1、某工业园区万md污水处理厂工艺方案JIANGSU TEACHERS UNIVERSIT Y OF TECHNOLOGY本科课程设计某工业园区 (15 万 m3/d 污水处理厂工艺设计学院名称：化学与环境工程学院专业：环境工程班级：08 环境 1W姓名：江吉蕊指导教师姓名： 程 洁 红指导教师职称： 副 教 授2018年 6 月某化工区大型污水处理厂脱氮除磷工艺设计摘要： 本设计是某工业园区城镇污水处理厂的初步工程设计。该处理厂处理化工 区污水，根据对原水水质的分析，在大量查阅了城市污水处理相关文献的基础上，综 合考虑技术经济因素，确定了 A2/O 工艺，设计规模为 15 万 m3/d 。污水水
2、质为： BOD5 250mg/L，SS230mg/L，TN34mg/L，碱度 270 mg/L以 CaCO3 计）等。经 A2/O 处理 后流入接触消毒池消毒，最终出水 BOD520 mg/L，TSS浓度20 mg/L，NH+4-N 浓度2-3 mg/L（T=10，TN 浓度20mg/L，出水有机氮总量为 20mg/L， NO3-N 为 3mg/L，符合 污水综合排放标准 GB89781996）中的一级标准 BOD520mg/L，SS 20mg/L， TN20mg/L，pH69）。该污水处理厂工程，近期规模为 15万 m3/d ，既满足近期处理水量要求，又留有空 地以备二期扩建之用。该污水厂的
3、污水处理流程为：从粗格栅，通过提升泵房，细格栅，进入曝气沉砂 池，进入 A2/O生化反应池，再进入二沉池，接触消毒池，最后出水。关键词 ： A2/O 生化反应池；格栅；沉砂池；脱氮除磷工艺；污水处理工艺第一章任务书 21.1课程设计题目： 21.1.1任务及基本要求 21.2设计 研究）条件及主要技术指标 41.2.1研究数据 41.2.2设计出水水质 41.3设计成果 4第二章概述 62.1设计背景 62.2已知数据及工艺流程 62.2.1已知数据 62.2.2设计出水水质 72.3方案比较 72.3.1SBR 工艺 72.3.2A2/O 工艺 8第三章说明书 1131 闸门井 113.2格
4、栅 113.2.1粗格栅 113.2.2细格栅 123.3曝气沉砂池 123.4沉淀池 123.4.1初次沉淀池 123.4.2二次沉淀池 133.5A-A-O 生化反应池 133.5脱水机房 14第四章计算书 154.1闸门井 154.2粗格栅 154.2.1设计流量 154.2.2设计参数 154.2.3设计计算 154.2.4栅渣量计算 174.3 细格栅 174.3.1设计参数： 174.3.2设计计算： 174.3.4栅渣量计算 194.4曝气沉砂池 194.521二次沉淀池 214.5.1用中心进水辐流式沉淀池：4.5.2设计参数： 214.5.3设计计算： 214.5.4进水系统
5、计算 234.5.5出水部分设计 234.6初次沉淀池 254.6.1采用平流式沉淀池： 254.6.2设计计算： 254.7A2/O 生化反应池 274.7.1设计计算 274.6消毒池 364.7脱水机房 37参考文献 401. 执行的主要设计规范和标准 402. 主要参考书目 40某工业园区 （15 万 m3/d 污 水处理厂工艺设计长期以来，城市污水的处理均以去除 BOD和 SS 为目标，并不考虑对无机营养物质 氮和磷的去除。随着水体富营养化和再生水回供的要求，有效地降低污水中的氮、磷 的含量，成为污水处理厂工艺选择时的一个重要因素。某些化学法和物理法可以有效 地从污水中脱氮除磷，但化
