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課 程 設(shè) 計(jì) 課程名稱 水污染控制工程 題目名稱A/A/O脫氮除磷工藝課程設(shè)計(jì) 學(xué)生學(xué)院 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí) 07環(huán)境工程（1）班 學(xué) 號(hào) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 20010 年 7 月 6 日 1． 基本原理 厭氧-缺氧-好氧（Anaerobic-Anoxic-Oxic，簡(jiǎn)稱A/A/O或A2/O）工藝由厭氧池、缺氧池、好氧池串聯(lián)而成，是A1/O與A2/O流程的結(jié)合。是20世紀(jì)70年代由美國(guó)專家在厭氧-好氧除磷工藝基礎(chǔ)上開發(fā)出來(lái)的。該工藝在厭氧-好氧除磷工藝中加入缺氧池，將好氧池流出的一部分混合液流至缺氧池的前端，以達(dá)到反硝化脫氮的目的。工藝流程圖如下： 沉淀池 好氧池 缺氧池 厭氧池 污水 出水 回流污泥 剩余污泥 污水進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)區(qū)，同時(shí)進(jìn)入的還有從二沉池回流的活性污泥，聚磷菌在厭氧環(huán)境下釋磷，同時(shí)轉(zhuǎn)化易降解COD、VFA為PHB，部分氨氮因細(xì)胞的合成而去除。 污水經(jīng)過(guò)第一厭氧反應(yīng)器以后進(jìn)入缺氧反應(yīng)器，本反應(yīng)器的首要功能是進(jìn)行脫氮。硝態(tài)氮通過(guò)混合液內(nèi)循環(huán)由好氧反應(yīng)器傳輸過(guò)來(lái)，通暢內(nèi)回流量為2至4倍原污水量，部分有機(jī)物在反硝化菌的作用下利用硝酸鹽作為電子受體而得到降解去除，磷基本無(wú)變化。 混合液從缺氧反應(yīng)區(qū)進(jìn)入好氧反應(yīng)區(qū)，混合液中的COD濃度已基本接近排放標(biāo)準(zhǔn)，在好氧反應(yīng)區(qū)除進(jìn)一步降解有機(jī)物外，主要進(jìn)行氨氮的硝化和磷的吸收，混合液中的硝態(tài)氮回流至缺氧區(qū)，污泥中過(guò)量吸收的磷通過(guò)剩余污泥排除。 厭氧-缺氧-好氧工藝可以同時(shí)完成有機(jī)物的去除、反硝化脫氮、除磷的功能，脫氮的前提是氨氮應(yīng)完全硝化，好氧池能完成這一功能，缺氧池能完成脫氮的功能，厭氧池和好氧池聯(lián)合完成除磷功能。 2． 工藝特點(diǎn) (1) 厭氧、缺氧、好氧三種不同的環(huán)境條件和不同類型的微生物菌群的有機(jī)結(jié)合，能同時(shí)具有去除有機(jī)物、脫氮除磷的功能。 (2) 工藝簡(jiǎn)單，水力停留時(shí)間較短。 (3) SVI一般小于100，不會(huì)發(fā)生污泥膨脹。 (4) 污泥中含磷量高，一般在2.5%以上。 (5) 脫氮效果受混合液回流比大小的影響。除磷效果則受回流污泥中挾帶溶解氧DO和硝酸態(tài)氧的影響。 3． 設(shè)計(jì)參數(shù) 污水處理量Q：20000m3/d 進(jìn)水 出水 COD（mg/L） 180 40 TN（mg/L） 40 15 TP（mg/L） 4 1 BOD（mg/L） 100 20 氨氮（mg/L） 35 10 BOD5污泥負(fù)荷Us：0.13kgBOD5/(kgMLSSd) 回流污泥濃度Xr：6000mg/L 污泥回流比R：80% 混合液回流比Ri：400% 4． 設(shè)計(jì)計(jì)算 （1） 反應(yīng)池設(shè)計(jì)計(jì)算 1　 混合液固體濃度 2　 反應(yīng)池容積 m3 3　 水力停留時(shí)間 4　 各段水力停留時(shí)間和容積 厭氧∶缺氧∶好氧 = 1∶1∶3 t厭氧=1.4h V厭氧=1153.7m3 t缺氧=1.4h V缺氧=1153.7m3 t好氧=4.2h V好氧=3661.1m3 5　 反應(yīng)池的主要尺寸 設(shè)反應(yīng)池有2組，則m3 設(shè)有效水深h = 4 m，則m3 擬采用廊道式推流反應(yīng)池，廊寬b = 5 m，廊道數(shù)n = 4個(gè) 3 取L = 40m 校核： 滿足1~2的范圍， 滿足5~10的范圍 取超高為1m，則反應(yīng)池總高H = 5m （3）反應(yīng)池進(jìn)、出水系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算 1　 進(jìn)水管設(shè)計(jì) 單池進(jìn)水流量m3/s 設(shè)流速v=0.8m/s 過(guò)水面積m2 管徑m = 430 mm 