某新建城镇污水处理厂设计开题报告Word文档格式.docx

1、当前流行的污水处理工艺有：AB法、SBR法、氧化沟法、普通曝气法、 A/A/O法、A/0法等，这几种工艺都是从活性污泥法派生出来的，且各有其特 点。1AB 法（AdsorptionBiooxidation）该法由德国Bohuke教授首先开发。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 ）以上，池容积负荷 6kgBOD/（m3d）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，形成不同的微生物群体。AB法尽管有节能的优点，但不适合低浓度 水质，A级和B级亦可分期

2、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成，常由四个或三个池子构成一组，轮 流运转，一池一池地间歇运行，故称序批式活性污泥法。现在又开发出一些连 续进水连续出水的改良性 SBR工艺，如ICEAS法、CASS法、IDEA法等。这 种一体化工艺的特点是工艺简单，由于只有一个反应池，不需二沉池、回流污 泥及设备，一般情况下不设调节池，多数情况下可省去初沉池，故节省占地和 投资，耐冲击负荷且运行方式灵活，可以从时间上安排曝气、缺氧和厌氧的不 同状态，实现除磷脱氮的目的。但因每

3、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，池容的利用率不理想，因此，一 般来说并不太适用于大规模的城市污水处理厂3A/A/O 法（AnaerobicAnoxicOxic）由于对城市污水处理的出水有去除氮和磷的要求，故国内 10年前开发此厌氧一缺氧一好氧组成的工艺。利用生物处理法脱氮除磷，可获得优质出水，是 一种深度二级处理工艺。A/A/O法的可同步除磷脱氮机制由两部分组成：一是 除磷，污水中的磷在厌氧状态下（DO0.3mg/L），释放出聚磷菌，在好氧状况下 又将其更多吸收，以剩余污泥的形式排出系统。二是脱氮，缺氧段要控制 DO12.5），BOD/TKN 为 1

4、.53.5，COD/TP 为 3060，BOD/TP 为 1640（般应20）。若降低污泥浓度、压缩污泥龄、控制硝化，以去除磷、 BOD5和COD为主，则可用 A/O工艺。有的城市污水处理的出水不排入湖泊，利用大水体深水排放或灌溉农田， 可将脱氮除磷放在下一步改扩建时考虑，以节省近期投资。4普通曝气法及其变法本工艺出现最早，至今仍有较强的生命力。普曝法处理效果好，经验 多，可适应大的污水量，对于大厂可集中建污泥消化池，所产生沼气可作能源 利用。传统普曝法的不足之处是只能作为常规二级处理，不具备脱氮除磷功能。近几年在工程实践中，通过降低普通曝气池容积负荷，可以达到脱氮的 目的；在普曝池前设置厌氧

5、区，可以除磷，亦可用化学法除磷。采用普通曝气 法去除BOD5，在池型上有多种形式（如下文所述的氧化沟），工程上称为普通曝 气法的变法，亦可统称为普通曝气法。5氧化沟法本工艺50年代初期发展形成，因其构造简单，易于管理，很快得到推 广，且不断创新，有发展前景和竞争力，当前可谓热门工艺。氧化沟在应用中 发展为多种形式，比较有代表性的有：帕式（Passvee简称单沟式，表面曝气采用转刷曝气，水深一般在 2.53.5m，转刷动力效率 1.61.8kgO2/（kW h）。奥式（Orbal）简称同心圆式，应用上多为椭圆形的三环道组成，三个环道 用不同的D0（如外环为0,中环为1,内环为2）,有利于脱氮除磷

6、。采用转碟 曝气，水深一般在4.04.5m，动力效率与转刷接近，现已在山东潍坊、北京黄 村和合肥王小郢的城市污水处理厂应用。若能将氧化沟进水设计成多种方式，能有效地抵抗暴雨流量的冲击，对一 些合流制排水系统的城市污水处理尤为适用。卡式（Carrousel简称循环折流式，采用倒伞形叶轮曝气，从工艺运行来 看，水深一般在3.0m左右，但污泥易于沉积，其原因是供氧与流速有矛盾。三沟式氧化沟（T型氧化沟），此种型式由三池组成，中间作曝气池，左右 两池兼作沉淀池和曝气池。T型氧化沟构造简单，处理效果不错，但其采用转 刷曝气，水深浅，占地面积大，复杂的控制仪表增加了运行管理的难度。不设 厌氧池，不具备除磷