6、学法和物理法运行费用较高，只能作城市污水处理的一个 补充手段。因此，生物脱氮除磷工艺显得尤为重要。为了有效降低污水中氮磷含量，利用生物脱氮除磷技术原理，发展了多种具有生 物脱氮除磷功能的污水处理工艺，如 A1/O 法缺氧好氧生物脱氮工艺）、 A2/O 法 厌 氧好氧生物脱氮工艺）等，其中 A2/O 法厌氧缺氧好氧生物脱氮除磷工艺）是较 新的工艺，在 A2/O 工艺基础上增设了一个缺氧池，并将好氧池出流和部分混合液回流 至缺氧池，具有同步脱氮除磷功能。它还具有工艺流程简单、改善污泥沉降性能、不 需外加碳源、便于改造等优点。第一章 任务书1.1课程设计题目：某工业园区 15万 m3/d 污水处理厂
7、工程设计1.1.1任务及基本要求1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。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。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，高程图，工艺流 程图。2. 要求1）方案选择合理，确保污水经处理后的排放水质达到国家排放标准2）所选厂址必须符
8、合当地的规划要求，参数选取与计算准确3）全图布置分区合理，功能明确；厂前区，污水处理区污泥处理区条块分割清 楚。延流程方向依次布置处理构筑物，水流创通。厂前区布置在上风向并用绿化隔离 带与生产区隔离，以尽量减少对厂前区的影响，改善厂前区的工作环境。4）所选设备质优、可靠、易于操作。并且设计必须考虑到方便以后厂区的改 造。3设计任务和内容本毕业设计任务需要设计一套 A2/O 曝气池工艺系统，设计内容有：工艺流程确 定、方案比较、曝气池的的设计、设备的选型、水厂平面高程布置，最终提交设计说 明书和图纸两部分设计成果。1.1.2. 设计基础资料：该区为 A 市重要的产业园区，化工业门类比较齐全，主要
9、为石油化工类，并规模较大，具有的化工厂目前为十多家，每天排出生活污水量占 50%左右，工业废水量占50%，污水 BOD、 COD、SS、酸、碱、硫化物、石油、苯等浓度较高，若未经处理处理直 接排海，将会对生态环境造成重大影响，根据化工区规划，必须建设一座污水处理 厂。1.水量总设计规模为 15 万 m3/d2.水质表 1-1 研究数据表进水水质 进入生化池时的水质）指标平均最高指标平均最高流量 m3/h7916.79167.5TSSmg/l230265温度 0C2535TKNmg/l3137PH6-96-90NH 3-N2530COD mg/l571753硝酸盐 mg/l35BOD mg/l2
10、83367酚 mg/l710COD Kg/d66569905硫酸盐 mg/l27193007BOD Kg/d32984827Cl - mg/l2763COD/BOD22.06T-P mg/l78碱度 L270288油类 mg/l49处理后出水水质 GB189182002一级 B 标准）主要性能指标 /mg/l一般性能指标 / mg/l其他 / mg/l处理效果BOD20NH3-N15T-N20BOD =91.8%COD60石油类 10T-P1.5COD =86.2%SS20挥发酚 0.5硫化物 1.0总磷酸盐 1.0甲醛 2氰化物 0.51.2设计 研究）条件及主要技术指标1.2.1研究数据设
11、计流量 Q=15 万 m3/d 不考虑变化系数） 设计进水水质 COD=571mg/LBOD5 浓度 S0=283 mg/LTSS浓度 X0=230 mg/LVSS浓度=160 mg/LMLVSS/MLSS=0）.7TN=34 mg/L+NH4+-N=25 mg/LTP=7 mg/L碱度 SALK=270 mg/LpH=6.0-9.0最低水温 25；最高水温 351.2.2设计出水水质COD=60 mg/LBOD5 浓度 Se=20 mg/LTSS浓度 Xe=20 mg/LTN=15 mg/LNH4+-N=8 mg/LTP=1.5mg/L1.3设计成果设计说明书 设计任务书设计说明书设计计算书
