污水处理厂开题报告

1、福建工程学院毕业设计（论文）开题报告环境与设备工程 系给水排水专业设计（论文）题目泉州某城镇污水处理厂工艺设计学生姓名学号起迄日期 2013325-2013621设计地点福建工程学院指导教师2013年4月5日i毕业设计（论文）开题报告1毕业设计（论文）综述1.1设计的意义及目标改革开放30年来，经济发展蓬勃向上， 各方面的变化日新月异， 国家对基础设施建设投入加大 了许多。随着城市工业生产的发展，城市人口的递增，城市规模的扩大，工业废水和生活污水排出 量日益增多，大量未经处理的污水直接排入周围河流，致使城市周围环境污染十分严重，不但直接 污染了市区的地下饮用水，而且对河流下游地区的农业生产和人

2、民生活造成了危害，人类和生物赖 以生存的生态环境受到了日益严重的威胁。同时，水生态系统体现了人与水的和谐共存与协调发展，是城市生态系统的主要组成部分和关键因素，与一个城市的可持续发展密切相关。因而，城市污水 治理已成为当前迫切需要解决的问题之一。理论是用于实践的，将自己在课堂上所学的知识，尤其是专业知识用于本次毕业设计之中，以 提高自己的工程设计能力， 为自己走上工作岗位进行工程设计打下坚固的实践基础。通过毕业设计,能够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，掌握污水厂设计的基本流程及各构筑物的设计方法，熟悉设计计算书和设计说明书 的编

3、写内容和编制方法，并绘制工程图纸。1.2设计依据城市各区人口密度与居住区生活污水量标准（平均日），如表1所示。表1城市各区人口和污水量与水质标准分区各区人口数（万人）污水量标准（L/ 人 d）SS（g/ 人d）BOD 5（g/ 人d）COD（g/ 人d）NH3-N（g/ 人d）T-P水温C（g/ 人d）pHI-1204530422.30.47.120n-1304530422.40.437.420查相关资料可以得到本地区人口为985000 （人）。工业企业与公共建筑的排水量和水质资料表2工业企业与公共建筑的排水量和水质资料企业与公共建 筑名称平均排水量（m3/h）最大排水量（m3/h）SS（mg

4、/L）COD（mg/L）BOD5（mg/L）pH工厂甲3003303006752706.8工厂乙1802002909002907.2工厂丙1902203106303807.1泉州市地处低纬度，东临台湾海峡，属亚热带海洋性季风气候大部分地区年平均气温为19.5-21.0 C (仅西北部的山区低于18 C),最热月平均气温达26-29 C,最冷月也有 9-13 C降水充沛，但时空分布不均匀。全市年降水量为1000-1800毫米，自东南部向西北部递增。干、湿季甚为分明：3-9月降水量占全年的80%为湿季；10-2月仅占全年的20%为干季。冬半年主要受蒙古 冷高压楔控制，盛行偏北风，气温低，干燥少雨；

5、夏半年主要受副热带高压影响，盛行偏南风，气 温高，湿润多雨。冬、夏半年的气候特征截然不同。根据工程地质初步勘察报告，场地范围内全为第四系冲积物所覆盖，其下分别为粉质粘土，厚3.8m-5.7m ;淤泥质土，厚0.3m-0.5m ;砂土；含泥砂砾卵石；强风化页石。基础稳定性良好，无 不良工程地质现象。本工程抗震设计按地震烈度7度设防。场地范围内地下水位埋深-0.2-0.5m，地下水对混凝土无腐蚀性。城市排水系统采用分流制排水系统，总进水管处的地面标高为78m，总进水管管底标高76.15m。污水处理厂处理后出水排至据厂区1公里的河流，该河流最高水位74m( 50年一遇)1.3我国现状及分析目前，国内

