污水处理厂开题报告

本科毕业设计开题报告题目某城市污水处理厂工艺设计学生姓名叶凌枫学号0911044028所在院(系)化学与环境科学学院专业班级环境工程091班指导教师周春阳2013年01月日1题目某城市污水处理厂工艺设计一、选题的目的及研究意义伴随着经济发展、人口增加、城镇化进程的步伐加快，我国取得了举世瞩目的骄人成绩，然而随之而来的是各种污染现象、污染事故的发生，大气、水体、噪声等污染严重影响着人们的生活，制约着社会的进步。在各类污染中，水污染和人们的关系最为密切，我们的水资源严重短缺并遭受着各类污染的侵袭，降低了水体的使用功能，严重破坏了生态环境，影响了人们的生活，社会的发展，因此，解决水污染问题成为一项十分重要的课题。近年来各种类型、各种规模的污水处理厂的建立，能够有效地减少水污染的发生，有利于进行污水的集中处理。城市的生活污水能够有序的排进处理厂处理，减少受纳河流的自净负荷。一些工厂、公司的生产污水有路可去，减少了工厂的运行负担，使一些小工厂在新的环境要求下能够继续运行下去，有利于城市工业可持续发展。综合各方面的因素考虑，污水处理厂的建立是解决水污染问题的一种最为有效的方法。对城市污水进行处理，通过工艺流程的设计和各环节的处理，使污水达到排放标准，保护环境，保障人们健康生活。该市人口较多，污水处理量较大，水中含氮磷及有机物较多，因此需建设污水处理厂对该市的污水进行处理，并且所选择的工艺必须能够有效解决水中有机物的处理。据此在设计中，应提出污水处理厂的处理工艺流程以及处理过程中各构筑物的类型与数量，进行处理设备及构筑物的工艺设计计算并绘制污水处理厂平面图、高程图及主要构筑物单体平、剖图。二、国内外相关领域的研究现状、发展趋势等1活性污泥法国内外城市污水处理厂目前普遍采用的工艺有：SBR间歇式活性污泥法、循环式活性污泥法（CAST或CASS）、AB法、A/O生物脱氮活性污泥法、A2/O生物脱氮除磷工艺、氧化沟法（循环混合式活性污泥法）等工艺。⑴SBR法（SequencingBatchReactor）序批式反应池(SBR)属于“注水—反应—排水”类型的反应器，其操作流程由进水、反应、沉淀、出水和闲置五个基本过程组成，所有处理过程都是在同一个设有曝气或者搅拌装置的反应器内依次进行，混合液始终留在池中，从而不需另设沉淀池。曝气池兼具沉淀的作用，厌氧、好氧也在同一池进行。通过调节每个工序的时间，可达到除磷脱氮的效果。其工艺系统组成简单；耐冲击负荷；反应推动力大，运行操作灵活；可通过计算机自动控制，易于维护管理。⑵循环活性污泥工艺（cyclicactivatedsludgetechnology）CAST工艺是SBR工艺的一种变形，池体内用隔墙隔出生物选择区、兼性区和主反应区三个区域，整个工艺的曝气、沉淀、排水等过程在同一池内周期循环运行，省去了常规污泥处理工艺中的二沉池和污泥回流系统。其建设费用、运转费用低；有机物去除率高；污泥产量低、性质稳定；运2行管理简单，不易发生污泥膨胀。⑶AB法（Adsorption—BiooxidationProcess）吸附—生物降解工艺，简称AB法，整个污水处理系统共分为预处理段、A段、B段三段，在预处理段只设格栅、沉砂等处理设备，A段由吸附池和中间沉淀池组成，B级由曝气池和二沉池组成，A、B级各自拥有独立的污泥回流系统。该工艺处理效果稳定，具有抗冲击负荷能力。⑷A2/O法A2/O法同步除磷脱氮机制由两部分组成：一是除磷，污水中的磷在厌氧状态下释放出聚磷菌，在好氧状况下又将其更多吸收，以剩余污泥的形式排出系统。二是脱氮，缺氧段由于兼性脱氮菌的作用，利用水中BOD作为氢供给体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。其总的水力停留时间少于其他同类工艺；在厌氧（缺氧）、好氧交替运行条件下，丝状菌不能大量增殖，无污泥膨胀之虑，SVI值一般均小于100；污泥中含磷浓度高，具有很高的肥效；运行中勿需投药，运行费用低。