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生产实习
2011级环境工程生产实习报告
姓名:
学号:
实习地点:
沈阳国电北部污水处理厂
日期:
2014年6月26日
一实习目的
生产实习是学生大学期间的一门必修课,也是每一个大学生的重要实践内容。
它不仅让我们学到了很多在课堂上学不到的知识,还使我们开阔了视野,增长了见识,为我们以后更好地把所学的知识运用到实际工作中打下坚实的基础。
通过生产实习,我更深入地了解了专业知识,进一步掌握了污水处理工作的实质,了解污水处理过程中存在的现实问题。
最后通过撰写实习报告,我学会综合应用所学知识,提高分析和解决专业问题的能力。
二实习要求
熟悉工艺知识、技术资料,记录讲解内容,并结合自己所学知识提出该工艺流程存在的问题,及解决措施。
这次的生产实习主要有以下任务:
1、了解和掌握污水处理厂的设计特点,工艺流程,主要设计参数,各构筑物选型依据极其优缺点,运行中存在的问题及改进措施;
2、了解和掌握污水处理厂运行管理方面的技能;
3、接受污水处理厂的有关污水处理工艺教学,扩大学生的专业知识范围,加深和巩固所学的理论知识;
4、加深对水资源与水环境保护的认识,提高环保意识;
三单位概况
沈阳国电北部污水处理厂位于辽宁省沈阳市西北部,是沈阳最早、东北地区首座大型城市污水处理厂,该污水处理厂主要处理沈阳市北部昆山路、崇山路、泰山路、白山路四条水系排水系统的城市污水,占地面积64平方公里,服务人口100余万,总污水量为4.025×105m3/h,其中生活污水占比例为34.3%,工业污水占比例为65.7%。
处理工艺技术和主要设备采用法国德利满公司A/O生化处理法(活性污泥)。
该厂于1994年8月开工建设,1998年8月试运行,1999年6月末正式运行。
该厂共有大型污水处理池34座,大型污水泵房和污泥泵房12座,大型机房5座,可日处理城市污水40万吨。
污水采用二级生物化学处理工艺,其中用脱氮工艺处理为每日20万吨清水再经深度处理后,作为工业水回用;其余每日20万吨清水注入卫工河作为城市环境用水,改进城市环境卫生状况,并在灌溉季节作为农田灌溉用水。
污泥处理采用中温消化工艺,产生的沼气用于消化系统自身能源消耗,多余沼气用于发电。
消化后的污泥经机械脱水后,可作为农业和绿化用肥。
作为沈阳市第一座污水处理厂,北部污水处理厂的建成,对治理沈阳水污染环境,提高人民生活质量,推动全市城市现代化建设和改善投资环境,发挥了重要作用。
四实习内容
(一)参观污水处理现场
如下为主要构筑物设计及说明:
1曝气沉砂池
曝气沉砂池共分6条廊道,每条廊道长30m,宽4m,深2.2m,停留时问3-7min。
主要功能是用沉淀的方法去除水中的无机砂粒,同时通过气浮作用去除污水中的油类物质。
包括洗、分砂及撇除浮渣设备,沉砂池前设弧形细格栅,空压机等附属设备均安装位于池前进水扩散段下部的机械间内。
曝气沉砂池后紧接巴式计量槽,共6条,喉宽0.75m,每条安装l台超声波流量计,可以随时测量通过的流量。
2初沉池
是通过物理处理方法分离去除污水中的固体悬浮物质。
初沉池采用6座辐流式沉淀池,单池直径46m,有效水深3m,表面负荷1.67m3/m2·h。
在初沉池中,二沉池来的剩余活性污泥与初沉污泥一道沉淀,从初沉池排出的是混合污泥。
刮泥机为周边传动形式。
3曝气池
曝气池共设计6座,采用SDAO脱氮工艺的曝气池3座,为圆形池型;池子直径60m,有效水深8.3m,中间有两道圆形隔墙将全池分为3个部分;中心是缺氧区,直径28.7m,中间一圈是活性恢复区,直径44.9m,外圈是好氧区。
