浅谈生活污水处理技术【摘要】在城市污水管网尚未铺就或不可能到达,或尚未建成城市污水处理厂的城市的住宅小区,生活污水处理一直都是很难解决的问题。过去常用的化粪池沉淀和厌氧发酵,虽然对悬浮物质和寄生虫卵有一定的去除作用,但BOD5去除率很低,且不具备脱氮除磷功能,已不能满足水污染防治和水环境保护的需要。近年来,适用于住宅小区的小型污水处理站和污水处理设备的技术开发发展迅速。本文拟就这方面的成果进行论述,并对存在的问题提出看法。【关键词】生活污水处理;技术开发;问题探讨【Abstract】Haven't spread at the city soil pipe net or impossible arrive, or haven't built up city wastewater treatment the residence small area of city of the factory, life the wastewater treatment have been the problem that can hardly the in common use septic tank precipitate with be disgusted with oxygen to ferment, although clean a function towards suspending material and parasite egg to have certainly of, the BOD5 clean a rate very low, and don't have nitrogen of take off in addition to Lin function, already can't satisfy water pollution prevention and cure and water environmental protection of recent years be applicable to the small scaled wastewater treatment station of the residence small area and the technique of the wastewater treatment equipments development development text has drafted the result of this aspect to carry on discuss, and to existence of the problem put forward viewpoint.【Key words】Life wastewater treatment;Technique development;Problem study 1. 技术开发 住宅小区生活污水处理技术的沿革,经历了从单一工艺到组合工艺的过程。从是否需氧的角度考察,则沿着“厌氧→好氧→厌氧+好氧→厌氧+缺氧” 的轨迹发展。从去除对象来看,早期技术仅能去除SS物质,而现在的工艺还具备脱氮除磷功能。下面介绍几种目前常用的处理技术和设备。 1.1生物接触氧化法。生物接触氧化法,是一种介于活性污泥法和生物膜法的污水生物处理技术,兼备两者的优点。其主要构筑物为生物接触氧化池,池内充填填料。已经充氧的污水以一定的流速流经被其浸没的填料,在填料上形成生物膜。污水与生物膜广泛接触,在生物膜上微生物的作用下,有机污染物得到去除,污水得到净化。由于池内具备适于微生物栖息增殖的良好环境条件,因此,生物膜上生物相丰富、食物链长、微生物浓度高、活性强,不产生污泥膨胀,污泥生成量少,且易于沉淀。生物接触氧化法具有多种净化功能,除有效地去除有机物外,如运行得当,还能够脱氧和除磷。 生物接触氧化法的关键部位是填料。传统的蜂窝状塑料管较易堵塞,现在常采用吊挂式软性填料和悬浮或半悬浮球形填料,能有效地防止堵塞,且面积较大,处理效果好。 生物接触氧化法是住宅小区生活污水处理较早的采用的技术之一,其主体工艺流程为: 原污水→初沉池→接触氧化池→二沉池→消毒池→排放 初沉池、二沉池均为竖流式沉淀池,上升流速分别为~和。采用梯形直管填料,池中心廊道式射流曝气,气水比为 10:1~12:1,停留时间为。设计进水平均BOD5=200mg/L,出水BOD5=20mg/L。 1.2两段活性污泥法。两段活性污泥法,简称AB法。该法把污水管道、污水处理厂视为一个污水处理系统。其工艺特点是:不设初淀池,A段高负荷,B段低负荷,A、B两段污泥分别回流,充分利用污水管道中的微生物,为不同时期生长的优势微生物种群创造良好的环境条件,让其充分发挥作用,耐冲击负荷能力强,处理效果稳定。其主体工艺流程为: 原污水→格栅→顶曝气调节池→A段曝气池→A段沉淀池→B段曝气池→B段沉淀池→排放 该类设备,采用自吸式射流曝气机、无支架的污泥悬浮型生物填料、侧向流坡形斜板沉淀池等先进技术。BOD5去除率为90%,COD去除率为80%。 1.3序批式活性污泥法。序批式活性污泥法,简称SBR法。原则上,SBR法的主体工艺设备只有一个间隙反应器,在一个运行周期中,按运行次序,分为进水、反应、沉淀、排水和闲置五个阶段。SBR法的关键设备滗水器的研制,已取得长足的发展。目前常用的滗水器,有虹吸式、旋转式和套筒式三种。SBR法工艺简单、节省费用,理想的推流过程使生化反应推力大、效率高,运行方式灵活,脱氮除磷效果好,没有污泥膨胀,耐冲击负荷、处理能力强。