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1、毕业设计（论文）开题报告题 目： 某市高新技术工业园区污水处理工程设计 学 院： 建筑工程学院 系： 土木系 专 业： 给水排水工程 班 级： 姓 名： 指导教师： 填表日期： 2012 年 4 月 3 日一、选题的依据及意义：本工程为某市高新技术工业园区污水处理厂的施工图设计，某市高新技术工业园区，是 2010 年经市委同意，市政府批准设立的高新技术工业园区。园区位于市区南郊酒火公路两侧，南邻兰新铁路复线，北接正在开发建设的新城区，南北长约 9 公里，东西宽约 4 公里，远期规划面积 36 平方公里。污水处理过程中产生的污泥主要以生物污泥为主，经浓缩脱水后可进行农用或直接运往附近垃圾卫生填埋
2、场统一处理。该工业园区自然情况：年平均气温：10.3。冻土深度：平均 0.8 米，年平均降雨量：85.3 毫米。年最高降雨量：165.7 毫米。年最低降雨量：36 毫米。主导风向：东南风。平均风力：26 级。最大风力：9 级。平均风速：2.4 米/秒。 最大风速：25.7 米/秒。地震基本烈度：7 度。园区设立以来，按照“规划高起点、设计高标准、建设高质量、运作高效能”的原则，强化基础设施的建设，大力改善投资环境，着力提高承载和吸引力。近两年来，高新技术工业园区凭借着完善配套的基础设施、独具特色的开发优势和诸多鼓励投资的优惠政策，引起了区内外众多投资商的广泛关注，先后引进草原兴发、酒泉清真肉食
3、品厂、四川大业种业、敦煌种业种子加工厂，大得力生物制药，好牛乳业食品有限公司、甘地制药公司、先锋种业公司等一大批项目和投资。园区原有企业 26 个，新建成投产企业 32 个，在建起企业 23个，未开工建设企业 10 个。目前，园区内大部分企业排放的废水采用简单的处理，有的企业废水甚至未经任何处理，最终排入北大河，对北大河造成严重污染。主要污染物挥发醇、COD、BOD、SS、硫化物、石油类及大肠杆菌等含量严重超标，使北大河遭受一定污染，给下游工农业生产和人们生活用水造成严重影响。同时，工业园区处于肃州区南郊地下水系上游，地下水储量丰富，水质良好，素有“地下水库”之称，园区北部即是该市的地下水资源
4、保护区，如不尽早建设污水处理厂，随着工业园区规模的不断扩大，将给该水源保护区造成严重污染事故。为保护工业园区水质环境，保障工农业生产及人民群众生活用水安全，提高水资源的有效利用，在该高新技术工业园区建设污水管网工程及污水处理厂是十分必要的。对促进肃州区经济发展，改善北大河水质，保障人民健康及提高工业园区用水重复利用率具有重要意义。同时，工业园区现有污水管网排污口由于污水到处溢流，造成蚊蝇滋生，周围环境恶劣，严重影响该市市容，影响市民的正常生活。据此，需确定污水处理厂的处理工艺流程和处理构筑物的类型与数量，进行处理构筑物及设备的工艺设计计算和污水厂各构筑物以及各种管渠等总体布置。二、国内外研究现
5、状及发展趋势（含文献综述）：1关于活性污泥法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/O 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。 AB 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/(kgMLSSd)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
6、 法尽管有节能的优点，但不适合低浓度水质，A 级和 B 级亦可分期建设。 SBR 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
7、，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 。 A/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 年前开发此厌氧缺氧好氧组成的工艺。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(DO12.5)，BOD/TKN 为 1.53.5，COD/TP 为 3060，BOD/
8、TP 为1640(一般应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。 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区，可以除磷，亦可用化学法除磷。采用普通曝气
9、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。 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(Passveer)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 1.61.8kgO 2/(kWh)。 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 DO(如外环为 0，中环为 1，内环为 2)，有利于脱氮除磷。采用转碟曝气，水深一般在 4.
