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日處理水量15萬噸城市污水處理廠工藝設(shè)計(jì)氧化溝畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書-在線瀏覽

2024-10-23 18:54本頁面
  

【正文】 置 ……………………… .………… ...…… 38 5 . 1 . 3 .輔助建筑物的平面布置 ………………… .………… .…… 38 5. 1. 4.廠區(qū)綠化 ………………………………………… .………… .…… 38 5 . 1 . 5 .道路布置 ………………………………… .………… .…… 38 5. 2.平面布置結(jié)果 ………………………………………… .… .…… 38 6 .高程布置及計(jì)算 …………………………………………… ..…… 39 6 . 1 . 高 程 布 置 …… …… ……… …… …… ……… …… ……… 39 6 . 1 . 1 .高程布置原則 …………………………………………… 39 6. 1. 2.污水高程計(jì)算的水頭損失包括: …………………………… 39 6. 2.高程布置結(jié)果 ……………………………………………………… 42 結(jié) 論 …………………………………………………… . . . ……… .43 參考文獻(xiàn) ………………………………………………………………… .. 4 4 致 謝 ……………………………………………… …………………… 45 1.概述 1. 1.世界水資源現(xiàn)狀 據(jù)水文地理學(xué)家的估算,地球上的水資源總量為 億立方公里,其中%是海水( 億立方公里)。 20 世紀(jì) 50 年代后,全球人口急劇增長,工業(yè)發(fā)展迅速。本屆世界水論壇提供的聯(lián)合國水資源世界評(píng)估報(bào)告顯示,全世界每天約有200 噸垃 圾倒入河流、湖泊和小溪,每升廢水受到 8 升汞污染。世界上許多國家正面臨水資源危機(jī): 12 億人用水短缺, 30 億人缺乏用水衛(wèi)生設(shè)施,每年有 300 萬到 400 萬人死于和水有關(guān)的疾病。水資源危機(jī)帶來的生態(tài)系統(tǒng)惡化和生物多樣性破壞,也將嚴(yán)重威脅人類生存。全球水資源迅速惡化,“水危機(jī)”日趨嚴(yán)重。淡水 資源總量為 28000 億立方米,占全球水資源的 6%,僅次于巴西、俄羅斯和加拿大,居世界第四位,但人均只有 2200立方米,僅為世界平均水平 1/美國的 1/5,在世界上名列 121 位,是全球 13個(gè)人均水資源最貧乏的國家之一,扣除難以利用的洪水徑流和散布在偏遠(yuǎn)地區(qū)的地下水資源后,中國現(xiàn)實(shí)可利用的淡水資源量則更少,僅為 11000 億立方米左右,人均可利用水資源量約為 900 立方米,并且其分布不均衡,到 20 世紀(jì)末,全國600 多座城市中,已有 400 多個(gè)城市存在供水不足問題,其中比較嚴(yán)重的缺水城市達(dá) 110 個(gè),全國城市缺水總量為 60 億立方米。日趨嚴(yán)重的水污染不僅減低了水體的使用功能,進(jìn)一步加劇了水資源短缺的矛盾,對(duì)中國正在實(shí)施的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略帶來了嚴(yán)重影響,并且還嚴(yán)重威脅到城市居民的飲水安全和人民群眾的健康。 1. 4.設(shè)計(jì)目的 通過城市污水處理廠工藝的選擇、設(shè)計(jì),培養(yǎng)環(huán)境工程專業(yè)學(xué)生利用所學(xué)知識(shí),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)、轉(zhuǎn)盤曝氣器、水下推進(jìn)器、加藥設(shè)備、消毒設(shè)備等,以及平面布置和高程計(jì)算。 2.工藝流程的確定 2. 1.城市污水處理 現(xiàn)狀和發(fā)展 世界任何國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展,都會(huì)推進(jìn)社會(huì)進(jìn)步、促進(jìn)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能力得到提高,是人民生活得到進(jìn)一步改善,但是也隨之帶來不同程度的環(huán)境污染。