其主体工艺流程为: 原污水→调节池→SBR反应池→消毒池→出水 采用该工艺流程的上海某污水处理站设计平均流量750m3/d,进水水质BOD5=200mg /LSS=250mg/L,TN=40mg/L,NH4+=20mg/L,出水水质达到黄浦江上游污水排放标准,即BOD5<30mg /L,SS<30mg/L, NH4+<10 mg/L, TN<20mg/L。 1.4厌氧生物滤池。厌氧生物滤池是一种内部装有填料作为微生物载体的厌氧生物膜法处理装置。厌氧微生物附着载体的表面生长,当污水自下而上升式通过载体所构成的固定床层时,在厌氧微生物作用下,污水中的有机物得以厌氧分解,并产生沼气。厌氧生物滤池有多种变型,填料的发展迅速,其工艺流程为: 进水→沉淀池→厌氧消化池→厌氧生物滤池→拔风管→氧化沟→进气出水井→排水 污水经沉淀池预处理后进入厌氧消化池进行水解和酸化,可提高污水的可生化性,为后续处理创造条件。在拔风系统作用下,生物滤池处于兼氧状态,阻止了污水中甲烷细菌的产生,使整个系统仍处于酸性阶段,而氧化沟内溶解氧一般可稳定在~,污水在此进一步好氧处理。该工艺的实质类似于A/O法,但兼性厌氧生物滤池使厌氧段得到强化。拔风系统是处理过程的关键。其主要优点是不耗能、造价低、管理简单、无噪声、无异味、挂膜快、剩余污泥量少、出水水质好、运行效果稳定。 2. 问题探讨 住宅小区生活污水就其处理技术而言,可以采用目前城市污水处理的成熟技术和工艺,但住宅小区生活污水处理,有其自身的特点,应予考虑。 住宅小区污水流量小,可生化性好,宜优先采用生物膜法处理技术。生物膜法具有生物相丰富、微生物浓度高、食物链长、不会发生污泥膨胀、污泥沉降性能好等优点,适用于小量的污水处理。过去担心的堵塞问题,在采用新型填料后已基本解决。 住宅小区用地紧张,应优先考虑占地省的污水处理工艺,并在设计中采取一定措施。现在,一般设计成地下式或半地下式,形成地下为污水处理站,地面为绿地或花坛的格局,可以美化环境。但这样设计时,应注意埋深、提升设备、通风要求和臭气处理等问题。 由于受小区管理人员人数和专业素质的限制,应优先选用运行维护管理较方便的工艺,并努力提高运行管理自动化程度。 住宅小区建设工程工期要求紧,污水处理设施由构筑物向设备的转化,似是一种必然趋势。采用装配式污水处理设备,安装简捷,工期短,便于维护。大亚湾核电站引进法国的一种小型污水处理站,主要设备全是散件,现场装配,其中,暖气池和沉淀池由10块小件组成,从土方开挖到开始调试,仅用20天就完工〔2〕。国内小型污水处理设备的生产厂家如雨后春笋,但良莠不齐。多数生产厂家设计、研究、测试化验力量较弱,很难保证出厂产品的质量,售后服务也比较差〔3〕。国家应加强这方面的监控管理。 随着对出水水质要求的提高,单一工艺难以满足需要,组合式污水处理技术和设备得以发展。目前的组合方式,主要有多级好氧处理、厌氧+好氧处理、厌氧+缺氧处理等。从降低能耗、回收生物能方面来看,厌氧生物处理有着广阔的前景。污水中的有机物质本身都具有一定的潜在能量。厌氧处理时,一方面,勿需嚗气充氧,可降低能耗;另一方面,其生成物-沼气,可回收利用,供小区采暖和供热,形成小区生态平衡系统,这是比较理想的发展趋向。 3. 结语住宅小区生活污水处理站,为防止污染,保护水环境,起到了积极的作用。尽管城市污水处理的发展趋势,是集中处理取代分散处理,但笔者认为,小型生活污水处理站,在我国的一些中小型城市,还将存在相当长的时期,所以,其技术开发和设备研制应予以高度重视。参考文献〔1〕罗璟,郭静,张大群,厌氧序批式活性污泥法(ASBR)特性分析.给水排水,〔2〕石亮民.介绍一种小型污水处理站.给水排水,〔3〕曹瑞钰,顾国维,黄菊文等.组合式生活污水处理设备的发展与分析. 中国给水排水,转贴
污水处理 (sewage treatment,wastewater treatment):为使污水达到排水某一水体或再次使用的水质要求,并对其进行净化的过程。污水处理被广泛应用于建筑、农业,交通、能源、石化、环保、城市景观、医疗、餐饮等各个领域,也越来越多地走进寻常百姓的日常生活。 首先要把在准备工作当中搜集的资料整理出来,包括课题名称、课题内容、课题的理论依据、参加人员、组织安排和分工、大概需要的时间、经费的估算等等。第一是标题的拟定。课题在准备工作中已经确立了,所以开题报告的标题是不成问题的,把你研究的课题直接写上就行了。比如我曾指导过一组同学对伦教的文化诸如“伦教糕”、伦教木工机械、伦教文物等进行研究,拟定的标题就是“伦教文化研究”。第二就是内容的撰写。开题报告的主要内容包括以下几个部分:一、课题研究的背景。 所谓课题背景,主要指的是为什么要对这个课题进行研究,所以有的课题干脆把这一部分称为“问题的提出”,意思就是说为什么要提出这个问题,或者说提出这个课题。比如我曾指导的一个课题“伦教文化研究”,背景说明部分里就是说在改革开放的浪潮中,伦教作为珠江三角洲一角,在经济迅速发展的同时,她的文化发展怎么样,有哪些成就,对居民有什么影响,有哪些还要改进的。当然背景所叙述的内容还有很多,既可以是社会背景,也可以是自然背景。关键在于我们所确定的课题是什么。二、课题研究的内容。课题研究的内容,顾名思义,就是我们的课题要研究的是什么。比如我校黄姝老师的指导的课题“佛山新八景”,课题研究的内容就是:“以佛山新八景为重点,考察佛山历史文化沉淀的昨天、今天、明天,结合佛山经济发展的趋势,拟定开发具有新佛山、新八景、新气象的文化旅游的可行性报告及开发方案。”三、课题研究的目的和意义。课题研究的目的,应该叙述自己在这次研究中想要达到的境地或想要得到的结果。比如我校叶少珍老师指导的“重走长征路”研究课题,在其研究目标一栏中就是这样叙述的:1、通过再现长征历程,追忆红军战士的丰功伟绩,对长征概况、长征途中遇到了哪些艰难险阻、什么是长征精神,有更深刻的了解和感悟。