城市污水處理中的沉淀池工藝設(shè)計(jì)

1、水污染工程課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)說明書一.基本情況設(shè)計(jì)規(guī)模：日處理城鎮(zhèn)污水10萬m3處理工藝：污水處理采用氧化溝工藝設(shè)計(jì)內(nèi)容：針對(duì)進(jìn)出水要求，提出合理可行的污水處理工藝；針對(duì)工藝中的沉淀池進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算；針對(duì)工藝中的沉淀池進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)結(jié)果：設(shè)計(jì)說明書，cad設(shè)計(jì)圖紙2張（包括：（1）處理工藝流程圖（2）構(gòu)筑物工藝圖）根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書提供的進(jìn)出水水質(zhì)指標(biāo)情況，特別是對(duì)氮、磷的去除，在初步討論階段，通過對(duì)a2/o工藝和氧化溝在實(shí)際運(yùn)行條件下的運(yùn)行狀況進(jìn)行了詳細(xì)的比較論證，最終確定選用氧化溝作為污水處理主體工藝，用于脫氮除磷并去除codcr、bod5。 二.污水水質(zhì)及污水處理程度進(jìn)水水質(zhì)：ph值 6-8；bo

2、d5= 180mg/l；codcr=250 mg/l；ss=300 mg/l；nh3 -n=30 mg/l;t=25 出水水質(zhì)： ph值 6-8；bod5<30mg/l；codcr<100mg/l；ss<30mg/l；nh3 -n<3 mg/l;t=20三.污水處理工藝流程設(shè)計(jì)進(jìn)行（1）污水處理后必須達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。（2）要盡量采用成熟的、先進(jìn)的、可靠的、效率高的處理技術(shù)。城市污水處理成熟的處理路線一般為：預(yù)處理、一級(jí)處理、二級(jí)處理、三級(jí)處理和污泥處理，其中核心部分二級(jí)處理要求比較高，不僅要求去除有機(jī)污染物，而且要求能夠脫n除p，主要技術(shù)有a-b法，a2/0法，sbr法，

3、氧化溝法等。（3）防止處理污染物過程中產(chǎn)生二次污染或污染轉(zhuǎn)移。要避免和抑制污染物無組織排放，特別是剩余污泥的處理。設(shè)置溢流、事故排除口應(yīng)慎重合理。（4）要充分利用和回收能源。污水處理高程安排應(yīng)盡量考慮利用自然地勢(shì)。（5）處理量較大時(shí)宜選擇連續(xù)處理工藝。（6）處理量較小時(shí)宜選用間歇處理工藝。（7）盡可能回收利用有用物質(zhì)。四.污水處理工藝選擇（1）此廢水具有如下特點(diǎn)：（a）bod5/codcr=150/250=0.6，說明廢水可生化性很好；（b）廢水n、p含量較高，出水n、p應(yīng)符合要求。（2）針對(duì)以上特點(diǎn)，要求污水處理系統(tǒng)應(yīng)該具有以下功能：（a）具有一定的bod5去除能力；（b）具備一定的脫n除p

4、功能，使出水n、p達(dá)標(biāo)；（c）使污水處理過程中產(chǎn)生的剩余污泥基本達(dá)到穩(wěn)定。（3）生化處理工藝選擇目前處理城市污水應(yīng)用較多的生化工藝有氧化溝，a2/o法，a-b法，sbr法等。為了使本工程選擇最合理的處理工藝，有必要按使用條件，排除不適用的處理工藝后，再對(duì)可以采取的處理工藝方案進(jìn)行對(duì)比和選擇。氧化溝工藝，a2/o工藝均能達(dá)到處理要求。在設(shè)計(jì)可行性分析階段，對(duì)氧化溝工藝，a2/o工藝比較分析：（a） a2/o工藝一般在a2/o工藝中，為同時(shí)實(shí)現(xiàn)脫n除p的要求，必須滿足如下條件：bod5/tkn=5-8 實(shí)際進(jìn)水中：bod5/tkn=170/60=2.8<5bod5/tp15 bod5/tp=

