日处理量500吨污水处理厂设计

日处理量500吨污水处理厂设计 西 南 交 通 大 学 本科毕业设计(论文) 日处理500吨生活污水处理站初步设计 年 级:2006级 学 号:20065225 姓 名:何欣杰 专 业:环境工程 董海山 指导老师: 2010年 6 月 西南交通大学本科毕业设计(论文) 第I页 院 系 专 业 年 级 姓 名 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 目 指导教师 评 语 指导教师 (签章) 评 阅 人 评 语 评 阅 人 (签章) 成 绩 答辩委员会主任 (签章) 年 月 日 西南交通大学本科毕业设计(论文) 第IV页 毕 业 设 计 任 务 书 班 级 2006级环境工程 学生姓名 何欣杰 学 号20065225 发题日期:2010年 3月1 日 完成日期:2010年6月20日 题 目 日处理500吨学校生活污水处理站初步设计 1、本设计的目的、意义 由于部分城市基础设施建设不完善，一些学校产生的生活污水不能进入城市生活污水处理厂进行处理，未经治理直接排放，对水环境造成危害，因此学校生活污水必须经过处理达标后方能排放。本设计要求在对学校生活污水污染危害及治理状况进行调研的基础上，提出适合学校生活污水的治理 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ，并对该治理工艺进行设计。在设计时，不仅要保证废水出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 》 (GB18918-2002)一级标准的B标准，同时注重治理系统产生的污泥，避免二次污染问题。设计成果可供一些相类似的污水治理作为参考和借鉴。 2、学生应完成的任务 ? 综述:废水来源、水质特点以及处理方法综述; ? 设计思路及最终处理方案 ? 设计计算书 ? 经济技术分析 3 设计原始资料 水量:500m/d 进水水质情况:CODcr:300~500mg/L、BOD5:150~300mg/L、 SS:150~300mg/L、 NH3-N:20~30 mg/L 出水水质情况: CODcr:?60mg/L、BOD5:?20mg/L、 SS:?20mg/L、 NH3-N: ?15mg/L 完成后应交出的图纸及文件: ?工艺设计说明 ?工艺流程图 ?平面布置图 ?处理构筑物单体图 西南交通大学本科毕业设计(论文) 第IV页 第一部分 毕业实习 (1 周) 查找资料，初步设计计算 (2 周) 第二部分 第三部分 设计计算 (3 周) 第四部分 工艺图的绘制 (6 周) 第五部分 总图的绘制 (2 周) (2 周) 评阅及答辩 备 注 指导教师: 年 月 日 审 批 人: 年 月 日 西南交通大学本科毕业设计(论文) 第VII页 摘 要 由于城市化的发展，学校、小区都人口聚居地都向着郊区这些市政建设落后的地区转移，因此在这样的聚居地建设小型污水处理站就显得相当有必要了。校园生活污水与一般的生活污水一样，水质各类指标都处于中端水平，但所含的悬浮物和有机物如果不经处理直接排入水体中，因此必须经过处理达标后方能排放。 3本工艺设计针对某学校处理量为500m/d的废水处理站，通过仔细调研相关资料，针对其水量水质特征，以及综合对比国内外污水处理工程采用的相关处理技术，采用生物接触氧化工艺处理。 生物接触氧化工艺属于生物膜法的一种，其原理利用附着生长在滤料.上的微生物形成生物膜。污水与生物膜接触后，污染物被微生物吸附转化，污水得到净化。生物膜法对水质、水量变化适应性较强，污染物去除效果好，是一种被广泛利用的生物处理方法。而生物接触氧化法是介于活性污泥法和生物滤池二者之间的污水处理技术，具有较高的容积负荷，运行管理简单，水质水量骤变有较强的适应能力，污泥产率低等优点。该工艺已经成功运用于工程实践，具有十分良好的经济效益和环境效益。污水经过处理达到《污水综合排放标准》GB8978-1996的一级标准后排放。 关键词 生活污水;小型污水处理站;生物接触氧化;生物膜法 西南交通大学本科毕业设计(论文) 第VII页 Abstract With the development of urbanization, campus, community and other settlements are towards the outskirt which is lack of municipal Services, so small-scale sewage treatment plant becomes quite necessary in such settlements. As well as typical sewage, sewage of campus is in the mid-level of all sort of index, but contained in suspended solids and organic. It is not allowed that emission without treatment; it must be treated r compliance. 3The process is designed for the capacity of a school 500m / d of sewage treatment station. By carefully analyzing the source, the character and amount of the wastewater and many technologies adopted in the sewage treatment projects home and abroad, the design adopt the bio-contact oxidation to treat the wastewater. The bio-contact oxidation is belonging to biomenbrance process. It is making use of biomenbrance attach on filler. When contacting with biomenbrance, pollutants is absorbed by microbe, and thus the sewage is purified. The biomenbrance process，with highly adapting to the character and amount of the sewage and high-effects on pollutant removing, is a widely used biological treatment. The bio-contact oxidation is a process which is between activated sludge process and biological filter, taking advantage of high volume load, easy