2、通过小组同学间的分工合作、交流、展示、解说,培养合作参与精神和自我展示能力。3、通过本次活动,使同学的信息技术得到提高,进一步提高信息素养。四、课题研究的方法。在“课题研究的方法”这一部分,应该提出本课题组关于解决本课题问题的门路或者说程序等。一般来说,研究性学习的课题研究方法有:实地调查考察法(通过组织学生到所研究的处所实地调查,从而得出结论的方法)、问卷调查法(根据本课题的情况和自己要了解的内容设置一些问题,以问卷的形式向相关人员调查的方法)、人物采访法(直接向有关人员采访,以掌握第一手材料的方法)、文献法(通过查阅各类资料、图表等,分析、比较得出结论)等等。在课题研究中,应该根据自己课题的实际情况提出相关的课题研究方法,不一定面面俱到,只要实用就行。五、课题研究的步骤。课题研究的步骤,当然就是说本课题准备通过哪几步程序来达到研究的目的。所以在这一部分里应该着重思考的问题就是自己的课题大概准备分几步来完成。一般来说课题研究的基本步骤不外乎是以下几个方面:准备阶段、查阅资料阶段、实地考察阶段、问卷调查阶段、采访阶段、资料的分析整理阶段、对本课题的总结与反思阶段等。六、课题参与人员及组织分工。这属于对本课题研究的管理范畴,但也不可忽视。因为管理不到位,学生不能明确自己的职责,有时就会偷懒或者互相推诿,有时就会做重复劳动。因此课题参与人员的组织分工是不可少的。最好是把所有的参与研究的学生分成几个小组,每个小组通过民主选举的方式推选出小组长,由小组长负责本小组的任务分派和落实。然后根据本课题的情况,把相关的研究任务分割成几大部分,一个小组负责一个部分。最后由小组长组织人员汇总和整理。七、课题的经费估算。一个课题要开展,必然需要一些经费来启动,所以最后还应该大概地估算一下本课题所需要 的资金是多少,比如搜集资料需要多少钱,实地调查的外出经费,问卷调查的印刷和分发的费用,课题组所要占用的场地费,有些课题还需要购买一些相关的材料,结题报告等资料的印刷费等等。所谓“大军未动,粮草先行”,没有足够的资金作后盾,课题研究势必举步维艰,捉襟见肘,甚至于半途而废。因此,课题的经费也必须在开题之初就估算好,未雨绸缪,才能真正把本课题的研究做到最好。
1、污水除油的必要性随着经济发展和人们生活水平的提高,城市污水的水质也在发生着变化,污水中动植物油及矿物油等油类物质逐渐增多。据有关资料报道,到2000年,我国已建成并投入运行的城市污水处理厂约180座,设计处理能力达到1050×104m3 /d,其中二级生化处理能力约750×10 4m3 /d,这些污水处理厂大多存在着油类物质的污染问题[1];尤其是一些中小城镇的污水处理厂,由于其水量较小,水质波动较大,在用水高峰期,大量餐饮污水进入处理厂,对污水处理厂的正常运行产生严重影响。以西南科技大学污水处理厂为例,该厂占地20亩,日处理能力1×104m3/d,服务人口30000人左右,采用改进型三沟式氧化沟工艺。该污水处理厂在设计过程中没有考虑进水中的油类物质,但自2003年5月运行以来,发现进水中油类物质逐渐增多,尤其是学校教师公寓和两个学生食堂完工以后,其状况更加严重。在过去的三年间,每到冬季,油类物质覆盖整个氧化沟表面,严重影响了氧化沟的充氧效率和出水水质状况,对进水中油类物质的测定发现其含量在86mg/L~420mg/L之间,其中夏季进水中油的平均含量为120mg/L,冬季为210mg/L。2 污水的除油方法分析目前,国内外对含油污水治理的研究方法主要有以下三类:化学处理法、物理处理法和生化处理法。化学处理法主要包括化学混凝法、化学沉淀法、催化氧化法及各种方法的结合运用;物理处理法包括离心分离法、过滤和超过滤法、澄清法和气浮法;生化法包括生物接触氧化法、生物转盘法、活性污泥法等[2]。 化学处理法化学处理法主要指投加一定的化学物质,使其与水中的油类物质发生絮凝、沉淀或催化氧化等反应,达到将油类物质从水中去除的目的。目前,在污水的除油过程中,化学法的研究主要集中在新型的絮凝剂的开发方面[3~8]。絮凝剂主要包括无机和有机絮凝剂,在无机絮凝剂方面,大庆石化总厂炼油厂曾对铁盐在炼油污水处理中的应用进行了研究[3],认为在浮选投加复合聚合铝铁,在浮选除油的同时还具有除硫作用。有机絮凝剂主要包括非离子、阴离子、阳离子、两性离子有机聚合物等类型,由于分子量大,吸附悬浮物及胶质能力强,形成的絮体尺寸大,沉降快,用量少,且产生的污泥量少,易脱水,对处理水不产生负面影响,近年来备受青睐。在其应用方面,已经批量生产的主要是聚丙烯酰胺(PAM)、聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDMDAAC)和曼尼期反应的阳离子聚丙烯酰胺。在对有机絮凝剂的研究方面,唐善法等人利用丙稀酰胺与二甲基二烯丙基氯化铵、烷基二甲基烯丙基氯化铵进行多元共聚对聚丙烯酰胺进行阳离子化和疏水改性而合成的JH系列絮凝剂具有良好的絮凝除浊、破乳除油和去除有机物的能力[4];段宏伟等人利用改性环乙环丙阳离子聚醚等合成的RD-1反相破乳剂对污水中油类的去除具有较好的效果[5];除此之外,还有对二硫代氨基甲酸盐等絮凝剂的研究[6~8]。近几年,污水除油方法在能量化学领域也有研究[9~12],如磁化学技术的研究[9~11],废水中的浮油或分散油可使用被服油膜磁粉法和油层悬浮磁粉过滤法来处理。前者是用一些化学物质对磁性颗粒进行表面处理,使其表面被服一层亲油和疏水性物质的薄膜,磁种吸附油后,用磁场回收磁种即可除油;后者是利用吸附油膜的磁粉,或吸附油的磁种层来过滤油,通过磁场来固定滤层,为增加滤层与污水中油珠的碰撞,可使用交变磁场。