Ⅰ 深度解析CASS工藝(周期循環活性污泥法)
CASS工藝是將序批式活性污泥法(SBR)的反應池沿長度方向分為兩部分,前部為生物選擇區也稱預反應區,後部為主反應區。在主反應區後部安裝了可升降的潷水裝置,實現了連續進水間歇排水的周期循環運行,集曝氣沉澱、排水於一體。CASS工藝是一個厭氧/缺氧/好氧交替運行的過程,具有一定脫氮除磷效果,廢水以推流方式運行,而各反應區則以完全混合的形式運行以實現同步硝化一反硝化和生物除磷。
CASS工藝流程介紹
對於一般城市污水,CASS工藝並不需要很高程度的預處理,只需設置粗格柵、細格柵和沉砂池,無需初沉池和二沉池,也不需要龐大的污泥迴流系統(只在CASS反應器內部有約20%的污泥迴流)國內常見的CASS工藝流程如圖1所示。
(1)充水-曝氣階段
邊進水邊曝氣,同時將主反應區的污泥迴流至生物選擇區,一般迴流比為20%。在此階段,曝氣系統向反應池內供氧,一方面滿足好氧微生物對氧的需要,另一方面有利於活性污泥與有機物的充分混合與接觸,從而有利於有機污染物被微生物氧化分解。同時,污水中的氨氮通過微生物的硝化作用轉變為硝態氮。
(2)沉澱階段
停止曝氣,微生物繼續利用水中剩餘的溶解氧進行氧化分解。隨著反應池內溶解氧的進一步降低,微生物由好氧狀態向缺氧狀態轉變,並發生一定的反硝化作用。與此同時,活性污泥在幾乎靜止的條件下進行沉澱分離,活性污泥沉至池底,下一個周期繼續發揮作用,處理後的水位於污泥層上部,靜置沉澱使泥水分離。
(3)潷水階段
沉澱階段完成後,置於反應池末端的潷水器開始工作,自上而下逐層排出上清液,排水結束後潷水器自動復位。潷水期間,污泥迴流系統照常工作,其目的是提高缺氧區的污泥濃度,隨污泥迴流至該區內的污泥中的硝態氮進一步進行反硝化,並進行磷的釋放。
(4)閑置階段
閑置階段的時間一般比較短,主要保證潷水器在此階段內上升至原始位置,防止污泥流失。實際潷水時間往往比設計時間短,其剩餘時間用於反應器內污泥的閑置以及恢復污泥的吸附能力。
CASS工藝的優點
(1)工藝流程簡單,佔地面積小,投資較低
CASS的核心構築物為反應池,沒有二沉池及污泥迴流設備,一般情況下不設調節池及初沉池。
(2)生化反應推動力大
在完全混合式連續流曝氣池中的底物濃度等於二沉池出水底物濃度,底物流入曝氣池的速率即為底物降解速率。根據生化動力反應學原理,由於曝氣池中的底物濃度很低,其生化反應推動力也很小,反應速率和有機物去除效率都比較低;在理想的推流式曝氣池中,污水與迴流污泥形成的混合流從池首端進入,成推流狀態沿曝氣池流動,至池末端流出。
作為生化反應推動力的底物濃度,從進水的最高濃度逐漸降解至出水時的最低濃度,整個反應過程底物濃度沒被稀釋,盡可能地保持了較大推動力。此間在曝氣池的各斷面上只有橫向混合,不存在縱向的返混。
CASS工藝從污染物的降解過程來看,當污水以相對較低的水量連續進入CASS池時即被混合液稀釋,因此,從空間上看CASS工藝屬變體積的完全混合式活性污泥法范疇;而從CASS工藝開始曝氣到排水結束整個周期來看,基質濃度由高到低,濃度梯度從高到低,基質利用速率由大到小,因此,CASS工藝屬理想的時間順序上的推流式反應器,生化反應推動力較大。
(3)沉澱效果好
CASS工藝在沉澱階段幾乎整個反應池均起沉澱作用,沉澱階段的表面負荷比普通二次沉澱池小得多,雖有進水的干擾,但其影響很小,沉澱效果較好。實踐證明,當冬季溫度較低,污泥沉降性能差時,或在處理一些特種工業廢仔滑水污泥凝聚性能差時,均不會影響CASS工藝的正常運行。實驗和工程中曾遇到SV高達96%的情況,只要將沉澱階段的時間稍作延長,系統運行不受影響。
(4)運行靈活,抗沖擊能力強
CASS工藝在設計時已考慮流量變化的因素,能確保污水在系統內停留預定的處理時間後經沉澱排放,特別是CASS工藝可以通過調節運行周期來適應進水量和水質的變化。當進水濃度較高時,也可通過延長曝氣時間實現念好臘達標排放,達到抗沖擊負荷的目的。在暴雨時。可經受平常平均流襪塌量6倍的高峰流量沖擊,而不需要獨立的調節池。
多年運行資料表明。在流量沖擊和有機負荷沖擊超過設計值2~3倍時,處理效果仍然令人滿意。而傳統處理工藝雖然已設有輔助的流量平衡調節設施,但還很可能因水力負荷變化導致活性污泥流失,嚴重影響排水質量。當強化脫氮除磷功能時,CASS工藝可通過調整工作周期及控制反應池的溶解氧水平,提高脫氮除磷的效果。所以,通過運行方式的調整,可以達到不同的處理水質。
(5)不易發生污泥膨脹
污泥膨脹是活性污泥法運行過程中常遇到的問題,由於污泥沉降性能差,污泥與水無法在二沉池進行有效分離,造成污泥流失,使出水水質變差,嚴重時使污水處理廠無法運行,而控制並消除污泥膨脹需要一定時間,具有滯後性。因此,選擇不易發生污泥膨脹的污水處理工藝是污水處理廠設計中必須考慮的問題。
由於絲狀茵的比表面積比茵膠團大,因此,有利於攝取低濃度底物,但一般絲狀茵的比增殖速率比非絲狀茵小,在高底物濃度下茵膠團和絲狀茵都以較大速率降解物與增殖,但由於膠團細菌比增殖速率較大,其增殖量也較大,從而較絲狀茵占優勢。
而CASS反應池中存在著較大的濃度遞度,而且處於缺氧、好氧交替變化之中,這樣的環境條件可選擇性地培養出茵膠團細菌,使其成為曝氣池中的優勢茵屬,有效地抑制絲狀茵的生長和繁殖,克服污泥膨脹,從而提高系統的運行穩定性。
(6)適用范圍廣,適合分期建設
CASS工藝可應用於大型、中型及小型污水處理工程,比SBR工藝適用范圍更廣泛;連續進水的設計和運行方式,一方面便於與前處理構築物相匹配,另一方面控制系統比SBR工藝更簡單。對大型污水處理廠而言,CASS反應池設計成多池模塊組合式,單池可獨立運行。當處理水量小於設計值時,可以在反應池的低水位運行或投入部分反應池運行等多種靈活操作方式;由於CASS系統的主要核心構築物是CASS反應池,如果處理水量增加,超過設計水量不能滿足處理要求時,可同樣復制CASS反應池,因此CASS法污水處理廠的建設可隨企業的發展而發展,它的階段建造和擴建較傳統活性污泥法簡單得多。
(7)剩餘污泥量小,性質穩定
傳統活性污泥法的泥齡僅2~7天,而CASS法泥齡為25~30天,所以污泥穩定性好,脫水性能佳,產生的剩餘污泥少。去除1.0kgBOD產生0.2~0.3kg剩餘污泥,僅為傳統法的60%左右。由於污泥在CASS反應池中已得到一定程度的消化,所以剩餘污泥的耗氧速率只有10mgO2/gMISS•h以下,一般不需要再經穩定化處理,可直接脫水。而傳統法剩餘污泥不穩定,沉降性差,耗氧速率大於20mgO2/gMLSS•h,必須經穩定化後才能處置。
CASS工藝的缺點
CASS工藝為單一污泥懸浮生長系統,利用同一反應器中的混合微生物種群完成有機物氧化、硝化、反硝化和除磷。多種處理功能的相互影響在實際應用中限制了其處理效能,也給控制提出了非常嚴格的要求,工程中難以實現工藝的穩定、高效的運行。
(1)微生物種群之間的復雜關系有待研究
CASS系統的微生物種群結構與常規活性污泥法不同,菌群主要由硝化菌、反硝化菌、聚磷菌和異氧型好氧菌組成。目前對非穩態CASS系統中微生物種群之間的復雜的生存競爭和生態平衡關系尚不甚了解,CASS工藝理論只是從工藝過程進行一些分析探討。
(2)生物脫氮效率難以提高
一方面硝化反應難以進行完全。硝化細菌是一種化能自養菌,有機物降解由異養細菌完成。當兩種細菌混合培養時,由於存在對底物和DO的競爭,硝化菌的生長將受到限制,難以成為優勢種群,硝化反應被抑制。此外,固定的曝氣時間也可能會使得硝化不徹底。另一方面就是反硝化反應不徹底。CASS工藝有約20%的硝態氮通過迴流污泥進行反硝化,其餘的硝態氮則通過同步硝化反硝化和沉澱、閑置期污泥的反硝化實現。在沉澱、閑置期中,由於污泥與廢水不能良好的進行混合,廢水中部分硝態氮不能與反硝化細菌接觸,故不能被還原。此外,在這一時期,由於有機物己充分降解,反硝化所需的碳源不足,也限制了反硝化效率的進一步提高。
(3)除磷效率難以提高
污泥在生物選擇器中的釋磷過程受到迴流混合液中硝態氮濃度的影響比較大,難以繼續提高除磷效率。
(4)控制方式較為單一
目前在實際應用中的CASS工藝基本上都是以時序控制為主的,但污水的水質不是一成不變的,因此採用固定不變的反應時間必然不是最佳選擇。
CASS工藝的主要技術特徵
(1)連續進水,間斷排水
傳統SBR工藝為間斷進水,間斷排水,而實際污水排放大都是連續或半連續的,CASS工藝可連續進水,克服了SBR工藝的不足,比較適合實際排水的特點,拓寬了SBR工藝的應用領域。雖然CABS工藝設計時均考慮為連續進水,但在實際運行中即使有間斷進水,也不影響處理系統的運行。
(2)運行上的時序性
CASS反應池通常按曝氣、沉澱、排水和閑置四個階段根據時間依次進行。
(3)運行過程的非穩態性
每個工作周期內排水開始時CANS池內液位最高,排水結束時,液位最低,液位的變化幅度取決於排水比,而排水比與處理廢水的濃度、排放標准及生物降解的難易度等有關。反應池內混合液體積和基質濃度均是變化的,基質降解是非穩態的。
(4)溶解氧周期性變化,濃度梯度高
CASS在反應階段是曝氣的,微生物處於好氧狀態,在沉澱和排水階段不曝氣,微生物處於缺氧甚至厭氧狀態。因此。反應池中溶解氧是周期性變化的,氧濃度梯度大、較多效率高,這對於提高脫氮除磷效率、防止污泥膨脹及節約能耗都是有利的。實踐證實對同樣的曝氣設備而言。CASS工藝與傳統活性污泥法相比有較高的氧利用率。
CASS工藝與其他工藝比較
1、CASS與SBR的比較
CASS反應池由預反應區和主反應區組成,預反應區控制在缺氧狀態,因此,對難降解有機物的去除效果提高;CASS進水過程連續,因此進水管道上無電磁閥控制元件,單個池子可獨立運行,而SBR或CAST進水過程是間歇的,應用中一般要2個或2個以上池子交替使用,控制系統復雜程度增加。CASS每個周期的排水量一般不超過池內總水量的1/3,而SBR則為1/2-3/4,CASS抗沖擊能力較好。CASS比CAST系統簡單,但脫氮除磷效果不如後者。
