20萬m3d生活污水氧化溝處理工藝設(shè)計任務(wù)書(已修改)

　

【正文】 20萬m3/d生活污水氧化溝處理工藝設(shè)計任務(wù)書1 概述 設(shè)計任務(wù)和依據(jù) 設(shè)計題目20萬m3/d生活污水氧化溝處理工藝設(shè)計。 設(shè)計任務(wù)本設(shè)計方案是對某地生活污水的處理工藝，處理能力為200000m3/d，內(nèi)容包括處理工藝的確定、各構(gòu)筑物的設(shè)計計算、設(shè)備選型、平面布置、高程計算。完成總平面布置圖、主要構(gòu)筑物的平面圖和剖面圖。 設(shè)計依據(jù)（1）《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法》（2014）（2）《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978－2002）（3）《生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（—89）（4）《給水排水設(shè)計手冊110》（5）《水污染防治法》 設(shè)計要求（1）通過調(diào)查研究并收集相關(guān)資料經(jīng)過技術(shù)與經(jīng)濟(jì)分析，做到技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理。必須考慮安全運(yùn)行的條件，確保污水廠處理后達(dá)到排放要求。同時注意污水處理廠內(nèi)的環(huán)境衛(wèi)生，盡量美觀。設(shè)計原則還包括：基礎(chǔ)數(shù)據(jù)可靠；廠址選擇合理；工藝先進(jìn)實用；避免二次污染；運(yùn)行管理方便。選擇合理的設(shè)計方案。（2）完成一套完整的設(shè)計計算說明書。說明書應(yīng)包括：污水處理工程設(shè)計的主要原始資料；污水水量的計算、污泥處理程度計算；污水泵站設(shè)計；污水污泥處理單元構(gòu)筑物的詳細(xì)設(shè)計計算；設(shè)計方案對比論證；廠區(qū)總平面布置說明等。設(shè)計說明書要求內(nèi)容完整，計算正確文理通順。（3）畢業(yè)設(shè)計圖紙應(yīng)準(zhǔn)確的表達(dá)設(shè)計意圖，圖面力求布置合理、正確清晰，符合工程制圖要求。 設(shè)計參數(shù)某地生活污水200000m3/d，排水采用分流制。表11 設(shè)計要求項目進(jìn)水水質(zhì)(mg/L)出水水質(zhì)(mg/L)BOD5CODSSTNTP26040038050830100302532 生活污水處理工藝比較與確定這是活性污泥法最早的形式,并一直沿用至今。傳統(tǒng)活性污泥法是污水處理中應(yīng)用最早且最廣泛工藝方法，相對于其它污水處理方法，其工藝成熟，管理運(yùn)行經(jīng)驗豐富。在污水處理過程中好氧微生物降解污染物需要大量的溶解氧，因此傳統(tǒng)活性污泥法處理污水時曝氣時間較長，污泥產(chǎn)生量大，對污染物的吸附量大，BOD5去除率可高達(dá)80～95%，出水水質(zhì)穩(wěn)定[1]。但由于污水中大量存在的溶解氧，導(dǎo)致污水中氮磷的處理程度不高。圖21傳統(tǒng)活性污泥法工藝流程圖①曝氣池內(nèi)污水濃度從池首至池尾是逐漸下降的，由于在曝氣池內(nèi)存在這種濃度梯度，污水降解反應(yīng)的推動力較大，效率較高，對污水處理的方式較靈活。②對懸浮物和BOD5的去除率較高。③運(yùn)行較穩(wěn)定。④推流式曝氣池沿池長均勻供氧，會出現(xiàn)池首供氧過剩，池尾供氧不足，會增加動力費(fèi)用[2]。 