内蒙古工业大学水污染课程设计A2O法Word文件下载.docx
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污水处理过程中的自动控制，力求安全可靠、经济实用，以利提高管理水平，降低劳动强度和运行费用。
7、近期与远期相结合
污水处理厂设计近远期全面规划，污水厂的厂区面积，应按项目总规模控制，并作出分期建设安排。
8、满足安全要求
污水处理厂设计必须充分考虑安全运行要求
1.2.2设计依据
《污水综合排放标准》（GB8978—1996）
《医院污水处理设计规范》（CECS07；
88）
《室外排水设计规范》（GB50014-2006）
《环境工程手册》（水污染防治卷）
第二章工艺流程的确定
2.1医院污水简介
2.1.1医院污水的来源
医院污水主要来自门诊部与住院部的化验室，手术室，解剖室，药剂室，放射室，实验室，动物房，厕所，洗衣房，浴室及医护人员的宿舍等，医院污水按水质成分的不同，大体上分为生活污水、特种废水、和放射性废水三大类，其中生活污水占的比重较大。
生活污水包括厕所冲洗水，洗涤污水，洗浴污水以及医护人员的宿舍排放的污水等，其水质与普通生活污水相似。
特种废水包括化验室，手术室，实验室，解剖室，药剂室排出的污水，含有重金属，消毒剂，有机物质，酸碱等有害物质。
放射性废水是放射性诊断，治疗，以及试验研究过程中排放出来的。
2.1.2医院污水的水质特点
医院污水类似于生活污水，但成分更复杂。
如消毒剂、来自化验，检验，手术等各科室的重金属、有机试剂、以及可能的放射性同位素等。
作为医院，其排放的污水中含有大量有毒化学物质和多种致病菌、病毒和寄生虫卵。
他们在环境中具有一定的适应能力，有的甚至在污水中存活时间较长，若未经处理即排入水体或用于灌溉，将会污染环境，影响人们身体健康。
2.1.3医院污水的危害
1、医院污水受到粪便、传染性细菌和病毒等病原性微生物污染，具有传染性，可以诱发疾病或造成伤害。
2、医院污水中含有酸、碱、悬浮固体、BOD、COD和动植物油等有毒、有害物质。
3、牙科治疗、洗印和化验等过程产生污水含有重金属、消毒剂、有机溶剂等，部分具有致癌、致畸或致突变性，危害人体健康并对环境有长远影响。
4、同位素治疗和诊断产生放射性污水。
放射性同位素在衰变过程中产生a-、β-和γ-放射性，在人体内积累而危害人体健康。
放的含有放射性同位素的废水。
2.2工艺流程设计
2.2.1污水厂的设计规模
该综合医院日排污水量2500m3/d；
表2-1进出水水质指标
2.2.2处理程度的计算
由上图中给出的进水出水要求
CODcr的去除率=
BOD5的去除率=
SS的去除率=
TP的去除率=
粪大肠杆菌群的去除率=
2.3工艺流程的比选及确定
2.3.1生物接触氧化法
1、工艺简介
由于医院污水与城市污水水质类似，比单纯的生活污水水质浓度要低，可生化性强，同时考虑到要去除氨氮和磷，拟主要采用生物接触氧化法进行处理，有生物接触氧化法主要是去除有机物，及脱氮，但纯生物接触氧化法的除磷效果不能满足排放要求，需要加入除磷剂，
生物接触氧化法是活性污泥法于生物膜法的结合，曝气池中填充填料，采用鼓风曝气，经曝气的废水流经填料层使填料表面长满生物膜，微生物部分固着、部分悬浮，废水和生物膜接触，在生物膜的生化作用下，氨氮进一步分解。
2、工艺流程图
图2-1生物接触氧化法工艺流程图
3、工艺特点
优点：
a、由于填料的比表面积大，池内充氧条件好，生物接触氧化池内单位容积的生物量都高于活性污泥法曝气池和生物滤池，因此生物接触氧化池具有较高的容积负荷；
b、不存在污泥膨胀问题，抗冲击符合强；
c、由于相当一部分微生物附着生长在填料表面，生物接触氧化法不需要设有污泥回流系统，也不存在污泥膨胀问题，运行管理简便；
