水污染课程设计.docx
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水污染课程设计
—.基本原理
厌氧-缺氧-好氧（Anaerobic-Anoxic-Oxic,简称A/A/O或A:
/0）E艺ill厌氧池、缺氧池、好氧池串联而成，是儿/0与比/0流程的结合。
是20世纪70年代由美国专家在厌氧-好氧除磷工艺基础上开发岀来的。
该工艺在厌氧-好氧除磷工艺中加入缺氧池，将好氧池流出的一部分混合液流至缺氧池的前端，以达到反硝化脱氮的目的。
工艺流程图如下：
污水
厌氧池
—►
缺氧池
►
A
►
沉淀池
回流污泥
剩余污泥
污水进入厌氧反应区，同时进入的还有从二沉池回流的活性污泥，聚磷菌在厌氧环境下释磷，同时转化易降解COD.VFA为PHB,部分氨氮因细胞的合成而去除。
污水经过第一厌氧反应器以后进入缺氧反应器，本反应器的首要功能是进行脱氮。
硝态氮通过混合液内循环山好氧反应器传输过来，通畅内回流量为2至4倍原污水量，部分有机物在反硝化菌的作用下利用硝酸盐作为电子受体而得到降解去除，磷基本无变化。
混合液从缺氧反应区进入好氧反应区，混合液中的COD浓度已基本接近排放标准，在好氧反应区除进一步降解有机物外，主要进行氨氮的硝化和磷的吸收，混合液中的硝态氮回流至缺氧区，污泥中过量吸收的磷通过剩余污泥排除。
厌氧-缺氧-好氧工艺可以同时完成有机物的去除、反硝化脱氮、除磷的功能,脱氮的前提是氨氮应完全硝化，好氧池能完成这一功能，缺氧池能完成脱氮的功能，厌氧池和好氧池联合完成除磷功能。
2.工艺特点
（1）厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同类型的微生物菌群的有机结合,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。
（3）SVI—般小于100,不会发生污泥膨胀。
（4）污泥中含磷量高，一般在2.5%以上。
（5）脱氮效果受混合液回流比大小的影响。
除磷效果则受回流污泥中挟带溶解氧
DO和硝酸态氧的影响。
3.设计参数
污水处理量Q：
lOOOOm-Vd
进水
出水
COD（mg/L）
750
40
P（mg/L）
5
0.5
SS（mg/L）
150
20
BOD（mg/L）
100
20
NH.vN（mg/L）
30
10
BOD5污泥负荷Ns=O.1kgBOD5/（kgMLSSd）
回流污泥浓度Xr=8000mg/L
污泥回流比R=90%
混合液回流比Rj
TN去除率叶=恥=30一"xl00%=66.7%
'77VO30
R=Jhy_=0667.xioo%=2O%
1—1—0.667
曝气池中污泥浓度MLSS=3000mg/L
4.设计计算
（1）反应池设计计算
1混合液固体浓度
X=-^―•Xr=竺一X8000=3789〃农/厶心3.8kg/m1+7?
1+0.9
2好氧反应池容积
3
L=^_=—=20.83mnb3x4
（满足1-2）
b=12m
3、缺氧池尺寸（计算同上）
S^=62.5m2b=12mL=5.2m
（2）反应池进、岀水系统设计计算
①进水管设计
单池进水流量QA%」000%24x3600=0-058点
设流速v=0.8m/s
过水面积A=y罟P°・073亦
②回流污泥管设计
设流速V=0.8m/s
而积罟“06亦
管径d==0282m=282inn取回流污泥管管径为DN300mm
4进水井设计
进水孔流量Q2=（1+R）*=（1+0.9）x［：
：
（）（）=°・110m3/s
设流速v=0.5m/s
面积A=戈=乞巴=0.22m2
0•5
孔口尺寸取700ininX600mm
进水井平面尺寸取3000mmX3000mm
5出水堰及出水井设计
出水堰量Q3等于出水孔流量Q4
Q3=（1+R+Ri）°=（1+0.8+2）x一型W一=0.68
、込'72x24x3600
33Qs=0.42=1.86bH2
设出水堰宽度b=7m
求得堰上水头H二0.105m
设出水孔孔口流速v=0.5m/s
孔iI积A=2i=凹=1.362収A=l・5m?
