开题报告-孟海停

毕业设计（论文）开题报告题目名称：河南省新郑市产业集聚区污水处理厂初步设计院系名称：能源与环境学院班级：给排水112班学号：201101154224学生姓名：孟海停指导教师：龚为进2015年4月-1-一一、文献综述1、1、课题设计目的大学生毕业前运用在校所学的专业知识以及业余具体实践经验，对相应的毕业课题进行初步的设计。是大学期间最后一次综合学习锻炼动手动脑的重要机会，是对学生自己的综合能力的一次检验，是学生学习、研究与实践成果的全面总结。2、2、工程概况此项目是河南省新郑市产业集聚区污水处理厂初步设计，本项目污水的特点是以生活污水为主，参杂有部分工业废水，工业废水中含有难生化降解有机物，有机物含量较高，可生化性较好，氨氮和磷含量不高。设计水量水质及排放要求如表：3、国内外设计方法现状及趋势目前常用的污水处理工艺有：氧化沟法、A2/O法、SBR法等(1)几种类型氧化沟①卡鲁塞尔氧化沟：Carrousel系统在原有基础上增加了一个前反硝化区。全部回流污泥和10~30%的污水进入前反硝化区，可将回流污泥中的残留硝态氮在缺氧条件下完成反硝化，为反硝化区创造缺氧条件。污水进入内部安装有搅拌器的反硝化区，在缺氧环境下，聚磷菌能充分释磷；当污水进入好氧区内，进一步去除BOD、脱氮和除磷，在富氧环境下聚磷菌过量吸磷，将磷从水中转移到污泥中，随剩余污泥排除系统。这样，在Carrousel系统，不但大量削减有机污染物，同时还有较好的脱氮除磷作用。②三沟式氧化沟：三沟式氧化沟是氧化沟的一种典型构造形式，目前采用的三沟式氧化沟工艺，是丹麦在间歇式运行的氧化沟基础上开创的，它实际上仍是一种连续流活性污泥法，只是将曝气、沉淀工序集于一体，并具有按时间顺序交替轮换运行的特点，其运转周期可根据处理水质的不同进行调整，从而使其运行操作更趋于灵活方便。这种工艺流程简单，无需另设初沉池。二沉池和污泥回流装置，使氧化沟工艺的基建投资和运行费用大为降低，并在一项目设计水量(m3/d)CODCr(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)NH3-N(mg/L)TN(mg/L)TP(mg/L)PH污水水质30000450120130304056-9排放要求城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）一级B标准排放标准-≤60≤20≤20≤8≤20≤16-9去除率（%）-≥86.7≥83.4≥84.6≥73.3≥50≥80--2-定程度上解决了以往氧化沟占地面积大的缺点。③奥贝尔氧化沟：奥贝尔氧化沟通常由三个同心的沟道组成，平面上为圆形或椭圆形。沟道之间采用隔墙分开，隔墙下部设有通水窗口。各沟道宽度由工艺设计确定，一般不大于9米。有效水深以4~4.5米为宜。原污水和回流污泥可进去外、中、内三个沟道，通常均进入外沟道。出水自内沟道经中心岛内的堰门排出，进入沉淀池。当脱氮要求较高时，可以增设内回流系统（由内沟道回流到外沟道），提高反硝化程度。（2）A2/O法由于对城市污水处理的出水有去除氮和磷的要求，A2/O法由厌氧—缺氧—好氧组成的工艺。利用生物处理法脱氮除磷，可获得优质出水，是一种深度二级处理工艺。A2O法的可同步脱氮除磷机制由两部分组成：一是除磷，在厌氧(DO0.2mg/L)状态下，聚磷菌释放出磷，在好氧状况下又将其更多吸收，并以剩余污泥的形式排出系统。二是脱氮，缺氧段要控制DO0.5mg/L，由于兼氧脱氮菌的作用，利用水中BOD作为氢供给体(有机碳源)，将来自好氧池混合液中的硝酸盐及亚硝酸盐还原成氮气逸入大气，达到脱氮的目的。（3）SBR法SBR法早在20世纪初已开发，由于人工管理繁琐未予推广。此法集进水、曝气、沉淀、出水在一座池子中完成，常由四个或三个池子构成一组，轮流运转，一池一池地间歇运行，故称序批式活性污泥法。现在又开发出一些连续进水连续出水的改良性SBR工艺，如ICEAS法、CASS法、IDEA法等。