[本科]陜西楊凌區(qū)污水處理廠設(shè)計.doc

第1頁1原始資料分析1.1楊凌概況陜西楊凌，以我國唯一的農(nóng)科城著稱，是西北地區(qū)農(nóng)業(yè)科技人才的薈萃之地，示范區(qū)由科學(xué)園區(qū)、產(chǎn)業(yè)園區(qū)、國際合作園區(qū)、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)綜合園區(qū)和若干試驗(yàn)推廣基地等五個園區(qū)組成。楊凌農(nóng)業(yè)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)示范區(qū)，位于陜西關(guān)中平原中部，西安和寶雞中間，距省會城市西安大約90公里，中心地處東經(jīng)10810807，北緯34123420，三面環(huán)水，西以楊凌與寶雞扶風(fēng)縣接壤處為界，東有漆水河與武功縣為界，南以渭河與周至縣相望，北至韋水河。示范區(qū)規(guī)劃占地面積約為22.10平方公里，示范區(qū)距咸陽機(jī)場70公里，隴海鐵路橫穿東西，細(xì)寶中線和西寶高速公路貫通全境，郵電通信實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，并與國際聯(lián)網(wǎng)，交通通訊比較便利。1.2自然條件1.2.1地形地貌示范區(qū)北靠黃土塬，南依渭河，地質(zhì)構(gòu)造屬于鄂爾多斯地臺南端，地形以渭河沖積平原為主體，由渭各級其階地組成，區(qū)內(nèi)地勢北高南低，海拔高度431559米，南北間平均坡度為3.5%，東西向比較平坦，坡度在1%內(nèi)。1.2.2氣象屬于大陸性季風(fēng)氣候；年平均溫度13.0；最高溫度42.0；最低溫度-19.40C；年平均降水量610.2mm；最大凍土深度24cm，最大積雪深度23cm；歷年平均盛行東、西風(fēng)，最大風(fēng)速21.7m/s；地震列度為7度。1.2.3水文地質(zhì)示范區(qū)地下含層巖性主要為砂、砂礫石和黃土狀鈣質(zhì)結(jié)構(gòu)，地下水流向基本與地勢一致（西北流向東南）。區(qū)內(nèi)地層簡單，巖性單一，出露地層全部為Q3Q4黃土狀亞粘土，除二級階地局部為一級濕陷性外，其余地區(qū)均為二級濕陷性，地基承載力大于15T/m2，區(qū)內(nèi)地下水埋藏深度為265m，地下水對建筑物基礎(chǔ)無不良影響。區(qū)內(nèi)無不良地質(zhì)現(xiàn)象，規(guī)劃區(qū)內(nèi)全部用地都適宜于做修建用地。渭河在示范區(qū)境內(nèi)長度約15km，多年平均流量136.53/s，年總經(jīng)流量43.06億m3（魏家堡水文張資料），第2頁污水量近期水量:項(xiàng)目設(shè)計水量m3/dm3/hm3/sL/s平均流量3000012500.347347最高流量4350018130.503503遠(yuǎn)期水量：項(xiàng)目設(shè)計水量m3/dm3/hm3/sL/s平均流量6000025000.694694最高流量8040033500.9309301.3污水水質(zhì)COD=400mg/L；BOD5=220mg/L；SS=300mg/L；TN=30mg/L；P=1.7mg/L混合污水溫度：夏季按20C，冬季按10C。1.4處理要求處理要求:污水經(jīng)處理后應(yīng)達(dá)到污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)GB8978-2002中城市污水廠一級標(biāo)準(zhǔn)，其出水水質(zhì)COD=60mg/1，BOD=20mg/1，SS=20mg/L；T-N=15mg/1，p=0.5mg/1。污泥應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定化及脫水處理。