1、沈明星氧化沟污水处理论文概述 氧化沟污水处理监控与节能减排专业：自动化 姓名：沈明星 学号：1013077 指导教师：陆杰【设计总说明】任务来源：氧化沟污水处理监控与节能减排毕业设计的题目为上海市闵行区污水处理厂设计三沟式氧化沟工艺。主要任务是完成该污水处理厂初步设计及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，主要是完成三沟式氧化沟平面图。该污水厂的污水处理流程为：居民污水池污水汇总后，通过流量控制进入沉砂池，然后通过水流管将污水引流到处理系统内，经过转刷曝气池后再流入氧化沟最后通过出水口将处理过的水引流出；污泥的流程为
2、：从沉砂池内污泥通过排泥管集中到污泥井中，最后外运处置。污水处理厂处理后的出水要达到国家污水综合排放标准（GB8978-1996）中的一级标准。所选择三沟式氧化沟工艺，它是一种连续流活性污泥法，只是将曝气、沉淀工序集于一体，并具有按时间顺序交替轮换运行的特点，其运转周期可根据处理水质的不同进行调整，从而使其运行操作更趋于灵活方便。这种工艺流程简单，无需另设一次、二次沉淀池和污泥回流装置，使氧化沟工艺的基建投资和运行费用大为降低，并在一定程度上解决了以往氧化沟占地面积大的缺点。同时在居民蓄水池装有液面控制器，可是自动控制居民蓄水池与进水闸井之间的联系。而且在居民蓄水池与进水闸井还装有时间控制器，
3、这样便可制定周一到周五的工作模式，以及周六至周日的节假日模式。然后在工作模式以及节假日模式中，再设立各个时间段模式，以此来达到节能减排的目的。同时，在污水处理厂所需用到的各个灯光照明系统都采用了LED太阳能灯光，更进一步起到了整体的节能减排的效果。 【关键词】 三沟式氧化沟工艺 LED太阳能灯光 时间控制器 液位控制器Process monitoring and energy-saving emission reduction oxidation ditch wastewaterMajor：Automation Name：Shen Mingxing Student ID Number：1013
4、077 Tutor：Lu Jie【General Specification】Mission source: oxidation ditch sewage treatment monitoring and energy saving of graduation design topic for Shanghai Minhang district wastewater treatment plant design-three-ditch type oxidation ditch process. Main task is completed the preliminary design of t
5、he sewage treatment plant and a single structure construction drawing design. Preliminary design to complete design specification, general layout of sewage treatment plant and a sewage treatment plant effluent and sludge elevation map is mainly completed three-ditch type oxidation ditch plans. The s
6、ewage factory of sewage processing process for: residents sewage pool sewage summary Hou, through flow control entered sank sand pool, then through flow tube will sewage drainage to processing system within, after go brush aeration gas pool Hou again inflow oxidation Groove last through water mouth
7、will processing had of water introduction outflow; sludge of process for: from sank sand pool within sludge through row mud tube concentrated to sludge wells in the, last Sinotrans disposal. Treated effluent of sewage treatment plant to achieve national integrated wastewater discharge standard (GB89
8、78-1996) primary standards. Select three-ditch type oxidation ditch process, it is a continuous flow activated sludge, aeration, sedimentation processes into one, and rotate in chronological running characteristics, its operating cycle can be adjusted according to different water quality, so as to m
