日产10万吨SBR接触过滤城市污水处理毕业设计开题报告

毕业设计（论文）开题报告毕业设计（论文）开题报告 课题名称： 10 万 m3/日 SBR-接触过滤工艺城市污水处理厂设计 专业： 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 1.毕业设计选题依据 (1)选题意义 随着现代工业和城市建设的发展，我国城市的环境污染特别是水污染问题日趋严 重;同时我国是一个人均水资源占有量匮乏的国家， 可以说水污染严重和水资源短缺已 经成为严重制约我国社会经济发展、危害生态环境、影响人民生活和身体健康的突出 问题，迫切需要加以解决。 为了减轻水资源对环境和对人类带来的危害解决水资源供需矛盾、促进经济和环 境尽可能协调发展，对城市污水进行处理，然后回用到生产和生活的各个领域，使污 水资源化，这对解决水污染和水资源短缺都具有重大意义。 开展经济有效的污水处理新工艺、新设备的研究与开发，研究一种适合我国国情 的污水处理新工艺，从而降低污水处理的投资和运行费用，节约用地，方便管理，能 使出水能够回用，将对我国国民经济和社会发展及环境保护具有十分重要的意义，而 且也必将有巨大的应用范围和市场。实践表明，SBR-接触过滤工艺城市污水处理工艺 是最为经济有效的城市污水处理方法之一。 间歇式活性污泥法（SBRSequencing Batch Reactor）是早在 1914 年就由英国 学者 Ardern 和 Locket 发明了的水处理工艺。70 年代初，美国 Natre Dame 大学的 R.Irvine 教授采用实验室规模对 SBR 工艺进行了系统深入的研究，并于 1980 年在美 国环保局 （EPA） 的资助下， 在印第安那州的 Culwer 城改建并投产了世界上第一个 SBR 法污水处理厂。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、 反应、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 行状态等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。对于 SBR 反应器来说，只是时序控制，无空间控制障碍，所以可以灵活控制。因 此，SBR 工艺发展速度极快，并衍生出许多种新型 SBR 处理工艺。 间歇式循环延时曝气活性污泥法（ICEASIntermittent Cyclic Extended System）是在 1968 年由澳大利亚新威尔士大学与美国 ABJ 公司合作开发的。1976 年 世界上第一座 ICEAS 工艺污水厂投产运行。ICEAS 与传统 SBR 相比，最大特点是：在 反应器进水端设一个预反应区， 整个处理过程连续进水， 间歇排水,无明显的反应阶段 和闲置阶段，因此处理费用比传统 SBR 低。由于全过程连续进水，沉淀阶段泥水分离 差，限制了进水量。 好氧间歇曝气系统（DAT-IATDemand Aeration Tank-Intermittent Tank）是由 天津市政工程设计研究院提出的一种 SBR 新工艺。主体构筑物是由需氧池 DAT 池和间 歇曝气池 IAT 池组成，DAT 池连续进水连续曝气，其出水从中间墙进入 IAT 池，IAT 池连续进水间歇排水。同时，IAT 池污泥回流 DAT 池。它具有抗冲击能力强的特点， 并有除磷脱氮功能。 循环式活性污泥法(CASSCyclic Activated Sludge System)是 Gotonszy 教授在 ICEAS 工艺的基础上开发出来的,是 SBR 工艺的一种新形式。 将 ICEAS 的预反应区用容 积更小，设计更加合理优化的生物选择器代替。通常 CASS 池分三个反应区：生物选择 器、缺氧区和好氧区，容积比一般为 1：5：30。整个过程间歇运行，进水同时曝气并 污泥回流。该处理系统具有除氮脱磷功能。 