12、） 一份A2/O 曝气池工艺图纸 一份；沉淀池工艺图纸 一份；平 面 布 置 图 纸 一 份 或 高 程 布 置 图 纸第二章 概述2.1设计背景长期以来，城市污水的处理均以去除 BOD和 SS 为目标，并不考虑对无机营养物质 氮和磷的去除。随着水体富营养化和再生水回供的要求，有效地降低污水中氮、磷的 含量，成为污水处理厂工艺选择时的一个重要因素。某些化学法和物理法可以有效地 从污水中脱氮除磷，如化学药剂除磷、吹脱法去氮、离子交换法去除氨氮和磷酸盐。 化学法或物理化学法运行费用较高，只能作城市污水处理的一个补充手段。因此，生 物脱氮除磷工艺显得尤为重要。为了有效地降低污水中氮、磷含量，利用生物
13、脱氮除 磷技术原理，发展了多种具有生物脱氮和除磷功能的污水处理工艺，其中包括 A2/O 厌氧好氧生物除磷工艺。2.2已知数据及工艺流程2.2.1已知数据设计流量 Q=15 万 m3/d 不考虑变化系数)设计进水水质 COD=571mg/LBOD5 浓度 S0=283mg/LTSS浓度 X0=230mg/LVSS浓度=130 mg/LMLVSS/MLSS=0).7TN=34mg/LNH4+-N=25mg/LTP=7mg/L碱度 SALK=270mg/LpH=6.0-7.0最低水温 25；最高水温 352.2.2设计出水水质COD=60 mg/LBOD5 浓度 Se=20 mg/LTSS浓度 Xe
14、=20 mg/LTN=15 mg/LNH4+-N=15 mg/LTP=1.5mg/L2.3方案比较2.3.1SBR 工艺SBR 是 序 列 间 歇 式 活 性 污 泥 法 中小城镇生活污水和厂矿企业的工业废水，尤其是间歇排放和流量变化较大 的地方。2 需要较高出水水质的地方，如风景游览区、湖泊和港湾等，不但要去除有机 物，还要求出水中除磷脱氮，防止河湖富营养化。3 水资源紧缺的地方。 SBR 系统可在生物处理后进行物化处理，不需要增加设 施，便于水的回收利用。4）用地紧张的地方。5 对已建连续流污水处理厂的改造等。6 非常适合处理小水量，间歇排放的工业废水与分散点源污染的治理。2.3.2A 2
15、/O 工艺A2/O工艺亦称 A-A-O 工艺，是英文 Anaerobic-Anoxic-Oxic 第一个字母的简称 生 物脱氮除磷）。按实质意义来说，本工艺称为厌氧 -缺氧- 好氧法，生物脱氮除磷工艺 的简称。A2/O 生物除磷工艺是由前段厌氧池和后段好氧池串联组成。该工艺的 BOD5去除率与普通活性污泥法基本相同，而磷的去除率为 70%80%，剩余污泥中磷的含量在 2.5%以上。 该工艺主要技术特点如下:1、 工 艺 流 程 简 单 ；23、反应池水力停、厌氧池设在好氧池之前，可起到生物选择器的作用，有利于抑制丝状菌的膨胀，改善活性污泥的沉降性能，并能减轻后续好氧池的负荷； 留时间较短。一般
16、厌氧池水力停留时间为 1-2 小时，好氧池水力停留时间为 2-4 小 时，总停留时间 3-6 小时。厌氧、好氧水力停留时间之比一般为 1：2）-1 ：3）。4、 A2/O 除磷工艺是通过排除富磷剩余污泥实现的，因此其除磷效果与排放的 剩余污泥量直接相关，只有在短泥龄条件下运行，才能达到除磷的目的。 A2/O 除磷工 艺 的 泥 龄 一 般 以 3.5-10 天 为 宜 ；5、 便 于 在 常 规 活 性 污 泥 工 艺 基 础 上 , 改 造 成 A2/O 除 磷 工 艺 ；6、 A2/O 除磷工艺是通过剩余污泥的排放来实现，受运行条件和环境条件影响较大，且二沉池也难免会出现磷的释放，因此除磷
