污水處理廠畢業(yè)設(shè)計.docx

精品文檔院 系 地球科學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院 專 業(yè) 環(huán)境工程 年 級 2012級 姓 名 成文龍 題 目 資陽市20000m3/d城鎮(zhèn)污水處理工藝設(shè)計 指導(dǎo)教師評 語 指導(dǎo)教師 (簽章)評 閱 人評 語 評 閱 人 (簽章)成 績 答辯委員會主任 (簽章) 年 月 日VIII歡迎下載VIII歡迎下載。畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書班 級 環(huán)境二班 學(xué)生姓名 成文龍 學(xué) 號 20123019 發(fā)題日期： 年 月 日 完成日期： 年 月 日題 目 資陽市20000m3/d城鎮(zhèn)污水處理工藝設(shè)計1、本論文的目的、意義 通過本設(shè)計可以使學(xué)生在不同程度上提高調(diào)查研究，查閱文獻(xiàn)，收集資料和正確熟練使用工具書的能力，提高理論分析、制定設(shè)計方案的能力以及設(shè)計、計算、繪圖的能力；技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析和組織工作的能力；提高總結(jié)，撰寫設(shè)計說明書的能力等。 2、學(xué)生應(yīng)完成的任務(wù) （1）通過現(xiàn)場實習(xí)調(diào)研，查閱文獻(xiàn)，進(jìn)行傳統(tǒng)、典型和先進(jìn)方案的比較，分析優(yōu)缺點，論證可行性，通過所給自然條件、城市特點及經(jīng)濟(jì)因素確定最終處理方案。（2）據(jù)所選方案，正確選擇、設(shè)計計算污水廠處理構(gòu)筑物。（3）進(jìn)行污水處理廠各構(gòu)筑物工藝計算：包括初步設(shè)計和圖紙設(shè)計、設(shè)備選型，圖中應(yīng)有設(shè)備、材料一覽表和工程進(jìn)程表。（4）進(jìn)行輔助建筑物的設(shè)計：包括尺寸、面積、層數(shù)的確定；完成設(shè)備選型。 3、論文各部分內(nèi)容及時間分配：（共 12 周）第一部分 收集設(shè)計資料，查找設(shè)計規(guī)范，熟悉設(shè)計過程 ( 2周)第二部分 進(jìn)行方案比較，完成構(gòu)筑物選擇及設(shè)計計算 ( 2周)第三部分 工藝流程高程計算，同時進(jìn)行設(shè)備選型 ( 2周)第四部分 完成工藝圖及平面圖設(shè)計 ( 3周)第五部分 完成畢業(yè)設(shè)計說明書的編寫 ( 2周)評閱及答辯 ( 1周)備 注 指導(dǎo)教師： 年 月 日審 批 人： 年 月 日摘 要隨著目前我國城市發(fā)展過程中人口和規(guī)模的不斷擴(kuò)大，其中存在的一些問題也逐步的呈現(xiàn)出來，并且在較大程度上阻礙著城市的可持續(xù)發(fā)展.近些年來水污染、大氣霧霾污染、土壤污染等越來越引起人們關(guān)注。其中城市中生活和生產(chǎn)而產(chǎn)生的污水?dāng)?shù)量逐漸增多, 這使得城市污水處理問題成為了一個十分重要的問題。根據(jù)國家環(huán)保部全國環(huán)境統(tǒng)計公報，2004年-2014年我國廢水排放總量由482.41億噸上升至716.20億噸，復(fù)合增長率達(dá)到4.03%。伴隨著我國工業(yè)化和城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，我國污水排放量將進(jìn)一步增加，市場空間巨大。 資陽位于東經(jīng)處于成都和重慶兩大城市的中間，是四川省唯一連接成渝雙核的中心城市，北靠成都，南連內(nèi)江，東接重慶、遂寧，西鄰眉山。幅員面積7962平方公里，常住人口366.01萬。作為高速發(fā)展的西部城市，污水處理量同樣呈逐步增長的趨勢，污水處理能力的擴(kuò)增也迫在眉睫。 本污水采用CASS工藝作為主反應(yīng)池，CASS( cyclic activated sludge system) 工藝是Goronszy 教授在ICEAS 的基礎(chǔ)上開發(fā)出來的，是SBR的一種新型式1。進(jìn)水為連續(xù)流。分為兩個個反應(yīng)區(qū): 生物選擇區(qū)和主反應(yīng)區(qū)。生物選擇區(qū)設(shè)置在CASS 前端，容積較小，通常在厭氧或兼氧條件下運行，最基本的作用是防止產(chǎn)生污泥膨脹，同時還具有一定強(qiáng)化釋磷和反硝化的作用，該區(qū)內(nèi)難降解大分子物質(zhì)會發(fā)生水解作用，主反應(yīng)區(qū)則是有機(jī)物的主要去除場所，其工作過程可分為進(jìn)水、曝氣、沉淀和出水四個階段，周期循環(huán)進(jìn)行2。該工藝集反應(yīng)、沉淀、排水于一體，該工藝有運行費用低、工藝流程短、占地面積少、有機(jī)物去除率高、出水水質(zhì)好、管理簡單、運行穩(wěn)定可靠、污泥產(chǎn)量低、污泥性質(zhì)穩(wěn)定、有脫氮除磷功能等優(yōu)點3-5。