若降低污泥浓度、压缩污泥龄、控制硝化，以去除磷、BOD5和COD为主，则可用A/O工艺。⑸氧化沟法氧化沟是延时曝气法的一种特殊形式，一般采用圆形或椭圆形廊道，池体狭长，深度较浅，在沟槽中设有机械曝气和推进装置，池体的布置和曝气、搅拌装置都有利于廊道内的混合液单向流动。多数情况下，氧化沟系统需设二沉池。在流态上介于完全混合和推流之间，有利于活性污泥的生物凝聚作用，而且可以将其区分为富氧区、缺氧区，有以进行硝化和反硝化，取得脱氮的效果；可考虑不设置初沉池，原污水经过格栅和沉砂池预处理，已经有效防止污水中无机沉渣沉积，有机性悬浮物在氧化沟内能够达到好氧稳定的程度；BOD负荷低，因此对水温、水质、水量的变动有较强的适应性，污泥产率低，具有较大的脱氮潜力，运行费用较低。2生物膜法生物膜法包括生物滤池、生物转盘、生物接触氧化池、曝气生物滤池及生物流化床等工艺形式。通过微生物附着生长在滤料或填料表面上，形成生物膜，污水与生物膜接触后，污染物被微生物吸附转化，污水得到净化。目前所采用的生物膜法多数是好氧工艺，其对水质、水量变化的适应性强，处理效果好，同其他方法组合应用可实现更高效率的处理效果。3UNITANK法UNITANK工艺是一种三沟式氧化沟的变形，它是由三个矩形组成的，其中两侧的矩形池即可做曝气池，又可做沉淀池，中间一个矩形池只做曝气池。污水可以进入三个池中的任意一个，采用连续进水、周期交替运行。在自动控制下使各池处在好氧、缺氧及厌氧的交替状态下，实现有机物及3氮磷的去除。但它的容积利用率低，设备闲置率高，除磷功能差，并且不适用于大型的城市污水处理厂。4生物处理法新进展无论是好氧处理技术还是厌氧处理技术，生物法都可以利用微生物的新陈代谢，以污染物质为营养，实现对污染物质的降解。它的二次污染小，对生活污水的处理有着自己独特的优势。随着工艺生产技术的发展，污水中成分更加复杂，有机物质更难降解，这就必然要求进行处理工艺的改革。⑴活性污泥法的新发展通过长期的研究实践，活性污泥法已成为一种比较完善的工艺，目前对活性污泥法的改进主要是在曝气方式上的改进，或是朝多功能方向发展，将活性污泥法与其他工艺相结合，提高处理效果。用常规手段很难再生物学上有较大的发展，目前对活性污泥法的重点研究方向主要是膜分离技术和分子生物学技术的应用。⑵生物膜处理法的新进展目前在普通生物膜法的基础上，出现了高负荷生物滤池、塔式生物滤池、生物转盘和生物接触氧化等。近几年来，又出现了一些新型的生物膜法处理技术，如生物流化床，活性生物滤池，另外还有空气驱动的生物转盘、生物转盘和曝气池相结合、藻类转盘等。由于生物膜法的生态系统中可以生长藻类、后生动物等，甚至可以生长硝化菌及反硝化菌等，因此可以用来脱氮等。⑶厌氧生物处理法的新发展厌氧生物处理法是利用厌氧微生物在无氧的条件下对有机物进行降解的技术。由于处理效率低、处理速度慢，且厌氧菌对环境要求严格不易控制等缺点，厌氧生物处理法一直处于污泥处理阶段。近年来，由于能源危机及严重的环境污染，厌氧生物处理由于其产物具有能源物质而得到人们的重视，一大批新的厌氧生物处理技术相继诞生，如厌氧生物滤池、厌氧转盘、厌氧流化床法，以及上流式厌氧污泥反应器（UASB）等，厌氧生物处理法正朝着能处理低浓度有机污水，能够脱氮除磷，运行维护简单费用低的方向发展。4三、对本课题将要解决的主要问题及解决问题的思路与方法、拟采用的研究方法（技术路线）或设计（实验）方案进行说明（一）、原始资料(1)污水水质CODmg/LBOD5mg/LSSmg/L总磷mg/LpH色度处理前42022020086~9≤30倍处理后≤60≤20≤20≤1.56~9≤30倍(2)基本资料某城镇现有常住人口90000人。该镇规划期为十年（2005-2020），规划期末人口为120000人，生活污水排放定额为250升/人·天，污水处理厂排放标准为中华人民共和国国家标准。预计规划期末镇区工业污水总量为20000吨/日，同时，要求所有工业废水排放均按照《污水排入城市下水道水质标准》（CJ18-86）执行。