節(jié)能減排大賽設(shè)計方案

名稱：《節(jié)能減排之宿舍篇》節(jié)能減排之宿舍篇》概況就我校而言，對污水處理可以說是很少量的，幾近無，所以針對此情況，我提出建設(shè)屬于我校內(nèi)部的污水處理系統(tǒng)，實現(xiàn)生活污水的循環(huán)利用，達(dá)到節(jié)能減排，響應(yīng)我國“十二五”規(guī)劃及可持續(xù)發(fā)展的政策。二、整體布臵1、在安裝污水處理設(shè)施前，必須先對生活區(qū)生活污水管網(wǎng)進(jìn)行合理改造。1）、從雨水中分流生活污水，即將學(xué)生宿舍的洗漱水、廁所污水（化糞坑溢出污水）。2）建造一只容積達(dá)6到8m3的處理后達(dá)標(biāo)回用水池，用于污水再利用，節(jié)約用水資源（可用于綠化、沖廁、消防用水等）。2、在五區(qū)B棟后面的空地（靠湖邊）建立污水處理，在污水處理系統(tǒng)周圍必須全綠化。三、污水分散處理技術(shù)的比較方法污染的去除效能否抗運(yùn)行卄節(jié)中污占其他限制果去除沖管理臺匕能水泥地因素氮磷擊的方回減

BODSS病原體性能便性能用量延時曝氣高高高否好能般氧化溝高高高能好臺匕能較大SBR高高高能好臺匕能較小接觸氧化高高高能好般曝氣生物濾池高高高能好方便般MBR很高很高很高能好能臺匕能較小地表漫流較好不高不高有效果方便卄節(jié)臺匕冃匕臺匕能較大氣候、土地、面積、土壤性質(zhì)等慢速滲濾高高般不穩(wěn)定卄節(jié)臺匕冃匕較大凈化槽高高高能好卄節(jié)臺匕冃匕臺匕能小國內(nèi)技術(shù)不成熟沼氣凈化池般般般有效果方便卄節(jié)臺匕冃匕臺匕能小從上表可得出：污水處理系統(tǒng)應(yīng)用SBR污水分散處理技術(shù)它較之其它方法比較好，占地面積較小，是我們五區(qū)的首選

至于MBR和凈化槽，因其在國內(nèi)技術(shù)不成熟，所以不是最佳選擇。四、污水處理系統(tǒng)——SBR工藝的概述一）、工藝流程SBR是序批式間歇活性污泥法的簡稱，其工藝由按一定時間順序操作運(yùn)行的反應(yīng)器組成。SBR工藝的一個完整的操作過程，亦即每個間歇反應(yīng)器在處理廢水時的操作過程包括如下5個階段：進(jìn)水期；反映期；沉淀期；排水排泥期；閑置期。SBR的運(yùn)行工況以間歇操作為特征，其中自進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、排水排泥至閑臵期結(jié)束為一個運(yùn)行周期。在一個運(yùn)行周期中，各個階段的運(yùn)行時間、反應(yīng)器內(nèi)混合液體積的變化及運(yùn)行狀態(tài)等都可以根據(jù)污水的性質(zhì)、出水水質(zhì)及運(yùn)行功能要求等靈活掌握。SBR工藝運(yùn)行周期示意圖如圖1-1所示。廢水處理后的水排水階段閑置階段示。廢水處理后的水排水階段閑置階段圖1-1SBR工藝運(yùn)行進(jìn)行周期示意圖

進(jìn)水期：污水在該時段內(nèi)連續(xù)進(jìn)入處理池，知道達(dá)到最高運(yùn)行液位，并且借助于池底泵的攪動，使廢水和池中活性污泥充分混合。此時活性污泥中菌膠團(tuán)（由細(xì)菌、藻類、原生動物、后生動物等組成）將廢水中的有機(jī)物產(chǎn)生吸附作用COD和BOD為最大值。曝氣期：進(jìn)水達(dá)到設(shè)定的液位后，開始曝氣，采用推流曝氣或完全混合曝氣方式，水中的溶解氧（DO）達(dá)到最大值，COD不斷降低。如果要求去除BOD、硝化和磷的吸收則需要曝氣，如果要求反硝化則應(yīng)停止曝氣而進(jìn)行緩速攪拌。靜臵期：反應(yīng)池處于靜沉狀態(tài)，進(jìn)行高效的泥水分離，COD降為最小值，隨著水中的溶解氧不斷降低，厭氧反應(yīng)也在進(jìn)行。