CASS工藝對COD的去除率達(dá)90%以上，對BOD的去除率達(dá)95%以上，并且對氮磷可以進(jìn)行有效地去除6。 該出水出水水質(zhì)按GB 189182002 城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn) 一級A 標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計。對處理工藝中的各個構(gòu)筑物進(jìn)行計算與設(shè)計，為實際生產(chǎn)工作提供參考。關(guān)鍵詞：城市污水；CASS工藝；工藝設(shè)計精品文檔Abstract With the development of our country, the population and the scale of city continues to expand, in which some problems also gradually emerged and greatly hinder the sustainable development of the city. In recent years water pollution, atmospheric haze pollution and soil pollution are catching more and more peoples attention. The quantity of sewage produced in the citys life and production is increasing gradually, which makes the urban sewage treatment problem become a very important issue. According the national environmental statistics bulletin of the State Environmental Protection Department : From 2004 to 2014 Chinas total volume of waste water discharged from Forty-eight billion two hundred and forty-one million tons up to Seventy-one billion six hundred and twenty million tonnes, the compound growth rate reached 4.03%. Accompanied by the acceleration of the industrialization and the urbanization process in China, sewage emissions in China will further increase, market space enormous. Ziyang is located in the Middle East of Chengdu and Chongqings two largest city, the only center city in Sichuan Province connected Cheng-yu dual core, north by Chengdu, Neijiang south, east of Chongqing, Suining, west of Meishan. It has 7962 square kilometers, with the resident population of Three million six hundred and sixty thousand and one hundred. As the rapid development of the western city, the amount of sewage treatment is also a gradual growth trend, the expansion of sewage treatment capacity is imminent. The wastewater using CASS process as the main reaction pool, CASS (activated sludge system cyclic) technology is developed on the basis of Goronszy professor ICEAS, is a new type of 1 SBR. The inlet is continuous,while the effluent is interrupt flow. It is divided into two reaction zones: the biological selection zone and the main reaction zone. Biological