现规划建设一城市污水处理厂，设计规模为50000吨/日，污水处理厂排放标准为中华人民共和国国家标准。气象及水文资料风向：多年主导风向为东南风。水文：降水量多年平均为每年728mm；蒸发量多年平均为每年1200mm；地下水位，地面下6~7m。年平均水温：20℃。厂区地形污水厂选址区域海拔标高在19~21m左右，平均地面标高为20m。平均地面坡度为0.3%～0.5%，地势为西北高，东南低。（二）本课题研究方案本项目污水处理的特点：（1）污水以有机污染物为主，BOD/COD=0.52＞0.3，可生化性较好，重金属及其他难以生物降解的有毒有害污染物一般不超标；(2）污水中主要污染物指标BOD、COD、SS值都比较低，属普通城市污水；（3）进水中总磷含量高于污水综合排放标准一级标准，需添加除磷工艺。针对以上特点，以及出水要求，现有城镇污水处理技术的特点，以采用生化处理最为经济。由于总磷超标，处理工艺尚用除磷。根据处理规模（5万吨/天），进出水质﹑出水质要求，污水处理厂既要求有效地去除BOD5，又要求对污水中的COD﹑磷进行适当处理。本课题可供选择的工艺：如A2/O工艺，A/O工艺，SBR及其改良工艺，氧化沟工艺，以及水解好氧工艺，生物滤池工艺等。本课题研究方案即工艺流程初定为氧化沟工艺：5回流污泥泥饼外运进水脱水机房污泥浓缩接触池二沉池氧化沟沉砂池污水提升泵房格栅间四、有关参考文献资料1.高廷耀，顾国维，周琪主编。水污染控制工程。北京：高等教育出版社，20071.崔玉川等.城市污水厂处理设施设计计算。北京：化学工业出版社，20032.张自杰主编。废水处理理论与设计。北京：中国建筑工业出版社，20033.李圭白张杰主编。水质工程学。北京：中国建筑工业出版社，20054.金兆丰余志荣主编。污水处理组合工艺及工程实例。北京：化学工艺出版社，20035.组织编写（第二版）。水处理工程典型设计实例。北京：化学工业出版社，20046.南国英张志刚主编。给水排水工程专业工艺设计。北京：化学工业出版社，20047.韩洪军主编。污水处理构筑物设计与计算。哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，20028.娄金生主编。水污染治理新工艺与设计。北京：海洋出版社，19999.王凯军主编。城市污水生物处理新技术开发与应用。北京。化学工业出版社。2001.10.谢新民，张海庆，尹明万主编。水资源评价及可持续利用规划理论与实践。郑州：黄河水利出版社，200311.程杰瑢，周琪，蒋文举主编。环境工程设计手册。北京：高等教育出版社，200712.鞠兴华,王社平,彭党聪.城市污水处理厂设计进水水质确定方法探讨[J].中国给水排6水,2007,23(14):35一44.13张波.生物脱氮除磷工艺系统的几个重要问题[J].青岛建筑工程学院学报,1998,21(1):16~1914张波,高廷耀.倒置A2/0工艺的原理与特点研究.中国给水排水[J],2000,16(7):11~15五、毕业设计进程安排设计阶段设计时间设计事项收集资料并撰写开题报告3月24日～4月5日明确设计任务，查阅相关资料，撰写开题报告，进行工艺方案的对比及制定。确定设计方案、工艺流程4月6日～4月8日根据所选课题确定切实可行有效的处理方案构筑物设计计算4月9日～4月14日按照污水处理工艺设计计算指导丛书，进行对拟定工艺有关的主体构筑物及附属建筑物的设计计算。污水水处理厂总平面布置4月15日～4月20日依据各设备及建筑物的设计尺寸、污水处理厂的占地面积、常年主导风向及气候等因素进行对污水处理厂总平面布置。高程计算与布置4月21日～4月25日依据污水处理厂的地形状况、各建筑物的设计高度、按照城市污水处理厂的高程布置原则进行对污水处理厂的高程布置。绘制图纸5月13日～5月28日熟悉AUTOCAD技术的使用及手工绘图的原则与要求，进行图纸绘制，包括污水处理厂总平面布置图、高程图等。设计说明书的编写及装订5月29日～6月9日依据设计计算结果进行