某污水處理工程畢業(yè)設(shè)計開題報告

1、 山東輕工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告課題名稱某特大型城市污水處理廠設(shè)計課題類型工程設(shè)計-x導(dǎo)師姓名學(xué)生姓名學(xué) 號專業(yè)班級環(huán)工1一、 常規(guī)設(shè)計選題城市污水處理廠設(shè)計，人口600萬，總設(shè)計規(guī)模14萬m3/h,進水指標(biāo)為：bod5 112mg/l,codcr 163 mg/l,ss 212 mg/l,nh3-h 6 mg/l。溫度21攝氏度。要求達(dá)到污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)二級標(biāo)準(zhǔn)。單位符號不對，西文字體應(yīng)該為新羅馬。表1 進水水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn) 項目codcr/（mgl-1）bod5/（mgl-1）ss/（mgl-1）nh3-h/（mgl-1）t()設(shè)計進水水質(zhì)163112212621排放標(biāo)準(zhǔn)100303

2、04要求給出廠區(qū)的縱向流程一張，采用比例尺1：1001:200。包括設(shè)計地面高程、構(gòu)筑物高程。單體構(gòu)筑物工藝圖，采用比例尺1：501:100應(yīng)表示出構(gòu)筑物平面和剖面的工藝布置、高程。二、選題的目的及意義隨著城市工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，城市人口的遞增，城市規(guī)模的擴大，工業(yè)廢水和生活污水排出量日益增多，大量未經(jīng)處理的污水直接排入周圍河流，致使城市周圍環(huán)境污染十分嚴(yán)重，不但直接污染了市區(qū)的地下飲用水，而且對河流下游地區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活造成了危害，人類和生物賴以生存的生態(tài)環(huán)境受到了日益嚴(yán)重的威脅。同時，水生態(tài)系統(tǒng)體現(xiàn)了人與水的和諧共存與協(xié)調(diào)發(fā)展，是城市生態(tài)系統(tǒng)的主要組成部分和關(guān)鍵因素，與一個城市的可持續(xù)發(fā)

3、展密切相關(guān)。因而，城市污水治理已成當(dāng)前迫切需要解決的問題之一。理論用于實踐，將自己在課堂上所學(xué)的知識，尤其是專業(yè)課知識用于本次畢業(yè)設(shè)計之中，以提高自己的工程設(shè)計能力，為自己將來走上工作崗位進行工程設(shè)計打下堅硬的基礎(chǔ)。通過畢業(yè)設(shè)計，能夠熟悉并掌握排水工程的設(shè)計內(nèi)容、設(shè)計原理、方法和步驟，能根據(jù)設(shè)計原始設(shè)計資料正確地選定設(shè)計方案，掌握污水廠設(shè)計的基本流程及各構(gòu)筑物的設(shè)計方法，熟悉設(shè)計計算書和設(shè)計說明書的編寫內(nèi)容和編制方法，并繪制工程圖紙。三、目前國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀目前，國內(nèi)外城市污水處理廠廠采用的工藝有普通活性污泥法、a/o生物脫氮活性污泥法、a/a/o生物脫氮除磷工藝、ab工藝、氧化溝法（循環(huán)混合

4、式活性污泥法）、sbr間歇時活性污泥法等工藝。1關(guān)于活性污泥法當(dāng)前流行的污水處理工藝有：ab法、sbr法、氧化溝法、普通曝氣法、a/a/o法、a/o 法等，這幾種工藝都是從活性污泥法派生出來的，且各有其特點。 ab法(adsorptionbiooxidation) 該法由德國bohuke教授首先開發(fā)。該工藝對曝氣池按高、低負(fù)荷分二級供氧，a級負(fù)荷高，曝氣時間短，產(chǎn)生污泥量大，污泥負(fù)荷2.5kgbod/(kgmlssd)以上，池容積負(fù)荷6kgbod/(m3d)以上；b級負(fù)荷低，污泥齡較長。a級與b級間設(shè)中間沉淀池。二級池子f/m(污染物量與微生物量之比)不同，形成不同的微生物群體。ab法盡管有節(jié)

5、能的優(yōu)點，但不適合低濃度水質(zhì)，a級和b級亦可分期建設(shè)。 sbr法(sequencing batch reactor) sbr法早在20世紀(jì)初已開發(fā)，由于人工管理繁瑣未予推廣。此法集進水、曝氣、沉淀、出水在一座池子中完成，常由四個或三個池子構(gòu)成一組，輪流運轉(zhuǎn)，一池一池地間歇運行，故稱序批式活性污泥法?，F(xiàn)在又開發(fā)出一些連續(xù)進水連續(xù)出水的改良性sbr工藝，如iceas法、cass法、idea法等。這種一體化工藝的特點是工藝簡單，由于只有一個反應(yīng)池，不需二沉池、回流污泥及設(shè)備，一般情況下不設(shè)調(diào)節(jié)池，多數(shù)情況下可省去初沉池，故節(jié)省占地和投資，耐沖擊負(fù)荷且運行方式靈活，可以從時間上安排曝氣、缺氧和厭氧的不