取進(jìn)水管管徑為DN450 mm 2　 回流污泥管設(shè)計(jì) 流量m3/s 設(shè)流速v = 0.8m/s 面積m2 管徑 取回流污泥管管徑為DN400mm 3　 進(jìn)水井設(shè)計(jì) 進(jìn)水孔流量m3/s 設(shè)流速v = 0.5m/s 面積m2 孔口尺寸取700mm600mm 進(jìn)水井平面尺寸取3000mm3000mm 4　 出水堰及出水井設(shè)計(jì) 出水堰量Q3等于出水孔流量Q4 m3/s 設(shè)出水堰寬度b = 7m 求得堰上水頭H = 0.105m 設(shè)出水孔孔口流速v = 0.5m/s 孔口面積m2 取A = 1.5m2 則孔口尺寸為2000mm750mm 出水井平面尺寸取3000mm3000mm 5　 出水管設(shè)計(jì) 出水管流量Q5等于出水流量Q3 設(shè)管內(nèi)流速v=0.8m/s 過(guò)水面積m2 管徑 取出水管管徑為DN1100mm 校核流速 （4）曝氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算 污泥產(chǎn)率系數(shù)Y取0.6kgMLVSS/kgBOD5 內(nèi)源代謝系數(shù)Kd取0.08d-1 污泥泥齡取10d 可求剩余污泥量△Xv 曝氣需氧量 考慮到氨氮氧化時(shí)還需要一定的需氧量，故最終需氧量取2000kg/d 本設(shè)計(jì)采用鼓風(fēng)曝氣，有效水深4m，曝氣擴(kuò)散器安裝距池底0.2m， 則擴(kuò)散器上靜水壓3.8m，α取0.7，β取0.95，ρ取1，曝氣設(shè)備堵塞系數(shù)F取0.8，采用管式微孔擴(kuò)散器，EA=20%，擴(kuò)散器壓力損失4kPa，20C水中溶解氧飽和度為9.17mg/L。 擴(kuò)散器出口處絕對(duì)壓力Pd 空氣離開曝氣池面時(shí)，氣泡含氧體積分?jǐn)?shù) 20C曝氣池混合液中平均氧飽和度 標(biāo)準(zhǔn)條件下充氧量 好氧池供氣量 最大供氣量Gmax = 1.4Gs = 4485m3/h 選擇三臺(tái)風(fēng)機(jī)，兩用一備，則單臺(tái)風(fēng)機(jī)風(fēng)量為2242.5m3/h 所需空氣壓力p=5m 設(shè)擴(kuò)散器個(gè)數(shù)h1為600個(gè) 校核微孔擴(kuò)散器服務(wù)面積 池內(nèi)4支供氣管流量 流速取10m/s 管徑 取管徑為DN200mm 鼓風(fēng)機(jī)房出口管管徑 取管徑為DN400mm （5）厭氧池、缺氧池設(shè)備選擇 單個(gè)厭氧池、缺氧池設(shè)有導(dǎo)流墻和4臺(tái)水下推進(jìn)器，所需功率按 5w/m3計(jì)算 單池有效容積 單池總功率為 （6）污泥回流設(shè)備 回流污泥量 設(shè)污泥泵房1座，3臺(tái)潛污泵，兩用一備 單泵流量 （7） 混合液回流設(shè)備 1　 混合液回流泵設(shè)計(jì) 回流流量 設(shè)回流泵房2座，每座泵房設(shè)3臺(tái)潛污泵，兩用一備 單泵流量 2　 混合液回流管設(shè)計(jì) 回流混合液由出水井流至回流泵房，經(jīng)過(guò)潛污泵分別提升至兩個(gè)缺氧池首段。 設(shè)回流管內(nèi)流速v=0.8m/s 過(guò)水面積 管徑 取管徑為DN1200mm 泵房出水管流量 流速v=1m/s 過(guò)水面積 管徑 取管徑為DN800mm 5． 調(diào)試和運(yùn)行 調(diào)試前對(duì)構(gòu)筑物、設(shè)備等進(jìn)行認(rèn)真檢查是非常重要和必要的，以下問(wèn)題較普遍: （1） 構(gòu)筑物、管道內(nèi)的建筑垃圾未清理干凈，造成水泵和曝氣系統(tǒng)的堵塞，影響排泥。 （2） 預(yù)留孔洞、管道伸縮縫、電纜穿孔處密封不好，通水后存在漏水現(xiàn)象，影響調(diào)試工作。 （3） 出水堰和墻體接縫處滲漏嚴(yán)重，甚至導(dǎo)致堰口不出水，無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)要求。 （4） 攪拌器或推進(jìn)器安置角度不正確或位置不合理，導(dǎo)致能量浪費(fèi)和局部流速不足，造成局部污泥沉積。 調(diào)試過(guò)程的工藝參數(shù)控制主要涉及溶解氧，活性污泥的生物相，污泥增長(zhǎng)率和回流比。該法需要注意的問(wèn)題是，進(jìn)入沉淀池的混合液通常需要保持一定的溶解氧濃度，以防止沉淀池中反硝化和污泥厭氧釋磷，但這會(huì)導(dǎo)致回流污泥和回流混合液中存在一定的溶解氧，回流污泥中存在的硝酸鹽對(duì)厭氧釋磷過(guò)程有一定的影響，同時(shí)，系統(tǒng)所排放的剩余污泥中，僅有一部分污泥是經(jīng)歷了完整的厭氧和好氧過(guò)程，影響了污泥的充分吸磷。 