1、本科生毕业设计 目 录 1 目 录 摘 要 - ABSTRACT - 第 1 章 文献综述 -1 1.1 城市污水的来源 -1 1.2 城市污水的危害 -1 1.3 现有城市污水处理技术 -2 1.3.1 传统活性污泥法 -2 1.3.2 氧化沟法 -3 1.3.3 A/O 法 -3 1.3.4 A2/O 法 -4 1.3.5 AB 法 -4 1.3.6 SBR 法 -5 1.3.7 MSBR 法 -5 1.3.8 生物膜法 -5 1.3.9 UASB 法 -6 1.4 城市污水处理新技术 -6 1.4.1 MBR 法 -6 1.4.2 高级氧化技术 -7 1.4.3 脉冲电晕技术 -7 1.
2、4.4 光聚合法新型水处理技术 -7 1.5 结语 -7 第 2 章 工艺比较与确定 -9 2.1 设计依据 -9 2.2 工艺选择的基本原则 -9 2.3 工艺选择的影响因素 -9 2.4 方案比较 - 10 2.4.1 方案一：传统活性污泥法 - 10 2.4.2 方案二： AB 法 - 10 2.4.3 方案三：卡鲁塞尔氧化沟工艺 - 11 2.5 方案比较 - 12 2.6 方案的确定 - 12第 3 章 计算与设备选型 - 14 本科生毕业设计 目 录 2 3.1 预处理设施 中格栅、提升泵房、细格栅及沉砂池 - 14 3.1.1 中格栅 - 14 3.1.2 集水池 - 17 3.
3、1.3 提升泵房 - 17 3.1.4 细格栅 - 18 3.1.5 沉砂池 - 21 3.2 卡鲁塞尔氧化沟 - 22 3.2.1 已知条件 - 23 3.2.2 设计参数 - 23 3.2.3 设计计算 - 23 3.3 中心进水辐流式沉淀池 - 25 3.3.1 设计参数 - 26 3.3.2 池体设计计算 - 26 3.3.3 进水系统设计计算 - 27 3.3.4 出水系统设计计算 - 28 3.4 集泥池 - 29 3.5 污泥泵房 - 30 3.5.1 回流污泥泵 - 30 3.5.2 剩余污泥泵 - 30 3.6 污泥浓缩脱水机房 - 31 第 4 章 厂址选择与总体布置 -
4、33 4.1 厂址选择 - 33 4.2 总体布置 - 33 4.2.1 平面布置 - 33 4.2.2 高程布置 - 34 第 5 章 工作制度与劳动定员 - 36 第 6 章 环境保护与职业安全防护 - 37 6.1 环境保护 - 37 6.1.1 水及污泥的最终处置 - 37 6.1.2 厂区绿化 - 37 6.2 职 业安全防护 - 37 第 7 章 工程估算与技术经济 - 38 7.1 工程投资估算 - 38 7.2 污水处理成本估算 - 39 7.2.1 年总成本 - 397.2.2 年经营成本 - 41 本科生毕业设计 目 录 3 7.2.3 单位水处理总成本 - 41 7.2.
5、4 单位水处理经营成本 - 41 7.3 技术经济指标 - 42 致 谢 - 错误 !未定义书签。 参考文献 - 45 附 图 附图一：工艺流程图 附图二：水力高程图 附图三：平面布置图 附图四：卡鲁塞尔氧化沟 本科生毕业设计 摘 要 摘 要 本设计 说明书 介绍了 国内外常用的 传统 活性污泥法、氧化沟法、 A/O 法、 AB 法、 SBR法 等 几种 城市污水处理工艺 的应用现状与研究进展。 根据设计任务书的要求，遵循技术上可靠、经济上合理的原则 ， 选择了 传统 活性污泥法、 AB 法和 卡鲁塞尔氧化沟工艺作 为三种初选方案。 通过 对三种方案 进行详细 的分析比较 ， 确定采用 卡鲁塞
6、尔氧化沟工艺 作为本设计处理城市污水的工艺方案。 具体工艺为： 经格栅、 沉砂池预处理后 ， 污水中大的漂浮物和悬浮物得到去除 ； 然后污水进入卡鲁塞尔氧化沟，氧化沟内通过生化反应去除有机污染物 ； 最后污水流入沉淀池， 悬浮固体沉淀 ， 而 上清液 则被 排 出 。 本设计说明书 还包括工艺参数计算 、设备计算与选型 、 厂址选择与车间布置 、 劳动定员 、 安全生产 和 技术经济等。 并附有如下图纸 ：工艺流程图、高程图、厂区平面布置图和主体设备图。 关键词 ： 污水 ；污水处理； 卡鲁塞尔氧化沟 中南大学本科生毕业设计 ABSTRACT ABSTRACT The present appl
7、ications and new research development of several sewage treatment methods such as traditional activated sludge process, oxidation ditch process， anaerobic-oxic process, adsorptionbiodegradation process and sequencing batch reactor activated sludge process in the world are introduced in this design s