6、同狀態(tài)，實現(xiàn)除磷脫氮的目的。但因每個池子都需要設(shè)曝氣和輸配水系統(tǒng)，采用潷水器及控制系統(tǒng)，間歇排水水頭損失大，池容的利用率不理想，因此，一般來說并不太適用于大規(guī)模的城市污水處理廠 。 a/a/o法(anaerobicanoxicoxic)由于對城市污水處理的出水有去除氮和磷的要求，故國內(nèi)10年前開發(fā)此厭氧缺氧好氧組成的工藝。利用生物處理法脫氮除磷，可獲得優(yōu)質(zhì)出水，是一種深度二級處理工藝。a/a/o法的可同步除磷脫氮機制由兩部分組成：一是除磷，污水中的磷在厭氧狀態(tài)下(do0.3mg/l)，釋放出聚磷菌，在好氧狀況下又將其更多吸收，以剩余污泥的形式排出系統(tǒng)。二是脫氮，缺氧段要控制do12.5)，bo

7、d/tkn為1.53.5，cod/tp為3060，bod/tp為1640(一般應(yīng)20)。若降低污泥濃度、壓縮污泥齡、控制硝化，以去除磷、bod5和cod為主，則可用a/o 工藝。有的城市污水處理的出水不排入湖泊，利用大水體深水排放或灌溉農(nóng)田，可將脫氮除 磷放在下一步改擴建時考慮，以節(jié)省近期投資。 普通曝氣法及其變法 本工藝出現(xiàn)最早，至今仍有較強的生命力。普曝法處理效果好，經(jīng)驗多，可適應(yīng)大的污水量，對于大廠可集中建污泥消化池，所產(chǎn)生沼氣可作能源利用。傳統(tǒng)普曝法的不足之處是只能作為常規(guī)二級處理，不具備脫氮除磷功能。 近幾年在工程實踐中，通過降低普通曝氣池容積負(fù)荷，可以達(dá)到脫氮的目的；在普曝池前設(shè)置

8、厭氧區(qū)，可以除磷，亦可用化學(xué)法除磷。采用普通曝氣法去除bod5，在池型上有多種形式(如下文所述的氧化溝)，工程上稱為普通曝氣法的變法，亦可統(tǒng)稱為普通曝氣法。 氧化溝法 本工藝50年代初期發(fā)展形成，因其構(gòu)造簡單，易于管理，很快得到推廣，且不斷創(chuàng)新，有發(fā)展前景和競爭力，當(dāng)前可謂熱門工藝。氧化溝在應(yīng)用中發(fā)展為多種形式，比較有代表性的有：卡魯塞爾氧化溝、交替式氧化溝、orbal氧化溝、一體式氧化溝、u-型氧化溝等。 氧化溝一般不設(shè)初沉池，負(fù)荷低，耐沖擊，污泥少。建設(shè)費用及電耗視采用的溝型而變，如在轉(zhuǎn)碟和轉(zhuǎn)刷曝氣形式中，再引進微孔曝氣，加大水深，能有效地提高氧的利用率(提高20%)和動力效率達(dá)2.53.

9、0 kgo2/(kwh)。2、活性污泥法的新發(fā)展到目前為止， 對活性污泥法在運行方式上還沒有大的突破， 往往所作的是一些局部的改進， 但在曝氣方式上確取得了較大的成果， 如純氧曝氣、深井曝氣、射流曝氣， 采用微氣泡擴散器等， 這些都增大了氧轉(zhuǎn)移率、提高了氧的利用率使曝氣池中氧的濃度增加。如美日等國研制出的一種超微氣泡擴散器， 氣泡直徑50lm， 氧吸收率達(dá)90% ， reid engineering company of frederick shurg 等研制的氧化溝下表面曝氣也是一種曝氣方式的改進， 把沖刷曝氣改進透平曝氣避免了產(chǎn)生氣溶膠、飛濺、結(jié)冰等問題?；钚晕勰喾ǖ牧硪粋€發(fā)展趨勢就是朝多