operation, having high adaptability to the diversification of to the character and amount of the sewage, and producing less sludge. The process has been successfully used in engineering practice, with very good economic and environmental benefits. The sewage via treatment can reach the standard of Integrated Wastewater Discharge Standard (GB8978-1996) Class I before discharge. Keyword: sewage; small sewage treatment plant; bio-contact oxidation; biomenbrance 西南交通大学本科毕业设计(论文) 第VII页 目录 第一章 概述 ............................................................................................................................................. 1 1.1学校生活污水概述 ..................................................................................................................... 1 1.1.1污水水量与水质特征 ...................................................................................................... 1 1.1.2污染特性 .......................................................................................................................... 1 1.2生活污水生物处理工艺介绍 ..................................................................................................... 2 1.2.1化学法 .............................................................................................................................. 2 1.2.2 生化法 ............................................................................................................................. 2 1.2.2.1 传统活性污泥法 .................................................................................................. 3 1.2.2.2 生物膜法 .............................................................................................................. 3 1.2.2.3氧化沟法 ............................................................................................................... 5 1.2.2.4 循环式活性污泥法(CASS工艺) ................................................................... 6 1.2.2.5厌氧生物处理法 ................................................................................................... 7 1.2.2.6 稳定塘 .................................................................................................................. 8 1.3污染物去除与处理工艺要求 ..................................................................................................... 8 1.3.1有机污染物(BOD和CODcr)的去除 ....................................................................... 9 5 1.3.2 SS的去除 ......................................................................................................................... 9 1.3.3 氨氮的去除 ................................................................................................................... 10 1.4(工艺选择 ................................................................................................................................. 11 1.4.1工艺选择原则 ................................................................................................................. 11 1.4.2污水生化处理可行性分析 ............................................................................................. 