毕业设计(论文)-20000m3每天旅游度假区污水处理厂毕业设计.doc
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1、本科毕业设计(论文)GRADUATION DESIGN(THESIS)题 目:20000m3/d旅游度假区污水处理厂设计学生姓名:指导教师:学 院:冶金与环境学院专业班级:环境工程1101班本科生院制2015年6月II 20000m3/d旅游度假区污水处理厂设计摘要 本设计为污水流量为20000m3/d旅游度假区污水处理厂设计,其污水主要是生活污水,氮、磷含量较高,因此必须要进行脱氮除磷处理。由于此污水处理厂位于旅游度假区,为了避免排出的污水对周边环境造成破坏,所以其出水水质必须满足污水综合排放标准(GB8979-1996)一级水质标准。通过对氧化沟工艺、SBR法、A2/O法等多种工艺的优缺点
2、分析,最终采用卡鲁塞尔氧化沟工艺作为本设计处理旅游度假区生活污水的工艺方案。其工艺流程为:生活污水流经粗细格栅和沉砂池,经过预处理,在流经氧化沟进行生化处理后,通过二沉池实现固液分离,上清液达标排放。剩余污泥经过浓缩池和脱水车间处理后外运填埋。关键词:旅游度假区 生活污水 氧化沟工艺Abstract The design for the sewage flow is 20000m3 / d in the tourist resort sewage treatment plant design, the sewage is mainly domestic sewage, high nitroge
3、n and phosphorus, nitrogen and phosphorus removal and therefore must be treated. Because this sewage treatment plant located in the tourist resort area, in order to avoid the discharge of sewage damage to the surrounding environment, so the water quality must meet the Integrated Wastewater Discharge
4、 Standard (GB8979-1996) a water quality standard. By oxidation ditch, SBR method, advantages and disadvantages of A2/O method and other processes of analysis, the eventual adoption of Carrousel oxidation ditch treatment process as the design of the program Resort Sewage. The process is as follows: s
5、ewage flow through the thickness of the grid and grit chamber, after pretreatment, the flow through biochemical oxidation ditch treatment, secondary sedimentation tank by solid-liquid separation, and the supernatant discharge. After the concentrated pool of sludge dewatering plant and process Sinotr
6、ans landfill.Key words:tourist resort domestic sewage oxidation ditch process.目录摘要IAbstractII第一章 文献综述11.1 引言11.2 旅游度假区污水的主要来源、性质及分类11.2.1 主要来源11.2.2 性质21.2.3 分类31.3 旅游度假区污水的危害41.4 旅游度假区污水的处理51.4.1 氧化沟工艺61.4.2 SBR工艺61.4.3 A2/O工艺71.4.4 曝气生物滤池工艺81.4.5 生物接触氧化法工艺91.5 小结10第二章 工艺比较与确定122.1 设计依据122.2 工艺路线的选
7、择原则122.3 工艺路线的选择依据132.4 工艺路线选择的基本步骤132.5 工艺比较142.5.1 卡鲁塞尔氧化沟工艺142.5.2 间歇式活性污泥法工艺152.5.3 A2/O 工艺162.5.4 曝气生物滤池工艺162.5.5 生物接触氧化法工艺172.5.6 对比分析182.7 工艺确定19第三章 设备选型及计算213.1 粗格栅213.1.1 设计参数213.1.2 设计计算213.2 污水进水泵房243.2.1 设计计算243.3 细格栅243.3.1 设计参数243.1.2 设计计算243.4 曝气沉砂池273.4.1 设计参数273.4.2 设计计算273.5 氧化沟反应池
8、313.5.1 设计参数313.5.2 设计计算343.5.3 曝气系统设计353.5.4 配水系统与污泥回流373.7 二沉池设计383.7.1 设计参数383.7.2 设计计算383.8 进出水槽设计403.9 污泥浓缩池设计423.10 污泥脱水设备45第四章 厂址选择与平面布置464.1 厂址选择464.1.1 厂址选择的基本原则464.2 厂区平面布置474.2.1 平面布置的一般原则474.2.2 辅助建筑物484.3 厂区高程布置494.3.1 高程布置一般原则494.3.2 高程计算504.3.3 工艺流程的高程布置534.4 管网和管渠布置534.4.1 布置原则534.4.
