【正文】 設(shè)計(jì)任務(wù)書 第一章 綜述 設(shè)計(jì)任務(wù)： 1500m3/d 污水處理工藝設(shè)計(jì) ．任務(wù)的提出及目的要求： 任務(wù)的提出及目的： 隨著城市的發(fā)展和城鎮(zhèn)開發(fā)區(qū)的建設(shè)，生活污水的比重不斷增大，生活污水源日益分散，大規(guī)模集中污水處理廠的建設(shè)明顯滯后，為此，研究和開發(fā)處理效率高、投資省、占地少、見效快的生活污水處理技術(shù)和設(shè)備，對(duì)一部分生活污水就地處理，對(duì)加快我國城市污水處理步伐具有重要的意義。 通過城市污水處理泵站水處 理工藝的選擇、設(shè)計(jì)，培養(yǎng)環(huán)境工程專業(yè)學(xué)生利用所學(xué)到的水污染控制理論，系統(tǒng)的掌握污水處理方案比較、優(yōu)化，各主要構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與參數(shù)計(jì)算，主要設(shè)備造型包括格柵、提升泵、鼓風(fēng)機(jī)、曝氣器、污泥脫水機(jī)、砂水分離器、刮泥機(jī)、水下攪拌器、淹沒式循環(huán)泵、加藥設(shè)備、消毒設(shè)備等，以及平面布置和高程計(jì)算。 要求 要求污水站占地面積小，且外觀與周邊景觀協(xié)調(diào)，無臭氣排出，無噪聲干擾附近中午需要休息的工人，出水排入城市管網(wǎng)進(jìn)入城市污水處理廠。 設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料 水質(zhì) ： 項(xiàng)目 BOD5 COD SS NH3N 單位 mg/l mg/l mg/l mg/l 進(jìn)水水質(zhì) 220 400 300 25 出水水質(zhì) ≤30 ≤100 ≤30 15 設(shè)計(jì)需要使用的有關(guān)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)規(guī)范和資料 需要參考的設(shè)計(jì)指南、規(guī)范和設(shè)計(jì)手冊(cè) : 1.《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（ GBJ1487） 2.《地表水環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)》（ GBHZB11999） 3.《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（ GB89781999） 4.《城市污水處理廠污水污泥排放標(biāo)準(zhǔn)》 (GJ302593) 參考書目 1. 環(huán)境工程 CAD 技術(shù) 2．污水處理組合工藝 3．水污染控制工程 4．廢水處理工程 5．環(huán)境工程設(shè)備設(shè)計(jì) 6．排水工程 7．廢水生物處理等 設(shè)計(jì)原則 1. 嚴(yán)格執(zhí)行國家環(huán)境保護(hù)有關(guān)規(guī)定，按規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)，使處理后的廢水達(dá)到各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)且優(yōu)于排放標(biāo)準(zhǔn)； 2. 處理系統(tǒng)有較大的靈活性，以適應(yīng)污水水質(zhì)、水量的變化； 3. 要做到方案對(duì)比，占地面積小，做到投資??； 4. 處理工藝流程簡單，爭取做到組合式設(shè)備化，以方便管理； 本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)范圍為：自污水匯流到污水廠經(jīng)酸化處理后開始，經(jīng)生物接觸氧化處理單元，至處理后的總排放口為止。包括好氧處理工藝流程的設(shè) 計(jì)、污泥處理。系統(tǒng)設(shè)計(jì)等。 第二章 方案選擇及論證 污水好氧處理原理 本設(shè)計(jì)的核心是好氧處理。