【正文】 ts whose gas is relatively serious are collected to aeration tank ,degrading the degree of stench relying on the metabolism of microanism. Keywords:Urban Wastewater AA/O ASM2D Wastewater Treatment 總論 、畢業(yè)設(shè)計題目： ASM2D 為基礎(chǔ)的 15萬噸 /天城市污水處理廠工藝設(shè)計 、設(shè)計任務(wù) 根據(jù)設(shè)計原始資料 、 進水水質(zhì) 情況以及處理后的水質(zhì) 要求，結(jié)合實際情況，設(shè)計 提出 合理的污水 、污泥 處理方案。摘要 本設(shè)計在既定的水質(zhì)條件下，根據(jù)國家相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計了一套完整的適用于北京地區(qū)的污水、污泥處理工藝，并實現(xiàn)了中水的回用。 對各處理單元進行工藝選擇，并通過分析對比不同的構(gòu)筑物形式，完成對 各 個 單元的池型選擇。 36′，北緯 :32176。 ． 2納污水體的水文資料 亮馬河 位于污水處理廠的附近 ， 成為了污水處理廠處理后排水的收納水體。污水處理廠處理工藝的選擇首先應(yīng)確保對污水進行處理過后滿足排放標(biāo)準(zhǔn) 的 要求。 污水處理廠工藝及構(gòu)筑物的設(shè)計，在滿足技術(shù)可行的情況下應(yīng)充分考慮經(jīng)濟的因素。 污水處理廠的設(shè)計應(yīng)做好遠期規(guī)劃。 AA/O 法： AA/O 是目前應(yīng)用最為廣泛的城鎮(zhèn)污水處理工藝之一，在技術(shù)上，它工藝成熟，運行穩(wěn)定，池體簡單，對氮磷有較好的去除效果，污泥沉降性能好；在經(jīng)濟上，它日常維護簡單，運行費低，同時厭氧條件下產(chǎn)生的沼氣可以作 為能源使用；在應(yīng)用范圍上，它更適于用大中型的污水處理廠。 SBR一般在中小型污水處理廠或工業(yè)廢水應(yīng)用較多。而由于 格柵 橫斷 面形狀 的不同 ，格柵又可以分 別制 成平面格柵和曲面格柵。 本設(shè)計結(jié)合了自己的污水水質(zhì)，綜合選擇了中格柵 +細格柵的處理流程。 當(dāng)處理的污水流量大時，則優(yōu)先選用矩形的泵房。 集水池和格柵井合建，整體設(shè)計成半封閉的形式。 由于本設(shè)計選址在北京，北方城市風(fēng)沙大，因此沉砂池的設(shè)計十分必要。 沉砂池的選擇 考慮到除砂效果和費用， 本設(shè)計 最終 選用旋流沉砂池 ，既經(jīng)濟又有效，也不會對后續(xù)厭氧池生物釋磷造成影響。目前城市污水脫氮除磷工藝很多，最早應(yīng)用的是AA/O 工藝，同時也是應(yīng)用十分廣泛的工藝。為此 本 設(shè)計 了化學(xué)除磷工藝 。 下表列出了幾種常見沉淀池的特點性能。 1 水流流速不太穩(wěn)定； 2 容易造成異重流現(xiàn)象的發(fā)生； 3 池體施工要高，機械排泥較為復(fù)雜，造價高 適用于地下水位較淺池深不易過大的地區(qū)，大中小型污水處理廠 都可以應(yīng)用。 缺點： 1池深較深，基建較復(fù)雜； 2相應(yīng)的配套設(shè)備多，維修復(fù)雜。 3 每組濾池中應(yīng)包含不少于 6 個池體。 目前常用的消毒方法有液氯消毒、二氧化氯消毒、臭氧消毒、紫外線消毒以及次氯酸鈉消毒等，關(guān)于這些消毒劑的適用范圍及優(yōu)缺點列于下表。 