回流污泥首先进入活性恢复区,经过轻微曝气恢复污泥活性,然后进入缺氧区,在缺氧区首部与来自初沉池的污水和内回流的混合液混合,曝气头采用膜式空气扩散曝气器。
池内安装溶解氧探头及氧化还原电位探头,安装了潜水搅拌机,以推动水流防止污泥沉降,内回流200%,BOD5活性污泥负荷0.09kg/kg·d。
普通活性污泥法曝气池3座,直径46m,分中心区及外环两部分,有效水深8.3m,内圈直径23m。
污泥回流比50%,BOD5污泥负荷0.23kg/kg·d,污水和回流污泥首先进入中心区混合强烈曝气,然后流至外圈,曝气强度逐渐减少。
设水下搅拌器并安装溶解氧探头。
4二沉池
二沉池共设计12座,采用辐流式沉淀池,对应SDAO系统共6座池子,单池直径57m,表面负荷13.06m2/m2·d,堰上负荷2.2L/s·m。
对应普通曝气系统6座池子,单池直径46m,表面负荷20.06m3/m2·d,堰上负荷2.8L/s·m。
5消化池
设计5座圆形消化池,呈梅花形布置。
其中一级消化池4座,二级消化池1座,单池直径25.6m,容积7000m3。
一级消化池即搅拌又加热,二级消化池间歇搅拌不加热,不分离上清液。
只起贮存、调节泥量、收集剩余沼气的作用。
搅拌用沼气,每个消化池设计1套沼气搅拌设备,各配备沼气压缩机1台,搅拌用沼气管路独立于产气系统,互不干扰。
污泥加热用套管式热交换器,每个一级消化池配备1台,热水来自沼气锅炉房和沼气发电机房,被加热的污泥用循环泵从消化池中抽出,加热后在送回消化池。
6沼气发电机房和沼气锅炉房
沼气发电机房内设进口沼气发电机4台,3用1备,采用火花点火方式,不用引火油,并带有全套热回收设备。
每台功率284kW,发电效率34%,热回收效率45%。
设法国进口沼气锅炉4台,3用1备,每台产热量4.60×106kJ/h。
(二)污水厂工艺流程
污水处理的整个工艺流程如下图:
(三)存在的问题及改进措施
1、沈阳地区冬季温度常常在零下20多度,曝气池中的活性污泥在如此的低温条件下,其活性收到限制,对水中有机物的去除率降低,可能导致出水的的BOD5、COD等达不到排放标准。
可对曝气池中采取保温措施,以保证污泥的活性。
2、消化池中产生的沼气未经脱硫处理直接排放到锅炉内,造成锅炉内壁腐蚀。
可在消化池与锅炉房中间加一脱硫设备,将消化池中产生的沼气进行脱硫处理;另外,也可将产生的沼气进行液化处理后卖出,以增加工厂效益。
3、污泥处理问题。
目前该处理厂对产生的污泥的处理主要以填埋为主。
污泥的成分很复杂,是由多种微生物形成的菌胶团与其吸附的有机物和无机物组成的集合体,除含有大量的水分外(可高达80%以上),还含有难降解的有机物、重金属和盐类,以及病原微生物和寄生虫卵等。
这样做,不仅占用土地,而且存在安全隐患。
污泥中含有的成分比较复杂,会含有重金属离子等,容易对土壤造成污染。
可以采取一下措施进行处理:
(1)、污泥的直接土地利用
污泥土地直接利用因投资少、能耗低、运行费用低、有机部分可转化成土壤改良剂成分等优点,被认为是最有发展潜力的一种处置方式,这种处置方式是把污泥应用于农田、菜地、果园、草地、市政绿化、育苗基质及严重扰动的土地修复与重建等。
科学合理的土地利用,可减少污泥带来的负面效应。
林地和市政绿
化的利用因不易造成食物链的污染而成为污泥土地利用的有效方式。
污泥用于严重扰动的土地(如矿场土地、森林采伐场、垃圾填埋场、地表严重破坏区等需要复垦的土地)的修复与重建,减少了污泥对人类生活的潜在威胁,既处置了污泥又恢复了生态环境。
