NH3-N的去除率:
ENH3SS的去除率:
28?5??100%?82.14%
28250?10?100%?96%
250ESS?2.3处理工艺流程的确定
城市污水处理厂一般采用二级生物处理作为污水处理的主要工艺,污水在进入二级处理构筑物前,先要经过预处理工艺,而二级出水尚需要经过深度处理来达到中水回用的要求。生化处理有活性污泥法和生物膜法,当然要达到中水回用的要求,可以采用膜生物反应器来处理,但膜生物反应器成本较高。活性污泥法目前比较常用的有AA/O、SBR、氧化沟、CASS等工艺,生物膜法常用的有生物接触氧化池、生物滤池、生物转盘等工艺。
活性污泥法由于工艺简单、运行稳定、经济性高等优势,在城市污水处理中占有很大比重。本设计也采用活性污泥法,下面叙述了几种常用的活性污泥工艺。
AA/O法:AA/O是目前应用最为广泛的城镇污水处理工艺之一,在技术上,它工艺成熟,运行稳定,池体简单,对氮磷有较好的去除效果,污泥沉降性能好;在经济上,它日常维护简单,运行费低,同时厌氧条件下产生的沼气可以作为能源使用;在应用范围上,它更适于用大中型的污水处理厂。
氧化沟:氧化沟是延时曝气中的一种,其中的活性污泥处于生长的后期阶段,污泥活性有所下降,因此有机负荷相比较低,水力停留时间较长,对冲击负荷的抗击能力较好。在经济上,它可以采用在廊道内进行沉淀,以此来完成泥水分离,不必单独设置二沉池,节约了基建费用。但是多数情况下需要设置二沉池。在应用范围上,一般适用于中或小流量的城镇污水或工业废水。
SBR法:SBR是序批式活性污泥法中常用的一种,它最大的特点是在一个池子内完成由进水、反应、沉淀、出水和闲置5个阶段。SBR进出水不连续,因此需要设置多个池子来保证进出水的连续。在经济上,SBR由于所需池体少而节约
了土地和基建费用,但是其池体容积利用率较低。SBR一般在中小型污水处理厂或工业废水应用较多。
考虑到本设计处理水量大,出水要求回用,因此需要较高的稳定性。而氧化沟和SBR的运行稳定性一般,AA/O的稳定性很高,因此本设计采用AA/O法,但是应用AA/O最大的缺点是内回流较大。
由于经过二级生物处理的污水水质已经基本达到回用要求,中水回用只要在经过过滤和消毒即可满足要求,因此本设计的工艺流程见下:
2.4、处理构筑物形式的确定 2.4.1、格栅
2.4.1.1、格栅的作用
对城镇生活污水进行处理,一般都会设置格栅。格栅是由多条金属栅条平行排列制成,常常安置在污水的进水端如提升泵房前处或者是沉砂池前端。设置格栅的作用是,截留入流污水中大粒径的悬浮物和漂浮物,如纤维、毛发、塑料制品等,防止后续的泵、阀门、管道等出现堵塞问题。
2.4.1.2、格栅的种类
格栅栅条可以做成不同的尺寸,栅条间的间距也有多种形式。栅条间距范围在50~100毫米的格栅称为粗格栅,间距范围在10~40毫米的格栅称中格栅,间距范围在1.5~10毫米的格栅是细格栅。而由于格栅横断面形状的不同,格栅又
可以分别制成平面格栅和曲面格栅。粗格栅、中格栅和细格栅均可以分别制成平面格栅和曲面格栅。
格栅的清渣方式有人工清渣和机械清渣两种,人工清渣一般用于水量不大或着是污水中污染物量少的情况,当栅渣量超过0.2m3/d时,则应当采取机械清渣。目前机械清渣方式的格栅种类很多,较常用的有回转式格栅、往复式移动耙格栅、转鼓式格栅、阶梯式格栅。
格栅栅条的断面形状也有多种,常见的有正方形、圆形、方形,也有一些其他流线形状。目前比较常用的是方形格栅,断面是圆形或者按照流线加以修正的格栅,相较与方形格栅,水力条件好,但刚度较差。值得注意的是,一旦格栅断面形状确定,格栅栅条的尺寸也就确定了,只是需要对栅间距进行选择。
2.4.1.3、格栅的选择
目前污水处理厂一般需要选择2道及以上的格栅来对污水进行预处理,常采用的组合形式是:粗格栅+中格栅、中格栅+细格栅或者粗格栅+中格栅+细格栅的处理工艺。
本设计结合了自己的污水水质,综合选择了中格栅+细格栅的处理流程。中格栅采用栅条间距为20mm的回转耙式格栅,细格栅采用栅条间距为8mm的回转耙式格栅,2道格栅均采用机械清渣,格栅断面都是采用锐边矩形。中、细格栅均设置5组,4用1备,4组格栅并联运行。细格栅处设有事故格栅,用于意外情况下污水的紧急处理。格栅处设有时间间隔器,每隔一定时间开启格栅,将栅渣排除。
2.4.2、提升泵房
