给水排水专业污水处理厂毕业设计方案开题报告.doc

本科毕业设计(论文)
开题报告（含论文综述）

学 院： 能源与环境学院
所属教研室： 给水排水工程教研室
课题名称： 芜湖县产业集聚区污水处
理厂初步设计
专业(方向)： 给水排水工程
班 级：给排12-1学号：4120
学 生： 梁杰
指引教师： 职称：
开题日期： 3月 日

一、毕业设计（论文）选题目和意义。
1.课题名称：芜湖县产业集聚区污水解决厂初步设计
依照《芜湖县产业集聚区污水解决厂初步设计》论文任务书，规定完毕该区排水工程规划设计。本工程为该县排水工程初步设计，工厂所产生工业污水进行内部解决，其出水水质达到排放原则后再排入市政污水管网系统，解决水规定达到《城乡污水解决厂污染物排放原则》（GB18918-）一级B类，回归自然水体。鉴于污水管网所收集污水多为生活污水，污水解决厂所选取解决工艺除了去除有机物功能外，还需要具备一定脱氮除磷功能，以防止污水排入B江导致水体富营养化。
污水解决厂尽量采用比较成熟解决工艺，此外，依照污水解决规模和解决方案比选，可选定水厂解决工艺流程和拟定解决构筑物类型与数量，然后进行解决构筑物和设备工艺设计计算，以及污水厂各构筑物以及各种管渠等总体布置，编制整个排水工程设计计算书和阐明书，并绘制工程设计图纸。

