【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 廠， 其中本設(shè)計(jì)污水處理廠處理量 20萬立方米 /日 。 武漢工程大學(xué)環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院環(huán)境工程畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 第二章 污水處理廠工藝設(shè)計(jì) 處理廠地理位置 地形地貌 長(zhǎng)沙市位于 東經(jīng) 111176。53′ ～ 114176。15′, 北緯 27176。51′ ～ 28176。41′ 。地處 湘江下游和長(zhǎng)瀏盆地西緣 。 東西長(zhǎng)約 230 公里，南北寬約 88 公里。全市 土地面積 萬平方公里，其中城區(qū)面積 556 平方公里。 工程地質(zhì) 各個(gè)地質(zhì)歷史時(shí)期的地層在長(zhǎng)沙市均有出露，最古老的地層大約是 10 億年以前形成的。約 6 億年前，長(zhǎng)沙是茫茫大海，但海水不深。以后，海水逐步由東而西退出，瀏陽(yáng)、長(zhǎng)沙與望城大部分地區(qū)升出海面，成為江南古陸的西北緣。距今約 億年，長(zhǎng)沙地區(qū)海浸結(jié)束，上升成為陸地，由于地殼運(yùn)動(dòng)與地質(zhì)構(gòu)造的影響，形成長(zhǎng)條形的山間坳陷盆地 —— 長(zhǎng)（沙）平（江）盆地。新生代開始，整個(gè)長(zhǎng)平盆地上升為陸地。距今約 350萬年前，地球上發(fā)生第三次冰期，瀏陽(yáng)保留冰川地貌 遺跡。全市地貌總的特征是：地勢(shì)起伏較大，地貌類型多樣，地表水系發(fā)育。長(zhǎng)沙市東北是幕阜～羅霄山系的北段，西北是雪峰山余脈的東緣，中部是長(zhǎng)衡丘陵盆地向洞庭湖平原過渡地帶。東北、西北兩端山地環(huán)繞，地勢(shì)相對(duì)高峻，中部遞降趨于平緩，略似馬鞍形，湘江由南而北斜貫中部，南部丘崗起伏，北部平坦開闊，地勢(shì)由南向北傾斜，形如一個(gè)向北開口的漏斗。城內(nèi)為多級(jí)階地組成的坡度較緩的平崗地帶，湘江中的橘 子 洲長(zhǎng) 5公里，在全國(guó)城市中絕無僅有。 氣象情況 長(zhǎng)沙屬亞熱帶季風(fēng)性濕潤(rùn)氣候。氣候特征是：氣候溫和，降水充沛，雨熱同期，四季分 明。長(zhǎng)沙市區(qū)年平均氣溫 ℃ ，各縣 ℃ — ℃ ，年積溫為 5457℃ ，市區(qū)年均降水量 毫米，各縣年均降水量 ～ 毫米。長(zhǎng)沙夏冬季長(zhǎng)，春秋季短，夏季約 118— 127 天，冬季 117— 122 天，春季 61— 64天，秋季 59— 69 天。春溫變化大，夏初雨水多，伏秋高溫久，冬季嚴(yán)寒少。 3月下旬至 5月中旬，冷暖空氣相互交綏，形成連綿陰雨低溫寡照天氣。從 5月下旬起，氣溫顯著提高，夏季日平均氣溫在30℃ 以上有 85天，氣溫高于 35℃ 的炎熱日，年平均約 30 天，盛夏酷熱少雨。 9月下旬后，白天 較暖，入夜轉(zhuǎn)涼，降水量減少，低云量日多。從 11月下旬至第二年 3月中旬，節(jié)屆冬令，長(zhǎng)沙氣候平均氣溫低于 0℃ 的嚴(yán)寒期很短暫，全年以 1月最冷，月平均為 ℃武漢工程大學(xué)環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院環(huán)境工程畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 — ℃ ，越冬作物可以安全越冬，緩慢生長(zhǎng)。 處理廠設(shè)計(jì)污水量 水處理量： Q=20xx00m3/d=2315L/s≥ 1000 L/s 總變化系數(shù)： ? 3m a x zQ Q K 2 . 3 1 . 3 2 . 9 9 ( m / s )? ? ? ? () 處理廠污水處理與排放水質(zhì) 根據(jù) 1996 年至 20xx 年該城市環(huán)保監(jiān)測(cè)站對(duì)該區(qū)域水質(zhì)檢測(cè)結(jié)果，結(jié)合國(guó)家相關(guān)法律及華北某城市的經(jīng)濟(jì)承受能力等諸多因素，在參照萬元產(chǎn)值耗水量與其相似的城市污水水質(zhì)及給排水設(shè)計(jì)手冊(cè)的統(tǒng)計(jì)資料提出下述水質(zhì)指標(biāo)： 表 21設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)表 排放污水受納水體 污水處理廠出水排入污水處理廠 以東 的瀏陽(yáng)河。 