毕业设计终+污水处理厂尾水脱氮工艺的设计.doc

学号：06438334（2010届）题目污水处理厂尾水脱氮工艺的设计学生学院专业班级校内指导教师专业技术职务校外指导老师专业技术职务二一年六月-I-污水处理厂尾水脱氮工艺的设计摘要：本次毕业设计是根据所给设计题目“污水处理厂尾水脱氮”进行设计，根据污水处理厂日污水量和污水处理厂尾水水质特征和参照过相应污水处理厂设计标准，最终采用“MBR”回用处理工艺进行尾水处理。内容囊括了：设计的具体内容（设备的选型以及计算）、设计中遇到的问题、针对问题具体的解决方法、方案的发展情况以及在设计中的工程概预算。最终将设计顺利完成。本设计中的“MBR”指膜生物反应器。MBR是把活性污泥法和超滤工艺结合处理，首先通过活性污泥来去除水中可生物降解的有机污染物，然后采用膜将净化后的水和活性污泥进行固液分离。采用MBR主要考虑到当代城市用地日趋紧张，更适合用于城市污水处理厂污水回用，在已有污水处理厂的污水处理基础上进行深度处理，MBR反应器的使用可以实现占地少、工艺简单、运行管理方便、投资省、运行费用低等优点，满足城市污水处理厂现状条件。关键词：MBR；深度处理；中水回用-II-SewageTreatmentPlantDesignWaterRemovalProcessAbstract：Thegraduationprojectisdesignedaccordingtothesubjectoftheendofthewaterremovalsewage。Accordingtothequantityofsewagewatertreatmentplantandsewagetreatmentplantsandwaterqualitycharacteristicsandtheendofthelightthroughtheappropriatedesignstandardforsewagetreatmentplant。FinallyadoptedMBRbackendwiththetreatmentprocessforwatertreatment.Contentsinclude:thedesignofspecificcontents(equipmentselectionandcalculation),designproblems,specificsolutionsfortheproblem,programdevelopmentanddesignoftheprojectbudget.Thesuccessfulcompletionofthefinalwillbedesigned.ThedesignoftheMBRmeansthemembranebioreactor.MBRistheactivatedsludgeandultrafiltrationcombinedwithtreatment,firstbyactivatedsludgeforremovalofbiodegradableorganicpollutants,andthenwillbepurifiedusingmembraneactivatedsludgeofwaterandsolid-liquidseparation.MBRmainlybytakingintoaccountthegrowingtensionsofcontemporaryurbanlandmoresuitableforurbansewagetreatmentplantwastewaterreuse,Theexistingsewagetreatmentplantsewagetreatmentbasedonthedepthofprocessing,MBRreactorcanachieveanareaoflessuseofsimpletechnology,easyoperationandmanagement,investmentandoperatingcostislow,Statusofurbansewagetreatmentplantstomeettheconditions.Keywords：MBR；advancedtreatment；waterreuse-III-摘要.