日处理水量15万吨城市污水处理厂工艺设计氧化沟毕业设计说明书(编辑修改稿)

日处理水量15万吨城市污水处理厂工艺设计氧化沟毕业设计说明书(编辑修改稿)内容摘要：

SBR 工艺，以下为各种方案优缺点的分析： 普通活性污泥法功工艺是一种应用最广泛的污水好氧生化处理技术，其主要由曝气池、二沉池、曝气系统以及污 泥回流系统等组成。 污水经过初次沉淀池后，与二次沉淀池底回流的活性污泥同时进入曝气池，通过曝气，活性污泥呈悬浮状态，并与污水充分接触。 污水中的悬浮固体和胶状物质被活性污泥吸附，而污水中的可溶性有机物被活性污泥中的微生物用作自身繁殖的营养物质，代替转为生物细胞，并氧化成为二氧化碳，非溶解性有机物需先转化成溶解性有机物、而后才被代谢和利用，污水由此得到净化。 净化后污水与活性污泥在二次沉淀池内进行泥水分离，上层清夜排放；分离浓缩后的污泥一部分返回曝气池、以保证曝气 池内保持一定浓度的活性污泥，其剩余污泥由系统排出。 其 主要目的是降低污水中以 BOD 和 COD 等综合指标表示的好氧有机污染物质，但是，随着水体富营养化问题的日益严重，氮、磷等无机污染物的危害引起了人们的足够重视，使得脱氮除磷工艺应运而生，如 A/0， A/A/O，氧化沟工艺、 SBR 工艺。 工艺 序批式活性污泥法的简称，是近年来在国内引起广泛重视和研究应用的活性污泥运行方式，具有一系列传统活性污泥法的优点。 SBR 实际上时最早出现的活性污泥法，早期局限于实验研究阶段，但近 10 年来，由于自动控制、生物选择器、机械制造方面的技术突破才使得这一工艺真正应 用于生产实践，目前该工艺的应用正在我国逐步兴起。 它是一个完整的操作过程，包括进水、反应、沉淀、排水排泥和闲置 5 个阶段。 ： 图 SBR 典型工艺流程图 SBR 工艺的优点： （ 1） 工艺流程简单，生物反应和沉淀池在一个构筑物内完成，节省占地，土建造价低； （ 2） 运行方式灵活，可根据不同的处理要求，通过调节不同的控制手段，来达到净化处理的目的； （ 3） 耐冲击负荷大，处理有毒或高浓度有机废水的能力强； （ 4） 污泥沉降性好，不易发生污泥膨胀； （ 5） 对有机物和氮的去除效果好。 SBR 工艺的缺点： （ 1） 对脱氮除磷处理要求而言，传统 SBR 工艺的基本运行方式虽充分考虑了进水基质浓度及有害物质对处理效果的影响而采用了灵活的进水方式，氮由于这种考虑与脱氮或除磷所需要的环境条件相悖，因而在实际运行中往往削弱脱氮除磷的效果。 就除磷而言，采用非限量或半限量曝气进水方式，将影响磷的释放；对脱氮而言，则将影响硝化态氮的反硝化作用而影响脱氮效果； （ 2） 容积利用率较低，控制设备较复杂，运行维护要求高，现阶段的自动化水平难以达到要求，出水水质不理想； （ 3） 流量不均匀，出水水头损失大，与后续处理工段协调困难； （ 4） 缺乏适合 SBR 特点的使用设计方法、规范、经验和知识； （ 5） 不宜大规 模化， SBR 单池面积不宜过大，池数不宜过多； （ 6） 每个池子都需要设曝气和输配水系统，采用滗水器及控制系统，造价高。 2． 3． 3．氧化沟工艺 因其构建物呈封闭沟渠而得名，又称“循环曝气池”，污水和污泥的混合液在环状曝气渠道中循环流动，属于活性污泥法的一种变形，能够推荐哦那个是实现有机物氧化、氮硝化。 目前常用的几种氧化沟有 Carrousel 氧化沟， Orbal 氧化沟， DE 氧化沟等。 在我国，氧化沟工艺是使用较多的工艺。 典型工艺流程图： 图 2． 3． 3 氧化沟工艺流程图 与其他生物处理工艺相比，氧化沟具有以下技术经 济方面的特点： （ 1）工艺流程简单 首先氧化沟不要求设置初沉池，因为氧化沟的水力停留时间和污泥龄比一般的生物处理法长得多，悬浮状有机物可以在曝气池中与溶解性有机物同时得到较彻底的降解。 其次，排出的剩余污泥已经达到高度稳定，不需要进行厌氧消化处理，从而省去了污泥消化池。 （ 2）构造形式多样化 氧化沟最根本的和与众不同的是，它采用循环流动的曝气池。 基本形式的氧化沟的曝气池呈封闭的沟渠形（如传统的 DE 氧化沟），而沟渠可以呈圆形和椭圆形等，可以是单沟系统和多沟系统；多沟系统可以是互相平行、尺寸相同的一组沟渠 （如 T 型氧化沟），也可以是一组同心的互相连通的环形沟渠（如 Orbal 氧化沟）；有与二次沉淀池分建的氧化沟，也有合建的氧化沟，合建的氧化沟又有体内式船型沉淀池和体外式侧沟式沉淀池（如一体式氧化沟）。 