這個(gè)污染源的出現(xiàn)引起了世界各國政府的關(guān)注,治理水污染環(huán)境的課題被列入世界環(huán)保組織的工作日程。由于世界各界政府的高度重視,我國的污水處理事業(yè)得到了長足的 發(fā)展,但是我們要清醒的看到,我國工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的步伐很快,特別是改革開放的 20 年鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的誕生是我國的企業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化,有些企業(yè)在追求經(jīng)濟(jì)效益時(shí)忽視了社會(huì)、環(huán)境效益,若長此下去將帶來環(huán)境嚴(yán)重污染的后患。我們不僅要達(dá)到經(jīng)濟(jì)發(fā)展了,生活水平提高了,還要做到經(jīng)濟(jì)與環(huán)境保護(hù)協(xié)調(diào)發(fā)展,改善我們的生活環(huán)境。 2. 1. 1.目前存在的問題 ( 1) 污水處理廠建設(shè)資金的短缺; ( 2) 污水處理廠運(yùn)行經(jīng)費(fèi)不到位 ( 3) 進(jìn)口設(shè)備的維修及設(shè)備備件的開發(fā); ( 4) 污水處理廠工藝選擇有一陣風(fēng)的現(xiàn)象,不結(jié)合本地區(qū)的世紀(jì)情況選熱門工藝; ( 5) 污水處理后的再生水得不到充分的利用; ( 6) 污泥沒有真正達(dá)到無害化,沒有最終處置的途徑; ( 7) 污水處理廠大多沒有除臭裝置。治理已造成污染 的水環(huán)境 ( 4) 加強(qiáng)污水處理工藝選擇參謀機(jī)制,為各 地區(qū)污水處理廠建設(shè)的工藝審查把關(guān) ( 5) 政府應(yīng)給予污水處理行業(yè)優(yōu)惠的政策 ( 6) 再生水回用 ( 7) 污泥最終處置要向無害化、資源化方向邁進(jìn) ( 8) 建設(shè)環(huán)保型的污水處理廠 : ( 1) 處理工藝較成熟可靠,具有完整的工藝流程和合理、準(zhǔn)確的工藝參數(shù),處理后的出水水質(zhì)能滿足相應(yīng)的排放標(biāo)準(zhǔn); ( 2) 抗污水沖擊能力強(qiáng)、選擇適應(yīng)、調(diào)節(jié)能力強(qiáng),出水水質(zhì)穩(wěn)定、可靠; ( 3) 建設(shè)和運(yùn)行費(fèi)用也業(yè)主單位承受能力及相關(guān)要求向協(xié)調(diào); ( 4) 占地面積少、維修方便、操作管理簡便。從美國的情況看,2 世紀(jì) 70 年代城市污水處理廠主要采用的時(shí)生物膜法,其中以生物濾池居多,70%以上的城市污水處理廠采用高負(fù)荷生物濾池,其原因主要是它的造價(jià)低、能耗小。但到 80 年代后期出現(xiàn)的 TF/SC(高負(fù)荷生物濾池 /固體接觸法),其出水水質(zhì)基本上可以結(jié)晶三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。因此近年來國際上出現(xiàn)了重視膜法的新動(dòng)向。 本次設(shè)計(jì)進(jìn)水為典型的城市污水水質(zhì),處理規(guī)模為日處理量 15 萬噸,屬于中小型污水處理廠,出水水質(zhì)要求達(dá)到《 城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》( GB189182020)中的一級(jí) B 標(biāo)準(zhǔn)。污水經(jīng)過初次沉淀池后,與二次沉淀池底回流的活性污泥同時(shí)進(jìn)入曝氣池,通過曝氣,活性污泥呈懸浮狀態(tài),并與污水充分接觸。凈化后污水與活性污泥在二次沉淀池內(nèi)進(jìn)行泥水分離,上層清夜排放;分離濃縮后的污泥一部分返回曝氣池、以保證曝氣 池內(nèi)保持一定濃度的活性污泥,其剩余污泥由系統(tǒng)排出。 工藝 序批式活性污泥法的簡稱,是近年來在國內(nèi)引起廣泛重視和研究應(yīng)用的活性污泥運(yùn)行方式,具有一系列傳統(tǒng)活性污泥法的優(yōu)點(diǎn)。 