8、pecification. According to the request of design task sheet, principle of reliability in technology and reasonability in economics was followed and traditional activated sludge process, adsorptionbiodegradation process and carrousel oxidation ditch process, were initially chosen as three candidates
9、for the project. Detailed comparison and analysis was made, and the carrousel oxidation ditch process was chosen in this design for sewage treatment. The process is as follows: firstly, big floating objects and suspended solids were departed from the sewage after preliminary treatment including a se
10、ries of screens and grit removal; then the sewage entered into the carrousel oxidation ditch, where biological and chemical processes were involved to remove dissolved organic pollutants； at last， the sewage flew into the sedimentation tank where the solids settled, while the supernatant was dischar
11、ged. Technical parameter calculation, calculation and lectotype of facilities, site selection and plant layout, the staff plans, safe production and technical economy are also included in this design specification. Following drawings are attached: the flow chart, altitude drawing, plane layout drawi
12、ng and main equipment drawing. KEY WORDS: sewage; sewage treatment; carrousel oxidation ditch 中南大学本科生毕业设计 第 1 章 文献综述 1 第 1 章 文献综述 长期以来，人们一直认为水是 取之不尽、用之不竭 的资源。但近半个世纪以来的事实表明，随着人类对水资源的利用范围不断扩大、强度不断增加，对水的需求量在许多国家和地区已大大超出水资源的产出，水资源危机频频告急。甚至在那些水资源比较丰富的国家和地区，由于在开发、利用水的同时污染了水资源，也出现了水质型水资源缺乏的问题。我国是世界上人口最多的国家
13、，随着城市人口的骤增、乡村的城镇化和人民生活水平的提高，人均需水量和总需水量不断增加，城市污水总排放量也随之相应逐渐增加 1,水环境问题日益突出，由此造 成的水危机已经成为我国社会经济发展的重要制约因素。随着经济的突飞猛进和人民生活水平的提高，人们对周围环境的要求越来越高，消除污水对社会、经济和环境的负面影响成为提高城市环境舒适性的一项重要内容。 城市污水处理技术也随着经济的发展和人们环保意识的增强而得到了发展。 1.1 城市污水的来源 城市污水为城市下水道系统收集到的各种污水，通常由生活污水、工业废水和城市降水径流三部分组成，是一种混合污水。 生活污水是指人们日常生活中的排水，经由居住区、公
14、共场所 (饭店、宾馆、影剧院、体育场、医院、机关、学校、商场、 车站等 )和 工 厂的厨 房、卫生间、浴室及洗衣房等生活设施排出。 工业废水是从工业生产过程中排出的 废水。 常见的污染较严重的工业废水有：造纸废水、酿造废水、生物制药废水、煤气洗涤废水、印染废水、农药废水、制革废水、毛纺废水、电镀废水、油漆废水、化工废水、炼油废水等。工业废水是城市污水中有毒有害污染物的主要来源。 降雨径流是由城市降雨或冰雪融化水形成的。 1.2 城市污水的危害 （ 1）危害人体健康。水被污染后，通过饮水或食物链，污染物进入人体，使人急性或慢性中毒。砷、铬、铵类、笨并 (a)芘等，还可诱发癌 症。被寄生虫、病毒或