(2)、污泥的焚烧
湿污泥干化后再直接焚烧应用得较为普遍,没有经过干化的污泥直接进行焚烧不仅十分困难,而且在能耗上也是极不经济的。
以焚烧为核心的污泥处理方法是最彻底的污泥处理方法,它能使有机物全部碳化,杀死病原体,可最大限度地减少污泥体积;但是其缺点在于处理设施投资大,处理费用高。
(3)、泥的低温热解处理
污泥热化学处理因其无害化和减量化彻底,地位已逐渐增强。
但传统的热化学处理(焚烧法)通常需加入辅助燃料,费用较高。
城市污泥低温热解是一种发展中的能量回收型污泥热化学处理技术。
它通过在催化剂作用下无氧加热干燥污泥至一定温度(<500℃),由干馏和热分解作用使污泥转化为油、反应水、不凝性气体和炭4种可燃产物,最大转化率取决于污泥组成和催化剂的种类,正常产率为200~300L(油)/吨(干泥),其性质与柴油相似。
低温热解是能量净输出过程,成本低于直接焚烧。
从发达国家污泥处理处置的发展趋势分析,今后污泥处理处置的方向将会是土地利用和热能利用,污泥填埋的比例将大幅度降低。
污泥土地利用将会向更安全、更经济的利用方向发展;污泥焚烧和热能利用将是污泥处理处置的发展方向之一,今后焚烧的比例将会进一步增加。
另外,随着科学技术的发展,一些新的污泥处理处置技术(如污泥的低温热处理技术等)也在研究和试验中,该技术的应用前景十分看好。
(4)、流程中采用活性污泥法处理污水的出水水质中氨氮的含量可能超标,因为在该流程中没有处理氨氮的装置。
可以增加处理氨氮的装置,或采用A/O法进行处理。
五实验内容
本次实习实验内容包括进出水COD测定、进出水氨氮测定、曝气池活性污泥性质(SS、SVI值、MLVSS)等几个主要指标。
(一)进出水COD测定方法及结果比较
本次实验进出水COD测定采用重铬酸钾氧化快速消解分光光度法
1实验步骤
(1)药品
①重铬酸钾标准溶液:
c(1/6K2Cr2O7)=0.160mol/L。
将重铬酸钾(优级纯)在120±2℃下干燥至恒重后,称取7.8449g置于烧杯中,加入600ml水,搅拌下慢慢加入100ml硫酸(1.84g/ml),溶解冷却后,转移此溶液于1000ml容量瓶中,用水稀释至标线,摇匀。
②硫酸溶液:
(1+9)。
将100ml硫酸(ρ(H2SO4)=1.84g/ml)沿烧杯壁慢慢加入到900ml水中,搅拌混匀,冷却备用。
③硫酸银-硫酸溶液:
ρ(Ag2SO4)=10g/L(老师给的)
④COD标准储备液:
COD值5000mg/L
将邻苯二甲酸氢钾在105~110℃下干燥至恒重后,称取2.1274g溶于250ml水中,转移此溶液于500ml容量瓶中定容。
⑤COD标准液:
COD值150mg/L
量取7.5ml⑤中标准储备液加入到相应的250ml容量瓶中定容,待用。
(2)步骤
①取蒸馏水、COD标准液及进出水水样(进水稀释10倍)分别3ml于消解管;
②依次加入:
重铬酸钾1.00ml、硫酸溶液(1+9)0.5ml、硫酸银-硫酸溶液6.00ml;
③消解:
将消解仪设定温度为165℃,达到温度后消解15min;
④使用COD测定仪测定浓度:
提前预热1h,按照要求先校准、校零,后进行样品测定,并记录数据。
2实验结果
校准
88.6mv
校零
37.4mv
进水COD浓度
23mg/L*10
出水COD浓度
26mg/L
3结果比较
根据《污水综合排放标准》(GB8978--1996)中第二类污染物最高允许浓度排放标准的限值可知,该北部污水处理厂排放的COD浓度26mg/L<60mg/L(一级标准),符合一级排放标准。
(二)进出水氨氮测定方法及结果比较
1实验步骤
