开题报告8万城市生活污水处理厂工程设计.doc

1、 武汉生物工程学院毕业论文(设计)开题报告 题目名称： 8万t/d城市生活污水处理厂工程设计 题目类别： 毕 业 设 计 系 别： 化 学 与 环 境 工 程 系 专业班级： 08级环境工程一班 学生姓名： 指导教师： 辅导教师： 开题报告日期： 2011-11-14 研究现状： 由于我国水体氮磷污染有加重趋势，水体藻类大量繁殖，且长期生长，覆盖面广，爆发次数多。1999年供爆发了15起赤潮，2000年全国海域共爆发28次，累计超过1万km2。因此我国对水环境质量要求的提高，特别是提高了脱氮除磷的排放标准，新建城市污水处理厂必须考虑氮磷去除问题，已运行的一些污水处理厂也要分期进行脱氮除磷改造。

2、对现有的城市污水处理厂的调研和治理统计结果表明，应用最为广泛的脱氮除磷工艺是A/O、A/O、氧化沟、SBR及其变型工艺，并根据实际情况对原工艺进行相应的设计改造或运行调整，以适应实际情况的需要。 从各地实践和专家研究来看，影响城市污水处理厂脱氮除磷的，不仅包括仍然不甚完美的工艺，工业废水、管网、水温等因数更不可忽视。面对城镇生活污水处理厂升级改造应该选择什么技术路线，如何确保成本可控，水质达标等问题，各地人在探索中。不少业内人士专家指出，升级改造要优先考虑先用工艺的优化完善调整，有效运行管理水平，让原有设备充分发挥潜能，切实提高脱氮除磷的能力和效率。 脱氮除磷污水处理技术存在诸多问题： 1）先

3、天碳源不足，现有工艺对总氮去除有难度。中国环境规划院副院长曾经总结说，就运行来说，一些工业企业缺乏深度治理设施，且运行管理不到位，无法稳定达到排放标准。而早期建设的城市污水处理厂污水管网不配套，运行负荷率低，运行水平低下，水处理费征收不足，监管不力等因素也影响实际处理效果，这些都使我国目前氨氮去除率总体较低。而一些客观的非技术因素先天决定了氨氮控制特别是脱氮的困难，由于我国城镇污水水质水量变化较大，污水碳氮比普遍偏低、进水无机悬浮物固体普遍偏高，再加上低水温和工业废水的影响，要想持续稳定达标比较难。他同时指出，相对于除磷，现有污水处理厂工业对氮的去除较为局限，只能通过生物反硝化来实现，而强化生

4、化反应、化学除磷、增加深度处理等传统方式在去除悬浮物、有机物及磷方面效果较为显著，但对于总氮稳定达到一级A标准则颇有难度，“尤其是在进水存在碳源不足的污水处理厂”。 2）不能稳定达标排放关键是缺少工业的优化。通过升级改造，提高运行人员的素质，可有效提高工艺处理能力。但升级改造投资大，在资源有限时，对升级改造的标准、范围需要有所选择。任何一套脱氮处理系统实际上都具有较大的优化运营空间。运营管理的重点就是根据不用水质的变化调整完善工艺。 3）定性到定量粗放到精细。污水处理厂运行要求更高，目前国内污水处理厂普遍存在的问题是，相对于高标准的脱氮除磷要求，缺氧段时间短了，要做到高效脱氮除磷，需要核算控制

5、的指标是较为复杂的。 研究目的和意义：目的：对城市污水进行处理，通过工艺流程的设计和各单元环节的处理使污水达到排放标准。意义：随着社会的发展和人们生活水平的提高，在发展经济的同时对环境的保护也非常重要，而污水处理又是环境保护的其中一个重要环节，是人们健康生活的保障。脱氮除磷城市污水处理是降低水体富营养化的重要保证，减少河流湖泊的污染程度，保护自然环境。通过本设计，使我们掌握污水处理的工艺流程，将理论化为实践，培养我们的设计能力和规划能力、绘图能力。研究内容（内容、结构框架以及重点、难点）： （一）内容 1 完成工艺流程的比选2 完成工艺单元的设计3 完成图纸的绘制4 完成工程投资估算5 完成设

