1、精選優質文檔-傾情為你奉上附件四：武漢紡織大學畢業設計（論文）開題報告課題名稱某市某城鎮5萬m3/d城市污水處理廠工藝設計學院名稱 專 業環境工程班級 學生姓名 一 課題意義水是人類生活和生產活動不可缺少、不可替代的寶貴資源，是社會可持續發展的重要因素。由于城市化、工業化和農業集約化的迅速發展，以及人類對水資源、水污染認識上存有一些誤區，使得許多城市原有水資源不敷所用，許多地區進入水資源的污染物超過其環境容量，從而導致水體污染。而我國水環境污染和生態破壞相當嚴重，并呈發展趨勢，每年有近300億立方米污水未經處理而直接排放，使水環境的污染量大大超過了自凈能力所能承受的程度，從而破壞了水的良性循環

2、，導致水資源危機的加劇，進而影響城市的可持續發展。水資源的短缺和水污染的加重，使人們已警覺到污水再生處理已直接關系到人民的健康安全和社會、經濟的可持續發展、關系到子孫后代的可持續生存。在國家可持續發展的新政策下,環境保護已受到各級政府和全國人民的重視,對污水進行徹底的治理以保護人類賴以生存的環境的重要性越來越大,高效節能的城市污水處理技術與工藝已能為國民經濟的發展起到較大的推動作用。 根據我國經濟發展和環境保護需求，結合我國環境保護最新研究成果和國際環境保護技術水平和發展趨勢，提出一套合理、經濟、運轉效率高的工藝流程對污水進行處理，以達標排放。對于保護環境，減輕環境污染，遏制生態惡化趨勢，有著

3、重要的意義。城市污水的生物處理技術是以污水中含有的污染物作為營養源，利用微生物的代謝作用使污染物降解，它是城市污水處理的主要手段，城市二級污水處理廠常用的方法有：傳統活性污泥法、氧化溝法、SBR法等等。二 發展狀況城鎮污水的主要污染物是有機物。污水中主要污染物為有機物，其中BOD5：CODCr=0.468，該比值大于0.3，比較適合選用生化方法進行處理，因此污水處理工藝選擇二級處理方案1。目前，國內外經濟適用的處理方法主要是生物法。在生物法中活性污泥法占絕大多數。活性污泥法有多種形式，應用最廣泛的主要有以下3種：(1)傳統活性污泥法傳統活性污泥法及其傳統形式改進型，有A/O與A2/O法。A/O

4、法有兩種，一是用于降磷的厭氧好氧工藝，一是用于降氮的缺氧好氧工藝。A2/O法則是即除氮又除磷的工藝。活性污泥法的最基本流程是向污水中注入空氣進行曝氣，并持續一段時間后，污水中即生成一種絮凝體，這種絮凝體主要由大量繁殖的微生物群體所構成，它易于沉淀分離，并使污水得到澄清，這就是“活性污泥”。需處理的污水與回流的活性污泥同時進入曝氣池，成為混合液，隨著曝氣池注入空氣進行曝氣，使污水與活性污泥充分混合接觸，并供給混合液以足夠的溶解氧，在好氧狀態下，污水中的有機物被活性污泥中的微生物群體分解而得到穩定，然后混合液進入二次沉淀池，在池中，活性污泥與澄清液分離后，一部分回流到曝氣池進行接種，澄清液則溢流排

5、放，在整個處理過程中，活性污泥不斷增長，有一部分剩余污泥需要從系統中排除。(2)氧化溝法氧化溝又稱循環曝氣池，類似活性污泥的延時曝氣法，氧化溝具有傳統活性污泥法的特點，有機物去除率高，也具有脫氮功能。氧化溝這種高效、簡單的特點，但氧化溝不宜采用地下式，占地也較大。其曝氣池呈封閉溝渠型，污水和活性污泥的混合液在其中不斷循環流動，因而氧化溝又名“連續循環曝氣池”2。氧化溝構造簡單，運行管理方便且處理效果穩定。隨著對氧化溝污水處理技術的不斷改進，氧化溝的脫氮功能得到增強，在一定條件下，也可獲得較好的生物除磷效果。氧化溝的型式很多，有多溝交替式氧化溝, 卡魯塞爾式氧化溝和目前國際國內比較先進的奧貝爾氧

