污水处理优质毕业设计开题报告.doc

科学技术学院毕业设计（论文）开题汇报题 目： 河北省某城镇污水处理工程设计 学 科 部： 理工学科部 专 业： 给排水科学和工程 班 级： 给排水131 学 号： 姓 名： 吴中瑶 指导老师： 刘苏苏 填表日期： 年 1月 4日一、 选题依据及意义： 水是人类生活和生产活动不可缺乏、不可替换宝贵资源，是社会可连续发展关键原因。因为城市化、工业化和农业集约化快速发展，和人类对水资源、水污染认识上存有部分误区，使得很多城市原有水资源不敷所用，很多地域进入水资源污染物超出其环境容量，从而造成水体污染。 而中国水环境污染和生态破坏相当严重，并呈发展趋势，每十二个月有近300亿立方米污水未经处理而直接排放，使水环境污染量大大超出了自净能力所能承受程度，从而破坏了水良性循环，造成水资源危机加剧，进而影响城市可连续发展。水资源短缺和水污染加重，使大家已警觉到污水再生处理已直接关系到人民健康安全和社会、经济可连续发展、关系到子孙后代可连续生存。 在国家可连续发展新政策下,环境保护已受到各级政府和全国人民重视,对污水进行根本治理以保护人类赖以生存环境关键性越来越大,高效节能城市污水处理技术和工艺已能为国民经济发展起到较大推进作用。依据中国经济发展和环境保护需求，结合中国环境保护最新研究结果和国际环境保护技术水平和发展趋势，提出一套合理、经济、运转效率高工艺步骤对污水进行处理，以达标排放。对于保护环境，减轻环境污染，遏制生态恶化趋势，有着关键意义。城市污水生物处理技术是以污水中含有污染物作为营养源，利用微生物代谢作用使污染物降解，它是城市污水处理关键手段，城市二级污水处理厂常见方法有：传统活性污泥法、氧化沟法、SBR法等等。二、 中国外研究现实状况及发展趋势（含文件综述）：城镇污水关键污染物是有机物。污水中关键污染物为有机物，其中BOD5：COD=0.828，该比值大于0.3，比较适合选择生化方法进行处理，所以污水处理工艺选择二级处理方案1。现在，中国外经济适用处理方法关键是生物法。在生物法中活性污泥法占绝大多数。活性污泥法有多个形式，应用最广泛关键有以下3种：(1)传统活性污泥法传统活性污泥法及其传统形式改善型，有A/O和A2/O法。A/O法有两种，一是用于降磷厌氧好氧工艺，一是用于降氮缺氧好氧工艺。A2/O法则是即除氮又除磷工艺。活性污泥法最基础步骤是向污水中注入空气进行曝气，并连续一段时间后，污水中即生成一个絮凝体，这种絮凝体关键由大量繁殖微生物群体所组成，它易于沉淀分离，并使污水得到澄清，这就是活性污泥。需处理污水和回流活性污泥同时进入曝气池，成为混合液，伴随曝气池注入空气进行曝气，使污水和活性污泥充足混合接触，并供给混合液以足够溶解氧，在好氧状态下，污水中有机物被活性污泥中微生物群体分解而得到稳定，然后混合液进入二次沉淀池，在池中，活性污泥和澄清液分离后，一部分回流到曝气池进行接种，澄清液则溢流排放，在整个处理过程中，活性污泥不停增加，有一部分剩下污泥需要从系统中排除。(2)氧化沟法氧化沟又称循环曝气池，类似活性污泥延时曝气法，氧化沟含有传统活性污泥法特点，有机物去除率高，也含有脱氮功效。氧化沟这种高效、简单特点，但氧化沟不宜采取地下式，占地也较大。其曝气池呈封闭沟渠型，污水和活性污泥混合液在其中不停循环流动，所以氧化沟又名连续循环曝气池2。氧化沟结构简单，运行管理方便且处理效果稳定。伴随对氧化沟污水处理技术不停改善，氧化沟脱氮功效得到增强，在一定条件下，也可取得很好生物除磷效果。氧化沟型式很多，有多沟交替式氧化沟,卡鲁塞尔式氧化沟和现在国际中国比较优异奥贝尔氧化沟等等多沟交替式氧化沟，它特点是合建式，没有单独二沉池，采取转刷曝气,通常有双沟和三沟式。这种氧化沟脱氮除磷效果不稳定，假如在前面增加厌氧池，即可达成脱氮除磷效果。