9、ake its operation more flexible and convenient. This process is simple, without another, secondary sedimentation tank and sludge recirculation device, oxidation ditch process of infrastructure investment and operating costs much less, and to some extent solves the oxidation ditch covers an area of d
10、isadvantage.While residents of the reservoir containing the liquid level controllers, but residents of the automatic control contact between the reservoir and the well intake. And residents in the reservoir is also equipped with intake wells time controller, so you can develop working mode from Mond
11、ay to Friday, and Saturday to Sunday holiday mode. Then work patterns and holidays mode, then set up each time mode, in order to achieve the purpose of energy saving. Meanwhile, in the sewage treatment plant needed to use various lighting systems using LED solar lights, the overall effect has played
12、 a further energy saving. 【Keywords】 Triple Oxidation Ditch LED solar lighting time controller level controller目录 第一章 设计概论 41.1设计依据和设计任务 4第二章 工艺流程的确定 52.2污水处理各方法比较 52.3工艺流程的确定 6第三章 污水处理系统 83.1居民污水蓄水池 83.2时间控制器控制电机运行 103.3进水闸井 123.4污泥排泥管 123.5粗格栅 133.6泵站 153.7细格栅 163.8沉砂池 173.9曝气池 183.10氧化沟 203.11氧化沟
13、开关柜与控制柜设计指导 22第四章 节能减排LED太阳能灯 304.1 太阳能LED灯 304.2太阳能电池 314.3蓄电池控制器 334.4蓄电池 344.5逆变器 354.6 LED灯 364.7三沟式氧化沟的现场LED灯 38第五章 远程控制与模拟屏监控 425.1模拟屏的设计与使用 425.2模拟屏的运行 445.3开发环境的选择 455.4设计 46第六章 泵站电气、仪表设计 48 6.1概况 48 6.2电气系统、启动方式、继电保护、配电布置形式及设备选型.486.3泵站仪表设置 48毕业设计（论文）的主要参考文献 49中文译文 54致谢 57 第一章 设计概论1.1设计依据和设
14、计任务 1.1.1原始资料1.设计题目：氧化沟污水处理监控与节能减排2.应用基础资料： a.该氧化沟污水处理监控与节能减排技术应用于上海市闵行区，服务人口近16万人。 b.该污水厂接纳的居民废水平均日流量为16000m3。 c.当地环保局监测居民废水的水质为： COD=500mg/L，pH=7-8，BOD=300mg/L， SS=250mg/L，氨氮=15mg/L， T-P=2mg/L，T-N=25mg/L。 d.设计要求的污水排放水质标准： 处理后污水达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）中的一级标准（B）。 1.2设计内容和要求 a.根据以上水量水质条件和设计资料，设
15、计二级污水处理厂一座。建议该污水处理厂生物处理工艺采用三沟式氧化沟技术，处理水质达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）中的一级标准（B）排放要求。 b.污水、污泥处理工艺流程确定。 c.完成初步设计图纸2张。 d.完成与设计题目有关的英文翻译1篇（不少于5000汉字）。 e.按照学校要求完成毕业设计文件。 1.3设计目的 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
