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1、毕业设计开题报告一、本课题设计的目的和意义随着我国经济的飞速发展，目前全国年排污量约为350亿立方米,但城市污水集中处理率仅为15，全国超过80的城市污水未经任何有效的收集处理就直接排放到附近的水体，使得原本具有泄洪和美化景观作用的河渠变成了天然污水渠。城市规模不断向周围扩展，小区服务功能越来越强，在众多城市的边缘地区以及旅游景区出现了许多新的小区，如宾馆、别墅、学校、休闲娱乐设施、医院等。小区污水的来源变得复杂化，污水的性质也更恶劣。这些小区往往远离城市污水处理厂，没有市政管网覆盖，给集中处理带来不便，小区污水大都就近排入地面水体，污染了周围环境，使地面水体水质恶化。因此，处理好小区生活污水
2、，减少其对城市的环境污染具和解决水资源紧缺和高效利用有积极而重要的意义。本课题经过查找相关文献资料，选择合理工艺处理小区污水，使达到达标排放或回用目的。利用所学专业知识用于本次毕业设计小区污水处理设计中，凭此来熟悉并掌握排水工程的设计内容、设计原理、方法和步骤，能根据原始设计资料正确地独立地选定设计方案，熟悉设计计算书和设计说明书的编写内容和编制方法。二、设计依据、原则（1）设计依据污水综合排放标准(GB89781996)；建筑给排水设计规范(GBJl588)；给水排水快速设计手册；城市污水处理厂污水污泥排放标准(GJ3025-95）生活杂用水水质标准(CJ25.1 - 89)（2）指导原则
3、根据污（废）水的处理要求小区废水的自身特点，指导原则如下：（1） 出水处理和处理程度。不同地区出水要求差异较大，因此需要因地制宜和实际需要，参照相关标准采取合理工艺达到处理要求。（2）协调一致。小区污水处理设施要和小区建筑相协调，力求美观。（3） 简单实用，节省空间，考虑长远。尽量采用立体结构工艺，高程布置上充分利用地下空间，空间布置要紧凑,以节省用地。位于下风向，和小区保持一定距离，减少环境影响。根据小区人口增加情况，可考虑20年左右设计实用寿命。（4） 处理程度高，污泥产量少，尽量采取节能工艺。保持合理污水处理符合和冲击符合，使工艺运行稳定高效。（5）基础数据可靠认真研究基础资料、基本数据
4、，全面分析各项影响因素，充分掌握水质特点和地域特性，合理选择好设计参数，为工程设计提供可靠的依据。（6）针对水质特点选择技术先进、运行稳定、投资和处理成本合理的处理工艺，积极慎重的采用经过实践证明行之有效的新技术、新工艺、新材料和新设备，使处理工艺先进，运行可靠，处理后水质稳定的达标排放。（7）避免二次污染尽量避免或减少对环境的负面影响，妥善处置处理渗滤液工程中产生的栅渣、污泥，臭气等，避免对环境的二次污染。三、国内外研究现状和发展趋势(文献综述）（1） 研究现状随着城市化进程加快，城市用水人口持续增加，水资源日益短缺，提高了对供水和污水处理的需求，小区污水处理及回用显得尤为重要。小区排水系统
5、通常不在城市市政管网覆盖范围之内,必须设置独立的污水处理设施，小区生活污水回用不仅可以为水资源匮乏地区提供了新的“水源”,即使对水源丰沛的地区,也可以起到防治污染的作用,减轻城市下水管网和污水处理的压力。小区生活污水主要来源于小区居民日常生活排放的卫生间粪便冲洗水、淋浴水、厨房废水以及日常清洗废水。其水质水量特征为：水质、水量时变化系数大，污染物浓度通常比城市污水低，污水可生化性高，处理难度小等特点。所以选择处理成本低，中水回用率高的处理工艺尤为重要。目前国内生活小区污水处理工艺有活性污泥法、生物膜法和生物处理+人工湿地工艺等。具体工艺包括接触氧化法和生物膜法、氧化沟技术、SBR工艺(系列)、