多种多样的构造形式赋予了氧化沟灵活机动的运行性能，使它可以按照任意一种活性污泥的运行方式运行，并且组合其他工艺单元，以满足不同的出水水质要求。 （ 3）氧化沟曝气设备的多样性 常用的曝气设备有转刷、转盘、表面曝气器、射流曝气装置和微孔曝气装置等，不同的曝气装置产生了不同的氧化沟形式。 与其他活性污泥法不同的是氧 化沟的曝气装置只是在沟渠的某一处或几处安装，数目按处理厂规模、原污水水质及氧化沟构造决定。 （ 4）具有推流式流态的某些特征 氧化沟的流态从整体上是完全混合的，但局部由于其流速较大有推流特性，这样带来的好处之一是经过曝气器的污水在六道出水堰的过程中会形成良好的混合液生物絮凝体，絮凝体可以提高二沉池内 的污泥沉降速度及澄清效果；另外，氧化沟的推流特性对实现脱氮除磷也是极其重要的。 通过对系统合理的设计与控制，也有利于克服断流现象和提高缓冲能力。 （ 5）氧化沟具有明显的溶解氧梯度，特别适合消化 — 反硝化反应。 氧 化沟曝气设备定位分区布置，结合完全混合和推流式反应器特征，沟内沿水流方向存在溶解氧浓度梯度，存在曝气区、需氧积累区和缺氧区，可以按要求实现消化 —反硝化反应，不过为了提供碳源需要把进水点设在缺氧区前，因为反硝化反应要求有充足的碳源，并有助于减少反硝化区的容积。 （ 6）耐冲击负荷强 氧化沟一般在延时曝气条件下使用，水和固体停留时间长，固体总量多，因而能对进水水质的冲击有一定的缓冲作用，又因为氧化沟内循环量高于进水流量的十几倍甚至上百倍，使其产生较大的稀释能力，当收到水质水量波动的冲击或有毒物质的影响时能迅 速稀释，所以氧化沟有很强的耐冲击负荷能力。 （ 7）处理效果好，运行稳定 氧化沟的污泥总量比普通曝气池高 10~30倍，在供氧充足的情况下，氧化沟中的污水被完全净化，处理效果好。 氧化沟即使在严冬季节运行，出水仍能达到排放标准，只要 BOD5 负荷不超过 （ kgMLSS▪d），就可以得到高质量的出水，其出水 BOD5平均含量在 20mg 以下，而普通曝气池的污泥负荷率一般是 ~ kg BOD5/（ kgMLSS▪d）。 （ 8）适用范围广 氧化沟不仅能够处理生活污水，还能处理工业废水；不仅能用 于温暖地区，还能用于寒冷地区。 （ 9）基建费用和运行费用较低 美国 EPA 在对氧化沟和其他生物处理方法的运行效果进行比较的同时，也比较分析了基建投资和运行费用（见表 1，以相对值表示）。 表 1 氧化沟和其他生物处理法基建费用投资和运行费用对比 要求脱氮的污水处理流程 基建费用 运行费用 3785 m3/d 18925m3/d 3785m3/d 18925m3/d 传统活性污泥法 100 100 100 100 氧化沟工艺 83 78 83 93 SBR 工艺 78 81 83 93 比较结果说明 ，当初立场的规模分别为 3785m3/d 和 18928m3/d 时，氧化沟工艺的基建投资分别为传统活性污泥法的 83%和 78%。 当处理厂的规模较小时，其他运行费用也较省。 当要求在生物处理中进行硝化时，氧化沟一半不需要增加很多投资和运行费用，而其他生物处理法则需要增加很多投资和运行费用。 当处理厂规模较大时，氧化沟所需的运行费用比一半活性污泥法略高。 因此，针对中、小型污水处理厂氧化沟工艺就清楚地显示出其优越性。 无论何种规模的处理厂，在确定污水处理工艺时，除了保证处理效果这一个基 本条件外，主要目的是降低基建投资，节省日常的运行费用，以求在保证达标排放的前提下，使经营成本最小。 要做到这一点，首先应根据实际情况，选择合适的处理工艺。 本次设计处理规模为 15 万 m3/d，属于中型污水处理厂，主要为生活污水， 当地一年四季温差较明显，水量波动较大，鉴于以上特点，优先选择氧化沟工艺。 Carrousel、 Orbal、 DE 氧化沟优缺点分析： （ 1） Carrousel 氧化沟 与传统的氧化沟不同， Carrousel 氧化沟主要采用特殊设计的立式低速表曝机作为主要设备。 表曝机的泵作用（即水 利替身作用）可以保证足够的混合液渠道在曝气区，混合液与原水得到彻底混合。 