2. 课题有关资料：
（1）污水解决厂设计规模按五万立方米/天进行设计。
（2）污水进水、出水水质原则及污染物解决限度：
水质指标
设计进水水质（mg/L）
设计出水水质（mg/L）
去除率（%）
BOD5
125
20
94.00
CODcr
560
60
89.30
SS
165
20
87.90
NH3-N
30
8
73.30
TN
45
20
55.60
TP
4.5
1
77.80
3 目和意义
水是生命源泉，人离不开水。水一旦被污染，它对人类身体危害、生态环境破坏也是显而易见。水污染问题已成为世界各国关注问题。如今水污染对人类生存安全构成重大威胁，成为人类健康、经济和社会可持续发展重大阻碍。随着国内都市化进程加快,当前,中小都市(镇)污水排放量约占全国污水排放总量一半以上,随着城乡建设迅速发展,生活污水和工业废水排放量将会数倍、甚至十几倍增长,势必加剧水环境恶化。因而，作为都市水环境污染防治重要办法和手段之一，污水解决设施建设和运营越来越受到政府和社会各界高度注重。
3.都市污水解决技术现状和发展趋势
（1）污水解决技术
1）活性污泥法
当前流行污水解决工艺有:AB法、SBR法、氧化沟法、普通曝气法、A/A/O法、A/O法等，均从活性污泥法派生出来,且各有其自身特点。
①AB法(Adsorp tion-Biooxidation)
该法由德国Bohuke专家一方面开发。该工艺对曝气池按高、低负荷分二级供氧，A级负荷高，曝气时间短，产生污泥量大，污泥负荷2.5kgBOD/(kgMLSS·d)以上，池容积负荷6kgBOD/(m3·d)以上；B级负荷低，污泥龄较长。A级与B级间设中间沉淀池。二级池子F/M(污染物量与微生物量之比)不同，形成不同微生物群体。AB法尽管有节能长处，但不适合低浓度水质，A级和B级亦可分期建设。
②SBR法(Sequencing Batch Reactor)
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毕，常由四个或三个池子构成一组，轮流运转，一池一池地间歇运营，故称序批式活性污泥法。这种一体化工艺特点是工艺简朴，由于只有一种反映池，不需二沉池、回流污泥及设备，普通状况下不设调节池，多数状况下可省去初沉池，故节约占地和投资，耐冲击负荷且运营方式灵活，可以从时间上安排曝气、缺氧和厌氧不同状态，实现除磷脱氮目。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，池容运用率不抱负，因而，普通来说并不太合用于大规模都市污水解决厂。
③氧化沟法
氧化沟法是在20世纪50年代初期发展而形成，因其构造简朴，易于管理，不久得到了推广应用，且不断创新。当前，氧化沟在应用中比较有代表性形式有:1.帕式，简称单沟式，表面曝气采用转刷曝气，水深普通在2.5-3.5m；2.奥式，简称同心圆式，实际应用多为椭圆形三环道构成，3个环道采用不同DO，如外环为0、中环为1、内环为2,有助于脱氮除磷。采用转碟曝气,水深普通在4.0-4.5m；3.卡式,简称循环折流式，采用倒伞形叶轮曝气，水深普通在3.0m左右，但污泥易于沉积，其因素是供氧与流速有矛盾；4.三沟式氧化沟( T型氧化沟)，该工艺由3个池构成，中间作曝气池，左右2个池兼作沉淀池和曝气池。其特点是采用转刷曝气、水浅、占地面积大、不设厌氧池，不具备除磷功能。但复杂控制仪表增长了运营管理难度。
氧化沟普通不设初沉池，负荷低，耐冲击，污泥少。建设费用及电耗视采用沟型而变，如在转碟和转刷曝气形式中，再引进微孔曝气，加大水深，能有效地提高氧运用率(提高20%)和动力效率。
④普通曝气法
普通曝气法浮现得最早，其实际解决效果好，可解决大污水量，对于大工厂可集中建设污泥消化池，所产生沼气可作能源运用。老式普曝法局限性之处是只能作为常规二级解决，不具备脱氮除磷功能。近几年,在工程实践中，通过减少普通曝气池容积负荷，可以达到脱氮目；在普通曝气池前设立厌氧区，可以除磷，亦可用化学法除磷。
⑤A/A/O工艺(Anaerobic-Anoxic-Oxic)
由于对都市污水解决出水有去除氮和磷规定，故国内前开发此厌氧—缺氧—好氧构成工艺。运用生物解决法脱氮除磷，可获得优质出水，是一种深度二级解决工艺。A/A/O法可同步除磷脱氮机制由两某些构成：一是除磷，污水中磷在厌氧状态下(DO<0.3mg/L)，释放出聚磷菌，在好氧状况下又将其更多吸取，以剩余污泥形式排出系统。二是脱氮，缺氧段要控制DO<0.7 mg/L，由于兼氧脱氮菌作用，运用水中BOD作为氢供应体(有机碳源)，将来自好氧池混合液中硝酸盐及亚硝酸盐还原成氮气逸入大气，达到脱氮目。
2）曝气生物滤池
曝气生物滤池实质上是常说生物接触氧化池，相称于在曝气池中添加供微生物栖附填(滤)料，在填料下鼓气，是具备活性污泥特点生物膜法。曝气生物滤池(BAF)70年代末来源于欧洲大陆，已发展为法、英等国设备制造公司技术和设备产品。由于选用填料不同，以及与否有脱氮规定，设计工艺参数是不同，如规定解决出水BOD5、SS＜20mg/L，去除BOD5达90%以上工艺，其容积负荷为0.7—3.0 kgBOD5/(m3·d)，水力停留时间1-2h；以硝化(90%以上)为主工艺，其容积负荷为0.5—2.0kgBOD5/(m3·d)，水力停留时间2-3h。该法解决都市污水，在国内尚需积累经验，解决规模不适当过大。
（2）活性污泥工艺发展趋势
通过几十年研究与实践，活性污泥工艺已经成为一种比较完善工艺。在池形、运营方式、曝气方式、载体等方面已经很难有较大发展。用常规手段也已经很难在生物学方面有所突破。有学者以为该工艺将来两个大方向是膜分离技术和分子生物学技术应用。
1）膜分离技术应用
用膜分离代替沉淀进行泥水分离，可带来活性污泥工艺如下变化：
　　①不再存在污泥膨胀问题。在调控活性污泥系统时，不必再考虑污泥沉降性能问题，从而使工艺控制大大简化；
　　②曝气池污泥浓度将大大提高(ＭＬＳＳ可以不不大于0ｍｇ/Ｌ)从而使系统可在超大泥龄、超低负荷状态下运营，充分满足去除各种污染物质需要；
　　③在同样解决规定下，可使曝气池容积大大减小，节约解决厂占地面积；
　　④污泥浓度提高，将规定较高曝气速率，因而纯氧曝气将随着膜分离而被大量采用。
膜分离技术具备解决效率高、出水水质好、流程简朴、操作管理以便等突出特点。此后，随着膜材料及膜分离技术完善，具备抗污染性强、易清洗，能适于高温、高pH值等特点优质膜浮现，将会使膜污染问题逐渐得到解决。同步，膜质量提高和成本减少，也会使膜分离工艺投资成本随之减少。通过对微滤、超滤、纳滤和反渗入等各种膜技术有机组合，将更能充分发挥各种膜分离技术特性，从而形成更加高效、完整解决系统，以适应不同水质污水解决规定，得到符合回用原则优良出水水质。
②分子生物技术
分子生物技术已开始应用于污水解决领域。为摸索聚磷菌除磷生化机理，已开始用分子诊断技术获取聚磷菌遗传信息。在活性污泥中已经发现30各种丝状菌，其中只有4种被精确命名及生物分类学定位，由于这些丝状菌大某些无法进行分离和纯培养。当前，用分子诊断技术将进行这些丝状菌进行生物学定位，以进一步精确理解其特性。随着分子诊断技术大量应用和活性污泥微生物基因库建立，并在此基本上，采用基因技术哺育具备高效活性污泥菌种，进一步提高解决效果将是将来发展方向。

