè)計(jì)說明書的打??；圖紙的輸出等；（4）畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯階段：1周。包括：個(gè)人準(zhǔn)備及畢業(yè)設(shè)計(jì)匯報(bào)討論；畢業(yè)答辯。 設(shè)計(jì)成果 （1）設(shè)計(jì)說明書1份（2）設(shè)計(jì)圖紙。（數(shù)量：1號圖1張，2號圖至少9張，手繪圖1張）（3）設(shè)計(jì)資料存檔光盤1張。（4）學(xué)院和教研室需要上交的其它資料。第三章 設(shè)計(jì)方案的確定 設(shè)計(jì)依據(jù)（1）建設(shè)單位提供廢水量及水質(zhì)數(shù)據(jù)；（2）環(huán)保部門對污染治理的指示與要求；（3）《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》(GBJ1487)有關(guān)規(guī)定；（4）《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB89781996)表4中的一級標(biāo)準(zhǔn)；（5）環(huán)境工程手冊《水污染防治卷》，相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)與技術(shù)要求。 設(shè)計(jì)原則（1）高濃度氨氮廢水經(jīng)吹脫后出來的空氣一定要進(jìn)行吸收，以免發(fā)生二次污染，得不償失。（2）高濃度氨氮廢水中氨氮含量太高，會抑制微生物生長，所以，要先采用吹脫法對高濃度氨氮廢水進(jìn)行預(yù)處理，將氨氮含量降低，再用生化法進(jìn)行處理，使各項(xiàng)考察指標(biāo)均達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)，最后把水通入城鎮(zhèn)污水管道。（3）因?yàn)楦邼舛鹊陌钡吭趬A性的環(huán)境下，吹脫效率會大大提高，所以，應(yīng)在調(diào)節(jié)池中添加堿劑，調(diào)節(jié)PH值。（4）廢水處理裝置布置緊湊、流暢，盡量減少占地面積，堅(jiān)持實(shí)用和美觀相結(jié)合的總布原則；選擇工藝簡單, 采用目前國內(nèi)成熟、實(shí)用的處理工藝；盡量通過優(yōu)化設(shè)計(jì)降低工程投資及運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用，努力實(shí)現(xiàn)技術(shù)先進(jìn)與企業(yè)財(cái)力相適應(yīng)。 高濃度氨氮廢水處理原理與工藝流程 高濃度氨氮廢水處理原理在調(diào)試過程中以出水各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)標(biāo)為前提，以效果優(yōu)劣為原則來確定。本設(shè)計(jì)采用兩級吹脫法+AO法處理高濃度氨氮廢水，它主要優(yōu)點(diǎn)是處理后能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，并能回收利用氨氮，因而應(yīng)用較廣。也有缺點(diǎn)，投資高、效率低，所以設(shè)計(jì)中采用一種專利產(chǎn)品——氨氮分離器，可將資源化率達(dá)到95%。用吹脫處理高濃度氨氮廢水，主要是在堿性條件下，使廢水中的氨氮從廢水中吹脫出來，再用回收裝置將吹脫后的空氣中含有的氨氮進(jìn)行回收。廢水中的氨氮含量降低，在AO池中進(jìn)行生化處理，使出水水質(zhì)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。技術(shù)條件與參數(shù)： （1）廢水的堿化 廢水吹脫必須在堿性條件下進(jìn)行。這是因?yàn)楫?dāng)廢水的堿性逐漸增加時(shí)，水中以離子態(tài)如NH4+等存在的N，會轉(zhuǎn)化成氨態(tài)氮有利于被吹脫出。根據(jù)實(shí)驗(yàn)得知:當(dāng)pH為11時(shí)，氨氮分離率能達(dá)到95%以上，原水質(zhì)pH為5~6，所以要在調(diào)節(jié)池加入30%的NaOH溶液調(diào)節(jié)污水的pH達(dá)到11。（2）吹脫P(yáng)H變化 、氨氮濃度、曝氣方式和氨氮去除率的關(guān)系 pH、氨氮濃度、曝氣方式和氨氮去除率的關(guān)系pH35791113氨氮分離率（%）吹脫后廢水pH備注采用H2SO4或NaOH調(diào)節(jié)廢水的pH 高濃度氨氮廢水處理工藝流程高濃度氨氮廢水首先經(jīng)過格柵，截留一部分污水中的懸浮物和漂浮物，保護(hù)后續(xù)水泵的正常工作。