11 1.4.3处理工艺流程 ................................................................................................................ 12 1.4.4污泥处理 ........................................................................................................................ 13 第二章 设计计算书 ............................................................................................................................... 15 1.污水水质介绍及水量计算 .......................................................................................................... 15 2.污水处理站内各构筑物计算 ...................................................................................................... 16 2.1格栅池 ............................................................................................................................... 16 2.2集水井 ............................................................................................................................... 16 2.3平流式沉淀池 ................................................................................................................... 16 2.4调节池 ............................................................................................................................... 17 2.5生物接触氧化池 ............................................................................................................... 18 参数选择 ................................................................................................................................. 18 计算 ......................................................................................................................................... 18 2.6二沉池(竖流沉淀池) ................................................................................................... 18 2.7污泥储存池 ....................................................................................................................... 20 第三章 技术经济分析 ........................................................................................................................... 21 3.1 工程造价估算 .......................................................................................................................... 21 3.1.1编制范围 ........................................................................................................................ 21 3.1.2编制依据 ........................................................................................................................ 21 3.1.3费用 ................................................................................................................................ 21 3.2 运行管理机制与运行费用 ...................................................................................................... 22 3.2.1管理机制及人员编制 .................................................................................................... 22 3.2.2运行说明 ........................................................................................................................ 22 西南交通大学本科毕业设计(论文) 第VII页 3.2.3运行费用 ........................................................................................................................ 