毕业设计前期报告.doc

1、河北工业大学本科毕业设计（论文）前期报告毕业设计题目：天津市北辰区双清污水处理厂工艺设计专业：环境工程报告提交日期：一、文献综述城镇污水处理厂主要是处理城市生活和工业污水，水处理设施的安装和使用是保护水资源和保护城市周围水体免受污染的关键因素，在西方的一些发达国家，已经实现了对城市污水的集中二级处理。由于我国城镇化水平不断提高，污水处理设施建设正在高速发展。其中以小型污水厂的增长最快，但是一般情况下大型污水厂和氧化沟工艺的污水处理厂处理效果较好。2012 年，我国投运的污水处理设施达 3836 座，总设计处理能力 1.49 亿立方米/日。平均日处理量 1.16 亿立方米。目前整个天津市拥有的污

2、水处理厂有 60 座,总的处理能力为 12.55 万吨/日。污水处理厂的建设要应地制宜的采用合适的主体工艺和设计规模，以提高设施利用率。1. 目前的污水处理技术 目前城市污水处理程序包括一级处理、二级处理、深度处理及污泥处理。其中二级处理是城市污水处理的核心内容，主要的处理工艺有活性污泥法和生物处理法等。其中以活性污泥法在城镇污水处理中占据主导地位。由于地理环境和排放标准的不同，和出于降低运行成本简化管理的要求，很多新的技术和工艺被不断的开发出来并被推广应用，如：AB 工艺，A/O 工艺，常规 A/A/O 工艺、倒置 A/A/O 工艺、 SBR 工艺、MBR 工艺、氧化沟及酸化水解与好氧法的串

3、联处理工艺等。1.1 AB 工艺(Adsorption Biooxidation) 这是一种由德国首先开发的工艺，他把曝气池分两部分供氧，A 池有机负荷高，曝气时间短，污泥量大，污泥负荷在 2.5kgBOD/(kgMLSSd)以上，池容积负荷在 6kgBOD/(m3d)以上；B 池的有机负荷低，污泥龄较长。A 池与 B 池之间设沉淀池。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 工艺的优点是节约能耗，缺点是不适合低浓度水质使用。1.2 SBR 工艺(Sequencing Batch Reactor) SBR 工艺在 20 世纪初被开发出来。SBR 工艺把进水、曝

4、气、沉淀、出水集中在一座池子中完成，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。现在又开发出如 ICEAS 法、CASS 法、IDEA 法等。这种一体化工艺的特点是工艺简单，多数情况下可省去初沉池，因此可以减少占地和投资。1.3 A/A/O 工艺(AnaerobicAnoxicOxic)这是一种由厌氧缺氧好氧组成的工艺。这种深度二级处理工艺是利用生物法脱氮除磷，可获得优质出水。A/A/O 法由托单和除磷两个部分的机制组成。除磷机制：聚磷菌在好氧时吸收污水中的磷，磷在厌氧状态下(DO0.3mg/L）被释放出来，以污泥排出系统。二是脱氮机制：缺氧段要控制 DO0.7 mg/L，兼氧脱

5、氮菌利用水中 BOD 作为有机碳源，将硝酸盐和亚硝酸盐还原成氮气，达到脱氮的目的。1.4 酸化水解与好氧法水解指的是有机物在进入微生物细胞前在在胞外进行的生物化学反应。水解（酸化）处理方法是一种介于好氧和厌氧处理法之间的方法，可以和其它工艺组合达到降低处理成本和提高处理效率的目的。水解酸化工艺根据产甲烷菌与水解产酸菌生长速度不同，将厌氧处理控制在反应时间较短的厌氧处理第一和第二阶段，即在大量水解细菌、酸化菌作用下将不溶性有机物水解为溶解性有机物，将难生物降解的大分子物质转化为易生物降解的小分子物质的过程，从而改善废水的可生化性，为后续处理奠定良好基础。1.5 氧化沟工艺 氧化沟工艺形成于 50

6、 年代，这种工艺构造简单，管理容易，得到了很好的应用与推广，并且依然在不断地创新。目前已发展出多种形式，比较有代表性的有： 帕式(Passveer)简称单沟式、奥式(Orbal)简称同心圆式、卡式(Carrousel)简称循环折流式和沟式氧化沟(T 型氧化沟)2、国内外一些技术的新发展情况介绍2.1. 生物处理法的新进展生物处理法是利用微生物的新陈代谢来消耗废水中有机污染物的方法。由于它的主要代谢产物是 CO2、H2O、NH3、SO2 等稳定的小分子，二次污染小，在处理生活污水和其它类似水体的时候具有独特的优势。所以目前研究得生物处理法较多并且新技术层出不穷， 无论是好氧还是厌氧生物处理技术都