另外,在电化学方面[11,12],可运用直接电解、间接电解、电化学吸附与脱附等方法对污水进行除油。 物理处理法物理处理法是污水除油系统中应用最多的一类方法,其核心思想是采用物理的方法达到油水的分离。在污水的除油过程中,物理法的研究主要集中在油水分离器的研究开发,其中包括浮选技术及浮选器、旋流技术及旋流器、膜技术及膜器等方面。 浮选技术浮选净化技术是国内外正在深入研究与不断推广的一种水处理新技术[13~15]。浮选除油就是在水中通入空气或其它气体产生微细气泡,使水中的一些细小悬浮油珠及固体颗粒附着在气泡上,随气泡一起上浮到水面形成浮渣,从而完成固、液分离的一种新的除油方法。根据在于水中形成气泡的方式和气泡大小的差异,浮选处理法大体上可分为四大类,即溶气浮选法、诱导浮选法、电解浮选法和化学浮选法,其详细分类及每种方法的优缺点如表1所示。表1浮选处理方法的分类方法名称具体方法浮选成因主要优点主要缺点溶气浮选法加压溶气浮选法 真空浮选法在加压下,使气体溶解于污水,又在常压下释放出气体,产生微小气泡。在减压下,使溶解于水中的气体释放出来,产生微小气泡。气泡的尺寸小、均匀、操作稳定、设备简单、管理维修方便、除油率高上浮稳定、絮凝体破坏可能性小、能耗小流程较复杂、停留时间长、设备庞大、操作麻烦 溶气量小、操作及结构复杂诱导浮选法机械鼓气浮选法叶轮浮选法 射流浮选法让气体通过无数个微小的孔隙或缝隙,产生微小气泡。叶轮转动产生负压吸入气体,并依靠其剪切力使吸入气体变成小气泡。依靠水射器的作用使污水中产生微小气泡能耗小、浮选室结构简单。 溶气量大、停留时间短、处理速度高于溶气浮选工艺、除油效率高、设备造价低、耐冲击负荷。噪声小、工艺简单、总体能耗低、产生气泡小、除油效率好于叶轮式需投加表面活性剂才能形成微小气泡、使用范围受限、微孔易堵。浮选中必须添加浮选助剂、气泡大小不均匀、可能产生些无效气泡、制造维修麻烦。水射器要求高电解浮选法电解浮选法电絮凝浮选法选用惰性电极,使污水电解产生微小气泡。选用可溶性电极(Fe、Al等)在阳极上产生微小气泡,在阴极上有混凝作用的离子气泡小、除油率高。 气泡小、浮选与絮凝同时进行、除油率高极板损耗大、运行费用高。 同上化学浮选法化学浮选法依靠物质之间的化学反应,产生微小气泡(生成CO2,O2)。设备投资低、气泡量易于控制、尤适用于悬浮物含量高的污水污泥量增加、劳动强度大。 旋流技术水力旋流器是利用油水的密度差,在液流高度旋转时受到不等离心力的作用而实现油水分离的。含油污水切向进入圆筒涡旋段,并沿旋流管轴向螺旋态流动。在同心缩径段,由于圆锥截面的收缩,使流体增速,并促使已形成的螺旋流态向前流动,由于油和水的密度差,使水沿着管壁旋转,而油珠移向中心。流体进入细锥段,截面不断缩小,流速继续增大,小油珠继续移到中心汇成油芯。流体进入平行尾段,由于流体恒速流动,对上段产生一定的回压,使低压油芯向溢流口排出,而水则从净水出口排出。其工作原理见图1。图1 水力旋流器的工作原理示意图国外水力旋流除油研究始于1967年,经过多年的科学研究和工程应用,现已进入重大技术发展阶段。目前,美国 Conoco公司、Krebs公司、Kvanemer公司、Mpe公司、Amoco公司,澳大利亚 BWN Vortoil 公司,瑞典 ALFALAVAL公司都开始生产油水旋流分离器。国内许多研究单位和企业也先后开展了水力旋流器的研制工作,如西安交通大学、西南石油学院、四川大学、大庆石油学院、大连理工大学、江汉石油机械研究所、河南石油勘探局设计院、胜利油田设计院、大港油田设计院、江都环保器材厂、沈阳新阳机器制造厂等单位[16~22]。 膜技术膜处理技术是最近兴起的一项污水除油的新技术[22,23],其核心思想是利用半透膜作选择障碍层,允许某些组分透过而保留混合物中的其他组分从而达到分离目的的技术总称。它具有设备简单、操作方便、无相变、无化学变化、处理效率高和节能等优点,已作为一种单元操作在污水除油过程中日益受到人们的重视。在膜技术的研究应用方面,天津天膜技术工程公司曾采用中空纤维超滤膜对含油污水进行处理研究[23],表明中空纤维超滤膜用于处理经过预处理的含油量较低的污水较为理想,而对未经过处理的含油量高的污水除油除浊效果较好;中国计量科学研究院利用一种破乳功能膜处理含油污水,取得较好效果[24]。但在膜技术应用中,都不同程度的存在膜的清洗问题。 生化处理法生化处理是利用水中的微生物处理污水中的有机污染物的一种工艺,现有的污水处理厂的生物处理单元,对污水中的油类物质有部分去除效率,但去除率较低。目前生物技术在污水除油中的应用主要集中在筛选优化、培养和驯化嗜油微生物菌种。新疆环境监测中心通过利用餐饮服务业的含油污水培养筛选出28株具有较强除油能力的菌种进行研究,发现将其回接污水后,平均除油率达68%,其优选菌种回接污水24h后的除油率达90 %,而同批污水自然存放10d后的除油率仅为29%。采用选培优良菌种集中快速处理,可以显著提高此类污水的处理效率[25]。3 除油方案探讨针对西科大污水厂的油类物质,2003年~2005年冬季我们曾采用水力冲刷氧化沟表面和在沉砂池前投加石灰的方法进行实验。水力冲刷虽然可以暂时使氧化沟表面的油类物质吸附在污泥表面沉淀下来,但在下一个运行阶段油类物质会重新布满池面;沉砂池前投加石灰可以减少氧化沟中的油污,但石灰同时会对部分微生物产生抑止,其产生的沉淀物质在沉砂池中很难沉淀下来,带到氧化沟后容易堵塞沟中微孔曝气器,因此投加量受到限制,而其他的絮凝剂有存在价格偏高的问题。为了暂时避免氧化沟的缺氧问题,我们将氧化沟出水堰的挡板去掉,使漂浮的油污随出水进入接触池,在接触池的起端清捞。可以说上述的措施并未达到理想的除油目的。