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1、海南大学毕业论文（设计）题目：污水处理装置的优化设计学 号： 20150581310252姓名：宾凡年级：2015级学院：机电工程学院系另U ：机械系专业：机械设计制造及其自动化指导教师：柳华完成日期：2019年5月20日1. 1. 3活性污泥法与生物膜法对比分析目前较为常用的的污水处理方法有活性污泥法和生物膜法2种，基于前文已经对这两种方法的污水处理原理进行了系统的分析，我们可以得出这两种污水处理方法的优缺点，如下表1T所示。表1-1活性污泥法与生物膜法对比分析处理方法优点缺点活性污泥法处理效果好，适用于处理净化程度较高的污水占地面积多，基建投资多可以灵活调整污水处理程度的高低对冲击负荷适应
2、能力较差生物膜法对污水有较强的适应性，不会发生污泥膨胀附着于固体表面的微生物量较难控制，操作伸缩性差生物相对更为丰富、稳定，产生的剩余污泥少反应装置容积有限、空间效率低1.2国内外现状1.2.1国内现状我国对污水处理装置及相关工艺的分析研究起步较迟，在很长的一段时期内都是靠购置国外的污水处理装置设备，而相关工艺技术也只能是进行借鉴，也没有对生活污水和工业污水的本质区别进行过细致的研究。当前，通过吸收消化国外先进污水装置和技术的基础上，我国众多的研究学者对污水处理装置和工艺进行了系统的分析研究，并研发制造了技术水平领先的污水处理装置。比如：上海船舶设备研究所研发的WCF系列生活污水处理装置，中船
3、总公司开发生产的WCB工业污水处理装置，其技术水平在世界范围内已经达到了领先水平，当然，这得归功于众多科研工作者在背后的默默付出和坚持。当然，有些企业通过引进国外技术直接进行生产，然后再吸收和消化国外技术，并对其进行优化设计，比如南京绿洲有限公司通过引进英国哈姆沃西公司开发ST系列污水处理装置，并对其相关技术和工艺进行借鉴，也自行生产和开发了国产污水处理装置，取得了巨大成就。由于在世界范围内环境额污染问题越来越严重，人们对用水质量的要求也在不断提高，近年来，我国对如何处理生活污水和工业污水的问题被推到了亟待解决的乾元，同时也做出了众多措施来应对生活污水和工业污水。在理论的研究领域，中船总公司于
4、“十五”期间对污水处理的工艺技术做了系统的分析研究,同时也对生活污水和工业污水的区别进行探讨，为相关设备的生产制造提供了丰富的理论基础。1.2.2国外现状在国外，尤其是发达国家，比如美国、英国、日本等很早就对污水处理装置进行系统的分析研究，目前，这些发达国家对污水处理装置的技术水平和工艺水平仍然出于领先地位。目前，世界范围内，大多数企业所使用的污水处理装置很大一部分都是通过采购这些国家的产品，或者购买其相关技术进行自行生产制造，但是购买这些设备的费用昂贵，特别是对于那些中小企业，高昂的采购费用难以支撑，这也使得我国的污水如何处置问题变得越来越严峻，近年来，为满足IMO以及部分国家和城市对生活污
5、水和工业污水的排放要求，很多的污水处理装置生产公司和研究所积极采取相关措施来应对解决，合理运用目前已经掌握的新技术慢慢开发出了很多出于领先技术水平的污水处理装置，同时也对生活污水和工业污水的处理工艺进行了改进，取得了巨大成就，目前，国外先进的生活污水和工业污水处理工活性污泥生化处理技术和抗氧化技术，并已经在实际中得到了很好的运用，为如何处理生活污水和工业污水作出了巨大的贡献。1.2.3国内外知名污水处理企业对比分析由于污水排放的越来越严重，更多的企业开始进军污水处理行业，随着科学技术的不断进度，众多污水处理企业在污水处理能力上都得到了很大的提高，目前，国内外较知名的污水处理厂如下表1-2所示。
