A2O 生物脱氮除磷工艺课程设计

课 程 设 计课程名称 水 污 染 控 制 工 程 题目名称 A2/O 生物脱氮除磷工艺课程设计 学生学院 环 境 科 学 与 工 程 学 院_专业班级 2006 级 环 境 工 程2 班_学 号 学生姓名 _指导教师 _2021 年 6 月目 录第一章 几种常用脱氮除磷工艺 11、厌氧缺氧好氧脱氮除磷工艺A2 /O工艺 12、SBR工艺脱氮除磷 13、A-B工艺脱氮除磷 24、氧化沟脱氮除磷工艺 25、CASS工艺脱氮除磷 3第二章 A2/O 生物脱氮除磷工艺设计 4一、根本原理 4二、工艺特点 4三、工艺设计 51、条件 52、设计参数 53.设计过程 51判断是否可采用A2/O法 52有关设计参数及计算 6(3)校核氮磷负荷 6(4)剩余污泥量 6(5)碱度校核 7(6)反响池主要尺寸 7 好氧池尺寸 7 厌氧池尺寸 8 缺氧池尺寸 87反响池进、出水系统计算 8 进水管 8 回流污泥渠道 8 进水井 9 出水堰及出水竖井 9 出水管 98曝气系统设计计算 10 设计需氧量AOR 10 标准需氧量 10 所需空气压力p 11 曝气器数量计算(以单组反响池计算) 11 供风管道计算 129厌氧池设备选择(以单组反响池计算) 1210缺氧池设备选择(以单组反响池计算) 1211污泥回流设备 1312混合液回流设备 13 混合液回流泵 13 混合液回流管 13泵房压力出水总管设计流量 1413主要工艺设备表 14四、参考资料 14第三章 课程设计心得 15前 言长期以来，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，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BOD5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 ，特别是以厌氧一缺氧一好氧 (AnaerobicAnoxicOxic，简称A2/O工艺)系统的生物脱氮除磷工艺。固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。采用改进型的A2/O工艺系统，可以将经简单预处理的原污水，经过厌氧、缺氧、好氧三个生物处理过程，可同时去除污水中的 BOD、COD成分和悬浮物 ，并对氮、磷有非常好的去除效果。A2/O工艺系统作为新的污水生物处理工艺，在今后的城市污水与工业污水处理与回用中，将会得更泛的应用。第一章 几种常用脱氮除磷工艺1、厌氧缺氧好氧脱氮除磷工艺A2 /O工艺A2 /O工艺是Anaerobic-Anoxic-Oxic的英文缩写，它是厌氧缺氧好氧脱氮除磷工艺的简称，A2 /O工艺于70 年代由美国专家在厌氧-好氧除磷工艺的根底上开发出来的，该工艺同时具有脱氮除磷的功能。该工艺在厌氧-好氧除磷工艺加一缺氧池，将好氧池流出的一局部混合液回流至缺氧池前端，以到达硝化脱氮的目的。 A2 /O工艺的特点 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，能同时具有去除有机物、脱氮除磷的功能。 2在同时脱氮除磷去除有机物的工艺中，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-好氧交替运行下，丝状菌不会大量繁殖，SVI 一般为100，不会发生污泥膨胀。 4污泥中磷含量高，一般 2.5%以上。 5厌氧-缺氧池只需轻搅拌，使之混合，而以不增加溶解氧为度。 6沉淀池要防止发生厌氧、缺氧状态，以防止聚磷菌释放磷而降低出水水质，以及反硝化产生N2而干扰沉淀。 7脱氮效果受混合液回流比大小的影响，除磷效果那么受回流污泥中挟带 DO 和硝酸态氧的影响，因而脱氮除磷效率不可能很高。