在选择除油方案时,我们也考虑了水力旋流器等物理方法,但由于其细格栅和沉砂池之间的空间限制以及昂贵的能耗费用和分离出来的油类的去向等问题的困扰,故未能采用。由于西科大污水厂的油类的来源较为单一,我们考虑在两个学生食堂外的设置隔油池,分离出来的油污和食堂的潲水一起集中处理;同时在污水厂氧化沟中培养驯化嗜油微生物,通过微生物技术对其余的油类进行处理,从而达到节约费用,提高除油效率的目的。4 结论 污水处理厂除油的方法很多,目前在化学、物理及生化处理方法方面均有研究应用。 中小城镇的污水处理厂由于存在资金困难等因素,在设计过程中往往没有考虑除油设施,而运行中油类的污染又直接影响其处理效果,因此其除油措施的实施必须结合各厂的具体情况。 对于油类物质来源比较单一的城镇污水处理厂,从源头治理会起到简单、经济和实用的效果。 微生物技术作为一种新兴的技术,在污水除油领域的研究应用正在不断深化,筛选优化、培养和驯化嗜油微生物菌种对于中小型污水处理厂的除油具有节能、高效等优点。
A2/O工艺处理城市污水(一) (2011-12-03 21:13:00)转载▼标签: 教育 分类: 博文 摘要本次毕业设计的题目为江阴某经济开发区污水处理厂设计— A2/O 工艺。主要任务是完成该经济开发区排水管网布置及污水处理厂初步设计和单项处理构筑物施工图设计。其中初步设计要完成设计说明书一份、污水处理厂总平面图一张及污水处理厂污水与污泥高程图一张;单项处理构筑物施工图设计中,主要是完成A2/O 平面图和剖面图及部分大样图。该污水处理厂工程,近期规模为万吨/日。该污水厂的污水处理流程为:从泵房到沉砂池,进入A2/O 反应池,进入辐流式二次沉淀池,进入接触池,再进入巴氏计量槽,最后出水;污泥的流程为:从A2/O反应池排出的剩余污泥进入集泥配水井,再由污水泵送入浓缩池, 再进入储泥池,最后外运处置。污水处理厂处理后的出水优于国家污水综合排放标准(GB8978-1996)中的一级标准。所选择的A2/O 工艺,具有良好的脱氮除磷功能。关键词:A2/O 工艺;脱氮除磷;ABSTRACT The topic of this graduate design is about the design of the sewage disposalplant in the development area of economy and techonology in Jangyin City. The technics of the plant is the Anaerobic-Anoxic-Oxic. The main task is the primary design of the plant and the shop drawing of the oxidation ditch pond. The task of the primary design isthata design book、a plan of the plant、the high drawing of the disposal of sludge and sewage; in the single disposal build design, the harvest is that the section plane drawing 、the plan and some part magnifying drawings of the Anaerobic-Anoxic-Oxic. The construction of this plant is 25000 steres per day. The process of the sewage in the plant is that the sewage runs from pumphouseto sand sinking pond, enters the pond of sedimentation tank, enters disinfection pond, then enters calculation trough ,at last lets out. The process of the sludge is that: Surplus sludge from the sedimentation tank enters concentration pond, enters digestion pong, then it is dehydrated, at last it is carried out of the plant. The outlet water of the plant meets the level one of the National SewageDischarge Standard (GB8978-1996). There is an Anaerobic-Anoxic-Oxic more than the craft of SBR in the craft of CASS. it prevents sludge from eapending,promots releasing phosphorus ,andstrengthens anti-nitration. Key words: The Anaerobic-Anoxic-Oxic; Taking off the nitrogen and thephosphorus;第一部分第1章 设计概论 设计任务本次毕业设计的主要任务是完成某经济技术开发区A2/O 工艺处理城市污水设计。工程设计内容包括:1.确定开发区排水体制,完成排水管网规划设计图;2.进行污水处理厂方案的总体设计:通过调研收集资料,确定污水处理工艺方案;进行总体布局、竖向设计、厂区管道布置、厂区道路及绿化设计;完成污水处理厂总平面及高程设计图。