6、BAF工艺、A2/O工艺、生物处理+人工湿地工艺等。（2） 工艺方法 3.1 好氧活性污泥法活性污泥是废水经驯化培养后产生的一种以菌胶团为核心外围包裹有机物无机物的细菌团体，其颜色呈褐色，是废水生处理的主要承担着。它以大量的活性微生物为主体,主要由细菌、真菌、原生动物和后生动物所组成。此外,还有一些无机物、未被微生物分解的有机物和微生物自身代谢的残留物。活性污泥结构疏松,比表面积很大,对有机污染物有很强的吸附凝聚和氧化分解能力。活性污泥去除水中有机物,主要经历3个阶段，主要是吸附、氧化和絮凝沉淀。处理工艺中，例如完全曝气法、氧化沟工艺、SBR工艺及其系类等都属于活性污泥法。王晓曦1等利用活性污
7、泥法处理水量为250m3/d，达到中水回用要求。石忠文2等利用A2/O工艺以膜生物反应器为基础,设计以A段的厌氧池以及O段含氧池设计工艺来对城市小区生活污水进行处理回用。通过模拟实验,在室温(1525)环境下进行仿真实验,在系统稳定运行后进行相关数据测试,并进行分析,最终得出生物膜法A2/O工艺能够很好的处理小区生活污水,且出水水质完全达标国家杂用水水质标准,可用于小区绿化以及道路清洗降尘等。 3.2 SBR法SBR是序批式活性污泥法的简称，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术。它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作，SBR技术的核心是SBR反应池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉
8、等功能于一池，无污泥回流系统。尤其适用于间歇排放和流量变化较大的场合。典型SBR工艺的一个完整运行周期由5个阶段组成,即进水阶段、反应阶段、沉淀阶段、排水阶段和闲置阶段。SBR工艺特点：其在空间上是单池式但在空间上是推流式，具有良好的自动化控制特点，能够较好地达到处理BOD和实现脱氮除磷的功能。但是由于是间歇进水、间歇出水所以其处理水量不大。SBR技术是活性污泥法的一种,以其处理装置集约化程度高、初期投资少、运行过程中处理能力强、脱磷除氮效果好、耐冲击负荷又可防止污泥膨胀、运行方式灵活可自动控制和监测水质、运行费用低等特点,已被许多国外经济发达城市广泛运用于污水处理回用。张道方3等提出SBR法
9、最优的经济运行调控参数和不同水质生活污水适宜的回用处理技术.实验结果表明,该回用处理技术可有效去除污水中CODcr、BOD5、NH3-N、SS及LAS分别高达92%、97%、96%、98%及94%左右,出水达到中水回用标准(CJ/T95-2000),处理效果稳定。丁文川4等提出采用SBR工艺处理含氮、磷小区废水，对COD、TN、TP的去除率为94.9%,81.2%,89.5%，从而达到较好的去除效果。杨庆等5采用SBR中试系统处理城镇废水在温度为 11.825 和通常 DO 含量条件下，实现了稳定的常温、低温条件下的短程硝化反硝化。系统在保证总氮去除率约为 98.2%的基础上，亚硝化率基本保持
10、在 95%以上。 3.3 CASS工艺法CASS(Cyclic Activated Sludge System)是周期循环活性污泥法的简称，又称为循环活性污泥工艺CAST(Cyclic Activated Sludge technology)，是在SBR的基础上发展起来的，即在SBR池内进水端增加了一个生物选择器，实现了连续进水（沉淀期、排水期仍连续进水），间歇排水。 优点：工艺流程简单，占地面积小，投资较低，生化反应推动力大，沉淀效果好，运行灵活，抗冲击能力强。 CASS工艺在设计时已考虑流量变化的因素，能确保污水在系统内停留预定的处理时间后经沉淀排放，特别是CASS工艺可以通过调节运行周期