17、率难以进一步提高。一般处理城市污水除磷率在75%左右。影响除磷效果的主要因素如下：1）出水 SS。根据对一些主要的生物处理工艺的MLSS分析显示，MLSS的含磷量为2.3%-7.0%。因此二级处理出水的 SS 浓度以及它们的含磷量对生物除磷工艺的运行效 果有相当大的影响。若出水 TP 排放要求定为 1mg/L，如果出水溶解性磷浓度为 0.5mg/L ，MLSS的含磷量为 5%，则出水的 SS必须小于 10mg/L，才能达到出水中 TP为 1.0mg/L 的 要 求 。2 ）用于除磷的有效有机物。出水磷浓度的高低主要取决于系统中除磷细菌所 需的发酵基质 VFA 的可获得能量与必须去除的磷的比值。
18、而进入厌氧区的硝态氮量和 系统的泥龄都会影响上述比值。 BOD/TP的比值高于 2025 时出水溶解性磷浓度可低于 1.0mg/L 。3）泥龄。在进水 BOD/TP的比值相同的条件下，泥龄的长短对生物除磷的能力 的大小有一定的影响。泥龄越长除磷能力相应降低。4）厌氧区的硝态氮。进入生物除磷系统厌氧区的硝态氮会降低除磷能力。厌 氧区内的硝酸盐被还原过程消耗了可供储磷菌利用的基质。因此，硝酸盐会降低进水 的有效 BOD/TP 比值。污泥回流比的大小，直接关系到进入厌氧区的硝态氮多少。5）污水温度。无论水温的高低，生物除磷工艺都能得到较好的运行。但是较 低的水温可能会降低除磷效率，但可以通过延长在厌
19、氧区的停留时间来解决。6）磷吸收区的 DO浓度。 DO浓度会影响好氧区的磷的吸收效率，但只要有足够 的好氧时间就不会影响磷的去除量。在好氧条件下，聚磷菌通过分解和氧化储存的含 碳物质产生能量，用于吸收溶解磷并在细胞内合成聚磷。图 2-1 工艺流程图第三章 说明书31 闸门井为使污水在出现故障时能够超越所有的构筑物，在进入格栅井前设置闸门井。主要设计参数： Qmax=178500m3/d 。污水处理厂进厂干管采用钢筋混凝土圆管，直径为 1200 ，充满度 0.75 ，管内底标高 17.5m，1闸门井尺寸： 长宽高） LBH=4m 4m 3m2闸门型号：选用 HZY-1200 圆形弧面铸铁闸门 一
20、台3起闭机选用 XLQ型手电两用螺杆式起闭机。4半地下式钢筋混凝土结构。3.2格栅进水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，适用于生活污水预处理。栅条的断面主要根据过栅流速确定，过栅流速一般为 0.6 1.0m/s ，槽内流速 0.5m/s 左右。如果流速过大，不仅过栅水头损失增加，还可能将已截留在栅上的栅渣 冲过格栅，如果流速过小，栅槽内将发生沉淀。
21、此外，在选择格栅断面尺寸时，应注 意设计过流能力只为格栅生产厂商提供的最大过流能力的 80%，以留有余地。3.2.1粗格栅栅条的断面主要根据过栅流速确定，过栅流速一般为 0.6 1.0m/s ，槽内流速 0.5m/s 左右。如果流速过大，不仅过栅水头损失增加，还可能将已截留在栅上的栅渣 冲过格栅，如果流速过小，栅槽内将发生沉淀。此外，在选择格栅断面尺寸时，应注意设计过流能力只为格栅生产厂商提供的最大过流能力的 80%，以留有余地。格栅栅条间隙拟定为 75.0mm。3.2.2细格栅栅条的断面主要根据过栅流速确定，过栅流速一般为 0.6 1.0m/s ，槽内流速 0.5m/s 左右。如果流速过大，
22、不仅过栅水头损失增加，还可能将已截留在栅上的栅渣 冲过格栅，如果流速过小，栅槽内将发生沉淀。此外，在选择格栅断面尺寸时，应注 意设计过流能力只为格栅生产厂商提供的最大过流能力的 80%，以留有余地。格栅栅条 间隙拟定为 5.00mm。3.3曝气沉砂池污水中的无机颗粒不仅会磨损设备和管道，降低活性污泥活性，而且会板积在反 应池底部减小反应器有效容积，甚至在脱水机扎破滤带损坏脱水设备。沉砂池的设置 目的就是去除污水中泥沙、煤渣等相对密度较大的无机颗粒。以免影响后续处理构筑 物的正常运行。沉砂池的工作原理：以重力或离心力分离为基础，即将进入沉砂池的污水流速控制 在只能使相对密度大的无机颗粒下沉，而有