16、-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，主要设备造型包括居民污水蓄水池、格栅、提升泵、转刷曝气池、污泥脱水机。 1.4排水水质序号基本控制项目一级标准B进水水质去除率1COD80445.582.0%2BOD2025092.0%3SS20295.493.2%4T
17、-N2038.648.2%5氨氮831.474.5%6T-P1.52.5541.1%7PH6-97-8 第二章 工艺流程的确定2.1城市污水处理的现状和发展 2.1.1世界任何国家的经济发展，都会推进社会进步、促进工农业生产能力得到提高，使人民生活得到进一步改善，但是也随之带来不同程序的环境污染。污水也是造成环境污染的来源之一。这个污染源的出现引起了世界各国政府的关注，治理水污染环境的课题被列入世界环保组织的工作日程。中国政府历来重视环保治理工作，敬爱的周恩来总理曾提出了“全面规划，合理布局，综合利用，化害为利，依靠群众，大家动手，保护环境，造福人民”32字方针，历届政府提出根治海河、三河三湖
18、的治理的要求。由于各界政府的高度重视，我国的污水处理事业得到了长足的发展，但是我们要清醒的看到，我国工农业生产发展的步伐很快，特别是改革开放的20年乡镇企业的诞生使我国的企业结构发生了变化，有些企业在追求经济效益时忽视了社会、环境效益，若长此下去将带来环境受到严重污染的后患。为此当今环境污染的治理不能停留在各级政府的重视，而要深化到全民族每位公民环保意识的提高。我们不仅要达到经济发展了，生活水平提高了，还要做到经济与环境保护协调发展，生活的质量不断提高。为此我们要唤起民众为21世纪可持续发展目标的实现，为人类健康的生存，为子孙后代留下优质的环境而努力完成自己的责任。 2.1.2今后的发展趋势
19、（1）经济发展与污水处理事业协调发展。 （2）扶植国内环保产业（污水处理行业）的发展 （3）多方筹资加速污水处理厂的建设，以最短的时间控制、治理已造成污染的水环境。 （4）改变污水处理行业的运营机制，由事业型向企业经营型转变。 （5加强污水处理工艺选择参谋机制，为各地区污水处理厂建设的工艺审查把关。 （6）政府应给予污水处理行业优惠的政策。 （7）再生水回用。 （8）污泥最终处置要向无害化、资源化方向迈进。 （9）建设环保型的污水处理厂。 （10）环保要从娃娃抓起，提高全民水的忧患意识。2.2污水处理各方法比较 物理法：物理或机械的分离过程。过滤,沉淀,离心分离,上浮等。 化学法：加入化学物质
20、与污水中有害物质发生化学反应的转化过程。中和,氧化,还原,分解,混凝,化学沉淀等。 物理化学法：物理化学的分离过程。气提,吹脱,吸附,萃取,离子交换,电解电渗析,反渗透等 生物法：微生物在污水中对有机物进行氧化,分解的新陈代谢过程。活性污泥,生物滤池,生物转盘,氧化塘,厌气消化等。其中最为主要，也最为透彻的污水处理方法便是生化法。生化法： 1.生物处理法：生物处理法就是利用微生物分解氧化有机物的功能并采用一定的人工措施，创造有利于微生物的生长， 繁殖的环境，使微生物大量增殖，以提高其分解氧化有机物效率的一种废水处理方法。2.活性污泥：向生活污水中注入空气进行曝气，在污水中形成的一种呈黄褐色的絮
21、凝体。这种絮凝体主要是由大量繁殖的 微生物群体所构成，它易于沉淀，与水分离，并使污水得到净化、澄清。这种絮凝体就被称为“活性污泥”。3.混合液：由污水、回流污泥和空气互相混合形成的液体，称为混合液。4.化学需氧量（CODmg/l）：化学需氧量表示利用化学氧化剂氧化有机物所需的氧量。 5，生化需氧量（BOD5mg/l）：生化需氧量表示在有氧的情况下，由于微生物（主要是细菌）的活动，可降解的有机物稳定化所需要的氧量。6.污泥沉降比（SV）：指曝气池中混合液沉淀30分钟后，沉淀污泥与混合液的体积比（以%表示）。因为活性污泥在沉淀30分钟后一般可接近它的最大密度。当活性污泥的凝聚、沉降性能良好时，污泥
22、沉降比的大小，可以反应曝气池正常运行时的污泥数量。7.污泥浓度（MLSS）：指曝气池中单位体积混合液所含悬浮固体的重量。（单位：mg/l）8.污泥体积指数（SVI）：指曝气池混合液经30分钟沉淀后一克干污泥所占的体积（单位：ml/g）。9.沉降比（SV）与污泥体积指数（SVI）及污泥浓度（MLSS，g/l）之间的关系：SVI=SV10/MLSS。10溶解氧（DO，mg/l）：指曝气池混合液中所含氧量。一般控制在2-4mg/l。11.污泥回流比（R）：回流污泥量是从二沉池补充到曝气池的污泥量，回流比是回流污泥量与入流污水量之比。R=回流污泥量/入流污水量，一般用%表示。物理法速率较快，只是污水处
23、理达不到比较高的标准。生化法的优点是时间周期较长，可持续性不错，而且处理过后的水资源可以达到比较高的标准。严格地说，氧化沟不属于专门的生物除磷脱氮工艺。氧化沟具有以下特点：a.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。b.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。c.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。d.污泥量少、性质稳定。由于氧化沟泥龄长。一般为2030 d，污泥在沟内已好氧稳定，所以污泥产量少从而管理简单