9、2 生产和辅助管线544.5 共用设施的设置544.6 辅助设施55第五章 技术经济分析565.1 主要构建物清单565.2 主要设备清单575.3 主要设备耗电一览表595.3 技术经济分析60结论62致谢63参考文献64V第一章 文献综述 1.1 引言 随着我国经济的持续高速增长,人民的生活水平日益提高,对于精神文化生活品质的追求以致我国的旅游业蓬勃发展,我国旅游人数呈井喷式增长,随之而来给旅游区周边环境保护带来严重压力。旅游度假区的环境污染已经成为亟待解决的问题之一。由于在旅游活动所带来的各种污染当中,污水是治理难度最大、治理成本最高的因素之一,只有真正解决了旅游水污染问题,才能发展真正
10、的生态旅游、才能保证旅游业的可持续发展1。正因如此,旅游度假区污水处理厂的工艺流程和工艺选择引起广泛关注。 旅游度假区中,污水为生活污水,BOD、COD含量相对较高, 污水中其它生物指标浓度相对较低, 污水流量有明显的随旅游区人流量波动的特征, 即表现为一定的时间性变化特征。因此,旅游区污水处理厂的设计必须要考虑到其自身的特征、符合旅游区污水处理的条件2。大体说来,旅游度假区污水处理厂有三个特点:第一,污水流量主要随时间变化,即随旅游淡、旺季变化,旅游旺季污水处理量比较大,旅游淡季污水处理量少;第二,旅游度假区污水主要来源为生活污水,以去除氮、磷营养物质为重点;第三,“十二五”提出的污水处理指
11、标更加严格,旅游度假区的污水处理得到重视,水质控制指标越来越严。总之,旅游度假区的污水处理已经不可避免,我们要做好准备! 1.2 旅游度假区污水的主要来源、性质及分类 1.2.1 主要来源 旅游度假区一般远离城市,位于风景名胜地区,山清水秀,所以其污水主要是生活污水和降雨径流的混合水。生活污水主要包括黑水和灰水,黑水是指冲厕废水、粪便和尿等营养盐含量较高的污水,有些也把有机物浓度较高的厨房生活废水归入这一类;灰水是指洗浴、盟洗、洗衣液等含氮、磷较高的杂排水。灰水的特点是污水中氨氮和总悬浮颗粒物等污染物的浓度较低3。 生活污水是人类在日常生活中使用过的,并被生活废料所污染的水。生活污水主要来自家
12、庭、商业区、医院、城镇公共设施及工厂排放的污水。生活污水的主要含有机物质及无机物质,还含有多种微生物及病原体。与工业废水相比,生活污水的水质比较稳定,有机物浓度较高。 1.2.2 性质 影响生活污水水质的主要因素有人们的生活水平、气候条件、卫生设备等。生活污水与生产污水所占的比例以及所采用的排水体制(分流制、和六只、半分流制等)4。污水污染指标一般可分为物理、化学和生物性质三类。 物理性质:表示污水物理性质的污染指标有温度、色度、嗅和味、固体物质等4。 (1)水温:污水水温升高会引起水体的热污染,还可导致水体缺氧和水质恶化,所以水温对污水的物理、化学和生物性质具有直接影响。 (2)色度:色度是
13、一项感官性指标,将有色污水用蒸馏水稀释后与蒸馏水在比色管中对比,一直稀释到两个水样没有色差,此时污水的稀释倍数即为其色度。 (3)臭味:臭味同色度一样也是一项感官性指标。臭味大致有鱼腥臭胺类CH3NH2,(CH3)3N,氨臭(氨NH3),腐肉臭二元胺类NH2(CH2)4NH2,腐蛋臭(硫化氢H2S)等其他臭味。 (4)固体含量:水中所有残渣的总和称为总固体(TS),总固体包括溶解性固体(DS)和悬浮固体(SS)。固体残渣根据挥发性能可分为挥发性固体(VS)和固定性固体(FS)。 化学性质:旅游度假区的化学性质可分为有机物指标和无机物指标,有机物指标包括生物需氧量(BOD)、化学需氧量(COD)
