2万吨污水处理A2O设计方案.docx

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2万吨污水处理A2O设计方案

第一章总论

1.1概况

本工程为处理20000m³/d的污水处理项目，废水中主要污染物为COD、BOD5、SS等污染物。

为促进经济、保护环境，根据环保要求，现就提出治理方案，以达到省地方标准《水污染物排放限值》（DB4426-2001）一级标准排放。

1.2设计原则及依据

（1）设计依据

1）《中华人民国环境保护法》

2）《中华人民国环境防治法》

3）省地方标准《水污染物排放限值》（DB4426-2001）

4）《建筑给排水设计规》（GB50015-2003）

5）《给排水工程结构设计规》（GBJ69-84）

6）《地下工程防水技术规》（GBJ108-87）

7）《建筑结构荷载规》（GBJ9-87）

8）《砌体结构设计规》（GBJ3-88）

9）《建筑地基基础设计规》（GBJ7-89）

10）《混凝土设计规》（GBJ16-89）

11）《室外排水设计规》（GBJ14-87）

12）《室外给水设计规》（GBJ13-88）

13）《低压配电设计规》（GB50054-95）

14）《通用用电设备配电规》（GBJ50055-93）

15）甲方提供的资料和环评报告表

16）《建筑安装工程质量检验评定规》（TJ307-74）

17）《钢筋混凝土施工及验收规》（GBJ141-90）

18）《给水排水构筑物施工及验收规》（GBJ141-90）

19）《机械设备安装工程施工及验收规》（TJ231-75）

（2）设计原则

1）符合国家地方的法律、法规以及有关文件的各项规定与要求；

2）工艺先进、可靠、运行稳定，保证出水水质；

3）充分考虑处理站与周边环境的关系，尽可能的减少对周围环境在噪声、气味、景观等方面的影响；

4）以最小的资金投入，取得最大的治理效果，确保废水的达标排放，力求节能、低耗、高效，且操作简便、占地面积少、施工方便、投资节省；

5）总体规划合理、美观，流程流畅、平面紧凑；

6）选用性能好、能耗低、使用寿命长的机械设备，降低运行费用，充分考虑设备维护、检修方便。

1.3工程规模及水质特征

（1）工程规模

本工程废水水量规模为20000m3/d，设计水量为833m3/h。

设计界区自废水处理站集水井进水口起，至废水处理排水口，处理后废水确保达标排放。

本工程包括整个废水处理设施，土建及构筑物工程，以及所需的设备器材及其安装、调试等。

（2）水质特征

本工程废水主要污染物为COD、BOD5、SS等污染物，从数据上看污染物浓度比较高，需采取成熟稳定且污染负荷较高的工艺来处理。

据提供的资料数量确认，本项目设计废水量为833m3/h。

1.4工艺设计参数

（1）处理水量：

833m3/h

（2）设计进水水质：

COD

BOD

N

P

SS

150-200

60-80

25

略高

250

表1-1设计进水水质参数（单位：

mg/L）

（3）设计出水水质

经过污水处理厂处理后的排放污水指数按一级标准A标准，如下表所示：

COD

BOD

N（氨氮）

P

SS

50

10

5

0.5

10

表1-2设计出水水质参数（单位：

mg/L）

第二章废水处理工艺

2.1工艺技术选择

1.处理工艺流程选择应考虑的因素

污水处理厂的工艺流程系指在保证处理水达到所要求的处理程度的前提下，所采用的污水处理技术各单元的有机组合。

