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1、. v.引言随着工业技术的飞速发展及生产规模的不断扩大，工业废水污染带来的水污染问题越来越严重，尤其是化工工业废水对环境造成的污染日益加剧。人们的日常生活离不开水，污水处理的程度与人类的生活息息相关，为使环境污染和生态破坏加剧趋势得到控制，就要对工业废水污染进行综合防治，所以，做好水处理工作是人类现在及今后必须做好的一项工作。工业废水的基本特征是：有机物含量高，富营养化，有的还含有重金属、有毒物质和可生化很低的有机物。因而，污水处理的主要对象为有机物（COD）、氨氮和磷酸盐，目前，以控制富营养化为目的的氮磷脱除已成为各国首要的奋斗目标。在此情况下，发展可持续污水处理工艺变得势在必行。所谓可持续
2、污水处理工艺就是向着最小的COD氧化，最低的释放，最少的剩余污泥产量以及实现磷回收和处理重金属回收等方面努力。用比较综合的方式来解决污水处理问题，即污水处理不应该仅仅单一的实现水质改善，同时也需要综合考虑污水及所含污染物的资源化和能源化问题，且所采用的技术必须要以避免出现污染物的转移现象为前提，以低能耗、低成本为宗旨。我国污水处理产业发展进步较晚，建国以来到改革开放前，我国污水处理的需求主要是以工业和国防尖端使用为主。改革开放后，国民经济的快速发展，人民生活水平的显著提高，拉动了污水处理的需求。近年来通过不断的实践和改进，废水的处理技术有了很大的发展，人们对废水的处理过程和原理的认识更加深入，
3、从我国的国情出发，我国的城市污水处理发展趋势表现在以下几个方面1；（1）中小城镇污水处理与治理问题开始受到重视；（2）工业废水处理逐渐转向全程控制；（3）氮磷营养物质的去除仍为重点也是难点；（4）水质控制指标越来越严；（5）污水处理从单独分散处理开始转为集中处理；（6）污水再生利用提上日程。第1章 概述水是人类赖以生存的宝贵资源，随着全球人口急剧增长，工业发展迅速。全球水资源状况迅速恶化，“水危机”日趋严重。一方面，人类对水资源的需求以惊人的速度扩大；另一方面，日益严重的水污染蚕食大量可供消费的水资源。水环境一旦受到污染，将直接影响整个人类和其他生物的生存。随着社会的发展，科学技术也飞速发展，
4、不少国家加大了对环境保护的投入，大力开展环境科学研究工作，研究和推广一些低污染和无污染的生产工艺，一些先进的污染治理技术，使环境污染问题在一定范围内得到了较好的解决，改善了人类生存和环境质量。1.1化工工业污水处理概况对于我国这样的一个工业大国来说，工业废水则是水污染的一个重要来源，工业废水中所含污染物主要为无机污染物和有机污染物两种，除此之外少量的重金属和放射性物质，例如电镀废水和矿物加工过程的废水中所含的大多都是无机污染物，食品或石油加工过程的废水含有大量的有机污染物，印染行业生产过程中产生的废水中既含有无机污染物又含有有机污染物。在工业污水中，化工工业污水占有很大的比例，大多化学试剂厂主
5、要生产的是高纯试剂、光刻胶、印刷胶、锂电池电解液等，生产过程中排放的大多是高浓度废液，有机污染物浓度极高，其中的BOD、COD、SS较高，较难生化降解，高浓度废液必须先经预处理，再与其他废水混合送至化工基地废水处理厂进行二级处理。所以选择合理的水处理工艺显得尤为重要。常见的污水处理方法主要有物理法、化学法、物理化学法、生物法四大类。其中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
