污水处理-开题报告

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辽宁工程技术大学

本科毕业设计（论文）开 题 报 告

题 目 阜新市6万m3/d城市生活污水A2/O

工艺设计

指 导 教 师 冯思静 院（系、部） 资源与环境工程学院

专 业 班 级 环境工程06-2班

学 号 0601040221

姓 名 祁燕辉 日 期 2010年3月23日

教务处印制

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一、选题的目的、意义和研究现状

1、选题的目的及意义 随着城市工业成产的发展，城市人口的递减，城市规模的扩大，工业废水和生活污水排放出量日益增多，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成产和人民生活造成了危害，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和水的和谐共存与和谐发展，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，城市污水治理已成当前迫切需要解决的问题之一。 理论用于实践，将自己的课堂上所学的知识，尤其是专业课知识用于本次毕业设计之中，以提高自己的工程设计能力，为自己将来走上工作岗位进行工程设计打下坚硬的基础。通过毕业设计原始资料正确地选定设计方案，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写内容和编制方法，并绘制工程图纸。 本次设计要处理的对象是阜新市城市污水。根据阜新市的区域特点、经济条件和人口、环境条件的要求，选择了A2 /O工艺。A2 /O工艺可以非常有效降低城市污水中的有机物、悬浮物，而且有很好的脱氮除磷效果。城市污水处理达到国家排放标准后进行排放，这样可以有效降低生活污水对阜新各水系及环境的污染，另外，通过处理的水还可以卖给相关企业，实现一定的经济效益。这对于阜新市的健康发展，实现阜新市环境、经济和社会协调发展，构建和谐阜新具有重要的实际意义。 2．国内外研究现状 污水处理的主要方法有物理、化学、物理化学和生物方法。这些方法可以单一适用，也可以针对不同的污水水质组合适用，污水生物处理法是19世纪末出现的污水治理技术，现今已成为世界各国处理污水是主要手段。 目前国外城市污水处理广泛适用的水污染治理技术有传统活性污泥法、延时曝气活性污泥法、SBR、AB、氧化沟工艺、A/O和A2 /O等。这些工艺被证明是行之有效的水污染控制技术。 学习资料 整理分享

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我国现阶段的城市污水处理主要以生物法为主，物理法和化学法辅助作用。主要的方法与国外的差别不大，这些工艺是欧美等发达国家在20是六七十年代根据欧洲国家排放标准制定的工艺。但是，进入20世纪90年达后，一些西方国家污水处理率达到90%以上，每年仅有一两个城市污水处理厂的建设项目，城市污水处理市场需求萎缩，失去了开发新工艺的动力。而我国对污水处理新技术开发仍有巨大的需求和动力。在最近一个时期内，我国城市污水处理厂主要以延时曝气的氧化沟和SBR工艺为主是不合适我国国情的。对于我国这样一个污染严重、资源短缺的发展中国家，先进的处理工艺开发应适合我国国情，遵循高效、低耗和低成本的原则，目前我国城市污水处理工艺的发展趋势是高效反应器发展的要点。开发各类效率高、投入低、可达到一定治理深度的城市污水处理新技术，对于经济尚不够发达而污染急待治理的我国，在一段时期内都具有重要意义。其中以厌氧—好氧生物处理工艺、流化床和曝气生物滤池等为代表的低耗、高效工艺有望满足这一需求。 A2 /O工艺是适合我国国情而发展起来的高效、低耗、低成本的污水处理新工艺。A2 /O工艺是厌氧—好氧处理工艺中的一种，可广泛地被用于城市污水，小区生活污水，生活杂排水和食品加工厂废水等高浓度废水中，同时可进行中水处理。此外，该工艺具有技术先进成熟，运行稳妥可靠，管理维护简单，运行费用低，污泥沉降性能好，用于大型水厂费用较低等特点。 3．课题研究的目标 本次工艺设计采取A2 /O工艺处理阜新市城市生活污水，处理水量：6万吨/天，设计出水水质如下: 项 目 进水水质(mg/l) 出水水质(mg/l) 一级B类排放 CODcr ≤200 ≤45 BOD5 ≤150 ≤10 SS ≤200 ≤20 NH3—N ≤30 ≤8 pH值 6～9 6～9 Tp ≤3 ≤0.5 学习资料 整理分享 word专业整理

