轻工园区废水处理厂工艺设计毕业论文
2020-04-18 20:04:07
摘 要
本工程以轻工园区综合废水为研究对象，根据废水的水质参数、废水流量等，通过对相关文献资料的查阅和对已投入运行污水厂的工艺参考，经过多方面的对比研究，根据“分流收集、分质处理”原则，最终确定了“物化预处理 AAO”的处理工艺。对于工业废水，预处理手段为芬顿预处理加水解酸化处理，此组合可以提高废水的可生化性，并进一步将大分子有机物变成小分子。对于生活废水，先通过预处理手段去除水中的悬浮物。脱氮除磷工艺选择厌氧-缺氧-好氧活性污泥工艺，该工艺具有运行简单，处理效果好的优点，并且应用广泛。
本工程要求出水水质达到《污水综合排放标准》GB8978-1996中的一级A标准。本次设计对各处理构筑物进行设计计算，对必要的设备进行选型，并对污水厂的竖向布置进行计算。
关键字：轻工园区废水 工艺设计 设计计算
Process Design of Wastewater Treatment Plant in Light Industry Park
Abstract
This project takes the comprehensive wastewater of light industrial park as the research object. According to the quality parameters of wastewater and the flow rate of wastewater, through consulting the relevant literature,referring to the process of the wastewater treatment plant and various comparative studies, according to the principle of "separate collection and quality treatment", the treatment process of "physicochemical pretreatment AAO" is finally determined. For industrial wastewater, the pretreatment method is Fenton pretreatment plus hydrolytic acidification. This combination can improve the rate of BOD and COD,further transform macromolecular organic matter into small ones. For domestic wastewater, the SS can be removed by pretreatment. Anaerobic-anoxic-aerobic can remove nitrogen and phosphorus well from wastewater. The process is very good.
The project requires to meet the first A standard of 《Integrated wastewater discharge standard》GB 8978-1996. This design carries on the design calculation to each treatment structure, carries on the selection to the essential equipment, and carries on the computation to the sewage plant vertical arrangement.
Keywords: Light Industrial Park Wastewater; process planning; design calculatio
目录
摘要 I
Abstract II
第一章 文献综述 1
1.1前言 1
1.2提高可生化性 1
1.2.1 芬顿法 1
1.2.2水解酸化法 1
1.2.3臭氧氧化法 2
1.3脱氮除磷 2
1.3.1 A/O工艺 2
1.3.2 A/A/O工艺 2
1.3.3 UCT工艺 3
1.3.4厌氧氨氧化 3
1.4总结 3
第二章 方案认证 4
2.1水质分析 4
2.2工艺认证 5
2.2.1废水水质特点 5
2.2.2 废水分开治理 6
2.2.2提高可生化性工艺的选择 6
2.3工艺流程 7
2.3.2各处理段去除情况估计 8
第三章 构筑物设计计算 10
3.1调节池1 10
3.1.1设计计算 10
3.2芬顿氧化系统 11
3.2.1加酸混合池 11
3.2.2芬顿反应池 12
3.2.3混凝加药池 12
3.2.4加药间和药剂仓库 13
3.2.5混凝沉淀池 14
3.4水解酸化池 21
3.4.1设计计算 21
3.4.2其他设备 22
3.5一沉池 23
3.5.1设计计算 23
3.5.2进出水设计 24
3.5.3污泥 27
3.6格栅 28
3.6.1设计计算 28
3.7平流沉砂池 30
3.7.1设计计算 31
3.7.2出水设计 33
3.8平流沉淀池 33
3.8.1设计计算 34
3.8.2进出水系统 36
3.8.3刮泥机 39
3.9调节池2 39
3.9.1设计计算 39
3.9.2出水水质 40
3.10 生化反应池 40