d、由于生物接触氧化池内生物固体量多，水流属于完全混合型，因此生物接触氧化池对水质水量的骤变有较强的适应能力。
e、采用的半软性填料，由变性聚乙烯塑料制成，既具有一定的刚性，也具有一定的柔性，能保持一定的形状，同时又有一定的变形能力。
具有良好的传质效果，对有机物去除效果高，耐腐蚀，不堵塞，易于安装，易于挂膜。
f、操作简单、运行方便，易于维护管理，不产生污泥膨胀现象，也不产生滤池蝇。
g、生物接触氧化处理技术具有多种净化功能，除有效地去除有机污染物外，对脱氮和除磷也有一定的效果。
缺点：
a、填料上生物膜实际数量随BOD负荷而变，BOD负荷高，则生物膜数量多，反之亦然。
b、生物膜量随负荷的增加而增加，负荷过高，则生物膜量过厚，在某些填料中易于堵塞
c、由于填料设置氧化池的构造较为复杂，曝气设备的安装和维护不如活性污泥法方便
d、填料选用不当，会严重影响接触氧化法工艺的正常使用
4、处理效果预计分析
表2-2进出水预计分析
325
195
120
7.6
236*108个
生化池去除率
70%
80%
10%
----
97.5
39
108
2.28
二沉池去除率
30%
60%
68.25
27.3
43.2
47.2*108个
接触氧化池去除率
99.9999%
472
2.3.2氧化沟工艺
氧化沟是活性污泥法工艺，其曝气池呈封闭的沟渠形，污水和活性污泥混合液在其中循环流动，氧化沟采用水力停留时间长达10-40小时，污泥龄一般大于10天，有机负荷较低，构造简单，可用于医院污水的二级处理。
图2-2氧化沟工艺流程图
a、在流态上，氧化沟的流态介于完全混合式和推流式之间，从水流流动形式上属于推流式，但由于回流比较大，刚进入池内的污水易于与沟内混合液混合吗，沟内污泥浓度和污染物浓度基本保持一致，所以，从这个意义上讲，氧化沟接近完全混合式，对水质水量的波动具有较强的适应性。
b、污泥龄长，是传统活性污泥法的3-6倍有机物，因而有机物可以在沟内获得较彻底的降解，且由于污泥负荷率低，一般能得到稳定。
c、污泥龄长，适合于硝化细菌生长，且由于沟中氧含量呈一定浓度梯度变化，可以造成缺氧环境，因而能够提高脱氮效果。
a、滤料间水流缓慢，水力冲刷力小；
b、生物膜只能自行脱落，剩余污泥不易排走，滞留在滤料之间易引起水质恶化，影响处理效果；
4、出水预计分析
表2-3出水预计分析
氧化沟去除率
81.35%
88.87%
89.72%
73.68%
60.61
21.70
12.34
1.98
42.43
15.19
4.94
2.3.3膜生物反应器
在膜-生物反应器中，由于用膜组件代替传统活性污泥工艺中的二沉池，可以进行高效的固液分离
图2-3MBR工艺流程图
3、工艺特点、
a、能高效地进行固液分离，出水水质良好且稳定，可以直接回用；
b、由于膜的高效截留作用，可使微生物完全截留在生物反应器内，实现反应器水力停留时间（HRT）和污泥龄（SRT）的完全分离，使运行控制更加灵活稳定；
c、生物反应器内能维持高浓度的微生物量，处理装置容积负荷高，占地面积省；
d、有利于增殖缓慢的微生物如硝化细菌的截留和生长，系统硝化效率得以提高。
也可增长一些难降解有机物在系统中的水力停留时间，有效地将分解难降解有机物的微生物滞留在反应器内，有利于难降解有机物降解效率的提高；
e、膜-生物反应器一般都在高容积负荷、低污泥负荷下运行，剩余污泥产量低，降低了污泥处理费用；
f、易于实现自动控制，操作管理方便。
a、在运行过程中，膜易受到污染，产水量降低，给操作管理也带来不便。
这是目前广大研究者致力改进的问题；
b、膜的制造成本较高。
表2-4出水预计分析
去除率
95.2%
99.6%
-------
--------
99.999%
15.6
0.78
<
500
2.3.4cass池工艺
CASS工艺的核心是CASS池，其基本结构是：