5、170/4.5=3715 通過比較,采用傳統(tǒng)a2/o工藝，脫n所需碳源不足，影響脫n效果，為此采用倒置a2/o工藝。污水先進(jìn)缺氧段再進(jìn)厭氧段，或厭氧、缺氧段同時(shí)進(jìn)水，這樣既解決了缺氧段的碳源不足的問題，使脫n能夠很好的進(jìn)行，同時(shí)也有利于除p，聚磷菌在厭氧段釋放p，同時(shí)聚集能量，利用厭氧段聚集的能量，在好氧段進(jìn)行好氧吸p過程，厭氧段結(jié)束后立即進(jìn)入好氧段，能夠使聚磷菌在厭氧段聚集的能量，充分用來吸p，加強(qiáng)了除p過程。（b）氧化溝工藝 氧化溝工藝目前在城市污水處理方面應(yīng)用最為廣泛，處理工藝成熟，結(jié)構(gòu)、設(shè)備簡(jiǎn)單，管理運(yùn)行費(fèi)用低。（4）氧化溝工藝與a2/o工藝相比，具有如下優(yōu)勢(shì)：（a）工藝流程簡(jiǎn)單，處理

6、構(gòu)筑物少，機(jī)械設(shè)備少，運(yùn)行管理方便。與a2/o法比較，可不設(shè)初沉池，沒有混合液內(nèi)回流系統(tǒng)，由于污泥相對(duì)好氧穩(wěn)定，一般不設(shè)污泥的厭氧消化系統(tǒng)。（b）a2/o工藝由于停留時(shí)間較短，剩余污泥的穩(wěn)定性較差，一般需要污泥消化和濃縮過程，這不利于除p，生物除p是通過聚磷菌在好氧條件下，過量吸p而使廢水中的p得到去除的，最終p隨聚磷菌進(jìn)入剩余污泥中除去，剩余污泥長(zhǎng)時(shí)間處于厭氧狀態(tài)，將導(dǎo)致聚磷菌吸收的p重新釋放出來，影響除p效果。氧化溝的水力停留時(shí)間較長(zhǎng)，污泥泥齡較長(zhǎng)，具有延時(shí)曝氣的特點(diǎn)，懸浮有機(jī)物在溝內(nèi)可獲得較徹底的降解，污泥在溝內(nèi)達(dá)到相對(duì)好氧穩(wěn)定，剩余污泥量少，根據(jù)國內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)，氧化溝不再設(shè)污泥厭氧消化處理

7、系統(tǒng)，剩余活性污泥只須經(jīng)機(jī)械濃縮、脫水即可利用或污泥后處置，簡(jiǎn)化了污泥后序處理程序。污泥在進(jìn)行機(jī)械濃縮、脫水過程中，停留時(shí)間很短，基本沒有污泥中磷的釋放問題。（c）轉(zhuǎn)碟曝氣，混合效率較高，水流在溝內(nèi)的速度最高可達(dá)0.60.7m/s，在溝道使水流能快速進(jìn)行有氧、無氧交換，交換次數(shù)可達(dá)5001000次，可同時(shí)進(jìn)行有機(jī)物的降解和氮的硝化、反硝化，并可有效的去除污水中的磷。溝道的這種脈沖曝氣和大區(qū)域的缺氧環(huán)境，可以較高程度地實(shí)現(xiàn)“同時(shí)硝化反硝化”的效果。（d）污水進(jìn)入氧化溝，可以得到快速的有效的混合，由于池容較大，緩沖稀釋能力強(qiáng)，耐高流量，高濃度的沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，具有完全混合式和推流式曝氣池的雙重優(yōu)勢(shì)