1.5處理程度式中：C0原污水濃度Ce出水濃度1、COD去除率：100%=85%2、BOD5去除率：處理水中非溶解性DOD5的值：（參數(shù)及公式取自）DOD5=7.1bXaCeCe處理水中懸浮固體濃度20mg/LXa活性微生物在處理水中的所占比例取0.4b微生物自身氧化速率，取0.4DOD5=7.10.0750.420=4.26mg/L故水中溶解性DOD5要求小于204.26=15.74mg/LBOD5去除率：100%=92.8%3、SS去除率：100%=93.3%第3頁T-N去除率：100%=50%T-P去除率：100%=70.6%2城市污水處理方案的確定2.1確定處理方案的原則城市污水處理的目的是使之達(dá)標(biāo)排放或污水回用用于使環(huán)境不受污染，處理后出水回用于農(nóng)田灌溉，城市景觀或工業(yè)生產(chǎn)等，以節(jié)約水資源。城市污水處理及污染防治技術(shù)政策對污水處理工藝的選擇給出以下幾項(xiàng)關(guān)于城鎮(zhèn)污水處理工藝選擇的準(zhǔn)則：城市污水處理工藝應(yīng)根據(jù)處理規(guī)模、水質(zhì)特征、受納水體的環(huán)境功能及當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況和要求，經(jīng)全面技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后優(yōu)先確定。第4頁工藝選擇的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)包括：處理單位水量投資，削減單位污染物投資，處理單位水量電耗和成本，削減單位污染物電耗和成本，占地面積，運(yùn)行性能，可靠性，管理維護(hù)難易程度，總體環(huán)境效益。應(yīng)切合實(shí)際地確定污水進(jìn)水水質(zhì)，優(yōu)先工藝設(shè)計參數(shù)必須對污水的現(xiàn)狀，水質(zhì)特征，污染物構(gòu)成進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查或測定，做出合理的分析預(yù)測。在水質(zhì)組成，復(fù)雜或特殊時，進(jìn)行污水處理工藝的動態(tài)試驗(yàn)，必要時應(yīng)開展中試研究。2.2污水處理方案的選擇我國城市污水處理技術(shù)隨著水污染控制與環(huán)境治理的實(shí)踐，在吸取國外技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的同時，結(jié)合我國國情的特點(diǎn)，逐步改進(jìn)提高，初步形成了一些適用的技術(shù)路線，主要如下：對傳統(tǒng)活性污泥法進(jìn)行改造或予以取代后的人工生物凈化技術(shù)路線；以自然生物凈化為主的人工生物凈化與自然生物凈化相結(jié)合的技術(shù)路線；以擴(kuò)散排放為主，處理為輔的技術(shù)路線；以回用為目的的污水深度處理技術(shù)路線，結(jié)合該污水處理工程的具體情況分析進(jìn)行選擇：首先，3和4這兩條技術(shù)路線對于自然環(huán)境條件因素要求較高，從而不可取，所以應(yīng)選擇1和2這兩條路線，尤其以2這種路線應(yīng)予以推廣。下面著重分析以自然生物凈化為主與人工生物凈化相結(jié)合的技術(shù)路線和對傳統(tǒng)活性污泥法進(jìn)行改造或予以取代的人工生物凈化路線。人工生物凈化與自然生物凈化相結(jié)合的技術(shù)路線，對于大規(guī)模污水處理廠來說，主要指氧化塘處理和土地法處理，它們都具有運(yùn)行費(fèi)用低，外加能源消耗少和管理簡單的優(yōu)點(diǎn)，在我國一些城市也被因地制宜的采用。氧化塘一般分好氧氧化塘、厭氧氧化塘、兼性氧化塘，它們所需要的停留時間都很長，一般需要幾天到幾十天，占地面積很大，而且對周圍環(huán)境衛(wèi)生的影響較大，需要慎重考慮，所以，在沒有低洼地可利用的情況下，若購置占用大量的良田，平地筑塘是很不經(jīng)濟(jì)的，本工程的情況不宜采用氧化塘處理。