CASS池分預反應區和主反應區。在預反應區內,微生物能通過酶的快速轉移機理迅速吸附污水中大部分可溶性有機物,經歷一個高負荷的基質快速積累過程,這對進水水質、水量、PH和有毒有害物質起到較好的緩沖作用,同時對絲狀菌的生長起到抑製作用,可有效防止污泥膨脹;隨後在主反應區經歷一個較低負荷的基質降解過程。
CASS工藝集反應、沉澱、排水、功能於一體,污染物的降解在時間上是一個推流過程,而微生物則處於好氧、缺氧、厭氧周期性變化之中,從而達到對污染物去除作用,同時還具有較好的脫氮、除磷功能。
CASS生物處理法經過模擬試驗研究,已成功應用於生活污水、食品廢水、制葯廢水的治理,取得了良好的處理效果。在反應器的前部設置了生物選擇區,後部設置了可升降的自動潷水裝置,最大限度降低了排水時水流對底部沉澱污泥的擾動。其工作過程可分為曝氣、沉澱和排水三個階段,周期循環進行。污水連續進入預反應區,經過隔牆底部進入主反應區,在保證供氧的條件下,使有機物被池中的微生物降解。根據進水水質可對運行參數進行調整。
2、與傳統活性污泥法相比
(1)建設費用低:省去了初次沉澱池、二次沉澱池及污泥迴流設備,建設費用可節省10%~25%。以10萬噸的城市污水處理廠為例,傳統活性污泥法的總投資約1.5億,CASS法總投資約1.1億。
(2)工藝流程短,佔地面積少:污水廠主要構築物為集水池、沉砂池、CASS曝氣池、污泥池,而沒有初次沉澱池、二次沉澱池,布局緊湊,佔地面積可減少20%~35%。
(3)運轉費用省:由於曝氣是周期性的,池內溶解氧的濃度也是變化的,沉澱階段和排水階段溶解氧降低,重新開始曝氣時,氧的濃度梯度大,傳遞效率高,節能效果顯著,運轉費用可節省10%~25%。
(4)有機物去除率高,出水水質好:根據研究結果和工程應用情況,通過合理的設計和良好的管理,對城市污水,進水COD為400mg/L時,出水小於30mg/L以下。對可生物降解的工業廢水,即使進水COD高達3000mg/L,出水仍能達到50m g/L左右。對一般的生物處理工藝,很難達到這樣好的水質。所以,對CASS工藝,二級處理的投資,可達到三級處理的水質。
(5)管理簡單,運行可靠:污水處理廠設備種類和數量較少,控制系統比較簡單,工藝本身決定了不發生污泥膨脹。
(6)污泥產量低,污泥性質穩定。
(7)具有脫氮除磷功能。
CASS工藝的設計
1、CASS反應器的主要設計參數
最大設計水深可達5m~6m,MLSS為3500mg/L~4000mg/L,充水比為30%左右,最大上清液潷除速率為30mm/min,固液分離時間60min,設計SVI為140mL/g,單循環時間(即1個運行周期)通常為4h(標准處理模塊)。處理城市污水時,CASS中生物選擇器、缺氧區和主反應區的容積比一般為1∶5∶30,具體可根據水質和「模塊」試驗加以確定。表1列出了CASS工藝處理不同規模城市污水時的參考設計參數。
2、CASS設計中應注意的問題
(1)水量平衡
工業廢水和生活污水的排放通常是不均勻的,如何充分發揮CASS反應池的作用,與選擇的設計流量關系很大,如果設計流量不合適,進水高峰時水位會超過上限,進水量小時反應池不能充分利用。當水量波動較大時,應考慮設置調節池。
(2)控制方式的選擇
CASS工藝的特點是程序工作制,可根據進水及出水水質變化來調整工作程序,保證出水效果。整套控制系統可採用現場可編程式控制制(PLC)與微機集中控制相結合,同時為了保證CASS工藝的正常運行,所有設備採用手動/自動兩種操作方式,後者便於手動調試和自控系統故障時使用,前者供日常工作使用。
(3)曝氣方式的選擇
選擇曝氣頭時要盡量採用不堵塞的曝氣形式,如穿孔管、水下曝氣機、傘式曝氣器、螺旋曝氣器等。採用微孔曝氣時應採用強度高的橡膠曝氣盤或管,當停止曝氣時,微孔閉合,曝氣時開啟,不易造成微孔堵塞。此外,由於CASS工藝自身的特點,選用水下曝氣機還可根據其運行周期和DO等情況適當開啟不同的台數,達到在滿足廢水要求的前提下節約能耗的目的。
(4)排水方式的選擇
CASS工藝的排水要求與SBR相同,目前,常用的設備為旋轉式撇水機,其優點是排水均勻、排水量可調節、對底部污泥干擾小,又能防止水面漂浮物隨水排出。CASS工藝沉澱結束需及時將上清液排出,排水時應盡可能均勻排出,不能擾動沉澱在池底的污泥層,同時,還應防止水面的漂浮物隨水流排出,影響出水水質。目前,常見的排水方式有固定式排水裝置如沿水池沒深度裝置出水管,從上到下依次開啟,優點是排水設備簡單、投資少,缺點是開啟閥門多、排水管中會積存部分污泥,造成初期出水水質差。浮動式排水裝置和旋轉式排水裝置雖然價格高,但排水均勻、排水量可調、對底部污泥干擾小,又能防止水面漂浮物隨出水排出,因此,這兩中排水裝置耳前應用較多,尤其旋轉式排水裝置,又稱潷水器,操作靈活、運行穩定性高。
(5)需要注意的其它問題
1)冬季或低溫對CASS工藝的影響及控制;
2)排水比的確定;
3)雨季對池內水位的影響及控制;
4)排泥時機及泥齡控制;
5)預反應區的大小及反應池的長寬比:
6)間斷排水與後續處理構築物的高程及水量匹配問題。
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Ⅱ 生活污水A/O法處理工藝的論文開題報告怎麼寫
A2/O工藝處理城市污水(一)
(2011-12-03 21:13:00)
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標簽:
教育
分類: 博文
摘要
本次畢業設計的題目為江陰某經濟開發區污水處理廠設計— A2/O 工藝。主要任務是完成該經濟開發區排水管網布置及污水處理廠初步設計和單項處理構築物施工圖設計。
其中初步設計要完成設計說明書一份、污水處理廠總平面圖一張及污水處理廠污水與污泥高程圖一張;單項處理構築物施工圖設計中,主要是完成
A2/O 平面圖和剖面圖及部分大樣圖。該污水處理廠工程,近期規模為2.5萬噸/日。
該污水廠的污水處理流程為:從泵房到沉砂池,進入A2/O 反應池,進入輻流式二次沉澱池,進入接觸池,再進入巴氏計量槽,最後出水;污泥的流程為:從A2/O反應池排出的剩餘污泥進入集泥配水井,再由污水泵送入濃縮池, 再進入儲泥池,最後外運處置。
污水處理廠處理後的出水優於國家污水綜合排放標准(GB8978-1996)中的一級標准。
所選擇的A2/O 工藝,具有良好的脫氮除磷功能。
關鍵詞:A2/O 工藝;脫氮除磷;
ABSTRACT
The topic of this graate design is about the design of the sewage disposal
plant in the development area of economy and techonology in Jangyin City. The technics of the plant is the Anaerobic-Anoxic-Oxic. The main task is the primary design of the plant and the shop drawing of the oxidation ditch pond.
The task of the primary design isthata design book、a plan of the plant、the high drawing of the disposal of sludge and sewage; in the single disposal build design, the harvest is that the section plane drawing 、the plan and some part magnifying drawings of the Anaerobic-Anoxic-Oxic.
The construction of this plant is 25000 steres per day.
The process of the sewage in the plant is that the sewage runs from pumphouse
to sand sinking pond, enters the pond of sedimentation tank, enters disinfection pond, then enters calculation trough ,at last lets out. The process of the sludge is that: Surplus sludge from the sedimentation tank enters concentration pond, enters digestion pong, then it is dehydrated, at last it is carried out of the plant.
The outlet water of the plant meets the level one of the National Sewage
Discharge Standard (GB8978-1996).
There is an Anaerobic-Anoxic-Oxic more than the craft of SBR in the craft of CASS. it prevents sludge from eapending,promots releasing phosphorus ,and
strengthens anti-nitration.