UNITANK 单元水池活性污泥处理系统是比利时 SEGHERS 公司提出的，它是 SBR 工 艺的又一种变形。它集合了 SBR 工艺和氧化沟工艺的特点，一体化设计使整个系统连 续进水连续出水，而单个池子相对为间歇进水间歇排水。此系统可以灵活的进行时间 和空间控制，适当的增大水力停留时间，可以实现污水的脱氮除磷。 改良式序列间歇反应器 （MSBRModified Sequencing Batch Reactor） 是 C,Y.Yang 等人根据 SBR 技术特点结合 A2-O 工艺， 研究开发的一种更为理想的污水处理系统。 采 用单池多方格方式，在恒定水位下连续运行。通常 MSBR 池分为主曝气池、序批池 1、 序批池 2、厌氧池 A、厌氧池 B、缺氧池、泥水分离池。 每个周期分为 6 个时段，每 3 个时段为一个半周期。一个半周期的运行状况：污 水首先进入厌氧池 A 脱氮，再进入厌氧池 B 除磷，进入主曝气池好氧处理，然后进入 序批池，两个序批池交替运行（缺氧好氧/沉淀出水）。脱氮除磷能力更强。 (2)现状与发展 SBRSBR 在发展中的问题在发展中的问题 相对于传统连续流活性污泥法，SBR 工艺是一种尚处于发展、完善阶段的技术， 许多研究工作刚刚起步， 缺乏科学的设计依据和方法以及成熟的运行管理经验， 另外， SBR 自身的特点更加深了解决问题的难度。 SBR 在现阶段的发展过程中，主要存在以下方面的问题： 基础研究方面基础研究方面 关于污水在非稳定状态下活性污泥微生物代谢理论的研究； 关于厌氧、好氧状态的反复交替对微生物活性和种群分布的影响； 可同时除磷、脱氮的微生物机理的研究。 程设计方面程设计方面 缺乏科学、可靠的设计模式； 运行模式的选择与设计方法脱节。 结束语结束语 SBR 艺是一种理想的间歇式活性污泥处理工艺，它具有工艺流程简单、处理效果 稳定、占地面积小、耐冲击负荷强及具有脱氮除磷能力等优点，是目前正在深人研究 之中的一项污水生物处理新技术。 SBR 工艺应用的一个关键是要求自动化程度较高，因而随着我国经济建设的不断 发展及研究的不断深人， 预计不久的将来 SBR 及在其基础上开发的 ICEAS 工艺和 CASS 等工艺在生产中的应用将有所突破。 (3)主要参考文献 给水排水设计手册 第 1 册 常用资料，第二版，中国市政工程西南设计研 究院主编，中国建筑工业出版社； 给水排水设计手册 第 5 册 城镇排水，第二版，北京市市政工程设计研究 院主编，中国建筑工业出版社； 给水排水设计手册 第 9 册 专用机械， 第二版， 上海市政工程研究院主编， 中国建筑工业出版社； 污水回用决策与技术周彤主编，化学工业出版社（北京），2002 年； 城市污水处理及污染防治技术指南国家环境保护总局科技标准司编著， 中国环境科学出版社（北京），2001 年； 城市中小型污水处理厂的建设与管理冯生华编著，化学工业出版社（北 京），2000 年； 给水排水工程专业毕业设计指南李亚峰 尹士君 主编，化学工业出版社 （北京），2003 年； 水工程经济 张 勤张建高 主编张杰 主审，第一版，中国建筑工业 出版社，2002 年； 给水排水、中国给水排水杂志（1999 年-2007 年）； 其它有关规范及标准。 2.设计(论文)内容 收集设计资料，完成与本工艺相关的文献综述、工艺原理的剖析、城镇污水水 质调查与预测； 污水处理工艺流程的选择； 各污水处理单元的设计； 污泥处理方法选择及工艺计算； 污水处理厂平面布置； 污水处理厂竖向布置及高程计算； 工程投资及处理成本估算； 以下以几种现在流行的污水处理工艺进行相应的比较以下以几种现在流行的污水处理工艺进行相应的比较： 1 1：SBRSBR 法法(Sequencing(Sequencing BatchBatch Reactor)Reactor) SBR 法早在 20 世纪初已开发，由于人工管理繁琐未予推广。