7、功能。氧化沟一般不设初沉池，负荷低，耐冲击，污泥少。建设费用及电耗视 采用的沟型而变，如在转碟和转刷曝气形式中，再引进微孔曝气，加大水深， 能有效地提高氧的利用率（提高20%）和动力效率达2.53.0 kgO2/（kWh）。2.关于曝气生物滤池曝气生物滤池实质上是常说的生物接触氧化池，相当于在曝气池中添加供 微生物栖附的填（滤）料，在填料下鼓气，是具有活性污泥特点的生物膜法。曝 气生物滤池（BAF）70年代末起源于欧洲大陆，已发展为法、英等国设备制造公 司的技术和设备产品。由于选用的填料不同，以及是否有脱氮要求，设计的工 艺参数是不同的，如要求处理出水 BOD5、SSv20mg/L，去除BOD

8、5达90%以 上的工艺，其容积负荷为 0.73.0 kgBOD5/（m3 d），水力停留时间12h;以硝 化（90%以上）为主的工艺，其容积负荷为 0.52.0kgBOD5/（m3d）,水力停留时 间23h。一般认为，生物膜法处理城市污水，在国内尚需积累经验，处理规模不 宜过大，约5X104m3/d左右为宜。国外（主要在欧洲）处理水量有达到 36X104m3/d的，这与其填料材质、自控手段和先进的反冲洗装置有关，也与其 有长期积累的运行管理经验有关。3.关于UNITANK工艺UNITANK工艺和类似的TCBS工艺、MSBR工艺一样，都是 SBR法新的 变型和发展。它集 序批法”普通曝气池法”及

9、三沟式氧化沟法”的优点，克 服了序批法”间歇进水、 三沟式氧化沟法”占地面积大、 普通曝气池法”设备 多的缺点。典型的UNITANK工艺是三个水池，三池之间水力连通，每池都设有曝 气系统，外侧的两池设有出水堰及污泥排放口，它们交替作为曝气池和沉淀 池。污水可以进入三池中的任意一个，采用连续进水、周期交替运行。在自动 控制下使各池处在好氧、缺氧及厌氧状态，以完 成有机物和氮磷的去除。UNITANK工艺由比利时Seghers公司首先建在我国的澳门特区，处理水 量14X104m3/d（不下雨时平均处理水量为 7X104m3/d）,池型封闭，设计采用的 容积负荷为0.58kgBOD/（m3d），总的反

10、应池体积为46800m3,曝气池水力停留 时间为8h，出水的BOD5、SSv20mg/L。这类一体化工艺是传统活性污泥工艺的变形，可以采用活性污泥工艺的设 计方法对不同的污染物加以去除，如考虑硝化，其负荷一般在 0.050.10 kgBOD5/（kgMLSSd），硝化率视污水温度而异。而要求污泥稳定化，其污泥负 荷和污泥龄要远远超过硝化时的数值。容积利用率低是此类一体化工艺共同的主要问题，就是说在一个较长停 留时间的曝气系统内，有50%左右的池容用于沉淀。UNITANK工艺的成功与否有赖于系统采用稳定可靠的仪表及设备，因 此引进技术，消化、吸收和开发先进的自控系统是应用此工艺的关键问题。一般

11、认为，UNITANK工艺不太适用于大型（10 X04m3/d）的城市污水处理厂。4.生物处理法的新进展生物处理法是目前研究得较多、新技术层出不穷的方法， 无论是好氧生物处理技术，还是厌氧生物处理技术都引起了研究人员的极大兴趣。因为用生物 法利用的是微生物的新陈代谢作用， 以污染物质为食料， 将其代谢成诸如CO2、H2O、NH3、SO2等稳定的小分子，它的二次污染小，对处理生活污水 及与之性质相近的有机污水有其独特的优势。生物处理法自从问世以来，其技 术已获得了极大的发展， 随着人们生活水平的日益提高， 生活污水中的成也日益复杂，因此用生物处理方法的目的也从以前能处理降解蛋白质、脂肪、碳水 化合

12、物等一类物质增加到也能处理合成洗涤剂、脱氮、脱磷及其它一些难降解 的复杂有机物。这也就必然要求人们改革工艺，过去由于厌氧生物处理的效率 不尽人意，处理时间也较慢，所以未引起人们的重视， 仅仅用来处理污泥或高浓度有机污水的预处理，但现在由于能源紧张， 厌氧生物处理由于能产生能源物质一甲烷而越来越引起人们的青睐， 由此也出现了许多新的工艺。（1）活性污泥法的新发展到目前为止，对活性污泥法在运行方式上还没有大的突破， 往往所作的是一些局部的改进，但在曝气方式上确取得了较大的成果， 如纯氧曝气、深井曝气、射流曝气，采用微气泡扩散器等， 这些都增大了氧转移率、提高了氧的利 用率使曝气池中氧的浓度增加。如