Key words: The Anaerobic-Anoxic-Oxic; Taking off the nitrogen and the
phosphorus;
第一部分
第1章 設計概論
1.1 設計任務
本次畢業設計的主要任務是完成某經濟技術開發區A2/O 工藝處理城市污水設計。工程設計內容包括:
1.確定開發區排水體制,完成排水管網規劃設計圖;
2.進行污水處理廠方案的總體設計:通過調研收集資料,確定污水處理工藝方案;進行總體布局、豎向設計、廠區管道布置、廠區道路及綠化設計;完成污水處理廠總平面及高程設計圖。
3.進行污水處理廠各構築物工藝計算:包括初步設計和施工圖設計(每位學生要求至少有一個構築物的設計達到施工圖深度)、設備選型,圖中應有設備、材料一覽表和工程量表。
4.進行輔助建築物(包括鼓風機房、泵房、加葯間、脫水機房等)的設計:包括尺寸、面積、層數的確定;完成設備選型和設備管道安裝圖。
1.2 開發區概況及自然條件
1.2.1 開發區概況
1.城市規劃
江陰臨港新城位於江陰市西部,東臨主城區、北枕長江、西面和南面與常州接壤,下轄「兩街、兩鎮、一辦」:夏港街道、申港街道、利港鎮、璜土鎮、港口辦事處,總計行政區劃面積188平方公里,總人口約20萬人。2005年12月, 臨港新城被列入無錫在「十一五」期間重點建設的五大新城之一;2006年1月,臨港新城開發建設正式啟動;2006年9月,臨港新城被國家發改委正式核准同時被省政府批准為省級經濟開發區,命名為江蘇江陰臨港經濟開發區。
江陰臨港新城始終堅持「以港興城、港以城興、港城共榮、互動發展」的戰略,全力打造蘇錫常都市圈臨港產業中心和江陰城市副中心。全面做好港口碼頭、臨港產業、國際商務、現代服務、綠色生態等「五篇文章」,加快實施《臨港新城培育四大千億產業集群綱要》,推動經濟與城市全面轉型、同步提升。
產業是城市發展的根本。依託港口,發展低碳、新材料、機械裝備、現代物流四大臨港特色產業,全力培育千億級產業集群是構築臨港新城新一輪區域經濟發展比較優勢,打造臨港經濟新增長極,實現可持續發展的必由之路。
2.地面水環境狀況
在開發區范圍內長江為主水體,根據江陰市環境監測中心站編制的《江陰臨港經濟技術開發區環境質量報告書》,在上述7 個水體中共布設監測點19 個,並分枯水期和平水期對其進行采樣監測。長江水質檢測結果為:在枯水期平均值超標的(按地面水環境質量三類標准GB383888)污染物主要有生化需氧量、亞硝
酸鹽氮、凱式氮、總磷和大腸菌群等五項;在平水期平均值超標的主要有凱氏氮和總磷兩項。其中枯水期BOD5 值最高值和平均值分別為6.42mg/L 和5mg/L ,分別超標0.6 倍和0.25 倍,亞硝酸鹽氮最高值和平均值分別為0.26mg/L 和0.15mg/L ,分別超標0.73 和0.06 倍,凱式氮最高值和平均值分別為5.91mg/L 和3.91mg/L ,分別超標4.91 倍和3.91 倍,總磷最高值和平均值分別為0.197mg/L 和0.089mg/L,分別超標2.94 倍和0.78 倍, 大腸菌群最高值和平均值分別為920000個/升和191333 個/升,分別超標91 倍和18 倍;而平水期凱式氮最高值和平均值分別為0.083mg/L和0.073mg/L ,分別超標0.66倍和0.46倍。另外根據開發區地面水環境質量評價結果也可以看出,長江申港段污染負荷比最大,在枯水期超標的評價參數是生化需氧量、亞硝酸氮、凱式氮和總磷;在平水期超標的評價參數是總磷和凱式氮。
3.開發區排水現狀及規劃
開發區為新建區域,根據開發區排水總體規劃,以採用雨污分流制的排水系統為宜。開發區范圍內的雨水根據道路布置情況,依據道路控制高程分散排入現有明渠或湖汊入湖,開發區污水將匯集排入長江。目前開發區已初具規模,隨著開發區的建設及工業企業的逐步開工,開發區的廢水排放量將不斷增多,對上述已被污染的長江申港段將進一步加大其污染負荷比,給開發區環境將帶來嚴重的影響,也將直接影響到開發區的投資環境。另外,開發區位於長江江陰段上游,未經處理的污水直接排入長江,也將對武漢市江段的水質及飲用水源的安全造成威脅。因此,為優化投資環境,改善和提高城區生活環境質量,保證城市居民身體健康,決定修建分流制排水系統和開發區污水處理廠。
1.2.2 開發區的自然條件
1.氣象資料
開發區屬亞熱帶季風氣候,全年四季分明,日照充足,雨量充沛,其氣象特徵如下:
(1) 氣溫
年平均氣溫:15.1℃;最高氣溫:38.3℃;最低氣溫:-3.4℃。
(2)降水量
年平均降水量:1108.5mm ;年平均降雨天數:105.2 天。
(3) 濕度
年平均相對濕度:72%
(4)降雪
24 小時最大積雪深度:15.0cm(2008年南方雪災) 。
年降雪日:一般在10 日以內
(5)風
全年主導風向為東北偏北,冬季以北風和東偏北為主,夏季多為東南風。
年平均風速:2.7m/s ;最大風速:19.1m/s 。
(6)霧日數
年平均霧日數:28.4 日;年最小霧日數:10 日。
(7)蒸發量
年平均蒸發量:1294mm 。
1.2.3 設計水量與水質
⒈ 設計水量
污水量標准包括生活污水和工業污水兩部分。開發區的綜合用水量定為625升/人.日,綜合污水量按照給水量標準的80%計,則平均污水量標准為500 升/人.日。
按近期規劃人口10 萬人計算,則該污水處理廠的近期設計污水量為:平均日25000m3/d 。
2.污水水質及凈化要求
原污水水質:COD 320mg/L,BOD5 150mg/L,SS 200mg/L,TN 35 mg/L,NH3-N 15mg/L,TP 4 mg/L。
污水經處理後應符合以下具體要求:
CODCr≤60mg/L,BOD5≤20mg/L,SS≤20mg/L,TN ≤15 mg/L,NH3-N≤5mg/L,TP 1 mg/L。
第2 章總體設計
2.1 排水體制
在城市和工業企業中通常有生活污水、工業廢水和雨水,排水系統,也就是將城鎮的污水、廢水和雨水系統有組織地排除與處理的工程設施。排水系統通常由排水管網和污水處理廠組成。這些污廢水是用一個管渠系統還是用兩個、三個管渠系統來排,構成了不同的排除方式,稱之為排水系統的體制。
2.1.1 合流制排水系統
目前我國大多數城市排水體制為合流制,合流制排水系統就是將生活污水、工業廢水和雨水用一個管渠系統匯集排除的系統。這種體制有下面兩種方式:
1.合流制
這種方式是將管渠系統分成若干排出口,將混合污水不經任何處理直接就近排八水體。這是一種合流制排水方式,國內外許多老城市幾乎者是採用這種簡單的排水方式。在過去,工業尚不發達,人口少,污水相對不大,採取水體的自凈作用,這種排水體制被長期採用。但是在當今,科技的發展,人口增加,使污水不斷增加,水質也日趨復雜,從環保衛生上來看,合流制是水環境污染的主要原因,所以在目前情況就不宜再採用這種排水體制。
2.1.2 截流式合流制
這種方式就是在江河岸邊修建截流干管,並在合流干管與截流干管交匯設置溢流井。晴天時,混合污水全部由截流干管送至污水處理廠處理後排放;雨天時,當混合水是超過截流干管輸水能力後,其超出部分通過溢流並泄八水體。這種體制對帶有較多懸浮物的初期雨水和污水都進行處理,對保護水體是有利的,但周期性地給水體帶來一定程度的污染,很明顯,同為合流制,它又前者優越。這種方式,對一些舊城合流制排水系統改造是可以考慮加以採用的。
2.1.3 分流制排水系統
當生活污水、工業廢水和雨水用兩個或兩個以上排水管渠排除時,稱為分流制排水系統。其中排除生活污水,工業廢水的系統稱為污水排水系統;排除雨水的系統稱為雨水排水系統。這種體制又有兩種方式:
1.完全分流制
將城市生活污水及工業廢水排到污水系統和雨水排入到雨水系統的體制為分流制。污水排至污水處理廠進行處理,雨水直接排入水體,對於新建城市、新的開發區和新建住宅小區,大都採用這種形式,分流制系統是把城市污水全部送到污水處理廠處理後排放水體,對環保衛生及防止水體污染方面無疑是比較好的排水體制。
2.不完全分流制
只建污水排水系統,未建雨水排水系統,雨水沿著地面、道路邊溝和明渠泄入水體。對於常年少雨、氣候乾燥的城市可採用這種制。
2.1.4 排水體制的比較
排水體制的選擇直接影響到對環境的污染。直泄式合流制是不經任何處理把混合污水排入水體,其對水體污染的嚴重性是不言而喻的,截流式合流制能將晴天時全部生活和工業廢水及降雨時較臟的初期雨水截走,送往污水處理廠,這對保護水體是有利的,但在暴雨時,仍有部分混合污水通過溢流井進入水體,造成污染。分流制排水系統,將城市污水全部送至污水廠處理,但初期雨水未經處理直接排入水體,是其不足之處。一般情況下,分流制比截流式合流制在防止水體污染方面更為優越,而且較靈活,較易適應發展的需要,因此應用較廣泛。
從基建投資方面來看,合流制只需一套管渠系統,其斷面尺寸與完全分流制的雨水管渠基本相同,雖然合流制在污水泵站及處理廠規模上要大一些,造價要高一些,但在總體造價還是低於完全分流制,大約要低20-40%。不完全分流制由於沒有雨水排水系統,所以其投資最省,施工期最短,發揮效益也快,所以對於一般新建地區,地形坡度比較好,雨水又能沿坡度流入水體,為節約初期投資,可先採用不完全分流制,以後隨著建設的發展,再逐步造雨水管渠。
從維護管理方面來看,合流制管渠維護管理較簡單,對於管渠中的沉積物也可利用雨天的大流是來沖刷,但污水泵站、處理廠因晴雨天的排水量變化幅度較大,增加了運行管理上復雜性。相比之下分流制污水管渠和污水處理廠,流量變化不大,不致產生沉澱物,有利於污水處理廠和管渠的運行管理。
2.1.5 排水體制選擇
選擇排水體制時,應當根據當地的實際條件和環保要求,通過技術經濟比較來確定。
1.新建城市
(1)對於新建城市,當地形有利,在城市發展初期,可採用不完全分流制。人衛生角度上看,雖然雨水沿著地面流動,會帶入一些污染物質進入水體,但由於最骯臟的生活污水已用污水管渠收集並加以處理,因此不致於對環境衛生產生很大影響;從經濟上看,由於只建污水管渠,造價可大為降低,這在城市發展初期具有很大經濟意義;從技術上看,由於已預留雨水管渠的位置,它可隨城市發展逐步增設雨水管渠,成為較理想的完全分流制。