6、计说明书（二）结构框架 本设计的废水流量为8万立方米/天，废水流量最大变化系数为1.2，原水水质和出水水质如图表： 表1 原水水质和出水水质表（单位：mg/L）项目SSCODCrBOD5NH4+-NTP废水水质2003001504515排放标准306030151 本工艺需脱氮除磷，确定主体单元选用SBR工艺。则污水处理流程为：通过格栅预处理的废水进入集水井通过污水泵进去SBR反应池，采用曝气机充氧，处理后的水由排水管排出，剩余污泥由SBR池排入污泥井，污泥可作为肥料。（三）重点、难点1 设备的选型；2 污水处理厂平面图的绘制；3 污水处理厂高程图的绘制；4 污水处理厂经济核算。研究方法、手段工

7、艺流程图：格栅污泥浓缩池调节池污泥外运污水泵房SBR池进水出水 工艺流程介绍：1 通过格栅预处理的污水，去除了大颗粒物质和杂物, 以阻挡截留污水中的呈悬浮或漂浮状态的大块固形物，如草木、塑料制品、纤维及其他生活垃圾，以防止阀门、管道、水泵、表曝机、吸泥管及其他后续处理设备堵塞或损坏。 2污水经水泵被提升至调节池，进行水量调节，防止对后面处理设备负荷过大。3 SBR是本工艺的主体建筑，是活性污泥的反应器，其独特的结构使其具有脱氮除磷功能，经过SBR反应池后，水质得到很大的改善。每座SBR反应器中配有一定数量的表曝机，实现沟内混合液的推流、混合和充氧。系统的充氧量可以通过沟内表曝机运行的台数的多少

8、进行调节。另外，从节能的角度考虑，每座SBR中还装有一定数量的液下推流器，用于保证混合液具有一定的流速，并防止混合液在部分表曝机运转的情况下，发生污泥沉降分离的现象。4通过污泥泵将污泥运至污泥浓缩池。浓缩池的作用是用于降低要经稳定、脱水处置过程或投弃的污泥的体积。污泥浓缩后污泥增稠，污泥的含水率降低，污泥的体积大幅度地降低，从而可以大大降低其他工程措施的投资。研究进度：2011.09.19-2011.09.25:完成课题的选择和工艺的比选；2011.09.26-1011.10.16:完成构筑物的设计计算；2011.10.17-2011.10.23:完成选择附加设备类型；2011.10.24-2

9、011.10.30:辅助构筑物的尺寸的确定；2011.10.31-2011.11.06;完成工艺图的绘制；2011.11.07-2011.11.20:完成污水厂平面布置图；2011.11.21-2011.12.04:完成污水厂高程布置图；2011.12.05-2011.12.11:完成设计说明书；2011.12.12-2011.12.25:完成单体图的绘制；2012.01.03-2012.01.19:完成工程投资估算；2012.03-2012.05:完成毕业设计文献综述（包括：国内外研究理论、研究方法、进展情况、存在问题、参考依据等）1 A/O工艺 A/O(缺氧/好氧)法对于大型活性污泥法污水

10、处理厂来说，处理效果较稳定，且实现了脱氮或除磷的目标，能耗和运营费用也较低；其缺点是处理单元多，管理较复杂，且不能同步脱氮和除磷。用于除磷的A/O工艺的最主要特征是高负荷运行、泥龄短、水力停留时间短；用于脱氮的A/O工艺的负荷很低，泥龄长、水力停留时间长。2 A/O工艺A/O(厌氧/缺氧/好氧)工艺同时具有脱氮除磷的效果，其工艺原理是磷在厌氧区被释放，在好氧区被吸收，达到除磷目的；污染物在好氧区被氧化降解，去除COD和BOD5，同时在硝化菌作用下，有机氮转化的氨氮继续转化为亚硝酸氮和硝酸氮，含有硝酸氮的大量混合液回流到缺氧区进行反硝化脱氮6。该工艺主要优点是对COD、BOD5、SS等具有较高的