在选定处理工艺流程的同时，还需要考虑各处理单元构筑物的形式，两者互为制约，互为影响。

污水处理工艺流程的选定，主要以下列各项因素作为依据。

①污水的处理程度

②工程造价与运行费用

③当地的各项条件

④原污水的水量与污水水质

该污水处理日处理能力约2万吨,属于中小规模的污水处理。

同时由于该污水处理对脱氮除磷有要求故选取二级强化处理。

2.适合于中小型污水处理的除磷脱氮工艺

该污水处理要求对原水中的氮、磷有比较好的去除，应采用二级强化处理。

根据《城市污水处理和污染防治技术政策》推荐，以及国外工程实例和丰富的经验，比较成熟的适合中小规模具有除磷、脱氮的工艺有：

A2/O工艺，A/O工艺，SBR及其改良工艺，氧化沟及其改良工艺。

A/O工艺、A2/O工艺、各种氧化沟工艺、SBR工艺这些从活性污泥法派生出来的工艺都可以实现除碳、除氮、除磷三种流程的组合，都是比较实用的除磷脱氮工艺。

3.适合于中小型污水处理厂的除磷脱氮工艺的比较

上述适合于中小型污水处理的除磷脱氮工艺比较多，为了选择出经济技术更合理的处理工艺，以下对各适合于中小型污水处理的除磷脱氮工艺进行经济技术比较

表适合于中小型污水处理的除磷脱氮工艺的比较

工艺

名称

氧化沟工艺

AO工艺

A2O工艺

SBR工艺

优点

1.处理流程简单，构筑物少，基建费用省；2.处理效果好，有稳定的除P脱N功能；3.对高浓度的工业废水有很大稀释作用；4.有较强的抗冲击负；5.能处理不容易降解的有机物；6.污泥生成量少，污泥不需要消化处理，不需要污泥回流系统；7.技术先进成熟，管理维护简单；8.国工程实例多，容易获得工程设计和管理经验；9.对于中小型无水厂投资省，成本底；10.无须设初沉池，二沉池。

1．污泥沉降性能好；污泥经厌氧消化后达到稳定；3.用于大型水厂费用较低；4.沼气可回收利用。

1.具有较好的除P脱N功能；2.具有改善污泥沉降性能的作用的能力，减少的污泥排放量；3.具有提高对难降解生物有机物去除效果，运行效果稳定；4.技术先进成熟，运行稳妥可靠；5.管理维护简单，运行费用低；6沼气可回收利用7.国工程实例多，容易获得工程设计和管理经验。

1.流程十分简单；2.合建式，占地省，处理成本底；3.处理效果好，有稳定的除P脱N功能；4.不需要污泥回流系统和回流液；不设专门的二沉池；5.除磷脱氮的厌氧，缺氧和好氧不是由空间划分的，而是由时间控制的。

缺点

1.周期运行，对自动化控制能力要求高；2.污泥稳定性没有厌氧消化稳定；3.容积及设备利用率低；4.脱氮效果进一步提高需要在氧化沟前设厌氧池。

1.用于小型水厂费用偏高；2.沼气利用经济效益差；3，污泥回流量大，能耗高。

1.处理构筑物较多；2，污泥回流量大，能耗高。

3.用于小型水厂费用偏高；4.沼气利用经济效益差。

1.间歇运行，对自动化控制能力要求高；2.污泥稳定性没有厌氧消化稳定；3.容积及设备利用率低；4.变水位运行，电耗增大；5除磷脱氮效果一般。

综上所述，适合本工程的工艺是A²/O工艺。

因为这种工艺具有较好的除P脱N功能；具有改善污泥沉降性能的作用的能力，减少的污泥排放量；具有提高对难降解生物有机物去除效果，运行效果稳定；技术先进成熟，运行稳妥可靠；管理维护简单，运行费用低；沼气可回收利用；国工程实例多，容易获得工程设计和管理经验技术先进成熟，运行稳妥可靠，最为重要的是该工艺总水力停留时间少于其他同类工艺，节省基建费用，占地面积相对较小，在市场经济的形势下，寸土寸金，该工艺无疑具有非常大的吸引力、

