某開發(fā)區(qū)污水處理廠開題報告

本科生畢業(yè)設計(論文)開題報告2012年3月20日學生姓名學號2008專業(yè)給水排水工程題目名稱某開發(fā)區(qū)污水處理廠初步設計課題來源生產(chǎn)主要內(nèi)容1設計資料和參數(shù)?概況江蘇省徐州經(jīng)濟開發(fā)區(qū)位于徐州市東郊，區(qū)域規(guī)劃面積152.8平方公里，現(xiàn)有人口17萬人，是徐州市重點建設的綜合工業(yè)基地和高新技術產(chǎn)業(yè)中心。根據(jù)《徐州主城區(qū)用地規(guī)劃》，徐州經(jīng)濟開發(fā)區(qū)污水廠擬建于引線河東路和黃石路交界，引線河東路以東，黃石路以南地塊。本項目不考慮污水收集系統(tǒng)和尾水排放管線兩部分，只考慮污水處理廠的設計。水質以紡織、造紙等工業(yè)廢水為主，尾水排放標準執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)的規(guī)定一級B標準。?進水水質及水量污水是以工業(yè)廢水為主，進水量為3.8萬t/d，其污水來源有：紡織工業(yè)園紡織廢水、食品飲料產(chǎn)業(yè)廢水、光伏太陽能多晶硅產(chǎn)業(yè)廢水、生活小區(qū)生活廢水等。由按照《污水排入城市下水道水質標準》(CJ3082-99)中規(guī)定，要求工業(yè)企業(yè)排入城市下水道水質必須達到如下標準：CODcrW500mg/L，BOD5W300mg/L，SSW400mg/L，NH3-NW35mg/L,PH為6.0?9.0，色度＜80倍。?出水水質徐州經(jīng)濟開發(fā)區(qū)污水處理廠，對開發(fā)區(qū)生活污水、工業(yè)廢水處理達標后排放。按照城市總體規(guī)劃，尾水排放至尾水導流明渠，此明渠連通黃河故道，最終通向大海。為保證本地區(qū)主要水體環(huán)境質量最少達到《地表水環(huán)境質量標準》(GB3838-2002)中111類標準，徐州經(jīng)濟開發(fā)區(qū)污水處理廠尾水排放標準應執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)的規(guī)定一級B標準，設計出水水質如下：水質標準CODcr(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)nh3-n(mg/L)TN(mg/L)TP(mg/L)出水水質<60<20<20<8(15)<20<1.02設計內(nèi)容?根據(jù)生產(chǎn)廢水水質及排放水水質標準確定污水處理站的工藝流程；?根據(jù)選定的工藝流程，選定各類生產(chǎn)構(建)筑物的形式和設備及其工藝設計計算；?污水處理站內(nèi)各類管道的定線和水力計算；?污水處理站內(nèi)輔助建筑物及其它設施的選定；?污水處理站的平面布置和高程布置。

1國內(nèi)外污水處理方法、技術、工藝在我國，絕大部分江河湖泊都不同程度地受到污染。這主要是與我國的經(jīng)濟發(fā)展狀況及污水處理水平有關。我國目前工業(yè)廢水治理率不足70%，達標率不到50%，年排放18900896t生活污水，其中80%未經(jīng)處理直接排放。水體質量正逐步惡化，如果不采取行之有效的措施，有朝一日，惡化的水體將對人類的生存造成威脅。采取的主要技術路線或方法自從改革開放以來，隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，城市污水排放量持續(xù)增加。1997年,全國城市污水年排放量達到351億m3,而污水處理率只有25.84%,其中集中處理率僅為采取的主要技術路線或方法傳統(tǒng)上廢水的處理方法分為物理法、化學法和生物法。物理法的去除對象是水中不溶解的懸浮物質。化學法是指向廢水中投加化學物質，通過化學反應達到凈化廢水的目的。