6、外城市污水处理厂厂采用的工艺有普通活性污泥法、A/O生物脱氮活性污泥法、A/A/O生物脱氮除磷工艺、AB工艺、氧化沟法(循环混合式 活性污泥法)、SBR间歇时活性污泥法等工艺。1.4几种常用处理工艺简介1 关于活性污泥法当前流行的污水处理工艺有：AB法、SBR法、氧化沟法、普通曝气法、 A/A/O法、A/O法等，这几种工艺都是从活性污泥法派生出来的，且各有其特点。 AB 法(Adsorption Biooxidation)该法由德国Bohuke教授首先开发。该工艺对曝气池按高、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2.5kgBOD/(kgMLSS d)以上，池容积负荷

7、 6kgBOD/(m 3 d)以上; B级负荷低，污泥龄较长。A级与B级间设中间沉淀池。二级池子F/M(污染物量与微生物量之比)不同，形成不同的微生物群体。AB法尽管有节能的优点，但不适合低浓度水质，A级和B级亦可分期建设。爲 SBR 法(Seque ncing Batch 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

8、，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，故节省占地和投资，耐冲击负荷且运行方式灵 活，可以从时间上安排曝气、缺氧和厌氧的不同状态，实现除磷脱氮的目的。但因每个池子都需要 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， 因此, 一般来说并不太适用于大规模的城市污水处理厂。 A/A/O 法(Anaerobic Anoxic Oxic)由于对城市污水处理的出水有去除氮和磷的要求，故国内10年前开发此厌氧 一缺氧一好氧组成的工艺。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

9、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 16 40( 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。有的城市污水处理的出水不排入湖泊，利用大水体深水排放或灌溉农田，可将脱氮除 磷放在下一步改扩建时考虑，以节省近期投资。 普通曝气法及其变法：盖本工艺出现最早，至今仍有较强的生命力。普曝法处理效果好，经验

10、多，可适应大的污水量， 对于大厂可集中建污泥消化池，所产生沼气可作能源利用。传统普曝法的不足之处是只能作为常规 二级处理，不具备脱氮除磷功能。近几年在工程实践中，通过降低普通曝气池容积负荷，可以达到脱氮的目的；在普曝池前设置 厌氧区，可以除磷，亦可用化学法除磷。采用普通曝气法去除BOD5,在池型上有多种形式(如下文所述的氧化沟)，工程上称为普通曝气法的变法，亦可统称为普通曝气法。 氧化沟法盂本工艺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，有发展 前景和竞争力，当前可谓热门工艺。氧化沟在应用中发展为多种形式，比较有代表性的有：嵩帕式(Passveer)简称单沟式，表

11、面曝气采用转刷曝气， 水深一般在2.53.5m,转刷动力效率1.6 1.8kgO2/(kW h)。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。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。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

12、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，再弓I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 kgO*kW h）。2. 关于曝气生物滤池曝气生物滤池实质上是常说的生物接触氧化池，相当于在曝气池中添加供微生物栖附的填（滤）料，在填料下鼓气，是具有活性污泥特点的生物膜法。曝气

13、生物滤池（BAF）70年代末起源于欧洲大陆，已发展为法、英等国设备制造公司的技术和设备产品。由于选用的填料不同，以及是否有脱氮 要求，设计的工艺参数是不同的，如要求处理出水BOD5、SSv20mg/L，去除BOD5达90%以上的工艺，其容积负荷为 0.73.0 kgBOD5/（m3d），水力停留时间12h ;以硝化（90%以上）为主的工艺， 其容积负荷为0.52.0kgBOD 5/（m3 d）,水力停留时间23h。一般认为，生物膜法处理城市污水，在国内尚需积累经验，处理规模不宜过大，约5X104m3/d左右为宜。国外（主要在欧洲）处理水量有达到36X104m3/d的，这与其填料材质、自控手段和

14、先进的 反冲洗装置有关，也与其有长期积累的运行管理经验有关。3. 关于UNITANK工艺UNITANK工艺和类似的 TCBS工艺、MSBR工艺一样，都是SBR法新的变型和发展。它集序 批法” 普通曝气池法”及三沟式氧化沟法”的优点，克服了 序批法”间歇进水、 三沟式氧化沟法” 占地面积大、 普通曝气池法”设备多的缺点。慕典型的UNITANK 工艺是三个水池，三池之间水力连通，每池都设有曝气系统，外侧的两池设有出水堰及污泥排放口，它们交替作为曝气池和沉淀池。污水可以进入三池中的任意一个，采用连续进水、周期交替运行。在自动控制下使各池处在好氧、缺氧及厌氧状态，以完 成有机物和氮磷的去除。一43UN