11、去除率，对脱氮除磷也具有较高的去除效果，具有运行费用低、占地少，出水水质好等特点；其缺点是运行管理要求较高，投资较大，节能差。3 氧化沟工艺氧化沟又称循环曝气池、无终端曝气池，是活性污泥法的一种变型，通常采用延时曝气，在污水净化的同时污泥得到稳定处理。常见的氧化沟有Carrousel氧化沟、交替工作式氧化沟、Orbal氧化沟、一体化氧化沟等。与活性污泥法相比，它具有处理工艺及构筑物简单、无初沉池和污泥消化池(一体式氧化沟还可以取消二沉池和污泥回流系统)、泥龄长、剩余污泥少且容易脱水、处理效果稳定等特点；但也存在着负荷低、占地大的缺点。4 SBR及其改进工艺（1）SBR工艺 SBR工艺也叫序批式

12、活性污泥法，其最根本的特点是处理工序不是连续的，而是间歇的、周期的，污水一批一批地经过进水、曝气、沉淀、排水，然后又周而复始。SBR技术的核心是SBR反应池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，无污泥回流系统，该工艺具有以下优点：出水水质稳定、水质好；耐冲击负荷；运行管理简单、自控水平高；占地面积小、造价低、操作灵活。但SBR法存在的曝气系统易堵塞，故障率高，人工操作管理繁琐，监测手段要求高等缺点也影响了其使用。（2）ICEAS工艺传统SBR是问歇进水，切换频繁，并且至少需要两池以上来回倒换，很不方便，于是出现了连续进水的ICEAS工艺。该工艺的主要改进是在反应池中增加一道隔墙，将反

13、应池分隔为小体积的预反应区和大体积的主反应区，污水连续流人预反应区，然后通过隔墙下端的小孔以层流速度进人主反应区。在保持传统的SBR工艺特点的同时，该工艺省去了问歇进水的麻烦。但该工艺设备造价偏高，技术全部进口，操作运行要求严格。(3) CAST工艺CAST工艺是SBR工艺中脱氮除磷效率最好的一种，它对SBR工艺最大的改进是在反应池前段增加一个选择段，污水首先进入选择段，与来自主反应区的回流混合液混合，在厌氧条件下，选择段相当于前置厌氧池，为高效除磷创造了有利条件3。该工艺的另一个特点是利用同步硝化反硝化原理脱氮，在主反应区，反应时段前期控制溶解氧不大于0.5mg/L，处于缺氧工况，利用池中原

14、有的硝态氮反硝化，然后利用同步硝化产生的硝态氮反硝化；到反应时段后期。加大充氧量，使主反应区处于好氧工况，完成生物除磷反应，并保证出水有足够的溶解氧。CAST工艺设计和运行管理简单，处理效果稳定，已被多座中小型污水处理厂所采用，规模8万m/d的贵阳市小河污水处理厂以及深圳、天津及云南的一些污水处理厂都采用了该工艺。（4）UNITANK工艺UNITANK工艺是20世纪90年代比利时西格斯公司在三沟式氧化沟的基础上开发出来的。它由3个矩形池组成，其中外边两侧的矩形池既可做曝气池，又可做沉淀池，中问一个矩形池只做曝气池。该工艺连续进水、连续出水、常水位运行，具有脱氮功能及流程简单的特点，同时还有容积

15、利用率低、设备闲置率高、除磷功能差等不足，要求除磷时则需要化学除磷。5 曝气生物滤池工艺 曝气生物滤池是当前发展较快的一种新型生物处理技术，具有占地面积小、出水水质高、投资省、运行灵活方便、易于管理、抗冲击能力强等特点，在污水的有机物去除、硝化去氨、反硝化脱氮、除磷以及微污染水源水的预处理过程中有着较好的应用前景。 曝气生物滤池的基本原理是：在一级强化的基础上，以颗粒状填料及其附着生长的生物膜为主要处理介质，实现污染物在同一单元反应器内 除省去了二次沉淀设备。反应器内存在着不刚的好氧、缺氧区域，可同步实现硝化和反硝化，在去除有机物的同时达到脱氮的目的。该工艺存在的主要问题包括：进水一股要求进行