(1)方法原理
以游离态的氨或铵离子等形式存在的氨氮与纳氏试剂反应生成淡红棕色络合物,该络合物的吸光度与氨氮含量成正比,于波长420nm处测量吸光度。
(2)试剂和材料
①碘化汞-碘化钾-氢氧化钠(HgI2-KI-NaOH)溶液(纳氏试剂)
称取16.0g氢氧化钠(NaOH),溶于50ml水中,冷却至室温。
称取7.0g碘化钾(KI)和10.0g碘化汞(HgI2),溶于水中,然后将此溶液在搅拌下,缓慢加入到上述50ml氢氧化钠溶液中,用水稀释至100ml。
贮于聚乙烯瓶内,用橡皮塞或聚乙烯盖子盖紧,于暗处存放,有效期1年。
②酒石酸钾钠溶液,ρ=500g/L。
称取50.0g酒石酸钾钠(KNaC4H6O6·4H2O)溶于100ml水中,加热煮沸以驱除氨,充分冷却后稀释至100ml。
③硼酸(H3BO3)溶液,ρ=20g/L。
称取20g硼酸溶于水,稀释至1L。
④轻质氧化镁(MgO)
不含碳酸盐,在500℃下加热氧化镁,以除去碳酸盐。
⑤氨氮标准溶液
a氨氮标准贮备溶液,ρN=1000μg/ml。
称取3.8190g氯化铵(NH4Cl,优级纯,在100~105℃干燥2h),溶于水中,移入1000ml容量瓶中,稀释至标线,可在2~5℃保存1个月。
b氨氮标准工作溶液,ρN=10μg/ml。
吸取5.00ml氨氮标准贮备溶液(4.14.1)于500ml容量瓶中,稀释至刻度。
临用前配制。
(3)仪器和设备
①可见分光光度计:
具20mm比色皿。
②氨氮蒸馏装置:
由500ml凯式烧瓶、氮球、直形冷凝管和导管组成,冷凝管末端可连接一段适当长度的滴管,使出口尖端浸入吸收液液面下。
亦可使用500ml蒸馏烧瓶。
(4)样品的预处理
①预蒸馏
将50ml硼酸溶液移250ml样品,移入烧瓶中,加入0.25g轻质氧化镁(4.2)及数粒玻璃珠,立即连接氮球和冷凝管。
加热蒸馏,使馏出液速率约为10ml/min,待馏出液达200ml时,停止蒸馏,加水定容至250ml。
(5)分析步骤
①校准曲线
在8个50ml比色管中,分别加入0.00、0.50、1.00、2.00、4.00、6.00、8.00和10.00ml氨氮标准工作溶液,其所对应的氨氮含量分别为0.0、5.0、10.0、20.0、40.0、60.0、80.0和100µg,加水至标线。
加入1.0ml酒石酸钾钠溶液,摇匀,再加入纳氏试剂1.0ml,
摇匀。
放置10min后,在波长420nm下,用20mm比色皿,以水作参比,测量吸光度。
以空白校正后的吸光度为纵坐标,以其对应的氨氮含量(µg)为横坐标,绘制校准曲线。
②样品测定
a清洁水样:
直接取50ml,按与校准曲线相同的步骤测量吸光度。
b有悬浮物或色度干扰的水样:
取经预处理的水样50ml(若水样中氨氮质量浓度超过2mg/L,可适当少取水样体积),按与校准曲线相同的步骤测量吸光度。
c空白试验
用水代替水样,按与样品相同的步骤进行前处理和测定。
2结果计算
实验标样结果如下:
标准曲线绘制如下:
又测得A(进水)=1.882,A(出水)=1.306
根据回归方程,可计算进水氨氮浓度=15.68mg/L,出水氨氮浓度=10.83mg/L。
3结果比较
根据《污水综合排放标准》(GB8978--1996)中第二类污染物最高允许浓度排放标准的限值可知,该北部污水处理厂排放的氨氮浓度=10.83mg/L<15mg/L,符合一级标准。
(三)曝气池活性污泥性质测定方法及结果比较
1悬浮固体(SS)的测定
①原理
悬浮固体系指剩留在滤料上并于103-105℃烘至恒重的固体。