selection area is arranged at the front end of the CASS, the volume is small, usually running under anaerobic or aerobic conditions, the basic role is to prevent the occurrence of the sludge bulking, also has certain enhanced phosphorus release and denitrification effect, in this area macromolecular substances will occur hydrolysis, t The main reaction zone is the main removal of organic matter, the process can be divided into four stages: water, aeration, precipitation and water, the cycle is carried out in stages2. The process set reaction, precipitation, drainage in one, the process has low operation cost, short process flow, a less area, high organic matter removal rate, good water quality, simple management, stable and reliable in operation, low sludge production, sludge properties and stability, effective removal of nitrogen and phosphorus, etc. 3-5. The removal rate of CASS was over 90% on the removal rate of COD, 95% on BOD, and the nitrogen and phosphorus could be effectively removed . 6. The effluent water quality accords to GB 2002 - 18918 urban sewage treatment plant pollutant discharge standard first class A standard design. Calculate and design various structures in the treatment process, to provide reference for the actual production work.key words：Municipal wastewater; CASS process; process design目 錄第1章 緒論11.1 生活污水的來源及特征11.1.1 生活污水主要來源11.1.2 生活污水的特點11.2 自然資料與城市概況41.2.1 地形地貌41.2.2 工程地質(zhì)與水文41.2.2 氣候氣象41.3 廢水處理綜述51.3.1 物理處理法51.3.2 化學(xué)處理法51.3.3 物化處理法51.3.4生物處理法6第2章 設(shè)計任務(wù)與擬采用工藝132.1 廢水處理原則132.2 水質(zhì)水量分析132.2.1 設(shè)計水量132.2.2 水質(zhì)分析及排放標(biāo)準(zhǔn)132.3 擬采用工藝142.3.1 SS的處理142.3.2 有機(jī)物的處理152.3.3 污泥處理工藝比較162.3.4 工藝流程17第3章 設(shè)計計算說明書183.1廢水基本情況183.2 構(gòu)筑物設(shè)計計算183.2.1粗格柵183.2.2 集水井193.2.3 細(xì)格柵203.2.4旋流沉砂池223.2.5 CASS池243.2.6 紫外消毒系統(tǒng)363.2.7 污泥池37第4章 污水處理廠總體布置384.1 平面布置384.1.1分處理單元構(gòu)筑物的平面布置原則384.1.2和渠道的平面布置要求384.1.3構(gòu)筑物的平面布置要求384.1.4污水廠綠化帶384.1.5道路布置394.2 高程布置394.2.1高程布置原則394.2.2高程（水頭損失）計算404.2.3高程確定41第5章 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析425.1 工程造價估算425.1.1 編制范圍425.1.2 編制依據(jù)425.1.3 費用計算425.2 運行管理機(jī)制與運行費用445.2.1 人員編制445.2.2 運行說明445.2.3 運行費用455.3 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及效益分析465.3.1 單位處理造價及單位處理費用465.3.2 經(jīng)濟(jì)效益465.3.3 環(huán)境效益46結(jié)論48致謝49參考文獻(xiàn)50XVII第 頁XVII歡迎下載。