8、，對(duì)難降解有機(jī)物去除率高，出水水質(zhì)穩(wěn)定。（e）供氧量的調(diào)節(jié)，可以通過改變轉(zhuǎn)碟的轉(zhuǎn)速、浸水深度和轉(zhuǎn)碟安裝個(gè)數(shù)等多種手段來調(diào)節(jié)整體供氧能力，使池內(nèi)溶解氧值經(jīng)?？刂圃谧罴阎担ＷC系統(tǒng)穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)、可靠的運(yùn)行。（f）曝氣轉(zhuǎn)碟由高強(qiáng)度玻璃鋼制成，使用壽命可達(dá)20年以上，獨(dú)特的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使其具有較高的混合和充氧能力，新型轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)可以使氧化溝的工作水深達(dá)到5.0米以上。氧化溝轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)工作在水面上，而且安裝的數(shù)量少，安裝、巡檢、維修方便，可以即時(shí)發(fā)現(xiàn)了解設(shè)備運(yùn)行情況，隨時(shí)解除存在隱患。 通過比較，可以看出，這兩種種工藝都能達(dá)到要求，各具優(yōu)勢(shì)，但考慮到城市現(xiàn)狀和對(duì)工作人員的要求，最終選擇氧化溝工藝作為此污水處理

9、廠污水生化處理主體工藝。（5）氧化溝工藝的選擇目前用于處理城市污水的氧化溝主要有以下幾種：（a）卡魯塞爾氧化溝卡魯塞爾氧化溝是一種單溝環(huán)形氧化溝，主要采用表面曝氣機(jī)，兼有供氧和推流的作用。污水在溝內(nèi)轉(zhuǎn)折巡回流動(dòng)，處于完全混合狀態(tài)，有機(jī)物不斷得以去除。表曝機(jī)少，靈活性差，設(shè)備維修期間溝不能工作，溝內(nèi)混合液自由流程長(zhǎng)，由于紊流導(dǎo)致的流速不均，很容易引起污泥沉淀，影響運(yùn)行效果。單溝氧化溝的平均溶解氧維持在2mg/l左右，加之單點(diǎn)供氧強(qiáng)度過大，耗氧較高。在一般情況下，單溝很難形成穩(wěn)定的缺氧段，不利于脫n。（b）三溝式氧化溝三溝式氧化溝工藝有兩個(gè)邊溝，一個(gè)中溝，當(dāng)一個(gè)曝氣時(shí)，另外兩個(gè)作為沉淀池使用。一定

10、時(shí)間后改變水流方向，使兩溝作用相互輪換，中溝則連續(xù)曝氣，三溝式氧化溝無需污泥回流裝置，如果條件合適，還可以進(jìn)行反消化。缺點(diǎn)：進(jìn)、出水方向，溢流堰的起閉及轉(zhuǎn)刷的開動(dòng)于停止必須設(shè)自動(dòng)控制系統(tǒng)；自控系統(tǒng)要求管理水平高，稍有故障就會(huì)嚴(yán)重影響氧化溝正常工作。由于側(cè)溝交替運(yùn)行，設(shè)備利用率較低。（c）一體化氧化溝一體化氧化溝就是將沉淀池建在氧化溝內(nèi)，即氧化溝的一個(gè)溝內(nèi)設(shè)沉淀槽，在沉淀池兩側(cè)設(shè)隔板，底部設(shè)一導(dǎo)流板。在水面上設(shè)集水裝置以收集出水，混合液從沉淀池底部流走，部分污泥則從間隙回流至氧化溝。一體化氧化溝將曝氣、沉淀功能集于一體，免除了污泥回流系統(tǒng)，但其結(jié)構(gòu)有待進(jìn)一步完善。（d）奧貝爾氧化溝奧貝爾氧化溝由