6、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。因而，大多化工厂尤其是化学试剂厂都采用生物处理法来进行污水处理18。现代污水处理技术，按处理程度划分，可分为一级、二级和三级处理。一级处理，也称为预处理，主要去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质，物理处理法大部分只能完成一级处理的要求。经过一级处理的污水，BOD一般可去除30%左右，达不到排放标准。二级处理，主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质(BOD，COD物质)，去除率可达90%以上，使有机污染物达到排放标准。三级处理，进一步处理难降解的有机物、氮和磷等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等2。 1.2设计的目的及意义毕业设计是我们在
7、毕业前的综合训练阶段，是总结在校期间学习成果，完成工程技术人才基本技能训练的一个重要环节，这将提高我们对大学四年里所学知识的综合应用能力，对我们今后的学习和工作都有很大的帮助。本次设计的设计内容是化学试剂厂的污水处理，任何工厂都会产产生废水，废水如果未经处理直接排放，将对城市及其下游水体造成污染，若渗入地下，还会污染宝贵的地下水资源，这种污染是难以恢复的。尤其是化学试剂厂，所排放的都是高浓度废水，有机物含量很高，可生化性较低，污染程度大，所以化学试剂厂必须建设污水处理站对工厂排放的污水进行处理，从而去除BOD、COD、SS等，使其达到排放标准，以实现保护环境、回收有用物质、变废为宝的目的。除此
8、之外，在设计的过程中能使我们掌握初步综合利用水处理单元解决实际问题的能力，根据设计所要达到的排放标准，确定污水处理站的处理工艺，并且在工艺的选择过程中强化我们对污水处理工艺全面了解。从而进一步来确定污水处理构筑物的类型与数量，对主要的水处理构筑物以及设备进行工艺设计计算，并根据计算数据来进行绘图。总之，本次设计是在解决水污染问题的同时培养设计者制定设计方案、设计计算、工程绘图、文件编辑、文字表达、文献查阅、计算机应用等方面的综合能力。1.3设计的基本思想在污水处理厂的设计中的一个首要及重要的任务就是污水处理工艺的选择，污水处理工艺的选择是决定污水处理厂投资和运行成本的很重要因素。目前，在污水处
9、理领域，已经有了许多成熟的工艺，这些工艺都被广泛应用于各个领域的水处理，在新世纪到来之后，又有很多新的方法研究和应用，综合考虑在引用新方法的同时，也用成熟的工艺加以辅助，使设计方案合理化。现在很多设计者普遍存在着追求“新工艺”的倾向。污水厂处理工艺的选择，污应根据设计水质、水量和受纳环境容量或国家规定的排放标准，确定处理程度等因素来确定，同时也要根据污水处理厂投资和运行成本，过分强调污水处理工艺的先进是不足取的，实际上，有些污水处理厂采取的高投资、高运行费的“新工艺”，由于水质不稳定，水量波动大等缘故，并未收到理想的处理效果。所以，在设计过程中必须综合考虑，采用适合实际需要的处理工艺，而不是盲
10、目追求新工艺新技术1.4 设计原则污水处理工程设计过程当中应遵循下列原则：（1）执行国家关于环境保护的政策，符合国家地方的有关法规、规范和标准；（2） 污水处理工艺技术方案，达到治理要求的前提下应优先选择投资和运行费用少、运行管理简便的工艺；（3） 所用污水、污泥处理技术和其他技术不仅要求先进，更要求成熟可靠；（4） 和污水处理厂配套的厂外工程应同时建设，以使污水处理厂尽快完全发挥效益；（5）妥善处理污水净化过程中产生的污泥固体物，以免造成二次污染；（6） 污水处理厂出水应尽可能回用，以缓解城市严重缺水问。1.5 设计依据（1）国家有关水污染防治的政策法规与标准；（2）污水处理工程的设计服务范