排水期：排除曝氣池沉淀后的上清液，留下活性污泥，作為下一個周期的菌種。閑臵期：活性污泥中微生物充分休息恢復(fù)活性，為了保證污泥的活性，防止出現(xiàn)污泥老化現(xiàn)象，還需定期排除剩余污泥，為新鮮污泥提供足夠的生長繁殖空間。（二）、SBR工藝主要性能特點(diǎn)SBR作為廢水處理方法具有下述主要特點(diǎn)：（1）在空間上完全混合，時間上完全推流式，反應(yīng)速度高；（2）為獲得同樣的處理效率，SBR法的反應(yīng)池需要的體積小于連續(xù)式的體積，且池越多，SBR的總體積越??；3）工藝流程簡單，構(gòu)筑物少，占地省，造價低。設(shè)備、運(yùn)行管理費(fèi)用底；（4）靜臵沉淀，分離效果好，出水水質(zhì)高；（5）運(yùn)行方式靈活，可生成多種工藝路線，同一反應(yīng)器僅通過改變運(yùn)行工藝參數(shù)就可以處理不同性質(zhì)的廢水；（6）由于進(jìn)水結(jié)束后，原水與反應(yīng)器隔離，進(jìn)水水質(zhì)、水量的變化對反應(yīng)器不再有任何影響，因此工藝的耐沖擊負(fù)荷能力高；（7）間歇進(jìn)水與排放，每次進(jìn)水只占反映器的1/3-2/5左右，其稀釋作用進(jìn)一步提高了工藝對進(jìn)水沖擊負(fù)荷的耐受能力；（8）SBR法能夠有效地控制絲狀菌的過量繁殖，這一特性是由缺氧好氧并存、反應(yīng)中底物濃度較大、泥齡短、比增長速率大決定的。（三）、工藝設(shè)計方法SBR法是在單一的反應(yīng)池內(nèi)進(jìn)行活性污泥處理的工藝，并使污水處理的單元操作以時間的形式連續(xù)地進(jìn)行處理的方法工序組成有；進(jìn)水=曝氣=沉淀丄非水。1、各工序所需時間計算SBR法的一個運(yùn)行周期所需的時間就是上述工序所需時間的總和，各工序所需的時間必須滿足下列條件：T>=T+T+T（1-1）ASDT=T/N（1-2）FT+T<=T-T(1-3)SDF式中T 個周期的所需時間T——進(jìn)水時間FT——曝氣時間AT——沉淀時間ST——排水時間DN——每一個系列的反應(yīng)池數(shù)量。進(jìn)水時間TF根據(jù)每一系列的反應(yīng)池數(shù)、總進(jìn)水量、最大變化系數(shù)和反應(yīng)池的有效容積等因素確定。曝氣時間TA曝氣時間T根據(jù)MISS濃度、BOD-SS負(fù)荷、排出比、進(jìn)A水BOD濃度來確定。BOD-SS負(fù)荷=QxC/exCxV(10—4)SS a式中Q——污水進(jìn)水量，m3/d;SC——進(jìn)水平均BOD，mg/LS5C——反應(yīng)池內(nèi)平均MISS濃度，mg/LaV 反應(yīng)池容積,m3e——曝氣時間比，e=nT/24 (10—5)An 周期數(shù)。由于Q=Vx(1/m)xn(10—6)S1/m排出比則BOD-SS負(fù)荷(L)S將e=nT/24代入，則有:AT=24xC/LxmxC(10-7)ASSa沉淀時間TS根據(jù)活性污泥界面的沉降速度、排出比確定。活性面得沉降速度和MISS濃度有關(guān)。由經(jīng)驗公式得出：當(dāng)MISS<=3000mg/L時Vmax=7.4x104xtxC〃1.7 (10-8)a當(dāng)MISS>3000mg/L時Vmax=4.6x104xC〃1.26 (10-9)a式中Vmax 活性污泥界面的沉降速度，m/ht 水溫，"0C——開始沉降時的MISS濃度，mg/La沉淀時間T=Hx(l/m)+1/Vmax(10-10)S式中 H——反應(yīng)池水深，m1/m——排出比￡ 活性污泥界面上的最小水深，mVmax 活性污泥界面的初期沉降速,m/hoT與污泥的沉降性能及反應(yīng)池的表面積有關(guān)，由于SBRA系統(tǒng)污泥沉降性能良好(根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗SVI一般在100mg/L左右)，且為精致沉淀，沉淀時間一般為1-2小時。