测定的方法是将水样通过滤料后,烘干固体残留物及滤料,将所称重量减去滤料重量,即为悬浮固体(非过滤性残渣)。
②仪器
烘箱、分析天平、干燥器、孔径为0.45μm滤膜及相应的滤器或中速滤纸、玻璃漏斗、内径为30-50㎜称量瓶。
③测定步骤
a将滤膜放在称量瓶中,打开瓶盖,在103-105℃烘干2h,取出冷却后盖好瓶盖称重,直至恒重(两次称量相差不超过0.0005g)
b去除悬浮物后震荡水样,量取均匀适量水样(使悬浮物大于2.5mg),通过上面称至恒重的滤膜过滤;用蒸馏水洗残渣3-5次。
如样品中含有油脂,用10Ml石油醚分两次淋洗残渣。
c小心取下滤膜,放入原称量瓶内,在103-105℃烘箱内,打开瓶盖烘2h,冷却后盖好盖称重,直至恒重为止。
④实验结果
悬浮固体(mg/L)=[(A-B)×1000×1000]/V
式中:
A——悬浮固体+滤膜及称量瓶重(g)
B——滤膜及称量瓶重(g)
V——水样体积(mL)
实验数据为:
计算结果为:
SS(进水)=165mg/L
SS(出水)=112mg/L
⑤结果比较
根据《污水综合排放标准》(GB8978--1996)中第二类污染物最高允许浓度排放标准的限值可知,该北部污水处理厂排放的SS=112mg/L>30mg/L,远不符合排放标准。
2污泥指数(SVI)的测定
污泥指数是曝气池中的混合污泥,在量筒中经30min沉降后,1g干污泥所占的体积,以mL/g表示。
污泥指数=30min沉降后污泥体积%*1000/(每升活性污泥干重g/L)
沉降体积指数(%)
滤纸(g)
滤纸+SS(g)
13%
1.4910
1.6719
1.6689
实验数据为:
计算结果为:
SS=1794mg/LSVI=72.46mL/g
3挥发性活性污泥(MLVSS)的测定
将测过污泥干重的滤纸(用定量无灰分滤纸)及干污泥,放入已知恒重的坩埚内,现在普通电炉上加热碳化,再放入马福炉内。
恒温600℃,灼烧40分钟,用坩埚钳子取出放入干燥器内冷却。
在分析天平上称重。
实验数据为:
M(坩埚)=46.3825gM(坩埚+灰分)=46.4154g
计算:
MLVSS(g/L)=1.794-(46.4154-46.3825)*10=1.465g/L
六总结体会
短短的实习期很快就结束了,非常感谢沈阳北部污水处理厂和学校给我们提供这样珍贵的实习机会,这是我们大学生涯里精彩的一章。
这次实习是对我们所学理论知识的一次全面的升华,是一次将理论和实践相结合的机会。
通过这次实习,我们对自己所学理论知识有了更深刻的理解。
我们感觉到自己所学的强弱所在,了解到理论和实际生产中的差距,同时对我国现代污水处理技术、监测技术有了一定的了解,不仅为自己的毕业提供了珍贵的资料参考,同时也为自己以后走上工作岗位打下了坚实的基础。
通过这次的实习,我们对沈阳国电北部污水处理厂有了一个更为深刻的认识。
沈阳市国电北部污水处理厂作为东北首座大型污水处理厂,日处理污水达40万吨,相对于满堂和生态污水处理厂的日处理量而言是相当可观的,它的工艺流程相对也比较复杂,处理污水无论是从效果还是效率来讲都是比较好的,厂内的工作环境也不错,能够充分利用自身优势。
例如,利用废弃的污泥作为肥料来种植果树,环境绿化效果特别好,让人根本想不到是在污水处理厂内。
总体而言,通过这次实习,我对城市生活污水的处理过程以及处理后的清水如何使用有了一定认识,使我们进一步了解了污水处理的工艺流程,我更加深刻地认识到了污水处理的重大意义,增强了节约用水和环境保护的意识。
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