在序批式活性污泥法的基础上，反应池沿池长方向设计为三部分，生物选择区，兼性区和主反应区，主反应区后部安装了可升降的自动滗水装置。
整个工艺的曝气、沉淀、排水等过程在同一池子内周期循环运行，省去了常规活性污泥法的二沉池和污泥回流系统，同时可连续进水，间接排水。
图2-3CASS工艺流程图
a、出水水质好
b、对冲击负荷的适应性
c、活性污泥沉降性能好，剩余污泥处理方便
d、能耗低
e、操作及维修简便
a、CCAS工艺的缺点是各池子同时间歇运行，人工控制几乎不可能全赖电脑控制
b、对处理厂的管理人员素质要求很高，对设计、培训、安装、调试等工作要求较严格
c、对磷的去处效果不是很好（由下图可知）
表2-4出水预计分析
87%
95%
85
52
42.25
9.75
18
3.65
2.3.5工艺确定
1、从工艺流程上来说：
CASS池集曝气沉淀，等功能于一体，CASS反应池中存在较大的浓度梯度，而且处于缺氧、好氧交替变化之中，这样的环境条件不利于丝状菌的优势生长，可有效防止污泥丝状膨胀。
一方面不会出现生物接触氧化法的堵塞的堵塞问题。
2、从经济上来说：
工艺简单占地面积小，投资低。
CASS的核心构筑物为反应池，没有二沉池，CASS池比其他方法相比具有一定的经济优势，比传统活性泥法节省投资20%--30%，节省土地30%以上，由于CASS工艺的曝气是间断的，有利于氧的转移，曝气时间还可根据水质水量变化灵活调整，均为降低运行成本创造了条件。
从经济上来说比MBR生物膜的造价低。
综上所述，选用CASS池比处理医院污水效率更高。
第三章工艺说明
3.1工艺流程图
经过水质水量分析，经过工艺流程和经济性能的比较，本次采用CASS的处理工艺。
图3-1CASS池完整工艺流程图
3.2工艺说明
本次设计中的工艺流程主要是由预处理工艺、主处理工艺、后处理工艺和污泥处理工艺组成的。
3.2.1预处理单元中是由格栅，调节池组成
1、格栅
是为去除较大悬浮物，本工艺将粗格栅设置在提升泵房前作为预处理构筑物。
粗格栅间隙较粗一些，通常栅条间隙根据水泵要求确定，一般采用16～40mm，第二道格栅较细，此工艺设计在沉砂池前，栅条间隙一般采用1.5～10mm。
本次设计采用粗格栅和细格栅结合的工艺处理污水污水中的悬浮物。
2、调节池
主要进行水质和水量的调节调节池分为一下两种
A、外加动力调节
外加动力就是在调节池内，采用外加叶轮搅拌、鼓风空气搅拌、水泵循环等设备对水质进行强制调节，它的设备比较简单，运行效果好，但运行费用高。
B、差流方式调节
采用差流方式进行强制调节，使不同时间和不同浓度的污水进行水质自身水力混合，这种方式基本上没有运行费用，但设备较复杂。
对角线调节池
对角线调节池是常用的差流方式调节池的类型很多。
对角线调节池的特点是出水槽沿对角线方向设置，污水由左右两侧进入池内，经不同的时间流到出水槽，从而使先后过来的、不同浓度的废水混合，达到自动调节均和的目的。
同心圆调节池
在池内设置许多折流隔墙，控制污水1/3~1/4流量从调节池的起端流入，在池内来回折流，延迟时间，充分混合、均衡；
剩余的流量通过设在调节池上的配水槽的各投配口等量地投入池内前后各个位置。
从而使先后过来的、不同浓度的废水混合，达到自动调节均和的目的。
由于本次设计调节池后无其他预处理单元故本次使用同心圆调节池来进行水质水量的调节。
3.2.2主处理工艺
1、主处理是CASS池
每个CASS反应器由生物选择区、缺氧区和好氧区三部分组成。
三个区体积比大概为3:
8:
29。
生物选择区实际上是一个容积很小的污水和污泥接触区。
活性污泥由好氧区回流并在生物选择区内与新鲜污水混合、接触、创造微生物种群在高负荷下的竞争条件,选择出优势菌种,可有效抑制丝状菌繁殖,提高系统稳定性,同时活性污泥的快速吸附作用加快了溶解性基质的去除,并对难降解有机物起到良好的水解作用,还能使污泥中的磷在厌氧条件下得到有效的释放。