6、化溝等等。多溝交替式氧化溝，它的特點是合建式，沒有單獨的二沉池，采用轉刷曝氣,通常有雙溝和三溝式。這種氧化溝的脫氮除磷效果不穩定，如果在前面增加厭氧池，即可達到脫氮除磷的效果。 卡魯塞爾（Carroussel）氧化溝，它是分建式，有單獨的二沉池，采用表曝機曝氣，溝深大于多溝交替式氧化溝，長沙水質凈化二廠就是這種工藝，它的脫氮除磷效果也不夠理想，如果要求脫氮除磷，也需增加一些設施。 奧貝爾（Orbal）氧化溝，它也是分建式，有單獨二沉池，采用轉碟曝氣，溝深也較大，現在四川、北京、山東、浙江等地都在采用，它的脫氮效果很好，但除磷效率不夠高，要求除磷時還需采取一些措施。 一體化氧化溝（Integra

7、ted oxidation ditch），是合建式，沉淀池建在氧化溝內，已在四川成都市新都污水廠和山東高密市污水廠應用。它既是連續進出水，又是合建式，且不用倒換功能，從理論上講最經濟合理，但在一些具體技術問題上還不十分成熟，因此影響了它的推廣使用。 格柵沉砂池二沉池出水剩余污泥回流污泥氧化溝進水圖1 氧化溝工藝流程圖(3)SBR法SBR工藝為間歇式延時曝氣活性污泥法，它的基本特點是在一個池子中完成污水的生化反應、沉淀、排水、排泥。SBR工藝具有一些優于傳統活性污泥法的特征：1）SBR工藝運行簡單，基本實現無需搬運操作，進水、曝氣、沉淀、排水、閑置五道程序可由一臺小型的PLC實現程序控制，運行的

8、程序也可根據水質變化情況重新編排，使本來十分繁瑣的操作變成全自動運行；2）造價低，占地少，不設置一沉池、二沉池，沒有污泥回流系統，多數情況下也可不設調節池，因此可減少占地，降低造價；3）耐沖擊負荷。污水逐漸進入池內，被池內的水緩慢稀釋，污水與原池內的水的比例是逐漸提高的，所以耐水質變化的沖擊；4）出水水質好。池內水沉淀時是在水平流速為零的理想靜止狀態下沉淀，沉淀效果好。池內溶解氧值交替變化。沉淀排水時，溶解氧接近零，抑制了絲狀菌的生長，污泥沉淀性能好；5）能耗低。由于池內溶解氧的交替變化，使溶解氧濃度梯度大，提高了氧的利用率。沒有污泥回流系統，節省能耗，降低了運行費用；6）除磷脫氮。一個運行周

9、期內，厭氧、兼氧、好氧交替變化，在一個池內實現了除磷脫氮。隨著SBR工藝的改進，目前SBR工藝變種有多種形式，比較典型的有連續進水周期循環活性污泥法（簡稱CASS法），間歇進水周期循環式活性污泥法（簡稱CAST法），間歇式循環曝氣活性污泥法（簡稱ICEAS法），連續曝氣和間歇曝氣相結合的活性污泥法（簡稱DATIAT法）3，三池連體型前部連續曝氣和后部交替曝氣相結合的活性污泥法（簡稱UNITANK法）等，以上幾種改進型的SBR工藝都各有其特點。三 研究內容 1.設計資料 1.1 設計水量：設計污水量為50000m3/d； 1.2進出水水質： 表1 污水廠設計進出水水質對照表單位(mg/L)COD

