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1、本科生毕业设计(论文)开题报告2012 年3月20日学生姓名题目名称课题来源学号2008 专业给水排水工程某开发区污水处理厂初步设计生产1设计资料和参数概况江苏省徐州经济开发区位于徐州市东郊，区域规划面积152.8平方公 里，现有人口 17万人，是徐州市重点建设的综合工业基地和高新技术产 业中心。根据徐州主城区用地规划，徐州经济开发区污水厂拟建于引 线河东路和黄石路交界，引线河东路以东，黄石路以南地块。本项目不 考虑污水收集系统和尾水排放管线两部分，只考虑污水处理厂的设计。 水质以纺织、造纸等工业废水为主，尾水排放标准执行城镇污水处理 厂污染物排放标准(GB18918-2002)的规定一级B标
2、准。进水水质及水量主 要 内 容污水是以工业废水为主，进水量为3.8万t/d，其污水来源有：纺织 工业园纺织废水、食品饮料产业废水、光伏太阳能多晶硅产业废水、生 活小区生活废水等。由按照污水排入城市下水道水质标准(CJ3082-99) 中规定，要求工业企业排入城市下水道水质必须达到如下标准：CODcrW 500mg/L, B0D5W300mg/L, SSW400mg/L, NH3-NW35mg/L,PH 为 6.09.0， 色度80倍。 出水水质徐州经济开发区污水处理厂，对开发区生活污水、工业废水处理达 标后排放。按照城市总体规划，尾水排放至尾水导流明渠，此明渠连通 黄河故道，最终通向大海。为
3、保证本地区主要水体环境质量最少达到地 表水环境质量标准(GB3838-2002 )中111类标准，徐州经济开发区污水 处理厂尾水排放标准应执行城镇污水处理厂污染物排放标准 (GB18918-2002)的规定一级B标准，设计出水水质如下：水质标准CODcr (mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)NH3-N (mg/L)TN(mg/L)TP(mg/L)出水水质6020208 (15)201.02设计内容根据生产废水水质及排放水水质标准确定污水处理站的工艺流 程； 根据选定的工艺流程，选定各类生产构(建)筑物的形式和设备 及其工艺设计计算；污水处理站内各类管道的定线和水力计算； 污水处理站
4、内辅助建筑物及其它设施的选定； 污水处理站的平面布置和高程布置。1国内外污水处理方法、技术、工艺在我国，绝大部分江河湖泊都不同程度地受到污染。这主要是与我 国的经济发展状况及污水处理水平有关。我国目前工业废水治理率不足 70%,达标率不到50%，年排放189008961生活污水，其中80%未经处理 直接排放。水体质量正逐步恶化，如果不采取行之有效的措施，有朝一 日，恶化的水体将对人类的生存造成威胁。自从改革开放以来，随着社会经济的发展，城市污水排放量持续增 加。1997年,全国城市污水年排放量达到351亿m3,而污水处理率只有25.84%,其中集中处理率仅为13.65%，截至2006年。我国污
5、水处理率采取的主要技术路线或方法已经达到56%，同比提高4个百分点。此外，2001年至2007年，我国 城市污水处理量由120亿吨增加到227亿吨，年复合增长率为11.21%， 同时，城市污水处理率也由36.43%提高到62.8%。但中国污水处理行 业与发达国家相比，仍存有较大差距，污水处理设施不完备，污水处理 率偏低等都是目前所面临的问题。其中，就污水处理率而言，欧美发达 国家都在80%以上，美国、荷兰等国家的污水处理率近些年甚至超过 90%。城市污水处理的严重滞后，已经成为影响我国区域水污染防治目 标实现的一个重要因素，并且严重制约了城市社会经济的可持续发展。 国家专门就城市污水处理问题颁