4．A²/O.法同步脱氮除磷工艺的原理：

A²/O分为三大部分，分别为厌氧、缺氧、好氧区。

原污水从进水井首先进入厌氧区，同步进入的还有从沉淀池排出的含磷回流污泥，本反应器的主要功能是释放磷，同时部分有机物进行氨化。

污水经过第一厌氧反应器进入缺氧反应器，本反应器的首要功能是脱氮，硝态氮是通过循环由好氧反应器送来的，循环的混合液量较大，一般为2Q（Q——原污水流量）。

混合液从缺氧反应器进入好氧反应器——曝气器，这一反应器单元是多功能的，去除BOD，硝化和吸收磷等项反应都在本反应器进行。

这三项反应都是重要的，混合液中含有NO3-N，污泥中含有过剩的磷，而污水中的BOD则得到去除。

2.2废水处理工艺流程图

废水处理流程图见表2-1：

表2-1废水处理流程图

2.3工艺流程说明

1、废水进入污水处理站，先流入粗格栅，目的是拦截污水中的固体废物，去除污水中一些大的悬浮固体。

再经过细格栅过滤，去除污水中细小的颗粒和悬浮物。

接着进入沉砂池，利用自然沉降作用，去除水中砂粒或其他比重较大的无机颗粒。

沉砂池完成后进入初沉池，它可除去废水中的可沉物和漂浮物，废水经初沉后，约可去除可沉物、油脂和漂浮物的50%、BOD的20%。

再接着利用提升泵提升到A²/O反应池，污水首先进入厌氧区，同步进入的还有从沉淀池排出的含磷回流污泥，本反应器的主要功能是释放磷，同时部分有机物进行氨化。

污水经过第一厌氧反应器进入缺氧反应器，本反应器的首要功能是脱氮，硝态氮是通过循环由好氧反应器送来的，循环的混合液量较大，一般为2Q（Q——原污水流量）。

混合液从缺氧反应器进入好氧反应器——曝气器，这一反应器单元是多功能的，去除BOD，硝化和吸收磷等项反应都在本反应器进行。

这三项反应都是重要的，混合液中含有NO3-N，污泥中含有过剩的磷，而污水中的BOD则得到去除。

最后，混合液进入二沉池，进行泥水分离，上清液作为处理水排放，排入中途提升泵房的吸水井，沉淀污泥的一部分回流厌氧池，另一部分作为剩余污泥排放。

2、各处理单元的功能

（1）格栅：

粗格栅主要用于去除废水中的难处理的体积大的固体颗粒物，比如一些大的渣质和杂质等。

而细格栅去除污水中细小的颗粒和悬浮物。

它的原理就是金属网过滤，沉积的垃圾必须由工人定期清理，否则影响出水。

（2）沉砂池：

沉砂池主要用于去除污水中粒径大于0.2mm，密度大于2.65t/立方米的砂粒，以保护管道、阀门等设施免受磨损和阻塞。

其工作原理是以重力分离为基础，故应控制沉砂池的进水流速，使得比重大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒能够随水流带走（3）初沉池

初沉池可除去废水中的可沉物和漂浮物。

废水经初沉后，约可去除可沉物、油脂和漂浮物的50%、BOD的20%，按去除单位质量BOD或固体物计算，初沉池是经济上最为节省的净化步骤，对于生活污水和悬浮物较高的工业污水均易采用初沉池预处理。