15、其它致病菌污染的水，会引起多种传染病和寄生虫病。 中南大学本科生毕业设计 第 1 章 文献综述 2 （ 2）影响工农业生产。水被污染后，工业用水必须投入更多的处理费用，造成资源、能源的浪费。农业使用污水，使作物减产，品质降低，甚至使人畜受害。 （ 3）水体富营养化。 含有大量氮、磷、钾的生活污水的排放，大量有机物在水中降解放出营养元素，促进水中藻类丛生，植物疯长，使水体通气不良，溶解氧下降，甚至出现无氧层。以致使水生植物大量死亡，水面发黑，水体发臭，导致环境卫生状况恶化。 总而言之，日趋加剧的水污染，已对人类的生存安全构成重大威胁，成为人类健 康、经济和社会可持续发展的重大障碍。 1.3 现有
16、城市污水处理技术 城市污水处理技术就是利用各种设施设备和工艺技术，将污水所含的污染物质从水中分离去除，使有害的物质转化为无害的物质、有用的物质，水则得到净化，并使资源得到充分利用。 城市污水处理技术通常有物理处理技术、化学处理技术、物理化学处理技术、生物处理技术等 2。 典型的物理 处理技术在城市污水处理中应用的有沉淀技术、过滤技术、气浮技术等； 典型的化学处理技术和物理化学处理技术有中和、加药混凝、离子交换等。典型的生物处理技术有好氧牲氧化分解和厌氧生物发酵 技术。 污水 生物处理技术 是 19世纪末出现的治理污水技术，发展至今，它已经成为世界各国处理污水的主要手段，我国现阶段的城市污水处理
17、也以生物法为主，物理法和化学法起辅助作用 3。以生物法为主的处理工艺主要有以下几种类型。 1.3.1 传统活性污泥法 传统活性污泥法的基本原理是污水在曝气池停留一段时间后，水中的有机物绝大部分被曝气池中的微生物吸附后氧化分解成无机物，形成呈絮状的微生物絮体即活性污泥，并在沉淀池中下沉，与上部的清液分离 ,为了保持曝气池中污泥的浓度 ,沉淀后的部分活性污泥又回流到曝气池中，另一部分污泥 则作为剩余污泥浓缩制饼，经处理后的污水排出。 活性污泥法是我国目前应用最广泛的污水处理方法，如 1984 年投产的我国第一座大型污水处理厂 天津纪庄子污水处理厂，采用的就是传统活性污泥法，处理水量为 2.6105
18、m3/d，1984 年 1992 年间平均去除效率为 BOD5 88.5%（质量百分比，下同） , CODcr80， SS85 ,TN24 ,TP37 4。 多年的应用实践表明，此方法稳定可靠，已经积累了丰富的设计和管理经验，配套设备中南大学本科生毕业设计 第 1 章 文献综述 3 生产已经系列化；处理效果稳定，出水水质较好。但该工艺容易产生污泥膨胀现象， 除磷和脱氮效果差 ,且抗冲击负荷能力较差。 1.3.2 氧化沟法 氧化沟又称循环曝气池，是活性污泥法的变种，属于低负荷、延时曝气活性污泥法。氧化沟利用连续环式反应池（ Continuous Loop Reactor,简称 CLR）作生物反应
19、池，使用一种带方向控制的曝气和搅动装置，向反应池中的物质传递水平速度，从而使被搅动的液体在闭合式渠道中循环，同时污水和氧气得到充分的混合。该方法通常在延时曝气条件下使用。 氧化沟法在我国的大中型污水处理厂中得到了广泛应用，如昆明兰花沟污水处理厂、桂林市东区污水处理厂、上海龙华肉 联厂以及邯郸市东污水厂等。其中邯郸市东污水处理厂处理水量为 1.0105m3/d，各项指标（去除效率，下同）为 BOD595%， CODcr89%， SS94%， TN62%，TP53%5。 运行实践证明，氧化沟法具有处理工艺及构筑物简单，运行管理方便，操作维护简单；耐冲击负荷能力强；出水水质稳定，工艺可靠性强；基建投
20、资省，运行费用低等优点。但存在占地大、氧利用率不高；污泥膨胀、上浮等缺点。 自 1920年英国 Sheffield建立的污水厂成为氧化沟技术先驱以来，氧化沟技术一直在不断的发展和完善。其技术方面的提高 是在两个方面同时展开的：一是工艺的改良；二是曝气设备的革新。 国内污水处理厂应用最为广泛的当属卡鲁塞尔氧化沟以及变形工艺，下面作简单介绍。单级标准卡鲁塞尔氧化沟工艺使用于 BOD5去除，氨氮去除以及延时曝气等场合。有缺氧段的卡鲁塞尔工艺，可在单一池内实现部分反硝化作用，适用于有反硝化要求单要求不高的场合。在单级标准卡鲁塞尔氧化沟的上游加设厌氧池，可提高活性污泥的沉降性能，有效抑制污泥膨胀，同时为
21、生物除磷提供了先进行磷的释放、后进行磷的过度吸收的场所，此工艺即卡鲁塞尔 AC工艺。以上两种工艺相当于传统活性污泥工艺 的 A/O和 A2/O工艺。类似的还有卡鲁塞尔 2000工艺及其表形。 1.3.3 A/O 法 A/O法是在传统活性污泥法基础上发展起来的一种缺氧 -好氧生物法处理工艺。由于该工艺中好氧池和缺氧池形成硝化 -反硝化系统，具有明显的脱氮作用。 A/O法生物去除氨氮原理是在充氧的条件下（ O段） ,污水中的氨氮被硝化菌硝化为硝态中南大学本科生毕业设计 第 1 章 文献综述 4 氮，大量硝态氮回流至 A段，在缺氧的条件下，通过兼性厌氧反硝化菌作用，以污水中有机物作为电子供体，硝态氮
