800吨天校园污水回用处理工艺设计(4)

2019-05-26 18:31

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决;

3、必须建设较庞大的二沉池和污泥回流系统,使占地面积和工程造价进一步增加; 3.生物接触氧化法

生物接触氧化法于1971年在日本首创,近年来,该技术在国内外都得到了较为广泛的研究与应用,用于处理生活污水和某些工业有机污水,并取得了良好的处理效果。

生物接触氧化法的原理如下:生物接触氧化法在池内设有填料,部分微生物以生物膜的形式固着生长在填料表面,部分则絮状悬浮生长在水中。因此,他兼有活性污泥法与生物滤池二者的特点。生物接触氧化法中微生物所需要的氧通常通过人工曝气供给。生物膜生长至一定厚度后,近填料比的微生物将由于缺氧而进行厌氧代谢,产生的气体及曝气形成的冲刷作用会造成生物膜的脱落,并促进新生物膜的生长,形成生物膜的新陈代谢,脱落的生物膜将随水流出池外[3]。

生物接触氧化法的主要特点:

1、兼有活性污泥法的特点

生物接触氧化法是利用固着在填料上的生物膜,吸附水中的有机污染物,并加以氧化分解,使污水净化。由于填料浸没在水中,固着在填料上的生物膜,不象生物滤池那样呈近与平面结构,而是立体结构,浸没于整个空间,一端固着,一端漂浮,多数是发育极好的丝状菌胶团,并有大量丝状菌穿插其间,形成密集的生物群体,增进了污水与微生物的接触表面积。由于生物膜浸没在水中,要像活性污泥一样,设置曝气装置,不断地向水中曝气供氧。可见,接触氧化法是一种兼有活性污泥法特点的生物膜法。

2、容积负荷高,处理时间短

由于填料的比表面积大,池内的充氧条件良好,生物接触氧化池内单位容积的生物固体高于活性污泥法曝气池的生物固体量,因此,生物接触氧化池具有较高的容积负荷。在一般情况下,活性污泥法的容积负荷为1千克BOD5 /米3 曝气池容积日,需要曝气时间为4-8小时;塔式生物滤池体积符合为1-3千克BOD5 /米3 曝气池容积日,一立方米填料每天能处理10立方米水,相当于停留时间为2.4小时;而接触氧化法的体积符合为3-5千克BOD5 /米3 曝气池容积日,一般只需要0.5-1.5小时。由于缩短了处理时间,同样大小的设备体积,处理能力提高2-8倍,使污水生物处理工艺,趋向高效和节省用地。 3、不存在污泥膨胀问题

由于相当一部分微生物固着生长在填料表面,生物接触氧化法不需要设污泥回流系统,也不存在污泥膨胀问题,运行管理简便。 4、对水质的适应能力强

由于生物接触氧化池内生物固体量多,水流属完全混合型,生物接触氧化池对水质水量的骤变有较强的适应能力。在进水浓度短期突变时,出水水质影响很少;在毒物和PH的冲击下,生物膜受影响小,而且恢复快。 5、污泥产量低

由于生物接触氧化池内生物固体多,当有机溶剂符合较高时,其F/M可以 保持在一定的水平,一次污泥产量可相当于或低于活性污泥法。

从以上对三种污水处理常用工艺的分析中可以看出,三种工艺都可行,且都为成熟工艺。但是对于小区污水处理水量少,水质变化较大等特点,相对而言,生物接触氧化法具有停留时间短、易挂膜,适合设备化、工程投资省、占地面积少、运行管理费用低等优点,所以本设计工程选用生物接触氧化法作为方案。而且近年来,新发展了一种地埋式生物滤池,它将生物接触氧化池埋于地下,全部处理设施群处于地下,节省地面占地面积,预留的地表面可以种花、植树、绿化等作用。地埋式生物氧化池适用于小区污水处理,既节省了小区的用地,又不会出现一般地面式生物接触氧化池所出

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现的臭气和影响视觉美观等缺点。

地埋式生物接触氧化池系统构筑物是初次沉淀池、生物接触氧化池、二次沉淀池、贮泥池等构筑物组成[5]。

工艺流程图如图2.1所示

校园生活污水格 栅潜 污 泵 调 节 池水解酸化池污泥回流污泥浓缩池带式压滤机泥饼外运罗茨鼓风机除磷加药系统生物接触氧化池二次沉淀池达标排放 图2.1

2.2.3小型污水处理常用工艺如下:

1. 稳定塘处理

用稳定塘来处理污水已有一百多年的历史,但直到二战后才得以广泛应用。欧美国家中稳定塘特别应用于小型污水处理,美国1983年稳定塘数目就达7000座以上,其中90%建在人口少于5000的小城镇。1986年稳定塘被列入我国“七五”攻关课题,稳定塘在我国迅速发展起来[5]。

利用稳定塘处理污水可以充分利用地形,基建和维护费用低,并能实现污水的资源化,但占地面积大,处理效果易受气候影响。我国北方土地多,但气候寒冷不适合使用;而南方土地资源宝贵,又不利于使用。这使得稳定塘在我国一直难以普及。 2、污水的土地处理

污水的土地处理系统有慢速渗滤、快速渗滤、地表漫流、湿地、地下渗滤等形式,经常同氧化塘结合在一起使用。我国在“七五”期间对污水土地处理进行了深入的研究,并编写了污水土地处理手册。土地处理系统在我国的应用有沈阳西部城市污水慢速渗滤土地处理系统、北京市昌平县污水快速渗滤土地处理系统、天津城市污水湿地处理系统等[6]。

污水灌溉在我国已有很长的历史,但随着污水成分的日益复杂和有毒物质的出现,污水灌溉利用的空间越来越小。

人工湿地污水处理技术对小型污水处理具有独到的优越性,可充分利用自然条件,结构简单,造价 9

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和运行费用仅为传统工艺的1/10-1/2[7]。我国从南向北分布着大量的自然湿地,将这些湿地经过适当的人工处理,发展人工湿地技术,具有广阔的空间。

污水土地处理投资省,可以实现污水的资源化。在我国广大的农村地区和小城镇地区,要将污水土地处理和利用结合起来。 3、活性污泥法

由于小型污水处理厂的水量、水质变化较大,活性污泥法对冲击负荷又特别敏感,因此规模太小的污水厂不宜采用活性污泥处理工艺。瑞士东部地区的127个小型污水处理厂中(<1000人口当量),只有8个利用了活性污泥工艺[8]。挪威环境污染控制局1987年对现有的小型污水处理厂调查后认为,活性污泥法经常会因冲击负荷引起污泥流失,运行难以控制。因此建议采用生物膜法处理小型污水,如选用活性污泥法,需要设置单独的污泥池[9]。

氧化沟和SBR作为活性污泥法的发展,对小型污水来说难以控制,也很少应用。延时曝气工艺水力停留时间长,处理成本高。由于经济发展水平的限制,在我国也不宜推广使用。 4、生物膜法

生物滤池在小型污水处理应用不是很多,在我国关于曝气生物滤池、蚯蚓生物滤池[10]的研究很多,但实际工程应用较少。

生物转盘技术始于德国,在西方国家得以广泛应用。瑞士规模小于1000人口当量的小型污水处理厂近50%采用了生物转盘技术,英格兰西北部的29个小型污水处理厂中,有21个利用了生物转盘[11]。生物转盘在我国已有应用,济南市南郊宾馆污水处理及回用工程利用了三级和四级转盘并联,运转良好。

新型合成材料的出现,促进了以此作为填料的生物接触氧化的发展。生物接触氧化技术是我国小型污水处理的主要工艺。东莞市珠江花园小区污水治理工程、盐城市毓龙小区污水治理工程、山西省洛安矿物局五阳煤矿工人新村生活污水治理工程以及北京西客站建筑中水工程都利用了生物接触氧化技术[12]。 2.2.4 工艺选用

综上分析可知小型污水处理的不同工艺各有优缺点。各个国家分别有不同的主导工艺,但容易控制和管理的工艺如生物转盘、接触氧化等,以及经济实用工艺如稳定塘、土地处理等应用较普遍。 在我国已建成的小型污水处理厂中,以生物接触氧化技术为主。现在我们就生物转盘和接触氧化两个不同的生物处理工艺进行比较. 方案一. 生物转盘 :优点: 1、处理程度高,出水清澈.

2、维护管理简单,动力消耗低,卫生条件好,无盘片堵塞,无苍蝇无恶臭和低噪音.