SBR工藝序批(間歇)式活性污泥法(Sequencing Batch Reactor，SBR)是一種按間歇曝氣方式來運(yùn)行的活性污泥污水處理技術(shù)。它的主要特征是在運(yùn)行上的有序和間歇操作，SBR技術(shù)的核心是SBR反應(yīng)池，該池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，無污泥回流系統(tǒng)，潷水器是該法的一項關(guān)鍵設(shè)備。按運(yùn)行次序分為進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、排水和閑置五階段。進(jìn)水期用來接納污水；反應(yīng)期是在沒有進(jìn)水的情況下，通過曝氣使微生物降解有機(jī)物，并使氨氮進(jìn)行硝化；沉淀期是讓污泥與水進(jìn)行分離；排放期用來排放水和活性污泥；閑置期是處于進(jìn)水等待狀態(tài)。尤其適用于間歇排放和流量變化較大的場合[3]。目前在國內(nèi)有廣泛的應(yīng)用。干泥外運(yùn)進(jìn)水出水格柵沉砂池SBR反應(yīng)池消毒接觸池濃縮池硝化池污泥脫水 圖22 SBR工藝流程圖 SBR工藝優(yōu)點 （1）運(yùn)行靈活。可根據(jù)水量水質(zhì)的變化調(diào)整各時段的時間，或根據(jù)需要調(diào)整或增減處理工序，以保證出水水質(zhì)符合要求[4]。（2）反應(yīng)階段在時間上屬于理想的推流狀態(tài)，生化反應(yīng)推動力大、效率高且穩(wěn)定。（3）在某一時刻，SBR反應(yīng)器內(nèi)各處水質(zhì)均勻，具有完全混合的水力特征，因而具有較好的抗沖擊負(fù)荷能力。（4）在處理周期開始和結(jié)束時，反應(yīng)器內(nèi)水質(zhì)和污泥負(fù)荷由高到低變化，溶解氧則由低到高變化。就此而言，SBR工藝在時間上具有推流反應(yīng)器特征，因而不易發(fā)生污泥膨脹。（5）工藝流程簡單、造價低，主題設(shè)備只有一個序批式間歇反應(yīng)器，無二沉池、污泥回流系統(tǒng)，調(diào)節(jié)池、初沉池也可省略，布置緊湊、占地面積小。（6）在沉淀階段，反應(yīng)器內(nèi)無水流的干擾屬于理想靜態(tài)沉淀，無異重流或短流現(xiàn)象，污泥也不會被沖走，所以泥水分離效果好，出水懸浮物相對少，污泥濃縮得也好，也可以縮短沉淀時間[5]。 SBR工藝缺點（1）因為運(yùn)行靈活，運(yùn)行管理成為處理效果的決定因素。這要求管理人員具有較高的素質(zhì)，不僅要有扎實的理論基礎(chǔ)，還應(yīng)有豐富的實踐經(jīng)驗。（2）排水時間短（間歇排水時），并且排水時要求不攪動沉淀污泥層，因而需要專門的排水設(shè)備（出水器），且對排水器的要求很高。（3）后處理設(shè)備要求大。如：消毒設(shè)備很大，接觸池容積也很大。排水設(shè)施如排水管道也很大[6]。目前應(yīng)用較為廣泛的氧化溝類型包括：帕斯韋爾（Pasveer）氧化溝、卡魯塞爾（Carrousel）氧化溝 、奧爾伯（Orbal）氧化溝、T型氧化溝（三溝式氧化溝）、DE型氧化溝和一體化氧化溝。這些氧化溝由于在結(jié)構(gòu)和運(yùn)行上存在差異，因此各具特點。 在污水脫氮除磷的工藝設(shè)計中必須具備厭氧、缺氧、好氧3個基本條件，但是在實施過程中由于所需的處理構(gòu)筑物多、污泥回流量大，從而造成投資大、能耗多、運(yùn)行管理復(fù)雜。而卡魯塞爾氧化溝將厭氧、缺氧、好氧過程集中在一個池內(nèi)完成，各部分用隔墻分開自成體系，但彼此又有聯(lián)系。該工藝充分利用污水在氧化溝內(nèi)循環(huán)流動的特性，把好氧區(qū)和缺氧區(qū)有機(jī)結(jié)合起來，實現(xiàn)無動力回流，節(jié)省了去除硝酸鹽氮所需混合液回流的能量消耗。