10、功能方向發(fā)展， 采用的方法有： 培養(yǎng)馴化專用細(xì)菌，使活性污泥處理對象不局限于生活污水， 還可以處理如酚一類難降解的有毒有機物，甚至馴化可以處理象氰一類有劇毒的無機物；把活性污泥與其它處理方法結(jié)合起來，如活性炭活性污泥法， 它實際上是一種以活性污泥法形式的活性炭吸附、生物氧化法的綜合處理法； 固定活性污泥法是提供微生物附著的表面， 如合成纖維、塑料、細(xì)沙、粘土焦炭等， 使曝氣池同時存在附著相和懸浮相的生物；這些都提高了活性污泥的凈化效率，提高了抗有毒物質(zhì)等沖擊負(fù)荷的能力， 還具有脫色、脫氮、削減泡沫的效果， 國外已用于合成纖維、化工印染、煉油、煉焦等工業(yè)生產(chǎn)的污水處理；活性污泥法與厭氧工藝結(jié)合來

11、脫氮、脫磷等，最典型的工藝是a-o 流程?；钚晕勰喾ㄟ€可和化學(xué)法結(jié)合， 提高凈化多氯聯(lián)苯、有機磷的去除效果。四、工藝流程的確定（一）、備選方案的提出、傳統(tǒng)活性污泥法傳統(tǒng)活性污泥系統(tǒng)多采用矩形廓道式曝氣池，污水和回流污泥從池首進入，混合液以活塞流的流態(tài)逐漸向池尾流動，從池末端出水堰流出，進入二沉池，在二沉池中完成以活塞流的流態(tài)逐漸向池尾流動，從池末端出水堰流出，進入二沉池，在二沉池中完成泥水分離后處理水排放，沉淀污泥回流到曝氣池，進入下一個循環(huán)。該方法是早期開始使用的一種比較成熟的運行方式，處理效果好，運行穩(wěn)定，bod 去除率可達(dá)90%以上，適用于對處理效果和穩(wěn)定程度要求較高的污水，城市污水多采

12、用這種運行方式。原水格柵泵房沉砂池初沉池曝氣池排放消毒二沉池污泥回流圖1 傳統(tǒng)活性污泥法工藝流程、氧化溝又稱循環(huán)混合式活性污泥法。一般采用延時曝氣，同時具有去除bod5 和脫氮的功能，它采用機械曝氣，一般不設(shè)初沉池和污泥消化池。氧化溝處理效率為：bod5 和ss均為95%以上，總氮為70%80%。氧化溝具有工藝流程短，處理效率高。出水水質(zhì)穩(wěn)定，運行管理簡單等優(yōu)點。但占地面積過大。在流態(tài)上，氧化溝介于完全混合與推流之間。污水在溝內(nèi)的流速v 平均為0.4m/s,氧化溝總長為l，當(dāng)l 為100500m 時，污水完成一個循環(huán)所需時間約為420min，如水力停留時間定為24h,則在整個停留時間要做723

13、60 次循環(huán)?？梢哉J(rèn)為在氧化溝內(nèi)混合液的水只是幾近一致的，從這個意義來說，氧化溝內(nèi)的流態(tài)是完全混合式的。但是又具有某些推流式的特征，如在曝氣裝置的下游，溶解氧濃度從高向低變動，甚至可能出現(xiàn)缺氧段。氧化溝的這種獨特的水流狀態(tài)，有利于活性污泥的生物凝聚作用，而且可以將其區(qū)分為富氧區(qū)、缺氧區(qū)，用以進行硝化和反硝化，取得脫氮的效應(yīng)。常用的氧化溝系統(tǒng)由卡羅塞氧化溝、交替工作氧化溝及二沉池交替工作氧化溝。工藝流程為：轉(zhuǎn)刷進水二沉池出水污泥泵房干化設(shè)備回流污泥圖2 氧化溝工藝流程（二）、兩種工藝的比較表2活性污泥法和氧化溝工藝特點和適用范圍工藝名稱傳統(tǒng)活性污泥法氧化溝 優(yōu)點(1)活性污泥法適合處理城市污水，

14、并且其適合處理的水量比較大，處理效果比較好，可以除去污水中大部分的有毒有害的物質(zhì)；(2)活性污泥法利用活性微生物去氧化、分解、去除污水中的有機物，保持活性污泥的活性，就可以達(dá)到好的處理效果；(3)活性污泥法不需要濾料等微生物的載體，可避免濾料堵塞等一系列不良問題的出現(xiàn)；(4)活性污泥法的微生物繁殖較快，微生物的種類較多、世代時間短，可以保證活性污泥的活性；(5)活性污泥法對環(huán)境的適應(yīng)性較強；(6)活性污泥法工藝中的污泥接種和馴化的操作比較簡單、用時比較短，可以較快的投入運行；(7)活性污泥法對營養(yǎng)的要求比較低，一般c：n：p=100：5：1 即可滿足要求，而城市污水中的營養(yǎng)物質(zhì)可以滿足活性微生

