大学校园西区生活污水sbr处理设计及中水回用毕业设计论文.docx
《大学校园西区生活污水sbr处理设计及中水回用毕业设计论文.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大学校园西区生活污水sbr处理设计及中水回用毕业设计论文.docx（90页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
大学校园西区生活污水sbr处理设计及中水回用毕业设计论文
安徽工程大学本科
毕业设计（论文）
专业：
给水排水工程
题目：
安徽工程大学校园西区生活污水SBR处理设计及中水回用
作者姓名：
***
导师及职称：
徐晓平（副教授）
导师所在单位：
建筑工程学院
2014年6月1日
安徽工程大学
本科毕业设计（论文）任务书
2014届建筑工程学院
给水排水工程专业
学生姓名：
***
Ⅰ毕业设计（论文）题目
中文：
安徽工程大学校园西区生活污水SBR处理设计及
中水回用
英文：
WestAnhuipolytenicofuniversitycampuslifedesignofSBRsewagetreatmentandwaterreuse
Ⅱ原始资料
安徽工程大学污水水质情况及出水水质情况如表1-1：
安徽工程大学污水水质情况及出水水质表1-1
项目
BOD5/（mg/L）
COD/（mg/L）
SS/（mg/L）
TP（mg/L）
TN（mg/L）
进水
200
350
200
4.5
8～10
出水
≤30
≤100
≤30
1.0
6～9
Ⅲ毕业设计（论文）任务内容
1课题研究的意义：
我国校园生活污水，污染严重，污染物物质种类多。
从满足环保及节约水资源要求考虑，本课题为针对校园污水设计一水处理工艺，必须对校区内污水进行处理，满足其水质水量要求，处理后水可回用于校园绿化、园林建设等。
2本课题研究的主要内容：
（1）污染治理工艺的选择：
需采用先进的工艺与设备，并兼顾经济合理性，治理后达标。
对确定的污染治理工艺进行简要论述，并采用工艺流程简图表示选择结果。
（2）工艺计算包括：
物料衡算，效率，达标验算。
（3）主要设备选型计算包括：
特征参数，设备主要结构参数，型号。
（4）系统布置图包括：
系统图，平面图，剖面图，高程图，尺寸标注。
（5）管道系统计算包括：
管道系统图，流速，管径，压损。
（6）辅助设备选型计算包括配套水泵等。
（7）采用数据注明出处。
3提交的成果：
（1）毕业设计正文一篇；
（2）图纸至少六张；
（3）至少一篇引用的外文文献及其译文：
（4）附不少于10篇主要参考文献的题录及摘要。
Ⅳ毕业设计（论文）主要参考资料
1、给水排水设计手册，中国建筑工业出版社；
2、中华人民共和国国家标准，给水排水制图标准GB/T50106-2001；
3、水处理工程设计计算，中国建筑工程出版社；
4、城市污水厂处理设施设计计算，崔玉川主编，化学工业出版社；
5、给水排水工程专业工艺设计，化学工业出版社；
6、给水排水工程专业毕业设计指南，李亚峰主编，化学工业出版社；
7、排水工程（上册），孙慧修主编，中国建筑工业出版社；
8、排水工程（下册），张自杰主编，中国建筑工业出版社；
9、中华人民共和国国家标准，城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918－2002；
10、泵站设计规范，GB/T50265-97；
11、室外排水设计规范，GB50014-2006；
12、给排水管道设计与施工，邢丽贞主编化学工业出版社；
13.、给水排水管网系统，严熙世、刘遂庆主编中国建筑出版社；
14、水泵及水泵站（第四版），姜乃昌主编.中国建筑工业出版社；
15.、《给水排水标准图集合订本》S1
（1）、S2
（1）、S3
（1）；
16、期刊杂志，如《给水排水》、《中国给水排水》、《环境工程》等；
指导教师（签字）
教研室主任（签字）
批准日期
接受任务书日期
完成日期
接受任务书学生（签字）
安徽工程大学校园西区生活污水SBR处理设计及中水回用
摘要
随着世界人口的增长和社会经济的发展,人类的用水量剧增,原有清洁水资源受到人类活动的污染,地球上可利用的水资源日趋紧缺。
供水不足给城市居民生活造成了许多困难和不便,同时给城市工业造成了巨大的损失,因此必须加快水资源可持续利用,缓解城市水资源危机。
中水回收利用就是污水资源化的一种重要方法,对我国的环境保护、水资源保护、水污染防治、经济可持续发展都起到了至关重要的作用,具有明显的经济效益、社会效益和环境效益。
本设计以安徽工程大学西区生活污水为研究对象，包括污水SBR处理设计和中水回用两部分。
