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課 程 設 計 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計 學生學院 環(huán)境科學與工程學院 專業(yè)班級 07環(huán)境工程（1）班 學 號 學生姓名 指導教師 20010 年 7 月 6 日 1． 基本原理 厭氧-缺氧-好氧（Anaerobic-Anoxic-Oxic，簡稱A/A/O或A2/O）工藝由厭氧池、缺氧池、好氧池串聯而成，是A1/O與A2/O流程的結合。是20世紀70年代由美國專家在厭氧-好氧除磷工藝基礎上開發(fā)出來的。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 污水進入厭氧反應區(qū)，同時進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，同時轉化易降解COD、VFA為PHB，部分氨氮因細胞的合成而去除。 污水經過第一厭氧反應器以后進入缺氧反應器，本反應器的首要功能是進行脫氮。硝態(tài)氮通過混合液內循環(huán)由好氧反應器傳輸過來，通暢內回流量為2至4倍原污水量，部分有機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，磷基本無變化。 混合液從缺氧反應區(qū)進入好氧反應區(qū)，混合液中的COD濃度已基本接近排放標準，在好氧反應區(qū)除進一步降解有機物外，主要進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)，污泥中過量吸收的磷通過剩余污泥排除。 厭氧-缺氧-好氧工藝可以同時完成有機物的去除、反硝化脫氮、除磷的功能，脫氮的前提是氨氮應完全硝化，好氧池能完成這一功能，缺氧池能完成脫氮的功能，厭氧池和好氧池聯合完成除磷功能。 2． 工藝特點 (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結合，能同時具有去除有機物、脫氮除磷的功能。 (2) 工藝簡單，水力停留時間較短。 (3) SVI一般小于100，不會發(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． 設計參數 污水處理量Q：20000m3/d 進水 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． 設計計算 （1） 反應池設計計算 1　 混合液固體濃度 2　 反應池容積 m3 3　 水力停留時間 4　 各段水力停留時間和容積 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　 反應池的主要尺寸 設反應池有2組，則m3 設有效水深h = 4 m，則m3 擬采用廊道式推流反應池，廊寬b = 5 m，廊道數n = 4個 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，則反應池總高H = 5m （3）反應池進、出水系統設計計算 1　 進水管設計 單池進水流量m3/s 設流速v=0.8m/s 過水面積m2 管徑m = 430 mm 取進水管管徑為DN450 mm 2　 回流污泥管設計 流量m3/s 設流速v = 0.8m/s 面積m2 管徑 取回流污泥管管徑為DN400mm 3　 進水井設計 進水孔流量m3/s 設流速v = 0.5m/s 面積m2 孔口尺寸取700mm600mm 進水井平面尺寸取3000mm3000mm 4　 出水堰及出水井設計 出水堰量Q3等于出水孔流量Q4 m3/s 設出水堰寬度b = 7m 求得堰上水頭H = 0.105m 設出水孔孔口流速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　 出水管設計 出水管流量Q5等于出水流量Q3 設管內流速v=0.8m/s 過水面積m2 管徑 取出水管管徑為DN1100mm 校核流速 （4）曝氣系統設計計算 污泥產率系數Y取0.6kgMLVSS/kgBOD5 內源代謝系數Kd取0.08d-1 污泥泥齡取10d 可求剩余污泥量△Xv 曝氣需氧量 考慮到氨氮氧化時還需要一定的需氧量，故最終需氧量取2000kg/d 本設計采用鼓風曝氣，有效水深4m，曝氣擴散器安裝距池底0.2m， 則擴散器上靜水壓3.8m，α取0.7，β取0.95，ρ取1，曝氣設備堵塞系數F取0.8，采用管式微孔擴散器，EA=20%，擴散器壓力損失4kPa，20C水中溶解氧飽和度為9.17mg/L。 