精品A2O法处理某城市生活污水工艺方案设计水污染毕业论文.docx
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精品A2O法处理某城市生活污水工艺方案设计水污染毕业论文
学号：
课程设计
题目
A2O法处理某城市生活
污水工艺方案设计
学院
环境与生物工程学院
专业
班级
学生姓名
指导教师
课程设计任务书
学生姓名：
专业班级：
指导教师：
工作单位：
环境与生物工程学院
题目:
A2O法处理某城市生活污水工艺方案设计
已知技术参数和设计要求：
1.设计水量：
120000m3d
2.设计水质（mgL）：
CODCr：
380BOD5:
184SS:
155NH3-N:
40
TP:
4
3:
设计出水水质：
CODCr：
≤100BOD5:
≤20SS:
≤70NH3-N:
25
TP:
0.3
4.厂址:
厂区设计地坪绝对标高采用16m，进水泵房处沟底标高为绝对标高自设。
要求完成的主要任务:
（1）独立完成查阅资料、选用公式、数据搜集、合理流程选择和工艺参数选择
（2）设计计算书条例清楚，计算准确，并附设计计算示意图
（3）图纸表达准确，符合制图规范
设计计算书
要求分章节撰写，内容全面，包括设计原则和依据，技术方法和工艺流程确定，详细工艺设计计算过程，设备主要结构尺寸设计计算，辅助设备选型，以及对设计进行评述。
设计说明书正文采用小四宋体，22磅行距，各级标题字体逐级增大一个字号。
采用A4页面，上下左右页边距均为2.5厘米。
说明书采用标准封面，有目录。
图纸
严格按照国家标准和规范进行，完成工艺流程图一张1#。
。
时间安排：
2012.11.30下达设计任务书，布置设计详细任务。
2012.12.1～12.3熟悉设计任务，查找相关资料。
2012.12.4～12.11设计计算，编制设计设计计算章节内容
2012.12.12～12.13制图，完成1张1号图纸
2012.12.14～12.16修改设计文件，完成全部设计工作，上交全部设计文件
指导教师签名：
2012年11月30日
教研室主任签名：
2012年11月30日
目录
摘要3
第一章设计概述
1设计任务4
2设计原则4
3设计依据4
第二章工艺流程及说明
1工艺方案分析5
2工艺流程5
3流程各结构介绍6
3.1格栅6
3.2沉砂池6
3.3初沉池6
3.4生化反应池7
3.5二沉池8
3.6浓缩池9
第三章构筑物设计计算
1设计原始资料9
2设计说明书10
3污染厂设计计算书19
3.1.1中格栅19
3.1.2沉砂池21
3.1.3初沉池21
3.1.4生化反应池26
3.1.5厌氧池27
3.1.6曝气池27
3.1.7二沉池34
3.1.8消毒池37
3.1.9浓缩池38
3.2.0储泥灌与污泥脱水机房42
第四章污水处理厂总体布置
1总平面布置42
1.1总平面布置原则42
1.2总平面布置结果42
2高程布置43
2.1高程布置原则43
参考文献44
心得体会45
摘要
我国水体污染主要来自两方面，一是工业发展超标排放工业废水，二是城市化中由于城市污水排放和集中处理设施严重缺乏，大量生活污水未经处理直接进入水体造成环境污染。
工业废水近年来经过治理虽有所减少，但城市生活污水有增无减，占水质污染的51%以上。
本设计要求处理水量为120000m3d的城市生活污水，设计方案针对已运行稳定有效的A2O活性污泥法工艺处理城市生活污水。
