2万m3d污水处理厂设计

设计任务书一．设计任务：某区2万m3/d污水处理厂设计二．任务的提出及目的要求：（一）任务的提出及目的：随着经济飞速发展，人民生活水平的提高，对生态环境的要求日益提高，要求越来越多的污水处理后达标排放。在全国乃至世界范围内，正在兴建及待建的污水厂也日益增多。有学者曾根据日处理污水量将污水处理厂分为大、中、小三种规模：日处理量大于10万m3为大型处理厂，1-10m3万为中型污水处理厂，小于1万m3的为小型污水处理厂。近年来，大型污水处理厂建设数量相对减少，而中小型污水厂则越来越多。如何搞好中、小型污水处理厂，特别是小型污水厂，是近几年许多专家和工程技术人员比较关注的问题。通过城市中小型污水处理厂工艺的选择、设计，培养环境工程专业学生利用所学到的水污染控制理论，系统的掌握污水处理方案比较、优化，各主要构筑物结构设计与参数计算，主要设备造型包括格栅、提升泵、鼓风机、曝气器、污泥脱水机、砂水分离器、刮泥机、水下搅拌器、淹没式循环泵、加药设备、消毒设备等，以及平面布置和高程计算。然后根据所确定的工艺和计算结果，绘制污水处理厂总平面布置图，管线总平面布置图、工艺流程图及各主要构筑物图10~12张。（二）要求①方案选择合理②参数选取与计算准确③处理系统布置紧凑④所选设备质优、可靠、易于操作⑤图纸绘制达到施工图要求⑥概算部分尽量准确，详细三．设计基础资料A市是某省的重要工业城市，以重工业为主体，b区为其重要的工业及化工区，工业门类比较齐全，主要有一家铝厂、一家石油化工厂、一家热电厂、一家化肥厂、一家制药厂、一家农药厂、两家化工厂、一家合成纤维厂、一家电镀厂等。b区为化工区，城镇人口有6万，目前每天排出污水量1.8万m3左右，污水BOD、COD、SS、酸、碱、有机磷、酚、氯化物、硫化物、石油、苯、三氯乙醛、四醇、铬离子等浓度较高，大都未经处理（或处理效果不好）直接排入c河。根据规划，决定从b区起埋设新的污水总管收集工业污水和生活区的生活污水，在c河畔建设一座污水处理厂。（一）水质：项目BOD5CODSSTNTP单位mg/lmg/lmg/lmg/lmg/l进水水质260600320455.5出水水质≤15≤50≤15≤5≤1.0（二）水量最大时水量：1400m3/h总设计规模为20000m3/h。(远期设计规为：50000m3/d)（三）设计需要使用的有关法规、标准、设计规范和资料需要参考的设计指南、规范和设计手册:1.《室外排水设计规范》（GBJ14-87）2.《地表水环境标准》（GBHZB1-1999）3.《污水综合排放标准》（GB8978-1999）4.《城市污水处理厂污水污泥排放标准》(GJ3025-93)第一章环境条件一．环境条件状况气象1.降雨年平均降雨量8595mm年最大降雨量1360mm最大日降雨量296mm年平均蒸发量1200mm全年降雨量的60%集中在6~8月份2.气温历年最高气温40.1℃历年最低气温-23.3℃年平均气温14℃最高月平均气温26.9℃最低月平均气温0.7℃3.风向年主导风向东北偏西4.地质地震烈度7度四、厂区地形1.污水厂选址区域海拔标高在+64~+66m之间，平均地面标高位+64.5m。2.平均地面坡度位0.3‰~0.5‰，地势位西北高，东南低。3.厂区征地面积为东西长380m,南北长280m。第二章设计资料的确定及污水、污泥处理工艺的选择2.1设计流量的确定最大时水量：1500m3/h单位：（m3/h）小时1~56~78~910~1112~1314~1516~1718~2021~2324流量12044013006601500800110014001100400日流量：120×4+440+130+660+1500+800+1100+1400×2+1100×2+400=11680m3污水平均流量：hmQQi/7.48624116802430最大时污水流量：1500m3/h最小时污水流量:120m3/h根据分项污水定额和综合污水量定额法对污水总量进行预测，