目次.1绪论.11.1课题研究的意义.11.2国内外研究现状.21.3发展趋势.42工艺流程的设计.52.1工艺的选择.52.2工艺设计.62.3集水井.63主要设备及其其他设备的设计.93.1处理水量的计算.93.2集水井的计算.93.3MBR池的计算.133.3.1膜池的设计.133.3.2曝气系统计算.153.3.3膜的维护设计.153.4滤池的计算.173.5清水贮存池的计算.253.6主要构筑物一览表.274平面布置设计.284.1平面设计.284.1.1平面布置原则.284.1.2中水处理站平面布置.284.2高程设计.284.2.1高程布置的特点.285工程概预算和经济技术指标.295.1估算范围以及依据.295.2概算.295.2.1土建费用概算表：.295.2.2设备费用概算.305.2.3工程总费用概算.305.3技术经济指标.305.3.1设计污染物去除率和处理效果.305.3.2运行费用.316结论.32参考文献.33致谢.35常州大学本科生毕业设计（论文）第1页共35页1绪论我国人均水资源很少，排在世界100多位之后，而且我国大部分江、河、湖及水库等地面水都不同程度的受到污染，有的已造成严重危害。因此，对于有限的水资源必须进行严格的保护，但是这是不够的，从长远来看，我们同时还应该开辟新的水源才能缓解缺水危机。污水处理后回用就是一个重要途径，它不仅减少了污染物的排放，减轻了对自然水体的污染，而且高效地利用了淡水资源，减少了新鲜水的用量，对我国长远的国民经济发展具有深刻的意义。由我国水环境现状可以知道，我国水资源越来越匮乏，而随着社会的发展，对水的需求量将越来越高，所产生的废水也将越来越多，而环境容量是一定的，怎样能可靠的处理好这个问题呢？随着我国许多城市面临着严峻的水资源匮乏,城市污水厂深度处理进行中水回用作为一个切实可行的缓解水资源和防止污染的办法,已经逐步为人们所重视。按照我国新的城市污水处理及污染防治技术政策,要求2010年实现城市污水处理率50%以上,污水回用率30%以上,污水回用于市政、工农业等各个行业。而北京市在最近出台的北京市中水设施建设管理试行办法已经对污水处理厂进行深度处理回用中水提出了明确的要求。污水厂的中水回用不但规模比较大,且集中,易于运行管理。同时水源稳定可靠,可减少供水管网的压力,同时也缓解了城市下水管网和污水处理设施的压力；且对于水资源匮乏也有一定的缓解。污水处理厂中水回用技术正逐步成为污水处理的一个重要方向。本次设计结合城市污水厂的特点、采用了MBR为深度处理工艺的处理流程，并对各部分产生的污泥进行了处理。整个工艺流程简洁流畅，处理效率高，出水水质稳定并能够脱氮，操作管理方便；同时布局紧凑有序，构筑物埋于附近进行绿化，清洁美观。1.1课题研究的意义水是人类赖以生存的物质基础，是人类社会可持续发展的制约因素。随着科学技术的进步和社会生产力的飞速发展，人类社会物质文明已提高到前所未有的境地。但是，这些发展也付出了巨大的代价，水环境受到了极大地污染，水资源短缺和水源污染问题日益严重。同时，社会对饮用水水质的要求又越来越高，发达国家已经提出制定了相关标准通过法律手段强行规定中水回用的各指标，并进行了中水回用的相关研究，并且取得了不错的进展。我国在这方面虽然起步得晚一些，但是确实使也在朝着节约用水、中水回用得路子上前进。我国也制定了中水回用的相关法律法规，另外我国的科技人员也同样进行了相关得研究。而我国现阶段的经济发展水平决定了水源水质水量还不能在短时间内有根本地好转，水源水质恶化、水量分布时空不均和用水量的不断增加的矛盾在一定的时期内还会更加突出。因此，对中水回用的研究无疑是当前最需要解决的问题。怎样才能解决好中水回用中各个问题是这项研究的重中之重，也是我们研究人员最需要注意的部分。目前，我国每年因供水不足造成工业产值损失上千亿元。农业用水因城市和工业的发展而被大量占用，使农业用水就更趋紧张。同时维系生态环境系统基本功能的水量被挤占，使生态系统失去平衡。城乡大量废水排放，使水体受到污染，因此水资源问题已成为我国经济、社会进一步发展的主要障碍和制约因素。为了解决水资源紧张的问题，常州大学本科生毕业设计（论文）第2页共35页水的再生与回用，将中水开发为第二水源已越来越受到人们的重视。城市污水或生活污水经处理达到一定的水质标准后，可在一定范围内重复使用的非饮用的杂用水，称为“中水”其水质介于上水与下水之间1。中水的用途中水处理设施一般建在小区内、建筑物底层或地下室内,具有建筑面积小，设备安装紧凑，效率高，运行管理较简单的特点。中水虽然不能饮用，但它可用在水质要求不高的方面，在城市中用途尤其广泛2。