A2O工艺由于不同环境条件，不同功能的微生物群落的有机配合，加之厌氧、缺氧条件下，部分不可生物降解的有机物（CODNB）能被开环或断链，使得N、P、有机碳被同时去除，并提高对CODNB的去除效果。
它可以同时完成有机物的去除，硝化脱氮、磷的过量摄取而被去除等功能，脱氮的前提是NH3－－N应完全硝化，好氧池能完成这一功能，缺氧池则完成脱氮功能。
厌氧池和好氧池联合完成除磷功能。
长期以来，城市污水处理均以去除有机物和悬浮物为目的，其工艺为普通活性污泥法．该法对氮、磷等无机营养物去除效果很差．一般来说*1，氮的去除率只有20％～30％，磷的去除率只有10％～20％．随着大量的化肥、农药、洗涤剂等高浓度氮、磷工业废水的排出，导致城市污水中N、P浓度急剧增加，从而引起水体中溶解氧降低及水体富营养化，同时影响了处理后污水的复用．所以，要求在城市污水处理过程中不仅要有效地去除BOD和SS，而且要有效地脱氮除磷．八十年代以来，生物脱氮除磷工艺已成为现代污水处理的重大课题，特别是以厌氧－缺氧－好氧*2*3（Anaerobic－Anoxic－aerobic，简称A2O工艺）系统的生物脱氮除磷工艺，因其特有的技术经济优势和环境效益，越来越受到人们的高度重视。
本设计中即采用厌氧－缺氧－好氧（Anaerobic－Anoxic－aerobic，即A2O工艺）对某城市生活污水进行处理，日处理能力100000方。
出水达到1996年颁布的国家综合污水排放标准*4水质要求,有效去除水中BOD、SS以及氮、磷元素，出水质量将达到国家污水综合排放标准二级标准。
本设计对污水处理厂处理流程、处理构筑物、以及高程进行了初步设计。
关键词：
A2O,城市生活污水，活性污泥
第一章设计概述
1.设计任务
本次课程设计的主要任务是完成某城市污水厂的A2O工艺设计处理生活污水，处理水量为120000m3d，按近期规划人口30万人计算（自定）。
工程设计内容包括：
1）细化工艺流程
2）选定参数
3）计算（构筑物尺寸、管道、阀门、泵、填料、控制及监测设备、土建要求）
4）绘制符合规范的工程图
5）编制设计说明书
2.设计原则
1）严格执行国家有关环境保护的各项法规。
2）采用先进、成熟、合理、可靠、节能的工艺，确保处理量及水质排放达到标准。
3）流程布局合理，整体感强，外观装饰美观大方，环境绿化优美。
4）在上述前提下，做到投资少，运行费用低的效果
3.设计依据
1）《中华人民共和国环境保护法》；
2）《室外排水设计规范》（GBJ14－87）；
3）《总图制图标准》（GBT50103－2001）；
4）《建筑制图标准》（GBT50104－2001）；
5）《建筑结构制图标准》（GBT50105－2001）；
6）《给水排水制图标准》（GBT50106－2001）；
7〕《中华人民共和国污水综合排放标准》（GB8978－1996）。
第二章工艺流程及说明
1.工艺方案分析
本项目污水处理的特点为：
1）污水以有机污染为主，BODCOD=0.6,可生化性较好，重金属及其他难以生物降解的有毒有害污染物一般不超标；
2）污水中主要污染物指标BOD、COD、SS值比国内一般城市污水高70﹪左右；
针对以上特点，以及出水要求，现有城市污水处理技术的特点，以采用生化处理最为经济。
由于将来可能要求出水回用，处理工艺尚应硝化，考虑到NH3-N浓度较低，不必完全脱氮。
根据国内外已运行的大、中型污水处理厂的调查，要达到确定的治理目标，可采用A2O活性污泥法。
A2O工艺特点:
