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1、课 程 设 计 任 务 书一设计任务：课程设计是水污染控制工程教学中一个重要的实践环节，要求综合运用所学的有关知识，在设计中掌握解决实际工程问题的能力，并进一步巩固和提高理论知识。根据设计任务书的资料，了解设计的任务、要求，工程的概况、规模，分析水质水量，然后进行工艺选择、设计计算、编写说明书。本设计任务是要求完成AB法处理生活污水工艺曝气池的设计，同时完成以下设计工作：1概述。在查阅资料的基础上说明本设计题目的意义和最新发展概况；2设计参数的选择；曝气池尺寸的设计计算；A段曝气池的进、出水设计计算，B段曝气池的进；污泥龄；需氧量的计算等；3编写设计计算书和设计说明书（可以分章独立也可以合在一
2、起）；4A段曝气池的平面布置图。内容包括管线，尺寸大小，单体名称等必要的技术说明；5B段曝气池的平面布置图。内容包括管线，尺寸大小，单体名称等必要的技术说明；6A段曝气池进水口布置图；内容包括管线，尺寸大小，标高等；7B段曝气池进水口布置图；内容包括管线，尺寸大小，标高等。二设计成果课程设计内容包括封面、目录、概述、设计说明书、设计计算书、（实际）参考文献、心得体会、致谢、成绩评定表和相关附图1编写设计说明书和设计计算书参数选择及依据，必要的说明，各构筑物详细设计计算过程，结果评价及主要设备的选取，其他附属设备和建筑物等；2设计图纸A段曝气池的平面布置图1张（A3）；B段曝气池的平面布置图1张
3、（A3）；A段曝气池进水口布置图（A3）；B段曝气池进水口布置图（A3）课 程 设 计 任 务 书三设计资料1设计规模及设计水质1.1设计规模最大设计流量Qs=996L/s，平均流量Qp=61935m3/d。1.2废水水质表1 废水水质项目BOD/mg/LSS/mg/LTN/mg/LTP/mg/L温度/数值214.31203.6230.794.66202废水处理要求废水处理后需要达到污水综合排放标准GB8978-1996规定的一级B标准，见下表2。表2 处理后水质项目BOD/mg/LSS/mg/LTN/mg/LTP/mg/L数值2020151.0四参考文献：(1) 唐受印，戴友芝主编.水处理工
4、程师手册，北京：化学工业出版社，2001(2) 韩洪军主编.污水处理构筑物设计与计算（修订版）.哈尔滨工业大学出版社，2005.3(3)三废处理工程技术手册（废水卷）.化学工业出版社(4) 史惠祥编.实用水处理设备手册. 化学工业出版社，2000.1(5) 高廷耀，顾国维，周琪.水污染控制工程，高等教育出版社，2007年出版(6) 给水排水设计手册.北京：中国建筑工业出版社 目录1前言41.1 概况41.2 设计资料41.3 AB法42 设计计算及说明92.1 格栅的设计计算92.1.1栅条的间隔数（n）92.1.2 栅槽宽度（B）92.1.3 进水渠道渐宽部分的长度102.1.4 栅渣与出水
5、渠通连接处的渐窄部分长度(l2)102.1.5 通过格栅的水头损失（h1）102.1.6 栅后槽总高度（H）102.1.7栅槽总高度（L）102.1.8 每日栅渣量（W）112.2 曝气沉砂池的设计计算112.2.1池子的有效容积（V）112.2.2 水流断面积（A）112.2.3 池总宽度（B）112.2.4 每格池子宽度（b）112.2.5 池长（L）122.2.6 每小时的需空气量(q)122.2.7 沉砂室所需容积（V/m3）122.2.8 每个沉砂斗容积（V0）122.2.9 沉砂斗各部分尺寸122.3 A段曝气池和B段曝气池的设计计算132.3.1 设计参数确定132.3.2计算处