7、得到了研究人员广泛的研究。生物处理技术到目前为止已获得了极大的发展，拥有较为成熟的技术和应用。 随着人们生活水平的不断提高， 生活污水中的成也变得越来越复杂， 生物处理方法去除的污染物成分也变的越来越复杂。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。由于能源现在紧张， 厌氧生物处理由于能产生甲烷而越来越引起人们的重视， 许多厌氧处理的新工艺正在不断地被开发出来。2.2 活性污泥法的新发展活性污泥法的运行方式并没有太大的变化，现在主要是一些局部的小改动。活性污泥法的发展主要体现在曝气方式上， 如纯氧曝气、射流曝气、 深井曝气

8、和微气泡扩散器等，提高的原理是增大氧转移率和氧的利用率从而使曝气池中氧的浓度增加。如美国新研制出来的一种超微气泡扩散器， 气泡直径只有 50Lm， 氧吸收率高达 90% ， Reid Engineering Company of Frederick shurg 等研制的在氧化沟下表面曝气也是一种曝气方法的改进， 把冲刷曝气改进成透平曝气以避免产生气溶胶、飞溅、结冰等问题。活性污泥法的另一个发展趋势体现在功能多样性上， 采用的方法有：1， 通过培养驯化专用细菌来增加活性污泥处理范围， 使活性污泥法不在局限于普通生活污水的处理，还可以处理如酚一类难降解的有毒有机物；2，把活性污泥与其它处理方法组合

9、使用，如活性炭活性污泥法， 、生物氧化法的综合处理法； 3，固定活性污泥法，使用塑料、合成纤维、焦炭、细沙等为提供微生物附着的表面， 使曝气池同时存在附着相和悬浮相的生物；这些方法旨在提高活性污泥的净化效率和抗有毒物质等冲击负荷的能力同时具有、脱氮、脱色削减泡沫等效果， 国外已开始用于合成纤维、炼油、化工印染、等工业生产的污水处理。3、参考文献1，杨勇，王玉明，王琪.我国城镇及污水处理厂运行现状分析R 给水排水 vol.37 no.8 20112, 天津将新建 21 座污水处理厂N. 渤海早报 2012-11-293，张凯松 城镇生活污水处理技术进展 R 沈阳 110015 2003 年 10

10、 月4，给水排水手册 S 中国建筑工业出版社 2006.7.295， 污水处理的氧化沟技术M 中国建筑工业出版社 19886，姚宏 王辉 苟世 王春荣. 美国某污水处理厂工艺设计及运行效果J. 环境工程学报 2013 年 1 月 第一期二、本课题研究的问题和拟采用的相应的工艺流程1、课题的设计背景双青污水处理厂是天津市最大的保障房项目双青新家园的配套建设工程，总占地面积 80 亩，总投资 1.4 亿元，日处理污水能力达到 4 万立方米，处理后的污水将达到城镇污水处理厂综合排放一级 A 标准，除了满足双青新家园的污水处理需求外，还能够解决附近河北工业大学、天津医药医疗器械工业园的生产生活污水排放

11、问题。在该污水处理厂建设的同时，北辰区在双口镇和青光镇域内铺设了污水管网，并对永清渠等河道沿线的排污口进行了封堵，确保生产生活污水经过污水处理厂处理后达标排放，从而进一步打造水清、地绿、天蓝的生态宜居新环境，提升北辰西部地区发展的综合实力。2、设计水量与水质城市污水处理厂工程设计总规模 2.6 万 m3/d，污水厂主要处理构筑物拟分为二组，每组处理规模为 1.3 万 m3/ d。原水水质：COD Cr=380 mg/L BOD5=190 mg/L SS=230mg/L氨氮=50 mg/L TP（以 P 计）=5.0mg/L pH=6-9出水水质：COD Cr60 mg/L BOD 520 mg

12、/L， SS20mg/L氨氮15 mg/L TP（以 P 计）=1.0 mg/L pH=6-93、拟采用的相应的工艺流程 3.1 工艺流程的组成污水处理厂工艺流程包括一级机械处理工段、二级微生物处理工段和污泥处理工段三个阶段。 3.1.1 一级机械处理工段在污水进水处设置粗格栅,去除大块杂质,以防止泵腔堵塞和损坏叶轮；泵后再设置细格栅,保护后续处理系统的正常运行。 设置曝气沉砂去除污水中的无机性泥砂池可以保护后续生物处理工段的正常稳定运行、保证和提高生物反应池的有效利用率。 3.1.2二级生物处理工段 一小部分，一般氮的去除率只有 20左右，通过生物合成去除的磷也只有1525，残存的大部分氮和