生物法指采取一定的人工措施，創(chuàng)造微生物生長、繁殖的環(huán)境，使微生物大量繁殖，從而提高微生物氧化、分解有機污染物的一種技術。生物法主要用于去除廢水中呈溶解態(tài)和膠態(tài)的有機物，與物理和化學法相比，生物處理在去除廢水中有機碳、硫、氮、磷等污染物質方面，存在許多優(yōu)越之處。目前，城市污水處理主要采用生物活性污泥法。生物活性污泥法有多種處理工藝，城市二級污水處理廠常用的工藝方法有：普通曝氣法、A—B法(二段曝氣法)、A/O除磷工藝、A/O脫氮工藝、A/O除磷脫氮工藝、氧化溝工藝、SBRX藝等。按照構筑物的組成形式，運行性能以及運行操作方式的不同，已有的生物除磷脫氮工藝可分成A/O系列、氧化溝系列和序批式反應器(SBR)系列等。隨著各個系列不斷地發(fā)展和改進，形成了目前的較典型的工藝，如A/O工藝、UCTX藝、改良UCTX藝、CCAS工藝、人2/。工藝、改良A/OX藝、倒置A2/OX藝、Orbal氧化溝工藝、Carrousel氧化溝工藝、ICEAS工藝、CASTX藝、百樂克工藝等。國外污水處理的方法和技術都比較的先進，除上述的工藝，現(xiàn)在污水處理的方向向著費用低、去除效率高的方向發(fā)展，國外也在積極地研究污水處理的新方法，比如植物吸收法、陽光照射法、電子流法、電滲析法等等。2工業(yè)廢水處理工藝氧化溝氧化溝是活性污泥法的一種變型，其曝氣池呈封閉的溝渠型，所以它在水力流態(tài)上不同于傳統(tǒng)的活性污泥法，它是一種首尾相連的循環(huán)流曝氣溝渠，污水滲入其中得到凈化，最早的氧化溝渠不是由鋼筋混凝土建成的，而是加以護坡處理的土溝渠，是間歇進水間歇曝氣的，從這一點上來說，氧化溝最早是以序批方式處理污水的技術。氧化溝(OxidationDitch)污水處理的整個過程如進水、曝氣、沉淀、污泥穩(wěn)定和出水等全部集中在氧化溝內(nèi)完成，最早的氧化溝不需另設初次沉淀池、二次沉淀池和污泥回流設備。后來處理規(guī)模和范圍逐漸擴大，它通常采用延時曝氣，連續(xù)進出水，所產(chǎn)生的微生物污泥在污水曝氣凈化的同時得到穩(wěn)定，不需設置初沉池和污泥消化池，處理設施大大簡化。但是隨著氧化溝技術的發(fā)展，它早已超出原先的實踐范圍，出現(xiàn)了一系列除磷脫氮技術與氧化溝技術相結合的污水處理工藝流程。按照運行方式，氧化溝可以分為連續(xù)工作式、交替工作式和半交替工作式。連續(xù)工作式氧化溝，我國應用比較多，這些氧化溝通過設置適當?shù)娜毖醵?、厭氧段、好氧段都能取得較好的除磷脫氮效果。連續(xù)工作式氧化溝又可分為合建式和分建式。交替工作式氧化溝一般采用合建式，多采用轉刷曝氣，不設二沉池和污泥回流設施。交替工作式氧化溝又可分為單溝式、雙溝式和三溝式，交替式氧化溝兼有連續(xù)式氧化溝和SBR工藝的一些特點，可以根據(jù)水量水質的變化調(diào)節(jié)轉刷的開停，既可以節(jié)約能源，又可以實現(xiàn)最佳的除磷脫氮效果。氧化溝具有以下特點：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。有些類型氧化溝還可以和二沉池合建，省去污泥回流系統(tǒng)。運行穩(wěn)定，處理效果好。氧化溝的BOD平均處理水平可達到95%左右。能承受水量、水質的沖擊負荷，對濃度較高的工業(yè)廢水有較強的適應能力。這主要是由于氧化溝水力停留時間長、泥齡長和循環(huán)稀釋水量大。污泥量少、性質穩(wěn)定。由于氧化溝泥齡長。一般為20?30d，污泥在溝內(nèi)已好氧穩(wěn)定，所以污泥產(chǎn)量少從而管理簡單，運行費用低?？梢猿酌摰?。可以通過氧化溝中曝氣機的開關，創(chuàng)造好氧、缺氧環(huán)境達到除磷脫氮目的，脫氮效率一般大于80%oCarrousel氧化溝脫氮效果可以達到90%以上，但除磷效果則在50%左右。基建投資省、運行費用低。