好氧生物處理就是在不斷供氧的環(huán)境中，利用好氧微生物來氧化有機(jī)物。在好氧過程中，微生物對(duì)復(fù)雜的有機(jī)物進(jìn)行分解，并利用分解所產(chǎn)生的能量進(jìn)行繁殖、生長和運(yùn)動(dòng)。用作能量的這部分有機(jī)物最后轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的無機(jī)物 CO H2O及 NH3，另一部分分解物質(zhì)則由微生物合成為新細(xì)胞，通過以上過程污水中的有機(jī)物便得到了去除。 圖 21 好氧生物氧化過程示意圖 方案選擇 好氧生物處理可采用活性污泥法或生物膜法。具體采用什么方法，應(yīng)根據(jù)處理程度、占地面積、投資規(guī)模、運(yùn)行費(fèi)用等因素，并通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。現(xiàn)對(duì)目前比較常用的各種好氧處理方法的特點(diǎn)及其優(yōu)缺點(diǎn)做個(gè)簡單的介紹，以確定采用的具體方法。 傳統(tǒng)活性污泥法（推流法） 有機(jī)物 耗氧生物 新細(xì)胞 廢物、 CO H2O、 NH3 O2 分解 供能量 傳統(tǒng)活性污泥系統(tǒng)多采用矩形廓道式曝氣池，污水和回流污泥從池首進(jìn)入，混合液以活塞流的流態(tài)逐漸向池尾流動(dòng)，從池末端出水堰流出，進(jìn)入二沉池，在二沉池中完成泥水分離后處理水排放，沉淀污泥回流到曝氣池，進(jìn)入下一 個(gè)循環(huán)。 該方法是早期開始使用的一種比較成熟的運(yùn)行方式，處理效果好，運(yùn)行穩(wěn)定，BOD 去除率可達(dá) 90%以上，適用于對(duì)處理效果和穩(wěn)定程度要求較高的污水，城市污水多采用這種運(yùn)行方式。 傳統(tǒng)活性污泥法存在的主要問題有： （ 1）曝氣池首端污泥負(fù)荷高，耗氧速度快，為避免出現(xiàn)缺氧狀況， BOD設(shè)計(jì)負(fù)荷不宜采用過高，造成曝氣池容積大，占地面積多，基建費(fèi)用高 （ 2）耗氧速度沿池長逐漸降低，供氧速度恒定，造成池首供氧不足，池尾供氧過剩的狀態(tài)，運(yùn)行費(fèi)用較高。 （ 3）對(duì)水質(zhì)和水量變化的適應(yīng)性差，抗沖擊負(fù)荷能力不強(qiáng)。 漸 減曝氣法 漸減曝氣法與傳統(tǒng)法基本相同，主要區(qū)別是沿池長方向逐漸加大曝氣設(shè)備的安裝間距，減少曝氣量，使供氧量與需氧量盡量趨于平衡。漸減曝氣法保留了傳統(tǒng)推流式的各項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)，在一定程度上克服了供氧和需氧差距較大、能耗過高的缺點(diǎn)。 分段曝氣法 分段曝氣活性污泥法又稱為階段曝氣活性污泥法或多點(diǎn)進(jìn)水活性污泥法，是對(duì)傳統(tǒng)推流式的一種改造，主要特點(diǎn)是污水沿池長分散在多點(diǎn)進(jìn)水池中，污泥負(fù)荷和需氧量得到均化。這種改進(jìn)的成功之處是：（ 1）在一定程度上克服了傳統(tǒng)推流式供氧和需氧差距較大、能耗過高的缺點(diǎn)，充分發(fā)揮其降解有機(jī) 物的能力，容積負(fù)荷有所提高。（ 2）由于污水分散加入，單個(gè)進(jìn)水點(diǎn)的進(jìn)水量下降到整池進(jìn)水量的幾分之一，加大了混合液的稀釋能力，提高了系統(tǒng)抗沖擊負(fù)荷的能力。 （ 3）曝氣池混合液濃度沿池長方向逐漸降低，減輕了二沉池的負(fù)荷。 完全混合法 傳統(tǒng)的活性污泥法的主要矛盾是供氧和需氧的矛盾，漸減曝氣是通過優(yōu)化擴(kuò)散器的布置來改善，分段曝氣則是通過多點(diǎn)進(jìn)水來改善的。在完全混合法的曝氣池中，需氧速率和供氧速率的矛盾在全池得到了平衡，它具有以下特點(diǎn)： （ 1）進(jìn)入曝氣池的污水很快被池內(nèi)混合液稀釋，污水水質(zhì)和水量的變化對(duì)活性 污泥的影響得到很大降低，使該方法具有很強(qiáng)的抗沖擊負(fù)荷能力。 （ 2）曝氣池內(nèi)各點(diǎn)運(yùn)行參數(shù)基本相同，整個(gè)系統(tǒng)在一個(gè)工況點(diǎn)上工作，處于污泥增長曲線上的一點(diǎn)，可將系統(tǒng)調(diào)整到最佳工況點(diǎn)運(yùn)行。 （ 3）曝氣池中需氧速度均勻，曝氣供氧的速度等于耗氧速度，能耗低于推流式。 （ 4）由于池內(nèi) BOD 負(fù)荷均勻，設(shè)計(jì)負(fù)荷一般高于推流式，基建費(fèi)較省。 淺層曝氣法 淺層曝氣與傳統(tǒng)曝氣相比，空氣量是增大了，但風(fēng)壓僅為一般曝氣的 1/3～1/4，故電耗反而要低一些。淺層曝氣的缺點(diǎn)是池深較淺，占地面積相對(duì)較大。 深層曝氣 法 深層曝氣法由于水壓增大，提高了混合液的飽和溶解氧濃度，加快了氧的傳遞效率，有利于生物的增殖和有機(jī)物降解，池型向縱向發(fā)展，減少了占地面積。缺點(diǎn)是施工難度大，當(dāng)井壁腐蝕或受損時(shí)污水會(huì)通過井壁滲漏，污染地下水。 深井曝氣法 深井曝氣法污水處理效果好，運(yùn)行穩(wěn)定，設(shè)備簡單，操作管理方便，運(yùn)行費(fèi)用低，抗沖擊符合能力強(qiáng)，還可以考慮不設(shè)二沉池。深井曝氣池由于水深較大，充氧能力強(qiáng)，可達(dá)常規(guī)法的 10 倍，具有占地少、氧吸收率高、動(dòng)力效率高、產(chǎn)泥量少、不易產(chǎn)生污泥膨脹、不受季節(jié)影響等特點(diǎn)。 吸附再生法 這種運(yùn)行方式的主要特征是將活性污泥降解有機(jī)物的兩個(gè)過程 —初期吸附和生物代謝分別在兩個(gè)構(gòu)筑物或一個(gè)構(gòu)筑物的兩段中進(jìn)行。 吸附再生法的主要特點(diǎn)如下： （ 1）污水與活性污泥在吸附池中的接觸時(shí)間較短，只有 30～ 60min，吸附池容積較小，再生池接納的是已排除了剩余污泥的回流污泥，污泥濃度較高，因此再生池容積也較小，吸附池與再生池容積之和小于傳統(tǒng)活性污泥法的曝氣池。 （ 2）由于再生池中貯存了大量的活性污泥，當(dāng)吸附池中活性污泥受到破壞時(shí)，可從再生池中得到補(bǔ)充，因此具有一定的抗沖擊負(fù)荷能力。 （ 3）適用于處理有機(jī)物以膠 體和懸浮狀態(tài)為主的污水，不適宜處理溶解性有機(jī)物含量較高的污水。 由于污水在吸附池中的停留時(shí)間較短，吸附再生法的處理效果不如傳統(tǒng)活性污泥法。 純氧曝氣 以純氧代替空氣，可以提高生物處理的速度。曝氣時(shí)間較短，約 ～ ， MLSS 較高，約 4000～ 8000mg/L，因而二沉池的運(yùn)行要注意。在密閉的容器中，溶解氧飽和濃度可提高，氧溶解的推動(dòng)力也隨著提高，氧傳遞速率增加了，因而處理效果好，污泥的沉淀性也好。純氧曝氣并沒有改變活性污泥或微生物的性質(zhì)，但使微生物充分發(fā)揮了作用。純氧曝氣的主要缺點(diǎn)是 純氧發(fā)生器容易出現(xiàn)故障，裝置復(fù)雜，運(yùn)轉(zhuǎn)管理較麻煩。水池頂部必須密閉不漏氣，結(jié)構(gòu)要求高，施工要特別小心。如果進(jìn)水中混入大量易揮發(fā)的碳?xì)浠衔?，容易引起爆炸。同時(shí)生物代謝中生成的二氧化碳，將使氣體中的二氧化碳分壓上升，溶解于溶液中，會(huì)導(dǎo)致 PH 值的下降，妨礙生物處理的正常運(yùn)行，影響處理效率，因而要適時(shí)排氣和進(jìn)行 PH 值的調(diào)節(jié)。 氧化溝 與普通活性污泥相比，氧化溝具有以下特征： （ 1）氧化溝在流態(tài)上介于推流式和完全混合式之間，局部流態(tài)為推流式，整體處在完全混合狀態(tài)，同時(shí)具有兩種方式的某些特點(diǎn)。 （ 2）水力停留時(shí)間和污泥齡較長，懸浮有機(jī)物和溶解有機(jī)物可同時(shí)得到較徹底的降解，產(chǎn)泥量少，剩余污泥已得到高度穩(wěn)定，不需要設(shè)置初沉池，污泥不需要厭氧消化。 （ 3）與二沉池合建為一體的氧化溝以及交替運(yùn)行的氧化溝可以不設(shè)二沉池，處理流