11、围的污水产生、排放、水质水量特征；（3）污水处理后拟达到的排放标准；（4）污水或污泥的综合利用目标；（5）污水和污泥处理的总体工艺方案。第2章 污水处理厂工艺方案的选择2.1设计任务2.1.1设计题目日处理水量810污水处理厂设计2.1.2设计资料（1）基本资料设计废水产生量为810/d。本方案设计的进水水质如下： : 661.7mg/L : 349.7mg/L SS: 549.1mg/L Cl: 2480mg/LNH3N：405.4mg/L油：5.48 mg/L（2）气象资料3呼和浩特冻土层深为1.3m地下水位是12-20m年平均水温1517呼和浩特多年平均降水量在410mm,降水量多集中在
12、69月份呼和浩特常年风向：冬季，以NW为主； 夏季，以SW、SSW为主。2.1.3设计内容(1)据处理厂厂址选择工艺流程；(2)处理厂工艺流程设计说明；(3)处理构筑物型式选型说明；(4)处理构筑物或设施的设计计算；(5)主要辅助构筑物设计计算；(6)主要设备设计计算选择；(7)污水厂总体布置(平面或竖向)及厂区道路、绿化和管线综合布置；(8)处理构筑物、主要辅助构筑物设计图绘制；(9)编制主要设备材料表。2.1.4设计要求理论上要求出水水质应达到国家水污染物综合排放标准中的二级标准，根据城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-2002的中的二级标准，具体如下4：100mg/L；30mg/
13、L；SS 30mg/L； Cl 0.5mg/LNH3N405.4mg/L2.2污水处理工艺的选择2.2.1水质分析排放的污水为高浓度废水，有机污染物浓度极高，其中的BOD、COD、SS浓度较高，尤其是COD的浓度很高，较难生化降解，所以高浓度废液必须先经预处理，再与其他废水混合送至化工基地废水处理厂进行二级处理。所以所选择的工艺一定要具有可降解有机物的能力。2.2.2污水处理工艺选择原则（1）所采用的工艺必须是以低投资、低能耗、低成本为宗旨。 （2）所采用的工艺要以避免出现污染物的转移现象为前提。 （3）根据设计水质、水量和受纳环境容量或国家规定的排放标准，确定处理程度来选择合理的污水处理工艺
14、。2.2.3污水处理工艺的确定生物处理法主要有活性污泥法、生物膜法、生物滤池，厌氧生物处理法等，其中从活性污泥法中派生出的工艺有：AB法、SBR法、氧化沟法、普通曝气法、A/A/O法、A/O 法等，这是当前比较流行的几种工艺，除此之外，还有生物接触氧化法，这是从生物膜法中派生出的一中处理工艺17。AB法工艺对曝气池按高、低负荷分二级供氧，A级负荷高，曝气时间短，产生污泥量大，污泥负荷大；B级负荷低，污泥龄较长。A级与B级间设中间沉淀池。AB法尽管有系统运行稳定、节能的优点，但不适合低浓度水质，且具有很多缺点，例如，如果A段在运行中控制不好，很容易产生硫化氢、大粪素等恶臭气体，影响附近的环境卫生
15、，还有当对除磷脱氮要求很高时， B段曝气池的进水含碳有机物含量的碳/氮比偏低，不能有效的脱氮，除此之外，污泥产率高，这给污泥的最终稳定化处置带来了较大压力。SBR工艺的过程是按时序来运行的，一个操作过程分五个阶段：进水、曝气、沉淀、滗水、闲置。由于SBR在运行过程中，各阶段的运行时间、反应器内混合液体积的变化以及运行状态都可以根据具体污水的性质、出水水质、出水质量与运行功能要求等灵活变化。但是该工艺也据有一定的局限性：反应器容积利用率低、水头损失大、设备利用率低，不连续的出水，要求后续构筑物容积较大，有足够的接受能力。而且不连续出水，使得SBR工艺串联其他连续处理工艺时较为困难，还有峰值需氧量高，整个系统氧的利用率低。氧化沟污水处理的整个过程如进水、曝气、沉淀、污泥稳定和出水等全部集中在氧化沟内完成，最早的氧化沟不需另设初次沉淀池、二次沉淀池和污泥回流设备。后来处理规模和范围逐渐扩大，它通常采用延时曝气，连续进出水，所产生的微生物污泥在污水曝气净化的同时得到稳定，不需设置初沉池和污泥消化池，处理设施大大简化。传统氧化