6、布了一系列政策及技术规定，制订城市 治污达标的“时间表”，加快建设城市污水集中处理设施刻不容缓。因 此提高处理率以及处理的技术成了当今城市污水处理技术的当务之急。传统上废水的处理方法分为物理法、化学法和生物法。物理法的去 除对象是水中不溶解的悬浮物质。化学法是指向废水中投加化学物质， 通过化学反应达到净化废水的目的。生物法指采取一定的人工措施，创 造微生物生长、繁殖的环境，使微生物大量繁殖，从而提高微生物氧化、 分解有机污染物的一种技术。生物法主要用于去除废水中呈溶解态和胶 态的有机物，与物理和化学法相比，生物处理在去除废水中有机碳、硫、 氮、磷等污染物质方面，存在许多优越之处。目前，城市污水
7、处理主要采用生物活性污泥法。生物活性污泥法有 多种处理工艺，城市二级污水处理厂常用的工艺方法有：普通曝气法、 AB法(二段曝气法)、A/O除磷工艺、A/O脱氮工艺、A/O除磷脱氮工艺、 氧化沟工艺、SBR工艺等。按照构筑物的组成形式，运行性能以及运行操 作方式的不同，已有的生物除磷脱氮工艺可分成A/O系列、氧化沟系列 和序批式反应器(SBR)系列等。随着各个系列不断地发展和改进，形成了 目前的较典型的工艺，如A/O工艺、UCT工艺、改良U CT工艺、CCAS 工 艺、2/0工艺、改良A/O工艺、倒置A2/O工艺、Orbal氧化沟工艺、Carrousel 氧化沟工艺、ICEAS 工艺、CAST工
8、艺、百乐克工艺等。国外污水处理的方法和技术都比较的先进，除上述的工艺，现在污 水处理的方向向着费用低、去除效率高的方向发展，国外也在积极地研 究污水处理的新方法，比如植物吸收法、阳光照射法、电子流法、电渗2工业废水处理工艺氧化沟氧化沟是活性污泥法的一种变型，其曝气池呈封闭的沟渠型，所以它 在水力流态上不同于传统的活性污泥法，它是一种首尾相连的循环流曝 气沟渠，污水渗入其中得到净化，最早的氧化沟渠不是由钢筋混凝土建 成的，而是加以护坡处理的土沟渠，是间歇进水间歇曝气的，从这一点 上来说，氧化沟最早是以序批方式处理污水的技术。氧化沟(Oxidation Ditch)污水处理的整个过程如进水、曝气、
9、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。但是随着氧化沟技术的发展，它早已超出原 先的实践范围，出现了一系列除磷脱氮技术与氧化沟技术相结合的污水 处理工艺流程。按照运行方式，氧化沟可以分为连续工作式、交替工作 式和半交替工作式。连续工作式氧化沟，我国应用比较多，这些氧化沟 通过设置适当的缺氧段、厌氧段、好氧段都能取得较好的除磷脱氮效果。 连续工作式氧化沟又可分为合建式和分
10、建式。交替工作式氧化沟一般 采用合建式，多采用转刷曝气，不设二沉池和污泥回流设施。交替工作 式氧化沟又可分为单沟式、双沟式和三沟式，交替式氧化沟兼有连续式 氧化沟和SBR工艺的一些特点，可以根据水量水质的变化调节转刷的开 停，既可以节约能源，又可以实现最佳的除磷脱氮效果。氧化沟具有以下特点：(1) 工艺流程简单，运行管理方便。氧化沟工艺不需要初沉池和污 泥消化池。有些类型氧化沟还可以和二沉池合建，省去污泥回流系统。(2) 运行稳定，处理效果好。氧化沟的BOD平均处理水平可达到95% 左右。(3) 能承受水量、水质的冲击负荷，对浓度较高的工业废水有较强 的适应能力。这主要是由于氧化沟水力停留时间
11、长、泥龄长和循环稀释 水量大。(4) 污泥量少、性质稳定。由于氧化沟泥龄长。一般为2030 d， 污泥在沟内已好氧稳定，所以污泥产量少从而管理简单，运行费用低。(5) 可以除磷脱氮。可以通过氧化沟中曝气机的开关，创造好氧、 缺氧环境达到除磷脱氮目的，脱氮效率一般大于80%。Carrousel氧化沟 脱氮效果可以达到90%以上，但除磷效果则在50%左右。(6) 基建投资省、运行费用低。和传统活性污泥法工艺相比，在去 除BOD、去除BOD和NH3-N及去除BOD和脱氮三种情况下，基建费用和运 行费用都有较大降低，特别是在去除BOD和脱氮情况下更省。同时统计 表明在规模较小的情况下，氧化沟的基建投资