第1章 緒論1.1 生活污水的來源及特征1.1.1 生活污水主要來源 人類生活過程中產(chǎn)生的污水，是水體的主要污染源之一。主要是糞便和洗滌污水。城市每人每日排出的生活污水量為150400L，其量與生活水平有密切關(guān)系。生活污水中含有大量有機(jī)物，如纖維素、淀粉、糖類和脂肪蛋白質(zhì)等；也常含有病原菌、病毒和寄生蟲卵；無機(jī)鹽類的氯化物、硫酸鹽、磷酸鹽、碳酸氫鹽和鈉、鉀、鈣、鎂等?？偟奶攸c是含氮、含硫和含磷高,在厭氧細(xì)菌作用下，易生惡臭物質(zhì)。1.1.2 生活污水的特點（1）污水的物理性指標(biāo) 溫度：工業(yè)廢水廠引起水體熱污染。工業(yè)廢水的危害非常大，許多工業(yè)廢水都的溫度都比較高，水體接納了工業(yè)廢水后的狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為水體熱污染。氧在水中的飽和溶解度隨水溫升高而減少，耗氧反應(yīng)水溫成正比例關(guān)系，高水溫可能導(dǎo)致水體缺氧與水質(zhì)惡化。 色度：色度是一項感官性指標(biāo)。自然界的水一般來說是無色的、透明的。如果水中存在少量金屬化合物或有機(jī)化合物時，由于這些污染物質(zhì)的溶液具有顏色，污水就會呈先各種顏色。色度的測量方法是：用無色的空白水樣與有顏色的水樣對比，向有顏色的水樣中加水，當(dāng)看到兩者無色差時，有色水樣的稀釋倍數(shù)就稱為其色度。危害：色度升高會使透光性下降，會使水生植物的光合作用產(chǎn)生變化，減弱自凈作用。 嗅與味：嗅和味同色度一樣也是感官性指標(biāo)，可以非定量的反應(yīng)污水中某種污水的多少。自然界的水是沒有味道的。污染物排放進(jìn)水體后就會使其產(chǎn)生異味。除了氮的化合物和揮發(fā)性有機(jī)物外，還原性硫、和氯氣等污染物質(zhì)，都會使水體產(chǎn)生惡臭。當(dāng)水中含有溶解性鹽時也會產(chǎn)生異味。如氯化鈉帶咸味，硫酸鎂帶苦味，硫酸鈣略帶甜味等。（2）污水的化學(xué)性指標(biāo) 酸堿度：污水的pH值一般在69之間。pH值發(fā)生大的變化可能是遭受到酸堿侵蝕時，而PH值的微小波動可能是因為污水管道中的發(fā)生了厭氧發(fā)酵。堿度指水體中能與強(qiáng)酸反應(yīng)的全部物質(zhì)，按離子狀態(tài)可分為三類：氮氧化合物堿度，碳酸鹽堿度，重碳酸鹽堿度。 植物性營養(yǎng)元素：當(dāng)污水中含有大量的氮磷物質(zhì)時，污水中的某些植物會大量吸收氮磷元素，植物尤其是藻類的的大量繁殖會消耗巨量的氧氣，是水中的含氧量量降低，是水中的魚蝦類等大量死亡，使湖泊等水體由富營養(yǎng)化變成沼澤或干地。含氮化合物：氮是地球上有機(jī)物組成的的重要元素之一，是細(xì)胞骨架的組成元素，更是植物生長的必需元素，當(dāng)藻類大量攝取該元素后就會瘋長，引起水華赤潮等現(xiàn)象，危害環(huán)境。表征氮的幾個指標(biāo)：有機(jī)氮：有機(jī)物中的氮元素，以各類蛋白質(zhì)和尿素為主總氮（TN）：所有含氮化合物中的總含氮量TKN：又稱凱氏氮，包括有機(jī)氮和氨氮，但不包括亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮；氨氮：來自含氮工業(yè)廢水，或由含氮有機(jī)物在反應(yīng)中分解所得NOX-N：亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮含磷化合物：與氮相同，磷也是一種重要的植物生長元素，它極易導(dǎo)致水生植物尤其是藻類大量繁殖，藻類又會與水中的魚蝦類爭奪氧氣，魚蝦類死亡后由于對其分解又會消耗大量氧氣，從而使水質(zhì)惡化。 重金屬：微量金屬元素危害：可以與蛋白質(zhì)結(jié)合使其失活，減緩微生物生長，并從食物鏈下端富集至人體，危害人的身體健康。（3）有機(jī)污染物指標(biāo) BOD（生化需氧量）：在污水降解中，生化需氧量反映的是水中的有機(jī)物被好氧微生物分解時所需的氧量，它可以從另一個角度反映水中可以被生物降解的有機(jī)物的數(shù)量，兩者之間呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系。微生物對污水中的有機(jī)物的分解過程，通常被認(rèn)為有兩個階段：第一個階段有機(jī)物被轉(zhuǎn)化成二氧化碳、水和氨；在第二個階段中，有機(jī)物已經(jīng)基本降解完，但污水中的氨可以繼續(xù)被氧化，微生物可將氨和含氨化合物分解成硝酸鹽和亞硝酸鹽。污水的生化需氧量通常指的是第一階段大分子有機(jī)物分解成小分子有機(jī)物的過程，而完成全部的降解過程要20-100天。在實際測量中，常以5天作為測量時間，稱五日生化需氧量（BOD5）。