污水處理方案的比較 本項(xiàng)目污水特點(diǎn)為： 污水以有機(jī)物污染為主，可生化性較好，重金屬及其他難以生物降解的有毒物的有毒有害污染物一般不超標(biāo)； 污水中主要污染物指標(biāo)較高； 污水處理廠投產(chǎn)時(shí)，多數(shù)重點(diǎn)污染源治理工程已投入運(yùn)行 針對(duì)以上特點(diǎn)，以及出水要求，現(xiàn)有城市污水處理技術(shù)的特點(diǎn)，以采用生化處理最為經(jīng)濟(jì)。 目前國(guó)內(nèi)污水處理工藝大多采用活性污泥法?；钚晕勰喾ㄖ饕譃橐韵聨状箢悾孩夙?xiàng)目 CODcr BOD5 SS NH3N TP 進(jìn)水水質(zhì)（ mg/l） 250 100 200 25 3 出水水質(zhì)（ mg/l） 60 20 20 15 去除率（ %） 76% 80% 90% 40% 83% 一 級(jí)（城市污水處理廠）排放標(biāo)準(zhǔn) ≤ 60 ≤ 20 ≤ 20 ≤ 15 ≤ 武漢工程大學(xué)環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院環(huán)境工程畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 傳統(tǒng)活性污泥法及其改進(jìn)型 (A／ O， A2／ O等 )；②氧化溝法 (卡魯塞爾型、三溝式、雙溝式、 DE 型、奧貝爾型等 )及其改良 型 (各類型氧化溝前設(shè)置厭氧池或選擇池等 )；③ SBR法及其改進(jìn)型 (CASS， C— TECH， DAT— IAT， MSBR 等 )；④ AB 法及其改進(jìn)型 (AB(A／ O)，AB(A2／ O)， AB(氧化溝 )， AB(SBR)， AB(BAF))；⑤其它類型 (UNITANK，水解酸化 — 好氧法等 )。針對(duì) 長(zhǎng)沙 的實(shí)際情況和有關(guān)規(guī)劃，根據(jù)國(guó)內(nèi)外已運(yùn)行的大、中型污水處理廠的經(jīng)驗(yàn)，為達(dá)到的確的治理目標(biāo)，現(xiàn)提出兩個(gè)工藝方案供參考比較“ A/O 一體式曝氣生物濾池工藝方 案”或“ A/A/O 工藝方案”。 水處理方案的選擇直接關(guān)系到污水處理廠的出水水質(zhì)、運(yùn)行管理是否可靠、運(yùn)行成本的高低，因此，污水處理的工藝方案必須遵循技術(shù)上成熟、經(jīng)濟(jì)上可行的原則。根據(jù)該廠擴(kuò)建的污水處理廠的進(jìn)水水質(zhì)和出水水質(zhì)，對(duì) 20 萬 m3/d 的二級(jí)處理提出 兩 個(gè)處理工藝方案進(jìn)行分析比較： 方案一： A/O 工藝 基本原理 A/O 工藝將前段缺氧段和后段好氧段串聯(lián)在一起， A 段 DO 不大于 ， O 段DO=2～ 4mg/L。在缺氧段異養(yǎng)菌將污水中的淀粉、纖維、碳水化合物等懸浮污染物和可溶性有機(jī)物水解為有機(jī)酸，使 大分子有機(jī)物分解為小分子有機(jī)物，不溶性的有機(jī)物轉(zhuǎn)化成可溶性有機(jī)物，當(dāng)這些經(jīng)缺氧水解的產(chǎn)物進(jìn)入好氧池進(jìn)行好氧處理時(shí)，可提高污水的可生化性及氧的效率；在缺氧段，異養(yǎng)菌將蛋白質(zhì)、脂肪等污染物進(jìn)行氨化（有機(jī)鏈上的 N 或氨基酸中的氨基）游離出氨（ NH NH4+），在充足供氧條件下，自養(yǎng)菌的硝化作用將 NH3N（ NH4+）氧化為 NO3，通過回流控制返回至 A池，在缺氧條件下，異氧菌的反硝化作用將 NO3還原為分子態(tài)氮（ N2）完成 C、 N、 O 在生態(tài)中的循環(huán)，實(shí)現(xiàn)污水無害化處理。 A/O 內(nèi)循環(huán)生物脫氮工藝特點(diǎn) 根據(jù)以上對(duì) 生物脫氮基本流程的敘述，結(jié)合多年的焦化廢水脫氮的經(jīng)驗(yàn)，我們總結(jié)出 (A/O)生物脫氮流程具有以下優(yōu)點(diǎn)： (1)效率高。