由于采用特殊设计的立式曝气机， Carrousel 氧化沟具有以下特点： ① 保持和充分发挥了氧化沟特有的耐冲击负荷的能力。 Carrousel 氧化沟的沟型不但可以防止短流，而且还通过完全混合作用产生很强的耐冲击负荷能力。 ②其推流式模型的某些特征，混合液在流到出水堰时会形成良好的混合液生物絮凝体，可以提高二沉池内的污泥沉降速度及澄清效果。 通过对 Carrousel 系统表曝机的设计与控制，曝气区末端的溶解氧可以减少到最 低程度，有效地防止了前置缺氧池过量的问题，可以取得良好的反硝化效果。 ③ Carrousel 氧化沟的曝气设备单机容量大，设备数量少，在不适用任何辅助推进器的情况下氧化沟沟深可以达到。 沟深加大可达到 5m以上，其烟花沟占地面积肩上。 Carrousel 系统设备的管理维护工作量很小。 ④ Carrousel 表曝机实际上是局部区域工作，其局部动力密度非常高（约为 105~158kW/1000m3），传氧效率也高。 （ 2） Orbal 氧化沟 Orbal 氧化沟为多环反应器系统，通常由三个同心 的沟渠串联组成，沟渠呈圆形或椭圆形。 污水从外渠道进入，然后流入中渠道，崽经内渠道后由中心岛流出。 每一条渠道都是一个完全混合的反应池，整个系统相当于若干个完全混合反应池串联在一起。 图 Orbal 氧化沟示意图 Orbal 氧化沟多采用曝气转盘（碟），水深 3~，需要时也可达到 ，去到中污水流速 ~，具有脱氮功能的 Orbal 氧化沟由三条渠道组成，按延时曝气模式运行。 污水从外沟道进入氧化沟系统，从内沟道流出混合液进入二沉池。 氧化沟系统包括从内沟道 至外沟道的内回流。 外沟道由于有机物浓度高，供氧量小于需氧量，在曝气设备的上有出现缺氧区，因此在外沟道内同时有硝化和反硝化作用。 Orbal 氧化沟的主要特点： 出水潜孔1 4 0 0 1 2 0 0 m m潜孔1 4 0 0 1 2 0 0 m m222222111111内沟道中沟道外沟道外沟道中沟道内沟道中心岛 ① Orbal 氧化沟具有推流式和完全混合式两种流态的优点。 对于每个沟内来讲，混合液的流态为完全混合式，具有较强的抗冲击负荷能力；对于三个沟道来讲，沟道与沟道之间的流态为多单元组合推流式，有着不同的溶解氧浓度和污泥负荷，兼有多沟道串联的特征，有利于难降解有机物的去除，并可减少污泥膨胀现象的发生。 ② Orbal 氧化沟具有较好的脱氮 功能。 在外沟道形成交替的好氧和大区域的缺氧环境，较高程度地发生“同时硝化反硝化”，即使在不设内回流的条件下，也能获得较好的脱氮效果。 ③ Orbal 氧化沟独特的构造和机理，使之较为节能的方式获得稳定的处理效果。 Orbal 氧化沟外、中、内三个沟道的容积占总容积的百分比为 50%、 33%、17% ，其中一个 最为显著 的特征是 有外沟到 内沟三 个沟的溶 解氧呈0~1mg/L~2mg/L 的梯度分布。 外沟道的供氧量通常为总供氧量的 50%左右，但80%以上的 BOD 可以在外沟道中去除。 由于外沟道溶解氧平均值很低，绝大部分区域 DO 接近 0，所以氧传递作用是在亏氧条件下进行的，氧的传递功率有所提高，有一定的节能效果。 加之外沟道内所持有的同时硝化反硝化功能，节能效果更为明显。 内沟道作为最终出水的把关，一般应保持较高的溶解氧，但内沟道容积最小，能耗相对较低。 中沟道起到互补调节作用，提高了运行的可靠性和可控性。 ④ Orbal 氧化沟在三沟内均设有曝气转盘，达到供氧和推动混合液的作用 沟道供氧量的分配设置，实际运行中还可根据需要调节转盘。 使其在与水体接粗时将污水打碎成细密水花，具有较高的充氧能力和动力效率。 ⑤ Orbal 氧化沟能提供较好的缺氧反硝化条件，脱氮效果好。 此外， Orbal氧化沟硝化 — 脱氮的碱度平均较好。 处理出水水质好、且稳定。 （ 3） DE 氧化沟 DE 氧化沟即双沟系统，氧化沟与最终沉淀池分建，并有独立的污泥回流装置，专为脱氮而开发的。 双沟交替工作氧化沟脱氮系统有 2 个串联的氧化沟组成。 通过改变进水出水顺序和曝气转刷速度使两沟交替在缺氧和好痒的条件下运行。 由于两沟交替工作，避免了 A/O 生物脱氮系统中的混合液内回流。 DE 氧化沟的主要特点： ① 两个氧化沟相互联通，串联运行，可 交替进出水，沟内曝气转刷一般为双速，高速工作。