1）厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类微生物菌群的有机配合，同时具有去除有机物、脱氮除磷的功能。
2）在同时脱氮除磷的工艺中，该工艺流程最为简单，总的水力停留时间也少于同类其他工艺。
3）在厌氧—缺氧—好氧交替运行条件下，丝状菌不会大量繁殖，SVI一般少于100，污泥沉降性好。
4）污泥中磷含量高，一般在2.5%以上。
5）该工艺脱氮效果受混合液回流比大小的影响，除磷效果则受回流污泥中携带DO和硝酸态氧的影响，因而脱氮效果不可能很高。
2.工艺流程
具体流程如下图2.1:
图2.1工艺流程图
3.流程各结构介绍
3.1格栅
因为排入污水处理厂的污水中含有一定量较大的悬浮物或漂浮物，所以在处理系统之前设置格栅，以截留这些较大的悬浮物或漂浮物，防止堵塞后续处理系统的管理、孔口和损坏辅助设施。
格栅可以根据格栅条的净间隙不同而分为粗格栅、中格栅以及细格栅，分别用于截留不同粒径的杂物而设计，也可以根据栅渣量的大小二选择不同的清渣方式，可采用人工清渣或机械清渣。
本设计采用粗格栅和细隔栅进行隔渣，分别设置在污水泵房前后,以去除不同大小的废渣,由于栅渣量较大，采用机械清渣方式。
3.2沉砂池
沉沙池的功能是去除相对密度较大的无机颗粒（如泥沙、煤渣等，他们的相对密度约为2.65）沉沙池一般设置于泵站、倒虹管前，以便减轻无机颗粒对水泵、管道的磨损；也可以设置于沉淀池前，以减轻沉淀池负荷及消除颗粒对污泥厌氧消化处理的影响。
常用的沉沙池有平流沉沙池、曝气沉沙池等。
由于本设计的处理量不大，并且污水经过粗格栅除渣，对泵站影响不大，为了便于清砂，沉沙池设于泵站后。
本设计沉砂池采用了旋流式沉砂池（分两组设2池，型号旋流式沉砂池Ⅱ7），采用气提排砂，在排砂之前有一气洗过程，这使得排出的砂含有机物较少，有利于污水的后续生物处理及泥砂的处置。
3.3初沉池
初沉池是作为二级污水处理厂的预处理构筑物设再生物处理构筑物的前面。
处理的对象是悬浮物质（SS约可去除40%～55％以上），同时也可去除部分BOD5（约占总BOD5的25％～40％，主要是非溶解性BOD），以改善生物处理构筑物的运行条件并降低其BOD负荷。
初沉池按池内水流方向的不同，可分为平流式沉淀池、竖流式沉淀池和辐流式沉淀池。
本设计采用了成本较低，运行较好的平流式沉淀池，该池施工简易，对冲击负荷和温度变化的适应能力较强。
3.4生化反应池
A2O工艺是Anaorobic-Anoxic-Oxic的英文缩写，它是厌氧－缺氧－好氧生物脱氮除磷工艺的简称，A2O工艺于70年代由美国专家在厌氧－好氧除磷工艺（AO）的基础上开发出来的，该工艺同时具有脱氮除磷的功能，可以针对现今污水特点（水体富营养化）进行有效处理。
该工艺在厌氧－好氧除磷工艺（AO）中加入缺氧池，将好氧池流出的一部分混合液回流至缺氧池前端，以达到硝化脱氮的目的。
A2O工艺流程图如图2.2所示：
图2.2A2O工艺流程图
在厌氧池中，原污水及同步进入的从二沉池的混合液回流的含磷污泥的注入，本段主要功能为释放磷，使污水中P的浓度升高，溶解性有机物被微生物细胞吸收而使污水中BOD浓度下降；别外，NH3-－N，因细胞的合成而被去除一部分，使污水中NH3-－N浓度下降，但NO3-－N含量没有变化。
在缺氧池中，反硝化菌利用污水中的有机物作碳源，将回流混合液中带入的大量NO3-－N和NO2-－N还原为N2释放至空气，因此BOD5浓度下降，NO3-－N浓度大幅度下降，而磷的变化很小。