擴散器出口處絕對壓力Pd 空氣離開曝氣池面時，氣泡含氧體積分數 20C曝氣池混合液中平均氧飽和度 標準條件下充氧量 好氧池供氣量 最大供氣量Gmax = 1.4Gs = 4485m3/h 選擇三臺風機，兩用一備，則單臺風機風量為2242.5m3/h 所需空氣壓力p=5m 設擴散器個數h1為600個 校核微孔擴散器服務面積 池內4支供氣管流量 流速取10m/s 管徑 取管徑為DN200mm 鼓風機房出口管管徑 取管徑為DN400mm （5）厭氧池、缺氧池設備選擇 單個厭氧池、缺氧池設有導流墻和4臺水下推進器，所需功率按 5w/m3計算 單池有效容積 單池總功率為 （6）污泥回流設備 回流污泥量 設污泥泵房1座，3臺潛污泵，兩用一備 單泵流量 （7） 混合液回流設備 1　 混合液回流泵設計 回流流量 設回流泵房2座，每座泵房設3臺潛污泵，兩用一備 單泵流量 2　 混合液回流管設計 回流混合液由出水井流至回流泵房，經過潛污泵分別提升至兩個缺氧池首段。 設回流管內流速v=0.8m/s 過水面積 管徑 取管徑為DN1200mm 泵房出水管流量 流速v=1m/s 過水面積 管徑 取管徑為DN800mm 5． 調試和運行 調試前對構筑物、設備等進行認真檢查是非常重要和必要的，以下問題較普遍: （1） 構筑物、管道內的建筑垃圾未清理干凈，造成水泵和曝氣系統的堵塞，影響排泥。 （2） 預留孔洞、管道伸縮縫、電纜穿孔處密封不好，通水后存在漏水現象，影響調試工作。 （3） 出水堰和墻體接縫處滲漏嚴重，甚至導致堰口不出水，無法達到設計要求。 （4） 攪拌器或推進器安置角度不正確或位置不合理，導致能量浪費和局部流速不足，造成局部污泥沉積。 調試過程的工藝參數控制主要涉及溶解氧，活性污泥的生物相，污泥增長率和回流比。該法需要注意的問題是，進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，但這會導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厭氧釋磷過程有一定的影響，同時，系統所排放的剩余污泥中，僅有一部分污泥是經歷了完整的厭氧和好氧過程，影響了污泥的充分吸磷。 另外A/A／0工藝運行不當也可出現污泥膨脹問題。這主要是由于負荷分布不均引起的，好氧區(qū)一直處于低負荷運行狀態(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，應該聯合負荷控制來消除A/A/O工藝的 污泥膨脹現象。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，污泥較為細碎，掃描電鏡可見大量絲狀菌，少量球菌只是被包埋在絲狀菌內部。 6． 心得體會及總結 A/ A /0 工藝是由厭氧池/缺氧池/好氧池/沉淀池系統所構成，是在A/0除磷工藝基礎上，在厭氧反應器之后增設一個缺氧反應器，并使好氧反應器中的混合 液回流至缺氧反應器，使之反硝化脫氮。A/ A /0 工藝具有較好的耐沖擊負荷能力，出水水質較穩(wěn)定，可以進行脫氮除磷，但硝化菌、反硝化菌和聚磷菌在有機負荷、泥齡以及碳源需求上存在著矛盾和競爭，很難在同一系統中長期獲得氮、磷的高效去除;同時A/A/0工藝存在著碳源不足和回流混合液中硝酸鹽進人厭氧區(qū)干擾除磷的問題。對于這一工藝的缺點，可以通過將缺氧池前置解決，使污水依次通過缺氧池、厭氧池、好氧池，混合液內回流至缺氧池，即倒置A/A/O工藝。 這次的課程設計主要是針對反應池這一構筑物，對格柵、沉淀池、集水管網和其他附屬設施都沒有明確的要求，但是在做設計的時候還是會看到相關的資料，可見一個污水處理流程是一個完整的過程，每一個環(huán)節(jié)都對下一步處理階段和整個處理效果產生影響，必須具有綜合考慮的思維和意識。 通過這次課程設計，我學到了不少東西，最后要感謝老師給與我們的指導和幫助，希望以后還有機會加深學習，更全面的掌握水污染控制工程。 參考文獻 1. 高廷耀，顧國維，周琪主編. 水污染控制工程 下冊.北京：高等教育出版社，2007 2. 崔玉川，劉振江，張紹怡等編. 城市污水廠處理設施設計計算. 北京：化學工業(yè)出版社，2004 3. 王志魁編. 化工原理 第三版. 北京：化學工業(yè)出版社，2004 4. 游映玖主編. 新型城市污水處理構筑物圖集. 北京：中國建筑工業(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行簡評[J]．給水排水，2000，26(1)：6—10． 6.方茜，韋朝海，張朝升，等．碳氮磷比例失調城市污水的同步脫氮除磷[J]．環(huán)境污染治理技術與設備，2005，6(11)：46—50． 7.陳際鮮,龍秋明,蔣以元,吳成強,何剛.A/A/0工藝調試運行體會[J].北京水務2007年第3期:32-34. 1．空壓機選定 空氣擴散裝置安裝在距曝氣池池底0.2m處，因此空壓機所需壓力 為：P=P0+gh=101000+1000*9.8*(4-0.2)=138240Pa=138.24KPa 空壓機供氣量： 1519/60=25.3m3/min 根據所需壓力及空氣量決定采用選擇三臺LGU75A固定式雙螺桿空氣壓縮風機，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，一用一備，型號為350QZ-100，流量1188m3/h,揚程4.21m，轉速1450r/min，軸功率17N/kw，配用軸功率22N/kw，葉輪直徑300mm，效率80.5%。