6、表1-2国内外知名污水处理厂污水处理厂技术现状国外美国 Stickney污水处理厂Stickney污水处理厂采用了多种污泥处理工艺，前的实际处理水量为271万a?/d美国波斯顿鹿岛污水处理厂采用生物膜法进行污水处理，在污水的杀菌消毒技术方面处于领先地位。国内上海白龙港污水处理厂同时采用活性污泥法及生物膜法，污水处理规模达200万m3 /d中国香港昂船洲污水处理厂采用化学法进行污水处理，占地空间小，污水处理能力达176万吨/d2污水处理的工艺流程比较由于科学技术水平地不断提高和改善，污水处理装置的制造技术也在不断地更新换代,污水处理装置同时也利用开发新工艺来达到越来越严格的排放标准要求，相信世界
7、范围内人们对环境污染的问题越来越重视，同时人们对用水质量的要求也越来越高，污水排放的标准也会越来越严格，这对众多中小企业也提出了更高的考验。生活污水主要来自于人们在日常生活中所产生的污水，例如马桶中的污水，洗碗筷时产生的污水，洗澡时产生的污水，这些都不可避免工业污水生产商在生产制造产品时所带来的污水，尤其的重工业企业，产生的污水量更是之大。在当前地情况下，生活污水和工业污水的可排放量的还没有具体的标准及规范，对于企业方面，由于各个企业的污水排放情况各不相同，其污水可排放量可参照建筑给水排水设计规范，关于居民在日程生活中所制造的生活污水，因为每个城市的人口不一，每个城市的水资源量也不同，其生活用
8、水可借鉴商业及公共设施用水特点，可参考生活污水排水设计规范来确定。由于工业污水对环境造成的污染远远大于生活污水对环境造成的污染严重,其污染负荷大，所以，对于工业污水的处理可以利用活性污泥法及抗氧化法相结合的工艺来处理，工业污水经一级处理后，工业污水中的有机物很大一部分都会被氧化分解掉，众所周知，抗氧化法来处理工业污水中的有机物，其去除率高已是不争的事实，一般能够达到70%以上，处理效果很好，工业污水经抗氧化法进行一级处理后，可对其进行污水的二级处理，采用的方法是活性污泥法，因为活性污泥法具有很好地拦截作用，分解难度较大的有机物及有毒物质会被拦截在二级处理装置中进行不断地反应、分解，同时由于二级
9、处理装置工作在低污泥负荷、长泥龄、高容积负荷下工作，其污泥产生量就会很少,所以二级处理装置的排泥周期相对较长，这大大节省了人力，降低了企业的用人成本，同时也能够大节省很大一部分排泥的处理费用，对于污水处理，目前常用的处理工艺方法有三种，分别是：物理法污水处理、化学法污水处理、生物法污水处理。2. 1物理法污水处理物理法污水处理主要是凝固剂凝固除油一自然过滤除杂一压力过滤这么一个过程，这个工艺过程从生活区送来的污水经凝固剂凝固除油后，生活污水中的油分子被去除，然后经过过滤器过滤，能够把污水中的颗粒较大杂质过滤出来,然后再经过压力过滤这么一个工艺，最后把污水中颗粒较小的杂质过滤干净，经过这样处理后
10、的污水已经达到了国家的污水排放要求，不会对周边的环境造成污染，可用于冲刷马桶，洗车等用途，但还没达到饮用水的标准，若需达到饮用水的标准，需做进一步的处理，但是处理费用较高，工艺流程简图如图2.1所示图2.1：物理法污水处理过程2. 2化学法污水处理于二十世纪四五十年代的时候，利用化学法处理污水中的重金属元素就已经得到了尝试运用，但是由于当时科学技术水平的限制以及处于成本等方面的考虑，当时此方法并没有得到大范围的推广；至七十年代中期的时候，由于有机电化学理论等方面的研究得到了一定的突破，越来越多的科研工作者开始运用和推广化学法来处理污水的重金属元素，运用最普遍的化学方法有电凝聚法、电渗析法、微电