3.进行污水处理厂各构筑物工艺计算:包括初步设计和施工图设计(每位学生要求至少有一个构筑物的设计达到施工图深度)、设备选型,图中应有设备、材料一览表和工程量表。4.进行辅助建筑物(包括鼓风机房、泵房、加药间、脱水机房等)的设计:包括尺寸、面积、层数的确定;完成设备选型和设备管道安装图。 开发区概况及自然条件 开发区概况1.城市规划江阴临港新城位于江阴市西部,东临主城区、北枕长江、西面和南面与常州接壤,下辖“两街、两镇、一办”:夏港街道、申港街道、利港镇、璜土镇、港口办事处,总计行政区划面积188平方公里,总人口约20万人。2005年12月, 临港新城被列入无锡在“十一五”期间重点建设的五大新城之一;2006年1月,临港新城开发建设正式启动;2006年9月,临港新城被国家发改委正式核准同时被省政府批准为省级经济开发区,命名为江苏江阴临港经济开发区。江阴临港新城始终坚持“以港兴城、港以城兴、港城共荣、互动发展”的战略,全力打造苏锡常都市圈临港产业中心和江阴城市副中心。全面做好港口码头、临港产业、国际商务、现代服务、绿色生态等“五篇文章”,加快实施《临港新城培育四大千亿产业集群纲要》,推动经济与城市全面转型、同步提升。产业是城市发展的根本。依托港口,发展低碳、新材料、机械装备、现代物流四大临港特色产业,全力培育千亿级产业集群是构筑临港新城新一轮区域经济发展比较优势,打造临港经济新增长极,实现可持续发展的必由之路。2.地面水环境状况在开发区范围内长江为主水体,根据江阴市环境监测中心站编制的《江阴临港经济技术开发区环境质量报告书》,在上述7 个水体中共布设监测点19 个,并分枯水期和平水期对其进行采样监测。长江水质检测结果为:在枯水期平均值超标的(按地面水环境质量三类标准GB383888)污染物主要有生化需氧量、亚硝酸盐氮、凯式氮、总磷和大肠菌群等五项;在平水期平均值超标的主要有凯氏氮和总磷两项。其中枯水期BOD5 值最高值和平均值分别为 和5mg/L ,分别超标 倍和 倍,亚硝酸盐氮最高值和平均值分别为 和 ,分别超标 和 倍,凯式氮最高值和平均值分别为 和 ,分别超标 倍和 倍,总磷最高值和平均值分别为 和,分别超标 倍和 倍, 大肠菌群最高值和平均值分别为920000个/升和191333 个/升,分别超标91 倍和18 倍;而平水期凯式氮最高值和平均值分别为和 ,分别超标倍和倍。另外根据开发区地面水环境质量评价结果也可以看出,长江申港段污染负荷比最大,在枯水期超标的评价参数是生化需氧量、亚硝酸氮、凯式氮和总磷;在平水期超标的评价参数是总磷和凯式氮。3.开发区排水现状及规划开发区为新建区域,根据开发区排水总体规划,以采用雨污分流制的排水系统为宜。开发区范围内的雨水根据道路布置情况,依据道路控制高程分散排入现有明渠或湖汊入湖,开发区污水将汇集排入长江。目前开发区已初具规模,随着开发区的建设及工业企业的逐步开工,开发区的废水排放量将不断增多,对上述已被污染的长江申港段将进一步加大其污染负荷比,给开发区环境将带来严重的影响,也将直接影响到开发区的投资环境。另外,开发区位于长江江阴段上游,未经处理的污水直接排入长江,也将对武汉市江段的水质及饮用水源的安全造成威胁。因此,为优化投资环境,改善和提高城区生活环境质量,保证城市居民身体健康,决定修建分流制排水系统和开发区污水处理厂。 开发区的自然条件1.气象资料开发区属亚热带季风气候,全年四季分明,日照充足,雨量充沛,其气象特征如下:(1) 气温年平均气温:℃;最高气温:℃;最低气温:℃。(2)降水量年平均降水量: ;年平均降雨天数: 天。(3) 湿度年平均相对湿度:72%(4)降雪24 小时最大积雪深度:(2008年南方雪灾) 。年降雪日:一般在10 日以内(5)风全年主导风向为东北偏北,冬季以北风和东偏北为主,夏季多为东南风。年平均风速: ;最大风速: 。(6)雾日数年平均雾日数: 日;年最小雾日数:10 日。(7)蒸发量年平均蒸发量:1294mm 。 设计水量与水质⒈ 设计水量污水量标准包括生活污水和工业污水两部分。开发区的综合用水量定为625升/人.日,综合污水量按照给水量标准的80%计,则平均污水量标准为500 升/人.日。按近期规划人口10 万人计算,则该污水处理厂的近期设计污水量为:平均日25000m3/d 。2.污水水质及净化要求原污水水质:COD 320mg/L,BOD5 150mg/L,SS 200mg/L,TN 35 mg/L,NH3-N 15mg/L,TP 4 mg/L。污水经处理后应符合以下具体要求:CODCr≤60mg/L,BOD5≤20mg/L,SS≤20mg/L,TN ≤15 mg/L,NH3-N≤5mg/L,TP 1 mg/L。第2 章总体设计 排水体制在城市和工业企业中通常有生活污水、工业废水和雨水,排水系统,也就是将城镇的污水、废水和雨水系统有组织地排除与处理的工程设施。排水系统通常由排水管网和污水处理厂组成。这些污废水是用一个管渠系统还是用两个、三个管渠系统来排,构成了不同的排除方式,称之为排水系统的体制。 合流制排水系统目前我国大多数城市排水体制为合流制,合流制排水系统就是将生活污水、工业废水和雨水用一个管渠系统汇集排除的系统。这种体制有下面两种方式:1.合流制这种方式是将管渠系统分成若干排出口,将混合污水不经任何处理直接就近排八水体。这是一种合流制排水方式,国内外许多老城市几乎者是采用这种简单的排水方式。在过去,工业尚不发达,人口少,污水相对不大,采取水体的自净作用,这种排水体制被长期采用。但是在当今,科技的发展,人口增加,使污水不断增加,水质也日趋复杂,从环保卫生上来看,合流制是水环境污染的主要原因,所以在目前情况就不宜再采用这种排水体制。 