2、SBR工艺脱氮除磷间隔歇式活性污泥法，又称为序批式活性污泥法，其污水处理机理与普通活性污泥法完全相同。法于世纪年代由美国开发，并很快得到了广泛应用，我国于20世纪80年代中期开始了研究与应用。SBR工艺去除污染物的机理与传统活性污泥工艺完全相同，只是运行方式不同。传统工艺采用连续运行方式，污水连续进入生化反响系统并连续排出，SBR工艺采用间歇运行方式，初沉池出水流入曝气池，按时间顺序进行进水、反响曝气、沉淀、出水、排泥或待机等5个根本运行程序，从污水的流入开始到待机时间结束为一个运行周期，这种运行周期周而复始反复进行，从而到达不断进行污水处理之目的，因此，SBR工艺不需要设置二沉池和污泥回流系统。SBR工艺的特点工艺具有以下特点：(1)工艺简单，处理构筑物少，无二沉池和污泥回流系统，基建费和运行费都较低。2用于工业废水处理，不需设置调节池。3污泥的SVI值较低，污泥易于沉淀，一般不会产生污泥膨胀。4调节SBR运行方式，可同时具有却除和脱氮除磷的功能。5当运行管理得当，处理水水质优于连续性活性污泥法。6SBR的运行操作、参数控制应实施自动化操作管理，以便到达最正确运行状态。3、A-B工艺脱氮除磷A-B法是吸附生物降解法，是原联邦德国亚琛工业大学宾克教授于20世纪70年代中期所开发的一种新工艺。该工艺不设初沉池，由污泥负荷率很高的A段和污泥负荷率较低的B段二级活性污泥系统串联组成，并分别有独立的污泥回流系统。该工艺于20世纪80年代初应用于工程实践，现在越来越广泛地得到了应用。A-B工艺具有如下特点：(1)不设初沉池A段由曝气吸附池和中沉池组成，为A-B工艺的第一级处理系统。2B段由曝气池和二沉池组成。A段和B段有单独的污泥回流系统，因此二段有各自独特的微生物群体，处理效果稳定。(3)A段活性污泥吸附能力强，能吸附污水中某些重金属、难降解有机物，以及氮、磷等植物性营养物质，这些物质通过剩余污泥的排除而得到去除，故A段具有去除一局部上述物质的功能。(4)由于A段的高效絮凝吸附作用，使整个工艺中通过絮凝吸附由剩余污泥排放途径去除的BOD5 量大大提高，从而使艺比常规活性污泥法可节省基建投资节省运行能耗。5A-B工艺很适合于分步建设，使之既可缓冲投资上的困难，又能取得较好的环境和社会效益。首先可建A段，能缓和建设资金的严重缺乏，并能使污水得到较好的处理效果，然后再建B段。(6)A-B工艺不仅适用于新厂建设，还可适用于旧厂改造和扩建。4、氧化沟脱氮除磷工艺氧化沟又称“循环曝气池，是20世纪50年代由荷兰的巴斯维尔开发的，它属于活性污泥法的一种变形，由于它运行本钱低，构造简单，易于维护，出水水质好，运行稳定，并可以进行脱氮除磷，因此日益受到人们重视，并逐步得到广泛应用，至20世纪90年代中期，我国已兴建了30多座氧化沟污水处理厂。污水进入氧化沟，在曝气设备的作用下，与池内混合液进行混合循环流动，经几十圈的循环才流出沟外，具有完全混合式和推流式的特征。池内泥龄长，污泥负荷低，有机物净化效率高，氧化沟在运行过程中，呈现出好氧区缺氧区好氧区缺氧区的交替变化，所以氧化沟具有脱氮功能。当在 型氧化沟前增加一个厌氧池，那么能起到脱氮除磷的功能。5、CASS工艺脱氮除磷CASS是1975 年由美国川森维柔废水处理公司研究成功并推广应用的 SBR 改进工艺,在美国、加拿大、澳大利亚等国有270多个污水处理厂应用了该工艺处理城市污水。九十年代后期。在我国北京航天城污水处理厂也采用了 CASS 工艺处理城市污水,取得了较好的效果。 CASS 工艺与常规 SBR 工艺的不同是在 SBR 池前部设置了预反响区作为生物选择区，其后是主反响区，曝气、沉淀、排水均在同一池子内周期性循环进行。生物选择区主反响区之间由隔墙隔开，污水由生物选择区通过隔墙进入主反响区,托动水层缓慢上升。预反响区有效容积约占 CASS 反响池总有效容积的 15%20%。