16、预处理，增加了工艺的复杂性；进水悬浮物较多时，运行周期短，反冲洗频繁；产生的污泥稳定性差，进一步处理比较困难；同步生物除磷效果不好一般多采用化学法进行，增加了药剂的使用量等等。发展趋势及应用 活性污泥工艺的发展趋势：通过几十年的研究与实践，活性污泥工艺已经成为一种比较完善的工艺。在池形、运行方式、曝气方式、载体等方面已经很难有较大的发展。用常规手段也已经很难在生物学方面有所突破。有学者认为该工艺未来两个大的方向是膜分离技术和分子生物学技术的应用。1 膜分离技术的应用用膜分离代替沉淀进行泥水分离，可带来活性污泥工艺的以下变化：不再存在污泥膨胀问题。在调控活性污泥系统时，不必再考虑污泥的沉降性能问

17、题，从而使工艺控制大大简化；曝气池的污泥浓度将大大提高(MLSS可以大于20000mg/L)从而使系统可在超大泥龄、超低负荷状态下运行，充分满足去除各种污染物质的需要；在同样的处理要求下，可使曝气池容积大大减小，节省处理厂的占地面积；污泥浓度的提高，将要求较高的曝气速率，因而纯氧曝气将随着膜分离而被大量采用。虽然膜分离目前还存在易堵塞等方面的问题，但这些问题正逐步得到解决。实际上，目前已有一批膜分离活性污泥系统在运行，如日本hiroshiwa市的Higashi污水处理厂的膜分离系统已连续运行3年。2 分子生物技术的应用目前分子生物技术已开始应用于污水处理领域。为搞清聚磷菌除磷的生化机理，已开始

18、用分子诊断技术获取聚磷菌的遗传信息。现在从活性污泥中已发现的30多种丝状菌中，只有4种准确命名及生物分类学定位，因为这些丝状菌大部分无法进行分离纯培养。目前正用分子诊断技术进行这些丝状菌的生物学定位，以进一步准确了解其特性。分子诊断技术的大量应用，活性污泥微生物基因库的建立，在此基础上用基因技术培育具有高效活性的污泥菌种，进一步提高处理效果，是未来发展的方向。参考文献：1 黄维生浅谈我国污水处理工程的现状西南给排水，2005，27(3): 24262 沈阳环境科学研究院，沈阳市环保振兴集团沈阳市中水回用规划R(20062010)20063 钱易，米祥友现代废水处理新技术M北京：中国科学技术出版

19、社，l9934 秦麟源新编废水生物处理M上海：同济大学出版社，l9895 喻洋斌，王敦球，张学洪，城市污水处理技术发展回顾与展望J广西师范大学学报(自然科学版)，2004，22(2): 81866 白韬光城市污水处理技术及其发展J机电设备，2003，20(3)：38427 李彦春，王志宏，汪立飞城市污水处理技术探讨J四川环境，2001，20(1)：4042528 周雹国内外城镇污水处理技术概况J天津市政设汁，2003(3)：74899 朱峰余建恒，霍颖怡等广州市大坦沙污水处理厂A/O法工艺参数的确定J冶金矿山设计与建设，2002，34(4)：262910 郑琴AB法在城市污水厂的应用介绍德国K

20、refeld污水处理厂J给水排水2000，26(12)：91211 张志刚，孟广明AB法污水处理工艺的特点及技术管理J青岛建筑工程学院学报2003，24(3)：576012 彭永臻SBR法的五大优点J中国给水排水，1993，9(2)：94l0113 羊寿生一体化活性污泥法UNITANK工艺及其应用J给水排水，199824(11)：l61914 冯生华污水处理新工艺UNITANK简介J城市环境与城市生态，199912(3)：6015 罗万申新型污水处理工艺MSBRJ中国给水排水，1999，15(6)：222416 赵耀，赵素君，孙成才等浅析氧化沟污水处理技术J中州建没，2006(7)：606117 马军，邱立平曝气生物滤池及其研究进展J环境工程2002，20(3)：71118 徐丽花，李亚新一种好氧生物处理有机废水的新工艺设备生物曝气滤池J给水排水1999，25(11)：l4指导教师意见：签字： 年 月 日系审查意见：签字： 年 月 日备注：