23 3.2.4环境效益 ........................................................................................................................ 23 第四章 结 论 ................................................................................................................................... 24 致谢 ......................................................................................................................................................... 25 参考文献: ..................................................................................................................... 26 西南交通大学本科毕业设计(论文) 第1页 第一章 概述 随着城市人口的增加,人民生活水平的城市居住小区建设向着以下2种趋势:居住小区规模越来越大,配套设施越来越完善高档住宅小区越来越远离市区,选址于风景优美的郊区。大型的居住小区在投入使用后将排放大量的生活污水,而作为一所学校，尤其是高等院校一般位于郊区，与居住小区十分类似，生活人口密度大，地处郊区， [1]通常其周边没有可利用的市政污水系统,要做到治理污染改善环境，环境效益和经济效益统一 ,就显得尤为重要，故在学校内建设一个生活污水处理站，直接达标排放，就有一定存在意义了 。 1.1学校生活污水概述 1.1.1污水水量与水质特征 学校产生的生活污水，与城市生活污水处理厂相比，具有水量少，水质、水量变 [2]化大，主要表现在以下方面:一、学校内的服务人口，相对城市而言，比较少，用水量也相对较少;二、污水产生水量与水质，与服务人口的生活作息 制度 关于办公室下班关闭电源制度矿山事故隐患举报和奖励制度制度下载人事管理制度doc盘点制度下载 相关，污水的在一日之内水质与水量的变化就显而易见了;三、学校内人员用水受季节与节假日影响很大。 1.1.2污染特性 学校产生的生活污水的水质，与一般城市生活污水大致相同，各类指标都处于中端水平，但所含的悬浮物和有机物如果不经处理直接排入水体中，会大量消耗水中的溶解氧，使水体水质恶化;氨氮等植物营养元素的排入使得水体中的藻类植物疯狂生长，造成水体富营养化，进一步恶化水质。 西南交通大学本科毕业设计(论文) 第2页 1.2生活污水生物处理工艺介绍 对于易于生物降解的有机废水，生物处理工艺是最有效和经济的处理方法之一，特别是在废水量较大的情况更是如此。由于学校生活污水中含大量的碳水化合物和其他杂物，同时污水的水质和水量在24h内变化较大，为了防止设备的堵塞，降低生物处理设施的负荷和稳定生物处理工艺的处理效果，一些物理方法(如格栅、调节、撇渣、沉淀、气浮等)和化学方法(如絮凝)也常常与生物处理工艺结合使用，作为生物处理前处理。当废水排放标准高，处理水需要回用时，对生物处理的出水还需要采用一些物理或化学方法(如絮凝、过滤、微滤、反渗透、离子交换、电渗析)进行深度处理。 1.2.1化学法 常用于处理生活污水的化学法主要有混凝沉淀，此法一般作为废水的预处理，也可作为废水的最终处理。 常用的混凝剂有铝盐、铁盐等，其中聚合硫酸铁混凝剂处理屠宰废水效果较好，为减少铝盐的使用量，也可用聚合氯化铝PAC和聚乙烯铵混合作为混凝剂，在聚合硫酸铁的合成中加入任意比例的铝盐和一定比例的硅酸盐以及少量的聚丙烯酰胺生成一种新混凝剂，CPFA-CS，此复合无机高分子混凝剂具有较宽的pH值和温度适用范围，用它作为混凝剂处理屠宰废水，COD和色度去除率分别可达 75%和 95%以上,一次混凝处理即可达到或接近污水综合排放标准。 1.2.2 生化法 根据城市生活水质特点可知其具有较好的可生化性，在有机物含量、有机元素种类和pH值等方面都比较适合采用生物法进行处理，因此目前在生活污水处理技术的选择上，生物法是经济有效的处理方法。目前已经用于工程实践和已研究成功的生物处理工艺有:活性污泥法、生物膜法、氧化沟、接触氧化、生物滤池、稳定塘等等。 西南交通大学本科毕业设计(论文) 第3页 1.2.2.1 传统活性污泥法 传统活性污泥法由曝气池、沉淀池、污泥回流系统组成，它是水体自净的人工强空气 化过程。 处理的基本流程如下图: 出水 二次曝气池进水回流污泥沉淀池剩余污泥 活性污泥法基本流程 图1 活性污泥法基本工艺 流程 污水和回流污泥一起进入曝气池形成混合液。曝气池是系统的主要生物反应器。通过曝气设备充入空气，空气中的氧气溶入水中使活性污泥混合液发生好氧代谢反应。曝气设备不仅能给混合液充氧，而且能够使混合液得到足够的搅拌而呈悬浮状态，使有机物、氧气同微生物充分接触和反应。随后混合液流入二沉池固液分离后，底部污泥大部分回流，目的是维持曝气池中一定的微生物浓度，上清液外排，增殖的污泥外排处理，避免二次污染。 传统活性污泥法由于受到曝气设备充氧能力的限制，难以满足中、高浓度有机废水对氧的需求，且存在构筑物占地面积大、处理流程长、基建投资和运行费用高、容易发生污泥膨胀等问题，一般运用于中、高浓度有机废水处理的往往是它的变形工艺:如深井曝气法、AB法等等。 1.2.2.2 生物膜法 生物膜法是利用微生物附着在介质“滤料”表面上，形成生物膜，该生物膜由细菌(好氧、厌氧、兼性)、真菌、藻类、原生动物、后生动物以及一些肉眼可见的蠕虫、昆虫的幼虫等组成。污水和生物膜接触后，溶解的有机物被微生物吸附后，进一步被微生物氧化分解，转化为HO、CO、NH和微生物的细胞物质，污水得到净化，223 西南交通大学本科毕业设计(论文) 第4页 老化的生物膜随出水流入二沉池被去除。生物膜法包括生物滤池、生物转盘、生物接触氧化、曝气生物滤池及生物流化床等工艺形式。生物膜净化机理见下图: 图2 生物膜净化机理示意图 生物膜法与传统活性污泥法相比，有以下特点: ? 微生物相多样化，生物的食物链长，并有存活世代时间较长的微生物，有良好的脱氮效果; ? 微生物数量多，处理能力大，净化功能强; ? 污泥沉降性良好，易于固液分离;剩余污泥量少，降低污泥处理与处置费用; ? 耐冲击负荷，对水质、水量变动具有较强的适应性，并能处理低浓度的污水; ? 减少污泥膨胀问题，易于运行管理。 在相同运行条件下，生物膜系统处理效果优于活性污泥系统，其BOD、COD和5cr油脂去除率分别可达97%、99%、82%，出水水质可达废水综合排放二级标准，达到相同的污染物去除率时，生物膜系统的运行管理更方便，且克服了活性污泥系统存在的一些问题，例如:该方法不会存在污泥流失问题，不需要设置搅拌装置即可达到脱氮效果，且不存在污泥上浮现象。 [3]其中生物接触氧化工艺，对处理小水量效果很好。