15、ITANK工艺由比利时 Seghers公司首先建在我国的澳门特区，处理水量14 X10 m /d（不下雨时平均处理水量为 7X104m3/d），池型封闭，设计采用的容积负荷为 0.58kgBOD/（m 3 d），总的反应池 体积为46800m3,曝气池水力停留时间为 8h，出水的BOD5、SSv 20mg/L。这类一体化工艺是传统活性污泥工艺的变形，可以采用活性污泥工艺的设计方法对不同的污染物加以去除，如考虑硝化，其负荷一般在0.050.10 kgBOD 5/(kgMLSS d)，硝化率视污水温度而异。而要求污泥稳定化，其污泥负荷和污泥龄要远远超过硝化时的数值。容积利用率低是此类一体化工艺共同

16、的主要问题，就是说在一个较长停留时间的曝气系统内， 有50%左右的池容用于沉淀。UNITANK工艺的成功与否有赖于系统采用稳定可靠的仪表及设备，因此引进技术，消化、吸收和开发先进的自控系统是应用此工艺的关键问题。一般认为，UNITANK工艺不太适用于大型(10 104m3/d)的城市污水处理厂。4. 生物处理法的新进展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CO、HO NH、SO等稳定的小分子，它的二次污染小，对处理生活污水及与之性质相近的

17、有机污水有其独特的优势。生物处理法自从问世以来，其技术已获得了 极大的发展，随着人们生活水平的日益提高，生活污水中的成也日益复杂，因此用生物处理方法的目的也从以前能处理降解蛋白质、脂肪、碳水化合物等一类物质增加到也能处理合成洗涤剂、脱 氮、脱磷及其它一些难降解的复杂有机物。这也就必然要求人们改革工艺，过去由于厌氧生物处理 的效率不尽人意，处理时间也较慢，所以未引起人们的重视，仅仅用来处理污泥或高浓度有机污水的预处理，但现在由于能源紧张，厌氧生物处理由于能产生能源物质一甲烷而越来越引起人们的青睐，由此也出现了许多新的工艺。(1) 活性污泥法的新发展到目前为止，对活性污泥法在运行方式上还没有大的突

18、破，往往所作的是一些局部的改进， 但在曝气方式上确取得了较大的成果，如纯氧曝气、深井曝气、射流曝气，采用微气泡扩散器等， 这些都增大了氧转移率、提高了氧的利用率使曝气池中氧的浓度增加。如美日等国研制出的一种超微气泡扩散器，气泡直径 50Lm,氧吸收率达 90% , Reid Engineering Companyof Frederick shurg等研制的氧化沟下表面曝气也是一种曝气方式的改进，把冲刷曝气(Brush Aeration)改进透平曝气(Turbi ne Aeratio n)避免了产生气溶胶、飞溅、结冰等问题。活性污泥法的另一个发展趋势就是朝多功能方向发展，采用的方法有：培养驯化专

19、用细菌， 使活性污泥处理对象不局限于生活污水，还可以处理如酚一类难降解的有毒有机物，甚至驯化可以处理象氰一类有剧毒的无机物；把活性污 泥与其它处理方法结合起来，如活性炭一活性污泥法，它实际上是一种以活性污泥法形式的活性炭吸附、生物氧化法的综合处理法；固定活性污泥法是提供微生物附着的表面，如合成纤维、塑料、细沙、粘土焦炭等， 使曝气池同时存在附着相和悬浮相的生物；这些都提高了活性污泥的净化效率，提高了抗有毒物质等冲击负荷的能力，还具有脱色、脱氮、削减泡沫的效果，国外已用于合成纤维、化工印染、炼油、炼焦等工业生产的污水处理；活性污泥法与厌氧工艺结合来脱氮、脱磷等， 最典型的工艺是A-O(anaer