二、设计或研究重要内容和重点，预期达到目的及拟解决重要问题和技术核心。
1．污水解决厂设计
（1）污水解决厂址选取
新城区所建设污水解决厂应在县城下游，从而减少了污水厂对城区给水水源影响。最佳以便解决后水排放时更接近受纳水体，并且厂区离城乡、工厂厂区和生活有一定距离。污水厂用地应符合原则，尽量做到少占用地。
（2）污水解决工艺选定
污水解决工艺流程选定，如下列各项因素作为根据：污水解决限度、工程造价与运营费用、原污水水量和污水流入工况、以及工程施工难易限度等，并对各项因素加以综合考虑，进行各种方案经济技术比较，以选定技术可行、先进，经济合理污水解决工艺流程。工艺流程由完整二级解决系统和污泥解决系统构成，一级解决是由隔栅，沉砂池和初次沉砂池构成，以去除污水中某些固体污染物质，二级解决通过方案必选后再做选定，污泥通过解决后外运。
（3）解决构筑物和设备工艺设计计算
选定污水解决工艺，可进而依照解决污水总量和出水水质规定拟定解决构筑物类型和数量，以及所选用设备，并对所选解决构筑物和设备进行工艺设计计算，从而拟定它们尺寸、构造等设计参数。
（4）污水厂平面布置
进行污水厂厂区平面规划和布置，涉及各解决单元构筑物；连通各解决构筑物之间管、渠及其他管线；辅助性建筑物；道路以及绿地等平面位置。
（5）污水厂高程布置
拟定各解决构筑物和泵房标高，拟定解决构筑物之间连接管渠尺寸及其标高，通过计算拟定各部位水面标高，从而可以使污水解决沿流程在解决构筑物之间畅通地流动，保证污水解决厂正常运营。
（6）绘制污水厂平面布置图和污水解决流程高程图
2．编写设计计算书、阐明书
整顿各个阶段设计计算，编写设计计算书，详细阐明设计计算内容，以及所根据原理和规范，从而完毕毕业设计。

三、研究方案：
1.污水解决工艺比选
（1）出水水质规定
规定出水水质达到《城乡污水解决厂污染物排放原则》（GB18918-）一级B类，某些指标接近一级A类，排放污水中各污染物浓度规定如下表
SS（mg/l）
COD（mg/l）
BOD5（mg/l）
TP（mg/l）
NH3-N（mg/l）
≤20
≤60
≤20
≤1
≤8