生物接触氧化工艺(Biological Contact Oxidation)又称“淹没式生物滤池”、“接触曝气法”、“固 西南交通大学本科毕业设计(论文) 第5页 着式活性污泥法”，是一种于20世纪70年代初开创的污水处理技术，其技术实质是在生物反应池内充填填料，已经充氧的污水浸没全部填料，并以一定的流速流经填料。在填料上布满生物膜，污水与生物膜广泛接触，在生物膜上微生物的新陈代谢的作用下，污水中有机污染物得到去除，污水得到净化。 生物接触氧化工艺是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物膜法工艺，其特点是在池内设置填料，池底曝气对污水进行充氧，并使池体内污水处于流动状态，以保证污水同浸没在污水中的填料充分接触，避免生物接触氧化池中存在污水与填料 接触不均的缺陷。 生物接触氧化工艺中微生物所需的氧常通过鼓风曝气供给，生物膜生长至一定厚度后，近填料壁的微生物由于缺氧而进行厌氧代谢，产生的气体及曝气形成的冲刷作用会造成生物膜的脱落，并促进新生物膜的生长，形成生物膜的新陈代谢，脱落的生物膜将随出水流出池外。该工艺适用于生活污水及城市污水处理 、生物接触氧化工艺 、食品加工类工业废水处理、小区及楼宇建筑中水回用及微污染饮用水生物预处理。 [4] 生物接触氧化工艺，容积负荷高，占地相对较小，抗冲击负荷，可间歇运行。生物种类多，活性生物量大。无污泥膨胀问题。但流程较为复杂;布水、曝气不易均匀，易出现死区。需定期反洗，产水率低。 1.2.2.3氧化沟法 氧化沟法是一种改良型的活性污泥法，其曝气池呈封闭的沟渠形，污水和活性污泥混合液在其中循环流动，故因此得名。 其基本流程图如下图 图3 卡鲁塞尔氧化沟 1-出水堰 2-曝气器 西南交通大学本科毕业设计(论文) 第6页 氧化沟的工艺特点有: ? 简化了预处理。氧化沟的水力停留时间和污泥龄比一般生物处理法长，悬浮有机物可与溶解性有机物同时得到较彻底的去除，排出的剩余污泥已得到高度稳定，因此氧化沟可不设初沉池，污泥不需进行厌氧硝化。 ? 因在流程中省略了初沉池、污泥硝化池，有时还省略二沉池和污泥回流装置，节省了占地面积。 ? 具有推流式流态特征，使得溶解氧沿池长方向形成浓度梯度，从而形成好氧、缺氧、厌氧环境，而达到较好的脱氮除磷效果。 该工艺的缺点是脱氮的效果一般，对于高浓度含氮的屠宰废水，脱氮可能达不到排放要求。 1.2.2.4 循环式活性污泥法(CASS工艺) CASS工艺是间歇式活性污泥法(SBR)的一种变革。完整的CASS工艺运行周期分为四个阶段:曝气阶段-沉淀阶段-滗水阶段-闲置阶段。 CASS池运行规律介于完全混合式活性污泥法和理想的推流式活性污泥法之间。每个CASS池由3个区域组成:生物选择区、兼氧区及主反应区。 生物选择区设置在反应器的进水处，是一容积较小的污水污泥接触区(容积约为反应器总容积的10%)。进入反应器的污水和从主反应区内回流的活性污泥(回流量约为日平均流量的20%)在此相互混合接触。生物选择器能创造合适的微生物生长条件并选择出絮凝性细菌。在生物选择区内，通过主反应区污泥的回流并与进水混合，不仅充分利用了活性污泥的快速吸附作用而加速对溶解性底物的去除并对难降解有机物起到良好的水解作用，同时可使污泥中的磷在厌氧条件下得到有效的释放。生物选择器还可有效抑制丝状菌的大量繁殖，克服污泥膨胀，提高系统稳定性。在生物选择器中，污泥回流液中存在的少量硝酸盐氮可得到反硝化，反硝化量可达整个系统反硝化量的20%左右。选择器可定容运行，也可变容运行，多池系统中的进水配水池也可用作选择器。 兼氧区不仅具有辅助厌氧或兼氧条件下运行的生物选择区对进水水质水量变化的缓冲作用，同时还具有促进磷的进一步释放和强化氮的反硝化作用。 主反应区则是最终去除有机底物的主要场所。运行过程中，通常将主反应区的曝 西南交通大学本科毕业设计(论文) 第7页 气强度以及曝气池中溶解氧强度加以控制，以使反应区内主体溶液处于好氧状态，保证污泥絮体的外部有一个好氧环境进行硝化;活性污泥结构内部则基本处于缺氧状态，溶解氧向污泥絮体内的传递受到限制，而较高的硝酸盐浓度(梯度)则能较好地渗透到絮体内部，有效地进行反硝化，从而使主反应区中同时发生有机污染物的降解以及同步硝化和反硝化作用。 1.2.2.5厌氧生物处理法 厌氧生物处理法可将有机物在厌氧条件下的降解过程分成三个反应阶段。 第一阶段是，污水中的溶性大分子有机物水解为溶性小分子有机物。 反应的第二阶段为产酸和脱氢阶段。水解形成的溶性小分子有机物被产酸细菌作为碳源和能源，最终产生短链的挥发酸，如乙酸等。 在废水的厌氧生物处理过程中，有机物的真正稳定发生在反应的第三阶段，即产甲烷阶段。产甲烷的反应由严格的专一性厌氧细菌来完成，这类细菌将产酸阶段产生的短链挥发酸(主要是乙酸)氧化成甲烷和二氧化碳。 不溶性有机物和大分子溶性有机物 (胞外酶作用) 水解阶段 简单溶性有机物 产酸脱氢阶段 (产酸细菌作用) 细菌细胞 其它产物 挥发酸 CO+H 22 产甲烷阶段 (产甲烷细菌作用) 细菌细胞 CH+CO 42 图4 厌氧处理的连续反应过程 西南交通大学本科毕业设计(论文) 第8页 1.2.2.6 稳定塘 稳定塘是以太阳能为初始能量，通过在塘中种植水生植物，进行水产和水禽养殖，形成人工生态系统，在太阳能(日光辐射提供能量)作为初始能量的推动下，通过稳定塘中多条食物链的物质迁移、转化和能量的逐级传递、转化，将进入塘中污水的有机污染物进行降解和转化，最后不仅去除了污染物，而且以水生植物和水产、水禽的形式作为资源回收，净化的污水也可作为再生资源予以回收再用，使污水处理与利用结合起来，实现污水处理资源化。 人工生态系统利用种植水生植物、养鱼、鸭、鹅等形成多条食物链。其中，不仅有分解者生物即细菌和真菌，生产者生物即藻类和其他水生植物，还有消费者生物，如鱼、虾、贝、螺、鸭、鹅、野生水禽等，三者分工协作，对污水中的污染物进行更有效地处理与利用。如果在各营养级之间保持适宜的数量比和能量比，就可建立良好多生态平衡系统。污水进入这种稳定塘其中的有机污染物不仅被细菌和真菌降解净化，而其降解的最终产物，一些无机化合物作为碳源，氮源和磷源，以太阳能为初始能量，参与到食物网中的新陈代谢过程，并从低营养级到高营养级逐级迁移转化，最后转变成水生作物、鱼、虾、蚌、鹅、鸭等产物，从而获得可观的经济效益。稳定塘污水处理系统具有基建投资和运转费用低、维护和维修简单、便于操作、能有效去除污水中的有机物和病原体、无需污泥处理等优点，在我国，特别是在缺水干旱的地区，是实施污水的资源化利用的有效方法，所以稳定塘处理污水近年来成为我国着力推广的一项新技术。 1.3污染物去除与处理工艺要求 污水处理的目的是去除水中的污染物质，使污水得到净化。污水中的主要污染物为BOD，COD，NH-N和SS等，根据污水水质及出水要求，项目要求的污染物的去除5cr4 率如下表: 西南交通大学本科毕业设计(论文) 第9页 表1 要求达到的污染物去除率 项目 进水水质(mg/l) 出水水质(mg/l) 去除率(%) BOD 220 20 90.90% 5 COD 400 80 80% cr SS 220 20 91% +NH-N 25 15 20% 4 从表中可以看出，要求的各种污染物去除率由大到小的排列顺序为:SS，BOD5，COD，NH-N。