污水的处理规模为4000m3/d，设计进水水质BOD=200mg/l，COD=350mg/l，SS=200mg/l，NH3-N=35mg/l，TP=4.5mg/l，出水水质达到生活杂用水和我国中水水质标准；处理的主要构筑物包括中格栅、污水提升泵房、沉砂池、SBR反应池、消毒池等，学校污水经污水提升泵提升至中格栅和曝气式沉砂池去除比重较大的无机颗粒，在经过SBR反应池，以去除大量的有机物，同时达到脱氮除磷的效果，后经消毒流入中水池；
中水水质含有大量的营养物质，经提升泵用于宿舍屋顶水培植物，屋顶中水水培系统能够起到净化空气质量，降低环境温度的生态效益，亦可以产生一定的经济效益，中水经水培系统后流入高位水池，用于宿舍冲厕用水。
关键词：
校园污水、中水回用、SBR、水培
Abstract
Withthegrowthofworldpopulationandthedevelopmentofsocialeconomy,thewater,consumptionleaps,theoriginalcleanwaterispollutedbyhumanactivities,theavailablewater,resourcesontheeartharemoreandmoreshortage.Insufficientwatersupplyforcityresidents,causedmanydifficultiesandinconveniencetothecityatthesametime,industryandcauseda,greatloss,sowemustacceleratethesustainableutilizationofwaterresourcestoalleviatethe,citywaterresourcescrisis.Waterrecoveryandutilizationisanimportantmethodtosewage,resources,haveplayedacrucialroletoourcountry'senvironmentalprotection,waterresources,protection,waterpollutioncontrol,sustainableeconomicdevelopment,andhasobviouseconomic,benefit,socialbenefitandenvironmentalbenefit.
Thisdesigninwestanhuiuniversityofengineeringofsewageastheresearchobject,includingthedesignofSBRsewagetreatmentandwaterreuse.Sewagetreatmentscaleis4000m3/d,designwaterBOD=200mg/l,thewaterCOD=350mg/l,SS=200mg/l,NH3-N=35mg/l,TP=4.5mg/l,effluentwaterqualitytoachievethelifeofmixedwaterandwaterqualitystandardinourcountry;Processingofthemainstructuresincludegrille,sewagepumproom,ascendingingritchamber,SBRreactionpool,pooldisinfection,etc.,theschoolthesewagepumpuptothegridandaeratedgritchamberinproportiontoremoveinorganicparticles,afterSBRreactionpool,toremovealargeamountoforganicmatter,atthesametimetoachievetheeffectofnitrogenandphosphorus,sterilizationafterintothepool;
Waterinthewatercontainlotsofnutrients,theliftpumpfordormitoryroofhydroponicplants,roofwateraquiculturesystemcanpurifytheairquality,reducetheecologicalbenefitsoftheenvironmenttemperature,alsocanproducecertaineconomicbenefits,waterpool,afterahydroponicsystemintohighfordormitoryflushingwater.