卡魯塞爾(Carrousel)氧化溝是1967年由荷蘭的DHV公司開發(fā)研制的。它的研制目的是為滿足在較深的氧化溝溝渠中使混合液充分混合，并能維持較高的傳質(zhì)效率，以克服小型氧化溝溝深較淺，混合效果差等缺陷。至今世界上已有850多座Carrousel氧化溝系統(tǒng)正在運(yùn)行，實踐證明該工藝具有投資省、處理效率高、可靠性好、管理方便和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低等優(yōu)點。圖23 Carrousel 氧化溝平面結(jié)構(gòu)圖最初的普通Carrousel 氧化溝的工藝中污水直接與回流污泥一起進(jìn)入氧化溝系統(tǒng)。表面曝氣機(jī)使混合液中溶解氧DO的濃度增加到大約2～3mg/L。在這種充分摻氧的條件下，微生物得到足夠的溶解氧來去除BOD；同時，氨也被氧化成硝酸鹽和亞硝酸鹽，此時，混合液處于有氧狀態(tài)。在曝氣機(jī)下游，水流由曝氣區(qū)的湍流狀態(tài)變成之后的平流狀態(tài)，水流維持在最小流速，保證活性污泥處于懸浮狀態(tài)（平均流速）。微生物的氧化過程消耗了水中溶解氧，直到DO值降為零，混合液呈缺氧狀態(tài)。經(jīng)過缺氧區(qū)的反硝化作用，混合液進(jìn)入有氧區(qū)，完成一次循環(huán)。該系統(tǒng)中，BOD降解是一個連續(xù)過程，硝化作用和反硝化作用發(fā)生在同一池中。由于結(jié)構(gòu)的限制，這種氧化溝雖然可以有效的去除BOD，但除磷脫氮的能力有限。Carrousel 氧化溝使用定向控制的曝氣和攪動裝置，向混合液傳遞水平速度，從而使被攪動的混合液在氧化溝閉合渠道內(nèi)循環(huán)流動。因此氧化溝具有特殊的水力學(xué)流態(tài)，既有完全混合式反應(yīng)器的特點，又有推流式反應(yīng)器的特點，溝內(nèi)存在明顯的溶解氧濃度梯度。氧化溝斷面為矩形或梯形，平面形狀多為橢圓形，～，寬深比為2:1，亦有水深達(dá)7m的。氧化溝曝氣混合設(shè)備有表面曝氣機(jī)、曝氣轉(zhuǎn)刷或轉(zhuǎn)盤、射流曝氣器、導(dǎo)管式曝氣器和提升管式曝氣機(jī)等，近年來配合使用的還有水下推動器。 三槽式氧化溝三槽氧化溝以3條相互聯(lián)系的氧化溝作為一個整體，每條溝都裝有用于曝氣和推動循環(huán)的轉(zhuǎn)刷。在三溝式氧化溝運(yùn)行時，污水有進(jìn)水配水井進(jìn)行3條溝的進(jìn)水配水切換，進(jìn)水在氧化溝內(nèi)，根據(jù)已設(shè)定的程序進(jìn)行工藝反應(yīng)。污水經(jīng)生化處理后流入作為沉淀區(qū)的另一側(cè)溝體內(nèi)，泥水分離后由出水堰流出，沉淀溝進(jìn)水作曝氣溝使用，原曝氣側(cè)溝作沉淀溝，根據(jù)運(yùn)行模式交替進(jìn)行，它的循環(huán)運(yùn)行方式非常適合于脫氮。在實際運(yùn)行中，可通過調(diào)整運(yùn)行方式和曝氣量在氧化溝內(nèi)形成好氧段完成硝化反應(yīng)和缺氧段完成反硝化反應(yīng)。曝氣沉淀均在溝內(nèi)交替運(yùn)行，因而既無二沉池，也無需污泥回流系統(tǒng)。在三個溝當(dāng)中，中溝一直作為曝氣區(qū)使用，提高了轉(zhuǎn)刷的利用率[7]。該工藝具有出水水質(zhì)好、運(yùn)行管理方便等優(yōu)點。但是由于工藝本身所有的獨對性，使其在自動控制程度上采用單純的時間順序控制，從而無法很好獲得最優(yōu)反應(yīng)效果并實現(xiàn)減少系統(tǒng)能耗的目的。圖 2