（4）A²/O反应池

原废水与含磷回流污泥一起进入厌氧池。

除磷菌在这里完成稀放磷和摄取有机物。

混合液从厌氧池进入缺氧池，本段的首要功能是脱氮，硝态氮是通过循环由好氧池送来的，循环的混合液量较大，一般为2倍的进水量。

然后，混合液从缺氧池进入好氧池（曝气池），这一反应池单元是多功能的，去除BOD，硝化和吸收磷等项反应都在本反应器进行。

A²/O工艺特点：

①、本工艺在系统上可以称为最简单的同步脱氮除磷工艺，总水力停留时间少于其他类工艺；

②、在厌氧（缺氧）、好氧交替运行条件下，丝状菌不能大量增殖，不易发生污泥丝状膨胀，SVI值一般小于100；

③、污泥含磷高，具有较高肥效；

④、运行中勿需投药，两个A段只用轻轻搅拌，以不增加溶解氧为度，运行费用低；

存在的待解决问题：

①、除磷效果难再提高，污泥增长有一定限度，不易提高，特别是P/BOD值高时更甚；

②、脱氮效果也难再进一步提高，循环量一般以2Q为限，不宜太高；

③、进入沉淀池的处理水要保持一定浓度的溶解氧，减少停留时间，防止产生厌氧状态和污泥释放磷的现象出现，但溶解氧浓度也不宜过高，以防循环混合液对缺氧反应器的干扰。

（5）二沉池沉淀池是分离悬浮物的一种常用构筑物。

从曝气池中出来的废水中有机污染物基本处理完，但刚刚从氧化池出来的水质中含有大量的污泥、絮凝体等，通过沉淀池的沉淀分离作用就使污泥沉淀于池底，上层水质澄清，就可以达标排放。

