10万吨每天城市污水处理厂工程设计方案.docx
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1、10万吨每天城市污水处理厂H程设计方案1污水处理工艺设计1.1 污水处理工艺选择1.1.1 污水处理工艺简介根据设计原则,污水处理工艺应根据设计进出水水质、受纳水体、污水处理厂规模,污泥处置方法、用地面积及当地温度、工程地质等多因素综合考虑,选择投资省,运行费用低,技术成熟,处理效果稳定可靠,运行管理方便,设备先进的工艺。当前城市污水常见的二级生化处理工艺有普通活性污泥法、接触氧化法、SBR工艺及其变形工艺、A/O、A2O曝气生物滤池、氧化沟及其改良工艺等,这几种工艺都是从传统活性污泥法派生出来的,各有其特点。对本工程的原水水质分析可知,目标水质除了要求去除有机物之外,还需要控制出水氨氮和磷的
2、含量,因而工艺选择时应采用具有脱氮除磷功能的相关工艺。另外,污水生化处理过程中产生的剩余污泥的稳定处理也是污水处理中的一道重要工序,它的基建费用高,直接影响到处理工艺的选择。常规二级生化处理的去除目标是有机污染物,对污水中同时存在的氮、磷等营养物只能去除其中的一小部分,一般氮的去除率只有20%左右,通过生物合成去除的磷也只有15%20%,残存的大部分氮和磷将随出水排放到受纳水体,不能满足污水处理厂的处理要求。某些化学法或物理化学法可以有效地从污水中去除氮和磷。如投加金属离子的化学沉淀法,是使污水中的磷与金属离子形成不溶性的可沉物而从水中去除,具有很高的除磷率;折点氯化可以有效的去除污水中的氮。
3、但化学法和物理化学法所需运行费用较高,尤其是大、中型污水处理厂,经济上难以承受。与化学法和物理化学法相比,生物脱氮除磷技术因具有对有机物、氮和磷去除效率高、投资较低、运行费用省、污泥沉降性能好等优点而受到污水处理界的重视,特别是近20年来,在工艺、技术和专用设备的研究及工程应用方面都得到很快的发展。生物脱氮除磷工艺能将总氮去除率提高到70%95%,总磷去除率提高到70%90%,一般情况下可以稳定可靠地满足处理要求,因此确定本工程污水处理的二级生化处理工段将采用具有生物脱氮除磷的工艺。生物脱氮机理生物脱氮过程包括硝化反应和反硝化反应。硝化反应是指在有氧条件下,微生物(硝化菌)将NHa(NH4)氧
4、化成硝酸盐氮或亚硝酸盐氮的过程。其反应过程可表示为:NHJ+1.502fNOF+H2+2H+新细胞NO2-+0.502fN(K+新细胞总反应为:NH+202fNCh+2H+H2+新细胞硝化反应速度与温度、溶解氧、PH值以及抑制性物质有关。硝化反应能在445C范围内进行,硝化反应速率随温度降低而减慢。对一般的活性污泥法,硝化反应溶解氧一般应大于2mg1PH值对硝化反应的影响较大,当PH值降低到55.5时,硝化反应几乎停止。硝化菌和亚硝化菌的增长都可用MOnod公式表示,即:N硝化反应和亚硝化反应速度随着底物浓度的降低而降低。反硝化反应是指在缺氧和有机物存在的条件下,微生物(反硝化菌)将硝化过程产
5、生的NOF和NCX还原成气态氮(N2、N2O)的过程。其反应过程可表示为:NO3-+3H(电子供体有机物)fO.5N2+H2O+OHNO2+6H(电子供体有机物)fO.5N2+H2O+OH污水中含碳有机物作为反硝化过程的电子供体。理论上每转化Ig氮需要2.86g含碳有机物(以BOD计)。因此,当反硝化池污水B0D5TKN大于46时,一般认为碳源充分。这一比值要求还与反硝化时间有关,如反硝化时间过短,则只有一部分快速生物降解的B0D5才可作为反硝化的碳源。如有机物均可利用,有机物/NO3-N大于3时就可以反硝化完全(95%的还原为N2)。反硝化菌的增长也可用MonOd公式表示,即:根据硝化和反硝
6、化作用的原理不难看出,生物脱氮需要好氧和缺氧环境的并存。脱氮效率取决于有机碳源、进出水氨氮的浓度。生物除磷原理生物除磷就是利用聚磷菌一类的细菌,过量地,超出其生理需要的从外部摄取磷,并将其以聚合形态储藏在体内,形成高磷污泥,排出系统,达到从污水中除磷的效果。在好氧条件下,聚磷菌有氧呼吸,不断地从外部摄取有机物,加以氧化分解,并产生能量,能量为ADP所获得,并结合H3PCU合成ATP(三磷酸腺甘)即:ADP+H3PO4+能atp+h2oH3PO4的大部分是通过主动输送的方式从外部环境摄入的,一部分用于合成ATP,另一部分则用于合成磷酸盐,这一现象就是“磷的过量摄取”。在厌氧条件下,聚磷菌体的AT
7、P进行水解,释放磷和能量,形成ADP,即:ATP+H2OADP+H3PO4+能所有生物脱氮除磷工艺都包含厌氧缺氧好氧环境的交替循环。其不同的设计参数和组合方式构成了不同的工艺。根据处理要求和各脱氮除磷工艺的特点及以往的工程经验,可采用前置厌氧的氧化沟、A?/。及ICEAS工艺作为备选方案,由于ICEAS工艺适用于中小规模,本工程规模较大,因此,本工程选择前置厌氧的氧化沟工艺及A?/。工艺进行比较。1.1.2 工艺方案论述(1) a2o工艺A2ZO工艺是80年代初期开创的处理技术,作为目前采用较为广泛的一种脱氮除磷工艺。污水在流经三个不同功能分区的过程中,在不同微生物菌群的作用下,使污水中的有机
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