这种一体化工艺的特点是工艺简单，由于只有一个反应池，不需二沉池、回流污泥及设备，一般情况下不设调节池，多数情况下可省去初沉池，故节省占地和投资，耐冲击负荷且运行方式灵活，可以从时间上安排曝气、缺氧和厌氧的不同状态，实现脱氮除磷的目的。但因每个池子都需要设曝气和输配水系统，采用滗水器及控制系统，间歇排水水头损失大，池容的利用率不理想，因此，一般来说并不太适用于大规模的城市污水处理厂。4、参考文献[1]厌氧-缺氧-好氧活性污泥法污水处理工程技术规范（HJ576-2010）[2]崔玉川主编.城市污水厂处理设施设计计算(第二版).北京：化学工业出版社，2011[3]给水排水工程设计手册(1－12).北京：中国建筑工业出版社[4]李亚峰等主编.给排水工程专业毕业设计指南.北京：化学工业出版社，2003[5]室外排水设计规范(GB50014-2006)[6]给排水制图标准(GB/T50106-2001)[7]城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）-3-[8]高廷耀等主编.水污染控制工程(下册).北京：高等教育出版社[9]孙慧修主编.排水工程(上册)(第四版).北京：中国建筑工业出版社[10]张自杰等主编.排水工程(下册)(第四版).北京：中国建筑工业出版社[11]高俊发，王社平主编.污水处理厂工艺设计.北京：化学工业出版社，2003[12]城市污水生物脱氮除磷处理设计规程(CECS149:2003)[13]严煦世主编.给水排水工程快速设计手册.北京：中国建筑工业出版社二、设计目标与主要内容本设计目标是将河南省新郑市产业集聚区污水经污水处理厂处理后达到一级B标准排放标准。河南省新郑市产业集聚区污水以生活污水为主，参杂有部分工业废水，工业废水中含有难生化降解有机物，所以要通过预处理降解有机物，对比分析UASB和水解酸化；B/C=0.270.3，水解酸化之后提高可生化性,氮磷含量不高，然后可采用生物法进行脱氮除磷处理。1、对比分析UASB与水解酸化的预处理：（1）上流式厌氧污泥床反应器(UASB)厌氧反应器用厌氧微生物。是在隔绝与空气接触的条件下，依赖兼性厌氧菌和专性厌氧菌的生物化学作用，对有机物进行生物降解。一般厌氧工艺都具有以下优点:①能将有机污染物转变成沼气并加以利用；②运行能耗低；③有机负荷高，占地面积少；④污泥量少，剩余污泥处理费用低等。UASB由反应器、沉淀区和气室三部分组成,池形有圆形、方形、矩形。小型装置常为圆柱形，底部呈锥形或圆弧形。大型装置为便于设置气、液、固三相分离器，则一般为矩形，高度一般为3-8m，其中污泥床1-2m，污泥悬浮层2-4m，多用钢结构或钢筋混凝土结构。（2）水解酸化池水解酸化预处理过程通常要经过水解和酸化阶段。第一阶段为水解阶段，大分子有机物或不溶性有机物质，经过微生物胞外酶的水解催化作用可水解为小分子或可溶性有机物，如葡萄糖、氨基酸和甘油等；第二阶段为酸化阶段，在厌氧或兼性氧的条件下，葡萄糖通过EMP途径生成丙酮酸，氨基酸生成乙酸、不饱和脂肪酸、丙酮酸等，甘油生成丙酮酸。水解酸化技术不必控制严格的好氧或厌氧条件，只要保持厌氧或兼厌氧条件，即可达到很好的效果。水解酸化预处理技术对于处理含难降解有机物的废水是一种有效地手段。它能将大分子难降解的有机物转化为小分子易降解的有机物，改善废水的可生化性，为后续好氧生化处理创造条件。同时，经水解酸化预处理，出水水质稳定，减小了原水负荷变化对后续生-4-化处理系统的冲击。水解酸化一种生物氧化方式，在没有外源最终电子受体的条件下，化能异养型微生物细胞对能源有机化合物的氧化与内源的有机化合物的还原相耦合，一般并不发生经包含细胞色素等的电子传递链上的电子传递和电子传递磷酸化，而是通过底物（激酶的底物）水平磷酸化来获得代谢能ATP；能源有机化合物释放的电子一级电子载体NAD（nicotinamideadeninedinucleotide，一种转递电子的辅酶），以NADH的形式直接将电子交给内源的有机受体而再生成NAD，同时将后者还原成水解酸化产物（不完全氧化的产物，有利于后续的好氧段处理）。