v0.5
则孔口尺寸为2000mmX750mm
出水井平面尺寸取3000mmX3000mm
6出水管设讣
出水管流量Q5等于出水流量Q3
设管内流速、=0.8m/s
过水南积A=^=—=0.85m2
v0.8
d=j—=1.04m取出水管管径为DNHOOmm
（4）曝气系统设计计算
污泥产率系数Y取0.6kgMLVSS/kgBOD
内源代谢系数Kd取0・06d"污泥泥龄Oc取10d可求剩余污泥量厶Xv
1+Kd-Oc
1+0.06x10
=225kg/d
曝气需氧量
=10000x[10（）x（1-0.2）-20]_l42x225
=563kg/d
考虑到氨氮氧化时还需要一定的需氧量，故最终需氧量取1000kg/do本设讣采用鼓风曝气，有效水深4m,曝气扩散器安装距池底0.2m,则扩散器上静水压3.8m,a取0.7,卩取0.95,p取1,曝气设备堵塞系数F取0.8,采用管式微孔扩散器,Ea=20%,扩散器压力损失4kPa,2（TC水中溶解氧饱和度为9.17mg/L。
扩散器出口处绝对压力Pd
Pd=P+9.8xlO3H
=1.013x105+9.8x10?
x3.8
=1.39xl05Pa
空气离开曝气池面时，气泡含氧体积分数
21（1-Ea）
©=79+21（1_Ea）
_21x（l-0.2）
_79+21x（1-0.2）
=17.5%
20°C曝气池混合液中平均氧饱和度
Cs=Cs
=9.17x
1.39xl0517.5
2.026x105+7T
标准条件下充氧量
小Oz・Cs（20）
一a》•p・Cs（T）—C]・1.024-2°・F
563x9.17
_0.7x（0.95x1x10.11-2）x1x0.8
=1212.3kg/d
=50.51kg/h
好氧池供气量
Os
50.51ccrj
Gs==
==902m/h
0.28E\
0.28x0.2
最大供气量Gmax=1.4Gs=1262.8m3/h
选择三台风机，两用一备，则单台风机风量为631.4m3/!
!
所需空气压力p=5m
设扩散器个数hi为600个校核微孔扩散器服务而积
注=型2=0.601n?
v0.75m3
hi600
池内4支供气管流量
14485.彳
Qs=-Gmax=一-=1121・3m'/h=0.3m'/s
44
流速取10ni/s
管径d=J—=J-4x（）'3-=0.19m取管径为DN200mm
\ttvV3.14xlO
取管径为DN400mm
（5）厌氧池、缺氧池设备选择
单个厌氧池、缺氧池设有导流墙和4台水下推进器，所需功率按
5w/m3计算
单池有效容积V=Lbh=29x5x4=580m3
单池总功率为5x580=2900W
（6）污泥回流设备
回流污泥量Qr=RQ=0.8x20000=16000m3/d=666.7m3/h
设污泥泵房1座，3台潜污泵，两用一备
单泵流量Q^=*QR=333.35n?
/h
（7）混合液回流设备
①混合液回流泵设计
回流流量Qi=Q•Ri=20000x400%=80000m*d=3333.33m7h
设回流泵房2座，每座泵房设3台潜污泵，两用一备
单泵流量Qi单=±Qi==833.33m7h
44
②混合液回流管设讣
回流混合液山出水井流至回流泵房，经过潜污泵分别提升至两个缺氧池首段。
设回流管内流速v=0.8m/s
3333.3V
过水面积A=—=——q36（）（）=1.2n?