各种同的工艺各有其特点，本次课程设计选择A2/O 生物脱氮除磷工艺进行设计。第二章 A2/O 生物脱氮除磷工艺设计一、根本原理厌氧缺氧好氧简称A/A/O或A2/O工艺由厌氧池、缺氧池、好氧池串联而成，是A1/O与A2/O流程的组合。是20世纪70年代由美国专家在厌氧好氧除磷工艺的根底上开发出来的。该工艺在厌氧好氧除磷工艺中参加缺氧池，将好氧池流出的一局部混合液流至缺氧池的前端，以到达反硝化脱氮的目的。在首段厌氧池主要是进行磷的释放，使污水中的磷的浓度升高，溶解性的有机物被细胞吸收而使污水中的BOD浓度下降；另外局部的NH3-N因细胞的合成而去除，使污水中的NH3-N浓度下降。在缺氧池中，反硝化细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浓度显著下降，但随着硝化过程使NO3-N浓度增加，而磷随着聚磷菌的过量摄取，也以较快的速度下降。在好氧池中，有机物被微生物生化氧化，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，而磷随着聚磷菌的过量社区，也以较快的速度下降。厌氧缺氧好氧A/A/O工艺可以同时完成有机物的去除、反硝化脱氮、除磷的功能，脱氮的前提是NH3-N应完全硝化，好氧池能完成这一功能；缺氧池那么能完成脱氮的功能；厌氧池和好氧池联合完成除磷功能。厌氧缺氧好氧A/A/O生物脱氮除磷工艺流程图二、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的微生物菌群的有机配合，能同时具有去除有机物、脱氮除磷的功能；2工艺简单，水力停留时间较短；3SVI一般小于100，不会发生污泥膨胀；4污泥中磷含量高，一般为2.5%以上；5脱氮效果受混合液回流比大小的影响，除磷效果那么受回流污泥中挟带溶解氧DO和硝酸态氧的影响。三、工艺设计1、条件1设计最大流量Q=20000m3/d2设计进水水质COD=180mg/L；BOD5(S0)=90mg/L；NH3-N=35mg/L；TN0=40mg/L；TP0=4mg/L3设计出水水质COD=40mg/L；BOD5(Se)=20mg/L；NH3-N=10mg/L；TN=15mg/L；TP=1mg/L2、设计参数表1 设计参数工程数值BOD5污泥负荷 kgBOD5/kgMLSSdTN负荷 kgTN/kgMLSSd0.05(好氧段)TP负荷 kgTP/kgMLSSd0.06(厌氧段)污泥浓度MLSSmg/L30004000污泥龄c(d)1520水力停留时间t(h)811各段停留时间比例A1：A2：O1：1：31：1：4污泥回流比r%50100混合液回流比R内(%)200溶解氧浓度DO(mg/L)0.5好氧池=2COD/TN8TP/BOD53.设计过程1判断是否可采用A2/O法不符合符合上述公式是相对全国水质来判断，由于南方水质COD相对偏低，所以即使数据不符合，我们仍然考虑采用使用A2/O工艺。2有关设计参数及计算BOD5污泥负荷5/(kgMLSSd)取混合液悬浮固体浓度污泥回流比r=100%回流污泥浓度 TN去除率TN=混合液回流比R=，取R=200%生化反响池总容积V，取8000m3 反响池总水力停留时间各段水力停留时间和池体容积厌氧：缺氧：好氧1：1：4厌氧池水力停留时间，厌氧池容积；缺氧池水力停留时间，缺氧池容积；好氧池水力停留时间，好氧池容积(3)校核氮磷负荷好氧段氮的总氮负荷0.05符合厌氧段总磷负荷0.5 符合要求 泵房压力出水总管设计流量设计流速采用管道过水断面=2管径取泵房压力出水管管径DN500mm13主要工艺设备表主要工艺设备表编号名称规格单位数量备注潜水搅拌机D370，N=7.5KW 960r/min台8潜水回流泵N=13KW,360r/min台2微孔曝气装置200，供风量13m3/h个，氧利用率EA=20%，充氧能力qc2/(h个)个1235潜污泵Q=900m3/h,n=990r/min,P=75KW台3水下推进器Kw,480r/min套16四、参考资料【1】?