缺氧取区具有辅助生物选择区对进水水质水量变化的缓冲作用,在该区主要是通过再生活性污泥的吸附作用去除有机物,去除率>
80%,同时具有促进磷的进一步释放和强化反硝化作用。
好氧区是微生物分解所吸附有机物的主要场所,其运行周期包括进水---曝气---沉淀,上清液滗除---闲置4个阶段,不同的运行阶段及时间可根据所处理的污水水质进行调整。
运行周期循环往复,反应中污水的有效容积是个变。
此过程中需要考虑曝气方式，主要有鼓风曝气和机械曝气两种方式，与鼓风曝气相比，不需要修建鼓风机房及设置大量布气管道和曝气头，设施简单、集中。
一般不适用于曝气过程中产生大量泡沫的污水。
其原因是由于产生的泡沫会阻碍曝气池液面吸氧，使溶氧效率急剧下降，处理效率降低。
而本设计中CASS池的氧利用效率高，故选用机械曝气方式。
3.2.3后处理单元
医院污水中含有大量的细菌及病原体，所以后处理工艺主要是污水的消毒处理。
污水经深度处理后仍需消毒，用来杀灭残留的细菌、病毒等微生物。
常见的消毒方法有氯消毒、紫外线消毒、臭氧消毒等。
我国主要采用的是氯消毒。
其优缺点如下：
a、优点：
具有余氯的持续消毒作用；
价值成本低；
操作简单，投量准确；
不需要庞大的设备。
b、缺点：
原水有机物高时会产生有机氯化物；
容易产生氯酚味；
氯气有毒，使用时要注意安全性。
本设计消毒采用二氧化氯。
3.2.4污泥处理
污泥处理阶段主要由污泥浓缩和污泥脱水两方面构成。
1、污泥浓缩
污泥浓缩的主要目的就是去除污泥颗粒的空隙水（约占总水分的70%），减少污泥体积，从而降低后续处理构筑物和设备的负荷，减少处理费用。
a、重力浓缩池可分为连续式和间歇式两种，重力浓缩池一般采用水密性钢筋混凝土建造，平面形式有圆形和矩形两种，一般多采用圆形。
b、气浮浓缩池多用于浓缩污泥颗粒较轻（密度接近于1）的污泥，如活性污泥生物滤池污泥等，近几年在混合污泥（初沉污泥+剩余污泥）浓缩方面也得到了推广应用。
3.3完整的处理工艺图
见附图
第四章主要构筑物设计计算
4.1CASS池计算
图3-1CASS池草图
CASS反应池沿长度方向分为两部分，前部为生物选择区也称预反应区，后部为主反应区，在主反应区后部安装了可升降的滗水装置，实现了连续进水间歇排水的周期循环运行，集曝气、沉淀、排水于一体。
CASS工艺是一个好氧/缺氧/厌氧交替运行的过程，具有一定脱氮除磷效果，废水以推流方式运行，而各反应区则以完全混合的形式运行以实现同步硝化一反硝化和生物除磷。
数量：
3座结构：
钢结构
1、曝气池容积：
采用容积负荷法计算：
（4-1）
式中：
---设计水量，3250m3/d
Nw---混合液MLSS污泥浓度（kg/m3），一般取2.5-4.0kg/m3，设计为4kg/m3
Ne---BOD5-泥负荷，一般为0.05-0.2（kgBOD5/kgMLSS·
d）,设计为0.1kgBOD5/kgMLSS·
d
Sa---进水BOD5浓度，195mg/L
Se---出水BOD5浓度，30mg/L
f----混合液中挥发性悬浮固体浓度与总悬浮固体浓度的比值，一般为0.7-0.8，设计为0.7
则：
，取1700m3
设计为池子个数
＝3（个）
则单池容积为1700÷
3＝638.4m3取650m3
2、单格池面积A：
（4-2）
V----池子体积
N1----池子个数
H----池内最大水深一般为3-5m，设计为H=5.0m
3、池内设计最高水位至滗水机排放最低水位之间的高度H1：
（4-3）
N1----池子个数
N2----运行周期设计为6h，则1日内循环的周期数
＝4h
取2.1m
4.、滗水结束时泥面高度H
（4-4）
H----池内最大水深一般为3-5m，设计为H=5.