由于微生物對有機(jī)物的分解速率是先快后慢，5天時間一般可以使有機(jī)物降解量達(dá)到總量的70%，因此在實際操作中常用5d生化需氧量（BOD5）來衡量污水中有機(jī)物的濃度。 COD（化學(xué)需氧量）：通過強(qiáng)氧化劑作用于水中的污染物，將水中的可被氧化有機(jī)物全部氧化時所消耗的氧化劑量。BOD/COD：可生化性指標(biāo)，一般來說可以粗略的表示有機(jī)物中可被生化量的多少。 TOD：總需氧量一般是指水中所有能形成氧化物的物質(zhì)，但主要是污水中的有機(jī)物在氧氣中燃燒后形成最穩(wěn)定氧化物時所消耗的氧氣量，結(jié)果以mg/L表示。TOD值幾乎能夠反映有機(jī)物中各個元素氧化后的產(chǎn)物，如二氧化碳，二氧化硫，氮氧化物等。與BOD、COD相比，它與理論上的需氧量更為接近。有的研究者指出，BOD5/TOD=0.1-0.6；COD/TOD=0.5-0.9，具體比值與特定污水的性質(zhì)有關(guān)。 ThOD：水中某一種有機(jī)物的理論需氧量。通常是指將有機(jī)物中的碳元素和氫元素完全氧化為二氧化碳和水所需氧量的理論值(即按完全氧化反應(yīng)式計算出的需氧量，單位為g/g)。在嚴(yán)格意義上也包括有機(jī)物中氮、磷、硫等元素完全氧化所需氧量的理論值(當(dāng)計入這些元素完全氧化的需氧量時應(yīng)在數(shù)據(jù)后注明)。 TOC：在900高溫下，以鉑作為催化劑，使水樣氧化燃燒，測定氣體中CO2的增量，從而確定水樣中總的含碳量，表示水樣中有機(jī)物總量的綜合指標(biāo)。TOC的測量方法中，高溫燃燒可以使有機(jī)物中的碳得到充分釋放，與BOD或COD 相比，它更能直接表示有機(jī)物的總量。因此常被用來評價水體中有機(jī)物污染的程度。對于同一種污水來說，ThODTODCODCrBOD5TOC（4）污水的生物性質(zhì)指標(biāo) 來源及危害：生活污水：腸道傳染病、肝炎病毒、SARS、寄生蟲卵等制革、屠宰等工業(yè)廢水：炭疽桿菌、鉤端螺旋體等。醫(yī)院污水：各種病原體危害：傳播疾病、影響衛(wèi)生、導(dǎo)致水體缺氧 細(xì)菌總數(shù)：水中細(xì)菌總數(shù)反映了水體有機(jī)污染物程度和受細(xì)菌污染的程度。常以：細(xì)菌個數(shù)/mL計。如：飲用水小于100個/mL，醫(yī)院排水小于500個/mL 大腸菌群：可表明水樣被糞便污染的程度，間接表明有腸道病菌存在的可能性。常以：大腸菌群數(shù)/L計1.2 自然資料與城市概況1.2.1 地形地貌 資陽市位于華夏系四川沉降帶之川中褶帶內(nèi)，龍女寺半球狀構(gòu)造和威遠(yuǎn)輻射構(gòu)造之間，西高東低。按大的地貌形態(tài)資陽市可分為低山、丘陵、河流沖積壩三種地貌類型。其中以丘陵為主，大約占總面積的百分之九十以上。地形主要為龍女半球環(huán)狀構(gòu)造的影響帶，其特點是：結(jié)構(gòu)簡單、地層平緩。出露巖層按其新老秩序有：第四系全新統(tǒng)地層、侏羅系蓬萊鎮(zhèn)組地層、侏羅系遂寧組地層、侏羅系沙溪廟組地層，土壤以粽紫泥土為主。一般海拔在300550米之間，低山的最高點在龍泉山的長松寺（海拔1059米），河壩的最低點在夏家壩的瓊江河出界處（海拔247米）。1.2.2 工程地質(zhì)與水文 資陽市土壤母質(zhì)主要分三大類，河谷平壩區(qū)是第四系全新統(tǒng)近代河流沖積母質(zhì)；淺丘區(qū)是中生代侏羅系遂寧組紅棕紫色厚層泥巖母質(zhì)，含鈣質(zhì)豐富；中、深丘區(qū)主要是侏羅系蓬萊鎮(zhèn)棕紫色砂泥巖母質(zhì)，含硅鋁率高，土層淺。此外，有少量的侏羅系沙溪廟組棕紫色砂巖母質(zhì)。資陽市水系發(fā)育，河網(wǎng)密度高，源短流小，間歇性溪河多，全市匯水面面積10平方公里以上的河流43條，其中匯水面積大于100平方公里的河流有11條，即沱江及一級支流降溪河、陽化河、九曲河、壯溪河、清水河、蒙溪河、大青流河，涪江水系岳陽河、龍臺河、蟠龍河。其中發(fā)源于川西北綿竹縣九頂山老鷹窩梁子的沱江為流經(jīng)境內(nèi)的最大河流，自簡陽市宏緣鄉(xiāng)林蔭寺進(jìn)入本市境內(nèi)，在雁江區(qū)伍徨鎮(zhèn)龍門村羅家壩出境，境內(nèi)全長171.5千米，平均比降0.43，彎曲系數(shù)2.1，一般河寬200300米，漫灘寬3001000米，流經(jīng)簡陽市、資陽市兩城區(qū)，以及十余個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，具有河道漫灘階地發(fā)育、灘沱相間、洪枯流量水位變幅大、兩岸農(nóng)墾發(fā)達(dá)、一級階地較低、高程較低等特點。1.2.2 氣候氣象 本市地屬中亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候類型區(qū)域，具有冬暖夏熱，降水適中的特點。年平均氣溫簡陽、雁江分別為17.2和17.4，樂至與安岳分別為16.9和17.8。