某城市污水处理厂工艺设计(日处理6万方)
更新时间:2023-10-06 20:47:01 阅读量: 综合文库 文档下载
某城市污水处理厂工艺设计
1.设计任务书
一、 设计任务
根据所给的其他原始资料,设计污水处理厂,具体内容包括:
1、确定污水处理厂的工艺流程,选择处理构筑物并通过计算确定其尺寸; 2、画出污水厂的工艺平面布置图,内容包括表示出处理厂的范围,全部处理构筑物及辅助构筑物、主要管线的布置、主干道及处理构筑物发展的可能性;
3、按扩初设计要求,画出污水厂工艺流程高程布置图,表示原水、各处理构筑物的高程关系、水位高度以及处理出水的出厂方式; 4、按扩初设计要求,画出主要构筑物单体的平面、剖面图; 5、编写设计说明书、计算书.
二、 设计资料
1.设计规模及水质 ① 原始资料
该城市污水中包括居民生活污水和工业废水两大部分,工业废水占总量的40%,主要为化工、机械、纺织等工业排出的废水,大部分经厂里处理,达到GB8978-1996<<污水综合排放标准>>中三级标准后排入城市污水下水管道。考虑到城市的近期、远期规划,拟建规模为60000m3/d。 ② 设计进水水质
CODcr=400mg/L; BOD5=180mg/L; SS=250mg/L
T-P=35mg/L; T-P=4mg/L; PH=7-8; 总碱度=280mg/L ③设计出水水质
根据GB18918-2002<<城市污水处理厂污染物排放标准>>的相关规定,要求出水水质达到一级标准(B标准)。水质情况如下:
CODcr≤60mg/L; BOD5≤20mg/L; SS≤20mg/L; T-P≤20mg/L; T-P≤1.5 mg/L; PH=7-8 2、城市自然状况
气候:大陆行季风气候
气温:最低温度:-10℃; 最高气温:40℃
夏季平均气温:20-26℃; 冬季平均气温:6-10℃ 冻土深度:0.4-0.8m 主导风向:西北风
3、污水处理厂厂区概况
该污水处理厂为新建污水厂,根据规划位于城市下游,城市海拔高度340.0m,规划用地长宽分别为:350mx200m,场地平整.污水厂进水口位于厂区西南角,进水污水管的标高为336.0m;出水靠重力排入厂区东侧500m处某河,该河符合<<地表水环境质量标准>>中的III类标准.河水最高水位336.0m.地下水位深度:3-4m.
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2.设计说明书
2.1 工程概况
2.1.1 基本情况
设计名称:某城镇6万m3/d污水处理厂设计
设计规模:日处理城镇污水6万m3,包括生活污水和城市工业废水 处理工艺:污水处理采用厌氧选择池加氧化沟工艺,污泥处理采用机械浓缩压滤处理工艺。
设计内容:污水处理厂一座,及其他附属建筑物,包括综合楼、配电室、锅炉房、传达室、食堂、浴室、篮球厂等。
设计结果:任务书一份、设计说明计算书一份、CAD设计图纸8张(包括: ①污水厂总工艺平面布置图;②污水厂工艺流程高程布置图;③奥贝尔氧化沟平面图;④奥贝尔氧化沟剖面图;⑤曝气沉淀池平面图、剖面图;⑥辐流式二沉池平面图、剖面图;⑦幅流式污泥浓缩池平面图、剖面图;⑧中格栅间与污水提升泵房平面图、剖面图。
根据设计任务书提供的进出水水质指标情况,特别是对氮、磷的去除,在初步讨论阶段,通过对A2/O工艺、CASS工艺和氧化沟在实际运行条件下的运行状况进行了详细的比较论证,最终确定选用厌氧池加奥贝尔氧化沟工艺作为污水处理主体工艺,用于脱氮除磷并去除CODCr、BOD5。对污水、污泥处理的其他阶段工艺,也都经过了详细的比较论证,最终确定出了一套系统、完整、高效的处理工艺流程。主要包括粗细格栅、曝气沉淀池、厌氧池、奥贝尔氧化沟、辐流式二沉池、污泥浓缩池、污泥脱水间等。污水处理厂其他辅助构建筑物也在力求简单、方便、实用的原则下,进行了细致的计算规划,做到主辅互不影响但又相互协调配合。本设计污水处理厂出水要求达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中的一级标准(B标准),排入厂区东侧500m处某河,该河符合<<地表水环境质量标准>>中的III类标准。