6、理效率132.3.3 A段和B段曝气池容积和主要尺寸142.3.4 剩余污泥量计算152.3.5 污泥龄计算162.3.6 需氧量计算162.3.7 A段曝气池的进出水系统162.3.8 B段曝气池的进出水系统172.4 中间沉淀池的设计计算182.4.1 中间沉淀池池型的选择192.4.2 中间沉淀池面积、直径和有效水深192.4.3 污泥斗容积的计算192.5 二次沉淀池的设计计算202.5.1 二次沉淀池池型的选择202.5.2 二次沉淀池面积、直径和有效水深202.4.3 污泥斗容积的计算213 参考文献214 心得体会215 致谢221前言1.1 概况本设计任务是要求完成AB法处理生
7、活污水工艺曝气池的设计。1.2 设计资料1.2.1 设计规模最大设计流量Qs=996L/s，平均流量Qp=61935m3/d。废水水质见表一。表1 废水水质项目BOD/mg/LSS/mg/LTN/mg/LTP/mg/L温度/数值214.31203.6230.794.66201.2.2 废水处理要求废水处理后需要达到污水综合排放标准GB8978-1996规定的一级B标准，见下表2。表2 处理后水质项目BOD/mg/LSS/mg/LTN/mg/LTP/mg/L数值2020151.01.3 AB法1.3.1 AB法的由来由于活性污泥法的活性污泥中的微生物群体是细菌和原生动物等众多生物组成的复合生物群
8、落，对水质负荷和冲击负荷的承受能力较弱，易发生污泥膨胀、中毒现象，能耗也较高，导致处理成本高。因此针对以上不足，一种全新的工艺AB法应运而生。AB法是吸附生物降解工艺的简称。这项污水生物处理技术是20世纪70年代中期由德国B0HUKE教授首先开发的。该工艺将曝气池分为高低负荷两段，各有独立的沉淀和污泥回流系统。高负荷段A段停留时间约2040分钟，以生物絮凝吸附作用为主，同时发生不完全氧化反应，生物主要为短世代的细菌群落，去除BOD达50以上。B段与常规活性污泥相似，负荷较低，泥龄较长。1.3.2 AB法的工艺流程图1 AB法工艺流程图AB工艺系生物吸附一降解活性污泥法，是在常规活性污泥法和两段
9、活性污泥法基础上发展起来的污水处理上艺。该工艺属高负荷活性污泥法，与常规活性污泥法比较具有处理负荷高、节能、对水质变化适应能力强、处理效果好等优点。AB工艺不设初沉池，由A、B两段组成，A段由A段曝气池和中间沉淀池构成，B段由B段曝气池和二次沉淀池构成。AB两段各自设污泥回流系统，污水先进入高负荷的A段，然后再进入低负荷的B段，AB两段串联运行。A段污泥具有很强的吸附能力和良好的沉淀性能。A段对有机物的去除是以细菌的絮凝吸附作用为主。A段工艺污泥负荷高、泥龄和水力停留时间短。所以，A段工艺的投资和运行费用低，属于高负荷的活性污泥系统的强化一级处理。1.3.3 AB法工艺的主要特征在AB法工艺中
10、，A段的污泥负荷率高达2kgBOD/（kgMLSS.d）6 kgBOD/（kgMLSS.d）,污水停留时间只有30min40min，污泥龄短，仅为0.3d0.5d，池内溶解氧的分子质量为0.2mg/L0.7mg/L。因此，真核生物无法生存，只有某些世代短的原核细菌才能适应生存并得以生长繁殖。A段对水质、水量、PH值和有毒物质的冲击负荷有极好的缓冲作用。但A段产生的污泥量大，约占整个处理系统污泥产量的80%左右，且剩余污泥中的有机物含量很高。B段可在很低的污泥负荷下运行，负荷范围一般为小于0.15kgBOD/（kgMLSS.d），水力停留时间为2h5h、。污泥龄较长，一般为15d20d。在B段曝