和傳統(tǒng)活性污泥法工藝相比，在去除BOD、去除BOD和NH3-N及去除BOD和脫氮三種情況下，基建費用和運行費用都有較大降低，特別是在去除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)活性污泥法節(jié)省更多。氧化溝為一個多溝串聯(lián)系統(tǒng)，進水與活性污泥混合后沿箭頭方向在溝內(nèi)不停的循環(huán)流動，采用表面機械曝氣器，每溝渠的一端各安裝一個?？拷貧馄飨掠蔚膮^(qū)段為好氧區(qū)，處于曝氣器上游和外環(huán)的區(qū)段為缺氧區(qū)，混合液交替進行好氧和缺氧，不僅提供了良好的生物脫氮條件，而且有利于生物絮凝，使活性污泥易于沉淀。所以該系統(tǒng)在世界各地應用廣泛。SBRTS間歇式活性污泥法(SequencingBatchReactorActivatedSludgeProcess,簡稱SBR)。SBR以其獨特的優(yōu)點成為近年來國內(nèi)外廣泛重視和研究較多的一種污水生物處理新技術。在20世紀80年代，國外對其研究進入了工業(yè)化生產(chǎn)階段，繼后，日本、美國、澳大利亞等國的技術人員陸續(xù)對其進行了大量的研究。我國在80年代中期也開始了這方面的應用研究。間歇式活性污泥法的核心是反應池，該池集水質均化、初次沉淀、生物降解、二次沉淀等功能于一體，整個工藝簡潔，運行操作可通過自動控制裝置完成，管理簡單，投資較省。間歇式活性污泥法中“間歇式”包含兩層含義：一是運行操作在空間上按序列、間歇的方式進行，由于污水大都是連續(xù)或半連續(xù)排放，處理系統(tǒng)中至少需要2個或多個反應器交替運行，因此，從總體上污水是按順序依次進入每個反應器，而各反應器相互協(xié)調(diào)作為一個有機的整體完成污水凈化功能，但對每一個反應器則是間歇進水和間歇排水；二是每個反應器的操作分階段、按時間順序進行，典型SBR工藝的一個完整運行周期由五個階段組成，即進水階段、反應階段、沉淀階段、排水階段和閑置階段，從第一次進水開始到第二次進水開始稱為一個工作周期。(1)進水階段進水階段是反應池在短時間內(nèi)接納需要處理的污水，同時起到調(diào)節(jié)和均質的作用，此階段曝氣或不曝氣。將原廢水或經(jīng)預處理后的廢水引入SBR反應器，此時反應器中已有一定數(shù)量的滿足處理要求的活性污泥。充水所需的時間隨處理規(guī)模和反應器容積的大小及被處理廢水的水質而定，一般為幾個小時。由于SBR工藝是間歇進水的，即在每個運行周期之初將廢水在較短的時間內(nèi)投入反應器，待反應器充水到一定位置后再進行下一步的反應過程。而在每個運行周期之末，經(jīng)過反應、沉淀、排水排泥及閑置過程后，反應器中保留了一定數(shù)量的活性污泥。很明顯，在反應器充水的初期，反應器內(nèi)液相的污染物濃度是不大的，但隨著污水的不斷投入，污染物的濃度將隨之不斷提高。在廢水的投加過程中，SBR反應器內(nèi)也會存在著污染物的混合和被活性污泥吸附、吸收和氧化等作用。隨著液相污染物濃度的不斷提高，這種吸附、吸收和氧化作用也隨之加快。反應階段反應階段是停止進水后的生化反應過程，根據(jù)需要可以在好氧或缺氧條件下進行，也可在兩種條件下交替進行，但一般以好氧為主。在反應階段，活性污泥微生物周期性的處于高濃度及低濃度基質的環(huán)境中，反應器也相應的形成厭氧-缺氧-好氧的交替過程，使其不僅據(jù)用良好的有機物處理效能，而且據(jù)用良好的脫氮除磷效果。在SBR反應器運行過程中，隨反應器內(nèi)反應時間的延長，其基質濃度也由高到底變化，微生物經(jīng)歷了對數(shù)增長期、減速增長期和衰減期，其降解有機物的速度也相應的由零級反應向一級反應過度。反應期所需的反應時間是確定SBR處理工藝的一個非常重要的工藝設計參數(shù)。其取值的大小將直接影響處理工藝運行周期的長短。反應時間可通過對不同類型的廢水進行研究，求出不同時間內(nèi)污染物濃度隨時間的變化規(guī)律來確定。沉淀階段沉淀階段停止曝氣，進行泥水分離。