此法集进水、曝气、 沉淀、出水在一座池子中完成，常由四个或三个池子构成一组，轮流运转，一池一池 地间歇运行，故称序批式活性污泥法。现在又开发出一些连续进水连续出水的改良性 SBR 工艺，如 ICEAS 法、CASS 法、IDEA 法等。这种一体化工艺的特点是工艺简单，由 于只有一个反应池，不需二沉池、回流污泥及设备，一般情况下不设调节池，多数情 况下可省去初沉池。 优缺点：优缺点： （1）.工艺系统组成简单，不设二沉池，曝气池兼具二沉池的功能，无污泥回流 设备； （2）.耐冲击负荷，在一般情况下无需设置调节池； （3）.反应推动力大，易于得到优于连续流系统的出水水质； （4）.运行操作灵活，通过适当调节各单元操作的状态可达到脱氮除磷的效果； （5）.该工艺的各操作阶段及各项运行指标可通过计算机加以控制，便于自控 运行，易于维护管理。 （6）.每个池子都需要设曝气和输配水系统，采用滗水器及控制系统，间歇排 水水头损失大，池容的利用率不理想。 2 2 ：A/A/OA/A/O 法法(Anaerobic(AnaerobicAnoxicAnoxicOxic)Oxic) 国内 10 年前开发此厌氧缺氧好氧组成的工艺。利用生物处理法脱氮除磷，可 获得优质出水， 是一种深度二级处理工艺。 A/A/O 法的可同步除磷脱氮机制由两部分组 成：一是除磷，污水中的磷在厌氧状态下(DO0.3mg/L)，释放出聚磷菌，在好氧状况 下又将其更多吸收，以剩余污泥的形式排出系统。二是脱氮，缺氧段要控制 DO12.5)，BOD/TKN 为 1.53.5，COD/TP 为 3060，BOD/TP 为 1640(一般应20)。若降低污泥浓度、 压缩污泥龄、控制硝化，以去除磷、BOD5 和 COD 为主，则可用 A/O 工艺。 优缺点：优缺点： （1）A2/O法在去除有机碳污染物的同时，还能去除污水中的氮磷，与传统 活性污泥法二级处理后再进行深度处理相比，不仅投资少、运行费用低，而且没 有大量的化学污泥，具有良好的环境效益。 （2）A2/O法厌氧、缺氧、好氧交替进行，有利于抑制丝状菌的膨胀，改善 污泥沉降性能。 （3）A2/O法工艺流程简单，总水力停留时间少于其他同样功能的工艺，节省基建 投资。 （4）A2/O 法缺点是受泥龄、回流污泥中溶解氧和硝酸盐氮的限制，不可能 同时取得脱氮和除磷都好的双重效果 3 3：氧化沟法氧化沟法 本工艺 50 年代初期发展形成，因其构造简单，易于管理，很快得到推广，且不断 创新。氧化沟在应用中发展为多种形式，比较有代表性的有： 帕式(Passveer)简称单沟式，表面曝气采用转刷曝气，水深一般在 2.53.5m，转 刷动力效率 1.61.8kgO2/(kWh)。 奥式(Orbal)简称同心圆式，应用上多为椭圆形的三环道组成，三个环道用不同的 DO(如外环为 0，中环为 1，内环为 2)，有利于脱氮除磷。采用转碟曝气，水深一般在 4.04.5m，动力效率与转刷接近，现已在山东潍坊、北京黄村和合肥王小郢的城市污 水处理厂应用。 卡式(Carrousel)简称循环折流式，采用倒伞形叶轮曝气，从工艺运行来看，水深 一般在 3.0m 左右，但污泥易于沉积，其原因是供氧与流速有矛盾。 三沟式氧化沟(T 型氧化沟)，此种型式由三池组成，中间作曝气池，左右两池 兼作沉淀池和曝气池。T 型氧化沟构造简单，处理效果不错，但其采用转刷曝气，水深 浅，占地面积大，复杂的控制仪表增加了运行管理的难度。不设厌氧池，不具备除磷 功能。 氧化沟一般不设初沉池，负荷低，耐冲击，污泥少。建设费用及电耗视采用的 沟型而变，如在转碟和转刷曝气形式中，再引进微孔曝气，加大水深，能有效地提高 氧的利用率(提高 20%)和动力效率达 2.53.0 kgO2/(kWh)。 若能将氧化沟进水设计成多种方式，能有效地抵抗暴雨流量的冲击，对一些合流 制排水系统的城市污水处理尤为适用。 优缺点：优缺点： （1）.氧化沟在流态上介于推流式和完全混合式之间，局部流态为推流式，整 体处在完全混合状态，同时具有两种方式的某些特点。 （2）.水力停留时间和污泥龄较长，悬浮有机物和溶解有机物可同时得到较彻 底的降解，产泥量少，剩余污泥已得到高度稳定，不需要设置初沉池，污泥不需要 厌氧消化。 （3）.与二沉池合建为一体的氧化沟以及交替运行的氧化沟可以不设二沉池， 处理流程更加简单。 （4）.因省去了初沉池和消化池，有时还可以省去二沉池和污泥回流设施，污 水处理厂总占地面积不仅没有增加，反而有所减少。 （5）.具有推流式流态特征，溶解氧沿池长方向形成浓度梯度，产生好氧、缺 氧和厌氧条件，通过系统合理设计与控制可以取得很好的脱氮除磷效果。 （6）.污水在氧化沟中停留时间较长，一般为2448h 之间，而污水一个循环 流动的时间只有420min，整个系统的流态呈完全混合式，具有抗冲击负荷能力强 的特点。 （7）.由于存在于污泥中的有机质最终是在氧化沟中部分耗氧代谢去除的，故 氧化沟工艺在节约能耗、降低运行费用方面不如传统方法 4 4 CASSCASS 法（法（CyclicCyclic ActivatedActivated SludgeSludge SystemSystem） CASS（Cyclic Activated Sludge System）工艺是循环活性污泥技术（CAST）的 一种型式。其主要原理是：把序批式活性污泥法（SBR）的反应池沿长度方向分为两部 分，前部为预反应区，后部为主反应区。在预反应区内，微生物能通过酶的快速转移 机理迅速吸附污水中大部分可溶性有机物，经历一个高负荷的基质快速积累过程，对 进水水质、水量、pH 和有毒有害物质起到较好的缓冲作用，可有效防止污泥膨胀；随 后在主反应区经历一个较低负荷的基质降解过程， 完成对污水中有机物质的降解。 CASS 工艺同时能够比较充分发挥活性污泥的降解功能。也能够减轻二沉淀池的负荷，有利 于提高二沉池固液分离效果。 3毕业论文进行方案 SBR 工艺流程图 1.进水阶段：指从向反应器开始进水至到达反应器最大容积时的一段时间。进水阶段所用 时间需根据实际排水情况和设备条件确定 在进水阶段， 曝气池在一定程度上起到均衡污水水质、 水量的作用，因而，阳 R 对水质、水量的波动有一定的适应性。在此期间可分为三种情况：曝气 (好氧反应)、搅拌(厌氧反应)及静置。在曝气的情况下有机物在进水过程中已经开始被大量氧化， 在搅拌的情况下则抑制好氧反应。对应这三种方式就是非限制曝气、半限制曝气和限制曝气。运 行时可根据不同微生物的生长特点、废水的特性和要达到的处理目标，采用非限制曝气、半限制 曝气和限制曝气方式进水。通过控制进水阶段的环境，就实现了在反应器不变的情况下完成多种 处理功能。 而连续流中由于各构筑物和水泵的大小规格已定， 改变反应时间和反应条件是困难的。 2 反应阶段： 是R 员主要的阶段，污染物在此阶段通过微生物的降解作用得以去除。根 据污水处理的要求的不同，如仅去陈有机碳或同时脱氯陈磷等，可调整相应的技术参数，并可根 据原水水质及排放标准具体情况确定反应阶段的时间及是否采用连续曝气的方式。 3.沉淀阶段: 沉淀的目的是固液分离,相当于传统活性污泥法的二次沉淀他的功能。停止曝气和 搅拌，使混合液处于静止状态，完成泥水分离，静态沉淀的效果良好。经过沉淀后分离出的上清 液即可排放,沉淀的目的是固液分离， 污泥絮体和上清液分离。 由于在沉淀时反应器内是完全静止 的，在 SBR 系统中这个过程比在中效率更高。沉淀过程一般是由时间控制的，沉淀时间在 0.51h 之间，甚至可能达到 2h，以便于下一个排水工序。污泥层要求保持在排水设备的下面， 并且在排放完成之前不上升超过排水设备。随着测量仪器的发展，已经可自动监测污泥泥液面， 因此可根据污泥沉阵性能而改变沉淀时间。可以预先在自动控制系统上设定一个值，一旦污泥界 面计所监测到的污泥界面高皮达到该数值便可结束沉淀工序。 4.排水阶段：的目的是从反应器中排陈污泥的澄清液，一直恢复到循环开始时的最低水位，该水 位离污泥层还要有一定的保护高度。 反应