11、气池中生长的微生物除菌胶团外，还有相当数量的高级真核微生物外，还有相当数量的高级真核微生物，这些微生物世代期较长，并适宜在有机物含量比较低的情况下生存和繁殖。1.3.4 AB法工艺的处理机理和适用范围AB法工艺处理机理： A段的处理机理是以细菌的絮凝吸附作用为主。这与传统的活性污泥法有很大的不同。污水中存在大量已适应污水的微生物，这些微生物具有自发絮凝性，形成“自发絮凝剂”、当污水中的微生物进入A短曝气池时，在A段内原有的菌胶团的诱导促进下很快絮凝在一起，絮凝物结构与菌胶团类似，使污水中的有机物脱稳吸附。在A段曝气池中，“自然絮凝剂”、胶体物质、游离性细菌、SS活性污泥等相互强烈混合，将有机物
12、脱稳吸附。同时，A段中的悬浮絮凝体对水中悬浮物、胶体颗粒、游离细菌及溶解性物质进行网捕、吸附，使相当多的污染物被裹在悬浮絮凝体中而去除，水中的悬浮固体作为“絮核”提高了絮凝效果。B 段曝气池是AB 法工艺中的核心部分，它的状态好坏与否将直接影响到出水水质，B 段去除有机污染物的方式与普通活性污泥法基本相似，它的处理机理主要以氧化为主，难溶性大分子物质在胞外酶作用下水解为可溶的小分子，可溶小分子物质被细菌吸收到细胞内，由细菌细胞的新陈代谢作用而将有机物质氧化为CO2，H2O 等无机物，而产生的能量储存于细胞中。B 段曝气池为好氧运行，因此它所拥有的生物主要是处于内源呼吸阶段的细菌、原生动物和后生
13、动物，B 段的低污泥负荷和长泥龄为原生动物的生长提供了很好的环境条件，而原生动物的大量存在对游离性细菌的去除又有很好的作用。同时由于A段的出水作为B 段的进水，水质已相当稳定，为B 段微生物种群的生长繁殖创造了有利条件。其数量也比同负荷下的一级活性污泥法多。因为B 段去除有机污染物的机理主要以氧化为主，而高级生物的内源呼吸作用要比低级生物强，所以B 段产生的剩余污泥量很少。AB工艺的适用范围：要保证A段的正常运行，必须有足够的已经使用该污水的微生物。一般的城市污水水质是可以满足其要求的。这同时也是为什么在A段之前不设初沉池的原因，因为A短的去除主要依靠该段微生物的物理吸附和生物吸附，这样就使得
14、去除率高低与进水微生物直接相关。但在工艺废水或某些工业废水比例高的城市污水中，由于水中重金属等物质的毒害作用，微生物不易繁殖，在这样的管网系统中，相应A段的外源微生物的补充将受到严重影响，使适应污水环境的微生物浓度很低，微生物的吸附作用会大大减弱，造成A段污水环境的微生物浓度很低，微生物的吸附作用很弱，造成A段去除效率降低，对这类污水则不适宜采用AB工艺。1.3.5 AB法的除磷脱氮AB工艺中有A段超高负荷运行，为B段的硝化作用创造了条件。污水经A段吸附处理后，出水BOD 大为降低，减轻了B段污泥的有机负荷，创造了硝化菌在微生物群体中存活的条件。若在B段设计上亦有厌氧好氧周期地或同时地存在的时空条件，就很方便的形成了厌氧好氧活性污泥法脱氮工艺。1.3.6 国内外对AB法的研究情况国内近几年对AB法的研究主要在工艺机理、运行稳定性和不同种类废水的处理效果等方面。表三所示为国内对AB工艺有关的研究情况。表3 国内对AB工艺有关研究情况研究单位废水类型污泥负荷（kgBOD5/kgMLSS.d）COD去除率（%）BOD去除率（%）A段B段清华大学印染废水3.85.10.50.672828895北京市政设计院城市污水1.34.90.10.393.88中科院成都生物所屠宰废水2.20.20.387.294.3目前，AB工艺以其投资省、运行费用低、处理