和傳統(tǒng)活性污泥處理工藝一樣，沉淀過程的功能是澄清出水、濃縮污泥。在SBR法中澄清出水是更為重要的。SBR反應器本身就是一個沉淀池，它避免了在連續(xù)流活性污泥法中泥水混合液必須經(jīng)過管道流入沉淀池沉淀的過程，從而有可能使部分剛剛開始絮凝的活性污泥重新破碎的現(xiàn)象。(4)排水階段SBR反應器中的混合液在經(jīng)過一定時間的沉淀后，將反應器中的上清液排出反應器，然后將相當長反應過程中生長而產(chǎn)生的污泥量排出反應器，以保持反應器內(nèi)一定數(shù)量的污泥。(5)閑置階段閑置期的功能是在靜置無進水的條件下，使微生物通過內(nèi)源呼吸作用恢復其活性，并起到一定的反硝化作用而進行脫氮，為下一個周期創(chuàng)造良好的初始條件。通過閑置期后的活性污泥處于一種營養(yǎng)物的饑餓狀態(tài)，單位重量的活性污泥具有很大的吸附表面積，因而一旦進入下一個運行周期進水期時，活性污泥便可充分發(fā)揮其較強的吸附能力而有效的發(fā)揮其初始去除作用。閑置期的設置是保證SBR工藝處理出水水質的重要內(nèi)容。閑置期所需的時間也取決于所處理的廢水種類、處理負荷和所要達到的處理效果。SBRH藝的優(yōu)點：工藝流程簡單，節(jié)省基建與運行費用；運行靈活、耐沖擊負荷；脫氮除磷效果好；污泥沉降性能良好；耐沖擊負荷，處理有毒和高濃度有機廢水的能力強；SBR工藝的缺點：廢水排放規(guī)律與SBR間歇進水的要求存在不匹配問題，特別是水量較大時，需多套反應池并聯(lián)運行，增加了控制系統(tǒng)的復雜性；由于排水時間短(間歇排水時)，并且排水時要求不攪動沉淀污泥層，因而需要專門的排水設備(潷水器)，且對潷水器的要求很高；后處理設備要求大：如消毒設備很大，接觸池容積也很大，排水設施如排水管道也很大；潷水深度一般為1?2m，這部分水頭損失被白白浪費，增加了總揚程；由于不設初沉池，易產(chǎn)生浮渣，浮渣問題尚未妥善解決；SBR的工藝流程圖：出水出水A2/O工藝A2/O工藝亦稱A-A-O工藝，是英文Anaerobic-Anoxic-Oxic第一個字母的簡稱（生物脫氮除磷）。按實質意義來說，本工藝稱為厭氧-缺氧-好氧法，生物脫氮除磷工藝的簡稱。A2/O工藝是流程最簡單，應用最廣泛的脫氮除磷工藝。污水首先進入?yún)捬醭?，兼性厭氧菌將污水中的易降解有機物轉化成VFAs?；亓魑勰鄮氲木哿拙鷮Ⅲw內(nèi)的聚磷分解，此為釋磷，所釋放的能量一部分可供好氧的聚磷菌在厭氧環(huán)境下維持生存，另一部分供聚磷菌主動吸收VFAs，并在體內(nèi)儲存PHB。進入缺氧區(qū)，反硝化細菌就利用混合液回流帶入的硝酸鹽及進水中的有機物進行反硝化脫氮，接著進入好氧區(qū)，聚磷菌除了吸收利用污水中殘留的易降解BOD夕卜，主要分解體內(nèi)儲存的PHB產(chǎn)生能量供自身生長繁殖，并主動吸收環(huán)境中的溶解磷，此為吸磷，以聚磷的形式在體內(nèi)儲存。污水經(jīng)厭氧，缺氧區(qū)，有機物分別被聚磷菌和反硝化細菌利用后濃度已很低，有利于自養(yǎng)的硝化菌的生長繁殖。最后，混合液進入沉淀池，進行泥水分離，上清液作為處理水排放，沉淀污泥的一部風回流厭氧池，另一部分作為剩余污泥排放。本工藝在系統(tǒng)上可以稱為最簡單的同步脫氮除磷工藝，總的水力停留時間少于其他同類工藝。而且在厭氧-缺氧-好養(yǎng)交替運行條件下，不易發(fā)生污泥膨脹。運行中切勿投藥，厭氧池和缺氧池只有輕緩攪拌，運行費用低。該工藝處理效率一般能達到：BOD5和SS為90%~95%，總氮為70%以上，磷為90%左右，一般適用于要求脫氮除磷的大中型城市污水廠。但A2/OX藝的基建費和運行費均高于普通活性污泥法，運行管理要求高，所以對目前我國國情來說，當處理后的污水排入封閉性水體或緩流水體引起富營養(yǎng)化，從而影響給水水源時，才采用該工藝。