截流式合流制这种方式就是在江河岸边修建截流干管,并在合流干管与截流干管交汇设置溢流井。晴天时,混合污水全部由截流干管送至污水处理厂处理后排放;雨天时,当混合水是超过截流干管输水能力后,其超出部分通过溢流并泄八水体。这种体制对带有较多悬浮物的初期雨水和污水都进行处理,对保护水体是有利的,但周期性地给水体带来一定程度的污染,很明显,同为合流制,它又前者优越。这种方式,对一些旧城合流制排水系统改造是可以考虑加以采用的。 分流制排水系统当生活污水、工业废水和雨水用两个或两个以上排水管渠排除时,称为分流制排水系统。其中排除生活污水,工业废水的系统称为污水排水系统;排除雨水的系统称为雨水排水系统。这种体制又有两种方式: 1.完全分流制将城市生活污水及工业废水排到污水系统和雨水排入到雨水系统的体制为分流制。污水排至污水处理厂进行处理,雨水直接排入水体,对于新建城市、新的开发区和新建住宅小区,大都采用这种形式,分流制系统是把城市污水全部送到污水处理厂处理后排放水体,对环保卫生及防止水体污染方面无疑是比较好的排水体制。2.不完全分流制只建污水排水系统,未建雨水排水系统,雨水沿着地面、道路边沟和明渠泄入水体。对于常年少雨、气候干燥的城市可采用这种制。 排水体制的比较排水体制的选择直接影响到对环境的污染。直泄式合流制是不经任何处理把混合污水排入水体,其对水体污染的严重性是不言而喻的,截流式合流制能将晴天时全部生活和工业废水及降雨时较脏的初期雨水截走,送往污水处理厂,这对保护水体是有利的,但在暴雨时,仍有部分混合污水通过溢流井进入水体,造成污染。分流制排水系统,将城市污水全部送至污水厂处理,但初期雨水未经处理直接排入水体,是其不足之处。一般情况下,分流制比截流式合流制在防止水体污染方面更为优越,而且较灵活,较易适应发展的需要,因此应用较广泛。从基建投资方面来看,合流制只需一套管渠系统,其断面尺寸与完全分流制的雨水管渠基本相同,虽然合流制在污水泵站及处理厂规模上要大一些,造价要高一些,但在总体造价还是低于完全分流制,大约要低20-40%。不完全分流制由于没有雨水排水系统,所以其投资最省,施工期最短,发挥效益也快,所以对于一般新建地区,地形坡度比较好,雨水又能沿坡度流入水体,为节约初期投资,可先采用不完全分流制,以后随着建设的发展,再逐步造雨水管渠。从维护管理方面来看,合流制管渠维护管理较简单,对于管渠中的沉积物也可利用雨天的大流是来冲刷,但污水泵站、处理厂因晴雨天的排水量变化幅度较大,增加了运行管理上复杂性。相比之下分流制污水管渠和污水处理厂,流量变化不大,不致产生沉淀物,有利于污水处理厂和管渠的运行管理。 排水体制选择选择排水体制时,应当根据当地的实际条件和环保要求,通过技术经济比较来确定。1.新建城市(1)对于新建城市,当地形有利,在城市发展初期,可采用不完全分流制。人卫生角度上看,虽然雨水沿着地面流动,会带入一些污染物质进入水体,但由于最肮脏的生活污水已用污水管渠收集并加以处理,因此不致于对环境卫生产生很大影响;从经济上看,由于只建污水管渠,造价可大为降低,这在城市发展初期具有很大经济意义;从技术上看,由于已预留雨水管渠的位置,它可随城市发展逐步增设雨水管渠,成为较理想的完全分流制。(2)对于建设水平要求较高且面积较大的开发区城市,应采用完全分流制。2.旧城改造和扩建旧城排水系统的改造和扩建,应在原排水体制的基础上加以考虑。旧城排水系统,一般均为没有污水处理厂的合流制排水系统,污水就近排入水体,没有预留埋设其他管线的地方。因此要将它改造为完全分流制,这在经济上要花费一笔可观的费用,在技术上也十分困难,往往难以实现。且附近水体又缺乏足够的自净能力时,才可考虑改建成其他体制。3.因此,对某城区排水系统的改造和扩建工程中,采用具有截流制合流制排水系统为宜,截流后污水排入到污水处理厂进行处理。总之,影响排水体制的因素较多,我们应立足于本地实际条件,同时考虑污水管排水能力发展的余地,使城市排水体制更加合理完善。根据该经济开发区的较为平坦的地势因素,故管道敷设主要以管长最短为原则,沿街道敷设,一起送入污水处理厂处理后排入长江。 污水处理厂设计规模污水量标准包括生活污水和工业污水两部分。开发区的综合用水量定为625 升/人.日,综合污水量按照给水量标准的80%计,则平均污水量标准为500 升/ 人.日。按近期规划人口10 万人计算,则该污水处理厂的近期设计污水量为:平均日25000m3/d。第3 章污水处理厂设计 污水处理厂址选择污水厂厂址选择应遵循下列各项原则1、应与选定的工艺相适应2、尽量少占农田3、应位于水源下游和夏季主导风向下风向4、应考虑便于运输5、充分利用地形本开发区在总体规划、专业规划及开发区建设中,已按自然地形,用地规划预留了污水处理厂位置。 污水污泥处理工艺选择 水质根据《江阴临港新城经济开发区污水处理厂可行性研究报告》及江阴临港新城经济技术开发区委员会“污水处理厂可行性研究报告评审会专家组意见”,开发区管委会参照类似地区的污水水质及国家《污水综合排放标准》(GB18918-2002) 提出污水处理厂进、出水水质指标列于表 污水处理厂进、出水水质指标单位:毫克/升 表序号 项目 原污水质 出水水质1 BOD5 160 202 CODCr 400 603 SS 125 204 TN 45 205 NH3—N 28 8(15)6 TP 5 污水、污泥处理工艺选择1. 处理工艺流程选择应考虑的因素污水处理厂的工艺流程系指在保证处理水达到所要求的处理程度的前提下,所采用的污水处理技术各单元的有机组合。在选定处理工艺流程的同时,还需要考虑各处理单元构筑物的形式,两者互为制约,互为影响。