(2)對於建設水平要求較高且面積較大的開發區城市,應採用完全分流制。
2.舊城改造和擴建
舊城排水系統的改造和擴建,應在原排水體制的基礎上加以考慮。
舊城排水系統,一般均為沒有污水處理廠的合流制排水系統,污水就近排入水體,
沒有預留埋設其他管線的地方。因此要將它改造為完全分流制,這在經濟上要花費一筆可觀的費用,在技術上也十分困難,往往難以實現。且附近水體又缺乏足夠的自凈能力時,才可考慮改建成其他體制。
3.因此,對某城區排水系統的改造和擴建工程中,採用具有截流制合流制排水系統為宜,截流後污水排入到污水處理廠進行處理。總之,影響排水體制的因素較多,我們應立足於本地實際條件,同時考慮
污水管排水能力發展的餘地,使城市排水體制更加合理完善。根據該經濟開發區的較為平坦的地勢因素,故管道敷設主要以管長最短為原則,沿街道敷設,一起送入污水處理廠處理後排入長江。
2.2 污水處理廠設計規模
污水量標准包括生活污水和工業污水兩部分。開發區的綜合用水量定為625 升/人.日,綜合污水量按照給水量標準的80%計,則平均污水量標准為500 升/ 人.日。
按近期規劃人口10 萬人計算,則該污水處理廠的近期設計污水量為:平均日25000m3/d。
第3 章污水處理廠設計
3.1 污水處理廠址選擇
污水廠廠址選擇應遵循下列各項原則
1、應與選定的工藝相適應
2、盡量少佔農田
3、應位於水源下游和夏季主導風向下風向
4、應考慮便於運輸
5、充分利用地形
本開發區在總體規劃、專業規劃及開發區建設中,已按自然地形,用地規劃預留了污水處理廠位置。
3.2 污水污泥處理工藝選擇
3.2.1 水質
根據《江陰臨港新城經濟開發區污水處理廠可行性研究報告》及江陰臨港新城經濟技術開發區委員會「污水處理廠可行性研究報告評審會專家組意見」,開發區管委會參照類似地區的污水水質及國家《污水綜合排放標准》(GB18918-2002) 提出污水處理廠進、出水水質指標列於表3.1 污水處理廠進、出水水質指標
單位:毫克/升 表3.1
序號
項目
原污水質
出水水質
1
BOD5
160
20
2
CODCr
400
60
3
SS
125
20
4
TN
45
20
5
NH3—N
28
8(15)
6
TP
5
1
3.2.2 污水、污泥處理工藝選擇
1. 處理工藝流程選擇應考慮的因素
污水處理廠的工藝流程系指在保證處理水達到所要求的處理程度的前提下,所採用的污水處理技術各單元的有機組合。
在選定處理工藝流程的同時,還需要考慮各處理單元構築物的形式,兩者互為制約,互為影響。污水處理工藝流程的選定,主要以下列各項因素作為依據。
① 污水的處理程度
② 工程造價與運行費用
③ 當地的各項條件
④ 原污水的水量與污水流入工程
該污水處理廠日處理能力約2.5萬噸,屬於中小規模的污水處理廠。按《城市污水處理和污染防治技術政策》要求推薦,20萬t/d規模大型污水廠一般採用常規活性污泥法工藝,10-20萬t/d污水廠可以採用常規活性污泥法、氧化溝、SBR、AB法等工藝,小型污水廠還可以採用生物濾池、水解好氧法工藝等。對脫磷脫氮有要求的城市,應採用二級強化處理,如A2 /O工藝,A/O工藝,SBR及其改良工藝,氧化溝工藝,以及水解好氧工藝,生物濾池工藝等。
A2O工藝污水處理量:25000m3/d
氧化溝工藝污水處理量:3000m3/d
SBR工藝污水處理量:5000m3/d
2.適合於中小型污水處理廠的除磷脫氮工藝
該污水處理廠要求對原水中的氮、磷有比較好的去除,應採用二級強化處理。根據《城市污水處理和污染防治技術政策》推薦,以及國內外工程實例和豐富的經驗,比較成熟的適合中小規模具有除磷、脫氮的工藝有:AA /O 工藝,A/O 工藝,SBR及其改良工藝,氧化溝及其改良工藝。A/O工藝、AA/O工藝、各種氧化溝工藝、SBR工藝這些從活性污泥法派生出來的工藝都可以實現除碳、除氮、除磷三種流程的組合,都是比較實用的除磷脫氮工藝。
一、A2O處理工藝
(1)A2/O 處理工藝是Anaerobic-Anoxic-Oxic 的英文縮寫,它是厭氧-缺氧-好氧生物脫氮除磷工藝的簡稱,A2/O 工藝是在厭氧-好氧除磷工藝的基礎上開發出來的,該工藝同時具有脫氮除磷的功能。
(2)A2/O 工藝的特點:
A:厭氧、缺氧、好氧三種不同的環境條件和不同種類的微生物菌群的有機配合,能同時具有去除有機物、脫氮除磷功能;
B:在同時脫氮除磷去除有機物的工藝中,該工藝流程最為簡單,總的水力停留時間也少於同類其它工藝。
C:在厭氧-缺氧-好氧交替運行下,絲狀菌不會大量繁殖,SVI 一般小於100,不會發生污泥膨脹。
D:污泥中含磷量高,一般為2.5%以上。
由於該設計對脫氮除磷有要求故選取二級強化處理,並且污水處理量25000m3/d。所以A2O工藝符合要求。因為這種工藝具有較好的除P脫N功能;具有改善污泥沉降性能的作用的能力,減少的污泥排放量;具有提高對難降解生物有機物去除效果,運行效果穩定;技術先進成
熟,運行穩妥可靠;管理維護簡單,運行費用低;沼氣可回收利用;國內工程實例多,容易獲得工程設計和管理經驗技術先進成熟,運行穩妥可靠,最為重要的是該工藝總水力停留時間少於其他同類工藝,節省基建費用,佔地面積相對較小,在市場經濟的形勢下,寸土寸金,該工藝無疑具有非常大的吸引力。
3.A2/O 法同步脫氮除磷工藝的原理:
A2/O 分為三大部分,分別為厭氧、缺氧、好氧區。原污水從進水井內首先進入厭氧區,同步進入的還有從沉澱池排出的含磷迴流污泥,本反應器的主要功能是釋放磷,同時部分有機物進行氨化。污水經過第一厭氧反應器進入缺氧反應器,本反應器的首要功能是脫氮,硝態氮是通過內循環由好氧反應器送來的,循環的混合液量較大,一般為2Q(Q——原污水流量)。混合液從缺氧反應器進入好氧反應器——曝氣器,這一反應器單元是多功能的,去觸BOD ,硝化和吸收磷等項反應都在本反應器內進行。這三項反應都是重要的,混合液中含有NO3-N ,污泥中含有過剩的磷,而污水中的BOD 則得到去除。流量為2Q的混合液從這里迴流缺氧反應器。
選定核心構築物後,本設計的工藝流程也就相應確定了。
3.3 主要生產構築物工藝設計
3.3.1 進水泵房
污水進水泵房由格柵間、泵房組成(泵房配電間設於離泵房不遠的地方,具體布置見污水廠平面總體布置圖,另外廠內另設有集中變配電間、中控室)。
⑴ 格柵間平面尺寸:長×寬=7.15 米×6.60 米,地下深6.53 米,為鋼筋砼結構,格柵間內設三道進口粗格柵,兩道為機械格柵,另一道為人工輔助格柵。機械格柵寬1.00 米,高2.70 米,柵條間隙20 毫米,安裝傾角600 ,機械除渣。人工格柵(在機械格柵檢修時做應急用)寬2.00 米,高2.70 米,柵條間隙、安裝傾角均同機械格柵。
⑵ 泵房採用半地下室鋼筋砼結構,平面尺寸:長× 寬=8.00 米× 16.60 米,地下埋深6.78 米,採用立式污水泵抽升污水,泵房內設五台型號為250QW700—11—37 的立式污水泵(四用一備)。單泵流量為690 米3/時,揚程為11.5 米,轉速970 轉/分,電機功率37 千瓦。每台泵出水管上設微阻緩閉止回閥,起吊設備採用電動單梁起重機,最大起重量為2 噸。
3.3.2 細格柵和沉砂池
共設兩道進口細格柵,安裝在出水井與沉砂池的連接渠道上,用於去除進廠污水中較大的漂浮物和懸浮物,以保證後續處理工藝的安全運行。細格柵(一期)分兩組設置,每組設2 道進口機械弧形細格柵(旋轉角為90。)及1 道人工應急格柵(國產),渠寬為1.3m,柵隙寬為10mm,最大過柵流速為0.9m/s 。格柵的運行由格柵前、後水位差自動控制。柵渣由設於平檯面以下的國產無軸螺旋輸送器輸出後外運處置。沉砂池採用了旋流式沉砂池(分兩組設2 池,型號旋流式沉砂池Ⅱ7),單池直徑為3.05m、池深為3.13m,採用氣提排砂,在排砂之前有一氣洗過程,這使得排出的砂含有機物較少,有利於污水的後續生物處理及泥砂的處置。由兩座沉砂池排出的泥砂經2 台國產的砂水分離器處理後外運處置。
3.3.3 A2/O 池
A2/O 生物池分兩組(共2 座),污泥負荷為0.12kgBODs/(kgMLSS·d),污泥濃度為3.3 g/L,單池平面尺寸為51.80m×38.7m(包括隔牆厚度),池深為5.2 m(有效水深為4.5 m),每池分三區即厭氧區、缺氧區及好氧區,厭氧區設4台、缺氧區設4 台進口潛水攪拌機,單台攪拌機的功率為2.3 kW。好氧區設有2938 個進口膜式微孔曝氣器,曝氣量為1~3m3 /( h × 個)。每池設有3 根進氣總管,每根總管設有1 個進口電動空氣調節蝶閥(用於調節供氧量)。A2/O 工藝需有大量的混合液迴流(一般為處理水量的2~4 倍),這使得其能耗較高。為此,在設計時結合了循環流式生物池的特點,採用了類似氧化溝循環流式水力特徵的池型,省去了混合液迴流以降低能耗,同時在該池中獨辟厭氧區除磷及設置前置反硝化區脫氮等有別於常規氧化溝的池體結構,充氧方式採用高效的鼓風微孔曝氣、智能化的控制管理,這大大提高了氧的利用率,在確保常規二級生物處理效果的同時,經濟有效地去除了氮和磷。該系統較常規A2/O 工藝降低能耗約0.045(kW·h)/m3。
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小區污水處理系統
摘要:述 醫院、港口、公園、商業中心、新建的郊外住宅區、高級住宅區、療養區、學校、農場、漁場、狩獵場等均可稱為小區,我們最常遇到的主要是由居住區、療養院、商業中心、機關學校等一種功能或多種功能構成的相對獨立的區域,其排水系統通常不在城市市政管網覆蓋范圍之內。根據當地的環保標准,必須設置獨立的污水處理設施,這就是我們所指的小區污水處理。
關鍵詞:污水處理
一、概 述
醫院、港口、公園、商業中心、新建的郊外住宅區、高級住宅區、療養區、學校、農場、漁場、狩獵場等均可稱為小區,我們最常遇到的主要是由居住區、療養院、商業中心、機關學校等一種功能或多種功能構成的相對獨立的區域,其排水系統通常不在城市市政管網覆蓋范圍之內。根據當地的環保標准,必須設置獨立的污水處理設施,這就是我們所指的小區污水處理。