(4)排水時間TD每一周期的排水時間可根據(jù)上清液排水裝臵的溢流負(fù)荷、排斥比確定。通過增加排水裝臵的臺數(shù)或擴(kuò)大溢流負(fù)荷來縮短。反之，減少排水裝臵的臺數(shù)，需將排在水時間延長。排水時間可用下列公式計算：T=QxT/q(10—11)DFD式中qD 潷水器的排水速度。排水時間不宜太短，否則會擾動泥層，降低出水質(zhì)量。(5)排泥時間TW排泥時間T根據(jù)每周期要排放的剩余污泥量及排泥設(shè)W備的速度，排水時間可用下式計算：T=Q/q (10—12)WWw式中Q——每周期要排放的剩余污泥量；Wq——排泥設(shè)備的排放速度。w2、反應(yīng)池的設(shè)計SBR工藝的反應(yīng)池形式有圓形和矩形。反應(yīng)池的設(shè)計參數(shù)主要有：BOD-SS負(fù)荷、反應(yīng)池內(nèi)的污泥濃度MISS、排出比等等。(1)反應(yīng)池容積反應(yīng)池容積根據(jù)式(10—13)計算。V=mx(q/n)xN(10—13)式中V 各反應(yīng)池的容量；1/m——排出比；n——周期數(shù)N——每一系列反應(yīng)池數(shù)量；q——每一系列污水進(jìn)水量。(2)周期數(shù)可由式(10-14)算出。n=24/(T+T+T)(10-14)AsD3、需氧量(AOR)計算在SBR工藝中，每一周期的需氧量可由下式求得：AOR=0.54xL+0.0033xCxT+4.57xN—2.86xNr AA O D(10—15)式中AOR需氧量；L——BOD去除量；rC——反應(yīng)池內(nèi)的生物量；AT——曝氣時間；AN——硝化量；ON——脫氮量。D根據(jù)上式，雖可求出需氧量，但在設(shè)計中，一般采用BOD耗氧量估算：當(dāng)高負(fù)荷運(yùn)行時，需氧量為0.5—1.SkgOp/kgBOD,當(dāng)?shù)拓?fù)荷運(yùn)行時，需氧量為1.5—2.5kgO/kgBOD。國內(nèi)常采用的是另一種比較簡單的SBR池容積計算方法，它的計算步驟包括反應(yīng)器容積計算和有效容積的計算。(1)反應(yīng)容積的計算反應(yīng)容積一般按照BOD容積負(fù)荷確定，公式為：V=nxQxC/L(10—16)tfsV式中n 天內(nèi)的運(yùn)行周數(shù)；Q——一個周期內(nèi)進(jìn)入反應(yīng)池的廢水量，m3;C――進(jìn)水BOD濃度，mg/L;s\ BOD容積負(fù)荷，一般為0.1-1.3kgBOD/(m3xd)。(2)最大有效容積與最小有效貯水容積的計算最大有效容積與最小有效貯水容積的計算公式如下：Vmin/Vmax>SVI.MISS/106 (10—17)Q/Vmax<(1—SVI.MISS/106) (10—18)tfL<nxC(1—SVI.MISS/106) (10—19)VS不同污泥濃度下，Qtf/Vmax與SVI的關(guān)系圖如圖所示。圖在紙質(zhì)版中(四)、曝氣設(shè)備曝氣設(shè)備有多種多樣，但有利有弊，在此我建議選擇自吸式射流曝氣器。自吸式射流曝氣器對于小型工程安裝方便，運(yùn)行靈活，且因設(shè)備可直接設(shè)于池內(nèi)，省去了鼓風(fēng)、管道和曝氣設(shè)備的投資。（五）、潷水設(shè)備由于SBR工藝是周期排水，且排水時水位池中是不斷變化的，為了保證排水時不擾動池中各層清水，且排除的總是上層，同時為了防止睡眠的浮渣溢出，排水堰口式中處于淹沒流狀態(tài)，因此，SBR工藝要求使用潷水設(shè)備。但潷水設(shè)備有許多，在此，我建議選擇虹吸式。