污水处理工艺流程的选定,主要以下列各项因素作为依据。① 污水的处理程度② 工程造价与运行费用③ 当地的各项条件④ 原污水的水量与污水流入工程该污水处理厂日处理能力约万吨,属于中小规模的污水处理厂。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。A2O工艺污水处理量:25000m3/d氧化沟工艺污水处理量:3000m3/dSBR工艺污水处理量:5000m3/d2.适合于中小型污水处理厂的除磷脱氮工艺该污水处理厂要求对原水中的氮、磷有比较好的去除,应采用二级强化处理。根据《城市污水处理和污染防治技术政策》推荐,以及国内外工程实例和丰富的经验,比较成熟的适合中小规模具有除磷、脱氮的工艺有:AA /O 工艺,A/O 工艺,SBR及其改良工艺,氧化沟及其改良工艺。A/O工艺、AA/O工艺、各种氧化沟工艺、SBR工艺这些从活性污泥法派生出来的工艺都可以实现除碳、除氮、除磷三种流程的组合,都是比较实用的除磷脱氮工艺。一、A2O处理工艺 (1)A2/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。(2)A2/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,一般为以上。由于该设计对脱氮除磷有要求故选取二级强化处理,并且污水处理量25000m3/d。所以A2O工艺符合要求。因为这种工艺具有较好的除P脱N功能;具有改善污泥沉降性能的作用的能力,减少的污泥排放量;具有提高对难降解生物有机物去除效果,运行效果稳定;技术先进成熟,运行稳妥可靠;管理维护简单,运行费用低;沼气可回收利用;国内工程实例多,容易获得工程设计和管理经验技术先进成熟,运行稳妥可靠,最为重要的是该工艺总水力停留时间少于其他同类工艺,节省基建费用,占地面积相对较小,在市场经济的形势下,寸土寸金,该工艺无疑具有非常大的吸引力。 法同步脱氮除磷工艺的原理:A2/O 分为三大部分,分别为厌氧、缺氧、好氧区。原污水从进水井内首先进入厌氧区,同步进入的还有从沉淀池排出的含磷回流污泥,本反应器的主要功能是释放磷,同时部分有机物进行氨化。污水经过第一厌氧反应器进入缺氧反应器,本反应器的首要功能是脱氮,硝态氮是通过内循环由好氧反应器送来的,循环的混合液量较大,一般为2Q(Q——原污水流量)。混合液从缺氧反应器进入好氧反应器——曝气器,这一反应器单元是多功能的,去触BOD ,硝化和吸收磷等项反应都在本反应器内进行。这三项反应都是重要的,混合液中含有NO3-N ,污泥中含有过剩的磷,而污水中的BOD 则得到去除。流量为2Q的混合液从这里回流缺氧反应器。选定核心构筑物后,本设计的工艺流程也就相应确定了。 主要生产构筑物工艺设计 进水泵房污水进水泵房由格栅间、泵房组成(泵房配电间设于离泵房不远的地方,具体布置见污水厂平面总体布置图,另外厂内另设有集中变配电间、中控室)。⑴ 格栅间平面尺寸:长×宽= 米× 米,地下深 米,为钢筋砼结构,格栅间内设三道进口粗格栅,两道为机械格栅,另一道为人工辅助格栅。机械格栅宽 米,高 米,栅条间隙20 毫米,安装倾角600 ,机械除渣。人工格栅(在机械格栅检修时做应急用)宽 米,高 米,栅条间隙、安装倾角均同机械格栅。⑵ 泵房采用半地下室钢筋砼结构,平面尺寸:长× 宽= 米× 米,地下埋深 米,采用立式污水泵抽升污水,泵房内设五台型号为250QW700—11—37 的立式污水泵(四用一备)。单泵流量为690 米3/时,扬程为 米,转速970 转/分,电机功率37 千瓦。每台泵出水管上设微阻缓闭止回阀,起吊设备采用电动单梁起重机,最大起重量为2 吨。 细格栅和沉砂池共设两道进口细格栅,安装在出水井与沉砂池的连接渠道上,用于去除进厂污水中较大的漂浮物和悬浮物,以保证后续处理工艺的安全运行。细格栅(一期)分两组设置,每组设2 道进口机械弧形细格栅(旋转角为90。)及1 道人工应急格栅(国产),渠宽为1.3m,栅隙宽为10mm,最大过栅流速为/s 。格栅的运行由格栅前、后水位差自动控制。栅渣由设于平台面以下的国产无轴螺旋输送器输出后外运处置。沉砂池采用了旋流式沉砂池(分两组设2 池,型号旋流式沉砂池Ⅱ7),单池直径为、池深为,采用气提排砂,在排砂之前有一气洗过程,这使得排出的砂含有机物较少,有利于污水的后续生物处理及泥砂的处置。由两座沉砂池排出的泥砂经2 台国产的砂水分离器处理后外运处置。 A2/O 池A2/O 生物池分两组(共2 座),污泥负荷为0.12kgBODs/(kgMLSS·d),污泥浓度为 g/L,单池平面尺寸为×(包括隔墙厚度),池深为 m(有效水深为 m),每池分三区即厌氧区、缺氧区及好氧区,厌氧区设4台、缺氧区设4 台进口潜水搅拌机,单台搅拌机的功率为 kW。好氧区设有2938 个进口膜式微孔曝气器,曝气量为1~3m3 /( h × 个)。每池设有3 根进气总管,每根总管设有1 个进口电动空气调节蝶阀(用于调节供氧量)。A2/O 工艺需有大量的混合液回流(一般为处理水量的2~4 倍),这使得其能耗较高。为此,在设计时结合了循环流式生物池的特点,采用了类似氧化沟循环流式水力特征的池型,省去了混合液回流以降低能耗,同时在该池中独辟厌氧区除磷及设置前置反硝化区脱氮等有别于常规氧化沟的池体结构,充氧方式采用高效的鼓风微孔曝气、智能化的控制管理,这大大提高了氧的利用率,在确保常规二级生物处理效果的同时,经济有效地去除了氮和磷。该系统较常规A2/O 工艺降低能耗约0.045(kW·h)/m3。
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