10、CrBOD5SSTNTPNH3-N進水32015020035415出水6020201515去除率/%81.2586.790577566.7進水水質根據當地環保局監測的城鎮污水水質，污水處理廠出水水質參考城鎮污水處理廠污染物排放標準（GB18918-2002）中的一級B標準，出水排入淦河；2.設計任務 本次設計為H市某城鎮污水處理廠初步設計和單項處理構筑物施工圖設計。廠區地形平坦，地下水水位約地下10米；該地區年平均氣溫16.8，極端最高氣溫40.2，極端最低氣溫-15.4；年平均降水量1577.4毫米；冬季盛行偏北風，偏冷干燥；夏季盛行偏南風，高溫多雨。由于該地區人口較多，城市污水排放量大，若

11、直接排放入水體，將對G河造成污染，影響當地居民的生產生活，故需建設污水處理廠對該地區生活污水進行處理。 四常用處理工藝的比選該污水處理廠日處理能力約5萬噸,屬于中小規模的污水處理廠。按城市污水處理和污染防治技術政策要求推薦，20萬t/d規模大型污水廠一般采用常規活性污泥法工藝，10-20萬t/d污水廠可以采用常規活性污泥法、氧化溝、SBR、AB法等工藝，小型污水廠還可以采用生物濾池、水解好氧法工藝等。對脫磷脫氮有要求的城市，應采用二級強化處理，如A2/O工藝，A/O工藝，SBR及其改良工藝，氧化溝工藝，以及水解好氧工藝，生物濾池工藝等4。由于該設計對脫氮除磷有要求故選取二級強化處理。可供選取的

12、工藝：A2/O工藝，氧化溝工藝，SBR及其改良工藝。上述適合于中小型污水處理廠的除磷脫氮工藝比較多，為了選擇出經濟技術更合理的處理工藝，以下對上述適合于中小型污水處理廠的除磷脫氮工藝進行經濟技術比較5。表2 適合于中小型污水處理廠的除磷脫氮工藝的比較 工藝名稱氧化溝工藝A2/O工藝SBR工藝優點1.處理流程簡單，構筑物少，基建費用省；2.處理效果好，有穩定的除P脫N功能；3.對高濃度工業廢水有較大的稀釋作用； 4.能處理不容易降解的有機物；5.污泥生成量少，污泥不需要消化處理，不需要污泥回流系統；6.技術先進成熟，管理維護簡單；7.國內工程實例多，容易獲得工程設計和管理經驗；8.對于中小型無水

13、廠投資省，成本底；9.無須設初沉池，二沉池。1.具有較好的除P脫N功能；2. 具有改善污泥沉降性能的作用的能力，減少的污泥排放量；3.具有提高對難降解生物有機物去除效果，運行效果穩定；4.技術先進成熟，運行穩妥可靠；5.管理維護簡單，運行費用低；6沼氣可回收利用；7.國內工程實例多，容易獲得工程設計和管理經驗。1.流程十分簡單；2.合建式，占地省，處理成本底；3. 處理效果好，有穩定的除P脫N功能；4.不需要污泥回流系統和回流液；不設專門的二沉池；5.除磷脫氮的厭氧，缺氧和好氧不是由空間劃分的，而是由時間控制的。缺點1.周期運行，對自動化控制能力要求高；2.污泥穩定性沒有厭氧消化穩定；3.容積

14、及設備利用率低；4.脫氮效果進一步提高需要在氧化溝前設厭氧池。1.處理構筑物較多；2，污泥回流量大，能耗高；3. 用于小型水廠費用偏高；4.沼氣利用經濟效益差。1.間歇運行，對自動化控制能力要求高；2.污泥穩定性沒有厭氧消化穩定；3.容積及設備利用率低；4.變水位運行，電耗增大；5除磷脫氮效果一般。雖然氧化溝具有出水水質好、抗沖擊負荷能力強、脫氮除磷效率高、污泥較穩定、能耗省、自動化控制高等優點。但是，在實際運行過程中，仍存在污泥膨脹的問題、泡沫問題、污泥上浮問題、流速不均及污泥沉積問題等一系列問題3。SBR法雖然簡單，在實際應用中也存在一定的局限性：反應器容積利用率低（由于SBR反應器水位不