（6）污泥浓缩池从沉淀池出来的污泥呈液态，含水率常高于95％。

污泥浓缩是降低污泥含水率、减少污泥体积的有效方法。

通过污泥浓缩使得污泥的体积大大减小，再通过含压滤机的压滤系统，就使污泥得以干化，体积、重量进一步减小，呈固体状便于外运处理。

第三章主要构筑物

整个废水处理系统由各功能单元组成，下面按流程顺序加以说明：

1、粗格栅

数量：

两组，（一用一替）

规格（长×宽×高）：

2.31m×0.59m×1.175m

栅条间隙数n：

≈10

2、细格栅

数量：

两组，（一用一替）

规格（长×宽×高）：

2.81m×0.68m×2.51m

栅条间隙数n：

46

3、沉砂池

数量：

2个分格

规格（长×宽×高）：

6m×2m×1.52m

有效水深：

0.755m

有效水深：

4m

有效容积：

140m3

停留时间：

30s

4．初沉池

形式：

地下池，钢筋混凝土结构

数量：

1座

规格（长×宽×高）：

36m×11.57m×4.5m

有效水深：

4m

有效容积：

416.65×4.0=1666.6m³

水力停留时间：

2h

5、厌氧池

型式：

地下池，钢筋混凝土结构，

数量：

1座

规格（长×宽×高）：

19m×10m×5m

有效水深：

4.5m

有效容积：

855m3

水力停留时间：

1h

6、缺氧池

型式：

地下池，钢筋混凝土结构，

数量：

1座

规格（长×宽×高）：

19m×10m×5m

有效水深：

4.5m

有效容积：

855m3

水力停留时间：

1h

7、好氧池

型式：

地下池，钢筋混凝土结构，

数量：

1座

规格（长×宽×高）：

30.5m×8m×5m

有效水深：

4.5m

有效容积：

1098m3

水力停留时间：

1.32h

8．二沉池

形式：

地下池，钢筋混凝土结构

数量：

1座

规格（直径×高）：

14m×4.55m

有效水深：

3m

有效容积：

461.8m³

水力停留时间：

2h

9、污泥浓缩池

型式：

地面式

数量：

两个圆形间歇式污泥浓缩池

规格（直径×高）：

12m×4.8m

有效水深：

2m

面积：

201.42m2

体积：

161.24m³/d

8、鼓风机房

为降低噪声，风机房要做降噪设施

型式：

地面式

数量：

1座

面积：

30m2

9、控制室

型式：

地面式

数量：

1座

面积：

16m2

10、压滤机房

型式：

简易型

数量：

1座

面积：

20m2

第四章主要设备选型及其参数

1、格栅

不锈钢，非标生产

2、进水泵

型式：

潜水泵

型号：

CP-53.7-65

参数：

Q=30m3/h，H=18mH2O

功率：

3.7kw

数量：

2台（1用1备）

3、污泥泵

型式：

自吸式离心泵

型号：

GMP-31-50

参数：

Q=12m3/h，H=8mH2O

功率：

0.75kw

数量：

2台（1用1备）

4、浓浆泵

型式：

单螺杆泵

型号：

G35-1

参数：

Q=8.0m3/h，H=60mH2O

功率：

3.0kw

数量：

1台

5、鼓风机

型式：

罗茨风机

型号：

RG-400型

参数：

Q=16800m3/h，主轴转速670r/min

数量：

8台（5用3备）

6、压滤机

型式：

自动保压

型号：

XMAY30/800-Ukb

功率：

1.50kw

数量：

1台

7、旋混曝气器

数量：

144套

8、软性组合填料

规格：

数量：

130m3

9、软性组合填料支架

材质：

SUS304钢

数量：

84m2

10、弹性填料

规格：

Ф150

数量：

288m3

11、弹性填料支架

材质：

SUS304钢

数量：

144m2

12、斜管填料

规格：

Ф50

数量：

25m3

13、斜管填料支架

材质：

SUS304钢

数量：

50m2

第五章A²/O脱氮除磷工艺运行管理

5.1活性污泥的培养

●曝气池水温应保持在25～30℃之间；

●开始培养时曝气池COD达到500～700mg/L，磷盐浓度控制在5mg/L左右；

●曝气量要适当调小或间隔曝气,控制好溶解氧在1～2mg/L，只要泥不沉就行；

●隔一天换一定量的水，做好活性污泥量的比较工作,看看泥量是否增加；

●定期监测出水COD、污泥沉降比，观察污泥的生长情况和活性；

注意：

进行镜检工作。

如果观察到大量的透明状的细菌,说明这时的细菌很活跃,但还没有形成活性污泥,因为没有结合好。

在以后发现了菌胶团且沉降性能好,此时说明活性污泥培养成功。