24、，运行费用低。e.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。f.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。氧化沟污水处理方法也分几类：帕斯韦尔（Pasveer）氧化沟、卡鲁塞尔（Carrousel）氧化沟 、奥尔伯（Orbal）氧化沟、T型氧化沟（三沟式氧化沟）、DE型氧化沟和一体
25、化氧化沟。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。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
26、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工艺流程的确定 2.3.1工艺流程如图2-2居民污水蓄水池液位控制 时间控制器控制电机运行 进水闸井 沉砂池 细格栅 泵站 粗格栅 污泥排泥管转刷曝气池 氧化沟图2-2 2.3.2格栅本污水处理厂设置粗、细两道格栅。格栅的主要作用是将污水中的大块污物拦截，以免其对后续处理单元的机泵或工艺管线造成损害。格栅按栅条的种类可分为直棒式栅条格栅、弧形格栅、辐射式格栅、转筒式格栅和活动栅条式格栅。由于直棒式格栅运行可靠，布局简洁，易于安装维护，本工艺选用直棒式格栅。格栅与水泵房的设置方式。如下图2-3
27、 粗格栅 泵 站 细格栅 图2-3 进水粗格栅是污水处理厂第一道预处理设施，可去除大尺寸的漂浮物或悬浮物，以保护进水泵的正常运转，并尽量去掉那些不利于后续处理过程的杂物。拟用回转式固液分离机。回转式固液分离机运转效果好，该设备由动力装置，机架，清洗机构及电控箱组成，动力装置采用悬挂式涡轮减速机，结构紧凑，调整维修方便，适用于市政污水处理厂污水预处理。 2.3.3沉砂池污水在迁移、流动和汇集过程中不可避免会混入泥砂。污水中的砂如果不预先沉降分离去除，则会影响后续处理设备的运行。最主要的是磨损机泵、堵塞管网，干扰甚至破坏生化处理工艺过程。沉砂池主要用于去除污水中粒径大于0.2mm，密度大于2.65
28、t/立方米的砂粒，以保护管道、阀门等设施免受磨损和阻塞。其工作原理是以重力分离为基础，故应控制沉砂池的进水流速，使得比重大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒能够随水流带走。沉砂池主要有平流沉砂池、曝气沉砂池、旋流沉砂池等。现代设计的主要有旋流沉砂池。 2.3.4转刷曝气池曝气池（aeration basin）利用活性污泥法进行污水处理的构筑物。池内提供一定污水停留时间，满足好氧微生物所需要的氧量以及污水与活性污泥充分接触的混合条件。 曝气池主要由池体、曝气系统和进出水口三个部分组成。池体一般用钢筋混凝土筑成，平面形状有长方形、方形和圆形等。 2.3.5氧化沟氧化沟是一种活性污泥处理系统，其曝气池呈
29、封闭的沟渠型，所以它在水力流态上不同于传统的活性污泥法，它是一种首尾相连的循环流曝气沟渠，又称循环曝气池。最早的氧化沟渠不是由钢筋混凝土建成的，而是加以护坡处理的土沟渠，是间歇进水间歇曝气的，从这一点上来说，氧化沟最早是以序批方式处理污水的技术。第三章 污水处理系统3.1居民污水蓄水池 3.1.1蓄水池蓄水池是用人工材料修建、具有防渗作用的蓄水设施。根据其地形和土质条件可以修建在地上或地下，即分为开敝式和封闭式两大类，按形状特点又可分为圆形和矩形两种，因建筑材料不同可分为：砖池、浆砌石池、混凝土池等。蓄水池布置原则和水窖基本相同。蓄水池结构设计除应符合前述蓄水工程设计要求外，尚应考虑下列要求：
30、1荷载组合：不考虑地震荷载，只考虑蓄水池自重、水压力和土压力。对开敞式蓄水池，荷载组合为池内满水，池外无土；对封闭式水池，荷载组合为池内无水，池外有土。计算时，浆砌石砌体及混凝土的容重取为2.4t/m。地下式水池，池壁外面回填土要求夯实，计算土压力时填土容重取为1.8t/m，内摩擦角取为30。2应按地质条件推求容许地基承载力，如地基的实际承载力达不到设计要求或地基会产生不均匀沉陷，则必须先采取有效的地基处理措施才可修建蓄水池。蓄水池底板的基础要求有足够的承载力、平整密实，否则须采用碎石（或粗砂）铺平并夯实。3蓄水池应尽量采用标准设计，或按五级建筑物根据有关规范进行设计。水池池底及边墙可采用浆砌
31、石、素混凝土或钢筋混凝土。最冷月平均温度高于5的地区也可采用砖砌，但应采用水泥砂浆抹面。池底采用浆砌石时，应座浆砌筑，水池砂浆标号不低于M10，厚度不小于25cm。采用混凝土时，标号不宜低于C15，厚度不小于10cm。土基应进行翻夯处理，深度不小于40cm。池墙尺寸应按标准设计或按规范要求计算确定。4蓄水池的基础是非常重要的，尤其是湿陷性黄土地区，如有轻微渗漏，危及工程安全。因而在湿陷性黄土上修建的蓄水池应优先考虑采用整体式钢筋混凝土或素混凝土蓄水池。地基土为弱湿陷性黄土时，池底应进行翻夯处理，翻夯深度不小于50cm；如基土为中、强湿陷性黄土时，应加大翻夯深度，采取浸水预沉等措施处理。5蓄水池内宜设置爬梯，池底应设排污管，封闭式水池应设清淤检修孔，开敞式水池应设护栏，护栏应有足够强度，高度不低于1.1m。（二）蓄水池结构特点1开敞式圆形蓄水池 开敞式蓄水池池体由池底和池墙两部分组成。它多是季节性蓄水池，不具备防冻、防蒸发功效。圆形池结构受力条件好，在相同蓄水量条件下所用建筑材料较省，投资较少。