小區污水系統的處理能力,各國並無統一的限定。前蘇聯曾建議單個構築物的處理能力不宜超過1400m3/d,美國則把小廠的處理能力限定在3785 m3/d的范圍內。根據我國情況,建議把等於或小於4000 m3/d的處理廠定義為小區污水處理廠。
小區污水不同於城市污水(常包括部分工業廢水),屬於生活污水范疇。其水質水量特徵可概括為:水質水量變化較大,污染物濃度偏低,即比城市污水低,污水可生化性良好,處理難度小。
小區污水的處理工藝依據小區污水排入水體的功能不同而異,常用處理方法有:化糞池、一級處理(初次沉澱池)、生物二級處理及二級處理後再經消毒回用等。由於小區污水處理水量較小,管理水平不高,所以,在工藝設計時盡可能選用無污泥或少污泥的處理工藝,以防止因污泥處理不善造成二次污染。目前,較為常用的處理工藝有:①污水→調節池→初次沉澱池→生物接觸氧化池→二沉池→出水,生物接觸氧化是應用最廣泛的方法,主要優點是停留時間短、易掛膜,尤其適合設備化,埋地建設倍受環保公司及用戶青睞,但由於維修管理及設備防腐等方面的問題,近年來應用受到限制。但如果建成地下鋼筋混凝土形式,設置人員通道以便維修,此種地下建設方式在小區水處理中具有較大市場,但這種方式一般處理規模較小,每天排放污水量小於幾百噸的小區較為理想。對上千噸的小區污水處理,推薦採用地面建設方式,生物處理部分可採用接觸氧化,也可採用SBR或其改進型CASS工藝,曝氣方式建議採用低噪音的風機或水下曝氣機。②污水→調節池→混凝沉澱→過濾→出水,對處理程度要求不高,且水量較小時,可採用此工藝,具有佔地面積小,異味小,管理簡單等優點。另外,在好氧生物處理之前加上酸化水解,有利於降低能耗,提高系統的總去除率。生活小區通常有較大的綠地面積,如果把污水處理後回用於澆灌綠地、道路、沖洗汽車,應在上述處理出水後加上消毒或其它補充措施。
二、小區污水處理廠設計原則
1. 處理出水要求和處理程度
一般來說,不同小區對出水的要求差異較大。應根據我國《地面環境質量標准》(GB3838—88)和《污水綜合排放標准》(GB8978—96)的有關規定和當地環保部門的要求確定處理程度,以確保出水水質。如果出水採用土地處理法處理,則按土地處理法的要求計算;
2. 污水處理設施的設計和建設必須結合小區的整體規劃和建築特點,即外觀設計上要與小區建築環境相協調,以求美觀;
3. 在污水處理工藝上力求簡單實用,以方便管理;
4. 在高程布置上應盡量採用立體布局,充分利用地下空間。平面布置上要緊湊,以節省用地;
5. 污水處理廠位置應盡可能位於小區下風向,與其它建築物有一定的距離,以減少對環境的影響;
6. 設備化,定型化,模塊化,施工安裝方便,運行簡易,設備性能穩定,
適合分期建設;
7.處理程度高,污泥產量少,並盡可能採用節能處理技術;
8.處理構築物對水力負荷和有機物負荷的適應范圍較大,使系統有較好的經受沖擊負荷的能力。
9.小區內的人口是逐漸增加的。因此,小區污水處理廠應按可預期的發展規劃作為流量設計的基礎。根據我國情況,可考慮採用20年的設計周期。
三、小區污水處理流程
根據小區廢水處理的原則,應選擇處理效果穩定、產泥少、節能的處理方法。小區系統中的各類建築物一般均建有化糞池,所以,化糞池應與污水處理方法相結合。
幾種常用的處理工藝:
(1)污水→格柵→調節池→提升泵→接觸氧化池→沉澱池→出水
(2)污水→格柵→調節池→提升泵→曝氣池→沉澱池→出水
污泥迴流
(3)污水→格柵→調節池→提升泵→SBR池或CASS→出水
加葯
↓
(4)污水→格柵→調節池→提升泵→混凝沉澱→過濾→出水(物化方法)
回用工藝流程: 生物處理出水再經混凝過濾和消毒
在流程開始時一般要考慮設置均化池,這是因為小區在水質和水量上的變化都比城市污水處理廠大。均化池一般設在格柵以後。物化和生化處理是去除污染物的核心部分。
四、組合式污水處理廠或設備
組合式處理廠以裝配好的或易於組裝的標準定型設備部件出售。在國內埋地設備曾風靡一時,主要優點是施工快,不佔地面綠地,很多設計單位和用戶非常歡迎,設計人員選設備很簡單,而要設計污水處理廠工作量較大,所以,非常喜歡用設備化產品。環保公司製造設備利潤豐厚,而土建工程利潤較低,因此,企業大做廣告和公關。但是實際應用表明,確實存在不少問題,對設備的維修管理困難,對運行情況考核不便,單機處理水量有限,使用壽命等均有待時間驗證,因此,對埋地設備一直爭議很大,現在,埋地設備熱已經降溫。建於地下的可檢修、便於操作(有人員操作空間)污水處理設計方式應於推薦。上千噸的污水處理廠建議採用地上式。在水量不大,場地十分緊張時仍可考慮用埋地設備。埋地設備的確工藝流程一般均採用兩段接觸氧化和沉澱工藝,水力停留時間一般為2小時,污水進入設備前,先進行水量調節和提升。
五、SBR及CASS處理工藝的原理及參數選擇
(一)序批式活性污泥法(SBR)
SBR的核心是SBR反應池,該池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能於一體。典型SBR工藝的一個完整運行周期由五個階段組成,即進水階段、反應階段、沉澱階段、排水階段和閑置階段。從第一次進水到第二次進水稱為一個工作周期。
從目前的污水好氧生物處理的研究、應用及發展趨勢來看,SBR稱得上簡易、快速、低耗的污水處理工藝。與連續式活性污泥法比較,SBR法具有以下特點:①SBR裝置結構簡單,運轉靈活,操作管理方便。②投資省,運行費用低。Ketchum等人的統計結果表明:採用SBR法處理小城鎮污水,要比用普通活性污泥法節省基建投資30%。③可抑制絲狀菌生長繁殖,不易發生污泥膨脹,污泥指數SVI較低,有利於活性污泥的沉澱和濃縮。④SBR處於好氧/厭氧的交替運行過程中,能夠在去除碳物質的同時實現脫氮除磷。⑤SBR處理工藝系統布置緊湊、節省佔地。⑥運行穩定性好,能承受較大的水質水量沖擊。⑦各項運行控制參數都能通過計算機加以控制,易於實現系統優化運行。
(三)周期循環曝氣活性污泥法(CASS工藝)
CASS(Cyclic Activated Sludge System )工藝是近年來國際公認的處理生活污水及工業廢水的先進工藝。該工藝是在序批式活性污泥法(SBR)的基礎上,反應池沿長度方向設計為兩部分,前部為生物選擇區也稱預反應區,後部為主反應區,在主反應區後部安裝了可升降的自動撇水裝置,曝氣、沉澱、排水等過程在同一池子內周期循環運行,省去了常規活性污泥法的二沉池和污泥迴流系統。
(四)CASS與SBR曝氣方式的選擇
由於小區大都是居民居住區,對環境的要求比較高,因此,污水廠建設時應充分考慮噪音擾民問題和污水廠操作人員的工作環境,採用水下曝氣機代替傳統的鼓風機曝氣可有效解決噪音污染。另外,由於CASS工藝獨特的運行方式,採用水下曝氣機可省去復雜的管路及閥門,安裝、維修方便,使用靈活,可根據進出水情況開不同的台數,在保證效果的條件下,達到經濟運行的目的。
(五)CASS與SBR撇水機的選擇
撇水機是CASS工藝的關鍵組成部分,其性能是否穩定可靠直接影響到CASS工藝的正常運行。目前,國內外對撇水機仍在進行研究和開發,按照目前所用的原理撇水機可分為三種類型,即浮球式、旋轉式和虹吸式。撇水機研製的關鍵是解決潷水過程中,堰口、導水軟管和升降控制裝置與水流之間形成的動態平衡,使之可隨排水量的不同調整浮動水堰浸沒的深度,並隨水位均勻地升降,將排水對底層污泥的干擾降低到最低限度,保證出水水質穩定。
我院自主研製開發的撇水機屬絲杠旋轉式,自動撇水裝置主要組成部分是:潷水器、可擾動的軟管、水位控制器、可伸縮推動桿和驅動電機等。其中潷水器又叫自動浮動式水堰,上部為堰口和防止浮渣進入出水的浮筒,下部出水管兼起支撐作用,部分浸沒在水中,通過可伸縮推動桿使方形堰口達到連續均勻地排出反應池中的上清液。實際應用表明,所研製的撇水裝置達到了國內外同類產品的先進水平。具有升降平穩、排水均勻、自動控制、價格低廉等優點,該項研究不僅滿足了工程的需要,而且具有創新,屬專項保密技術之一。
五、處理小區污水主要設計參數
SBR設計參數:污泥負荷0.1~0.15kgBOD5/kgMLSS.d, 污泥齡20~30天
工作周期12小時, 其中, 進水2.5小時(曝氣或不曝氣),反應6小時, 沉澱0.75~1小時, 排水2小時,閑置0.5~0.75小時。出水指標:COD〈50mg/L, BOD5〈20mg/L, SS〈10mg/L
CASS設計參數:污泥負荷0.1~0.2kgBOD5/kgMLSS.d, 污泥齡15~30天
水力停留時間12小時,工作周期4小時,其中曝氣2.5小時, 沉澱0.75小時,排水0.5~0.75小時,出水指標與SBR相近。
六 、污泥處理
污水處理量上千噸時,一般採用濃縮後脫水處理,小規模時一般濃縮後定期用大糞車運至填埋或作農肥。
七、小區污水處理廠址選擇和布置
小區系統的廠址選擇和廠區布置在基本原則上與大廠是一致的。但是考慮到小區系統在服務對象和流程選擇上的獨特性,在廠址選擇和布置時也應考慮到小區系統的特點。
1.廠址規劃
(l)與服務地區的衛生防護區應有一定距離
(2)風向(不影響所服務地區和周圍地區)
(3)交通運輸和水電供應。
(4)便於兼顧小區其它生活保障設施的統一管理。
2.廠區道路和構築物之間的間距
由於小區系統選用較小的設備和構築物,廠區交通、維修及衛生要求所需的空間相應較小。廠區內應設計充足的車輛通道,路寬設計可以輕型載重汽車的回轉半徑為依據。主要構築物之間的間距可考慮在3-5m之間。
參考資料
http://www.lunwentianxia.com/proct.free.9922287.1/
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簡述污水處理工藝的優選與比較
論文關鍵詞:城市污水處理 運行管理 工藝選擇
論文摘要:針對目前城市現有污水處理廠在建設和運行管理的過程中所暴露出來的問題,從建設規模和工藝確定等角度進行對比分析,並對應注意的環節提出了看法。