污水处理工艺的选择与污染物所要达到的去除效率密切相关，因此cr4 首先需要分析各种污染物的去除机理和所能达到的去除程度。 1.3.1有机污染物(BOD和CODcr)的去除 5 好氧处理污水中有机物的去除主要依靠活性污泥的吸附作用和代谢作用。在活性污泥和污水接触的初期，会出现很高的 BOD去除率，这是因为污水中的有机颗粒和5 胶体被絮凝和吸附在微生物表面，从而被去除。但是这种去除作用仅对悬浮物和胶体起作用，对于溶解性的有机物则不起作用。溶解性有机物直接进入细胞内部通过代谢分解作用，一部分合成新的细胞物质，一部分分解以获得细胞合成所需的能量。代谢最终产物为二氧化碳、水等稳定无机物。通过控制污泥负荷在0.3kg BOD/?MLSS?d5以下时，很容易使得出水BOD保持在20mg/L以下。 5 1.3.2 SS的去除 处理出水中悬浮物浓度不仅涉及到出水SS指标，出水中的BOD、COD等指标也cr5与之有关。因为组成出水悬浮物的主要成分是活性污泥絮体，其本身的有机成分就高，因此较高的出水悬浮物会使出水的BOD、COD等含量增高。因此，控制出水SS指标5cr 是最基本，也是很重要的。 污水中的无机颗粒和大直径的有机颗粒靠自然的重力沉降作用即可去除，小直径的有机颗粒靠微生物的降解作用去除，而小直径的无机颗粒(包括大小在胶体和亚胶体范围内的无机颗粒)则靠活性污泥絮体的吸附、网捕作用，与活性污泥絮体同时沉淀而去除。 西南交通大学本科毕业设计(论文) 第10页 初沉池可以作为预处理使用，去除污水中的无机颗粒和大直径有机颗粒;二沉池作为生物法处理的后续处理，去除活性污泥絮体。另外，为了降低出水中悬浮物浓度，减轻二沉池负担，在工程中应采取适当的措施，如:选用适当的污泥负荷以保持活性污泥的凝聚及沉降性能。 1.3.3 氨氮的去除 在屠宰废水中，氨氮主要以氨态氮及有机氮形式存在，这两种形式的氮称为凯氏氮，用TKN表示，而硝基氮(包括硝酸盐和亚硝酸盐)含量较少，这些不同形式的氮统称为总氮。 氨氮的去除包括两部分，一部分氨氮通过微生物的新陈代谢作用，进入微生物体内，合成新的细胞物质随着剩余污泥排走，另一部分氨氮首先在好氧段溶解氧充足的情况下由亚硝化细菌和硝化细菌的硝化作用，氧化为硝基氮，再在缺氧段利用反硝化细菌，以有机碳为电子供体，硝基氮为电子受体，将其反硝化还原为N，溢出水面2释放到大气中。 发生的生化反应包括: 硝化反应: 2NH+3O ? 2HNO+2HO 3222 2HNO+ O ? 2HNO 223 反硝化反应: -–6NO，5CHOH ? 5CO+3N+7HO+OH 3 3222 硝化和反硝化反应过程中的控制要点有: ? 硝化反应为需氧反应，因此，系统内的溶解氧浓度必须维持在2mg/L左右; ? 硝化菌比增长速率低、世代周期长，如果系统的污泥龄短，那么硝化菌来不及增殖就从系统中排出，因此要求系统污泥龄大于硝化反应所要求的污泥龄，也就是说系统要维持在较低的污泥负荷下运行，培养出足够数量的硝化细菌; ? 硝化反应每氧化1g氨氮要消耗碱度7.14g(以CaCO计)，当原水的碱度不3 够时必须及时调整碱度，减轻pH值变化对亚硝化细菌比增长速率的影响; ? 溶解氧会与硝酸盐竞争电子供体，对反硝化过程有抑制作用，因此反硝化工程要保证严格的缺氧条件; ? 反硝化以有机物为电子供体，因此在反应过程中要保证碳源足够，一般认为C/N比大于3时，能够满足碳源的需要。 西南交通大学本科毕业设计(论文) 第11页 1.4(工艺选择 1.4.1工艺选择原则 在工艺方案的确定中，我们依据以下原则: (1) 技术成熟，处理效果稳定，保证出水水质达到国家规定的排放要求。 (2) 基建投资和运行费用低，以尽可能少的投入取得更可能多的效益。 (3) 运行管理方便，运转灵活，并可以根据不同的进水水质和出水水质要求调整运行方式和工艺参数，最大限度地发挥处理装置和处理构筑物的处理能力。 (4) 选定工艺的技术及设备先进、可靠、成熟。 (5) 便于实现工艺过程的合理自动控制，提高管理水平，降低劳动强度和人工费用。 (6) 应杜绝或明显减少污染物的产生，不产生二次污染，且系统在使用中不应有严重的臭气问题。 (7) 处理工艺的应用有足够的经验以资借鉴。 1.4.2污水生化处理可行性分析 原污水能否采用生物处理，特别是是否适用于生物脱氮除磷工艺，取决于原污水中各种营养成分的含量以及比例能否满足生物生长的需要，因此首先应判断相关指标能否满足要求。 表2-1 原污水水质指标 指 标CODBOD SS 氨氮 cr 5 单位(mg,L) 400 220 220 25 西南交通大学本科毕业设计(论文) 第12页 表2-2 进水营养物比值 项 目 比 值 BOD/ COD 0.55 5cr BOD/TN 8.8 5 BOD5/ CODcr比值 污水的BOD5/ CODcr值是判定污水可生化性的最简便易行和最常用的方法。一般认为BOD5/ CODcr >0.3时,可生化性较好, BOD5/ CODcr <0.3时,较难生化, BOD5/ CODcr <0.2时,不易生化。 分析该工程的进水水质:BOD5= 220mg,L , CODcr =400 mg,L ,BOD5/ CODcr =0.55, 其生化性属于比较好类型的有机废水，因此本工程宜采用生物处理。 BOD/TN(即C/N)比值 5 C/N比值是判别能否有效脱氮的重要指标，从理论上讲C/N?2.86就能进行脱氮，但一般认为，C/N?3.6才能进行有效的脱氮。 分析好氧池确进水水质，C/N,8.8，碳源足够，无需另加碳源。 1.4.3处理工艺流程 由于学校生活的水量和水质随时间变化较大，且含有悬浮物，因此废水必须经过适当预处理，才能保证处理效果，使得各种构筑物运行效果稳定。污水先流经格栅去塑料袋、固体垃圾杂质，以保证管道和处理设施不被堵塞，经配水井调节再由提升泵提升流入平流沉淀池，除去部分悬浮物后进入调节池调节水量、使得废水充分混匀，均化水质。然后污水由提升泵提升流入接触氧化池反应，在此反应去除大部分有机物和氨氮，使有机物浓度大大降低。出水经二沉池(竖流沉淀池)排放，沉淀池和生化池的剩余污泥经污泥储存池干化后用做肥料或者外运填埋。。处理流程见示意如图: 西南交通大学本科毕业设计(论文) 第13页 进水 格栅池 配水井 平流沉淀池 调节池 生物接触氧化池 竖流沉淀池 污泥储存池 排放 外运 图5 处理工艺流程图 1.4.4污泥处理 污泥是污水处理过程中产生的大量固体杂质、悬浮物质和胶体物质等副产物，包括筛余物、沉泥、浮渣和剩余污泥等。其中含有许多的污染物，必须进行妥善处理以防止再次污染环境。 处理污泥通常的方法有:浓缩、脱水、焚烧、填埋、厌氧发酵处理等等。厌氧发酵处理一般针对城市污水厂污泥，污泥量大，能够回收利用沼气热能。焚烧受到设备和污泥热值限制，投资大，国内目前也不常运用。污泥脱水后填埋或者土地利用成为小型污水处理站污泥处理常用方式，不但投资节约，而且生物污泥作为肥料，还可以作为土壤改良剂。 污泥中含有许多有用物质，如能加以充分利用则能化害为利，这是从积极方面解决污泥的出路问题。