在好氧池中，有机物被微生物生化降解，而继续下降，有机氮被氨化继而被硝化，使NH3-－N浓度显著下降，但随着硝化过程使NO3-－N浓度增加，P随着聚磷菌的过量摄取，也比较快的速度下降。
脱氮过程是各种形态的氮转化为N2从水中脱除的过程。
在好氧池中，污泥中的有机氮被细菌分解成氨，硝化作用使氨进一步转化为硝态氨（主要是依靠细菌水解氨化作用和依靠亚硝化菌与硝化菌的硝化作用）；在缺氧池中，硝态氨进行反硝化，硝态氨还原成N2逸出（主要是依靠反硝化菌的反硝化作用）。
除磷过程是使水中的磷转移到活性污泥或生物膜上，而后通过排泥或旁路工艺加以去除。
在厌氧池中，使含磷化合物成溶解性磷，聚磷细菌释放出积储的磷酸盐；在好氧池中聚磷细菌大量吸收并积储溶解性磷化物中的磷合成ATP与聚磷酸盐，而这一过程是依靠好氧菌——聚磷细菌。
整个工艺的关键在于混合液回流，由于回流液中的大量硝酸盐回流到缺氧池后，可以从原污水得到充足的有机物，使反硝化脱氮得以充分进行，有利于降低出水的硝酸氮，同时也可以解决利用微生物的内源代谢物质作为碳源的碳源不足问题，改善出水水质。
所以，A2O工艺由于不同环境条件，不同功能的微生物群落的有机配合，加之厌氧、缺氧条件下，部分不可生物降解的有机物（CODNB）能被开环或断链，使得N、P、有机碳被同时去除，并提高对CODNB的去除效果。
它可以同时完成有机物的去除，硝化脱氮、磷的过量摄取而被去除等功能，脱氮的前提是NH3－－N应完全硝化，好氧池能完成这一功能，缺氧池则完成脱氮功能。
厌氧池和好氧池联合完成除磷功能。
3.5二沉池
二沉池在二级处理中，在生物反应池构筑物的后面，在活性污泥工艺中，用于沉淀分离活性污泥并提供污泥回流。
二沉池与初沉池相似，按池内水流方向的不同，同样可分为平流式沉淀池、竖流式沉淀池和辐流式沉淀池。
本设计采用辐流式沉淀池。
其特点有：
运行好，较好管理。
3.6浓缩池
浓缩池的作用是用于降低要经稳定、脱水处置过程或投弃的污泥的体积。
污泥浓缩后污泥增稠，污泥的含水率降低，污泥的体积大幅度地降低，从而可以大大降低其他工程措施的投资。
污泥浓缩的方法分为重力浓缩、气浮浓缩和离心浓缩等。
本设计针对污泥量大、节省运行成本，采用了重力浓缩方法，重力浓缩具有以下几个优点：
①贮存污泥能力高；②操作要求不高；③运行费用少，尤其是电耗。
缺点：
①占地面积大；②会产生臭气；③对于某些污泥作用少
第三章构筑物设计计算
1.设计原始资料
1.1城市气象资料
经调查和咨询，该城市的气象资料见表1：
表1污水处理厂所处城市气象资料
年平均气温
12℃
月平均最高气温
25℃
月平均最低气温
4℃
最高气温
36℃
最低气温
-4-5℃
年平均降雨量
1000㎜
冰冻线深
300㎜
主风向
西南风
温度在-10℃度以下
0天
相对湿度
70％
1.2地质资料
污水处理厂处的地下土壤为：
亚黏土，平均地下水位在地表以下：
20m
1.3设计规模
污水厂的处理水量按最高日最高时流量，污水厂的日处理量为12万方。
主要处理城市生活污水以及部分工业废水，按生活污水量来取其时变化系数为1.2。
平均流量：
Q=120000m3d=5000m3=48rmin,功率N=15kW。
（2）回流污泥泵房占地面积为9m×6m。
1.（3）剩余污泥泵选两台，2用1备，单泵流量Q>2Qw2＝5.56m3:
n=
式中n:
格栅栅条间隙数
Q:
设计流量（）
：
格栅倾角，取
N:
格栅组数，取4
b:
格栅栅条间隙，取0.02m
=40个
2.格栅槽宽度B