20、obic-oxic)流程。活性污泥法还可和化学法结合， 提高净化多氯联苯、有机磷的去除效果。(2) 生物膜处理法的新进展生物膜法最早出现的工艺是 1893年在英国出现的将污水喷撒在粗滤料上而得以净化的普通生物 滤池，它是最早出现而至今仍在不断改进和发展的人工生物处理设备。在它的基础上，出现了高负 荷生物滤池、塔式生物滤池、生物转盘和生物接触氧化等。近二三十年来，又出现了一些新型的生 物膜法处理技术，如生物流化床，它是以砂、焦炭、活性炭等颗粒材料作为载体，其载体表面附着 生长着生物膜，充氧后的污水以一定流速自下而上流动使载处于流化状态，载体上的生物膜可以充 分地和污水接触，使净化效率提高，它的工

21、艺有空气流床、纯氧流动床、三相流化床和厌氧兼型流 化床工艺等。活性生物滤池是将生物滤池、曝气池及二沉池结合为一体的新型污水处理工艺，它的 特点是将生物滤池的部分出水回流汇同二沉池的回流污泥一起进入生物滤池，用活性生物滤池处理 生活污水和食品加工废水的试验结果表明：该系统具有处理效果好、效率高、BOD容积负荷大、不发生污泥膨胀和耐冲击负荷等优点。另外还有空气驱动的生物转盘、生物转盘和曝气池相结合、藻 类转盘等。由于生物膜法的生态环境与活性污泥法的不同，生物膜法生态系统中可以生长藻类、 后生动物等，甚至可以生长硝化菌及反硝化菌等，因此可以用来脱氮等。(3) 厌氧生物处理法的新发展厌氧生物处理法也有

22、一百多年的历史，它是利用厌氧微生物在无氧的条件下对有机物进行分解的技术。由于处理效率低、 速度慢、且甲烷菌对环境要求严格不易控制等缺点，厌氧生物处理法长期以来一般仅用于污泥处理，它的主要工艺是化粪池、消化池等。但是由于近年来能源危机及环境污染加重，厌氧生物处理由于其产物具有能源物质而得到人们的重视，一大批新的厌氧生物处理法技术相继诞生，为了提高厌氧微生物的浓度，有使厌氧微生物附着在载体表面的厌氧生物膜处理方 法如厌氧生物滤池、厌氧转盘、厌氧膨胀床、厌氧接触氧化、厌氧档板反应器、厌氧流化床法，以及象上流式厌氧污泥床反应器 (UASB)依靠微生物之间凝聚造粒而形成的自己固定法方法。还有人为地固定微

23、生物包埋固定化法，它是人为地把增殖速度缓慢的厌氧微生物高浓度地保持在处理系统中，提高处理速度、缩小处理设备并可用于处理低浓度的有机污水。如日本本田等人1988年采用包埋固定厌氧微生物处理 TOC为150mg?L的人工配水，TOC的去除率可达95%以上。在厌氧处理中， 甲烷的增殖速度慢成为产气的决定步骤，因此为了保持甲烷发酵中高浓度的微生物，出现了利用膜的固液分离法，如柏分等人1988年利用超滤膜(UF)进行甲烷发酵试验，结果表明： 提高了反应器内甲烷的浓度，TOC的容积负荷为2g?L 日，其去除率可达98.4%以上。厌氧生物处理法目前的发展趋势是和其它生物处理方法联用，如厌氧一好氧复合工艺等，

24、具有节约投资、节省能源、污泥产量少、出水水质好等一系列优点。厌氧生物处理法正朝着能处理低浓度有机污水，能够脱磷 脱氮且运行维护方便经济等方面发展。5 活性污泥工艺的发展趋势通过几十年的研究与实践，活性污泥工艺已经成为一种比较完善的工艺。在池形、运行方式、 曝气方式、载体等方面已经很难有较大的发展。用常规手段也已经很难在生物学方面有所突破。有 学者认为该工艺未来两个大的方向是膜分离技术和分子生物学技术的应用。(1) 膜分离技术的应用用膜分离代替沉淀进行泥水分离，可带来活性污泥工艺的以下变化： 不再存在污泥膨胀问题。在调控活性污泥系统时，不必再考虑污泥的沉降性能问题，从而使 工艺控制大大简化； 曝