14、、总有机碳(TOC)和总需氧量(TOD),无机物指标包括PH、重金属和无机非金属有害有毒物等。 (1)酸碱度(PH):主要指示水样的酸碱性,一般要求处理后污水的PH值在6-9之间。若长期遭受酸碱污染,将使水质逐渐酸化或简化,从而对正常点额生态系统产生严重破坏。另外,酸雨是造成污水PH下降的一个重要原因。 (2)生化需氧量(BOD):生化需氧量是指水中有机污染物被好氧微生物分解时所需要的氧气量,间接反应了水中可生物降解有机物量。生化需氧量越高,表示水中耗氧的有机物越多。目前以5天作为测定生化需氧量(BOD)的标准时间。根据实验研究,生活污水5天生化需氧量约为总量的70%。所以,人们在实际检测过程
15、中,通常使用5天的生化需氧量(BOD5)来表示污水中有机物的含量。 (3)化学需氧量(COD):化学需氧量是指用化学氧化剂氧化水中有机污染物时所消耗的氧化剂量(以mg/L为单位)表示5。COD测定效率高,效果稳定,使用快捷方便。常用的氧化剂为高锰酸钾(KMnO4)和重铬酸钾(K2Cr4O7)。重铬酸钾的氧化能力强于高锰酸钾,所测得的COD值是不同的,在污水处理中,通常采用重铬酸钾法。 在水样检测过程中,一般把BOD5和COD的比值认作可生化性指标。当比值大于等于0.3时,表明污水的可生化性良好,宜采用活性污泥法等生化处理类型工艺。当比值小于0.3时,宜采用其他工艺。 (4)总有机碳(TOC)与
16、总需氧量(TOD):总有机碳(TOC)包括水样中所有有机污染物的含碳量,也是评价水样中偶记污染的一个综合参数。当有机物全部被氧化时,此时需氧量称为总需氧量(TOD)。TOC和TOD的测定都是燃烧化学反应,前者测定结果以碳表示,后者则以氧表示。 生物性质:表示污水生物性质的污染指标主要有细菌总数、大肠菌群和病毒。 旅游度假区的污水主要就是生活污水,所以其水质与生活污水相同。但在一年中不同时期,因受旅游淡旺季影响,污水水量及水质也会发生明显变化。 1.2.3 分类 旅游度假区污水按污水来源分类,可分为生活污水和径流污水。 生活污水:主要来自人类生活活动所产生的废水,包括沐浴排水、洗衣排水、厨房洗涤
17、水、沐浴排水厕所冲洗水及其他排水等6。它们经城市地下水道管网系统混合后输送至污水处理厂,再由污水处理厂经集中处理后达标排放。污水流量和水质具有鲜明的时间变化特点,呈周期性变化。 径流污水:旅游度假区径流污水主要是由降雨等天气现象形成的地表径流,它们与大气污染物和地面垃圾混合而形成径流污水。这种污水主要与天气紧密相关,其形成的径流污水有时甚至高于生活污水。 1.3 旅游度假区污水的危害 病原物污染:污水中病原物数量庞大、种类繁多,且与周边地理、气候等环境因素紧密联系 7。目前在城市污水中病原物的检测主要为细菌总数、大肠菌数和病毒,其他病原物检测较少 89。在旅游度假区污水处理工艺流程中,浓缩污泥