3.10.1 设计计算 40
3.10.2 曝气系统计算 43
3.10.3进出水设计 46
3.11二沉池 48
3.11.1设计计算 48
3.11.2进出水系统 50
3.11.3剩余污泥量 52
3.11.4刮泥机选型 53
3.12氧化池 53
3.12.1设计计算 53
3.12.2臭氧系统 54
3.13排水池 55
3.13.1设计计算 55
3.14事故池 55
3.14.1设计计算 56
第四章 高程计算 57
4.1计算公式 57
4.1.1处理构筑物中集、配水渠道的水头损失计算 57
4.1.2连接管渠水头损失计算 58
4.2设计计算 59
4.2.1二级处理系统 59
4.2.2生产废水预处理系统 61
4.2.3生活废水预处理阶段 62
参考文献 64
致谢 65
第一章 文献综述
1.1前言
本次设计主体为轻工业园区废水处理厂，进水来自园内各轻工企业的处理排水和园区的生活废水。园区内的企业经过自己的预处理后再将废水接入处理厂，使用的预处理手段大都为生物手段，这就使得园区综合废水具有水量大，缺乏营养，可生化性差，废水碳源无法满足脱氮除磷要求的特点[1]。对于此类废水，应从提高可生化性入手，之后考虑合理的脱氮除磷工艺。
1.2提高可生化性
废水的可生化性是指废水能够被微生物降解的程度，该值一般通过废水BOD与COD的比值来判定。一般认为，0.3以下的废水，在进行生物降解的时候存在困难，该值越低，困难越大[2]。在这种情况下，就可以利用一些方法来作为前处理手段，使后续生物处理能够进行。通常条件下，各种氧化法应用较为广泛，利用电子的转移，化学价态的变化来达到目标。
1.2.1 芬顿法
芬顿氧化法是利用芬顿试剂提高废水的一种的预处理方法[3]。芬顿试剂即，反应条件为强酸环境，pH一般为2~4，通过和物质产生化学反应，对物质的化学键造成破坏，从而将有机态转变成无机态。章丹等[4]利用芬顿技术预处理高浓度有机废水时发现，芬顿氧化技术能够使废水更加容易地被微生物降解。
1.2.2水解酸化法
一般在厌氧条件下进行，是将大分子有机物分解成能直接利用的小分子的过程[5]。水解阶段是微生物在缺氧条件下使废水中的有机物进入细胞；酸化过程在发酵过程，能产生众多小分子有机物[6]。王旭阳等[7]通过研究发现，在工业废水中利用水解酸化法，对其中的有机物具有一定的去除率，其中 可达到30%以上，BOD5可达到20%以上，经过处理的废水变得容易降解，B/C上升约10%以上，可减轻后面有关生物处理的负担。
1.2.3臭氧氧化法
众所周知，臭氧是自然中存在的一种氧化剂，且反应效果较好[8]。臭氧氧化的原理是，臭氧能产生，从而使有机物分子的化学键断裂，通过化学反应使大分子变小。党中煦等进行了丁香酚模拟废水实验发现：臭氧化20分钟生物处理废水COD去除率高达65%，比直接进行生物处理的废水COD去除率提高了9.61倍[9]。可见臭氧预处理在降低废水污染负荷方面有很好的效果。
1.3脱氮除磷
生物脱氮除磷是一种将生物脱氮和除磷结合起来的工艺[10]。利用生物化学反应进行污水脱氮的原理包括氨化反应硝化反应以及反硝化反应。而在污水中脱除磷则是通过氧气在聚磷菌的帮助下在合适的环境中繁盛演变脱磷。同步脱氮除磷是将不同氧气含量的区域排列起来，尽可能地将相互之间会有影响的菌群分开。在此基础上有许多工艺，如A/O、A/A/O、UCT等。
1.3.1 A/O工艺
A/O（厌氧/好氧）工艺是一种改进的活性污泥工艺，主要特点是预定位反硝化，由于A/O工艺（Anoxic/Oxic）硝化所需要地碱度可以利用反硝化产生的碱度补充一半，且流程简单，在整个过程中不需要曝气，节约了成本。AP/O生物除磷，污泥和污水交替流经厌氧和好氧区，当污水流经厌氧区时，污水中的磷转化为正磷酸盐的形式流向好氧区，大量活性污泥吸收正磷酸盐，形成沉淀流向二沉池[11]。
1.3.2 A/A/O工艺
A/A/O将厌氧缺氧好氧串联，厌氧释磷，缺氧脱氮，好氧硝化去除有机物及吸收磷[12]。存在的主要问题是脱氮除磷的效果难以提高，主要是受到回流比和污泥增长的限制。罗轶[13]以分段进水接触式A2O处理某度假村废水，运行结果表明，该工艺抗冲击负荷能力强，能够很好地脱除水中的氮和磷。
1.3.3 UCT工艺
UCT工艺基本思想对污泥有影响的硝酸盐在厌氧区的减少，UCT工艺改变了污泥的方向，将污泥回到缺氧区[14]，缺氧区硝酸盐含量较低，此类混合物成为去除有机物氮磷的最佳条件[15]。将活性污泥回到缺氧池，此时，硝酸盐在厌氧环境中淘汰，改善了厌氧池的释磷环境，增加了厌氧段有机物的利用效率。韩琪等[16]结合东莞市某城镇污水厂的实例，利用UCT处理城镇污水时，COD和NH3-H的去除率分别大于80%和90%。
1.3.4厌氧氨氧化
随着研究的深入以及治理要求的提高，各种新型工艺、对于传统工艺的改良和结合也不断出现。厌氧氨氧化是目前已知的最为经济的生物脱氮技术，在处理低碳氮比有机废水上前景广阔。厌氧氨氧化菌虽在自然中有较大储量，但是丰度较低，要想使污泥呈现出厌氧氨氧化功能，必须经过精心培育使菌种数量达到较高的程度[17]。
1.4总结
近年来，环境保护得到越来越多的重视，环境治理手段也在不断发展。对于废水的处理，直接关系到排入水体的健康。轻工园区污水处理厂的建设，既要提高废水的可生化性，又要做到脱氮除磷达到环境要求。根据废水的特点，选择合适的工艺流程，对废水的治理有着重要的意义。
第二章 方案认证
2.1水质分析
本次设计的污水厂进水来自轻工园区的工业废水以及园区的生活废水，进水水质如下表1所示：
表2-1 进水水质