一般的,污水处理厂在进行设计时,考虑利用各处理单元间自身的静压差来完成的污水的流通,这就意味着处于流程前端的单元需要较高的静压,然而从市政管网接入的污水静压很低,因此,需要对污水进行提升。
污水提升泵房有多种形式,选择何种形式是受多种因素制约的。一般的,
泵房形式的确定可以参考下列条件:
1、当处理水体小于2m3/s,常常选用上方下圆形的泵房。 2、当处理的污水流量大时,则优先选用矩形的泵房。
3、污水泵站一般都是需要常年运转,且大型泵站大多数是连续的开泵,因
此常常选择自灌式的泵房。
4、一般的自灌式泵启动时应该采用合建式的泵房。
考虑到本设计处理水量大,最终选用自灌式泵房,泵房和粗格栅合建。泵房为半地下式,呈矩形。
提升泵房中设有集水池,潜水泵淹没在池内,完成对污水的提升。集水池的有效水深应设置合理,过低,则会造成泵的干转,利用率不高,过高则会造成泵的负担过大,影响泵的寿命。清水池内设有液位计,和泵配合使用,调节泵对污水的提升扬程。
集水池和格栅井合建,整体设计成半封闭的形式。格栅处设置为敞开形式,集水池封闭,从而减少外来物质的进入,减少污染产生。敞开部分应该设置栏杆,保证检查维修时工作人员的安全。
本设计集水池设计成梯形,梯形小口连接着格栅出水口,大口位于提升泵房内,连接着单管出水。 2.4.3、沉砂池 2.4.3.1沉砂池的作用
城镇生活污水难免会存在一些无机颗粒物质,如砂砾、小石子。这些物质会造成泵、搅拌器等设施的磨毁或堵塞,也会在流动过程中对管道造成磨损。若不加以去除还会造成污泥体积增大,既浪费后续污泥处理的药剂,同时增加污泥占地面积。设置沉砂池将它们分离出来,既避免后续处理设施损坏,又减少剩余污泥。
由于本设计选址在北京,北方城市风沙大,因此沉砂池的设计十分必要。 2.4.3.2沉砂池的形式
沉砂池常见的有平流式沉砂池、竖流式沉砂池、旋流式沉砂池和曝气沉砂池。下面叙述了各形式沉砂池的性质特点。
平流式沉砂池:对沉砂去除效果好,结构简单,但占地面积大,需要土地面积大,且存在流速不易控制等缺点。
旋流沉砂池:目前旋流沉砂池的应用在西方国家十分广泛,它沉砂效果好,尤其对于一些细砂,较难用其他形式沉砂池去除,也有不错的去除效果。同时在经济方面,它的基建和运行费用都不高。
曝气沉砂池:曝气沉砂池由于曝气造成水力螺旋流,从而可以对污水进行预曝气、除臭、除泡,且沉砂有机物含量少,不易造成腐臭现象。曝气沉砂池同时也存在运行费用高,易破坏厌氧环境影响磷的释放,进而降低磷的去除率等缺点。 2.4.3.3沉砂池的选择
考虑到除砂效果和费用,本设计最终选用旋流沉砂池,既经济又有效,也不会对后续厌氧池生物释磷造成影响。
旋流沉砂池是利用机械搅动产生水利涡流作用,以此来完成对无机颗粒的去除。旋流沉砂池的进水设在沉砂池中下部,水流从切线方向呈旋转方向进入沉砂池,从池上部溢流流出池外,池内砂石向下沉淀,其余有机物质向上流出池外。在进水渠的末端设置了一道跌水堰,目的是将进水沉积在进水渠中的砂石滑落至沉砂池。在沉砂池与进水相连部分设置了一个挡板,使得进水能够向下流入沉砂池,避免出现短流现象。沉砂池中间部位设置了可以调节速度的桨板,进水的设计、桨板以及挡板的共同作用,水流在旋流沉砂池内保持了螺旋环状流动。而在沉砂斗部分,由于从外向内池径变小,水流速度反而变大,使得沉砂被离心到斗壁上而落入砂斗。 2.4.4、AA/O工艺
随着环保意思的加强,城市生活污水处理厂不仅要去除有机物,同时还要对氮磷等营养元素进行设计去除。目前城市污水脱氮除磷工艺很多,最早应用的是AA/O工艺,同时也是应用十分广泛的工艺。AA/O工艺结构简单,由于厌氧、缺氧和好氧交替的环境,丝状菌不能大量繁殖,污泥的沉降性良好。
本设计曝气池采用鼓风曝气的方式曝气,厌氧和缺氧池中都设有搅拌器。 城镇生活污水进水水质会发生波动,有时会出现碳源不足,导致氮的去除效率下降,出水氮很难达标。目前有效的保证出水氮指标的方法是给予微生物充足的碳源,因此,本设计考虑了外碳源的投加。外碳源采用甲醇,甲醇是目前最为经济的外碳源。本设计同时设计了加药间、加药泵以及溶液池。
同时,由于AA/O本身存在着泥龄的矛盾,本设计生物处理优先保证脱氮效果,泥龄势必会较长,因此磷的去除率难以保证。为此本设计了化学除磷工艺。由于二沉池较大,化学污泥较少,将化学除磷药剂投加在二沉池前的混合池中,和活性污泥一起在二沉池沉降。