13、美日等国研制出的一种超微气泡扩散器， 气泡直径 50Lm，氧吸收率达 90%， Reid Engineering Company of Frederick shurg 等研制的氧化沟下表面曝气也是一种曝气方式的改进， 把冲刷曝气（BrushAeration）改进透平曝气（Turbine Aeration）避免了产生气溶胶、飞溅、结冰等问 题。活性污泥法的另一个发展趋势就是朝多功能方向发展， 采用的方法有：培养驯化专用细菌，使活性污泥处理对象不局限于生活污水， 还可以处理如酚一类难降解的有毒有机物，甚至驯化可以处理象氰一类有剧毒的无机物；把活性 污泥与其它处理方法结合起来，如活性炭 一活性污泥法

14、，它实际上是一种以活 性污泥法形式的活性炭吸附、生物氧化法的综合处理法； 固定活性污泥法是提供微生物附着的表面， 如合成纤维、塑料、细沙、粘土焦炭等， 使曝气池同时存在附着相和悬浮相的生物；这些都提高了活性污泥的净化效率，提高了 抗有毒物质等冲击负荷的能力， 还具有脱色、脱氮、削减泡沫的效果， 国外已用于合成纤维、化工印染、炼油、炼焦等工业生产的污水处理；活性污泥法与 厌氧工艺结合来脱氮、脱磷等，最典型的工艺是 A-O（a naerobic-oxic）流程。活性污泥法还可和化学法结合，提高净化多氯联苯、有机磷的去除效果。（2）生物膜处理法的新进展生物膜法最早出现的工艺是1893年在英国出现的将

15、污水喷撒在粗滤料上而 得以净化的普通生物滤池，它是最早出现而至今仍在不断改进和发展的人工生 物处理设备。在它的基础上，出现了高负荷生物滤池、塔式生物滤池、生物转盘和生物接触氧化等。近二三十年来，又出现了一些新型的生物膜法处理技 术，如生物流化床，它是以砂、焦炭、活性炭等颗粒材料作为载体，其载体表 面附着生长着生物膜，充氧后的污水以一定流速自下而上流动使载处于流化状 态，载体上的生物膜可以充分地和污水接触，使净化效率提高，它的工艺有空 气流床、纯氧流动床、三相流化床和厌氧兼型流化床工艺等。活性生物滤池是 将生物滤池、曝气池及二沉池结合为一体的新型污水处理工艺，它的特点是将 生物滤池的部分出水回流

16、汇同二沉池的回流污泥一起进入生物滤池，用活性生 物滤池处理生活污水和食品加工废水的实验结果表明： 该系统具有处理效果好、效率高、BOD容积负荷大、不发生污泥膨胀和耐冲击负荷等优点。另外还 有空气驱动的生物转盘、生物转盘和曝气池相结合、藻类转盘等。由于生物膜 法的生态环境与活性污泥法的不同， 生物膜法生态系统中可以生长藻类、后生动物等，甚至可以生长硝化菌及反硝化菌等， 因此可以用来脱氮等。（3）厌氧生物处理法的新发展厌氧生物处理法也有一百多年的历史，它是利用厌氧微生物在无氧的条件 下对有机物进行分解的技术。由于处理效率低、速度慢、且甲烷菌对环境要求 严格不易控制等缺点， 厌氧生物处理法长期以来一

17、般仅用于污泥处理， 它的主要工艺是化粪池、消化池等。但是由于近年来能源危机及环境污染加重，厌氧 生物处理由于其产物具有能源物质而得到人们的重视， 一大批新的厌氧生物处理法技术相继诞生，为了提高厌氧微生物的浓度，有使厌氧微生物附着在载体 表面的厌氧生物膜处理方法如厌氧生物滤池、厌氧转盘、厌氧膨胀床、厌氧接 触氧化、厌氧档板反应器、厌氧流化床法，以及象上流式厌氧污泥床反应器（UASB） 依靠微生物之间凝聚造粒而形成的自己固定法方法。还有人为地固定微生物包 埋固定化法，它是人为地把增殖速度缓慢的厌氧微生物高浓度地保持在处理系 统中，提高处理速度、缩小处理设备并可用于处理低浓度的有机污水。如日本 本田