由於工業廢水處理設施一般規模小、技術性強,工藝組合靈活,結構通常為鋼制,即使內部管線穿插較多,運行維護也不太困難。工業廢水處理在技術上是與城市污水處理類同的,但是如果把工業廢水處理設施的設計思路簡單地套用在城市污水處理工程中會帶來很多預想不到的問題。
1.合理確定建設規模
城市污水廠建設規摸的確定,是根據城市總體規劃和排水規劃,分期分批地建設污水管網和污水處理廠,要根據水環境保護的目標,分期實施,逐步到位。城市排水工程建設是一項系統工程,涉及城區管渠改造,污水的收集、輸送(包括泵站),污水處理和排放利用,以及污泥處置等問題在。
2.城市污水處理廠的工藝選擇
具體工程的選擇要求包括:
①技術合理。技術先進而成熟,對水質變化適應性強,出水達標且穩定性高,污泥易於處理。
②經濟節能。耗電小,造價低,佔地少。
③易於管理。操作管理方便,設備可靠。
④重視環境。廠區平面布置與周圍環境相協調,注意廠內雜訊控制和臭氣的治理,綠化、道路與分期建設結合好。
⑴好氧生物處理技術是世界各國城市污水處理廠普遍採用的污水處理工藝,分為活性污泥法和生物膜法兩種。活性污泥法是水體自凈的人工強化,是使微生物群體「聚居」在活性污泥上,活性污泥在反應器-曝氣池內呈懸浮狀,與污水廣泛接觸,使污水凈化的技術;生物膜法是土壤自凈的人工強化,是使微生物群體以膜狀附著在物體的表面上,與污水接觸,使污水凈化的技術。活性污泥法、生物膜法及其變種變工藝,各有特點和應用條件,在選擇的時候,應根據各地區的水質、水量、受納水體、氣候、環境、經濟情況等條件確定。
⑵活性污泥法工藝在凈化機制上,沒有什麼突破,歷經幾十年的發展與革新,現已擁有以傳統活性污泥法為基礎的多種運行方式,如A/O除磷工藝、A/O脫氮工藝、A2/O同步脫氮除磷工藝、氧化溝工藝、A/B法、各種SBR法、載體活性污泥法、一體化活性污泥法等等。近十幾年來,活性污泥法最大進步就是將厭氧機制引入到生化反應池之中來,使厭氧和好氧狀況在生化池中同時存在或反復周期性地實現,但其基本流程原理與標准法是一致的。
⑶厭氧-好氧活性污泥法工藝(A/O法),是具有生物選擇機能並兼有脫氮除磷功能的標准活性污泥法變法。所謂厭氧就是生化反應段內溶解氧趨於零狀態。在這種環境下迫使專性好氧微生物-絲狀菌代謝機能銳減,抑制了其繁殖,起到了厭氧生物選擇作用,從而可以防止污泥膨脹現象發生。A/O活性污泥法工藝在普遍活性污泥法前段加入厭氧段,通過污泥負荷的變化來實現除磷或脫氮的功能。在A/O法的基礎上又發展了A2/O法,即在厭氧、好氧段之間加入缺氧段以實現同步除磷脫氮,由於其污泥負荷適應范圍較小,因此在實際運行中往往按偏重於除磷或脫氮之一功能進行。A/O法、A2/O法工藝由於出水水質穩定、能耗不高、運行管理方便等特點,在國內外大中型污水廠中採用最多。
⑷載體活性污泥法,是在活性污泥法反應池內投加固體顆粒或軟性、半軟性填料,以增加單位反應空間的微生物量,提高反應器容積負荷。是一種活性污泥法與生物膜法的良好結合,一般適於污水廠挖潛改造,提高處理能力,其核心技術為專利填料,近幾年林泡工藝作為其代表應用於大連春柳污水廠和鐵嶺污水廠。
⑸氧化溝法,於五十年代由荷蘭人巴斯維爾所開發,主要有卡魯塞爾(Carrousel)式、三溝式、一體化式、奧貝爾(Orbal)式等幾種技術形式。氧化溝法是一條閉合的生化反應溝渠,以轉碟或轉刷為充氧和水流動力,流程簡單,對運行管理要求較低,多用於延時曝氣,產生污泥量少,污泥易於脫水。氧化溝法在我國南方地區及中西部地區得到廣泛應用。
⑹A/B法(Absoption-Biodegradation),是兩級生化反應系統。一級為生物吸附,污泥負荷高,反應時間短(30分鍾);二級為一般生化反應池,污泥負荷同普通活性污泥法。A/B法的一、二級都有自己的二次沉澱池和污泥迴流系統,多用於濃度高的生活污水,其國內典型應用為烏魯木齊河東污水處理廠和青島海泊河污水處理廠。
⑺序批式活性污泥法(SBR-Sequencing Batch Reactor)是1914年由英國學者Ardern和Locket發明的水處理工藝。70年代初,美國Natre Dame大學的R.Irvine教授採用實驗室規模對SBR工藝進行了系統深入的研究,並於1980年在美國環保局(EPA)的資助下,在印第安納州的Culwer城改建並投產了世界上第一個SBR法污水處理廠。
⑻間歇式循環延時曝氣活性污泥法(ICEAS-Intermittent Cyclic Extended System)是在1968年由澳大利亞新威爾士大學與美國ABJ公司合作開發的。1976年世界上第一座ICEAS工藝污水廠投產運行。ICEAS與傳統SBR相比,最大特點是:在反應器進水端設一個預反應區,整個處理過程連續進水,間歇排水,無明顯的反應階段和閑置階段,因此處理費用比傳統SBR低。該工藝在我國典型的應用為昆明第三污水處理廠,在國內影響較大。
⑼生物膜法,是另一種廣為採用的污水生化處理方法。這種處理法是使細菌和菌類一類的微生物和原生動物、後生動物一類的微型生物附著在載體或濾料上生長繁殖,並在其上形成膜性生物污泥-生物膜。污水與生物膜接觸,污水中的有機污染物作為營養物質為生物膜上的微生物所攝取,污水得到凈化,微生物自身也得到繁衍增殖。
3、根據以上工藝技術對比分析,結合奎屯市污水水質情況,認為較合適的處理工藝優選為:
第一方案:A/O工藝
近二十年來活性污泥法的最大進步就是將厭氧機制引入到生化反應池之中,厭氧、好氧的間歇周期運行給活性污泥法帶來新的技術經濟效果,即生物脫氮、生物除磷、生物選擇等。
厭氧-好氧活性污泥法脫氮工藝(A/O法),是具有生物選擇機能並兼有脫氮功能的標准活性污泥法變法。
第二方案:DAT-IAT工藝
好氧間歇曝氣系統(DAT-IAT-Demand AerationTank-Intermittent Tank)是一種SBR新工藝。它介於傳統活性污泥法與典型的SBR之間,採用連續進水連續-間歇曝氣的運行方式,適用於進水水質水量變化幅度較大的情況。主體構築物是由需氧池DAT池和間歇曝氣池IAT池組成,DAT池連續進水連續曝氣,其出水從中間牆進入IAT池,IAT池連續進水間歇排水。同時,IAT池污泥DAT池。它屬延時曝氣工藝,實際上為A/O脫氮工藝與傳統SBR的結合,該工業具有較低的污泥負荷,因此具有抗沖擊能力強的特點,並有脫氮功能。該工業國內應用於天津技術開發區污水處理廠和撫順三寶屯污水處理廠,是一種適合於較大水量的SBR工藝。
4、科學的進行工藝方案比較:
因地制宜地進行工藝方案(主要是生物處理方案)比較是必要的。對工藝方案的比較力求客觀全面,在同等進水、出水條件下,其設計參數應包括對各種污染物的去除率、曝氣時間、污泥負荷和容積負荷、曝氣量和氧的利用率(及動力效率)、污泥產量(及污泥指數)等作全面分析,數據豐富就可以集思廣益,揚長避短,根據技術上 合理,經濟上合算,管理方便,運行可靠且有利於近、遠期結合的原則,進行工藝方案的優化抉擇。
參考資料
http://www.lunwentianxia.com/proct.free.10010041.1/
Ⅳ 基於PLC污水處理系統畢業設計論文
摘 要
隨著城市的快速發展,環境問題顯得日益重要。廢水是破壞環境的一個主內要的因素,目前中容國污水處理自控系統相對落後,污水處理成本居高不下,污水廠排放的處理過的污水的水質不穩定,所以如何建立有效的自控系統,優化運行效果,減少運行費用,具有重要意義。
本文介紹了城市污水處理的基本工藝和流程,並通過研究設計一套基於PLC控制的污水處理系統。
文章首先介紹了PLC控制系統的硬體結構、工作原理以及設計PLC控制系統的基本原則和步驟,然後以SBR污水處理工藝為例,來說明PLC在污水處理過程中的應用。 先根據污水處理要求設計了設備的電氣控制與自動控制線路,主要包括設備的啟停、狀態信號、故障信號和信號採集等。最後按照工藝要求設計PLC控制系統,其中包括PLC的選型、系統資源配置以及按照污水處理工藝編制PLC程序等。
關鍵詞:污水處理,SBR,PLC
Ⅳ 污水處理中的CAAS工藝,具體工藝流程是什麼其中好像還有個MBR池,它在系統中主要起什麼作用
1.1 CASS工藝運行原理
CASS工藝運行原理
CASS工藝是將序批式活性污泥法(SBR)的反應池沿長度方向分為兩部分,前部為生物選擇區也稱預反應區,後部為主反應區。在主反應區後部安裝了可升降的潷水裝置,實現了連續進水間歇排水的周期循環運行,集曝氣沉澱、排水於一體。CASS工藝是一個好氧/缺氧/厭氧交替運行的過程,具有一定脫氮除磷效果,廢水以推流方式運行,而各反應區則以完全混合的形式運行以實現同步硝化一反硝化和生物除磷。
CASS工藝流程
對於一般城市污水,CASS工藝並不需要很高程度的預處理,只需設置粗格柵、細格柵和沉砂池,無需初沉池和二沉池,也不需要龐大的污泥迴流系統(只在CASS反應器內部有約20%的污泥迴流)國內常見的CASS工藝流程如圖1所示。
編輯本段CASS工藝運行過程
總述
CASS工藝運行過程包括充水-曝氣、沉澱、潷水、閑置四個階段組成,具體運行過程為:
(1)充水-曝氣階段
邊進水邊曝氣,同時將主反應區的污泥迴流至生物選擇區,一般迴流比為20%。在此階段,曝氣系統向反應池內供氧,一方面滿足好氧微生物對氧的需要,另一方面有利於活性污泥與有機物的充分混合與接觸,從而有利於有機污染物被微生物氧化分解。同時,污水中的氨氮通過微生物的硝化作用轉變為硝態氮。
(2)沉澱階段
停止曝氣,微生物繼續利用水中剩餘的溶解氧進行氧化分解。隨著反應池內溶解氧的進一步降低,微生物由好氧狀態向缺氧狀態轉變,並發生一定的反硝化作用。與此同時,活性污泥在幾乎靜止的條件下進行沉澱分離,活性污泥沉至池底,下一個周期繼續發揮作用,處理後的水位於污泥層上部,靜置沉澱使泥水分離。
(3)潷水階段
沉澱階段完成後,置於反應池末端的潷水器開始工作,自上而下逐層排出上清液,排水結束後潷水器自動復位。潷水期間,污泥迴流系統照常工作,其目的是提高缺氧區的污泥濃度,隨污泥迴流至該區內的污泥中的硝態氮進一步進行反硝化,並進行磷的釋放。
(4)閑置階段
閑置階段的時間一般比較短,主要保證潷水器在此階段內上升至原始位置,防止污泥流失。實際潷水時間往往比設計時間短,其剩餘時間用於反應器內污泥的閑置以及恢復污泥的吸附能力。