重力濃縮池 優(yōu)點是儲存污泥的量大、運行費用低，但是容易造成污水處理廠環(huán)境狀況的下降，因此，本設(shè)計 濃縮池封閉建造，將 產(chǎn)生的臭氣收集起來，通過泵通入生物 處理單元，利用微生物的作用，對其進行除臭。下表列出來常用脫水機械的性能特征。 應(yīng)用范圍很廣，對大中小型規(guī)模的污泥都適用。 、活性污泥模型概述 隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，水體的污染日益嚴(yán)重，污水量也持續(xù)增加，國家對環(huán) 境也日益重視，所有城鎮(zhèn)污水都必須經(jīng)處理后達標(biāo)才能排放。隨著 研究的不斷探索， 對活性污泥法 認(rèn)識也有所加深， 活性污泥模型也相應(yīng) 的 在不斷的發(fā)展。任一組分的總速率等于不同過程的速率與化學(xué)計量系數(shù)之積再求和，然后根據(jù)質(zhì)量守恒定律：進入量 +反應(yīng)量 排出量 =0，可以計算出任意過程任意組分的 反應(yīng)量 。 ASM2 沿用了 ASM1 的矩陣表示和質(zhì)量平衡計算，但它更為復(fù)雜，包含了生物除磷過程，劃分出了更多的用來描述模型的組分和過程。在 ASM2D 中，假設(shè) PAO 中包含兩部分微生物，其中一部分可以利用 NO3為電子受體在缺氧環(huán)境中進行聚磷，同時 NO3得以去除，當(dāng)然，這部分 PAO 在缺氧環(huán)境中的生長及代謝速率都低于好氧環(huán)境。 、 ASM2D 模型 、概念性方法 ASM2 是在 ASM1 的基礎(chǔ)上延伸而來的模型， ASM2 更為復(fù)雜，它劃分了更多的組分來描述污水和污泥性質(zhì)，包括了更多的過程來描述曝氣池的生物化學(xué)反應(yīng)，在描述有機物氧化和氮去除的過程的同時，闡明了磷的生物去除過程。關(guān)于這一點， ASM2D 中與 ASM 完全相同。過程速率方程為矢量 ρ j，組分 i 的反應(yīng)速率可以用該組分在所有過程中的生成或消耗速率來計算得到： jjii ??? ?? 在化學(xué)計量的矩陣中，每個過程 j 中對應(yīng)的的某一個化學(xué)計量系數(shù) ?jk 取值為 1 或 1，其余化學(xué)計量系數(shù)則給出了代數(shù)方程，該代數(shù)方程是根據(jù)守恒方程（ COD 質(zhì)量守恒、 N 質(zhì)量守恒、 P 質(zhì)量守恒和電荷守恒）得到。 指標(biāo)因子 i 守恒所對應(yīng)的組分 單位 iCOD,i (g COD) iN,i (g N) iP,i (g P) iCharge,i (mole+) iTSS,i (g TSS) 1 SO2 g(O2) 1 2 SF g(COD) 1 iN,SF IP,SF 3 SA g(COD) 1 1/64 4 SNH4 g(N) 1 +1/14 5 SNO3 g(N) 64/14 1 1/14 6 SPO4 g(P) 1 7 SI g(COD) 1 iN,SI iP,SI 8 SALK mol(HCO3) 1 9 SN2 g(N) 24/14 1 10 XI g(COD) 1 iN,XI ip,XI iTSS,XI 11 XS g(COD) 1 iN,XS iP,XS iTSS,XS 12 XH g(COD) 1 iN,BM iP,BM iTSS,BM 13 XPAO g(COD) 1 iN,BM iP,BM iTSS,BM 14 XPP g(P) 1 1/31 15 XPHA g(COD) 1 16 XAUT g(COD) 1 iTSS,BM 17 XTSS g(TSS) 1 18 XMeOH g(TSS) 1 19 XMeP g(TSS) 1 該模型中的組分都可認(rèn)為是在整個系統(tǒng)中均勻的分布，分為溶解性組分和顆粒性組分兩大類，溶解性組分用大寫字母 S 表示，顆粒性的組分用大寫字母 X表示（不同組分通過下標(biāo)區(qū)分）。 