15、恒定，反應器有效容積需要按照最高水位來設計，大多數時間，反應器內水位均達不到此值，所以反應器容積利用率低）；水頭損失大；峰值需氧量高，整個系統氧的利用率低。不適用于大型污水處理廠（采用SBR工藝的污水處理廠規模一般在20 000t以下，規模大于t的污水處理廠幾乎沒有采用SBR工藝的）6。綜上所述，根據本設計的污水水質特點和進出水水質要求，從技術角度和處理效果考慮，本次設計擬采用A2/O工藝。五 研究方案（處理工藝的確定）1.本次設計擬采用A2/O工藝，工藝流程圖如下：圖2 A/A/O處理工藝流程簡圖2.主要構筑物說明格柵：是一組平行的金屬柵條或篩網組成，用以截留較大的懸浮物或漂浮物，以便減輕后

16、續處理構筑物的處理負荷，并使之正常運行，被截留的物質稱為柵渣。沉砂池：功能為去除比重較大的無機顆粒。沉砂池一般設于泵站倒虹吸管前，以前減輕無機顆粒對于水泵、管道的磨損；也可設于初沉池前，以減輕沉淀池負荷及改善污泥處理構筑物的處理條件，沉砂池的形式，按水流方向的不同可分為平流式、豎流式、曝氣沉砂池三類7。A2/O生物池分兩組(共2座)，每池分三區即厭氧區、缺氧區及好氧區。原污水首先進入厭氧區，同步進入的還有從沉淀池排出的含磷回流污泥，本反應器的主要功能是釋放磷，同時部分有機物進行氨化。污水經過厭氧反應器進入缺氧反應器，本反應器的首要功能是脫氮，硝態氮是通過內循環由好氧反應器送來的，循環的混合液量

17、較大，一般為2Q(Q原污水流量)。混合液從缺氧反應器進入好氧反應器曝氣器，這一反應器單元是多功能的，去觸BOD，硝化和吸收磷等項反應都在本反應器內進行。這三項反應都是重要的，混合液中含有NO3-N，污泥中含有過剩的磷，而污水中的BOD則得到去除。流量為2Q的混合液從這里回流缺氧反應器8。二次沉淀池：分為兩組共兩座,采用輻流沉淀池，優點為多為機械排泥，運行可靠，管理較簡單，排泥設備已定型化。缺點為機械排泥設備復雜，對施工質量要求高。適用于大、中型污水處理廠。污泥濃縮池：集泥井內設有回流污泥泵和剩余污泥泵，均采用進口潛污泵。主要是降低污泥中的空隙水，來達到使污泥減容的目的。濃縮池可分為重力濃縮池和

18、浮選濃縮池。重力濃縮池按其運行方式可分為間歇式和連續式9。接觸池：擬采用折板往復式接觸池，為消毒設備。六參考文獻1崔玉川，劉振江，張紹怡，城市污水廠處理設施設計計算M.北京：化工工 業出版社，2004.2崔玉川，楊崇豪，張東偉.城市污水回用深度處理設施設計計算M.北京：化工工業出版社，2003.3中國市政工程西南設計研究院主編.給水排水設計手冊，第1冊，常用資料M. 北京:中國建筑工業出版社，2000.4中國市政工程西北設計研究院主編.給水排水設計手冊.第11冊，常用設備M.北京:中國建筑工業出版社，2002.5孫力平等編著. 污水處理新工藝與設計計算實例M.北京:科學出版社，2001. 6于爾捷,張杰主編. 給水排水工程快速設計手冊(2.排水工程)M.北京:中國建筑工業出版社，1996. 7繆應祺.水污染控制工程M.東南大學出版社，