編輯本段1.3.1 CASS工藝的優點
(1)工藝流程簡單,佔地面積小,投資較低
CASS的核心構築物為反應池,沒有二沉池及污泥迴流設備,一般情況下不設調節池及初沉池。因此。污水處理設施布置緊湊、佔地省、投資低。
(2)生化反應推動力大
在完全混合式連續流曝氣池中的底物濃度等於二沉池出水底物濃度,底物流入曝氣池的速率即為底物降解速率。根據生化動力反應學原理,由於曝氣池中的底物濃度很低,其生化反應推動力也很小,反應速率和有機物去除效率都比較低;在理想的推流式曝氣池中,污水與迴流污泥形成的混合流從池首端進入,成推流狀態沿曝氣池流動,至池末端流出。作為生化反應推動力的底物濃度,從進水的最高濃度逐漸降解至出水時的最低濃度,整個反應過程底物濃度沒被稀釋,盡可能地保持了較大推動力。此間在曝氣池的各斷面上只有橫向混合,不存在縱向的返混。 CASS工藝從污染物的降解過程來看,當污水以相對較低的水量連續進入CASS池時即被混合液稀釋,因此,從空間上看CASS工藝屬變體積的完全混合式活性污泥法范疇;而從CASS工藝開始曝氣到排水結束整個周期來看,基質濃度由高到低,濃度梯度從高到低,基質利用速率由大到小,因此,CASS工藝屬理想的時間順序上的推流式反應器,生化反應推動力較大。
(3)沉澱效果好
CASS工藝在沉澱階段幾乎整個反應池均起沉澱作用,沉澱階段的表面負荷比普通二次沉澱池小得多,雖有進水的干擾,但其影響很小,沉澱效果較好。實踐證明,當冬季溫度較低,污泥沉降性能差時,或在處理一些特種工業廢水污泥凝聚性能差時,均不會影響CASS工藝的正常運行。實驗和工程中曾遇到SV高達96%的情況,只要將沉澱階段的時間稍作延長,系統運行不受影響。
(4)運行靈活,抗沖擊能力強
CASS工藝在設計時已考慮流量變化的因素,能確保污水在系統內停留預定的處理時間後經沉澱排放,特別是CASS工藝可以通過調節運行周期來適應進水量和水質的變化。當進水濃度較高時,也可通過延長曝氣時間實現達標排放,達到抗沖擊負荷的目的。在暴雨時。可經受平常平均流量6倍的高峰流量沖擊,而不需要獨立的調節池。多年運行資料表明。在流量沖擊和有機負荷沖擊超過設計值2~3倍時,處理效果仍然令人滿意。而傳統處理工藝雖然已設有輔助的流量平衡調節設施,但還很可能因水力負荷變化導致活性污泥流失,嚴重影響排水質量。當強化脫氮除磷功能時,CASS工藝可通過調整工作周期及控制反應池的溶解氧水平,提高脫氮除磷的效果。所以,通過運行方式的調整,可以達到不同的處理水質。
(5)不易發生污泥膨脹
污泥膨脹是活性污泥法運行過程中常遇到的問題,由於污泥沉降性能差,污泥與水無法在二沉池進行有效分離,造成污泥流失,使出水水質變差,嚴重時使污水處理廠無法運行,而控制並消除污泥膨脹需要一定時間,具有滯後性。因此,選擇不易發生污泥膨脹的污水處理工藝是污水處理廠設計中必須考慮的問題。由於絲狀茵的比表面積比茵膠團大,因此,有利於攝取低濃度底物,但一般絲狀茵的比增殖速率比非絲狀茵小,在高底物濃度下茵膠團和絲狀茵都以較大速率降解物與增殖,但由於膠團細菌比增殖速率較大,其增殖量也較大,從而較絲狀茵占優勢。而CASS反應池中存在著較大的濃度遞度,而且處於缺氧、好氧交替變化之中,這樣的環境條件可選擇性地培養出茵膠團細菌,使其成為曝氣池中的優勢茵屬,有效地抑制絲狀茵的生長和繁殖,克服污泥膨脹,從而提高系統的運行穩定性。
(6)適用范圍廣,適合分期建設
CASS工藝可應用於大型、中型及小型污水處理工程,比SBR工藝適用范圍更廣泛;連續進水的設計和運行方式,一方面便於與前處理構築物相匹配,另一方面控制系統比SBR工藝更簡單。對大型污水處理廠而言,CASS反應池設計成多池模塊組合式,單池可獨立運行。當處理水量小於設計值時,可以在反應池的低水位運行或投入部分反應池運行等多種靈活操作方式;由於CASS系統的主要核心構築物是CASS反應池,如果處理水量增加,超過設計水量不能滿足處理要求時,可同樣復制CASS反應池,因此CASS法污水處理廠的建設可隨企業的發展而發展,它的階段建造和擴建較傳統活性污泥法簡單得多。
(7)剩餘污泥量小,性質穩定
傳統活性污泥法的泥齡僅2~7天,而CASS法泥齡為25~30天,所以污泥穩定性好,脫水性能佳,產生的剩餘污泥少。去除1.0kgBOD產生0.2~0.3kg剩餘污泥,僅為傳統法的60%左右。由於污泥在CASS反應池中已得到一定程度的消化,所以剩餘污泥的耗氧速率只有l0mgO2/gMISS·h以下,一般不需要再經穩定化處理,可直接脫水。而傳統法剩餘污泥不穩定,沉降性差,耗氧速率大於20mgO2/gMLSS·h,必須經穩定化後才能處置。
編輯本段1.3.2 CASS工藝的缺點
總述
從上面的敘述可以看出,CASS工藝具有許多優點,然而任何一個工藝都不是十全十美的,CASS工藝也必然存在一些問題。CASS工藝為單一污泥懸浮生長系統,利用同一反應器中的混合微生物種群完成有機物氧化、硝化、反硝化和除磷。多種處理功能的相互影響在實際應用中限制了其處理效能,也給控制提出了非常嚴格的要求,工程中難以實現工藝的穩定、高效的運行。總結起來,CASS工藝主要存在以下幾個方面的問題。運行中存在問題
(1)微生物種群之間的復雜關系有待研究
CASS系統的微生物種群結構與常規活性污泥法不同,菌群主要由硝化菌、反硝化菌、聚磷菌和異氧型好氧菌組成。目前對非穩態CASS系統中微生物種群之間的復雜的生存競爭和生態平衡關系尚不甚了解,CASS工藝理論只是從工藝過程進行一些分析探討,而理清微生物種群之間的關系對CASS工藝的優化運行是大有好處的,因此仍需加強對這方面的理論研究工作。
(2)生物脫氮效率難以提高
一方面硝化反應難以進行完全。硝化細菌是一種化能自養菌,有機物降解由異養細菌完成。當兩種細菌混合培養時,由於存在對底物和DO的競爭,硝化菌的生長將受到限制,難以成為優勢種群,硝化反應被抑制。此外,固定的曝氣時間也可能會使得硝化不徹底。另一方面就是反硝化反應不徹底。CASS工藝有約20%的硝態氮通過迴流污泥進行反硝化,其餘的硝態氮則通過同步硝化反硝化和沉澱、閑置期污泥的反硝化實現,其效果不理想也是眾所周知的。在沉澱、閑置期中,由於污泥與廢水不能良好的進行混合,廢水中部分硝態氮不能與反硝化細菌接觸,故不能被還原。此外,在這一時期,由於有機物己充分降解,反硝化所需的碳源不足,也限制了反硝化效率的進一步提高。這兩方面的原因使得CASS工藝脫氮效率難以提高。
(3)除磷效率難以提高
污泥在生物選擇器中的釋磷過程受到迴流混合液中硝態氮濃度的影響比較大,在CASS工藝系統中難以繼續提高除磷效率。
(4)控制方式較為單一
目前在實際應用中的CASS工藝基本上都是以時序控制為主的,其缺點是顯而易見的,因為污水的水質不是一成不變的,因此採用固定不變的反應時間必然不是最佳選擇。
編輯本段1.3.3 CASS工藝的主要技術特徵
(1)連續進水,間斷排水
傳統SBR工藝為間斷進水,間斷排水,而實際污水排放大都是連續或半連續的,CASS工藝可連續進水,克服了SBR工藝的不足,比較適合實際排水的特點,拓寬了SBR工藝的應用領域。雖然CABS工藝設計時均考慮為連續進水,但在實際運行中即使有間斷進水,也不影響處理系統的運行。
(2)運行上的時序性
CASS反應池通常按曝氣、沉澱、排水和閑置四個階段根據時間依次進行。
(3)運行過程的非穩態性
每個工作周期內排水開始時CANS池內液位最高,排水結束時,液位最低,液位的變化幅度取決於排水比,而排水比與處理廢水的濃度、排放標准及生物降解的難易度等有關。反應池內混合液體積和基質濃度均是變化的,基質降解是非穩態的。
(4)溶解氧周期性變化,濃度梯度高
CASS在反應階段是曝氣的,微生物處於好氧狀態,在沉澱和排水階段不曝氣,微生物處於缺氧甚至厭氧狀態。因此。反應池中溶解氧是周期性變化的,氧濃度梯度大、較多效率高,這對於提高脫氮除磷效率、防止污泥膨脹及節約能耗都是有利的。實踐證實對同樣的曝氣設備而言。CASS工藝與傳統活性污泥法相比有較高的氧利用率。
編輯本段1.4 CASS工藝與其他工藝比較
1.4.1 CASS與SBR的比較
CASS反應池由預反應區和主反應區組成,預反應區控制在缺氧狀態,因此,對難降解有機物的去除效果提高;CASS進水過程連續,因此進水管道上無電磁閥控制元件,單個池子可獨立運行,而SBR或CAST進水過程是間歇的,應用中一般要2個或2個以上池子交替使用,控制系統復雜程度增加。CASS每個周期的排水量一般不超過池內總水量的1/3,而SBR則為1/2-3/4,CASS抗沖擊能力較好。CASS比CAST系統簡單,但脫氮除磷效果不如後者。 CASS池分預反應區和主反應區。在預反應區內,微生物能通過酶的快速轉移機理迅速吸附污水中大部分可溶性有機物,經歷一個高負荷的基質快速積累過程,這對進水水質、水量、PH和有毒有害物質起到較好的緩沖作用,同時對絲狀菌的生長起到抑製作用,可有效防止污泥膨脹;隨後在主反應區經歷一個較低負荷的基質降解過程。CASS工藝集反應、沉澱、排水、功能於一體,污染物的降解在時間上是一個推流過程,而微生物則處於好氧、缺氧、厭氧周期性變化之中,從而達到對污染物去除作用,同時還具有較好的脫氮、除磷功能。CASS生物處理法是周期循環活性污泥法的簡稱,最早產生於美國,90年代初引入中國,目前,由於該工藝的高效和經濟性,應用勢頭迅猛,受到環保部門及擁護的廣泛關注和一致好評。經過模擬試驗研究,已成功應用於生活污水、食品廢水、制葯廢水的治理,取得了良好的處理效果,為CASS法在我國的推廣應用奠定了良好的基礎。在反應器的前部設置了生物選擇區,後部設置了可升降的自動潷水裝置。其工作過程可分為曝氣、沉澱和排水三個階段,周期循環進行。污水連續進入預反應區,經過隔牆底部進入主反應區,在保證供氧的條件下,使有機物被池中的微生物降解。根據進水水質可對運行參數進行調整。 CASS法的特點 與SBR相比,CASS法的優點是: 其反應池由預反應區和主反應區組成,因此,對難降解有機物的去除效果更好。 進水過程是連續的,因此,進水管道上無需電磁閥等控制元件,單個池子可獨立運行;而SBR進水過程是間歇的,應用中一般要2個或2個以上池子交替使用。 排水是由可升降的堰式潷水器完成的,隨水面逐漸下降,均勻將處理後的清水排出,最大限度降低了排水時水流對底部沉澱污泥的擾動。 CASS法每個周期的排水量一般不超過池內總水量的1/3,而SBR則為3/4,所以,CASS法比SBR法的抗沖擊能力更好。