决定工程总规模为20000m3/h设计流量：834m3/h(213.48L/s)项目BOD5CODSSTNTP单位mg/lmg/lmg/lmg/lmg/l进水水质260600320455.5出水水质≤15≤50≤15≤5≤1.0污水BOD、COD、SS、酸、碱、有机磷、酚、氯化物、硫化物、石油、苯、三氯乙醛、四醇、铬离子等浓度较高BOD去除率：92.3%COD去除率：90%SS去除率：92%TN去除率:80%NH3-N去除率:PO43—P去除率：82%2.3工艺流程的比较选择按《城市污水处理和污染防治技术政策》要求推荐，20万t/d规模大型污水厂一般采用常规活性污泥法工艺，10-20万t/d污水厂可以采用常规活性污泥法、氧化沟、SBR、AB法等工艺，小型污水厂还可以采用生物滤池、水解好氧法工艺等。对脱磷脱氮有要求的城市，应采用二级强化处理，如A2/O工艺，A/O工艺，SBR及其改良工艺，氧化沟工艺，以及水解好氧工艺，生物滤池工艺等。由于该设计对脱氮除磷有要求故选取二级强化处理。可供选取的工艺：A/O工艺，A2/O工艺，SBR及其改良工艺，氧化沟工艺，2.3.1A2/O处理工艺(如下图所示)○1A2/O处理工艺是Anaerobic－Anoxic－Oxic的英文缩写，它是厌氧－缺氧－好氧生物脱氮除磷工艺的简称，A2/O工艺是在厌氧－好氧除磷工艺的基础上开发出来的，该工艺同时具有脱氮除磷的功能。○2A2/O工艺的特点：A：厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类的微生物菌群的有机配合，能同时具有去除有机物、脱氮除磷功能；B：在同时脱氮除磷去除有机物的工艺中，该工艺流程最为简单，总的水力停留时间也少于同类其它工艺。C：在厌氧-缺氧-好氧交替运行下，丝状菌不会大量繁殖，SVI一般小于100，不会发生污泥膨胀。D：污泥中含磷量高，一般为2.5%以上。2.3.2氧化沟严格地说，氧化沟不属于专门的生物除磷脱氮工艺。但是随着氧化沟技术的发展，它早已超出原先的实践范围，出现了一系列除磷脱氮技术与氧化沟技术相结合的污水处理工艺流程。按照运行方式，氧化沟可以分为连续工作式、交替工作式和半交替工作式。连续工作式氧化沟，如帕斯韦尔氧化沟、卡鲁塞尔氧化沟。奥贝尔氧化沟在我国应用比较多，这些氧化沟通过设置适当的缺氧段、厌氧段、好氧段都能取得较好的除磷脱氮效果。连续工作式氧化沟又可分为合建式和分建式。交替工作式氧化沟一般采用合建式，多采用转刷曝气，不设二沉池和污泥回流设施。交替工作式氧化沟又可分为单沟式、双沟式和三沟式，交替式氧化沟兼有连续式氧化沟和SBR工艺的一些特点，可以根据水量水质的变化调节转刷的开停，既可以节约能源，又可以实现最佳的除磷脱氮效果。厌氧缺氧好氧二沉池内回流污泥回流图1Ａ2/Ｏ工艺氧化沟具有以下特点：(1)工艺流程简单，运行管理方便。氧化沟工艺不需要初沉池和污泥消化池。有些类型氧化沟还可以和二沉池合建，省去污泥回流系统。(2)运行稳定，处理效果好。氧化沟的BOD平均处理水平可达到95%左右。(3)能承受水量、水质的冲击负荷，对浓度较高的工业废水有较强的适应能力。这主要是由于氧化沟水力停留时间长、泥龄长和循环稀释水量大。(4)污泥量少、性质稳定。由于氧化沟泥龄长。一般为20～30d，污泥在沟内已好氧稳定，所以污泥产量少从而管理简单，运行费用低。(5)可以除磷脱氮。可以通过氧化沟中曝气机的开关，创造好氧、缺氧环境达到除磷脱氮目的，脱氮效率一般＞80%。但要达到较高的除磷效果则需要采取另外措施。(6)基建投资省、运行费用低。和传统活性污泥法工艺相比，在去除BOD、去除BOD和NH3-N及去除BOD和脱氮三种情况下，基建费用和运行费用都有较大降低，特别是在去除BOD和脱氮情况下更省。同时统计表明在规模较小的情况下，氧化沟的基建投资比传统活性污泥法节省更多。Carrousel原指游艺场中的循环转椅，如上图。