10、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，不具备除磷功能。 氧化沟一般不设初沉池
11、，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 kgO 2/(kWh)。2关于厌氧生物处理技术上世纪末，人们已经认识到沼气的产生是一个微生物学过程。1896 年英国出现了第一座用于处理生活污水的厌氧消化池，所产生的沼气用于街道照明。到 1914 年美国有十四座城市建立了厌氧消化池，二战结束后厌氧技术的发展又掀起了一个新的高潮。40 年代在澳大利亚出现了连续搅拌的厌氧消化池，改善了厌氧污泥与废水的混合，提高了处理效率，但在本质上，反应器中的微生物与废水或废料时完全混合在
12、一起的，污泥在反映器中的停留时间与废水的停留时间是相同的，因此污泥在反应器里浓度较低，处理效果差，废水在反应器里要停留几天到几十天之久。50 年代中期出现了厌氧接触反应器。这种反应器在连续搅拌反应器的基础上于出水沉淀池中增设了污泥回流装置，使部分厌氧污泥又重新返回到反应器中，从而增大了反应器中厌氧污泥的浓度，使厌氧污泥在反应器中的停留时间第一次大于水力停留时间，因此其处理效率和负荷显著提高。这是厌氧处理技术的一个重要发展。就反应器中污泥浓度通过液固分离、回流而提高这一点来说，厌氧接触工艺与好氧活性污泥工艺颇为相似。 随着生物发酵工程中固定化技术的发展，人们认识到提高反应器中污泥浓度的重要性。7
13、0 年代以来，厌氧处理的最大突破是荷兰农业大学发展的上流式厌氧污泥床，简称 UASB 反应器，UASB 反应器发明后受到了广泛的关注，目前已成为应用最广泛的厌氧处理方法。高速反应器的发展大大提高了厌氧反应器的负荷和处理效率时废水在反应器中的停留时间缩短到几小时，反应器容积得以大大缩小，从而有利于厌氧技术应用于工业化的废水处理。污泥停留时间的延长与污泥浓度的提高使厌氧系统更具有稳定性，有效增强了对不良因素的适应性，因此 20 年来厌氧废水处理技术得以很快推广，成为水污染防治领域里一项有效的新技术。UASB 反应器一般不易形成沟流，仅当负荷特别低和布水系统设计不合理是才可能有沟流发生的危险。产气的
14、搅拌作用使污泥床不断运动从而与废水混合很好。没有填料的 UASB 反应器有更大的空间容纳污泥。在处理类似的可溶解性废水时，UASB 反应器因此有更高的负荷能力。没有填料的 UASB 反应器在投资和运行成本上更节省、更节能，同时操作相对简单易于控制。至今，UASB 反应器在所有高速厌氧反应器中应用最为广泛的。3 关于 UASB反应器UASB 反应器的主体部分可分为两个区域，即反应区和气、液、固三相分离区。在反应区下部，沉淀性能良好的污泥（颗粒污泥或絮状污泥）形成的厌氧污泥床。当废水由反应器底部进入反应器后，由于水的向上流动和产生的大量气体上升形成了良好的自然搅拌作用，并使一部分污泥在反应区的污泥
15、床上方形成相对稀薄的污泥悬浮层。悬浮液进入分离区后气体首先进入集气室被分离，含有悬浮液的废水进入分离区的沉降室，由于气体以被分离，在沉降室扰动很小，污泥在此沉降，由斜面返回反应区。UASB 反应器运行的三个重要前提是：1、反应器内形成沉降性能良好的颗粒污泥或絮状污泥2、由产气和进水的均匀分布所形成的良好的自然搅拌作用3、设计合理的三相分离器，这使沉淀性能良好的污泥能保留在反应器内。在 UASB 反应器内厌氧污泥可以以絮状的聚集体存在，也可以以球形或椭球形的形式存在。在厌氧反应器内污泥形成的过程称之为污泥颗粒化。颗粒污泥化是大多数 UASB 反应器启动的目标和启动成功的标志。颗粒污泥的形成使 UASB 内可以保留高浓度的厌氧污泥。这首先是由于颗粒污泥具有极好的沉降性能。絮状污泥的沉降性能较差，当产气量较高，废水上流速度略高时，絮状污泥则容易冲洗出反应器。产气与水流的剪切力也易于使絮状污泥进一步分散。这加剧了絮状污泥的洗出。颗粒污泥有机好的沉降性能，它能在很高的产气量和高上流速度下保留在厌氧反应器内。因此污泥的颗粒化可以使 UASB 反应器允许有更高的有机物容积负荷和水力负荷。一般絮状污泥的 UASB 负荷在 10kgCOD/（m 3.d）以下，而颗粒污泥 UASB 反应器负荷甚至可高达 30-50kgCOD/（m 3.d） 。颗粒化污