Keywords:
waterresourceswaterreuseSBRhydroponicsystem
插图清单
表格清单
引言
中水回用是指将生活污水、雨水、污水处理厂尾水、厂矿冷却水等城市污水，根据不同水质和用途要求，经过适当处理，用于地面清洁、浇花、空调冷却、洗车、冲洗便器、消防、景观等。
随着我国高等教育的迅速发展及学生的不断扩招，高校已经成为城市的用水大户，且水质成分简单，易于处理等特点，非常适合建设中水回用系统。
因此，在高校中实现中水回用不但可以实现污、污水资源化，缓解水资源不足，还可以减少污染排放，减轻城市排水设施的负担，具有明显的经济效益、社会效益和环境效益。
本设计以安徽工程大学校园西区生活污水为研究对象，采用SBR法处理，考虑到生活污水中含有大量的N、P、K等营养物质，因此本设计处理的污水用于宿舍屋顶水培植物的营养液，这样既能产生一定的经济效益，对资源的回收利用和环境保护都有明显的作用。
在校园生活污水处理回用国内已有一定的经验，如兰州交通大学、西安建筑科技大学等高校科研人员对校园污水回用进行了初步研究，并建立了处理工艺与回用系统，取得了一定的经济效益与生态效益；北方交通大学、北京师范大学等相继建立了中水处理站；大连轻工业学院针对校园生活污水通过校企合作研究建立的污水处理站获得了初步成效。
中水回用，不仅仅是环境科学的一项环保工程技术，更是一种符合我市水资源状况与经济社会科学发展的循环经济模式。
中水回用可谓一举多得：
一是实现了水资源的多次重复利用，极大地节约了水资源；二是合理的中水价格政策大大降低了中水使用成本；三是中水作为一种资源进行开发利用，可为生产带来客观的经济效益，从而大大增强水资源对经济、社会、生态的保障作用及拓展科学发展的空间。
建设中水回用系统，可以缓解水资源紧张的形势，提高师生的生活质量，让校园排放的生活污水全部达到中水回用水质标准，除回用于校园需要外，还可以向社会供应中水，满足市政、绿化、以及消防用水和补充地下水，可以逐步减少污水的排放总量，对构建循环经济模式和保护水生态环境具有积极的意义。
第1章绪论
1.1SBR处理工艺
1.1.1SBR工艺简介
序批式活性污泥法（SBR-SequencingBatchReactor）是1914年英国学者Arden和Lockett发明活性污泥法之时，首先采用的水处理工艺。
但由于当时的自动监控技术不成熟，间歇活性污泥法无法推广应用。
近年来，随着工业和自动化控制技术的发展，特别是污水处理厂自动化管理要求的提高，加之SBR具有工艺简单、处理效果稳定、耐冲击负荷力强、出水水质好、操作灵活、占地面积少等优点，而成为包括美、德、日、澳、加等在内的许多工业发达国家竞相研究和开发的热门工艺。
我国也于20世纪80年代中期开始对SBR进行研究，迄今应用已比较广泛。
1.1.2SBR工艺原理
SBR法的核心是其反应池，其将曝气池与沉淀池合二为一，即生化反应和泥水分离在同一反应池内完成。
SBR工艺的一个完整运行周期由五个阶段组成：
进水阶段、反应阶段（曝气阶段）、沉淀阶段、滗水阶段和闲置阶段。
1）进水阶段
进水阶段是反应池接纳污水的过程，当污水进入反应器后，池内水位逐渐上升，当到达最高水位或所设定的时间时，停止进水。
由于进水阶段仅流入污水，不排放处理水，因而反应池具有调节池的功能。
2）反应阶段 （曝气阶段）
当污水注入达到预定容积后，可根据反应的目的进行曝气或搅拌，以达到降解有机物、硝化、脱氮除磷的目的。
若进行曝气，则系统处于好氧状态，通过好氧生物反应实现有机物氧化、氨氮硝化和吸磷反应。
若进行搅拌，并存在电子受体和电子供体的情况下，则系统处于缺氧状态，通过缺氧生物反应实现反硝化脱氮和缺氧吸磷。
若系统处于厌氧状态，通过厌氧反应实现有机物厌氧硝化、厌氧释磷。
3）沉淀阶段
停止曝气和搅拌，本阶段反应器相当于二沉池，混合液通过重力沉降实现固液分离。
由于在沉淀时反应器内是静止的，故沉淀效率很高。
4）滗水阶段
其目的是从反应器中排除上清液，一直滗到循环开始的最低水位，该水位离污泥层还要有一定的保护高度，以防止出水水质变差。
反应器底部沉降下来的污泥大部分作为下一个周期的回流污泥，过剩的污泥可在滗水阶段排除，也可在闲置阶段排除。
5）闲置阶段
沉淀之后到下个周期开始之前的期间称为闲置阶段。
为维持活性污泥的活性，必须进行搅拌或曝气，此时通常不进水，而是通过内源呼吸使微生物的代谢速度和吸附能力得到恢复，为下一个运行周期创造良好的初始条件。