它是一個(gè)完整的操作過程,包括進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、排水排泥和閑置 5 個(gè)階段。 SBR 工藝的缺點(diǎn): ( 1) 對(duì)脫氮除磷處理要求而言,傳統(tǒng) SBR 工藝的基本運(yùn)行方式雖充分考慮了進(jìn)水基質(zhì)濃度及有害物質(zhì)對(duì)處理效果的影響而采用了靈活的進(jìn)水方式,氮由于這種考慮與脫氮或除磷所需要的環(huán)境條件相悖,因而在實(shí)際運(yùn)行中往往削弱脫氮除磷的效果。 2. 3. 3.氧化溝工藝 因其構(gòu)建物呈封閉溝渠而得名,又稱“循環(huán)曝氣池”,污水和污泥的混合液在環(huán)狀曝氣渠道中循環(huán)流動(dòng),屬于活性污泥法的一種變形,能夠推薦哦那個(gè)是實(shí)現(xiàn)有機(jī)物氧化、氮硝化。在我國,氧化溝工藝是使用較多的工藝。其次,排出的剩余污泥已經(jīng)達(dá)到高度穩(wěn)定,不需要進(jìn)行厭氧消化處理,從而省去了污泥消化池?;拘问降难趸瘻系钠貧獬爻史忾]的溝渠形(如傳統(tǒng)的 DE 氧化溝),而溝渠可以呈圓形和橢圓形等,可以是單溝系統(tǒng)和多溝系統(tǒng);多溝系統(tǒng)可以是互相平行、尺寸相同的一組溝渠 (如 T 型氧化溝),也可以是一組同心的互相連通的環(huán)形溝渠(如 Orbal 氧化溝);有與二次沉淀池分建的氧化溝,也有合建的氧化溝,合建的氧化溝又有體內(nèi)式船型沉淀池和體外式側(cè)溝式沉淀池(如一體式氧化溝)。 ( 3)氧化溝曝氣設(shè)備的多樣性 常用的曝氣設(shè)備有轉(zhuǎn)刷、轉(zhuǎn)盤、表面曝氣器、射流曝氣裝置和微孔曝氣裝置等,不同的曝氣裝置產(chǎn)生了不同的氧化溝形式。 ( 4)具有推流式流態(tài)的某些特征 氧化溝的流態(tài)從整體上是完全混合的,但局部由于其流速較大有推流特性,這樣帶來的好處之一是經(jīng)過曝氣器的污水在六道出水堰的過程中會(huì)形成良好的混合液生物絮凝體,絮凝體可以提高二沉池內(nèi) 的污泥沉降速度及澄清效果;另外,氧化溝的推流特性對(duì)實(shí)現(xiàn)脫氮除磷也是極其重要的。 ( 5)氧化溝具有明顯的溶解氧梯度,特別適合消化 — 反硝化反應(yīng)。 ( 6)耐沖擊負(fù)荷強(qiáng) 氧化溝一般在延時(shí)曝氣條件下使用,水和固體停留時(shí)間長,固體總量多,因而能對(duì)進(jìn)水水質(zhì)的沖擊有一定的緩沖作用,又因?yàn)檠趸瘻蟽?nèi)循環(huán)量高于進(jìn)水流量的十幾倍甚至上百倍,使其產(chǎn)生較大的稀釋能力,當(dāng)收到水質(zhì)水量波動(dòng)的沖擊或有毒物質(zhì)的影響時(shí)能迅 速稀釋,所以氧化溝有很強(qiáng)的耐沖擊負(fù)荷能力。氧化溝即使在嚴(yán)冬季節(jié)運(yùn)行,出水仍能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn),只要 BOD5 負(fù)荷不超過 ( kgMLSS?d),就可以得到高質(zhì)量的出水,其出水 BOD5平均含量在 20mg 以下,而普通曝氣池的污泥負(fù)荷率一般是 ~ kg BOD5/( kgMLSS?d)。 ( 9)基建費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用較低 美國 EPA 在對(duì)氧化溝和其他生物處理方法的運(yùn)行效果進(jìn)行比較的同時(shí),也比較分析了基建投資和運(yùn)行費(fèi)用(見表 1,以相對(duì)值表示)。當(dāng)處理廠的規(guī)模較小時(shí),其他運(yùn)行費(fèi)用也較省。當(dāng)處理廠規(guī)模較大時(shí),氧化溝所需的運(yùn)行費(fèi)用比一半活性污泥法略高。 無論何種規(guī)模的處理廠,在確定污水處理工藝時(shí),除了保證處理效果這一個(gè)基 本條件外,主要目的是降低基建投資,節(jié)省日常的運(yùn)行費(fèi)用,以求在保證達(dá)標(biāo)排放的前提下,使經(jīng)營成本最小。 