11、解法、电气浮法等等，这对工业污水的处理具有重大效果，因为工业污水中含有较多的重金属元素。运用化学法来处理工业污水中的重金属元素，其本质是通过化学反应来分解或转化为无害物质一个过程，它具有处理效率高，设备要求低等优势，但是对污水具有哪些中金属元素需事先进行测量，然后再添加相应量的反应量，这对理论计算过程要求比较高，为了对化学法污水处理进行取长补短，大批污水处理研究者对化学法做了无数次的试验和理论分析，正是由于他们的努力，化学法污水处理得到了巨大的突破，化学法污水处理过程示意图如图2. 2所示。CO攻附段位（笠寂）、 令图2.2：化学法污水处理过程示意图2. 3生物法污水处理生物法处理污水主要是处
12、理污水中的有机物及植物性营养物，它是利用生物凝固来去除胶体杂质，从而让污水得到有效净化，与此同时，他还能制造有计划肥料，产生的有机物肥料课用于农田、植被等，生物法污水处理主要是利用微生物的新城代谢来达到污水处理的过程，目前，运用最广的就是活性污泥法，活性污泥法也是被最早推广和运用的污水处理法，运用该方法，需哟有二沉池、污泥回流管线及设备三部分组成，最先初级处理后的废水和活性污泥结合后输送到曝气池，大约需要60分钟左右，污水在输送流动过程中，有机物或者植物性的营养物会被吸附、氧化等处理，从而对污水达到净化的效果，通常来说，从曝气池排出的污水经过沉淀后，所以，生物法污水处理对低浓度生活污水的处理具
13、有重大效果，污水杂质去除率高达80%-90%,生物法污水处理工艺流程示意图如图2. 3所/J o曝当池剩余污泥图2.3：生物法污水处理示意图3污水处理装置的结构优化设计3.1污水处理装置优化设计方案的拟定现在，用于污水处理装置的技术、工艺和设备发展的很快，结合起来看的话,在技术方面主要有3种方法：即物理法污水处理、化学法污水处理、生物法污水处理。本课题设计的污水处理装置是在现有污水装置的基础上进行优化设计，其目的主要是使生活污水和工业污水经该设备处理后可以达到国家污水排放要求，生物法污水处理是利用微生物自身的新城代谢研发地新款污水处理设备，它能够广泛的用于生活污水和工艺污水的处理，可很有效地去
14、除污水中的杂质，污水能够达到国家污水排放要求，与此同时，还有除氮，脱磷的作用。为了方便在各个领域能够使用该污水处理装置，本课题优化的污水处理装置可用于居住小区，高级宾馆，医院，重工业企业等，该设备处理的出水水质，可以达到国家排放标准，全套设备既可以安装在地面上，也可以将其埋在地面下。3. 1. 1污水处理装置的原理生物法污水处理是在生物氧化法及活性污泥处理法基础上研发出来的一种高效污水处理装置，它是活性污泥法和氧化法地有效融合，本课题设计的污水处理装置经优化后，主要由污水预处理系统，一级接触氧化区、二级接触氧化区，沉淀区和出水口组成，在污水处理装置内部，污水在流动过程中上可以实现水质地均匀搭配
15、，因此可以最大程度地除去污水中的有机物杂质。另外，污水处理还有其它的2种方法，一种是活性污泥法，另外一种是生物膜法，在生物处理地特点一一微生物转换有机物地作用来分析，此2种方法地不同为微生物在各个时间段的状态是不一样的，它会随着时间的变化而变化，在活性污泥法中，微生物是沉降在污水中的，但是生物膜法中，微生物是悬浮是生活污水和工业污水中的，并且会在污水中一直运动，氧化法是在生物滤池的前提下发展上来的，它和生物滤池法有很多相同的地方，在污水充满曝气池及采用人工去除污水杂质来看，它又和活性污泥法具有很多相同的地方，因此生物氧化法地特征是处于生物滤池法和活性污泥法之间，两者密不可分。3. 1. 2污水处理装置的特点本课题对污水处理装置优化后，各项性能指标均有显著提升，应用领域更加广泛，主要由以下特点： ：优化后的污水处理装置既可以