一月平均氣溫在 6.36.9之間，七月均溫為26.627.6，其特點為安岳高于樂至，而雁江區(qū)和簡陽總是居其中間水平。樂至年降水量為976.4毫米，安岳為987毫米，而雁江區(qū)和簡陽又分別為975.9毫米和907.3毫米，比上述兩縣略少。1.3 廢水處理綜述1.3.1 物理處理法 物理處理法主要包括離心分離、沉淀、除油、過濾等，一般用于一級處理。除油的作用是除去廢水中的油脂，有利于油脂的回收，同時也減輕后續(xù)處理工藝的的負(fù)荷。1.3.2 化學(xué)處理法（1）臭氧氧化法 利用臭氧的強(qiáng)氧化性分解廢水中的難降解物質(zhì)，還可達(dá)到消毒作用。臭氧氧化法的主要優(yōu)點是反應(yīng)迅速，流程簡單，沒有二次污染問題，但是臭氧在使用過程中的運行成本較高。 （2）Fenton試劑法Fenton試劑由過氧化氫和亞鐵鹽組成，在酸性條件下，過氧化氫在Fe2+的催化作用下會分解產(chǎn)生OH，從而引發(fā)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。Fenton試劑法在偏酸性環(huán)境下進(jìn)行能有效去除難降解有機(jī)物，但在中性或是堿性條件下其氧化能力將會大大降低。1.3.3 物化處理法（1）混凝沉淀法混凝沉淀法的原理是通過向水中投加一些混凝劑或助凝劑，在混凝劑作用下形成絮凝體。絮凝體有很的強(qiáng)吸附能力，不僅能吸附懸浮物，還能吸附部分細(xì)菌和溶解性物質(zhì)，絮凝體通過吸附，體積增大而下沉7。 混凝沉淀對于水中的SS、膠體雜質(zhì)和油類的去除效果都比較好，同時能去除30%左右的COD，常作為生化處理前的預(yù)處理手段。（2）氣浮法氣浮法是一種有效的固液和液液分離方法，常用于那些顆粒密度接近或小于水的細(xì)小顆粒的分離。氣浮法處理技術(shù)是在水中形成微小氣泡，使微小氣泡與水中懸浮的顆粒粘附，形成表觀密度小于水的漂浮絮體，絮體上浮至水面，形成浮渣層被刮除，以此實現(xiàn)固液分離3。（3）吸附法吸附法是采用多孔的固體吸附劑，利用固液相界面上的物質(zhì)傳遞，使廢水中的毒害物質(zhì)轉(zhuǎn)移到固體吸附劑上，從而使之從廢水中分離去除的方法。吸附法一般需要預(yù)處理，在實際運用中費用較大8。（4）膜分離法膜分離技術(shù)是指以外界能量或化學(xué)位差為推動力，依靠膜的選擇性透過作用進(jìn)行物質(zhì)的分離、純化與濃縮的一種技術(shù)。常用的膜分離過程主要包括為過濾、超濾、納濾和反滲透等。膜分離技術(shù)具有無相態(tài)變化、高效節(jié)能、設(shè)備簡單等特點，因此得到廣泛應(yīng)用，但是其操作技能要求較高9。1.3.4生物處理法（1）好氧生物處理 傳統(tǒng)活性污泥法活性污泥法(activated sludge process)是目前應(yīng)用最為廣泛的一種好氧生物處理技術(shù)，活性污泥即生物絮凝體，大量好氧微生物棲息在上面，在好氧條件下，微生物以溶解型有機(jī)物為食料獲得能量，不斷生長，從而使廢水得到凈化。該方法主要用來處理低濃度的有機(jī)廢水10。傳統(tǒng)的活性污泥法由初沉淀、曝氣池、二沉池、供氧裝置以及回流設(shè)備等組成，其流程如下圖1-3： 圖1-1傳統(tǒng)活性污泥法流程圖活性污泥法作為一種應(yīng)用廣泛且具有潛力的廢水處理技術(shù)，具有處理效果好、工藝簡單、方法成熟和靈活性強(qiáng)等優(yōu)點。目前，我國采用的最廣泛的處理污水工藝即活性污泥法，在已建成污水處理廠中占總數(shù)的70%。但是，傳統(tǒng)活性污泥法也存在一些不足：1) 抗沖擊能力弱；2) 容易發(fā)生污泥膨脹；3) 污泥產(chǎn)量較大； 4) 脫氮除磷效果較差；5) 占地面積較大；6) 運行管理操作復(fù)雜。 SBR工藝SBR是序批式活性污泥法(Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process)的簡稱，也稱間歇式活性污泥法。SBR工藝是傳統(tǒng)活性污泥法的變形，是一種按間歇曝氣方式來運行的活性污泥污水處理技術(shù)。SBR的核心部分是SBR反應(yīng)池，集均化、生物降解、初沉、二沉等功能于一池，不設(shè)回流污泥系統(tǒng)。典型的SBR法，其操作過程由進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、排水和等待5個基本過程組成，其基本操作過程如下圖1-4： 圖1-2 SBR運行流程周期循環(huán)時間及每個周期內(nèi)各階段時間均可根據(jù)不同的處理對象和處理要求進(jìn)行調(diào)節(jié)。 SBR的優(yōu)點有：1） 凈化效率高；2）運行效果穩(wěn)定；3） 抗沖擊能力高；4） 設(shè)備少，構(gòu)造簡單，操作管理方便；5） 不容易污泥膨脹；6） 脫氮除磷效果好；7）工藝流程簡單、造價低，占地面積小。SBR缺點：1） 設(shè)備閑置率較高；2） 需要較大的調(diào)節(jié)池；3） 不能實現(xiàn)連續(xù)進(jìn)水、連續(xù)出手的要求。