由于 SF定義為了可發(fā)酵的易生物降解有機物，因此不包含 SA這部分有機物。 8 溶解氧 SO2（ M（ O2） /L） SO2受氣體交換影響。它們可以在厭氧、缺氧、好氧不同狀態(tài)下利用有機基質(zhì)正常生長，且不僅能夠在厭氧環(huán)境中發(fā)生大分子有機物的水解作用，在缺氧和好氧環(huán)境同樣能夠進行有機物水解。若上述金屬氫氧化物采用其他的基準(zhǔn)，這里也相應(yīng)作修改，化學(xué)計量系數(shù)及動力學(xué)參數(shù)也隨之而作調(diào)整。在生物除磷過程中 ，磷以聚磷酸鹽形式被聚磷菌貯藏在體內(nèi)，從而使得水體的磷濃度下降模型中假定聚磷酸鹽是顆粒態(tài)形式存在活性污泥系統(tǒng)的，其化學(xué)組成比例式為：（ ） n。 在 ASM2D 模型中，生物體被劃分為三組，分別為異養(yǎng)菌、硝化菌及聚磷菌。 慢速可降解有機基質(zhì)的缺氧水解過程表述了缺氧條件下（溶氧 SO2≈0，氧化性化合物 SNO30）基質(zhì)的水解過程。 硝化過程 ASM2D 模型中假設(shè)硝化反應(yīng)是從氨氮或銨態(tài)氮直接生成硝酸鹽，而中間不考慮經(jīng)過亞硝酸鹽狀態(tài)。 、化學(xué)計量系數(shù) 1 水解過程的化學(xué)計量學(xué)系數(shù) 下表匯總了水解過程中的化學(xué)計量系數(shù)，慢速可生物降解有 機基質(zhì) XS 一部分降解為易生物降解有機基質(zhì) SF， 一部分轉(zhuǎn)化為惰性溶解性有機基質(zhì) SI。 3 聚磷菌 PAO 的過程化學(xué)計量系數(shù) 聚磷菌包含了兩部分，其中一部分不僅可以在好氧的環(huán)境中利用外碳源吸磷，可以在缺氧的環(huán)境中利用內(nèi)碳源來反硝化吸磷，下表匯總了聚磷菌 XPAO 各過程的化學(xué)計量系數(shù)，對各過程的計量系數(shù)作如下說明： 序號 過程 SO2 SA SN2 SNO3 SPO3 XI XS XPAO XPP XPHA 10 XPHA的貯存 1 YPO4 YPO4 1 11 XPP好氧貯存 YPHA 1 1 YPHA 12 XPP缺氧貯存 ?12,NO3 ?12,NO3 1 1 YPHA 13 XPAO好氧生長 ?13,O2 iP,BM 1 14 XPAO缺氧生長 ?14,NO3 ?14,NO3 iP,BM 1 15 XPAO的溶解 ?15,PO4 fX 1fX 1 16 XPP的分解 1 1 17 XPHA的分解 1 1 —— 10 過程是 XPHA在聚磷菌體內(nèi)的貯存。 —— 13 過程和 14 過程，分別表示了聚磷菌在好氧環(huán)境中和缺氧環(huán)境中的生長。 4 硝化過程中的化學(xué)計量系數(shù) 下表匯總了硝化菌 XAUT 生長、 衰減過程中的化學(xué)計量學(xué)系數(shù)，并對其進行相關(guān)的說明?；瘜W(xué)沉淀作了假設(shè)：參與化學(xué)沉淀反應(yīng)的金屬離子鹽溶液是鐵鹽，即氫氧化鐵。在此過程中，溶解性磷酸鹽降低，可能產(chǎn)生了部分堿度，總懸浮固體有所增加，堿度和 TSS 化學(xué)計量學(xué)系數(shù)可有平衡方程求得。硝化細菌是自養(yǎng)菌，可以利用無機碳作為碳素，在好氧環(huán)境中發(fā)生硝化反應(yīng)，來完成自身的生長繁殖。在好氧環(huán)境中，聚磷菌利用好氧呼吸來供能，而在缺氧環(huán)境中則利用硝酸鹽為電子受體的缺氧 呼吸來為聚磷酸鹽的形成提供必要的能量。