水污染控制工程?下册 高廷耀 顾国维 周琪主编，【2】?A2/O法污水生物脱氮除磷处理技术与应用? 王晓莲 彭永臻 科学出版社【3】?污水处理厂工艺设计手册? 高俊发 王社平主编，化学工业出版社【4】?三废处理工程技术手册(废水卷)? 北京水环境技术与设备研究中心，北京市环境保护科学研究院，国家城市环境污染控制工程技术研究中心主编 化学工业出版社【5】?化工原理? 王志魁编，【6】?环境工程设计手册 (修订版)? 魏先勋 湖南科学技术出版社【7】?污水处理机械设备设计与应用? 张大群主编，化学工业出版社，2003第三章 课程设计心得考完水污染控制工程，我们开始了为期两个星期的水污染控制工程课程设计。本次设计任务是设计一个厌氧缺氧好氧，即A2/O生物脱氮除磷工艺。一开始，完全没有头绪。于是，跑到图书馆借了一些关于A2/O生物脱氮除磷工艺的书来看。看了大概两天，对整个设计流程有了一个大概的了解。第三天，正式开始了我的课程设计。在做水污染课程设计的同时，我们也在做着大气污染的课程设计。相对来说，水污染的课程设计稍微容易一点点。我用了三天进行设计计算。在这过程中，有过很烦很闷的时候。比方计算污泥剩余浓度的时候，污泥增值系数、污泥自身氧化率等参数必须选择恰当。又比方设计厌氧池、缺氧池、好氧池的容积的时候，其比例一定要经过反复设计，反复计算，才能得出一组氮磷负荷在符合条件范围内的数据。设计后面的计算也很复杂。有时候，算到很烦，情绪也变得恶劣。不过，我还是告诉自己：“如果都是一些简简单单的计算，虽然做起来很容易，但是课程设计做完了，自己仍然是停留在以前那种纸上谈兵的水平。课本上的东西只有能运用到实际生活中，才能说明你真的学到了知识。所以，每当烦的时候，我就听听音乐什么的转移一下注意力。不懂的，和身边的同学们讨论了再继续。三天过去了，我的设计计算终于出来了。接下来，开始绘制cad图。一开始，速度慢得不得了。因为好久没用autocad了，用起来很生疏。一天下来，只画出来一个很简单的剖面图。经过一天的“复习，绘图的第二天，速度快了很多。虽然以前学过autocad，但是用起来还是有很多不懂的地方。只能翻开我们从图书馆抱回来的autocad教程，看了再画。又四天过去了，我的cad图终于快完成了。画图的最后一天，我居然通宵画到第二天早上六点多。很累，很困，但是看着自己努力的成果，看着那一条条线段构成了一幅完整的图像，心里兴奋得很。虽然可能画得不够好，不够准确，但是cad图顺利完成，我可以安安心心地美美睡上一觉了。这可是课程设计开始以来的第一次睡得那么香。之前，一直算算算，晚上还要想着不会算的那个地方入睡，连做梦也在计算，第二天起来整个人都昏昏顿顿的。那样的睡眠糟透了，超级辛苦。计算和cad图都完成了，接下来的就是编写说明书啦。想着写好说明书，整个设计就完成，那个时候，不再烦了，取而代之的是成功的喜悦。有一句名言：书到用时方恨少！我觉得这用在我们这些大学生身上最适合不过了。平时觉得有好好听课了，认真做作业了，考试成绩也挺不错的。但是一旦真正实践起来，才发现课本上的东西是远远不够的。所以平时，我们除了博览全书之外，多点实践，不要只是停留在背公式，被原理的水平上。要把课本上的东西运用到实际中去。能够在现实生活中运用了，知识才是属于我们自己的。经过这一次的课程设计，不但使我对A2/O生物脱氮除磷工艺加深了认识和了解，同时我的autocad操作也得到了很大的提高。我们不再是小学生了，老师不会什么都手把手教，我们必须学会自己把握时机，从各个方面提升自己。也只有这样，才能增加我们竞争的资本，才能在竞争如此剧烈的社会中脱颖而出，创造出属于自己的未来！