另外A/A／0工藝運(yùn)行不當(dāng)也可出現(xiàn)污泥膨脹問(wèn)題。這主要是由于負(fù)荷分布不均引起的，好氧區(qū)一直處于低負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)造成了絲狀菌的大量增殖。單純提高好氧區(qū)的DO濃度只能部分抑制污泥膨脹，應(yīng)該聯(lián)合負(fù)荷控制來(lái)消除A/A/O工藝的 污泥膨脹現(xiàn)象。沉淀性能良好的污泥粒徑分布范圍較廣，且以球菌為主；膨脹污泥的粒徑大都在10 pLm以內(nèi)，污泥較為細(xì)碎，掃描電鏡可見(jiàn)大量絲狀菌，少量球菌只是被包埋在絲狀菌內(nèi)部。 6． 心得體會(huì)及總結(jié) A/ A /0 工藝是由厭氧池/缺氧池/好氧池/沉淀池系統(tǒng)所構(gòu)成，是在A/0除磷工藝基礎(chǔ)上，在厭氧反應(yīng)器之后增設(shè)一個(gè)缺氧反應(yīng)器，并使好氧反應(yīng)器中的混合 液回流至缺氧反應(yīng)器，使之反硝化脫氮。A/ A /0 工藝具有較好的耐沖擊負(fù)荷能力，出水水質(zhì)較穩(wěn)定，可以進(jìn)行脫氮除磷，但硝化菌、反硝化菌和聚磷菌在有機(jī)負(fù)荷、泥齡以及碳源需求上存在著矛盾和競(jìng)爭(zhēng)，很難在同一系統(tǒng)中長(zhǎng)期獲得氮、磷的高效去除;同時(shí)A/A/0工藝存在著碳源不足和回流混合液中硝酸鹽進(jìn)人厭氧區(qū)干擾除磷的問(wèn)題。對(duì)于這一工藝的缺點(diǎn)，可以通過(guò)將缺氧池前置解決，使污水依次通過(guò)缺氧池、厭氧池、好氧池，混合液內(nèi)回流至缺氧池，即倒置A/A/O工藝。 這次的課程設(shè)計(jì)主要是針對(duì)反應(yīng)池這一構(gòu)筑物，對(duì)格柵、沉淀池、集水管網(wǎng)和其他附屬設(shè)施都沒(méi)有明確的要求，但是在做設(shè)計(jì)的時(shí)候還是會(huì)看到相關(guān)的資料，可見(jiàn)一個(gè)污水處理流程是一個(gè)完整的過(guò)程，每一個(gè)環(huán)節(jié)都對(duì)下一步處理階段和整個(gè)處理效果產(chǎn)生影響，必須具有綜合考慮的思維和意識(shí)。 通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我學(xué)到了不少東西，最后要感謝老師給與我們的指導(dǎo)和幫助，希望以后還有機(jī)會(huì)加深學(xué)習(xí)，更全面的掌握水污染控制工程。 參考文獻(xiàn) 1. 高廷耀，顧國(guó)維，周琪主編. 水污染控制工程 下冊(cè).北京：高等教育出版社，2007 2. 崔玉川，劉振江，張紹怡等編. 城市污水廠處理設(shè)施設(shè)計(jì)計(jì)算. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004 3. 王志魁編. 化工原理 第三版. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004 4. 游映玖主編. 新型城市污水處理構(gòu)筑物圖集. 北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2007 5.付忠志，鄒利安．深圳羅芳污水廠一期工程試運(yùn)行簡(jiǎn)評(píng)[J]．給水排水，2000，26(1)：6—10． 6.方茜，韋朝海，張朝升，等．碳氮磷比例失調(diào)城市污水的同步脫氮除磷[J]．環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備，2005，6(11)：46—50． 7.陳際鮮,龍秋明,蔣以元,吳成強(qiáng),何剛.A/A/0工藝調(diào)試運(yùn)行體會(huì)[J].北京水務(wù)2007年第3期:32-34. 1．空壓機(jī)選定 空氣擴(kuò)散裝置安裝在距曝氣池池底0.2m處，因此空壓機(jī)所需壓力 為：P=P0+gh=101000+1000*9.8*(4-0.2)=138240Pa=138.24KPa 空壓機(jī)供氣量： 1519/60=25.3m3/min 根據(jù)所需壓力及空氣量決定采用選擇三臺(tái)LGU75A固定式雙螺桿空氣壓縮風(fēng)機(jī)，兩用一備。 2．混合液回流泵選定 由混合液流量為0.24m3/s=3600*0.24=864m3/h 選用QZ型軸流式潛水電泵2臺(tái)，一用一備，型號(hào)為350QZ-100，流量1188m3/h,揚(yáng)程4.21m，轉(zhuǎn)速1450r/min，軸功率17N/kw，配用軸功率22N/kw，葉輪直徑300mm，效率80.5%。