2.2 污水处理厂设计规模及污水水质
2.2.1 设计规模
某城市污水处理厂设计规模为6万m3/d。为城市生活污水和工业废水的混合污水。
2.2.2 污水水质及污水处理程度
进水水质:pH值 7-8;BOD5= 180mg/L;CODCr=400 mg/L;SS=250 mg/L;
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TN=35 mg/L; TP=4.mg/L。
出水水质:根据GB18918-2002<<城市污水处理厂污染物排放标准>>的相关规定,要求出水水质达到一级标准(B标准)。见表2-1:
表2-1 污水处理程度表
水质标准/单位 CODCr(mg/L) BOD5(mg/L) SS(mg/L) TN(mg/L) TP(mg/L) PH
进水水质 400 180 250 35 4 7-8
出水水质 60 20 20 20 1.5 7-8
去除率/% ≥85 ≥89 ≥92 ≥42.8 ≥62.5
备注 二级处理 二级处理
生物脱N 生物除P
2.3 污水处理厂工艺设计
2.3.1污水处理工艺设计要求
污水处理工艺流程设计应按照以下要求进行。 (1)污水处理后必须达到排放标准。
(2)要尽量采用成熟的、先进的、可靠的、效率高的处理技术。
城市污水处理成熟的处理路线一般为:预处理、一级处理、二级处理、三级处理和污泥处理,其中核心部分二级处理要求比较高,不仅要求去除有机污染物,而且要求能够脱N除P,主要技术有A-B法,A2/0法,SBR法,氧化沟法等。 (3)防止处理污染物过程中产生二次污染或污染转移。
要避免和抑制污染物无组织排放,特别是剩余污泥的处理。设置溢流、事故排除口应慎重合理。
(4)要充分利用和回收能源。污水处理高程安排应尽量考虑利用自然地势。 (5)处理量较大时宜选择连续处理工艺。 (6)处理量较小时宜选用间歇处理工艺。 (7)尽可能回收利用有用物质。
(8)考虑处理能力的配套性和一致性且要有一定操作的弹性。设计的处理能力一般要略大于实际所需的处理量。对于易损部件应采用双套切换,保证系统正常运行。
(9)确定运行条件和控制方案。包括整个系统中各个单元设备运行时的温度、压力、电压、电流等,主要构筑物在线测定系统。
(10)操作、检修方便,运行可靠。设计中应考虑到当地的实际情况和操作人员的技术素质。
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(11)设计中应考虑节能、节水。尽量选择能耗底的处理工艺和设备。设计中应尽量较少用水,并考虑经过处理后重复循环利用。
(12)保温,防腐设计。应考虑到东、夏季气候差异对构筑物的影响,防止裂缝。 (13)在满足处理要求的前提下,减化流程,节约资金。 2.3.2污水处理工艺选择 (1)此废水具有如下特点:
(a)BOD5/CODCr=180/400=0.45,说明废水可生化性很好; (b)废水N、P含量较高,出水N、P应符合要求。 (2)针对以上特点,要求污水处理系统应该具有以下功能:
(a)具有一定的BOD5去除能力;
(b)具备一定的脱N除P功能,使出水N、P达标; (c)使污水处理过程中产生的剩余污泥基本达到稳定。 (3)生化处理工艺选择
目前处理城市污水应用较多的生化工艺有氧化沟,A2/O法,A-B法,SBR法等。为了使本工程选择最合理的处理工艺,有必要按使用条件,排除不适用的处理工艺后,再对可以采取的处理工艺方案进行对比和选择。氧化沟工艺,A2/O工艺和CASS工艺三种工艺均能达到处理要求。在设计可行性分析阶段,对氧化沟工艺,A2/O工艺和CASS工艺的比较分析:
(a) A2/O工艺
一般在A2/O工艺中,为同时实现脱N除P的要求,必须满足如下条件:BOD5/TKN=5-8 实际进水中:BOD5/TKN=170/60=2.8<5
BOD5/TP≥15 BOD5/TP=170/4.5=37≥15
通过比较,采用传统A2/O工艺,脱N所需碳源不足,影响脱N效果,为此采用倒置A2/O工艺。污水先进缺氧段再进厌氧段,或厌氧、缺氧段同时进水,这样既解决了缺氧段的碳源不足的问题,使脱N能够很好的进行,同时也有利于除P,聚磷菌在厌氧段释放P,同时聚集能量,利用厌氧段聚集的能量,在好氧段进行好氧吸P过程,厌氧段结束后立即进入好氧段,能够使聚磷菌在厌氧段聚集的能量,充分用来吸P,加强了除P过程。
(b)CAST工艺
该工艺是在SBR工艺基础上发展而来的,增加了厌氧段、缺氧段,可实现脱N除P。运行简单,可实现自动化控制。
(c)氧化沟工艺
氧化沟工艺目前在城市污水处理方面应用最为广泛,处理工艺成熟,结构、设备简单,管理运行费用低。CAST工艺与氧化沟工艺比较如表2-2:
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表2-2 CAST工艺与氧化沟工艺比较
方案一(CAST工艺)
单池间歇多池连续。多座反应池交替运行保持
进、出水连续
有机物降解与沉淀在一个池子完成,无需设独
立的沉淀池及其刮泥系统。
在氧化沟中完成有机物降解,在沉淀池中进行泥水分离,需设独立的沉淀池和刮泥
系统。
通过每一个周期的循环,造成有氧和无氧的环
境,对氮和磷有很好的去除效果。 固体停留时间较长,可抵抗较强的冲击负荷。
污泥有一定的稳定性
氧化沟系统三个沟道的DO值呈0-1-2的梯次变化,脱氮效果好,除磷效果一般。 较长的固体停留时间,可抵抗冲击负荷。
污泥有一定的稳定性 方案二(奥贝尔氧化沟) 连续进水,连续出水。
采用鼓风曝气,曝气器均布池底,动力效率高;采用表面曝气,设有转碟曝气设备,转碟能耗较低;间歇运转须采用高质量的膜式曝气器,设备的闲置率较高,曝气器寿命较短,维
修及维护量大。
自动化水平高,对电动阀门等设备的可靠性需
求较高,控制管理较复杂。 耗电量较小,运行费用低。
自控系统编程工作量较大,PLC硬件费用高,自动化水平较高,劳动强度较低,对操作人员
的素质要求较高,总设备费用较高。
耗电量较大,运行费用较高。 自控系统编程工作量较小,PLC硬件费用低,自动化水平较低,劳动强度较高,对操作人员的素质要求较低,总设备费用较
低。
设备少且经久耐用,控制管理简单。 分点布置;设备少,管理简单,维护量小,
但能耗较高。
(4)氧化沟工艺与A2/O工艺相比,具有如下优势:
(a)工艺流程简单,处理构筑物少,机械设备少,运行管理方便。与A2/O法比较,可不设初沉池,没有混合液内回流系统,由于污泥相对好氧稳定,一般不设污泥的厌氧消化系统。
(b)A2/O工艺由于停留时间较短,剩余污泥的稳定性较差,一般需要污泥消化和浓缩过程,这不利于除P,生物除P是通过聚磷菌在好氧条件下,过量吸P而使废水中的P得到去除的,最终P随聚磷菌进入剩余污泥中除去,剩余污泥长时间处于厌氧状态,将导致聚磷菌吸收的P重新释放出来,影响除P效果。
氧化沟的水力停留时间较长,污泥泥龄较长,具有延时曝气的特点,悬浮有机物在沟内可获得较彻底的降解,污泥在沟内达到相对好氧稳定,剩余污泥量少,根据国内外经验,氧化沟不再设污泥厌氧消化处理系统,剩余活性污泥只须经机械浓缩、脱水即可利用或污泥后处置,简化了污泥后序处理程序。污泥在进行机
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