二、研究方案及预期结果

1、工艺的选择依据 污水处理工艺的选定，主要以下列各项几种因素作为依据： 2、工程造价与运行费用 3、当地的各项条件 4、原污水的水量与污水流入工程 本设计要求的处理能力为6万吨,属于中小规模的污水处理厂。按《城市污水处理和污染防治技术政策》要求，小型污水厂，而且对除除磷脱氮有要求的工艺，应采用二级强化处理，如A2 /O工艺，A/O工艺，SBR及其改良工艺，氧化沟工艺。这些从活性污泥法派生出来的工艺都可以实现除碳、除氮、除磷三种流程的组合，而且都是发展比较成熟、实用的除磷脱氮工艺，适合中小规模的污水处理厂运行。 因此本设计可供选取的工艺有：A/O工艺，A2 /O工艺，SBR及其改良工艺，氧化沟工艺。为了择优选之，现对上述四种除磷脱氮工艺进行经济技术比较分析。 2、工艺的比较分析 1.氧化沟工艺 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。氧化沟再应用中发展为多种形式，比较有代表性的有：卡鲁赛尔氧化沟、交替式氧化沟、Orbal氧化沟、一体式氧化沟、U型氧化沟等。 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2.5～3.0kgO2/(kW·h)]。 优点：1.处理流程简单，构筑物少，基建费用省；2.处理效果好，有稳定的除P脱N功能；3.对高浓度的工业废水有很大稀释作用。 缺点：1.周期运行，对自动化控制能力要求高；2.污泥稳定性没有厌氧消化稳定；3.容积及设备利用率低；4.脱氮效果进一步提高需要在氧化沟前设厌氧池。 2. AB工艺（Absorption Biodegradation） AB工艺即吸附-生物降解工艺，是20世纪70年代中期西德亚琛工业大学布·伯恩凯教授在Z-A两段活性污泥法和高负荷活性污泥法的基础上发明的一种污水处理新工艺。 学习资料 整理分享

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布·伯恩凯教授提出AB工艺，是为解决传统的二级生物处理（初沉池+活性污泥曝气池）工艺存在的去除难降解有机物和脱氮除磷效率低及投资运行费用高等问题。AB工艺与传统活性污泥法不同之处在于，它不设初沉池，由A、B两段组成，A段污泥负荷很高，主要进行吸附去除，B段进行生物降解；两段互相独立，各自拥有自己的污泥回流系统，培养适合本段水质特征的微生物种群。 优点：1．污泥沉降性能好；污泥经厌氧消化后达到稳定；3.用于大型水厂费用较低；4.沼气可回收利用。 缺点：1.用于小型水厂费用偏高；2.沼气利用经济效益差；3.污泥回流量大，能耗高。 4.污泥处理、处置难度高。5.脱氮除磷效果差。 3.SBR工艺（Sequencing Batch Reactor） SBR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、出水再一座池子中完成，常由四个或三个池子构成一组，轮流运行，一池一池地间歇运行，故称序批式活性污泥。现在由开发出了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，不需要二沉池、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。 优点：1.流程十分简单；2.合建式，占地省，处理成本底 缺点：1.间歇运行，对自动化控制能力要求高；2.污泥稳定性没有厌氧消化稳定；3.容积及设备利用率低；4.变水位运行，电耗增大；5除磷脱氮效果一般。 4. A2 /O工艺（Anaerobic- Anoxic-Oxic） A/O工艺由厌氧池、缺氧池、好氧池串联而成，是20世纪70年代由美国专家再厌氧-好氧处磷工艺的基础上开发出来的。该工艺同时具有脱氮除磷的功能，是目前采用较为广泛的一种脱氮除磷工艺。 由于对城市污水处理的出水又去除氮和磷，可获得优质出水，是一种资深二级处理工艺。A/A/O法的可同步除磷脱氮机制有两部分组成：一是除磷，污水中的磷在状态下（DO<0.3mg/L）,释放出聚磷菌，在好氧状况下又将其跟多吸收，以剩余污泥的形式排出2 学习资料 整理分享

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系统。而是脱氮，缺氧段要控制DO<0.7mg/L，由于兼氧脱氮菌的作用，利用水中BOD作为氢供给体（有机碳源），将来自好氧池混合液中的硝酸盐及亚硝酸盐还原成氮气逸入大气，达到脱氮的目的。为有效脱氮除磷，对一般的城市污水，COD/TP为16～40(一般应>20)。若降低污泥浓度、压缩污泥龄、隆志硝化，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。 优点：1.具有较好的除P脱N功能；2.具有改善污泥沉降性能的作用的能力，减少的污泥排放量；3.具有提高对难降解生物有机物去除效果，运行效果稳定；4.技术先进成熟，运行稳妥可靠；5.管理维护简单，运行费用低；6.沼气可回收利用；7.国内工程实例多，容易获得工程设计和管理经验；8.污泥沉降性能好；污泥经厌氧消化后达到稳定；9.用于大型水厂费用较低。 缺点：1.处理构筑物较多；2，污泥回流量大，能耗高。 3、工艺的最终确定 经过比较，最终选择使用A2 /O工艺，因为这种工艺具有较好的除P脱N功能； 具有改善污泥沉降性能的作用的能力，减少的污泥排放量；具有提高对难降解生物有机物去除效果，运行效果稳定；国内工程实例多，容易获得工程设计和管理经验技术先进成熟；运行稳妥可靠，最为重要的是该工艺总水力停留时间少于其他同类工艺，节省基建费用，占地面积相对较小，因此最终选择使用。 经过实际选择，用及工艺流程具体作用和效果如下， 格栅：用来截留污水中较粗大的漂浮物和悬浮物，以减少后续处理的浮渣，防止堵塞和缠绕后续的水泵机组及处理构筑物配水设施等，保证污水处理设施的正常运行。格栅设计一般以不堵塞水泵和污水处理厂的处理设备，保证整个污水处理系统能正常运行为原则。 提升泵：将污水提升到一定的高度，然后再重力作用下使污水经过后续工艺设备。 沉砂池：沉砂池的设置目的是为了去除污水中的泥沙、煤渣等相对密度较大的无机颗粒，以免损坏后续污水处理设备，影响后续处理工艺的正常运行。 学习资料 整理分享