1.4.2 與傳統活性污泥法相比
(1)建設費用低:省去了初次沉澱池、二次沉澱池及污泥迴流設備,建設費用可節省10%~25%。以10萬噸的城市污水處理廠為例,傳統活性污泥法的總投資約1.5億,CASS法總投資約1.1億。 (2)工藝流程短,佔地面積少:污水廠主要構築物為集水池、沉砂池、CASS曝氣池、污泥池,而沒有初次沉澱池、二次沉澱池,布局緊湊,佔地面積可減少20%~35%。 (3)運轉費用省:由於曝氣是周期性的,池內溶解氧的濃度也是變化的,沉澱階段和排水階段溶解氧降低,重新開始曝氣時,氧的濃度梯度大,傳遞效率高,節能效果顯著,運轉費用可節省10%~25%。 (4)有機物去除率高,出水水質好:根據研究結果和工程應用情況,通過合理的設計和良好的管理,對城市污水,進水COD為400mg/L時,出水小於30mg/L以下。對可生物降解的工業廢水,即使進水COD高達3000mg/L,出水仍能達到50m g/L左右。對一般的生物處理工藝,很難達到這樣好的水質。所以,對CASS工藝,二級處理的投資,可達到三級處理的水質。 (5)管理簡單,運行可靠:污水處理廠設備種類和數量較少,控制系統比較簡單,工藝本身決定了不發生污泥膨脹。 (6)污泥產量低,污泥性質穩定。 (7)具有脫氮除磷功能。 在本工程實踐中,CASS反應池取得了比較滿意的效果。CASS池進水為290左右,出水則降到了30~45,達到了《北京市水污染物排放標准》中二級排放標准(CODcr≤60mg/1)。而本項目從開始施工到調試完畢試運行只用了7個月,比常規的活性污泥法大大縮短了工期,節省了投資。
編輯本段1.5 CASS工藝的設計
1.5.1 CASS工藝的主要設計參數
CASS反應器的主要設計參數有:最大設計水深可達5m~6m,MLSS為3500mg/L~4000mg/L,充水比為30%左右,最大上清液潷除速率為30mm/min,固液分離時間60min,設計SVI為140mL/g,單循環時間(即1個運行周期)通常為4h(標准處理模塊)。處理城市污水時,CASS中生物選擇器、缺氧區和主反應區的容積比一般為1∶5∶30,具體可根據水質和「模塊」試驗加以確定。表1列出了CASS工藝處理不同規模城市污水時的參考設計參數。 CASS工藝處理不同規模城市污水時的主要設計參數 主要設計參數 人口當量
37500 300000 600000
CASS池數 2 4 8
單池面積/m 772 2552 2352
最小充水比 VR 0.33 0.19 0.33
最小停留時間/h 9.1 16.8 11.9
最大設計流量/m/d 18546 85000 192000
BOD5/kg/d 2255 15000 37140
TKN/kg/d 382 3500 3518
TSS/kg/d 3377 15000 30400
P/kg/d 77 900 550
循環次數/次/(d·池) 6 6 6
充水-曝氣時間/h 2 2 2
充水-沉澱時間/h 1 1 1
潷水時間 1 1 1
1.5.2 CASS設計中應注意的問題
(1)水量平衡 工業廢水和生活污水的排放通常是不均勻的,如何充分發揮CASS反應池的作用,與選擇的設計流量關系很大,如果設計流量不合適,進水高峰時水位會超過上限,進水量小時反應池不能充分利用。當水量波動較大時,應考慮設置調節池。 (2)控制方式的選擇 CASS工藝的日益廣泛應用,得益於自動化技術發展及在污水處理工程中的應用。CASS工藝的特點是程序工作制,可根據進水及出水水質變化來調整工作程序,保證出水效果。整套控制系統可採用現場可編程式控制制(PLC)與微機集中控制相結合,同時為了保證CASS工藝的正常運行,所有設備採用手動/自動兩種操作方式,後者便於手動調試和自控系統故障時使用,前者供日常工作使用。 (3)曝氣方式的選擇 CASS工藝可選擇多種曝氣方式,但在選擇曝氣頭時要盡量採用不堵塞的曝氣形式,如穿孔管、水下曝氣機、傘式曝氣器、螺旋曝氣器等。採用微孔曝氣時應採用強度高的橡膠曝氣盤或管,當停止曝氣時,微孔閉合,曝氣時開啟,不易造成微孔堵塞。此外,由於CASS工藝自身的特點,選用水下曝氣機還可根據其運行周期和DO等情況適當開啟不同的台數,達到在滿足廢水要求的前提下節約能耗的目的。 (4)排水方式的選擇 CASS工藝的排水要求與SBR相同,目前,常用的設備為旋轉式撇水機,其優點是排水均勻、排水量可調節、對底部污泥干擾小,又能防止水面漂浮物隨水排出。CASS工藝沉澱結束需及時將上清液排出,排水時應盡可能均勻排出,不能擾動沉澱在池底的污泥層,同時,還應防止水面的漂浮物隨水流排出,影響出水水質。目前,常見的排水方式有固定式排水裝置如沿水池沒深度裝置出水管,從上到下依次開啟,優點是排水設備簡單、投資少,缺點是開啟閥門多、排水管中會積存部分污泥,造成初期出水水質差。浮動式排水裝置和旋轉式排水裝置雖然價格高,但排水均勻、排水量可調、對底部污泥干擾小,又能防止水面漂浮物隨出水排出,因此,這兩中排水裝置耳前應用較多,尤其旋轉式排水裝置,又稱潷水器,以操作靈活、運行穩定性高等優點受到設計人員和用戶的青睞。 (5)需要注意的其它問題 1)冬季或低溫對CASS工藝的影響及控制; 2)排水比的確定; 3)雨季對池內水位的影響及控制; 4)排泥時機及泥齡控制; 5)預反應區的大小及反應池的長寬比: 6)間斷排水與後續處理構築物的高程及水量匹配問題。
Ⅵ 污水處理自動控制系統設計 畢業設計 怎麼弄哦 要關於PLC的
首先來要搞清楚在污水處理現場要控制的源對象哪些,通常主要包括:風機、泵、消毒設施、加葯設施等,在不同的污水站這些設備的數量組合不同。通常,採用PLC可編程邏輯控制器作為現場自控系統的核心,再結合觸摸屏、接觸器、變頻器等設備,同時編寫相應的邏輯控製程序,構造成完整的污水處理自控系統。
除此之外,還可以實現遠程式控制制。具體做法是,用PLC連接物聯網智能採集終端,實現寄存器變數的遠程讀寫。類似於下面的圖。我們做的比較多了。
Ⅶ 設計污水處理廠,處理量10萬噸每天,請問選擇什麼工藝好
日處理量10萬噸的污水處理廠每天會產生100噸的濕污泥。
污水處理廠在選購污泥處理設備時首先內要計算每日產容生的污泥量,這里所說的污泥產生量包括污水處理每個工序產生的污泥,以及處理完最終產生的污泥。
影響污水處理廠污泥產量的原因有許多方面,其中污水處理工藝,以及水質的影響比較大。投產的污水處理廠,一般一萬噸污水會產生10噸以上的污泥,這些污泥含水率較高,一般在80%以上。而污水處理廠都要求配有相應的污泥處理設備,對污泥減量化、無害化處理後,才可運輸到污水處理廠外。
污泥壓干機、污泥壓濾機等經過多個污水處理廠使用,可將含水率90%以上的污泥壓干成含水率40%的泥餅,使污泥體積減小為原來的1/10,很大程度的實現了污泥的減量化,既便於運輸,又解決了佔地面積大、污染范圍大的難題。
通過以上數據可粗略估算,如果一座污水處理廠日污水處理量為10萬噸,則會產生100噸的濕污泥。因此也需要處理量不小於100噸/日的污泥處理設備,才能順利運行,不因污泥堆置問題影響正常運營。
Ⅷ 設計污水處理廠,處理量10萬噸每天,請問選擇什麼工藝好
這個要看具體的進出水要求,廠地面積、計劃投資數,工藝有很多種,這個要結合實際情況才能確定的
Ⅸ 醫院污水處理設計方案(詳細講解步驟,要求和規格)
1、設計依據
·GB18466-2005《醫療機構水污染物排放標准》
· GBJ15-188 -建築給水排水設計規范;
· 給水排水標准規范實施手冊;
·室外排放設計規范(GBJ14-87);
·環境雜訊標准(GB5096-93);
·低壓配電設計規范GB50054-95;
·《城市污水再生利用 農田灌溉用水水質》(GB 20922-2007);
·我公司所完成同類工程所取得的實際經驗和實際工程參數;
·《污水綜合排放標准》(GB8978-1996)。
設計原則
1)嚴格執行國家現行的環保技術標准、規范,遵守國家和地方環保的有關法律、法規;
2)選用先進、合理、可靠的處理工藝,在確保處理排放達標的前提下,做到操作簡單、管理方便、佔地小、投資省、運行費用低;
3)本工程系環境工程,尤其要注意環境保護,避免和減少二次污染。要求改善勞動衛生條件,貫徹安全生產和清潔文明生產的方針;
4)為了提高污水處理站管理水平,設計採用的自動化程度較高,操作人員的勞動強度低;
5)合理選用優質配件,降低能耗,提高工作效益和使用壽命,降低成本;
6)在工藝設計時,有較大的靈活性,可調性,以適應水量、水質的周期變化。採用一套污水處理設施,以提高系統的靈活性和可變性;
7)採用污泥前置迴流硝解工藝,以降低污泥產生量;
8)因地制宜,合理布局,有效地利用空間。
3、設計范圍
醫療污水處理設備系統從調節池出水口至排放出水口內的工藝、結構、設備、電氣與自控等。不包括土建工程的施工、處理站外輸送管道、裝飾工程、暖通和消防等。我廠提供土建基礎設計方案圖紙資料。
污水處理站的設計主要分為污水處理和污泥處理及處置兩大部分。
a)污水處理
調查研究污水的水質水量變化情況,選擇技術成熟、經濟合理、運行靈活、管理方便、處理效果穩定的方案。
b)污泥處理與處置
通常小型的污水處理站污泥處理有兩種方法:一是污泥濃縮機械脫水處理;二是污泥干化處理。考慮污泥濃縮機械脫水處理業主投資大,而污泥濃縮干化處理對周圍衛生有影響。由於本工藝中設有污泥消化系統,產生污泥量極少,為此,本工程產生的污泥進入污泥濃縮池只作簡單的濃縮處理後,採用糞車抽吸外運。
第三章 污水來源、性質、水量、水質排放標准及設計規模
1、污水來源
本污水處理系統的污水主要來源醫療廢水及生活廢水。該廢水經污水處理系統處理後,排放到城市管網。
2、污水性質
典型的醫院綜合醫療和生活污水。
3、污水水量
根據院方提供的資料,最大污水排放量大於等於30T/D,處理能力按1.5 m3 / h設計。