卡鲁塞尔（Carroussel）氧化沟，它是分建式，有单独二沉池，采取表曝机曝气，沟深大于多沟交替式氧化沟，长沙水质净化二厂就是这种工艺，它脱氮除磷效果也不够理想，假如要求脱氮除磷，也需增加部分设施。奥贝尔（Orbal）氧化沟，它也是分建式，有单独二沉池，采取转碟曝气，沟深也较大，现在四川、北京、山东、浙江等地全部在采取，它脱氮效果很好，但除磷效率不够高，要求除磷时还需采取部分方法。一体化氧化沟（Integratedoxidationditch），是合建式，沉淀池建在氧化沟内，已在四川成城市新全部污水厂和山东高密市污水厂应用。它既是连续进出水，又是合建式，且不用倒换功效，从理论上讲最经济合理，但在部分具体技术问题上还不十分成熟，所以影响了它推广使用。图一 氧化沟工艺步骤图(3)SBR法SBR工艺为间歇式延时曝气活性污泥法，它基础特点是在一个池子中完成污水生化反应、沉淀、排水、排泥。SBR工艺含有部分优于传统活性污泥法特征：SBR工艺运行简单，基础实现无需搬运操作，进水、曝气、沉淀、排水、闲置五道程序可由一台小型PLC实现程序控制，运行程序也可依据水质改变情况重新编排，使原来十分繁琐操作变成全自动运行；造价低，占地少，不设置一沉池、二沉池，没有污泥回流系统，多数情况下也可不设调整池，所以可降低占地，降低造价；耐冲击负荷。污水逐步进入池内，被池内水缓慢稀释，污水和原池内水百分比是逐步提升，所以耐水质改变冲击；出水水质好。池内水沉淀时是在水平流速为零理想静止状态下沉淀，沉淀效果好。池内溶解氧值交替改变。沉淀排水时，溶解氧靠近零，抑制了丝状菌生长，污泥沉淀性能好；能耗低。因为池内溶解氧交替改变，使溶解氧浓度梯度大，提升了氧利用率。没有污泥回流系统，节省能耗，降低了运行费用；除磷脱氮。一个运行周期内，厌氧、兼氧、好氧交替改变，在一个池内实现了除磷脱氮。伴随SBR工艺改善，现在SBR工艺变种有多个形式，比较经典有连续进水周期循环活性污泥法（简称CASS法），间歇进水周期循环式活性污泥法（简称CAST法），间歇式循环曝气活性污泥法（简称ICEAS法），连续曝气和间歇曝气相结合活性污泥法（简称DATIAT法）3，三池连体型前部连续曝气和后部交替曝气相结合活性污泥法（简称UNITANK法）等，以上多个改善型SBR工艺全部各有其特点。三、 本课题研究内容1设计资料1.1设计水量：设计污水量为58000m3/d；污水流量总改变系数KZ取1.36。1.2进出水水质：表一 污水厂设计进出水水质对照表单位（mg/L）CODBOD5SSTNTP进水350290400355出水602020151去除率（）8393955780污水经处理达成城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-)要求一级标准B标准。2.设计任务2.1设计原始资料此次设计为河北省某镇污水处理工艺设计、污水厂初步设计和单项处理构筑物施工图设计。污水管道进入污水处理厂管道水面标高为98.00m，污水厂平均地面标高为100.00m。达标后水排入水体，受纳水体最高水位为96.50m，最低水位为93.90m，常水位为95.20m。该地域月平均气温9，极端最高气温36，极端最低气温-22；年降水量720毫米，年蒸发量310毫米；常年主导风向为西北方，冬天偏冷干燥；夏季高温少雨。2.2设计任务详情 污水处理工艺步骤确定。依据要求处理水质、气候条件及受纳水体资料等来确定污水处理工艺步骤。污水处理构筑物计算。确定污水处理工艺步骤后选择适宜各处理单体构筑物类型。对全部单体构筑物进行计算，包含确定各相关设计参数、负荷、尺寸及所需要材料、规格等。污泥处理构筑物计算。依据原始资料、当地具体情况和污水性质和成份，选择适宜污泥处理工艺步骤，进行各单体构筑物计算。