該工藝對(duì)廢水中的有機(jī)物，氨氮等均有較高的去除效果。當(dāng)總停留時(shí)間大于 54h，經(jīng)生物脫氮后的出水再經(jīng)過混凝沉淀，可將 COD 值降至 100mg/L 以下，其他指標(biāo)也達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，總氮去除率在 70%以上。 (2)流程簡(jiǎn)單，投資省，操作費(fèi)用低。該工藝是以廢水中的有機(jī)物作為反硝化的碳源，故不需要再另加甲醇等昂貴的碳源。尤其，在蒸氨塔設(shè)置有脫固定氨的裝置后，碳武漢工程大學(xué)環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院環(huán)境工程畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 氮比有所提高，在反硝化過程中產(chǎn)生的堿度相應(yīng)地降低了硝 化過程需要的堿耗。 (3)缺氧反硝化過程對(duì)污染物具有較高的降解效率。如 COD、 BOD5 和 TN在缺氧段中去除率在 67%、 38%、 59%，酚和有機(jī)物的去除率分別為 62%和 36%，故反硝化反應(yīng)是最為經(jīng)濟(jì)的節(jié)能型降解過程。 (4)容積負(fù)荷高。由于硝化階段采用了強(qiáng)化生化，反硝化階段又采用了高濃度污泥的膜技術(shù)，有效地提高了硝化及反硝化的污泥濃度，與國(guó)外同類工藝相比，具有較高的容積負(fù)荷。 (5)缺氧 /好氧工藝的耐負(fù)荷沖擊能力強(qiáng)。當(dāng)進(jìn)水水質(zhì)波動(dòng)較大或污染物濃度較高時(shí)，本工藝均能維持正常運(yùn)行，故操作管理也很簡(jiǎn)單。通過以上流程 的比較，不難看出，生物脫氮工藝本身就是脫氮的同時(shí)，也降解酚、氰、 COD 等有機(jī)物。結(jié)合水量、水質(zhì)特點(diǎn)，我們推薦采用缺氧 /好氧 (A/O)的生物脫氮 (內(nèi)循環(huán) )工藝流程，使污水處理裝置不但能達(dá)到脫氮的要求，而且其它指標(biāo)也達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。 A/O 工藝的缺點(diǎn) （ 1） 由于沒有獨(dú)立的污泥回流系統(tǒng)，從而不能培養(yǎng)出具有獨(dú)特功能的污泥，難降解物質(zhì)的降解率較低； （ 2） 若要提高脫氮效率，必須加大內(nèi)循環(huán)比，因而加大了運(yùn)行費(fèi)用。另外，內(nèi)循環(huán)液來自曝氣池，含有一定的 DO，使 A 段難以保持理想的缺氧狀態(tài)，影響反硝化效果，脫氮率很難達(dá)到 90％。 （ 3） 影響因素 ： 水力停留時(shí)間（硝化＞ 6h ，反硝化＜ 2h）污泥濃度 MLSS（＞ 3000mg/L）污泥齡（＞ 30d） N/MLSS 負(fù)荷率（＜ ）進(jìn)水總氮濃度（＜ 30mg/L） 方案二： A2/O 工藝 基本原理 ： A2/O 工藝是 AnaerobicAnoxicOxic 的英文縮寫，它是厭氧 缺氧 好氧生物脫氮除磷工藝的簡(jiǎn)稱。該工藝處理效率一般能達(dá)到： BOD5 和 SS為 90%~95%，總氮為 70%以上，磷為 90%左右，一般適用于要求脫氮除磷的大中型城市污水廠。但 A2/O 工藝的基建費(fèi)和運(yùn)行費(fèi)均高于 普通活性污泥法，運(yùn)行管理要求高，所以對(duì)目前我國(guó)國(guó)情來說，當(dāng)處理后的污水排入封閉性水體或緩流水體引起富營(yíng)養(yǎng)化，從而影響給水水源時(shí)，才采用該工藝。 A2/O 工藝特點(diǎn)： （ 1）污染物去除效率高，運(yùn)行穩(wěn)定，有較好的耐沖擊負(fù)荷。 （ 2）污泥沉降性能好。 武漢工程大學(xué)環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院環(huán)境工程畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 （ 3）厭氧、缺氧、好氧三種不同的環(huán)境條件和不同種類微生物菌群的有機(jī)配合，能同時(shí)具有去除有機(jī)物、脫氮除磷的功能。 （ 4）脫氮效果受混合液回流比大小的影響 ,除磷效果則受回流污泥中夾帶 DO 和硝酸態(tài)氧的影響，因而脫氮除磷效率不可能很高。 （ 5）在同時(shí)脫氧除磷去除有機(jī)物的工 藝中，該工藝流程最為簡(jiǎn)單，總的水力停留時(shí)間也少于同類其他工藝。 （ 6）在厭氧 — 缺氧 — 好氧交替運(yùn)行下，絲狀菌不會(huì)大量繁殖， SVI 一般小于 100，不會(huì)發(fā)生污泥膨脹。 （ 7）污泥中磷含量高，一般為 ％以上。 A2/O 工藝的缺點(diǎn) （ 1） 反應(yīng)池容積比 A/O 脫氮工藝還要大； （ 2） 污泥內(nèi)回流量大，能耗較高； （ 3） 用于中小型污水廠費(fèi)用偏高； （ 4） 沼氣回收利用經(jīng)濟(jì)效益差； （ 5） 污泥滲出液需化學(xué)除磷。 綜合分析與結(jié)論： 雖然 A/O 工藝池容小，成本低，但是若要達(dá)到脫氮效果就必須加大回流，這樣就會(huì)增大成本， A2/O 工藝對(duì)于處理量小的污水處理廠來說是不合算的，因?yàn)槌厝荽笳嫉孛娣e大，而且能耗會(huì)很高， 本次設(shè)計(jì)處理水量為 20 萬噸每天，根據(jù)有關(guān)資料，結(jié)合出 水水質(zhì)對(duì)脫氮除磷的要求和 運(yùn)行管理是否可靠 上 以及陳本上綜合考慮 ，本設(shè)計(jì)確定采 A2/O工藝。 污水處理工藝流程圖 武漢工程大學(xué)環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院環(huán)境工程畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 剩余污泥污泥泵房砂水分離器流回泥污沉進(jìn)水泥污池沉初柵渣砂泥餅脫水車間 貯泥池 濃縮池池沉二池物生池沉初池砂流旋房泵升提柵格細(xì)柵格粗池毒消 武漢工程大學(xué)環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院環(huán)境工程畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 第三章 污水處理工藝與設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算 污水處理系統(tǒng) 格柵 泵前設(shè)置格柵的作用是保護(hù)水泵，而明渠格柵的作用則是保護(hù)后續(xù)處理系統(tǒng)的正常工作。目前普遍的做法是 將泵前的格柵做成明渠格 柵。采用機(jī)械清渣是，由于機(jī)械 連續(xù)工作格柵余渣較少，阻力損失幾乎不變。因此，格柵前通常不設(shè)漸變段。 主要設(shè)計(jì)參數(shù) 表 31生活污水量總變化系數(shù) KZ 值 平均日流量（ L/S） 5 15 40 70 100 200 500 ≥ 1000 KZ 設(shè)計(jì)流量，日平均污水量 Q 為 20 104 m3/d，總變化系數(shù) KZ 值為 則設(shè)計(jì)流量（最大流量）： 3m a x zQ Q K 2 . 3 1 . 3 2 . 9 9 m / s? ? ? ? （ ） （ ） ㈠中格柵： ： 柵條寬度 S： 10 mm （迎水面為半圓的矩形） 柵條間隙寬度 b： 20 mm （ 16— 25mm，機(jī)械清除） 過柵流量 v： m/s （ — m/s） 柵前渠道流速： m/s（ — m/s） 柵前渠道水深 h： m 格柵傾角： 60176。（ 60176。 — 70176。 ） 數(shù)量： 3 座 (不少于 2座 ) 柵渣量 格柵間隙為 20mm，柵渣量 W1 按 1000m3污水產(chǎn)渣 m3（格柵間隙 16— 25mm適用于 — /103 污 水） 2．工藝尺寸 (1)格柵尺寸 過柵流量 Q1 武漢工程大學(xué)環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院環(huán)境工程畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 31 Q 2 .9 9 Q 0 ( m / s )33? ? ? （ ） 柵條間隙數(shù) n 1 s i n 1 . 0 0 s i n 6 0 4 2 . 30 . 0 2 1 . 1 1 . 0Qan bhv ?? ? ???（取 n為 44） （ ） 有效柵寬 B ? ?B s n 1 b n 0 . 0 1 4 4 1 0 . 0 2 4 4 1 . 3 1 m?