環(huán)境中因聚磷菌的活動而導(dǎo)致發(fā)酵產(chǎn)物有所降低，而由于磷的厭氧釋放而導(dǎo)致其濃度有所升高，為了得到較為準(zhǔn)確的化學(xué)計量系數(shù) YPO4以及動力學(xué)參數(shù) qPHA，則需要對其分別測定。 序號 過程 SF SNH4 SPO4 SI SALK XS XTSS 1 好氧水解 1fsI YPHA ?1,PO4 fsI ?1,ALK 1 ?1,TSS 2 缺氧水解 1fsI ?2,NH4 ?2,PO4 fsI ?2,ALK 1 ?3,TSS 3 厭氧水解 1fsI ?3,NH4 ?3,PO4 fsI ?3,ALK 1 ?3,TSS 2 異養(yǎng)菌 XH的化學(xué)計量系數(shù) 下表匯總了異養(yǎng)菌 XH的化學(xué)計量系數(shù)，下面對各過程的計量系數(shù)作如下說明： 序號 過程 So2 SF SA SNO3 SN2 XI XS XH 4 利用 SF的 好氧生長 HY11? HY1 1 5 利用 SA好氧生長 HY11? 1 6 利用 SF缺氧生長 HY11? ?? ? 1 7 利用 SA的缺氧生長 vNbhQn1maxsin?? ?? ?? 1 8 發(fā)酵 1 1 9 溶菌 fx 1fx 1 —— 4 過程和 5 過程是異養(yǎng)菌分別基于可發(fā)酵有機基質(zhì) SF及發(fā)酵產(chǎn)物 SA的好氧的生長過程。 硝化過程涉及的過程有：硝化菌的增殖生長，硝化菌的衰減及自溶。 慢速可降解有機基質(zhì)的好氧水解過程表述了好氧條件下（溶氧 SO20）基質(zhì)的水解過程。 ASM2D 中所涉及到的每一個生物過程都是作用于各基質(zhì)的多種反應(yīng)過程，模型中統(tǒng)一用 COD 來表述這些基質(zhì)。慢速可降解基質(zhì)包括大分子有機基質(zhì)、顆粒性有機基質(zhì)、膠體態(tài)有機物。但應(yīng)注意的是，聚磷菌 XPAO 只是指明了菌體本身，不應(yīng)包含聚磷酸鹽 XPP和細胞內(nèi)貯存無 XPHA,他們只是貯藏在菌體內(nèi)部。 3 惰性顆粒性有機物 XI（ M（ COD） /L） 顆粒性惰性有機物可以來源于顆粒性組分降解而得到，也可以是進水 直接帶來的。 10 易生物降解基質(zhì) SS（ M（ COD） /L） 易生物降解基質(zhì) SS 是指一些簡單的低分子有機物，他們可以直接被異養(yǎng)菌消耗 掉而促進了異養(yǎng)菌的生長繁殖。在 ASM2D 系統(tǒng)中， SI并未得到去除，是 COD 的一直貢獻者。所有顆粒性組分必須不帶有離子電荷，即都為中性粒子，而溶解性組分則無此要求，可以帶有電荷。根據(jù)守恒思想可以計算得到化學(xué)計量系數(shù)。由于每個細胞不一定處于相同的生長時期，則單個細胞的組成和結(jié)構(gòu)可能和群體有所不同。在此前提下，模型中才能增加生物除磷過程。與 ASM2 相比， ASM2D 的一大優(yōu)勢在于：對 磷酸鹽 、 硝酸鹽 降解的動力學(xué)模擬 更為準(zhǔn)確。另外，除了生物過程， ASM2還定義了 二 個化學(xué)過程，來模擬磷的化學(xué)沉淀。在 ASM1 中還給出了廢水特性、動力學(xué)參數(shù)的估計方法，但是當(dāng)條件不足時，也可以采用模型給出的推薦值來 實際模擬 ，以尋求進一步的更精確值。三年后，最新研究成果活性污泥法 3 號 模型（ ASM3） 誕生 ， 彌補了 ASM1 存在的一些不足。活性污泥法具有對水質(zhì)水量適應(yīng)性強，處理效果好、運行靈活，控制性良好，處理成本低、可以通過厭氧、缺氧和好氧區(qū)的設(shè)置來同時達到脫氮除磷效果 等 優(yōu)勢。