SBR工藝拓寬了活性污泥法的使用范圍，對中小城鎮(zhèn)生活污水和工業(yè)廢水，尤其是間歇排放和流量變化較大的地方以及要求出水中除磷脫氮的情況都較為適合11。 CASS工藝CASS( cyclic activated sludge system) 工藝是Goronszy 教授在ICEAS 的基礎(chǔ)上開發(fā)出來的，是SB 的一種新型。發(fā)展起步較早，技術(shù)比較成熟，是近年來國際公認(rèn)的生活污水先進(jìn)處理工藝。CASS 工藝一般分為三個反應(yīng)區(qū): 一區(qū)是生物選擇器，二區(qū)是缺氧區(qū)。三區(qū)為好氧區(qū)。生物選擇區(qū)是設(shè)置在CASS 前端的小容積區(qū)，通常在厭氧或兼氧條件下運行，其最基本的功能是防止產(chǎn)生污泥膨脹。同時還具有促進(jìn)磷的進(jìn)一步釋放和強(qiáng)化反硝化的作用 在該區(qū)內(nèi)難降解大分子物質(zhì)易發(fā)生水解作用，對提高有機(jī)物的去除率有一定的促進(jìn)作用 主反應(yīng)區(qū)則是去除有機(jī)底物的主場所，控制曝氣強(qiáng)度，是反應(yīng)區(qū)內(nèi)主體溶液處于好氧狀態(tài)，主要完成降解有機(jī)物過程其工作過程可分為進(jìn)水、曝氣、沉淀和出水四個階段，周期循環(huán)進(jìn)行。 CASS工作原理如1-5圖所示：圖1-3 CASS原理示意圖CASS工藝運行操作每周期分為進(jìn)水/曝氣、進(jìn)水/沉淀、排水和閑置四個階段。運行過程中，活性污泥從主反應(yīng)區(qū)回流至選擇區(qū)中，整個系統(tǒng)以推流方式運行，而各反應(yīng)區(qū)則以完全混合的方式運行，實現(xiàn)同步碳化硝化及反硝化過程。CASS主要的優(yōu)點有：1）工藝簡單，占地面積小；2）沉淀效果好；3）抗沖擊能力強(qiáng)；4）不易發(fā)生污泥膨脹；5）剩余污泥量小。 生物膜法生物膜法是利用微生物附著在介質(zhì)“濾料”表面上，形成生物膜，污水和生物膜接觸后，溶解的有機(jī)物被微生物吸附分解，污水得到凈化。老化的生物膜隨出水流入二沉池被去除。生物膜凈化機(jī)理見圖1-6： 圖1-4生物膜凈化污水示意圖 生物膜法與傳統(tǒng)活性污泥法相比，有以下特點：1） 微生物相多，脫氮效果好；2） 微生物量多，處理能力高；3） 污泥沉降性能良好，剩余污泥產(chǎn)量少；4） 抗沖擊能力高；5） 不易發(fā)生污泥膨脹。（2）厭氧生物處理 UASBUASB（Up-flow Anaerobic Sludge Bed/Blanket）又稱上流式厭氧污泥床反應(yīng)器。UASB 負(fù)荷能力很大，適用于高濃度有機(jī)廢水的處理，出水COD的去除率可達(dá)到80%以上，是目前應(yīng)用日趨廣泛的新型污水厭氧處理工藝12。反應(yīng)器主體分為上下兩個區(qū)域，即反應(yīng)區(qū)和氣、液、固三相分離區(qū)，在下部的反應(yīng)區(qū)內(nèi)是沉淀性能良好的厭氧污泥床，設(shè)置了均勻布水系統(tǒng)。高濃度有機(jī)廢水通過布水系統(tǒng)進(jìn)入反應(yīng)器底部，氣、液、固由頂部的三相分離器進(jìn)行分離，反應(yīng)器內(nèi)的污泥能形成顆粒污泥。其工作原理如下圖1-7： 圖1-5 UASB反應(yīng)器工作原理UASB工藝具有如下優(yōu)點： 1）有機(jī)負(fù)荷較高； 2）停留時間較短； 3）無需混合攪拌設(shè)備； 4）污泥床不設(shè)載體，無填料的堵塞問題，且造價低； 5）內(nèi)置三相分離器，不再設(shè)沉淀池。 ABR工藝ABR是一種混合型復(fù)雜水力流態(tài)厭氧處理工藝13。該工藝使用一系列垂直放置的折流板使反應(yīng)器分隔成一定數(shù)目的隔室（窄的下流室、寬的上流室），使廢水沿其上下流動，并依此流過各隔室而得到處理。各隔室為相對獨立的升流式反應(yīng)器。ABR反應(yīng)器構(gòu)造如下圖1-8： 圖1-6 ABR反應(yīng)器的構(gòu)造 ABR工藝具有以下特點： 1）良好的水力條件； 2）良好的微生物種群分布； 3）抗沖擊能力高； 4）處理效果好； 5）構(gòu)造設(shè)計簡單； 6）不需要氣固液三相分離器；7）能有效地截留生物固體和SS。（3）生物處理組合工藝 A/O工藝 A/O(Anoxic-Oxic)工藝是目前廣泛采用的污水生物脫氮工藝之一，它的最大優(yōu)點是能有效的去除BOD和含氮化合物。A/O工藝由缺氧池和好氧池串聯(lián)而成。其工藝流程如圖1-9：圖1-7 A/O工藝流程圖A/O工藝的優(yōu)點如下：1) 流程簡單，構(gòu)筑物少；2) 在反硝化池中無需要外加碳源；3) 缺氧池在前，好氧池在后，可以進(jìn)一步去除有機(jī)物；但是，A/O法脫氮效率不高，一般為70%左右，且沉淀池內(nèi)易發(fā)生污泥上浮，使出水水質(zhì)惡化。 