（2）A/A/O活性污泥法
A/A/O活性污泥法多采用矩形廓道式曝气池，经一级解决污水和回流污泥一方面进入厌氧池，除磷菌在厌氧池中完毕释放磷和摄取有机物。混合液从厌氧池进入缺氧池，重要进行脱氮，硝态氮是通过内循环由好氧池送来，循环混合液量较大，普通为2倍进水量。然后，混合液从缺氧池进入好氧池---曝气池，该反映池具备去除BOD，硝化和吸取磷等功能。最后，混合液进入沉淀池进行泥水分离，上清液作为解决水排放，沉淀污泥一某些回流到厌氧池，另一某些作为剩余污泥排放。本工艺在系统上可以称为最简朴同步脱氮除磷工艺，总水力停留时间少于其她同类工艺。并且在厌氧池（缺氧）、好氧交替运营条件下，不易发生污泥膨胀。运营中勿需投药，厌氧池和缺氧池只用轻缓搅拌，运营费用低。此外，该办法是运营方式比较成熟，解决效果好，运营稳定，BOD去除率可达90%以上，合用于对解决效果和稳定限度规定较高污水，都市污水解决普通采用A2/O法。
A/A/O解决工艺流程图：
格栅
提高泵站房
沉砂池
砂水分离
砂
初沉池
厌氧池
缺氧池
好 氧
二沉池
接触池
排放
消毒剂
初沉污泥
泵房
浓缩池
贮泥池
脱水间
泥饼
进水

（3）氧化沟
氧化沟又称循环混合式活性污泥法。普通采用延时曝气，同步具备去除BOD5 和脱氮功能，它采用机械曝气，普通不设初沉池和污泥消化池。氧化沟解决效率为：BOD5 和SS均为95%以上，总氮为70%-80%。氧化沟具备工艺流程短，解决效率高。出水水质稳定，运营管理简朴等长处，但占地面积过大。在流态上，氧化沟介于完全混合与推流之间。污水在沟内流速v平均为0.4m/s,氧化沟总长为L，当L为100-500m 时，污水完毕一种循环所需时间约为4-20min，如水力停留时间定为24h,则在整个停留时间要做72-360 次循环。可以以为在氧化沟内混合液水只是几近一致，从这个意义来说，氧化沟内流态是完全混合式。但是又具备某些推流式特性，如在曝气装置下游，溶解氧浓度从高向低变动，甚至也许浮现缺氧段。氧化沟这种独特水流状态，有助于活性污泥生物凝聚作用，并且可以将其区别为富氧区、缺氧区，用以进行硝化和反硝化，获得脱氮效应。惯用氧化沟系统由卡罗塞氧化沟、交替工作氧化沟及二沉池交替工作氧化沟。
氧化沟工艺流程图：
转刷
进水
二沉池
出水
污泥泵房
干化设备
回流污泥

（4）方案对比
表　A/A/O活性污泥法和氧化沟工艺特点和合用范畴
工艺名称
A/A/O活性污泥法
氧化沟

长处
(1)适合解决都市污水，并且其适合解决水量比较大，解决效果比较好，可以除去污水中大某些有毒有害物质；
(2)运用活性微生物去氧化、分解、去除污水中有机物，保持活性污泥活性，可以达到好解决效果；
(3)不需要滤料等微生物载体，可避免滤料堵塞等一系列不良问题浮现；
(4)微生物繁殖较快，微生物种类较多、世代时间短，可以保证活性污泥活性；
(5)对环境适应性较强；
(6)污泥接种和驯化操作比较简朴、用时比较短，可以较快投入运营；
(7)对营养规定比较低，普通C：N：P=100：5：1 即可满足规定，而都市污水中营养物质可以满足活性微生物营养规定，故不需要此外投加营养物质，可以减少运营费用；
(8)活性污泥法运营管理较以便，便于维修。
(1)工艺流程简朴，运营管理以便，氧化沟工艺不需要初沉池和污泥消化池，有此类氧化沟还可以和二沉池合建，省去污泥回流系统；
(2)运营稳定，解决效果好，氧化沟BOD平均解决水平可达95%左右；
(3)能承受水量水质冲击负荷，对浓度较高工业废水有较强适应能力，这重要是由于氧化沟水力停留时间长，泥龄长，普通为20~30d，污泥在沟内达到除磷脱氮目，脱氮效率普通＞80%，但要达到较高除磷效果，则需要采用此外办法；
(4)基建投资省，运营费用低和老式活性污泥工艺相比，在去除BOD，去除BOD和NH3-N及去除BOD和脱氮状况下更省，同步登记表白在规模较小状况下，氧化沟基建投资比老式活性污泥法更省。