土地法處理，就是按照要求對污水達(dá)到處理的同時，達(dá)到對控制滲流污染的要求，有計劃的將污水排放到大面積的土地上下滲，利用土壤的過濾、吸附、分解以及土壤微生物的代謝能力等物理、化學(xué)、生物化學(xué)等作用，使污水達(dá)到凈化。這種仿有利于污水中水肥資源的利用和土壤微粒結(jié)構(gòu)的改善，但是，這種處理需要廣闊的土地面積，而且要注意對地下水的污染問題。在我國人均土地面積不足的情況下，土地法處理必須與污水灌溉合理的結(jié)合，污水灌溉在農(nóng)業(yè)增產(chǎn)方面取得了顯著的成績，但是，這只是對污水的灌溉利用和污水的土地利用處理還有一定差距。主要表現(xiàn)在：污水灌溉按土地處理污水的要求控制水量、水質(zhì)，有些地下水以及其它水源、第5頁水體造成污染；由于灌溉季節(jié)性變化和灌溉面積的限制，不能做到終年晝夜對污水的處理；沒有經(jīng)過嚴(yán)格水質(zhì)控制的灌溉，往往會造成對糧食作物，特別是對蔬菜作物的使用質(zhì)量的影響，這主要來自一些重金屬的污染；所以，污水灌溉作為對適當(dāng)處理獲得城市污水的有效利用，無疑是非常有價值的，但作為對污水的完善土地處理，從而取代其它的污水處理措施，在本工藝的具體條件下，尚不現(xiàn)實(shí)或者不可行。綜上所述，以自然生物凈化為主的人工生物凈化與自然生物凈化相結(jié)合的路線，本工程不具備采用的條件，當(dāng)然也就不宜采用。人工凈化就是人為的創(chuàng)造條件，使微生物大量繁殖，提高微生物凈化的效率，主要包括活性污泥法與生物膜法，其中以活性污泥法采用較為普遍，是目前國內(nèi)外城市污水處的主體工藝。傳統(tǒng)的活性污泥法凈化，有較豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)資料，運(yùn)行可靠，處理所效果好，但是也存在能耗較多和費(fèi)用高等特點(diǎn)，所以對其流程改革更新后，出現(xiàn)了A-B工藝，氧化溝法，SBR間歇活性污泥法，A/O脫氮工藝，A2/O同步脫氮工藝等常用工藝，它們各自具有相對不同的優(yōu)點(diǎn)。結(jié)合本工藝的具體情況，在已排除了前述三個技術(shù)路線之后，我認(rèn)為采用傳統(tǒng)活性污泥法或?qū)鹘y(tǒng)活性污泥法進(jìn)行改造的人工生物凈化技術(shù)路線是比較合適，可行的。主要有以下特點(diǎn)：（1）不需要占用大面積的土地；（2）處理后污水可用于灌溉、非灌溉季節(jié)排放，又不會造成污染；（3）為以后在經(jīng)濟(jì)條件可以的情況下，進(jìn)行三級處理提供工業(yè)回用打下基礎(chǔ)。陜西楊凌區(qū)污水處理廠的污水要求達(dá)到工程所要求的污水處理程度，必須采用二級處理，目前國內(nèi)外城市二級處理廠大多采用活性污泥法，這種方法能有效去除城市污水中的主要污染物，而且比較經(jīng)濟(jì)，本污水廠還要求高效脫氮除磷，常用的方法有AB法，A2/O法，氧化溝工藝，SBR等。污水處理工藝流程方案的介紹與比較在選定了污水處理技術(shù)路線后，我們對活性污泥法和人工生物凈化的幾個方案進(jìn)行篩選，初步篩選到下列幾個方案，在進(jìn)行比較。氧化溝A-B兩段曝氣法SBR法2.2.1氧化溝工藝氧化溝也稱氧化渠或循環(huán)曝氣池，是于20世紀(jì)50年代由荷蘭的巴斯韋爾（Pasveer）所開發(fā)的一種污水生物處理技術(shù)，屬活性污泥法的一種變法。它把連續(xù)式反應(yīng)池作為生化反應(yīng)器，混合液在其中連續(xù)循環(huán)流動。氧化溝使用一種帶方向控制的曝氣和攪動裝置，向反應(yīng)器中的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。由于氧化溝運(yùn)行成本低，構(gòu)造簡第6頁單，易于維護(hù)管理，出水水質(zhì)好，運(yùn)行穩(wěn)定，并可以進(jìn)行脫氮除磷，因此日益受到人們的重視，并逐步得到推廣，特別適用于南方延時曝氣運(yùn)行。