22、作为电子受体，使硝态氮被还原为无污染的氮气，逸入大气中而最终达到脱氮的目的。 硝化反应： NH4+ + 2O2 NO3-+ 2H + H2O 反硝化反应： 6NO3- + 5CH3OH（有机物） 5CO2+ 7H2O + 6OH- + 3N2 此方法在有效去除 COD、 BOD、 SS的同时具有脱氮除磷的功能，且运行稳定、出水水质好，能处理高浓度生活污水；运行费节省、好电少。但投资较大，运行管理要求比较高。此方法在国内应用较为广泛，如北京市高碑店污水处理厂于 1993年投产，处理水量为5.0105m3/d。出水水质为 BOD520mg/L,SS30mg/L6。 1.3.4 A2/O 法 A2/
23、O法即厌 氧 /缺氧 /好氧工艺。它把除磷、脱氮和降解有机物三个生化过程巧妙地结合起来，但工艺条件比较复杂。 此方法适用于那些对脱氮除磷要求较高的污水处理项目， .该工艺主要优点是生化效率高、流程简捷、管理方便、运行稳定、经济节能，缺点是污泥回流，污泥处理工作量大，节能差。我国许多城市的污水处理厂，如广州大坦沙污水处理厂、桂林的第四污水处理厂、泰安污水处理厂采用了该工艺。其中泰安污水处理厂处理水量为 5.0104m3/d，各项指标为 BOD5 93.9%， CODcr 90.8%， SS91.3%， TN48.3%， TP52.1%7。 1.3.5 AB法 AB法是吸附生物降解法 （ Abso
24、rption Biodegradation） 的简称，是 70年代中期开发的一种新工艺。该工艺不设初沉池，由污泥负荷较高的 A段和污泥负荷较低的 B段串联组成，并分别有独立的污泥回流系统。 A段为吸附段， B段为生物氧化段。 A段对有机物的去除，主要是靠污泥絮体的吸附作用， A段污泥产率较高，吸附能力较强，重金属、难讲解物质以及氮、磷等植物性营养物质等，都可以通过污泥的吸附作用而得到去除。废水经 A段处理后， BOD去除 40% 70%，可生化性有所提高，有利于 B段的工作。 B段为生物氧化段，主要依靠好氧微生物氧化分解水中的有机物质。 AB法污水处理工艺在今年得到迅速发展，并应用到许多城市污
25、水处理厂，如青岛海泊河污水处理厂，淄博市污水处理厂等，其中淄博污水处理厂处理水量为 1.4105m3/d，各项指标：中南大学本科生毕业设计 第 1 章 文献综述 5 BOD590%， CODcr86%， SS90%， TN30%8。 运行证明，该工艺处理高浓度生活污水效果好，且出水稳定、水质高，抗冲击负荷能力强、运行稳定性好，良好的脱氮除磷效果，投资省、运转费用低，还可根据经济实力分批建设。但 A/B法也存在污泥量 较 大、构筑物及设备较 多、运行管理复杂等缺点。 1.3.6 SBR法 SBR是序列间歇式活性污泥法（ Sequencing Batch Reactor Activated Slu
26、dge Process）的简称，是一种按间歇曝气方式运行的活性污泥处理技术，又称序批式活性污泥法。它由一个或多个曝气反应池组成，污水分批进入池中，经活性污泥净化后，上清液排出池外即完成一个运行周期。每个工作周期顺序完成进水、反应、沉淀、排放 4个工艺过程 9。 SBR法近年来在国内外引起广泛的重视和研究应用， 1995年投产的澳大利亚吉郎市污水厂，采用的就是 SBR法污水处理工艺，处理水量为 7104m3/d，各项指标为 BOD589.2%，SS83.3%， NH3-N48.7%10。我国的第一座 SBR处理设施也于 1985年在上海市吴淞肉联厂投入使用。 实践证明， SBR法具有以下优点：（
27、 1）工艺流程简单，占地少、造价低；（ 2）耐冲击负荷，出水水质稳定，水质好，脱氮除磷效果好；（ 3）运行管理简单，自控水平高，操作灵活，易于维护管理；（ 4）污泥沉降性能好，能有效防止丝状菌膨胀。但 SBR法存在对自动控制技术和连续在线分析仪表要求高，运行管理复杂的缺点。 1.3.7 MSBR法 MSBR （ Modified Sequencing Batch Reactor） 是改良式序列间歇反应器，是 C.Q .Yang等人根据 SBR技术特点 1114，结合传统活性污泥法技术，研究开发的一种更为理想的污水处理系统。 MSBR法是 A2/O法和 SBR法工艺组合合成的工艺系统，它具有二者的一些优点，因而出水水质稳定。 是 20世纪 80年代发展起来的处理工艺在北美、南美和韩国均有应用，我国深圳盐田处理厂在国内首次采用该工艺 15。 MSBR 工艺目前被认为是最新、集约化程度最高的污水处理工艺 .从系统的 可靠性、土建工程量、总装机容量、节能、降低运行成本和节约用地等多方面来看，均具有明显优势 16。 1.3.8 生物膜法 生物膜法是利用附着生长于某些固体物表面的微生物（即生物膜）进行有机污水处理的