细胞中的NAD是有限的，如果作为一级电子载体的辅酶NAD不能得到再生，有效的电子载体就会愈来愈少，脱氢反应就不能持续进行下去了。因此辅酶NAD的再生是生物氧化（包括发酵）继续进行下去的必要条件。其作用是减小有机物分子量，产生不完全氧化的产物，有利于后续的好氧段处理。经比较分析采用水解酸化。2、活性污泥法比较如今常用的脱氮除磷污水处理工艺有：SBR法、氧化沟法、A2/O法、接触氧化法等，比较分析其优缺点。类型优点缺点适用条件SBR（1）工艺流程简单，运转灵活，基建费用低。（2）处理效果良好，出水可靠。（3）较好的除磷脱氮效果。（4）污泥沉降性能良好（SBR法可以有效控制丝状菌的过度繁殖，污泥SVI较低，是一种污泥沉降性能较为良好的工艺）。（5）对水质水量变化的适应性强。（1）连续进水时，对于单一SBR反应器需要较大的调节池。（2）对于多个SBR反应器，其进水和排水的阀门自动切换频繁。（3）设备的闲置率较高。（4）污水提升水头损失较大。（5）如果需要后处理，需要较大容积的调节池。中、小型城市污水处理厂氧化沟法（1）流程简化，一般不需设初沉池。氧化沟水力停留时间和污泥龄较长，有机物去除较为彻底，剩余污泥高度稳定，污泥一般不需厌氧消化。（2）氧化沟具有推流特性，因此沿池长方向具有溶解氧梯度，分别形成好氧、缺氧和厌氧区。通（1）池体积大，占地面积大，基建费运行费高；（2）容易引起污泥膨胀、上浮等问题适用于污水量很大、中、小的场合-5-过合理设计和控制可使N和P得到较好地去除。（3）在技术上具有净化程度高、耐冲击、运行稳定可靠、操作简单、运行管理方便、维修简单、投资少、能耗低等特点。A2/O法（1）采用SNP特种悬浮型生物填料，系统污泥浓度高，停留时间短。（2）厌氧生物滤池：能耗低，为活性污泥法的十分之一，产泥量很少。好氧生物滤池：停留时间短，保证出水达标。（3）处理效果好，运行稳定，占地较小，操作管理简单，运行灵活性强（1）由于没有独立的污泥回流系统，从而不能培养出具有独特功能的污泥，难降解物质的降解率较低；（2）若要提高脱氮效率，必须加大内循环比，因而加大运行费用。2000～10000吨/日以下的小城镇污水处理厂接触氧化法（1）具有较高的微生物浓度，一般可达10~20g/L，较高的容积负荷。原因：填料比表面积大，充氧条件好。（2）不需要污泥回流，不存在污泥膨胀问题，运行管理简便。（3）对水质水量的骤变有较强的适应能力。原因：水流完全混合型，生物量多种类多。容积负荷高，F/M低，污泥产量较低。填料易堵塞和更换，运行费用较高。中、小型城市污水处理厂经以上比较分析采用A2/O法。3、沉砂池比较:类型优点缺点适用范围平流沉砂池构造简单，处理效果好，易于排砂。沉砂中夹杂有机物，易腐化散发臭味，难以处置；对有机物包裹的砂粒去除效果不好。适用于大、中、小型污水处理厂。曝气沉砂池具有预曝气，脱臭，除泡作用；可加速污水中油脂类和浮渣的分离，为后续设备提供有利条件。曝气需要消耗能量，对生物脱氮除磷系统厌氧段或缺氧段的运行存在不利影响。适用于大、中、小型污水处理厂。多尔沉砂池设洗砂槽，可产生清洁的沉砂。构造复杂，操作运行管理不便。适用于中、小型污水处理厂。-6-旋流沉砂池适应流量变化能力强；水头损失小，细砂粒去除率高，动能效率高。运动中搅拌桨上会缠绕纤维状物体而影响沉砂效果；配水困难，增加占地。适用于小型污水处理厂。经以上比较分析，本设计选用旋流沉砂池。4、二沉池的比较：类型优点缺点适用条件平流式1.沉淀效果好2.对冲击负荷和温度变化适应性强3.施工方便，造价较低1.配水不易均匀2.采用多斗排泥时排泥不易均匀，操作工作量大；采用机械排泥时设备易腐蚀3.占地面积大1.适用于地下水位较高，地质条件较差地区2.适用于大、中、小型污水厂辐流式1.沉淀池个数少，比较经济2.运行良好，便于管理3.机械排泥设备已定形，排泥较方便1.排泥设备比较复杂，对运行管理要求较高2.池体较大，对施工质量要求高1.适用于地下