11、三個(gè)同心橢園形溝道組成，污水由外溝道進(jìn)入溝內(nèi)，然后依次進(jìn)入中間溝道和內(nèi)溝道，最后經(jīng)中心島流出，至二次沉淀池。在各溝道橫跨安裝有不同數(shù)量轉(zhuǎn)碟氣機(jī)，進(jìn)行供氧兼有較強(qiáng)的推流攪拌作用。外溝道體積占整個(gè)氧化溝體積的5055%，溶解氧控制趨于0.0mg/l,高效地完成主要氧化作用：中間溝道容積一般為25%30%，溶解氧控制在1.0mg/l，作為“擺動(dòng)溝道”，可發(fā)揮外溝道或內(nèi)溝道的強(qiáng)化作用；內(nèi)溝道的容積約為總?cè)莘e的15%20%，需要較高的溶解氧值（2.0mg/l左右），以保證有機(jī)物和氨氮有較高的去除率。對(duì)于每個(gè)溝道內(nèi)來講，混合液的流態(tài)為完全混合式，對(duì)進(jìn)水水質(zhì)、水量的變化具有較強(qiáng)的抗沖擊負(fù)荷能力；對(duì)于三個(gè)溝道

12、來講，溝道與溝道之間的流態(tài)為推流式，且具有完全不同溶解氧濃度和污泥負(fù)荷。奧貝爾氧化溝實(shí)際上是多溝道串聯(lián)的溝型，同時(shí)具有推流式和完全混合式兩種流態(tài)的優(yōu)點(diǎn)，這種特殊設(shè)計(jì)兼有氧化溝和a2/o工藝的特點(diǎn)，耐沖擊負(fù)荷，可避免普通完全混合式氧化溝易發(fā)生的污泥膨脹現(xiàn)象，可以獲得較好的出水水質(zhì)和穩(wěn)定的處理效果。不同工藝的處理效果與其所配套的附屬設(shè)備是分不開的，往往是新設(shè)備的產(chǎn)生、發(fā)展帶動(dòng)了工藝的改革，使其處理優(yōu)越性得以突現(xiàn)。奧貝爾氧化溝的溝道布置，便于采用不同種類的工藝模式。在使用普通活性污泥法時(shí)，內(nèi)溝道用于曝氣，外溝道用于需氧消化；使用接觸穩(wěn)定和分段曝氣時(shí)，是把進(jìn)水和回流污泥引入相應(yīng)的溝道中；為了保證高質(zhì)量

13、而穩(wěn)定的處理效果和減少污泥量，需要進(jìn)行硝化時(shí)采延時(shí)曝氣模式。 綜合比較，選用奧貝爾氧化溝，其兼具氧化溝和a2/o工藝的雙重優(yōu)勢(shì)。五.污水、污泥處理工藝流程圖六.二沉池設(shè)計(jì)1. 設(shè)計(jì)參數(shù)二沉池設(shè)在生物處理構(gòu)筑物的后面，用于沉淀去除活性污泥。沉淀池主要有平流沉淀池，輻流式沉淀池，豎流式沉淀池，斜板（管）沉淀池。通過對(duì)以上四種沉淀池進(jìn)行比較，設(shè)計(jì)中選用輻流式沉淀池。設(shè)計(jì)流量q=3250m3/h，氧化溝中懸浮固體濃度x=4000mg/l，二沉池底流生物固體濃度xr=10000mg/l，污泥回流比r=50%。設(shè)計(jì)采用中心進(jìn)水周邊出水輻流式二沉池。2. 輻流式沉淀池設(shè)計(jì)計(jì)算（1）沉淀部分水面面積f根據(jù)生物處理段的特性，選取二沉池表面負(fù)荷q=1.0m3/(m2·h)，設(shè)4座沉淀池n=4。 （2）池子直徑d ，取d=33m。 （3）校核固體負(fù)荷g（4）沉淀部分的有效水深h2 設(shè)沉淀時(shí)間t=3.0h，h2qt1.0×3.03.0m （5）污泥區(qū)的容積v 設(shè)計(jì)采用周邊傳動(dòng)的刮吸泥機(jī)排泥，污