污泥的利用主要有以下几个方面: 1)用作农肥 污泥经过浓缩消化后可直接用作农肥有显著肥效，但其中的重金 西南交通大学本科毕业设计(论文) 第14页 属离子等有害物质的含量应在允许范围内; 2)制取沼气 污泥经过厌氧发酵产生沼气，可作能源使用，也可提取四氯化碳或用作其它化工原料; 3)制造建筑 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 某些工业废水中的污泥的沉渣中的一些成分可用作建筑材料，如污泥焚烧后掺加黏土和硅砂制砖;或在活性污泥中加进木屑、玻璃、纤维或压制成板材;以无机物为主要成分的沉渣可用于铺路和填坑等; 4)其他用途 污泥的蛋白质部分可制饲料或从中提取维生素B、胡萝卜素、硫12氨等化学药物，甚至可用河底淤泥制作工艺品。 针对本工程特点，脱水方式采用自然干化，可以较好地节约投资和运行费用，泥饼外运填埋或作为肥料。 西南交通大学本科毕业设计(论文) 第15页 第二章 设计计算书 日处理500吨学校生活污水处理站初步设计 1.污水水质介绍及水量计算 表4 进水水质指标 +指 标CODcrBOD SS NH-N 54 单位(mg,L) 300-500 150~300 150~300 20,30 排放标准:处理出水需达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002一级标准B标准，具体如下表: 表5 《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级标准B标准 +指 标COD BOD SSNH-N cr5 4 单 位(mg,L) ? 60 ? 20 ? 20 ? 15 33设计水量:Q=500m/d,0.006 m/s，K=1.59(变化系数)，以最大流量计算。由于z 3学校生活污水可视为居民区生活污水，考虑到水量达500 m/d，先假设服务人口有2800人，假设以四川省所在第五分区的居民生活用水量来计算，又假设学校内卫生设备情况为:室内有给水排水卫生设备，并有领域设备，查阅相关资料平均日污水量 qNKZ100,140(L/人)，计算时取为120L/人。由公式， Q,,6.183L/s86400 表6 要求达到的污染物去除率 项目 进水水质(mg/l) 出水水质(mg/l) 去除率(%) BOD 220 20 90.90% 5 COD 400 80 80% cr SS 220 20 91% +NH-N 25 15 20% 4 西南交通大学本科毕业设计(论文) 第16页 2.污水处理站内各构筑物计算 2.1格栅池 因为水量较小，所以格栅采用固定尺寸。 格栅间距取10mm，栅前水深取0.5m，过栅流速 0.9m/s。 格栅池规格取为0.8×3×1.7m，格栅宽0.8m，采用扁钢焊成，扁钢厚5mm，宽20mm，栅间距为10mm，则格栅由54根扁钢条焊成，间距数为53个，格栅长度为2.0m， ，以60?倾角安装。 格栅尺寸为0.8×2.0m 2.2集水井 参数选择:水力停留时间HRT:1~2h，取最大值计算 33池体容积，取40m计算，设计为方形池，V,q*HRT,0.006，2，3600,43.2m 400尺寸为4×5×2m，反算水力停留时间，，符合要求。 HRT,,1.85h0.006 由于污水从地下一米进入系统，故考虑格栅的水头损失为20cm，则集水井实际深度为3.3. 在池底设潜水泵型号为150QW180-12.5,电机功率为7.5KW，一用一备。 2.3平流式沉淀池 参数选择: 32沉淀时间 t:1.5h 表面负荷 q:2.0m/(m)h) 33去除率η:68% 流量 Q: 500m/d,0.006 m/s 池内流速v:1mm/s 计算 沉淀池分为两格，其中一格工作，一格备用。 3600Q20.006，3600nax沉淀池总表面积 , A,,,10.8m,2.0q ,沉淀部分有效水深，超高取0.3m h,q，1.5,3.0m2 ,3沉淀部分有效容积 V,Qt,3600,0.006，1.5，3600,32.4mmax 西南交通大学本科毕业设计(论文) 第17页 沉淀池长 L=vt=1×1.5×3.6=5.4m，取6m，宽2m， 核算长宽比=3，符合规格 沉淀池设计数据:6×2×3m， 污泥部分需要的总容积 Q(C,C)86400*T*1000.006*(220,70)*86400*2*1003MAX12 V,,,2.5m06,K(100,p)(100,96)*1.59*10Z 污泥斗计算 ，下口面积为0.5*0.75，斜壁角度=60?，污泥斗高污泥斗上口尺寸取2*3αh,1.97m， 污泥斗的体积 13 V,h，(f，f，f,f),3.41m12123 污泥斗以上梯形部分容积 '' h,(5.4，0.3,3)*0.01,0.027m,4 可见，可以忽略不计 池子总高度 设池子缓冲层高度0.5m， =5.13m H,h，h，h，h1234 排泥方式采用水压排泥，由污泥泵抽至污泥储藏池。污泥泵型号为:50QW6.9-18.9A，功率为1.5kw。 2.4调节池 埋入水深不能太深，只需实现平流沉淀池出来可以重力流向调节即可;此外，深度太大，对土建要求相应也较高，土建投资相对较大。 调节池容积的确定要考虑到废水的产生为非连续，水质、水量波动较大，选取恰当的停留时间，对于维持后续生物处理系统的稳定性有重要意义。 设计参数: 选取水力停留时间(HRT)为8小时， 33调节池容积 V=0.006*8*3600=172.8m，，取175m计算，池子为方形，设计池的 西南交通大学本科毕业设计(论文) 第18页 大小:7×5×5m，埋入地下2m 在池底设潜水泵型号为150QW180-12.5,电机功率为7.5KW，一用一备。 2.5生物接触氧化池 参数选择 :220mg/l 去除率:91, BODη5 反应池数:2 N 计算 由于BOD=100~300mg/L，采用直流鼓风曝气接触氧化池 5 1)滤池的有效容积 Q(L,L)500，20033at，取为70m。 V,,,66.7mM1500 2)滤池总面积 223 F=V/H=70/3=23.3m，取为24m，故反算，可将滤池的有效容积修正为72m 3)校核接触时间 FH72*3t,*24,*24,10.3h Q500 4)滤料总高度 H=H+h1+h2+h3+h4=3+0.5+0.5+0.5=4.5m 0 需氧量的计算 (1)需氧量 3D=DQ=500*20=10000m/d o 33因此选择罗茨鼓风机，由需氧量10000m/d=6.94m/min，选取风压5m，可选择RT-080 型，转速(rpm):1681，功率(kw):11.00 采用DN100管道供氧，其流速为1.5m/s. 2.6二沉池(竖流沉淀池) 参数选择 ，32表面负荷q=2.0 m/m*h 沉淀时间T=1.5h 西南交通大学本科毕业设计(论文) 第19页 每人每日产生污泥量w=0.5L/人*d 计算 1.中心管面积A0 设中心管内流速v=0.03m/s采用池数1个，则池内最大流量q=0.006m/s 0max q0.0062max f,A,,,0.2m0v0.030 2.沉淀部分有效断面面积A ,32q=2.0m/m*h v=u=2.0m/h=0.0006m/s 0 q0.0062max A,,,10m0v0.0006 3.沉淀池直径D 4(A，A)4(10.