12、比传统活性污泥法节省更 多。氧化沟为一个多沟串联系统，进水与活性污泥混合后沿箭头方向在 沟内不停的循环流动，采用表面机械曝气器，每沟渠的一端各安装一个。 靠近曝气器下游的区段为好氧区，处于曝气器上游和外环的区段为缺氧 区，混合液交替进行好氧和缺氧，不仅提供了良好的生物脱氮条件，而 且有利于生物絮凝，使活性污泥易于沉淀。所以该系统在世界各地应用 广泛。SBR工艺间歇式活性污泥法(Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process,简称SBR)。SBR以其独特的优点成为近年来国内外广泛重视和 研究较多的一种污水生物处理新技术。在20世纪80年代，国外
13、对其研究 进入了工业化生产阶段，继后，日本、美国、澳大利亚等国的技术人员 陆续对其进行了大量的研究。我国在80年代中期也开始了这方面的应用 研究。间歇式活性污泥法的核心是反应池，该池集水质均化、初次沉淀、 生物降解、二次沉淀等功能于一体，整个工艺简洁，运行操作可通过自 动控制装置完成，管理简单，投资较省。间歇式活性污泥法中“间歇式” 包含两层含义：一是运行操作在空间上按序列、间歇的方式进行，由于 污水大都是连续或半连续排放，处理系统中至少需要2个或多个反应器交 替运行，因此，从总体上污水是按顺序依次进入每个反应器，而各反应 器相互协调作为一个有机的整体完成污水净化功能，但对每一个反应器 则是间
14、歇进水和间歇排水；二是每个反应器的操作分阶段、按时间顺序 进行，典型SBR工艺的一个完整运行周期由五个阶段组成，即进水阶段、 反应阶段、沉淀阶段、排水阶段和闲置阶段，从第一次进水开始到第二 次进水开始称为一个工作周期。(1)进水阶段进水阶段是反应池在短时间内接纳需要处理的污水，同时起到调节 和均质的作用，此阶段曝气或不曝气。将原废水或经预处理后的废水引 入SBR反应器，此时反应器中已有一定数量的满足处理要求的活性污泥。 充水所需的时间随处理规模和反应器容积的大小及被处理废水的水质而 定，一般为几个小时。由于SBR工艺是间歇进水的，即在每个运行周期 之初将废水在较短的时间内投入反应器，待反应器充
15、水到一定位置后再 进行下一步的反应过程。而在每个运行周期之末，经过反应、沉淀、排 水排泥及闲置过程后，反应器中保留了一定数量的活性污泥。很明显， 在反应器充水的初期，反应器内液相的污染物浓度是不大的，但随着污 水的不断投入，污染物的浓度将随之不断提高。在废水的投加过程中， SBR反应器内也会存在着污染物的混合和被活性污泥吸附、吸收和氧化 等作用。随着液相污染物浓度的不断提高，这种吸附、吸收和氧化作用 也随之加快。(2) 反应阶段反应阶段是停止进水后的生化反应过程，根据需要可以在好氧或缺 氧条件下进行，也可在两种条件下交替进行，但一般以好氧为主。在反 应阶段，活性污泥微生物周期性的处于高浓度及低
16、浓度基质的环境中， 反应器也相应的形成厌氧-缺氧-好氧的交替过程，使其不仅据用良好的有 机物处理效能，而且据用良好的脱氮除磷效果。在SBR反应器运行过程 中，随反应器内反应时间的延长，其基质浓度也由高到底变化，微生物 经历了对数增长期、减速增长期和衰减期，其降解有机物的速度也相应 的由零级反应向一级反应过度。反应期所需的反应时间是确定SBR处理 工艺的一个非常重要的工艺设计参数。其取值的大小将直接影响处理工 艺运行周期的长短。反应时间可通过对不同类型的废水进行研究，求出 不同时间内污染物浓度随时间的变化规律来确定。(3) 沉淀阶段沉淀阶段停止曝气，进行泥水分离。和传统活性污泥处理工艺一样, 沉淀过程的功能是澄清出水、浓缩污泥