18、等人1988年采用包埋固定厌氧微生物处理 TOC为150mg?L的人工配水， TOC的去除率可达95%以上。在厌氧处理中， 甲烷的增殖速度慢成为产气的 决定步骤，因此为了保持甲烷发酵中高浓度的微生物， 出现了利用膜的固液分离法，如柏分等人1988年利用超滤膜（UF）进行甲烷发酵实验，结果表明：提高了反应器内甲烷的浓度，TOC的容积负荷为2g?L 日，其去除率可达98.4% 以上。厌氧生物处理法目前的发展趋势是和其它生物处理方法联用， 如厌氧一好氧复合工艺等，具有节约投资、节省能源、污泥产量少、出水水质好等一系 列优点。厌氧生物处理法正朝着能处理低浓度有机污水，能够脱磷脱氮且运行 维护方便经济等

19、方面发展。5 活性污泥工艺的发展趋势通过几十年的研究与实践，活性污泥工艺已经成为一种比较完善的工 艺。在池形、运行方式、曝气方式、载体等方面已经很难有较大的发展。用常 规手段也已经很难在生物学方面有所突破。有学者认为该工艺未来两个大的方 向是膜分离技术和分子生物学技术的应用。（1）膜分离技术的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的以下变化：1不再存在污泥膨胀问题。在调控活性污泥系统时，不必再考虑污泥的沉 降性能问题，从而使工艺控制大大简化；2曝气池的污泥浓度将大大提高（MLSS可以大于20000mg / L ）从而使 系统可在超大泥龄、超低负荷状态下运行，充分满足去除各种污染物

20、质的需要;3在同样的处理要求下，可使曝气池容积大大减小，节省处理厂的占地面积；4污泥浓度的提高，将要求较高的曝气速率，因而纯氧曝气将随着膜分离 而被大量采用。虽然膜分离目前还存在易堵塞等方面的问题，但这些问题正逐步得到 解决。实际上，目前已有一批膜分离活性污泥系统在运行，如日本H iroshiwa市的H igashi污水处理厂的膜分离系统已连续运行 3年。（2）分子生物技术的应用目前分子生物技术已开始应用于污水处理领域。为搞清聚磷菌除磷的生化机理，已开始用分子诊断技术获取聚磷菌的遗传信息。现在从活性污泥中 已发现的30多种丝状菌中，只有4种准确命名及生物分类学定位，因为这些丝 状菌大部分无法进

21、行分离纯培养。目前正用分子诊断技术进行这些丝状菌的生 物学定位，以进一步准确了解其特性。分子诊断技术的大量应用，活性污泥微生物基因库的建立，在此基础上用基因技术培育具有高效活性的污泥菌种，进一步提高处理效果，是未来发 展的方向。三、 本课题研究内容该新镇将建设成完备的各种市政设施。规划人口，近期 30000人，2010年发展为82000人，生活污水标准为160L/capd，其总变化系数为1.5,工业最大 日污水量为5800M3/日，排水采用分流制。污水水质按一般的生活污水性质考 虑。生活污水与工业废水混合后其水质平均值为： BOD5=190mg/L,SS=238mg/L, CODcr=380m

22、g/L，TP=4.9mg/L, NH3-N=49mg/L，要求经过处理 后水质达到国家污水综合排放标准（GB89781996）中一级标准（BOD空20mg/L, SS20mg/L，CODc60mg/L, TP 0.5mg/L，NH3-N 15mg/L）。所以本工程处理水量：近 期：30000X）.16 X.5+5800=13000m3/d,2010年: 82000X）.16 X5+5800=25480m3/d据此，该厂按远期2010年一期2.6万吨/天建设完成，污水厂主要处理构筑 物拟分为二组，每组处理规模为1.3万吨/天。这样既可满足近期处理水量要 求，有留有空地以三期扩建之用。四、 本课题

23、研究方案本工程污水处理的特点：（1）污水以有机污染物为主，BOD/COD=0.5，可生化性较好，重金属及其他难以生物降解的有毒有害污染物 一般不超标；（2）污水中主要污染物指标 BOD、COD、SS都值都比国内一 般城镇污水低30%左右；（3）污水处理厂投产时，多数重点污染源治理工程已 投入运行。针对以上特点，以及出水要求，现有城镇污水处理技术的特点，以采用生化处理最为经济。由于氮磷超标，处理工艺尚用硝化除磷。根据处理规模（ 2.6万吨/天），进出水质（一般的生活污水），出水质要求（国家污水综合排放 标准GB89781996中一级标准），污水处理厂既要求有效地去除B0D5，有要求对污水中的氮、