3、通过调节转盘的转速,可以控制污水和生物膜的接触时间和曝气强度,运转比较灵活. 4、承受冲击负荷能力比较强,工作较稳定.

5、生物膜培训快,成熟时间短,通常在7—10天内完成.

6、产泥量较少,污泥的沉降性能较好,易于分离脱水,污泥的沉淀速度为0.8—1.2mg/s,污泥含水率为0.95—0.96. 缺点:

1、容易受低气温的影响,对于北方地区,生物转盘必须加罩,增加了基建投资. 2、对于含有挥发性有毒物质的污水,因为挥发出有毒气体,不宜采用生物转盘. 根据国内外采用生物转盘处理效果来看,对于小型污水处理厂宜采用单轴多 级的工艺能达到如下的处理效果:

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出水 BOD<=30mg/L. BOD的面积负荷为10—20gbod/m3.d 利用三级转盘 BOD的去除率达90﹪.

在本设计要求BOD的去除率达87.5﹪,所以可以采用生物转盘处理法.为了

达到更好的节省投资效果,可以考虑采用与平流式沉淀池相结合的生物转盘的处理工艺.

1一沉淀池 2一水泵房 3一生物转盘室 4一消毒室,5一脱臭塔

方案二 . 生物接触: 优点:

生物接触氧化是一种介于活性污泥和生物滤池之间的处理工艺具有两者的优点,因此,深受污水处理工程领域人们的重视. 1.生物链丰富,没有膨胀. 2.能够有效的提高净化效果. 3.负荷高,效率高.

4.对冲击负荷有较强的适应能力.

5.操作简单,运行方便,易于维护管理,无须污泥回流. 6.污泥生成量少,颗粒污泥较大,易于沉淀. 7.如果运行得当,可以达到脱氮的效果. 缺点:

1.设计或运行不当会造成填料堵塞. 2.布水和曝气可能不均匀,造成死角.

结论:综上所述,生物转盘在本设计中明显不如生物接触氧化法来得好,所以我们选用生物接触氧化法。

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2.3 工艺处理构筑物与设备的设计

2.3.1格栅

格栅是由一组平行的金属栅条制成的框架,斜置在污水流经的渠道上,或泵站集水井的进口处,用以截止大块的呈悬浮或漂浮状态的污染物。在污水处理流程中,格栅是一种对后续处理构筑物或泵站机组具有保护作用的处理设备。拷虑到因为该设计的污水处理厂所处理的校园生活污水中所含的较粗大的悬浮物不多,为清除大部分的栅渣,拟采用细格栅,取栅条间隙为0.01米。 1、设计数据[7]

⑴ 过栅流速一般采用0.6~1.0 m/s,取v=0.6m/s ⑵ 粗格栅栅条间隙为取b=0.01m; ⑶ 格栅倾角一般采用45o——75o,取α=60°;

⑷ 栅前渠道内的水流速度一般采用0.4——0.9m/s,取v1=0.4m/s。

2、计算结果

⑴ 栅条的间隙数n=20个; ⑵ 栅槽宽度B =0.39m;

⑶ 进水渠道渐宽部分长度L1=0.04m;

⑷ 栅槽与出水渠道连接处渐宽部分长度L2=0.02m; ⑸ 过栅水头损失h1=0.085m; ⑹栅前槽总高度H1=0.45m; ⑺ 栅后槽总高H=0.535m; ⑻ 栅槽总长度L=1.98m;

⑼ 每天栅渣量W=0.1m3/d,宜采用人工清渣。 2.3.2 调节池

因为校园处理的都是生活污水,居住的成员比较单一,上下课时间都比较集中,所以污水水质、水量波动变化较大。这样对污水处理厂的处理设备,特别是生物处理设备处理功能正常发挥是不利的,甚至遭到破坏。因此,应在污水处理系统前设置均化调节池,以均和水之、存盈补缺。调节池的形状宜为方形或圆形,以利于形成完全混合状态。 1、设计参数 ⑴ 水力有效停留时间t=10h; ⑵ 有效水深h=4.2m,总高度H=5m; 2、计算结果 ⑴ 有效容积V=208m3

⑵ 调节池的尺寸为:长×宽×高=7.0m×7.0m×5.0m

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