B=s（n-1）+bn
式中：
s:
每条格栅条的宽度（m），取0.015m
B=0.015×（40-1）+0.02×40=1.39m
3.进水渠道渐宽部分的长度
=
式中：
进水渠道宽度（m）
：
渐宽处角度，一般20--60
设计中取=0.9m=20
=0.67m
4.出水渠道渐窄部分的长度
==0.672=0.34m
5.通过格栅的水头损失
=kβ
式中：
——格栅条的阻力系数，查表β=1.67～2.42；
——格栅受污物堵塞时的水头损失增大系数，一般采用k=3。
设计中取β=2.42，k=3。
=0.17m
栅后明渠的总高度：
H=），一般采用30min。
设计中取Q=0.417m3s，t=30min
V=0.417×30×60=750m3
2、消毒接触池表面积：
F=V
进料污泥含水率95-98％，滤饼含水率70-80％
产泥量50-500kg，进水泵房处沟底标高为绝对标高自设。
参考文献
1、崔玉川.马志毅等人主编《废水处理工艺设计计算》水利电力出版社
2、史惠祥主编《实用环境工程手册》化学工业出版社
3、高延耀主编《水污染控制工程》（第二版）高等教育出版社
4、张自杰主编《排水工程》（下册）中国建筑工业出版社
5、曾科主编《污水处理厂设计与运行》化学工业出版社
6、张东伟主编《城市污水回用深度处理设施设计计算》化学工业出版社
心得体会
两周的水污染控制工程课程设计即将画上圆满的句号，在此期间我曾失落过，也曾一度热情高涨过。
当我们刚刚接到设计任务书的时候，并没有过多的担心不会做，因为在平时上课的时候，老师就基本上给我们讲过各个构筑物的设计以及计算方法。
只是构筑物的尺寸以及采用的形式才是让我们担心的事。
同时，我们知道水污染控制工程教学中的一个重要实践环节，要求我们运用所学的有关知识，在设计中掌握解决实际工程问题的能力，并进一步巩固和提高自己的理论知识。
作为一名大三的学生，我觉得能做这样的课程设计是十分有意义。
在已度过的差不多两年的大学生活里我们大多接触的是专业基础课。
我们在课堂上掌握的仅仅是专业基础课的理论面，如何去面对现实中的各种构筑物的设计？
如何把我们所学到的专业基础理论知识用到实践中去呢？
我想做类似的大作业就为我们提供了良好的实践平台。
在做本次课程设计的过程中，我感触最深的当数查阅了很多次设计书和指导书。
为了让自己的设计更加完善，更加符合工程标准，一次次翻阅设计指导书是十分必要的，同时也是必不可少的。
我们做的是课程设计，而不是艺术家的设计。
艺术家可以抛开实际，尽情在幻想的世界里翱翔，我们是工程师，一切都要有据可依.有理可寻，不切实际的构想永远只能是构想，永远无法升级为设计。
通过这次课程设计，我们基本掌握了水处理工艺的选择、工艺计算的方法，掌握了主要构筑物的绘制方法，还掌握了设计说明书的写作规范。
我想这次课程设计对于自己以后的学习和工作都会有很大的帮助。
这次设计让我明白了一个道理，做任何事情之前，不管完成它的时间有多么充裕，开始的态度都要摆好，都要认真去对待，到最后才不会后悔！
最后，我们应该感谢我们的课程设计辅导老师---龙良军老师，在整个课程设计期间，龙老师全程陪伴我们辅导，就是希望我们把课程设计做好，使我们在这个过程中受益匪浅。
同时也要感谢那些热心同学的帮助，在困难面前大家一起协作攻克的精神，是我至今难以忘却的。
同学们的友谊和小小的帮助，都给了彼此间莫大得帮助。
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