如考虑节能或厌氧状态下稀释磷，也可以不进行搅拌或曝气。
1.1.3SBR工艺特点
1）工艺简单，节省费用
SBR法以一个反应池取代了传统方法及其他变形方法中的调节池、初沉池、曝气池和二沉池，整体结构紧凑简单。
SBR反应池具有调节池的作用，可最大限度地承受高峰流量、高峰BOD浓度和有毒化学物质对系统的影响。
投资省，运行费用低，它要比传统活性污泥法节省基建投资额30%左右。
2）出水质量高
SBR在固液分离时水体接近完全静止的状态，不会发生短流现象，同时，在沉淀阶段整个SBR反应池容积都用于固液分离，较小的活性污泥颗粒都可以得到有效的固液分离，因此，SBR的出水质量高于其他的生物处理方法。
3）理想的推流过程使生化反应推力大、效率高
在理想的推流式曝气池中，污水与回流污泥形成的混合液从池首端进入，呈推流状沿曝气池流动，从池末端流出，此间在曝气池的各断面上只有横向混合，不存在纵向的“返混”。
作为生化反应推动力的底物浓度，从进水的最高浓度逐渐降解到出水时的最低浓度，整个反应过程底物浓度没有被稀释，尽可能地保持了最大的推动力。
4）运行方式灵活，脱氮除磷效果好
处理流程短，控制灵活，可根据进水水质和出水水质控制指标处理水量，改变运行周期及工艺处理方法，适应性很强。
系统通过好氧/厌氧交替运行，能够在降解有机物的同时达到较好的脱氮除磷效果。
5）防止污泥膨胀的最好工艺
SBR反应过程基质浓度变化规律与推流式反应器是一致的，扩散系数低，易产生污泥膨胀的丝状细菌在SBR反应池中得到有效的抑制。
在较低负荷运行时，SBR中存在随时间而发生的较大基质浓度梯度，这一浓度梯度抑制了丝状菌的生长而有利于非丝状菌的生长，从而防止污泥的膨胀。
在高负荷运行时，非丝状菌反而增长较快，所以高负荷时要有适当的空载曝气时间。
同时，SBR反应池污泥指数较低，剩余污泥得到好氧稳定，有利于浓缩脱水。
6）耐冲击负荷、处理能力强
虽然SBR法对于时间来说是一个理想的推流过程，但是就反应器本身的混合状态来说仍属典型的完全混合式，因此具有耐冲击负荷和反应推动力大的优点。
图1—1SBR工艺流程图
1.1.4SBR工艺国内外研究现状
1.1.4.1国内研究应用现状
SBR工艺是近几年来活性污泥处理系统中较为引人注目的一种污水处理工艺。
目前对SBR的研究很多，SBR的改进工艺也越来越多，对SBR过程的理论研究也达到一定的高度，这些都使得SBR工艺在工业领域的应用越来越成为可能，表1-3所示为目前比较成熟的采用SBR工艺处理各污水的应用。
我国在20世纪80年代以来开始对SBR工艺进行研究。
1985年，上海市政设计院为上海吴淞肉联厂设计投产了第一座SBR污水处理站，设计处理水量2400t/d。
1989年湖南省湘潭大学完成了应用SBR工艺处理啤酒污水的中试研究。
自90年代中期开始，国家建设部部属市政设计研究院和上海、北京、天津等市政设计研究院开始了SBR工艺技术的研究和应用。
表1-1SBR工艺的应用
处理对象
运行模式
处理效果
城市生活污水
进水1.5h,曝气4.0h,沉淀2.0h,排水0.5h,闲置0h
进水COD为533.2mg/L,BOD5为324.3mg/L,TN为39.7mg/L,TP为6.3mg/L，去除率分别为95.8%,99.3%,75.7%和94.8%；
化学药剂污水
进水0h,曝气10h,沉淀2.0h,排水0h,闲置11h
进水COD为240～1100mg/L,NH3-N为14～55mg/L,去除率分别为99%和77%；
油田采出水
进水1.0h,曝气5.0h,沉淀1.0h,排水排泥1.0h,闲置0h
进水COD为230mg/L，去除率为82.6%；
印染污水
充分曝气3.0h,沉淀1.0h,排水0.5h,闲置2.0h
进水COD为976mg/L,BOD5为226mg/L,色度为2500，去除率分别为91.8%,90%和96.6%；
麦芽生产污水
进水1.5h,曝气7.5h,沉淀1.5h,排水1.0h,闲置0.5h
进水COD为800～1500mg/L,BOD5为450～1000mg/L,去除率分别为92.5%和99.25%；
合成洗涤污水
进水0.5h,曝气6.0h,搅拌1.5h,排水1.0h,闲置0.5h
进水COD为3790mg/L,BOD5为1389mg/L,去除率分别为90%和95%；
屠宰污水