本次設(shè)計(jì)處理規(guī)模為 15 萬 m3/d,屬于中型污水處理廠,主要為生活污水, 當(dāng)?shù)匾荒晁募緶夭钶^明顯,水量波動(dòng)較大,鑒于以上特點(diǎn),優(yōu)先選擇氧化溝工藝。表曝機(jī)的泵作用(即水 利替身作用)可以保證足夠的混合液渠道在曝氣區(qū),混合液與原水得到徹底混合。 Carrousel 氧化溝的溝型不但可以防止短流,而且還通過完全混合作用產(chǎn)生很強(qiáng)的耐沖擊負(fù)荷能力。通過對(duì) Carrousel 系統(tǒng)表曝機(jī)的設(shè)計(jì)與控制,曝氣區(qū)末端的溶解氧可以減少到最 低程度,有效地防止了前置缺氧池過量的問題,可以取得良好的反硝化效果。溝深加大可達(dá)到 5m以上,其煙花溝占地面積肩上。 ④ Carrousel 表曝機(jī)實(shí)際上是局部區(qū)域工作,其局部動(dòng)力密度非常高(約為 105~158kW/1000m3),傳氧效率也高。污水從外渠道進(jìn)入,然后流入中渠道,崽經(jīng)內(nèi)渠道后由中心島流出。 圖 Orbal 氧化溝示意圖 Orbal 氧化溝多采用曝氣轉(zhuǎn)盤(碟),水深 3~,需要時(shí)也可達(dá)到 ,去到中污水流速 ~,具有脫氮功能的 Orbal 氧化溝由三條渠道組成,按延時(shí)曝氣模式運(yùn)行。氧化溝系統(tǒng)包括從內(nèi)溝道 至外溝道的內(nèi)回流。 Orbal 氧化溝的主要特點(diǎn): 出水潛孔1 4 0 0 1 2 0 0 m m潛孔1 4 0 0 1 2 0 0 m m222222111111內(nèi)溝道中溝道外溝道外溝道中溝道內(nèi)溝道中心島 ① Orbal 氧化溝具有推流式和完全混合式兩種流態(tài)的優(yōu)點(diǎn)。 ② Orbal 氧化溝具有較好的脫氮 功能。 ③ Orbal 氧化溝獨(dú)特的構(gòu)造和機(jī)理,使之較為節(jié)能的方式獲得穩(wěn)定的處理效果。外溝道的供氧量通常為總供氧量的 50%左右,但80%以上的 BOD 可以在外溝道中去除。加之外溝道內(nèi)所持有的同時(shí)硝化反硝化功能,節(jié)能效果更為明顯。中溝道起到互補(bǔ)調(diào)節(jié)作用,提高了運(yùn)行的可靠性和可控性。 使其在與水體接粗時(shí)將污水打碎成細(xì)密水花,具有較高的充氧能力和動(dòng)力效率。此外, Orbal氧化溝硝化 — 脫氮的堿度平均較好。 ( 3) DE 氧化溝 DE 氧化溝即雙溝系統(tǒng),氧化溝與最終沉淀池分建,并有獨(dú)立的污泥回流裝置,專為脫氮而開發(fā)的。通過改變進(jìn)水出水順序和曝氣轉(zhuǎn)刷速度使兩溝交替在缺氧和好癢的條件下運(yùn)行。 DE 氧化溝的主要特點(diǎn): ① 兩個(gè)氧化溝相互聯(lián)通,串聯(lián)運(yùn)行,可 交替進(jìn)出水,溝內(nèi)曝氣轉(zhuǎn)刷一般為雙速,高速工作時(shí)曝氣充氧,低速運(yùn)行時(shí)只推動(dòng)水流不充氧。 ② 處理效果受進(jìn)水水量和溫度的影響較大,曝氣量對(duì)污水處理中氨氦的去除效率有較大的影響。 圖 DE 型氧化溝生物脫氮除磷運(yùn)行方式 綜合以上分析,三種氧化溝均能滿足本次設(shè)計(jì)要求。 Orbal 氧化溝獨(dú)特的構(gòu)造和機(jī)理,使之較為節(jié)能的方式獲得穩(wěn)定的處理效果,降低了運(yùn)行費(fèi)用。 2. 5.污泥處理工藝 污泥是水處理工程的副產(chǎn)物,包括篩余物、污泥、浮渣和剩余污泥等,污泥體積約占處理水量的 %~%,如污水進(jìn)行深度處理,污泥量還可能增加~ 倍。脫除污泥水分,縮小污泥體積的方法主要有濃縮、調(diào)理、脫水和干化;穩(wěn)定污泥中有機(jī)物主要通過消化、焚化、氧化溝和消毒等。 常用濃縮方法分為:重力濃縮法、氣浮濃縮法和離心濃縮法,它們各有優(yōu)點(diǎn),可根據(jù)實(shí)際情況選用。特別適用于濃縮過程中易發(fā)生污泥膨脹、易發(fā)酵的剩余活性污泥和生物膜法污泥 離心濃縮法 占地面積很?。惶幚砟芰Υ?;濃縮后污泥含水率低,全封閉,無臭氣發(fā)生 專用離心機(jī)價(jià)格高;電耗是氣浮法的 10倍;操作管理要求高 目前主要用于難以濃縮的剩余活性污泥和場
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