18、中含有大量的细菌、大肠杆菌、病毒等病原物 10。它们大部分都来自人类生产生活过程中所产生的废水,比如来自生活污水、医院污水、地面径流等。病原微生物的特点是:个体极小;分布广,种类繁多;繁殖快;易变异11;这类病原体污染物可通过多种方式感染人体,影响人类的身体健康。 有机物污染:有机物进入水体后,会被微生物进行分解,而微生物分解需要消耗水中溶解氧,间接导致水中溶解氧浓度降低。如果有机物含量过高,则水体溶解氧全部都被消耗,水中生物因缺少溶解氧而死亡、腐败,直接导致水质恶化,破坏水体生态平衡,影响水体环境。某些有机物不容易被生物吸收消化,会通过食物链层层积累,这就是富集现象。如果人类误食含有大量富集
19、物的动物,会影响人类身体健康,如致癌、致畸、致突变作用,严重威胁人类繁衍生存12。 富营养化污染:富营养化污染主要是指水中氮、磷等植物营养元素含量过高,造成水体中的水生植物疯狂生长,大量消耗水中的溶解氧浓度,造使耗氧速度远远高于产氧速度,导致水体中动植物和微生物因缺氧而死亡、腐败,引起生态失衡,破坏水体环境,引起水体污染。富营养化污染会产生很多病原菌,水中有机质因不能消耗而大量积累,严重影响周边居民的生活饮用水安全13。 恶臭污染:恶臭是由于水体中有机质被微生物分解产生硫化氢、氨气等异味气体,影响周边居民生活品质。同时还能滋生大量蚊蝇,严重影响水质,会对水生物造成严重危害。同时,它还能影响人们
20、的正常生活,直接影响人们的心情和情绪,使人工作效率降低,严重的会给人造成嗅觉障碍,损伤大脑皮层和调节功能。污水处理厂中,初沉池和脱水机房是恶臭污染最严重的工段,因此,必须对在此工段工作的员工提供必要的防臭措施保护。恶臭中心区域自然是污染最为严重的地方14。 地下水硬度升高:地下水硬度升高是因为水体中钙、镁等离子含量较高。地下水硬度升高会产生下列影响:难喝;对生物的消化系统造成破坏;对人们日用不便;耗能多;影响水壶、锅炉寿命;锅炉烧水若不按时清理锅炉内的水垢,易造成锅炉爆炸。研究表明,含盐量和硬度是反映地下水化学特征的第一因素15,饮用高硬度的地下水对人体的危害较大。Altura等1617研究发
21、现,饮用高硬度的水也是引发心血管疾病的因素之一。改革开放以来,地下水硬度上升,已成为我国城市地下水污染的一个亟待解决的问题1819。 1.4 旅游度假区污水的处理 根据污水水量水质的特征,我国城市生活污水处理的常规工艺主要有氧化沟工艺20、SBR工艺2122、A2/O 工艺、曝气生物滤池23及生物接触氧化法24等,同样适用于旅游度假区污水处理厂设计工艺流程。一般情况下,旅游度假区污水处理厂的工段主要有三个阶段:前期的机械处理阶段,中期的生化池处理阶段以及后期的污泥处理阶段。前期和中期的污水处理工段组成污水处理流程的二级处理系统,BOD5和SS都是在这一系统内得以去除,去除率大于90%。除此之外
22、,还有强化一级处理或不完全二级处理,它们的处理效果低于二级处理系统,BOD5去除率介于40%-70%之间。另外,深度二级处理是指具有生物除磷脱氮功能的系统,其中某些脱氮除磷效率能够达到80%。若污水中含有某些非常特殊的物质,一般的生化法不能处理,则可设置三级处理系统,比如活性炭生活污水粗格栅进水泵房细格栅计量槽沉砂池生化池二沉池紫外线消毒出水污泥回流吸附、化学除磷等。图1-1 生活污水处理流程图 1.4.1 氧化沟工艺 氧化沟(Oxidation Ditch ,OD)亦叫做连续循环式反应器(Continuous Loop Reactor ,CLR),它是延20世纪50年代开发的延时曝气法的一种
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