13、磷将随水排放到收纳水体，因此不能满足本污水处理厂的处理目标，与生物法除磷相比，生物除磷脱氮技术具有对有机物、氮和磷去除率高、投资较低、运行费用省、污泥沉降性能好等优点而受到污水处理界的重视，生物除磷脱氮工艺能将总氮去除率提高到 7095，磷酸盐的去除率提高到 7090，可以稳定可靠的满足本污水处理厂的处理要求。因此该设计的污水处理厂生物处理工段将采用生物除磷脱氮工艺3.1.3 污泥处理工段污水处理厂的污泥先经过重力浓缩,再机械脱水,处理后的污泥经农用堆肥后农业利用或用于城市园林绿化。由于污泥中含有的重金属离子可以经过植物的根部富集对人体造成伤害，因此处理后的污泥多用于城市园林绿化。3.2 可采

14、用的方案比较3.2.1 常规 A/A/O 工艺(方案一)将除磷与脱氮工艺相结合,构成既能除磷又能脱氮的系统。工艺的第一部分为厌氧区，回流污泥和污水进入该区，并混合。在厌氧条件下，回流污泥中的聚磷菌可吸收一部分有机物，同时释放大量磷。污水中的 BOD 由于有机物的减少而下降，同时 NH3-N 因细胞合成而被去除一部分，使污水中 NH3-N 浓度下降， 。在缺氧段，反硝化菌利用污水中的有机物作炭源，将硝态氮(NOX-N)还原为 N2,从而除去污水中的氮。在好氧池中，有机物被微生物生化降解；有机氮先被氨化继而被硝化，使 NH 3-N 浓度显著下降，但随着硝化过程使 NO3-N浓度增图 2-1 常规

15、A/A/O 污水、污泥处理工艺流程图加，而磷随着聚磷菌的过量摄取，也以较快的速率下降。所以，A/A/O 工艺可以完成有机物的去除、硝化脱氮、磷的过量摄取而被去除等功能。脱氮的前提是好氧池完成 NH3-N 硝化这一功能。缺氧池则完成脱氮功能，厌氧池和好氧池联合完成除磷功能，但污泥回流中的硝酸盐将对厌氧池产生不利影响，降低除磷效果。3.2.2 倒置 A/A/O 工艺(方案二)倒置 A/A/O 工艺是在常规 A/A/O 工艺的基础上改良开发的一种工艺。该工艺将缺氧段设置在工艺开始处，使反硝化得到更多的氮源，使系统的脱氮能力得到加强。聚磷菌在厌氧条件下释放磷后直接进入好氧环境，使聚磷菌在厌氧状态下的吸

16、磷动力得到充分的利用提高了系统的除磷效率。而且，由于混合液回流与污泥回流系统合并，工艺流程被的大大简化，不仅有利于运行管理，同时降低了运行成本。实际应用结果表明，倒置 A/A/O 工艺具有更高的脱氮除磷效率，而且对外界环境条件变化有更强的适应能力。图 2-2 倒置 A/A/O 污水、污泥处理工艺流程图3.3 综合分析选择以上的两个方案都是在同一个设计标准上设计的,处理污水均符合排放要求。两方案产生的污泥量都比较少且基本趋于稳定,对厂区环境影响较小，综合比较两种方案的环境影响和经济效益相当。但是，方案二有前置缺氧段，提高了工艺生物除磷效率。方案一和方案二构筑物大致相同，并且采用连续流运行，操作管理方便。但是，方案二除磷脱氮效果好，投资省，运行费用稍低。在总体上更适合于污水处理厂，因此设计选择倒置 A/A/O 工艺作为污水处理的工艺。三、工作过程国内外文献资料调查、分析、评价与总结文献综述前期报告中期报告及绘图后期报告四、毕业设计进度安排2014 年 3 月 1 日 3 月 31 日 完成前期报告和外文翻译。2014 年 4 月 1 日 4 月 30 日 完成工艺方案确定和中期报告。2014 年 5 月 1 日 5 月 31 日 完成毕业论文初稿。2014 年 6 月 1 日 6 月 10 日 提交毕业论文正稿，准备毕业答辩。