5.2活性污泥的训化

30min沉降比达到30%～40%,就可以考虑进入活性污泥的驯化阶段

（1）配制一定浓度的废水（酚500～600mg/L,氨氮400～500mg/L）

（2）间断曝气；注意废水中的污染因子浓度,要勤排水

（3）调节好污泥回流量,防止污泥回流不及时在二沉池腐化上浮

（4）驯化5～10d左右,曝气池沉降比增加30%以上,就可以适当排入剩余污泥,驯化阶段结束。

（5）自养型硝化菌的培养

好氧池污泥沉降比达到30～40时,池菌种主要以异养型细菌为主,而反硝化主要是以自养型硝化菌为主。

自养型硝化菌一般在有机物浓度较低的环境中能迅速繁殖生长,BOD5应在20mg/L以。

若BOD5浓度过高,会使异养菌迅速繁殖,抑制自养型硝化菌的生长。

应采取以下措施以保证自养型硝化菌的繁殖：

降低进水中BOD5的浓度,一般以控制好氧池中的挥发酚、氨氮为参考依据。

挥发酚控制在15mg/L以,氨氮在20mg/L以。

控制合适的溶解氧。

好氧池溶解氧的浓度一般控制在4～6mg/L以。

控制污泥在好氧池的停留时间,污泥在好氧池的停留时间一般在36h左右。

控制好好氧池的温度,好氧池温度控制在22～30℃。

注意：

污泥经过约一周低浓度的培养后,通过检测可以看出,好氧池中的亚硝酸盐逐渐减少,随之大量的硝酸盐出现,标志自养型硝化菌培养成熟,厌氧缺氧池的挂膜条件成熟。

5.3厌氧缺氧挂膜处理

✓滤床填料比表面积大,有较大的生物膜量。

✓既可适用于高浓度废水,也可适用于低浓度的废水处理,也就是说有相当大的抗冲击负荷,稳定性强。

✓进水均匀。

✓无需回流污水和回流污泥,节能便于操作。

✓生物挂膜上的剪切使老化的生物膜不断脱落,可使膜上的生物保持较高的活性。

✓便于管理和运行。

5.4厌氧缺氧的开启

（1）配制好一部分废水注入厌氧池和缺氧池,COD控制在400mg/L左右,挥发酚控制在100mg/L左右,以把水注满滤床为止。

（2）从好氧池抽泥水进缺氧和厌氧池,进行挂膜（投入一定量的铁粉或黄泥水,以便污泥更好更快地吸附在膜上）

（3）pH值对硝化菌的生长繁殖有很大的影响,在一定的温度下,pH在8.0～8.5之间,硝化速度可达最大值.

5.5运行管理中的常见问题及解决方案

（1）污泥膨胀引起的污泥上浮

污泥膨胀原因主要是大量丝状菌在污泥繁殖,使污泥松散、密度降低所致。

真菌的繁殖也会引起污泥膨胀。

污水中如有机物质较多,溶解氧不足,缺乏氮、磷等养料,pH值较低情况下,都可能引起污泥膨胀。

此外,超负荷、污泥龄过长等,也可能会引起污泥膨胀。

解决方案：

针对引起膨胀的原因采取措施。

如加大曝气量,或适当降低MLSS值,使需氧量减少等;如污泥负荷率过高,可适当提高MLSS值,以降低污泥负荷。

（2）活性污泥解絮

污泥解絮在沉淀池的表现为处理水质浑浊,沉淀池上会有死污泥上浮,洒水后污泥不沉淀,颜色和系统污泥颜色相同;也有时在处理水中无明显的活性污泥泥粒,但COD值较高。

当污水中存在有毒物质时,微生物会受到抑制伤害,净化能力下降,或完全停止,从而使污泥失去活性。

解决方案：

对原废水水量及废水的C:

N、回流污泥量、空气量和排泥情况以及SV30、MLSS、DO等多项指标进行检查,加以调整。

当确定是污水中混入有毒物质时,应考虑这是新的废水混入的结果,

（3）污泥腐败引起的污泥上浮

在沉淀池可能由于污泥长期滞留而进行厌氧发酵,产生气体附着于死的污泥块上,从而发生大块污泥上浮的现象。

解决方案：

●在沉淀池上安装挡泥板,不使污泥外溢；

●检修刮泥机,消除沉淀池底部的死角；

●对已上浮的块状污泥及时进行打捞,避免随处理水流失,影响排水水质。

（4）脱氮反应引起的污泥上浮

由于硝化池污泥龄较长,如果进入沉淀池的污泥含有较多的NO3-,在沉淀池产生反硝化,硝酸盐被还原,产生的氮气附于污泥上,活性污泥的比重降低,整块上浮。

解决方案：

●将供给硝化池的空气量控制在所需的围,避免过度曝气

●及时排泥和加大返泥量,降低沉淀池污泥界面

（5）处理水SS浓度高造成处理水COD升高

由于SS大部分不能被活性污泥分解利用,只能以排放剩余污泥的方式排去。

所以进水SS很高时,会影响处理水SS浓度升高,最终造成处理水COD升高。

解决方案：

●当SS来自废水时,应当控制废水生源的SS浓度,有必要时可在废水进入系统前设置初沉池。

●SS来自污泥自身时,可能是由活性污泥絮凝性能差,确认SV30和SVI值,观察是否有丝状菌的存在。

检查污泥在沉淀池的停留时间,确认进水量和返泥量。

（6）系统的泡沫问题

●主要原因：

所给废水中含有大量合成洗涤剂或其他起泡物质。

◆其他原因：

负荷过低、过高、有放线菌等

解决方案：

对已产生的气泡进行洒水消泡,减少废水中的洗涤剂的含量。

根据其它原因适当控制污泥负荷和剩余污泥排放量