进水2.0h（进水1.0h后开始曝气）,曝气8.0h,沉淀1.0h,排水1.0，闲置1.0h
进水COD为900～1100mg/L，BOD5为50～700mg/L,出水COD<150mg/L,BOD5<60mg/L
造纸污水
进水1.0h（非限制曝气），曝气3.0h,沉淀1.0h,排水0.5h,闲置0h
进水COD<2400mg/L，去除率为81.9%
1.1.4.2国外研究现状
间歇式活性污泥法于1914年开创于英国曼彻斯特,试验证明处理效果优于连续式活性污泥法，但是当时由于运行管理繁琐而逐渐被连续式所取代。
20世纪70年代，由于计算机与自动化控制技术迅猛发展，SBR法又逐步引起了各国的重视。
与此同时，美国Naturedame大学的Irvine教授及其同事对SBR法重新进行了试验研究，试验证明该工艺有较好的脱氮除磷效果，并于1980年在美国EPA的资助下，在印第安纳州的Culver城改建并投产了世界上第一个污水处理厂。
继后，日本、德国、法国、澳大利亚等国都对SBR工艺进行了研究。
澳大利亚是最大利用SBR法的国家之一，BHP公司声称拥有世界上最先进的SBR法脱氮除磷工艺。
美国最大处理厂的规模为11×103m3/d。
法国的Decrement公司还将SBR反应器作为定型产品供小型污水处理站使用。
由于传统或经典的SBR工艺形式在工程中存在一定的局限性，如进水流量大时需设调节系统，从而增大了投资，另外如需要进行脱氮除磷时还需对该工艺进行改进。
因此近十多年来，在经典SBR优良特性的基础上先后产生了ICEAS工艺、CASS工艺、UNITANK系统、DAT-IAT工艺、MBR工艺以及一些新型工艺。
（1）ICEAS工艺
周期循环延时曝气工艺（IntermittentCycleExtendedAerationSystem,简称ICEAS工艺），1968年由澳大利亚的新南威尔士大学与美国ABJ公司合作开发，采用连续进水、间歇排水的运行方式。
在传统SBR工艺基础上进行以下两方面的改进:
一是运行方式上采用连续进水、间歇排水，使得反应器没有闲置期和进水期；二是反应器的构造上，分小体积的预反应区和大体积的主反应区，体积比为1:
30。
由于该工艺由反应、沉淀、排水三个工序组成，所以运行周期短，而且连续进水减少了运行操作的复杂性。
（2）CASS工艺
CASS（CyclicActivatedSludgeSystem）工艺是在ICEAS工艺基础上发展起来的，由Goronszy教授将生物选择器和活性污泥法有机结合开发出的。
与ICEAS相比有两项改进:
一是将ICEAS工艺的两个反应区改成三个反应区，生物选择区、兼氧区和主反应区，体积比为1:
2:
17；二是在运行过程将主反应区的污泥分别或同时向生物选择区或兼氧区回流。
（3）UNITANK系统
典型的UNITANK系统的主体为三格池结构，三池之间水力连通，每池都设有曝气设备，外侧两池设出水堰及污泥排放口，它们交换作为曝气池和沉淀池，中间的一个矩形池只作曝气池。
该工艺采用连续进水、周期交替的运行方式。
（4）DAT-IAT工艺
DAT-IAT工艺主体构筑物由需氧池（DAT）和间歇曝气池（IAT）组成，一般DAT连续进水、连续曝气，其出水进入IAT完成曝气、沉淀、泌水和排泥等工序。
整个反应池的容积利用率可达66.7％。
（5）MBR工艺
MBR（ModifiedSequencingBatchReactor）是改良式序列间歇反应器，是C.Q.Yang等人根据SBR技术特点，结合传统活性污泥技术研究开发的一种更为理想的新型污水处理系统。
该反应器由多格反应池组成，分别用于缺氧、厌氧、好氧等作用，目前主要在北美和南美获得应用。
1.2中水回用
1.2.1中水回用概念
中水主要是指城市污水或生活污水经处理后达到一定的水质标准，可在一定范围内重复使用的非饮用的杂水，其水质介于上水和下水水质之间，是水资源有效利用的一种形式。
经过处理后的中水用途非常广泛，可用于冲厕系统、洒水、洗车、绿化用水、消防用水、水景、基建施工等不与人体直接接触的杂用水。
1.2.2中水水质标准
（1）满足卫生要求,其指标主要有大肠菌群数、细菌总数、余氯量、悬浮物、BOD5、CODcr等。
（2）满足人们感观要求，无不快感觉，其衡量指标主要有浊度、色度、臭味等。
（3）满足设备构造方面的要求，即水质不易引起设备管道的严重腐蚀和结垢，其衡量指标有pH值、硬度、蒸发残渣、溶解性物质等。
我国
升级会员 