A2/O工藝的優(yōu)點：（1） 本工藝在系統(tǒng)上可以稱為最簡單的同步脫氮除磷工藝，總的水力停留時間少于其他同類工藝（2） 在厭氧（缺氧）、好氧交替運行條件下，絲狀菌不能大量增殖，無污泥膨脹之虞，SVI值一般均小于100（3） 污泥中含磷濃度高，具有很高的肥效（4） 運行中勿需投藥，兩個A斷只用輕緩攪拌，并不增加溶解氧濃度，運行費用低。A2/O工藝的缺點：（1） 除磷效果難于再行提高，污泥增長有一定的限度，不易提高，特別是當P/BOD值高時更是如此（2） 脫氮效果也難于進一步提高，內(nèi)循環(huán)量一般以 2Q為限，不宜太高（3） 進入沉淀池的處理水要保持一定濃度的溶解氧， 減少停留時間，防止產(chǎn)生厭氧狀態(tài)和污泥釋放磷的現(xiàn)象出現(xiàn)、但溶解氧濃度也不宜過高，以防循環(huán)混合液對缺氧反應器的干擾A2/O工藝流程圖：3處理工藝的比較及確定?水質分析開發(fā)區(qū)排放的污水量為3.8萬t/d，屬于小型污水處理廠，95%都來自工業(yè)廢水，大部分來自為紡織、造紙企業(yè)，工業(yè)廢水進水中BOD5為270mg/L，CODcr為500mg/L，SS為400mg/L，PH為6?9,色度為80倍。廢水中SS比較的高，BOD5/CODCr的比值為0.54>0.45，該廢水適于生物處理，同物理法、化學法相比較最大的優(yōu)勢是，生物法運行成本低，效率也高，同時二次污染相對物理化學的辦法也低很多，如果用物理化學來出來到生物發(fā)這個水平，處理費用是很大的。再則生物處理工藝比較成熟，處理效率高，CODCr、BOD5去除率高，一般可達80%?90%以上，因此生物處理在工業(yè)廢水處理中，得到了充分重視和廣泛采用。?確定工藝流程A2/O工藝一般適合于大型的污水處理廠，小型的污水處理廠用的最廣泛的是氧化溝和SBRX藝，還有A2/O工藝控制起來較麻煩，土建造價高，污泥內(nèi)回流量大，沼氣回收利用經(jīng)濟效益差，污泥滲出液需化學除磷，能耗較高，再則考慮到占地面積、費用等方面反應池容積比A/O脫氮工藝還要大。相對于SBR工藝和氧化溝工藝存在明顯的差距，故本設計在SBR和氧化溝之間選擇。SBR工藝和氧化溝工藝的有機物效率都很高，有的還能脫氮、除磷或既脫氮又除磷，而且處理設施十分簡單，管理非常方便，是目前國際上公認的高效、簡化的污處理工藝。SBR工藝中一個周期的沉淀時間是由活性污泥界面的沉速、MLSS濃度、水溫等因素決定的，渾水時間是由潷水器的長度、上清液的潷除速率等因素決定的，對于一個固定的反應系統(tǒng)，沉淀時間和潷水時間的和基本上是固定的，一般都不應小于2小時，因此，每個周期的時間短，反應時間所占的比例就低，反應池的體積利用系數(shù)降低。對于污泥穩(wěn)定要求不高的污水廠，選擇SBR工藝不利。此外SBR工藝需要頻繁地開停進水閥門、曝氣設備、潷水器等，因此，對自控設備的要求比較高，目前，某些國產(chǎn)設備的質量尚不過關，如果考慮進口，自控系統(tǒng)所占的投資比例將增加，而且將增大維修費用;還有采用SBR工藝占地規(guī)模大，處理水量較小。Carrousel氧化溝工藝使用定向控制的曝氣和攪動裝置，向混合液傳遞水平速度，從而使被攪動的混合液在氧化溝閉合渠道內(nèi)循環(huán)流動。因此氧化溝具有特殊的水力學流態(tài)，既有完全混合式反應器的特點，又有推流式反應器的特點，溝內(nèi)存在明顯的溶解氧濃度梯度。（1）在處理某些工業(yè)廢水時尚需預處理，但在處理城市污水時不需要預沉池；（2）污泥穩(wěn)定，不需消化池可直接干化；（3）工藝極為穩(wěn)定可靠；（4）工藝控制極其簡單；（5）系統(tǒng)性能顯示，BOD降解率達95%?98%，COD降解率達90%?95%，同時具有較高的脫氮除磷功效；（6）Carrousel氧化溝系統(tǒng)不再使用臥式轉刷曝氣機而采用立式低速攪拌機，使溝式可增加到5m甚至8m，從而使曝氣池的占地面積大大減小；（7）Carrousel氧化溝從“田徑跑道”式向“同心圓”式轉化，池壁共用，降低了占地面積和工程造價。氧化溝沒備基