A2/O工藝 A2/O工藝為厭氧-缺氧-好氧法工藝的簡稱。A2/O工藝是流程最簡單，應(yīng)用最廣泛的脫氮除磷工藝。該工藝由厭氧反應(yīng)器、缺氧反應(yīng)器、好氧反應(yīng)器、沉淀池構(gòu)成，工藝流程圖如下圖1-10： 圖1-8 A2/O工藝流程示意圖本工藝具有如下特點：1）工藝簡單，停留時間少于同類工藝；2）無污泥膨脹，SVI值一般均小于100；3）污泥中含磷濃度高，具有很高的肥效；4）無需投藥，運行成本低。本工藝的缺點：1）除磷脫氮效果難于進(jìn)一步提高；2）傳統(tǒng)A2/O工藝出水只能達(dá)到一級B標(biāo)準(zhǔn)。第2章 設(shè)計任務(wù)與擬采用工藝2.1 廢水處理原則廢水處理的原則主要從適用標(biāo)準(zhǔn)、經(jīng)濟(jì)性、先進(jìn)性、二次污染和地域空間這幾個方面來考慮：（1）工藝設(shè)計合理可靠，盡量選擇成熟穩(wěn)定的工藝，使廢水經(jīng)過污水處理系統(tǒng)后達(dá)到規(guī)定的地方排放標(biāo)準(zhǔn)及業(yè)主要求的指標(biāo)；（2）處理系統(tǒng)的運行成本應(yīng)確保達(dá)標(biāo)排放的條件下，降低運行費用，使處理成本經(jīng)濟(jì)；（3）采用先進(jìn)的控制系統(tǒng)，力求安全可靠、經(jīng)濟(jì)適用、運行管理方便，以利提高管理水平，降低勞動強(qiáng)度和運行費用；（4）全面考慮避免二次污染，做好污泥的處理與處置，盡可能減少對周圍環(huán)境的影響；（5）構(gòu)筑物合理布局，充分利用地形和空間，做到可用面積的最大化。2.2 水質(zhì)水量分析2.2.1 設(shè)計水量 本污水處理對象為資陽市生活污水，設(shè)計處理水量為20000m3/d。2.2.2 水質(zhì)分析及排放標(biāo)準(zhǔn) 根據(jù)當(dāng)?shù)匚鬯幚韽S的要求，該出水水質(zhì)需符合GB 189182002 城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn) 一級A 標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，取典型生活污水水質(zhì)：表2-1 典型生活污水水質(zhì)項目pHSSBOD5 CODCrNH3-NTP進(jìn)水69220200400258GB 189182002 城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn) 一級A 標(biāo)準(zhǔn)：表2-2 GB 189182002 城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn) 一級A 標(biāo)準(zhǔn)項目pHSSBOD5 CODCrNH3-NTP出水69101050512.3 擬采用工藝2.3.1 SS的處理生活污水在遷移、流動和匯集過程中不可避免會混入泥砂。污水中的砂如果不預(yù)先沉降分離去除，則會影響后續(xù)處理設(shè)備的運行。最主要的是磨損機(jī)泵、堵塞管網(wǎng)，干擾甚至破壞生化處理工藝過程。沉砂池主要用于去除污水中粒徑大于0.2mm，密度大于2.65t/立方米的砂粒，以保護(hù)管道、閥門等設(shè)施免受磨損和阻塞。下面列出各種沉砂池的優(yōu)缺點。表2-3 GB 沉砂池工藝比選 沉砂池類型平流式曝氣式旋流式構(gòu)造由入流渠、出流渠、閘板、水流部分及沉砂斗組成曝氣沉砂池為狹長矩形，橫斷面接近正方形。由進(jìn)水口、出水口、沉砂分選區(qū)、集砂區(qū)、砂提升管、電動機(jī)、傳動裝置和變速箱組成。原理污水由入流渠進(jìn)入在狹長的矩形中流動過程中相對密度大的無機(jī)顆粒自然沉降，流入泥斗。相對密度較輕的附著有有機(jī)物的細(xì)小顆粒隨水流流出。污水從一端進(jìn)入后沿池子縱向流動，曝氣產(chǎn)生的密度差使池內(nèi)水流作旋流運動，兩者疊加最終使污水呈螺旋流向前推進(jìn)。污水由進(jìn)水口沿切線方向流入沉砂區(qū)，由轉(zhuǎn)盤和斜坡式葉片帶動旋轉(zhuǎn)，在水流旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力作用下，污水中密度較大的砂粒被甩向池壁，掉入砂斗，較輕的有機(jī)物則被留在了污水中。優(yōu)點截留無機(jī)顆粒效果較好、工作穩(wěn)定、構(gòu)造簡單、排砂較方便?？赏ㄟ^調(diào)節(jié)曝氣量控制污水的旋流速度，使得除砂效率較穩(wěn)定。還對污水進(jìn)行了預(yù)曝氣。去除沉砂表面附著有機(jī)物，沉砂效率高、占地小、能耗低、運行穩(wěn)定、維護(hù)管理方便。缺點沉砂表面約附著15%的有機(jī)物，使沉砂易于腐化發(fā)臭，污染環(huán)境，增加后續(xù)處理難度，需配置洗砂機(jī)。出水溶解氧較高，對于要求前級處理工序為厭氧或缺氧狀態(tài)的生物處理工藝不理。