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本设计中采用旋流式沉砂池，，它是利用机械力控制流态和流速，加速砂粒的沉淀，有机物则被留在污水中，充分发挥了水力旋流作用，保持了平流或曝气沉砂池停留时间短的优点，具有沉沙效果好、砂水分离性能强、占地省的优点。 沉淀池：沉淀池是分离悬浮固体的一种常见构筑物，它主要分为初沉池和二沉池。初 沉池是一级污水处理系统的主要构筑物，或作为生物处理法中预处理的构筑物，对于一般的城镇污水，它的去除对象是悬浮固体可以去除约40%～55%，同时可去除20%～30%的BOD，可降低后续生物处理构筑物的有机负荷。 二沉池：设在生物处理构筑物的后面，用于沉淀分离活性污泥或去除生物膜法中脱落的生物膜。 生物处理池：污水经过第一个厌氧反应器以后进入缺氧反应器，本反应器的首要功能是进行脱氮。硝态氮通过混合液内循环由好氧反应器传输过来，通常内回流量为2-4倍原污水流量，部分有机物在反硝化菌的作用下利用硝酸盐作为电子受体而得到降解去除。 混合液从缺氧反应区进入好氧反应区，混合液中的COD浓度基本接近排放标准，在好氧反应区除进一步降解有机物完，主要进行氨氮的硝化和磷的吸收，混合液中硝态氮回流至缺氧反应区，污泥中过量吸收的磷通过剩余污泥排除。 具体工艺总体设备流程如下图1： 进水中格栅提升泵沉砂池初沉池出水加氯接触池二沉池A2 /O工艺生物反应池好氧区缺氧区厌氧区回流污泥（含磷污泥）浓缩池剩余污泥其他用途 图1 工艺流程图 学习资料 整理分享

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4、预期结果 城市生活污水经处理后，其水的SS和BOD的浓度会大大降低，一般能去除90%以上，水质会得到较大程度的改善，BOD程度可降到10mg/l左右，COD程度可降到50mg/l左右，SS可降到15mg/l，NH3-NT和TP的处理效率也能分别达到73%及83%，这样可基本满足设计要求，处理后污水以一级B类排放标准排放。 经过初步预算，没处理一立方米污水的直接运行成本为0.39元，经过处理的水可以0.5元/吨的价格卖给相关企业，这样可以实现很好的经济效益。由于A2/O工艺对污水具有很强的处理效率，并具有非常好脱氮除磷效果，可以有效预防水体富营养化等一系列水体污染现象的发生，很好的保护了阜新的水体环境 学习资料 整理分享

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三、研究进度

2-3周 开题报告，英文翻译。 4-5周 工艺方案的比较，确定设计方案。 6-7周 工艺设计计算。 8-9周 通过设计计算绘制草图，修正设计计算。 10周 完善设计。 11-13周 绘制工程图，编制说明书。 14-15周 完善设计细节和说明书。 16周 提交设计图稿和修改。 17周 输出装订，交最终设计。 18周 答辩。 四、主要参考文献

[1] 邓荣森.氧化沟污水处理理论与技术[M].第1版.北京：化学工业出版社，2006. [2] 赵卫国.污水处理工程项目建设与新技术应用实务全书[M].北京：光明日报出版社，2002. [3] 高俊发,王社平.污水处理厂工艺设计手册[M].第1版.北京：化学工业出版社，2003. [4] 中国市政工程西北设计研究院.给排水设计手册[M].第2版.北京:中国建筑工业出版社，2002. [5] 高廷耀，顾国维，周琪.水污染控制工程[M].第3版.北京：高等教育出版社，2007. [6] 娄金生,谢水波,何少华（等） 生物脱氮除磷原理与应用.长沙:国防科技大学出版社,2002. [7] 张杰,藏景红,杨宏.A2/O工艺的固有缺陷和对策研究. 中国给水排水,2003. [8] 张学洪，李金城，刘荃. A2/O工艺生物除磷的运行实践[期刊论文]-水处理技术2004（4）. [9] 《城市污水处理厂污水、污泥排放标准》CJ3025—93 [10] 《给水排水设计手册》 五、指导教师意见

指导教师签字： 学习资料 整理分享

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