平面部署及高程计算。对污水和污泥处理步骤作出较正确平面部署，进行水力计算和高程计算。污水泵站计算。对污水处理工程污水泵站进行工艺设计，确定水泵类型、扬程和流量，计算水泵管道系统和集水井容积，进行泵站平面尺寸计算和隶属设施计算。四、 本课题研究方案该污水处理厂日处理能力约5万吨,属于中小规模污水处理厂。按城市污水处理和污染防治技术政策要求推荐，20万t/d规模大型污水厂通常采取常规活性污泥法工艺，10-20万t/d污水厂能够采取常规活性污泥法、氧化沟、SBR、AB法等工艺，小型污水厂还能够采取生物滤池、水解好氧法工艺等。对脱磷脱氮有要求城市，应采取二级强化处理，如A2/O工艺，A/O工艺，SBR及其改良工艺，氧化沟工艺，和水解好氧工艺，生物滤池工艺等4。因为该设计对脱氮除磷有要求故选择二级强化处理。可供选择工艺：A2/O工艺，氧化沟工艺，SBR及其改良工艺。上述适合于中小型污水处理厂除磷脱氮工艺比较多，为了选择出经济技术更合理处理工艺，以下对上述适合于中小型污水处理厂除磷脱氮工艺进行经济技术比较5。表2适合于中小型污水处理厂除磷脱氮工艺比较工艺名称氧化沟工艺A2/O工艺SBR工艺优点1.处理步骤简单，构筑物少，基建费用省；2.处理效果好，有稳定除P脱N功效；3.对高浓度工业废水有较大稀释作用；4.能处理不轻易降解有机物；5.污泥生成量少，污泥不需要消化处理，不需要污泥回流系统；6.技术优异成熟，管理维护简单；7.中国工程实例多，轻易取得工程设计和管理经验；8.对于中小型无水厂投资省，成本底；9.无须设初沉池，二沉池。1.含有很好除P脱N功效；2.含有改善污泥沉降性能作用能力，降低污泥排放量；3.含有提升对难降解生物有机物去除效果，运行效果稳定；4.技术优异成熟，运行稳妥可靠；5.管理维护简单，运行费用低；6沼气可回收利用；7.中国工程实例多，轻易取得工程设计和管理经验。1.步骤十分简单；2.合建式，占地省，处理成本底；3.处理效果好，有稳定除P脱N功效；4.不需要污泥回流系统和回流液；不设专门二沉池；5.除磷脱氮厌氧，缺氧和好氧不是由空间划分，而是由时间控制。缺点1.周期运行，对自动化控制能力要求高；2.污泥稳定性没有厌氧消化稳定；3.容积及设备利用率低；4.脱氮效果深入提升需要在氧化沟前设厌氧池.1.处理构筑物较多；2，污泥回流量大，能耗高；3.用于小型水厂费用偏高；4.沼气利用经济效益差。1.间歇运行，对自动化控制能力要求高；2.污泥稳定性没有厌氧消化稳定；3.容积及设备利用率低；4.变水位运行，电耗增大；5除磷脱氮效果通常。即使氧化沟含有出水水质好、抗冲击负荷能力强、脱氮除磷效率高、污泥较稳定、能耗省、自动化控制高等优点。不过，在实际运行过程中，仍存在污泥膨胀问题、泡沫问题、污泥上浮问题、流速不均及污泥沉积问题等一系列问题3。SBR法即使简单，在实际应用中也存在一定不足：反应器容积利用率低（因为SBR反应器水位不恒定，反应器有效容积需要根据最高水位来设计，大多数时间，反应器内水位均达不到此值，所以反应器容积利用率低）；水头损失大；峰值需氧量高，整个系统氧利用率低。不适适用于大型污水处理厂（采取SBR工艺污水处理厂规模通常在20000t以下，规模大于100000t污水处理厂几乎没有采取SBR工艺）6。总而言之，依据本设计污水水质特点和进出水水质要求，从技术角度和处理效果考虑，此次设计拟采取A2/O工艺。五、 研究目标、关键特色及工作进度：1研究目标及关键特色1.1此次设计拟采取A2/O工艺，工艺步骤图以下：图2 A2/O处理工艺步骤简图1.2关键构筑物说明格栅：是一组平行金属栅条或筛网组成，用以截留较大悬浮物或漂浮物，方便减轻后续处理构筑物处理负荷，并使之正常运行，被截留物质称为栅渣。沉砂池：功效为去除比重较大无机颗粒。