缺陷

(1)对水质、水量变化适应能力较低,运营效果易受水质、水量变化影响；
(2)解决单元较多,操作管理复杂， 体积负荷率低，曝气池庞大，占用土地较多，基建费用高；
 (3)在池末端也许浮现供氧速率高于需氧速率现象，会挥霍了动力费用；
(4)产生污泥量较大。
(1) 由于采用低负荷延时曝气运营方式,池容大、曝气时间长，建设费用和运营费用都较高，并且占地大；
（2）普通合用于解决水质规定高小型城乡污水和工业污水，水量普通在1000m3/d如下。
解决效率
解决效果好：BOD5去除率可达90-95%；
BOD5 和SS均为95%以上，总氮为70%-80%
合用状况
合用于中档浓度大中型污水解决厂
合用于中小型对出水规定较高城乡污水解决厂
（5）方案拟定
本项目污水特点是生活污水和工业废水混合，污水中有机物含量较高，可生化性较差，污水中具有泥砂，氨氮和磷含量不高。
按《都市污水解决和污染防治技术政策》规定推荐，不不大于20 万t/d 规模大型污水厂普通采用常规活性污泥法工艺，10-20 万t/d 污水厂可以采用常规活性污泥法、氧化沟、SBR、A2/O法等工艺，小型污水厂还可以采用生物滤池、水解好氧法工艺等。对脱氮除磷有规定都市，应采用二级强化解决，如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。
该市新城区污水解决厂规定具备一定脱氮除磷功能，并能较好去除污水中有机物，保证出水良好，不影响到市民生活环境。
综上可见，对这样都市污水，其各项控制指标属于普通都市污水范畴之内，故该设计采用污水解决工艺为A/A/O活性污泥法。依照对废水解决限度不同规定，可灵活调节其A/A/O解决工艺运营方式。

四、重要参照文献目录
1．《给水排水管网系统》教材，中华人民共和国建筑工业出版社；
2．《排水工程》下册（第四版）教材，中华人民共和国建筑工业出版社；
3．《城乡污水解决厂污染物排放原则》GB18918-，国家环保总局；
4．《给水排水制图原则》GB/T50106-，国家建设部，国家质量监督检查检疫总局；
5．《室外排水设计规范》GB50014-，国家建设部；
6．《都市排水工程规划规范》GB50318-，国家建设部；
7．《都市污水解决工程项目建设原则》，国家建设部；
8．《给水排水设计手册》（第二版，第5册，城乡排水），中华人民共和国建筑工业出版社；
9．《给水排水设计手册》（第二版，第1册，惯用资料），中华人民共和国建筑工业出版社；
10．《水解决工程设计计算》，中华人民共和国建筑工业出版社；
11．《都市污水解决厂解决设计计算》1987，化学工业出版社；
12．《活性污泥工艺简要原理及设计计算》，中华人民共和国建筑工业出版社。

五、毕业设计（论文）工作进度筹划。
1.工作进程及工作量
1-3周：设计任务筛选，英文翻译，工作筹划安排，准备开题报告；
4周：开题答辩；
5-6周：撰写读书报告，进行方案比较与拟定；查阅、收集有关文献及设计参照资料；
7-14周：编制设计计算书、阐明书，绘制设计图纸（计算机绘图、手绘）；
15周：完毕设计；
16周：设计提交系答辩委员会，交叉评阅和初定成绩；
17周：答辩。
记录工作日记。
2.答辩前需提交资料文献
毕业设计成果内容及规定按《桂林理工大学毕业实习与毕业设计（论文）有关规定》执行，内容涉及开题报告（含论文综述）；读书报告（读书笔记）、外文翻译（附外文原文）、毕业设计(论文)阶段、毕业设计(论文)工作、(论文)工作筹划、工作日记、设计阐明书、设计计算书、设计图纸 (8张以上)。
六、指引教师审核意见

指引教师签字：
年 月 日
七、开题答辩结论和审核意见

教研室主任签字：
年 月 日