11、来适应进水量和水质的变比。当进水浓度较高时，也可通过延长曝气时间实现达标排放，达到抗冲击负荷的目的。不易发生污泥膨胀而CASS反应池中存在着较大的浓度梯度，而且处于缺氧、好氧交替变化之中，这样的环境条件可选择性地培养出菌胶团细菌，使其成为曝气池中的优势菌属，有效地抑制丝状菌的生长和繁殖，克服污泥膨胀，从而提高系统的运行稳定性。适用范围广，适合分期建设。CASS工艺可应用于大型、中型及小型污水处理工程，比SBR工艺适用范围更广泛；连续进水的设计和运行方式，一方面便于和前处理构筑物相匹配，另一方面控制系统比SBR工艺更简单。 刘盛男等6利用CASS工艺处理小区污水，CASS 设计参数: 污泥负荷0
12、.2-1 kgBOD5 /( kgMLSSd) ，污泥龄 15 30d。水力停留时间 12h，工作周期 4h，其中曝气 2. 5h，沉淀0. 75h，排水 0. 5 0. 75h。采用 CASS 工艺处理小区污水，出水水质稳定，优于一般传统生物处理工艺，其出水接近生活杂用水水质标准( CJ/T48 1999。通过过滤和消毒处理后，就可以作为中水回用。尹六寓7利用改良CASS工艺处理小区废水，改良 CASS工艺在小区生活污水处理及回用中应用的运行结果表明，进水 CODcr为 100- 300mg/L，BOD5为 80- 150mg/L 时，SS 为 100- 200mg/L 时，出水 CODcr
13、50mg/ L，BOD510mg/L时，SS10mg/L，完全符合回用要求。张杰8等利用CASS工艺处西安某高校废水单池总容积:700m3；MLSS：3000mg/L；污泥负荷： 0.20kgCOD/(kgMLSSd)取得了较好的处理效果。 3.4生物接触氧化法污水在生物接触氧化池是通过生物膜和活性污泥降解有机物后流入二次平流沉淀池沉淀后排放；二沉池的污泥排入污泥浓缩池。工艺特点：处理效果稳定，耐负荷冲击能力强，污泥量少，易操作管理。生物接触氧化法6采用活性污泥法和生物接触氧化法相结合的方式，利用好氧微生物菌群氧化分解污水中的有机物，接触氧化工艺是通过生物膜的作用进一步吸附，降解污水中的有机物
14、。图3-1 生物接触氧化法工艺 杜茂安9利用生物接触氧化处理生活污水，在气水比为3:1，水力停留时间为1.5h，进水CODcr为195-495mg/L，平均CODcr和SS的去除率为76.71%，73.63%平均TN去除率为31.87%。济宁10的煤矿污水处理站用生物接触氧化法处理生活污水, 在进水COD 260- 400 mg/ L、BOD 150-350 mg/ L、SS 200- 400 mg/ L 的条件下, 其出水COD 50 mg/ L、BOD 30mg/L、SS 30 mg/ L, 达到国家一级排放标准(GB8978-1988)。刘贯一 11 做了超滤膜作载体的生物接触氧化工艺研
15、究, 结果表明, 经初沉处理后的生活污水, 当接触时间为3 h 左右时, COD、BOD、SS、NH3- N 的去除率分别可达83%, 92%, 94%和60%左右。吴俊奇等 12探讨了生物接触氧化法的连续进水、间歇曝气运行方式和传统的连续进水、连续曝气运行方式在不同负荷下COD、NH3- N、TN、TP 等的去除情况, 结果表明, 在停留时间5. 8 h, 连续曝气4 h, 停止曝气1. 8 h 的情况下, 间歇曝气运行方式混合样出水水质达到了传统运行方式的处理效果, 为节能工艺的开发提供了指导 。3.5 MBR工艺 膜生物反应器13（MBR）是二十世纪末发展起来的新技术，其将膜分离技术和活性污泥生物技术相结合，是一种新型高效的新型水处理技术。其使用中空纤维膜替代沉淀池，因此具有高效固液分离性能，同时利用膜的特性，使活性污泥不随出水流失，在生化池中形成 800012000 mg/L超高浓度的活性污泥浓度，使污染物分解彻底，因此出水水质良好、稳定，出水细菌、悬浮物和浊度接近于零。生活污水处理后可直接回用，在污水处理方面具有传统工艺不具备的优点。具有处理高效、设备体积小先进、排泥量少及应用广泛的特点，但是又由于其膜材料昂贵及膜容易堵塞等特性限制了其使用。 张捍民1