Nw---混合液MLSS污泥浓度（kg/m3），一般取2.5-4.0kg/m3，设计为4kg/m3
SVI----污泥体积指数SVI=120
5、滗水水位和泥面之间的安全距离H3：
H3=H-（Hl+H2）=5.0-（2.1+2.4）=0.5m
池子超高取H4=0.5m
则池总高度H0=H+0.5=5.5m
宽高比要求B:
H=1-2，长宽比要求L:
B=4-6
取宽B=5.6m，则长L=130÷
5.6=23.2m
选择区容积：
CASS池中间设2道隔墙，将池体分隔成微生物选择区和主反应区两部分。
靠进水端为生物选择区，其容积为CASS池总容积的20%左右，另一部分为主反应区。
CASS池内两道隔墙，按长度方向分为厌氧区，兼氧区，好氧区，体积比要求按3:
29设计，分别为1.74m，4.64m，16.82m。
连通孔口尺寸：
在厌氧区和好氧区的隔墙底部设置连通孔，连通预反应区与主反应区水流，连通孔数的确定为N3=2
6、孔口面积
（4-5）
H1—设计最高水位至滗水机排放最低水位之间的高度，1.0m;
V—孔口流速（20-50m/h），取V=40m/h
—选择区的长度，5.0m。
m2
孔口尺寸设计为：
1.0m×
0.7m
7、需氧量计算：
（4-6）
----混合液需氧量，kg/d
----活性污泥微生物对有机污染物氧化分解过程的需氧率，即活性污泥微生物每代谢1kgBOD所需氧量，以kg计，取0.5;
----污水流量，3250m3/d
Sr----经活性污泥微生物代谢活动被降解的有机污染物量，以BOD计，Sr=（195－30）×
10-3；
----活性污泥微生物通过内源代谢的自身氧化过程的需氧率，即每kg活性污泥每天自身氧化所需氧量，以kg计，取0.2；
V----曝气池容积，2600m3；
----单位曝气池容积内的挥发性悬浮固体（MLVSS）量，取2.5kg/m3。
CASS池运行模式设计：
CASS池运行周期设计为6h，其中曝气220min，沉淀60min，滗水60min,闲置20min，正常的闲置期通常在滗水器恢复待运行状态4min后开始。
池内最大水深5.0m，换水水深2.1m，存泥水深2.1m，保护水深0.8m。
主反应区即好氧区，是去除营养物质的主要场所，通常控制ORP（氧化还原电位）在100-150mv，溶解氧2.5mg/L。
运行过程中通常将主反应区的曝气强度加以控制使反应区内主体溶液处于好氧状态，完成降解有机物的过程，而活性污泥内部则基本处于缺氧状态，溶解氧向污泥絮体内的传递受到限制而硝态氮由污泥内向主体溶液的传递不受限制，从而使主反应区中同时发生有机污染物的降解以及同步硝化和反硝化作用。
排水系统设计：
单池每周期排水量为：
6×
20×
2.0=240m3
排水时间设计为80min
每池设L两个个滗水器（一备一用）,滗水器流量为:
240÷
（60÷
60）=240m3/h
选择排水管管径为DN200
滗水器排水过程中能随水位的下降而下降，使排出的上清液始终是上层清液。
为防止水面浮渣进入滗水器被排走，滗水器排水口一般都淹没在水下一定深度。
4.2接触消毒池设计
本次采用平流式接触消毒池，建设两座3廊道式的接触消毒池
1、每座消毒池容积
（4-7）
Q-------池子的最大设计流量为135.4m3/h
N-------池子的个数为2
2、池表面积
（4-8）
式中：
V-----每座消毒池容积
h2----有效水深取1m
3、池长
（4-9）
B----池宽取2m
校核
设超高为0.3m则H=0.3+1=1.3m
4.3污泥浓缩池计计算
设计说明：
间歇式污泥浓缩池是一种圆形水池，底部有污泥斗。
间歇式污泥浓缩池在工作时，先将污泥充满浓缩池，经静置沉降，浓缩压密后，池内形成上清液区，沉降区和污泥区。
然后，从侧面分层排出上清液，浓缩后的污泥从底部泥斗排出。
间歇污泥浓缩池用于污泥量较小的系统。
在投入污泥前必须先排除浓
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