工藝流程氧化溝工藝可不建初沉池和污泥消化池，有時還可以將曝氣池與二沉池合建而省去污泥回流系統(tǒng)，常用的處理城市污水的氧化溝工藝流程如圖所示：進(jìn)水格柵沉沙池氧化溝二沉池出水回流污泥剩余污泥氧化溝特點(diǎn)：1、工藝流程簡單，運(yùn)行管理方便，氧化溝工藝不需要初沉池和污泥消化池，有此類氧化溝還可以和二沉池合建，省去污泥回流系統(tǒng)。2、運(yùn)行穩(wěn)定，處理效果好，氧化溝的BOD平均處理水平可達(dá)95%左右。3、能承受水量水質(zhì)的沖擊負(fù)荷，對濃度較高的工業(yè)廢水有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，這主要是由于氧化溝水力停留時間長，泥齡長，一般為2030d，污泥在溝內(nèi)達(dá)到除磷脫氮的目的，脫氮效率一般80%，但要達(dá)到較高的除磷效果，則需要采取另外措施。4、基建投資省，運(yùn)行費(fèi)用低和傳統(tǒng)活性污泥工藝相比，在去除BOD，去除BOD和NH3-N及去除BOD和脫氮情況下更省，同時統(tǒng)計表明在規(guī)模較小的情況下，氧化溝的基建投資比傳統(tǒng)活性污泥法更省。2.2.2AB法（A+A2/O）AB法是吸附生物降解法（Absorption.Bio-Degradation）的簡稱，是原聯(lián)邦德國亞琛工業(yè)大學(xué)賓克（Bohnke）教授于70年代中期開發(fā)的一種新工藝。AB法的工藝流程與機(jī)理AB法的工藝流程的主要特點(diǎn)是不設(shè)初沉池。由AB二段活性污泥系統(tǒng)串聯(lián)運(yùn)行，并有各自獨(dú)立的污泥回流系統(tǒng)，它的工藝流程如圖所示：進(jìn)水沉砂池初沉池厭氧池回流混合液出水二沉池好氧池缺氧池剩余污泥回流污泥第7頁污水由城市排水管網(wǎng)經(jīng)格柵和沉砂池直接進(jìn)入A段，該段充分利用原污水中的微生物，并不斷繁殖，形成一個開放性的生物動力學(xué)系統(tǒng)，A段污泥負(fù)荷率高達(dá)26kgBOD5/(kgd)，水力停留時間短（一般為30min），污泥齡短（0.30.5d）。A段中污泥的絮凝吸附作用為主，生物降解為輔，對污水中BOD5的去除率的去除率可達(dá)40%70%，然后再通過B段處理，B段可為常規(guī)的活性污泥法，由此構(gòu)成的工藝為常規(guī)AB法BOD5的去除率為90%，而總磷的去除率為50%70%，總氮的去除率為30%40%，其除磷效果比常規(guī)一般活性污泥法好，但不能達(dá)到防止水體富營養(yǎng)化的排放標(biāo)準(zhǔn)，所以可把B段設(shè)計成生物脫氮除磷工藝。如果要求以脫氮為重點(diǎn)，B段采用A1/O，此時AB工藝為A+A1/O工藝；如果要求除磷為重點(diǎn)，則B段采用A2/O工藝，此時AB工藝為A+A2/O工藝。如氮和磷均需高效去除則B段為A2/O工藝，此時AB工藝為A+A2/O工藝。AB法工藝特點(diǎn)1、不設(shè)初沉池，A段由曝氣吸附和中沉池組成，為AB工藝為第一處理系統(tǒng)。B段由曝氣池和二沉池組成。A段和B段由獨(dú)自的污泥回流系統(tǒng)，因此二段有各自獨(dú)立的生物群體，所以處理效果穩(wěn)定。2、AB工藝對BOD5、COD、SS、N、P的去除率一般高于常規(guī)活性污泥阿法。A段負(fù)荷高達(dá)26kgBOD5/(kgMLSSd)，它具有很強(qiáng)的抗沖擊負(fù)荷的能力，并具有對PH、有毒有害物質(zhì)影響的緩沖能力，水力停留時間和污泥齡短，污泥中全部是繁殖很快的細(xì)菌。3、A段活性污泥法吸附能力強(qiáng)，能吸附污水中某些重金屬難降解有機(jī)物以及氮、磷等植物性營養(yǎng)物質(zhì)，這些物質(zhì)通過剩余污泥的排放得到去除，故A段具有去除一部分上述物質(zhì)的功能。4、由于A段的高效絮凝作用，使整個工藝中通過絮凝吸附由污泥排放途徑去除的BOD5量大大提高，從而使AB工藝比常規(guī)活性污泥法可省去基建投資20%，節(jié)省運(yùn)行能耗15%左右。5、AB法很適用于分布建設(shè)，使