住宅小区、机关单位、商业大厦、宾馆饭店、大专院校等排水集中的地方，均可建设中水回用设施以取代自来水,用于厕所冲洗、绿地树木浇灌、道路清洁、车辆冲洗、建筑施工、喷水池、中央空调冷却循环、工业冷却以及可以接受其水质标准的场所。中水回用既补充了水资源的短缺，使自来水的消耗量减少，减少了排向水域的污水量，降低了污水处理费用，创造了可观的环境效益，做到了环境效益与经济效益的统一；同时，由于节省了水资源费，以及取水与远距离输送水的能耗与建设费用，以中水为原水进一步深化处理的成本再某些地区可能低于以自然水为原水的自来水厂。1.2国内外研究现状中水回用作为一项新的污水处理方向，还是属于污水处理的范畴，在很多处理工艺和设施上还是了传统的技术和理论；但是中水回用相比传统的水处理，其处理水的来源和用途都和以往有所不同，故它不能照搬照抄传统的技术。经过研究人员多年的尝试和努力之后，中水回用技术已经有所完善。2目前，较成熟和已被采用中水回用处理方法主要有生物化学法、物理化学法与膜生物反应器法。生物处理方法是应用微生物将污水中有机污染物转化为微生物细胞及简单形式的无机物。1.常见中水回用中的生物处理方法有活性污泥法、生物膜法等。活性污泥法活性污泥法源自20世纪初的英国，经过近100年的不断发展又产生了多种运行方式，是目前污水处理中应用最普遍的生物处理方法。“活性污泥”指的是一种人工培养的生物絮凝体，利用这种悬浮生长的生物絮体的新陈代谢作用处理污废水。传统活性污泥法存在的问题：对进水水质、水量变化的适应性较低，运行效果受水质、水量变化的影响；进水有机负荷不能过高，所以曝气池容积大、占地大；为保证曝气池中有一定浓度的活性污泥，需要有污泥回流设备，动耗较大，污泥产量大。生物膜法生物膜法是利用专用填料使细菌和真菌一类的微生物和原生动物、后生动物一类的微型动物附着在其表面生长繁殖，并在其上形成一定厚度的膜状生物污泥（生物膜）。其特点是参与净化的微生物多样化，种属多，食物链长，污泥产量低（活性污泥法的3/4），对水质、水量变动有较强的适应性，易于维护运行，动耗低。但占地大，滤料孔隙易被脱落的生物膜堵塞，滤池蝇恶化环境卫生，喷洒污水散发臭味。生物接触氧化法生物接触氧化法是一种介于活性污泥法和生物膜法两者之间的生物处理方法。生物接触氧化法的实质就是在曝气池内充填填料（全部淹没在污水中），在填料上可栖息繁常州大学本科生毕业设计（论文）第3页共35页殖生物膜，而在池内又存在悬浮生长的生物絮凝体，因此，兼具两者的优点。随着新型合成材料的不断出现，许多高效率填料应运而生，使该方法得以广泛应用。其主要特点是：微生物种属多、浓度高，去除效率高，无需污泥回流，污泥产量低，不产生污泥膨胀。2.膜生物反应器膜技术在饮用水处理领域近10年来取得了很大的技术突破，目前世界上最大规模的MF膜分离净水厂位于美国加洲，采用的是0.2um孔径的中空纤维素膜3，1988年法国Amoncourt市建成了使用UF膜的膜分离净水厂4，而日本从1992年起，对UF膜和MF膜处理饮用水进行了大规模的研究5。随着膜技术的不断发展，已开始在污水处理方面得以应用，形成了膜生物反应器的高效污水处理工艺，其系统出水水质好、运行稳定6，同时加强了对系统中难降解物质的去处效果7，系统中污泥浓度可达15000-30000mg/l左右8，且微生物世代时间较长，还可提高硝化能力9。但由于污泥浓度升高，微生物内源呼吸加剧，会产生大量溶解性的微生物代谢产物，是一种不可生物降解的产物，是出水中溶解性TOC或COD的主要组成部分，有学者研究表明经过一段时间后可部分降解，但也有学者提出不同的观点3。由于参与研究的学者越来越多，研究越来越深入，使膜分离技术在污水处理领域的应用前景越来越广阔。12膜生物反应器膜分离法是利用特殊的材料（半透膜）对液体中的某些成分进行选择性透过的方式，使水中具有一定粒径的杂质被分离，废水得到净化。污水中用于泥水分离的膜主要是超滤膜。超滤膜是依靠压力实现固液分离的，适用于分离分子量大于500、直径为0.005-10um的大分子和胶体的分离。在活性污泥法中的泥水分离是依靠沉淀池的重力作用实现的，占地大，分离效率低。而把一定结构形式的超滤膜放入曝气池中就可实现泥水分离，而且分离效果非常好，且省去了沉淀池和过滤罐，占地明显减小。因此近些年随着膜制造成本的下降，人们开始重视这种生物法和膜法的综合应用（被称为膜生物反应器）。膜生物反应器的工艺流程及特