v0.8
管径d=J”=1.2m取管径为DN1200mm
333333/
泵房出水管流量Q=^-=严Q=0.463in7s
22
流速v=lm/s
过水面积A=吕=斗虫二0.463m2
五.调试和运行
调试前对构筑物、设备等进行认真检查是非常重要和必要的，以下问题较普遍：
（1）构筑物、管道内的建筑垃圾未清理干净，造成水泵和曝气系统的堵塞，影响排泥。
（2）预留孔洞、管道伸缩缝、电缆穿孔处密封不好，通水后存在漏水现象，影响调试工作。
（3）出水堰和墙体接缝处渗漏严重，其至导致堰口不出水，无法达到设计要求。
（4）搅拌器或推进器安置角度不正确或位置不合理，导致能量浪费和局部流速不足，造成局部污泥沉积。
调试过程的工艺参数控制主要涉及溶解氧，活性污泥的生物相，污泥增长率和回流比。
该法需要注意的问题是，进入沉淀池的混合液通常需要保持一定的溶解氧浓度，以防止沉淀池中反硝化和污泥厌氧释磷，但这会导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盐对厌氧释磷过程有一定的影响，同时，系统所排放的剩余污泥中，仅有一部分污泥是经历了完整的厌氧和好氧过程，影响了污泥的充分吸磷。
另外A/A/0工艺运行不当也可出现污泥膨胀问题。
这主要是由于负荷分布不均引起的，好氧区一直处于低负荷运行状态造成了丝状菌的大量增殖。
单纯提高好氧区的DO浓度只能部分抑制污泥膨胀，应该联合负荷控制来消除A/A/OE艺的污泥膨胀现象。
沉淀性能良好的污泥粒径分布范圉较广，且以球菌为主；膨胀污泥的粒径大都在10pLm以内，污泥较为细碎，扫描电镜可见大量丝状菌，少量球菌只是被包埋在丝状菌内部。
六.心得体会及总结
2009年6月22日至31日，我进行了水污染控制工程的课程设计，主要对A/A/O工艺中的反应池进行了设计。
一开始我对A/A/O工艺的了解仅仅是课本上的流程和原理，但是对构筑物还不是十分掌握，还有其他相关的活性污泥的性能和曝气设备都只有一点零散的印象。
于是没我查找了一些资料和教材，大概的理清了思路，先从总体的反应池体积开始，一部部细分到厌氧池、缺氧池、好氧池的尺寸，还有相关管道的设计和设备的使用，结合理论上的讣算和参数，把以前不怎么使用的公式和参数联系起来，基本上完成了设计计算，同时也重新认识了A/A/O工艺的特点。
A/A/0工艺是山厌氧池/缺氧池/好氧池/沉淀池系统所构成，是在A/0除磷工艺基础上，在厌氧反应器之后增设一个缺氧反应器，并使好氧反应器中的混合液回流至缺氧反应器，使之反硝化脱氮。
A/A/0工艺具有较好的耐冲击负荷能力，出水水质较稳定，可以进行脱氮除磷，但硝化菌、反硝化菌和聚磷菌在有机负荷、泥龄以及碳源需求上存在着矛盾和竞争，很难在同一系统中长期获得氮、磷的高效去除;同时A/A/0工艺存在着碳源不足和回流混合液中硝酸盐进人厌氧区干扰除磷的问题。
对于这一工艺的缺点，可以通过将缺氧池前置解决，使污水依次通过缺氧池、厌氧池、好氧池，混合液内回流至缺氧池，即倒置A/A/OX艺。
接下来的工作时用AutoCAD制图软件画图。
这部分的工作相对比较陌生，虽然在大一的时候曾经学过，不过没机会用到所以荒废了，忘记了，这次乂重新摸索着开始练习和制作，不过对基本的造作还是有一点印象的，所以熟悉了操作界面和基本工具之后，就渐渐上手了，不过遇到不懂的地方也向其他同学一起讨论，互相学习，实在是受益匪浅。
今后用到电脑制图的机会还是很多的，尤其是我们环境专业涉及的设计方面要求比较广泛，能熟练掌握CAD的话，对本专业的学习和今后的求职、工作都是很有帮助的。
我自己也希望在最后的一年里，在毕业之前，好好的学习一下这门技术。
这次的课程设计主要是针对反应池这一构筑物，对格栅、沉淀池、集水管网和其他附属设施都没有明确的要求，但是在做设讣的时候还是会看到相关的资料，可见一个污水处理流程是一个完整的过程，每一个环节都对下一步处理阶段和整个处理效果产生影响，必须具有综合考虑的思维和意识。
通过这次课程设计，我学到了不少东西，最后要感谢老师给与我们的指导和帮助，希望以后还有机会加深学习，更全面的掌握水污染控制工程。
参考文献
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