然后高濃度氨氮廢水進(jìn)入調(diào)節(jié)池，添加堿劑，池內(nèi)pH為10~11之間，由加藥泵投加30%的NaOH溶液，勻質(zhì)勻量后，經(jīng)吹脫塔自帶泵機(jī)將廢水打入吹脫塔，在吹脫塔內(nèi)用空氣將氨氮吹脫出來，為提高效率，采用負(fù)壓曝氣方式曝氣，再用吸收裝置進(jìn)行吸收（在本設(shè)計(jì)中未將吸收裝置設(shè)計(jì)納入其中），達(dá)到資源化利用。經(jīng)一級吹脫后，再經(jīng)一級吹脫，方式和上級吹脫一致。吹脫完之后的廢水經(jīng)沉砂池、初沉池，AO池、二沉池，再排入城鎮(zhèn)污水管道。污泥處理：采用比較成熟的污泥濃縮池濃縮污泥，再經(jīng)板框壓濾機(jī)脫水，采用連續(xù)排泥。 污泥處理設(shè)計(jì)方案選擇本設(shè)計(jì)中產(chǎn)生的污泥是生化產(chǎn)生污泥。設(shè)計(jì)中，污泥打入儲泥池，再通過污泥濃縮一體機(jī)房將污泥處理，運(yùn)出。 ：污泥濃縮一體機(jī)房 儲泥池 剩余污泥 污泥運(yùn)出 污泥處理工藝流程圖第四章 主要處理設(shè)備和構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)參數(shù) 格柵 在排水工程中，格柵是用來去除可能堵塞水泵機(jī)組及管道閥門的較大懸浮物，并保證后續(xù)處理設(shè)施能正常運(yùn)行。格柵是由一組（或多組）相平行的金屬柵條與框架組成。傾斜安裝在進(jìn)水渠道，或進(jìn)水泵站集水井的進(jìn)口處，以攔截污水中粗大的懸浮物及雜質(zhì)。設(shè)置在污水處理系統(tǒng)（包括水泵）的格柵，應(yīng)考慮到使整個(gè)污水處理系統(tǒng)能正常運(yùn)行，對處理設(shè)施或管道等均不應(yīng)產(chǎn)生堵塞作用。格柵按形狀可分為平面格柵和曲面格柵兩種；按柵條凈間隙，可分為粗格柵（50mm~100mm），中格柵（16mm~40mm），細(xì)格柵（3mm~16mm）三種；按清渣方式，可分為人工清除格柵和機(jī)械清除格柵兩種。 設(shè)計(jì)規(guī)范(1)格柵柵條間隙，應(yīng)根據(jù)要求確定。(2)污水處理系統(tǒng)前格柵柵條凈間隙，應(yīng)符合下列要求[21]：粗格柵：人工清除：5mm~40mm。機(jī)械清除：16mm~25mm。最大間隙：100mm。（特殊情況下）細(xì)格柵：~10mm。(3)~。(4)除轉(zhuǎn)鼓式格柵除污機(jī)外，機(jī)械清除格柵的安裝角度宜為60176。~ 90176。人工清除格柵的安裝角度為30176。~ 60176。(5)格柵除污機(jī)底部前端距井壁尺寸，；。(6)格柵上部必須設(shè)置工作平臺，工作平臺應(yīng)有安全和沖洗設(shè)施。(7)~。工作平臺正面過道寬度。(8)粗格柵柵渣宜采用帶式輸送機(jī)輸送；細(xì)格柵柵渣宜采用螺旋輸送機(jī)輸送。(9)格柵除污機(jī)、輸送機(jī)和壓榨脫水機(jī)的進(jìn)出料口宜采用密封形式，根據(jù)周圍環(huán)境情況，可設(shè)置除臭處理裝置。(10)格柵間應(yīng)設(shè)置通風(fēng)設(shè)施和有毒有害氣體的檢測與報(bào)警裝置。(11)柵渣量與地區(qū)的特點(diǎn)、格柵間隙的大小、污水流量及地下水道系統(tǒng)的類型等因素有關(guān)。在無當(dāng)?shù)剡\(yùn)行資料時(shí)，可采用：①格柵間隙16~25mm：~。②格柵間隙30~50mm：~。柵渣含水率一般為80%，密度約為960kg/m3。 (12)在大型污水處理廠或泵站前的大型格柵（），一般應(yīng)采用機(jī)械清渣。小型污水處理廠也可采用機(jī)械清渣。(13)機(jī)械格柵不宜少于2臺。如為一臺時(shí)，應(yīng)設(shè)人工清除格柵備用。(14)設(shè)置格柵和構(gòu)筑物，必須考慮設(shè)有良好的通風(fēng)設(shè)施。(15)格柵間內(nèi)應(yīng)安設(shè)調(diào)運(yùn)設(shè)備，以進(jìn)行格柵及其它設(shè)備的檢修，柵渣的日常清除。 計(jì)算公式格柵的設(shè)計(jì)計(jì)算公式見表41表41 格柵計(jì)算公式名 稱公 式符 號 說 明柵槽寬度B=s(n1)+bn (m)S——格柵寬度（m)；b——柵條間隙（m）n