为一个多沟串联系统，进水与活性污泥混合后沿箭头方向在沟内不停的循环流动，采用表面机械曝气器，每沟渠的一端各安装一个。靠近曝气器下游的区段为好氧区，处于曝气器上游和外环的区段为缺氧区，混合液交替进行好氧和缺氧，不仅提供了良好的生物脱氮条件，而且有利于生物絮凝，使活性污泥易于沉淀。Orbal氧化沟，即“0、1、2”工艺，由内到外分别形成厌氧、缺氧、和好氧三个区域，采用转碟曝气。由于从内沟(好氧区)到中沟(缺氧区)之间没有回流设施，所以总的脱氮效率较差。在厌氧区采用表面搅拌设备，不可避免的带入相当数量的溶解氧，使得除磷效率较差。三沟式氧化沟属于交替运行式氧化沟，由丹麦Kruger公司创建，如上图。由三条同容积的沟槽串联组成，两侧的池子交替作为曝气池和沉淀池，中间的池子一直作为曝气池。原污水交替地进入两侧的池子，处理出水则相应地从作为沉淀池的池中流出，这样提高了曝气转刷的利用率（达59%左右），另外也有利于生物脱氮。三沟式氧化沟流程简洁，具有生物脱氮功能，由于无专门的厌氧区，因此，生物除磷效果差，而且由于交替运行，总的容积利用率低，约为55%，设备总数量多，利用率低。2.3.3SBR工艺SBR是一种间歇式的活性泥泥系统，其基本特征是在一个反应池内完成污水的生化反应、固液分离、排水、排泥。可通过双池或多池组合运行实现连续进出水。SBR通过对反应池曝气量和溶解氧的控制而实现不同的处理目标，具有很大的灵活性。SBR池通常每个周期运行4-6小时，当出现雨水高峰流量时，SBR系统就从正常循环自动切换至雨水运行模式，通过调整其循环周期，以适应来水量的变化。SBR系统通常能够承受3-5倍旱流量的冲击负荷。SBR工艺具有以下特点：(1)SBR工艺流程简单、管理方便、造价低。SBR工艺只有一个反应器，不需要二沉池，不需要污泥回流设备，一般情况下也不需要调节池，因此要比传统活性污泥工艺节省基建投资30%以上，而且布置紧凑，节省用地。由于科技进步，目前自动控制已相当成熟、配套。这就使得运行管理变得十分方便、灵活，很适合小城市采用。(2)处理效果好。SBR工艺反应过程是不连续的，是典型的非稳态过程，但在曝气阶段其底物和微生物浓度变化是连续的(尽管是处于完全混合状态中)，随时间的延续而逐渐降低。反应器内活性污泥处于一种交替的吸附、吸收及生物降解和活化的变化过程之中，因此处理效果好。(3)有较好的除磷脱氮效果。SBR工艺可以很容易地交替实现好氧、缺氧、厌氧的环境，并可以通过改变曝气量、反应时间等方面来创造条件提高除磷脱氮效率。(4)污泥沉降性能好。SBR工艺具有的特殊运行环境抑制了污泥中丝状菌的生长，减少了污泥膨胀的可能。同时由于SBR工艺的沉淀阶段是在静止的状态下进行的，因此沉淀效果更好。(5)SBR工艺独特的运行工况决定了它能很好的适应进水水量、水质波动。2.3.2A＋A2/O工艺A＋A2/O处理工艺由污泥负荷率很高的A段和污泥负荷率较低的B段（A2/O段）二级活性污泥系统串联组成，并分别有独立的污泥回流系统。该工艺于80年代初应用于工程实践，现在越来越广泛地得到了应用。○1A＋A2/O工艺原理A＋A2/O生物处理工艺图如下所示：图三.A＋A2/O该工艺主要特点是不设初沉池，由A－B二段活性污泥系统串联运行，并各自有独立的污泥回流系统。原水经格栅进入A段，该段充分利用原污水中的微生物，并不断地繁殖，形成一个开放性生物动力学系统。A段污泥负荷率高达2～6kgBOD5/(kgMLSS.d)，水力停留时间短（一般为30min），污泥龄短（0.3~0.5d）。A段中污泥以吸附为主，生物降解为辅，对污水中BOD的去除率可达40％～70％，SS的去除率达60％～80％，正是A段对悬浮物和有机物较彻底的去除，使整个工艺中以非生物降解的途径去除的BOD量大大提高，降低了运行和投资费用。B段中，厌氧池主要是进行磷的释放，使污水中P的浓度升高，溶解性有机物被细胞吸收而使污水中BOD浓度下降；另外NH3－N因细胞的合成而被去除一部分，使污水中NH3－N浓度下降。但含量没有变化。在缺氧池中，反硝化菌利用污