其構(gòu)造和原理是：虹吸式潷水裝臵一般有電磁閥和虹吸管構(gòu)成，其工作工程如下：在進(jìn)水與曝氣階段，池內(nèi)水位不斷上升，短管內(nèi)的水位也上升，但由于U型管中水封的作用，管內(nèi)空氣被阻留而且受壓。當(dāng)池內(nèi)水位到達(dá)最高水位時，短管內(nèi)的水位也達(dá)到最高，但仍低于橫管管底，U型管中上升管與下降管中的水位差達(dá)到最大，管內(nèi)被阻留空氣的壓力使短管內(nèi)水位保持在橫管管底以下。沉淀階段過后，進(jìn)水排水階段，此時打開放氣電磁閥門，管內(nèi)空氣被壓出，池內(nèi)上清液在水位差的壓力作用下，從短管進(jìn)入收集橫管并通過U型管排出，直至到達(dá)最低水位。當(dāng)排水開始后，關(guān)閉電磁閥門這樣可以保證當(dāng)池內(nèi)水位低于橫管時，仍能通過虹吸作用到達(dá)最低水位。虹吸式潷水器如圖所示。圖在紙質(zhì)版中五、實際布臵1、蓄水池的建造建一個6到8m3的蓄水池，用于貯存處理后的水。2、設(shè)計參數(shù)（1）、進(jìn)水質(zhì)量與進(jìn)水流量設(shè)計處理流量Q=2000m3/d;進(jìn)水污染物濃度為：BOD=400mg/L、COD=800mg/L、SS=150mg/L。（2）、出水水質(zhì)BOD=40mg/L;COD<=100mg/L;SS<=20mg/L。3、工藝計算（1）、調(diào)節(jié)池水力停留時間：6h;外形尺寸：10mx5mx3m;有效水深:3?2m。用于調(diào)節(jié)水質(zhì)、水量。采用水下攪拌器攪拌，防止污泥沉淀。（2）、SBR反應(yīng)池）基本參數(shù)反應(yīng)池池數(shù)確定為6座；反應(yīng)池有效水深H確定4m;安全高度E=0.5m;排出比1/m=1/3;MISS濃度=2000mg/L;BOD-SS負(fù)荷L=0.25kgBOD/(kgSS〃d)。S)曝氣時間T計算A根據(jù)公式T=24〃C/L〃m〃S以及確定的參數(shù)確定。A SST=24x400/0.25x3x2000=6.4h。A)沉淀時間T計算S沉淀時間計算公式為：T=Hx(l/m)+E/Vmax,當(dāng)SMISSv=3000mg/L時，Vmax=7.4x104xtxCa〃1.7。則T=Hx(l/m)+E/7.4xl04xtxCa〃l.7。S=5x(l/3)+0.5/7.4xl04xtx2000〃l.7=l.7h4)排水時間TD選潷水器的排水速度為400m3/h,則排水時間為T=QxT/q=2000x0.22/400=l.lhFD5)一周期所需的時間TT>=T+T+T=6.4+l.7+l.l=9.2hASD周期數(shù)n=24/(T+T+T)=24/9.2=3ASD總進(jìn)水時間T=T/6=9.2/6=l.53hF6)反應(yīng)池的有效容積反應(yīng)池容積有效容積：V=mxq/(nxN)=3x2000/(3x6）=333m3/池根據(jù)書中提供的另一計算公式核算，則設(shè)計的BOD負(fù)荷大約在0.32kgBOD/（m3〃d）,能滿足設(shè)計的要求。7）需氧量采用低負(fù)荷運(yùn)行時，一般需氧量為1.5-2.5kgO/kgBOD本項目以2.0kgO/kgBOD計算.則OD=2000x400x10A（-3）x2.0=2000kg^/d當(dāng)周期數(shù)n=3,反應(yīng)池數(shù)N=6則每一周期需氧量為：OD=2000/18=111kgO2/（周期?池）曝氣時間前面計算為6.4h，OD=111/6.4=17.36kgO/h六、節(jié)能及環(huán)境保護(hù)1.節(jié)能措施為了降低能耗，本設(shè)計采用新的工藝新的技術(shù)，并優(yōu)化設(shè)計，具體措施如下：）采用污水處理新技術(shù)、新工藝、新方法導(dǎo)流曝氣生物過濾法，合理選用設(shè)備，降低能耗；）導(dǎo)流曝氣生物過濾法工