，0.2)0 D,,,3.6m,取4.0m,3.14 4.沉淀池有效水深 h,vT，3600,0.0006，1.5，3600,3.24m ，取3.5m2 5.校核池径水深 D/h =4.0/3.5<3,符合要求 2 (校核集水槽每米出水堰的出水负荷q6 0 q0.006max 可见符合要求。 q,,,0.53L/S,2.9L/S0,D3.14，3.6 7(污泥体积 WNT0.5，2712，2g3 V,,,2.7m10001000 8.池子圆锥部份容积 ，。圆锥底部d =0.4m，截锥高度为h ，截锥侧壁倾角 ,,555 h,(D/2-d/2)tg,,1.8，1.42,2.570m5 h,2235 V,(R，r，Rr),12.0m23 9.中心管直径d0 4A4，0.20d,,,0.50m 0,3.14 10.中心管喇叭口下缘至反射板的垂直距离h，设流过该逢隙的流水流速3, 西南交通大学本科毕业设计(论文) 第20页 v=0.02m/s， 1 喇叭口直径 d,1.35d,1.35，0.50,0.675m10 q0.006max则 h,,,0.20m3,,vd0.02，0.51 沉淀池总体高度 H=h+h+h+h+h=0.3+3.5+0.2+2.6=6.6m 12345 为了实现生物接触氧化池的出水可以重力流动至沉淀池，沉淀池讲部分埋入地下，现选择讲截锥部分先埋入地下。 2.7污泥储存池 33由初沉池产生的污泥量为2.5m/2d，由二沉池产生的污泥为2.7m/2d，考虑到储 3存池的能储备一个月的污泥量，储存池的有效容积为78m，取尺寸为3.5×3.5×3m，池体地下埋深2m。 西南交通大学本科毕业设计(论文) 第21页 第三章 技术经济分析 3.1 工程造价估算 3.1.1编制范围 本工程总投资包括:土建、安装、设备、仪表电器购置、非标准设备制造、工程设计、运行调试、人员培训、工程监理、化验监测。但不含土地征用费、站外动力电源及电力增容费等费用。 3.1.2编制依据 本工程的土建、安装工程投资计算，主要依据构筑物单位容积投资估算，设备主要依据有关厂家的出厂价格。 3.1.3费用 ? 土建费用见下表8: 表8 土建费用一览表 序号 名称 规 格 数量 金额(万元) 1 1.7×3×0.8m 1 0.2 格栅池 2 4×5×2m 1 1.6 调节池 3 6×2×3m 1 3.2 平流沉淀池 4 7×5×5m 1 7 调节池 生物接触氧 5 10.1×8×4.75m 4 16.2 化池 6 3.5×3,5×3m 1 1.5 污泥储存池 6×3×3.0m 控制室 7 1 2.3 竖流沉淀池 直径4m，高6.6m 32 合计 西南交通大学本科毕业设计(论文) 第22页 ? 设备费用见下表9: 表9 主要设备及安装费一览表 序 号 名 称 规 格 数 量 金额(万元) 1 1 0.05 格 栅 10mm细格栅 150QW130,22,15， 2 6 3.6 潜污泵 N,15kw J,Z250/4.0 ， 3 1 0.5 计量泵 N,1.5kw 4 2 6 风 机 RT-080，N,11.00kw 5 HWB-1 96 1 曝气器 50WQ10-10-0.75， 6 4 0.6 污泥泵 N,0.75kw 3 7 70m 1.1 填料 7 5 仪器、仪表 8 5 管道及管件 9 3 配 电 25.85 总计 两项合计共57.85万元。 3.2 运行管理机制与运行费用 3.2.1管理机制及人员编制 专职管理人员3人，其中站长1名。 3.2.2运行说明 ?栅前浮渣和其他固体杂物应及时清除，以减少水流阻力。 ?平流沉淀池污泥由泵抽至污泥干化床，每两天排泥一次，每次排泥时间为0.5h。 ?污泥池每两个月排一次，每次排泥1h、 西南交通大学本科毕业设计(论文) 第23页 ?污泥储藏池污泥应定期干化清理外运，以免产生异味。 3.2.3运行费用 ? 人员工资:人均工资1000元/月，平均每天人工费为100元/天。 表10 机电设备耗电一览表 功率 设备名称 型 号 数 量 工作时间(h) (KW) 格栅机 GSHZ-900 1 24 1.5 污水提升泵 150QW180-9 6 24 22.5 污泥泵1 50QW6.9-18.9 1 0.5 1.5 污泥泵2 100KQL50-12 4 0.5 2.5 鼓风机 RT-080 2(一用一备) 24 11 照明系统 2.5 其他电耗 7 ? 能耗:运行电费，每日耗电48.5kwh，电费按0.45元计算，则: 842kwh ，0.45元/kwh=378.9元/天 ? 维修保养费按20元/日计。 ? 运行成本:运行费用由人工费用、电费、维修费等组成。 3处理污水能力每日为2000m，则: 33处理吨水成本:498.9元/天?500 m 废水/天 =1.0元/ m废水 3.2.4环境效益 污水污染物浓度: COD400mg/L cr 经处理后排放标准:COD 80mg/L cr 3COD削减量为:400mg/L-80mg/L = 320mg/L=0.32kg/m cr 33 0.32kg/m ， 500 m/d=160kg/d 160 kg/d ， 365d/a= 58.4t/a 即:污水经治理后，每年减少COD排放量为:58.4t/a。 cr 西南交通大学本科毕业设计(论文) 第24页 第四章 结 论 3水量少，水质、水量变化大，是校园生活污水处理的难度。针对某学校500m/d污水处理工程，工艺设计依照“技术成熟、投资节省、运行灵活、管理方便”等原则，核心生物处理部分采用生物接触氧化工艺，辅助以沉淀、调节等物理处理手段。该组合工艺技术成熟、处理效率高、投资运行节省，处理出水达到《污水综合排放标准》GB8978-1996的一级标准后排放。 设计过程中，针对城市生活污水的水质特点，工艺设计采取相应的措施以确保处理效果:接触氧化处理部分，由于进水中水质变化甚大，生物降解时间长，而生物接触氧化具有较高的容积负荷，运行管理简单，水质水量骤变有较强的适应能力，污泥产率低等优点。。此外，设计还考虑了剩余污泥处置、构筑物的平面和高程布置等问题，并对工艺的技术经济性进行了简单的分析，每年可削减COD排放量58.4t/a，cr 具有巨大的环境效益。 西南交通大学本科毕业设计(论文) 第25页 致谢 毕业设计完成了，在这个过程中我学到了很多东西。在此，首先我要感谢我的导师董海山老师，在课题研究的过程和技术上的指导，给予了我很大的帮助。在设计开始的初期，我对于工程设计的知识以及文献选取等方面都有很多问题， 导师都非常耐心地给我说明一切注意事项，平易近人的态度给我留下了深刻的印象，使我受益匪浅。同时，在毕业设计期间，无论是理论知识还是实际工程项目经验，董老师都给了我很多指导和启发。董老师丰富的工程实践经验、扎实的理论基础、严谨认真的态度都给我留下了深刻的印象。在外地实习期间，感谢实习老师给我的耐心讲解，给我在论文的编制过程中提供了很好的理论依据和实际的工程经验。另外，再次对关心、帮助我的老师和同学表示衷心地感谢～ 最后，衷心的感谢各位专家抽出宝贵时间评阅本设计。 西南交通大学本科毕业设计(论文) 第26页 参考文献: 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