25、气池的污泥浓度将大大提高(MLSS可以大于20000 mg / L )从而使系统可在超大泥龄、超低负荷状态下运行，充分满足去除各种污染物质的需要； 在同样的处理要求下，可使曝气池容积大大减小，节省处理厂的占地面积； 污泥浓度的提高，将要求较高的曝气速率，因而纯氧曝气将随着膜分离而被大量采用。虽然膜分离目前还存在易堵塞等方面的问题，但这些问题正逐步得到解决。实际上，目前已有 一批膜分离活性污泥系统在运行，如日本Hi roshiwa市的H igashi污水处理厂的膜 分离系统已连续运行3年。(2) 分子生物技术的应用目前分子生物技术已开始应用于污水处理领域。为搞清聚磷菌除磷的生化机理，已开始用分子

26、诊断技术获取聚磷菌的遗传信息。现在从活性污泥中已发现的30多种丝状菌中，只有4种准确命名及生物分类学定位，因为这些丝状菌大部分无法进行分离纯培养。目前正用分子诊断技术进行这些 丝状菌的生物学定位，以进一步准确了解其特性。分子诊断技术的大量应用，活性污泥微生物基因库的建立，在此基础上用基因技术培育具有高 效活性的污泥菌种，进一步提高处理效果，是未来发展的方向。1.5工艺确定 A/A/O 法(Anaerobic Anoxic Oxic)由于对城市污水处理的出水有去除氮和磷的要求，故国内10年前开发此厌氧 一缺氧一好氧组成的工艺。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

27、/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 16 40（ 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。有的城市污水处理的出水不排入湖泊，利用大水体深水排放或灌溉农田，可将脱氮除 磷放在下一步改扩建时考虑，以节省近期投资。1.7进度安排起迄日期工作内容2013.3.25-2009.3.29收集有关资

28、料，撰写并完成开题报告初稿2013.4.01-2013.4.05修改完善开题报告2013.4.08-2013.4.12设计计算个单体构筑物2013.4.15-2013.4.19设计计算个单体构筑物2013.4.22-2013.4.26设计计算个单体构筑物2013.4.29-2013.5.03总平面布置、冋程布置2013.5.06-2013.5.10绘制设计图纸2013.5.13-2013.5.17绘制设计图纸2013.5.20-2013.5.24绘制设计图纸2013.5.27-2013.5.31绘制设计图纸2013.6.03-2013.6.07绘制设计图纸2013.6.10-2013.6.14

29、整理设计计算、说明书2013.6.17-2013.6.21准备毕业设计答辩参考文献：1 张自杰排水工程（下册，第四版） 中国建筑工业出版社，20002 室外排水设计规范（GBJ-87, 2006年版）3 污水综合排放标准 （GB8978-19961998-01-01实施）4 城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002） 给水排水设计手册（1-12册）2毕业设计（论文）任务要研究或解决的问题和拟采用的方法：基于泉州某城镇污水处理厂工艺设计，本设计要解决的主要问题是工艺流程的确定、主要单体构筑物的设计计算及主要设备的选型。本设计应该按给排水设计手册及在满足相关设计规范的前提下进行。指导

30、教师意见（对课题的深度、广度及工作量的意见和对毕业设计（论文）结果的预测）： 该生毕业设计的课题为泉州某城镇污水处理厂工艺设计，通过查阅有关文献，在设计任务书的基础上确定了城镇污水处理厂工艺设计方案。所确定的工艺方案能满足排放 要求，同时也考虑到了所产生污泥的处理，因此具有一定的深度和广度。针对所提出的 工艺设计方案，拟进行主体构筑物的设计计算及相应的CAD制图，工作量满足本科毕业设计教学要求。通过本次毕业设计教学环节，应能完成主要单体处理构筑物的设计计 算、应用CAD独立绘制6-8张工艺图纸、书写符合要求的设计说明书。指导教师年 月 日系意见：主任年 月 日 说明：开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一，此 报告应在导师指