沉砂池通常设于泵站倒虹吸管前，以前减轻无机颗粒对于水泵、管道磨损；也可设于初沉池前，以减轻沉淀池负荷及改善污泥处理构筑物处理条件，沉砂池形式，按水流方向不一样可分为平流式、竖流式、曝气沉砂池三类7。A2/O生物池分两组(共2座)，每池分三区即厌氧区、缺氧区及好氧区。原污水首优异入厌氧区，同时进入还有从沉淀池排出含磷回流污泥，本反应器关键功效是释放磷，同时部分有机物进行氨化。污水经过厌氧反应器进入缺氧反应器，本反应器首要功效是脱氮，硝态氮是经过内循环由好氧反应器送来，循环混合液量较大，通常为2Q(Q原污水流量)。混合液从缺氧反应器进入好氧反应器曝气器，这一反应器单元是多功效，去触BOD，硝化和吸收磷等项反应全部在本反应器内进行。这三项反应全部是关键，混合液中含有NO3-N，污泥中含有过剩磷，而污水中BOD则得到去除。流量为2Q混合液从这里回流缺氧反应器8。二次沉淀池：分为两组共两座,采取辐流沉淀池，优点为多为机械排泥，运行可靠，管理较简单，排泥设备已定型化。缺点为机械排泥设备复杂，对施工质量要求高。适适用于大、中型污水处理厂。污泥浓缩池：集泥井内设有回流污泥泵和剩下污泥泵，均采取进口潜污泵。关键是降低污泥中空隙水，来达成使污泥减容目标。浓缩池可分为重力浓缩池和浮选浓缩池。重力浓缩池按其运行方法可分为间歇式和连续式9。接触池：拟采取折板往复式接触池，为消毒设备。2工作进度表三 工作进度详情序号各阶段工作内容起止日期备注1资料搜集、确定工艺步骤、完成开题汇报及外文翻译.1.4.1.16二周2完成污水处理构筑物计算、污泥处理构筑物计算.2.20.3.17四面3完成平面部署、高程计算及污水泵站计算.3.20.3.31二周4完成单体构筑物图纸绘制.4.3.4.28四面5整理设计说明书，完善图纸.5.1.5.12二周6资料搜集、准备答辩.5月中旬.6月初六、参考文件：1崔玉川，刘振江，张绍怡，城市污水厂处理设施设计计算M.北京：化工工业出版社，.2崔玉川，杨崇豪，张东伟.城市污水回用深度处理设施设计计算M.北京：化工工业出版社，.3中国市政工程西南设计研究院主编.给水排水设计手册，第1册，常见资料M.北京:中国建筑工业出版社，.4中国市政工程西北设计研究院主编.给水排水设计手册.第11册，常见设备M.北京:中国建筑工业出版社，.5孙力平等编著.污水处理新工艺和设计计算实例M.北京:科学出版社，.6于尔捷,张杰主编.给水排水工程快速设计手册(2.排水工程)M.北京:中国建筑工业出版社，1996.7缪应祺.水污染控制工程M.东南大学出版社，.8高庭耀.水污染控制工程M.北京：高等教育出版社.9城镇污水厂污染物排放标准GB18918.10Liang-WeiDeng.PingZheng.Anaerobicdigestionandpost-treatmentofswinewastewaterusingICSBRprocesswithbypassofrawwastewater.ProcessBiochemistry,41:965-969.11PitmanARetalPracticalExperiencewithBiologicalPhosphorusRemovalPlantsInJohanNewburg，WaterScienceTechnology.1983.15(3,4)：78.12DieterBlissandDavidBarnes.Wat.Set.Tech.，18：139148，1986.13Mecarty.PhosphorusandNitrogenRemovalbyBiologicalSystem.TheWastewaterReclamationandReuseWorkshop，LakeTahoe，California，（1970）.