15、物的營養(yǎng)要求，故不需要另外投加營養(yǎng)物質(zhì)，可以降低運行費用；(8)活性污泥法運行管理較方便，便于維修(1)工藝流程簡單，運行管理方便，氧化溝工藝不需要初沉池和污泥消化池，有此類氧化溝還可以和二沉池合建，省去污泥回流系統(tǒng)。(2)運行穩(wěn)定，處理效果好，氧化溝的bod平均處理水平可達(dá)95%左右。(3)能承受水量水質(zhì)的沖擊負(fù)荷，對濃度較高的工業(yè)廢水有較強的適應(yīng)能力，這主要是由于氧化溝水力停留時間長，泥齡長，一般為2030d，污泥在溝內(nèi)達(dá)到除磷脫氮的目的，脫氮效率一般80%，但要達(dá)到較高的除磷效果，則需要采取另外措施。(4)基建投資省，運行費用低和傳統(tǒng)活性污泥工藝相比，在去除bod，去除bod和nh3-n

16、及去除bod和脫氮情況下更省，同時統(tǒng)計表明在規(guī)模較小的情況下，氧化溝的基建投資比傳統(tǒng)活性污泥法更省。 缺點(1)對水質(zhì)、水量變化的適應(yīng)能力較低,運行效果易受水質(zhì)、水量變化的影響;(2)處理單元較多,操作管理復(fù)雜, 體積負(fù)荷率低，曝氣池龐大，占用土地較多，基建費用高。(3)在池末端可能出現(xiàn)供氧速率高于需氧速率的現(xiàn)象，會浪費了動力費用；(3)產(chǎn)生的污泥量大(1) 由于采用低負(fù)荷延時曝氣運行方式,池容大、曝氣時間長，建設(shè)費用和運行費用都較高，而且占地大；(2) 一般適用于處理水質(zhì)要求高的小型城鎮(zhèn)污水和工業(yè)污水，水量一般在1000m3/d以下。處理效率處理效果好：bod5的去除率可達(dá)90-95%；bo

17、d5 和ss均為95%以上，總氮為70%80%適用情況適用于中等濃度的大中型污水處理廠適用于中小型對出水要求較高的城鎮(zhèn)污水處理廠（三）、方案的確定根據(jù)污水的特點：（1）污水以有機污染物為主，bod/cod=0.70.3，可生化性較好，重金屬及其他難以生物降解的有毒有害污染物一般不超標(biāo)；（2）污水中主要污染物指標(biāo)bod、cod、ss都值都比較低，屬普通城市污水；（3）進水中nh3-h含量低于污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)二級標(biāo)準(zhǔn)，無需添加除氮工藝；4） 本課題污水處理量大，在達(dá)到污水處理要求的前提下，應(yīng)著重考慮工程占地面積和污水處理費用的節(jié)省。按城市污水處理和污染防治技術(shù)政策【】要求推薦，大于20 萬t/d

18、規(guī)模大型污水廠一般采用常規(guī)活性污泥法工藝，10-20 萬t/d 污水廠可以采用常規(guī)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(yīng)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。由上可見，對這樣的城市污水，其各項控制指標(biāo)的屬于普通城市污水的范圍之內(nèi)，且無需除氮，故該設(shè)計采用的處理方法為傳統(tǒng)的活性污泥法（推流法）。傳統(tǒng)活性污泥法可根據(jù)對廢水的處理程度的不同要求，靈活調(diào)節(jié)其運行方式。四、參考文獻(xiàn)1 伊武軍編著，資源、環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，北京:海洋出版社,2001

19、,33-362 閻世輝，關(guān)于我國水環(huán)境形勢的分析及政策建議,環(huán)境保護,2001,3:10-133 h. s. holt, sources of chemical contaminants and routes into the freshwaterenvironment, food and chemical toxicology,2000,38a21-274 張林生大學(xué)生畢業(yè)設(shè)計指南叢書 中國水利水電出版社 2002-8-15 沈光范.關(guān)于城市污水處理廠設(shè)計的若干問題j.中國給水排水，2000，16(3)：20-236 韓力平，王建龍，施漢昌,錢易，生物強化技術(shù)在難降解有機物處理中的應(yīng)用，環(huán)境科學(xué)，1999, 20（6):100-1027 huban c. m. et al, bioaugmentation put microbes to work,chemical engin