23、机悬浮颗粒则随水流带走。沉砂池的几种形式：平流式、竖流式、曝气沉砂池、旋流式沉砂池、 Doer 沉砂池等。本工艺采用的是曝气沉砂池。曝气沉砂池的特点：沉砂中含有机物的量低于 5%；由于池中设有曝气设备，它还具有预曝气、脱臭、防止污水厌氧分解、除泡以及加速 污水中油类的分离等作用。3.4沉淀池3.4.1初次沉淀池生物处理法中的预处理，去除约 30%的 BOD5，55%的悬浮物本次设计采用平流式初沉池，优点有对冲击负荷和温度变化的适应能力较强施工 简单，造价低。缺点有采用多斗排泥，每个泥斗需单独设排泥管各自排泥，操作工作 量大；采用机械排泥，机件设备和驱动件均浸于水中，易锈蚀。适用条件有地下水位
24、较高及地质较差的地区和大、中、小型污水处理厂。3.4.2二次沉淀池生物处理构筑物后 , 是生物处理工艺的组成部分。作用有澄清 固液分离）和污泥 浓缩使回流污泥的含水率降低，回流污泥的体积减少）本次设计采用辐流式初沉池，优点有采用机械排泥，运行较好，管理较简单；排 泥设备已有定型产品。缺点有 1 池水水流速度不稳定；机械排泥设备复杂，对施工质 量要求较高。适用于地下水位较高的地区和大、中型污水处理厂。3.5A-A-O 生化反应池图 3-1 A 2/O 工艺基本流程作用有 1.好氧微生物的需氧代谢2.兼性微生物酶的好氧合成 3.混合液的搅拌作用 厌氧、缺氧池另加搅拌器）3.5脱水机房脱水机房由污泥
25、混合池、脱水机房及泥饼堆放间合建而成。污泥混合池平面尺寸 为 2m 1.5m，有效水深 2m。为了避免剩余污泥在混合贮池内沉淀，设有搅拌机一台 从混合池抽吸污泥到脱水机，脱水后污泥通过无轴螺旋输送机，输送至污泥堆放间， 运到污水厂附近的垃圾焚烧场进行处理。污泥堆放间与脱水机房合建。第四章 计算书4.1 闸门井为使污水处理在出现故障时能够超越所有构筑物，在进入格栅井前设置闸门井。尺寸： LBH=4434.2粗格栅4.2.1设计流量由于工业废水不含大的垃圾，进水处不设格栅，格栅只是设在生活污水进水处，因 此只考虑生活污水。a.日平均流量=150000m3/d=6250m3/h=1.736m3/s=
26、1736L/s 4-1 )b. 最大日流量m3/h=7437.5m3/h=2.066m3/s=178500 m3/d 4-3 )4.2.2设计参数4.2.3设计计算1. 确定栅前水深4-4)4-5)所以栅前槽宽约 2.43m，栅前水深 h 1.22m2. 格栅计算说明： 最大设计流量， m3/s 。 格栅倾角，；4-10)栅槽总长度 L栅前水深， m； 污水的过栅流速， m/s栅条间隙数 n)为条4-6)栅槽有效宽度 )设计采用 ?10 圆钢为栅条，即 S=0.01m。4-7)通过格栅的水头损失 h24-8)4-9)h0计算水头损失； g重力加速度；K 格栅受污物堵塞使水头损失增大的倍数，一般
27、取 3；阻 力系 数， 其数值与格 栅栅 条的断 面几何形 状有 关，对 于圆形断 面，=0.37m4-14)415)16)L1进水渠长， m； L 2栅槽与出水渠连接处渐窄部分长度， m； B1进水渠宽，； 1进水渐宽部分的展开角，一般取 20。4.2.4栅渣量计算对于栅条间距 b=75.0mm的粗格栅，对于城市污水，每单位体积污水烂截污物为W1=0.1m3/10 3m3 ，每日栅渣量为4-17拦截污物量大于 0.3m3/d ，宜采用机械清渣4.3细格栅4.3.1设计参数：栅条净间隙为 b=5.0mm 栅前流速 1=0.7m/s 过栅流速 0.6m/s 栅前部分长度： 0.5m 格栅倾角 =60单位栅渣量： 1=0.05m3栅渣/10 3m3污水4.3.2设计计算：1. 格栅计算说明： Q max最大设计流量， m/s ； 格栅倾角，度 )； h栅前水深， m； 污水的过栅流速， m/s。栅条间隙数 n)为栅槽有效宽度 )设计采用 ?10 圆钢为栅条，即 S=0.01m。通过格栅的水头损失 h24-20 )4-21)h0