24、磷进行适当处理，防止神仙沟的富营养化，以 及该工程的造价与运行费用，当地的自然条件（包括地形、气候、水资源）， 污水水量及其变化动态，运行管理与施工，并参考典型的工艺流程和各种生物 处理法的优缺点及使用条件。本课题选择典型的工艺流程，有两种可供选择的 工艺：1）普通A/A/O法处理工艺。2）厌氧池+氧化沟处理工艺。两种工艺经 过比较，氧化沟除了具有 A/A/O的效果外，还具有如下特点：（1）具有独特 的水力流动特点，有利于活性污泥的生物凝聚作用，而且可以将其工作区分为 富氧区，缺氧区，用以进行硝化和反硝化作用，取得脱氮效果。（ 2）不设初沉池，有机性悬浮物在氧化沟内能达到好氧稳定的程度。（ 3

25、）BOD负荷低，使氧化沟具有对水温、水质、水量的变动有较强的适应性，污泥产率低，勿需进 行硝化处理。（4）脱氮效果还能进一步提高。（5）电耗较小，运行费用低。 所以本课题选择厌氧池+氧化沟处理工艺。本课题研究方案即工艺流程初定如下：厌氧池+氧化沟处理工艺五、研究目标、主要特色及工作进度：研究目标：改革开放以来，在我国的大中型城市中，建设了一批污水处理设施，对于 保护大中型城市的环境，治理水污染起到了很大作用。随着我国城乡经济的发 展，人民生活水平的显著提高，我国农村城市化的速度将大大加快，大量的小 城镇将迅速兴起，预计到本世纪末，全国设市城市将达 1200个左右，建制镇2500030000个左

26、右，全国城镇人口达6.8亿左右，城市化水平约为45%，其 中小城镇人口所占比例达65%左右。从发展眼光看，今后我国的大部分人口将 生活在中小城镇。目前全国共有17000个建制镇，绝大多数没有排水和污水处理设施， 而且，由于二十几年来，乡镇企业的蓬勃发展，造成一些中小城镇尤其是经济 比较发达的中小城镇，污染严重，已经影响到人民的生活和健康。考虑到1998年1月1日之后，已经开始实行污水排放综合标准 （GB8978-1996），因此中小城镇的污水处理厂在选择处理工艺时都要考虑除磷脱 氮，计一污水处理厂处理该镇所排放的污水，使处理水达到国家一级排放标准，以减轻对神仙沟和卫东河水体的污染1确定污水厂的

27、处理工艺流程及处理构筑物（或设备）的类型和数量。2进行处理构筑物及设备的工艺设计计算。3进行污水厂各构筑物、建筑物以及各种管渠等总体布置。4设计图纸包括：（1）污水厂平面布置图；（2）污水厂的工艺流程、高程布置图；（3）单体构筑物的工艺构图。主要特色：为了力求构筑物流程简单而不影响处理效果，在设计中采取中格栅和提升 泵房，细格栅和平流式沉沙池合建一起。其污水主题处理构筑物 一一卡罗塞（Carrouse）氧化沟具有以下优点：氧化沟工艺一般可不设初沉池，在不增加构筑物及设备的情况下，氧化沟 内不仅可完成碳源的氧化，还可实现硝化和脱硝，成为 A/0工艺；氧化沟前增加厌氧池可成为A2/0 （A-A-0

28、 ）工艺，实现除磷。由于氧化沟内活性污泥已经 好氧稳定，可直接浓缩脱水，不必厌氧硝化，这样在整体上污水处理厂的占地 减少。通过毕业设计，使学生熟悉并掌握排水工程的设计内容、设计原理、方 法和步骤，能根据设计原始设计资料正确地选定设计方案，掌握污水厂设计的 基本流程及各构筑物的设计方法，熟悉设计计算书和设计说明书的编写内容和 编制方法，并绘制工程图纸。其设计深度为施工图阶段。工作进度如下:序号各阶段工作内容起讫日期备注1资料收集2005.3.142005.3.18一周2完成开题报告2005.3.21 2005.3.253确定设计方案、工艺流程2005.3.282005.4.14计算个单体构筑物200544 2005.5.13六周5总平面布置、咼程布置2005.5.162005.5.206绘制设计图纸2005.5.232005.6.3两周7整理设计计算、说明书2005.6.62005.6.108准备毕业设计答JlA亠 辩2005.6.132005.6.17