學號：06438334（2010屆）題目污水處理廠尾水脫氮工藝的設計學生學院專業班級校內指導教師專業技術職務校外指導老師專業技術職務二一年六月-I-污水處理廠尾水脫氮工藝的設計摘要：本次畢業設計是根據所給設計題目“污水處理廠尾水脫氮”進行設計，根據污水處理廠日污水量和污水處理廠尾水水質特征和參照過相應污水處理廠設計標準，最終采用“MBR”回用處理工藝進行尾水處理。內容囊括了：設計的具體內容（設備的選型以及計算）、設計中遇到的問題、針對問題具體的解決方法、方案的發展情況以及在設計中的工程概預算。最終將設計順利完成。本設計中的“MBR”指膜生物反應器。MBR是把活性污泥法和超濾工藝結合處理，首先通過活性污泥來去除水中可生物降解的有機污染物，然后采用膜將凈化后的水和活性污泥進行固液分離。采用MBR主要考慮到當代城市用地日趨緊張，更適合用于城市污水處理廠污水回用，在已有污水處理廠的污水處理基礎上進行深度處理，MBR反應器的使用可以實現占地少、工藝簡單、運行管理方便、投資省、運行費用低等優點，滿足城市污水處理廠現狀條件。關鍵詞：MBR；深度處理；中水回用-II-SewageTreatmentPlantDesignWaterRemovalProcessAbstract：Thegraduationprojectisdesignedaccordingtothesubjectoftheendofthewaterremovalsewage。Accordingtothequantityofsewagewatertreatmentplantandsewagetreatmentplantsandwaterqualitycharacteristicsandtheendofthelightthroughtheappropriatedesignstandardforsewagetreatmentplant。FinallyadoptedMBRbackendwiththetreatmentprocessforwatertreatment.Contentsinclude:thedesignofspecificcontents(equipmentselectionandcalculation),designproblems,specificsolutionsfortheproblem,programdevelopmentanddesignoftheprojectbudget.Thesuccessfulcompletionofthefinalwillbedesigned.ThedesignoftheMBRmeansthemembranebioreactor.MBRistheactivatedsludgeandultrafiltrationcombinedwithtreatment,firstbyactivatedsludgeforremovalofbiodegradableorganicpollutants,andthenwillbepurifiedusingmembraneactivatedsludgeofwaterandsolid-liquidseparation.MBRmainlybytakingintoaccountthegrowingtensionsofcontemporaryurbanlandmoresuitableforurbansewagetreatmentplantwastewaterreuse,Theexistingsewagetreatmentplantsewagetreatmentbasedonthedepthofprocessing,MBRreactorcanachieveanareaoflessuseofsimpletechnology,easyoperationandmanagement,investmentandoperatingcostislow,Statusofurbansewagetreatmentplantstomeettheconditions.Keywords：MBR；advancedtreatment；waterreuse-III-摘要.目次.1緒論.11.1課題研究的意義.11.2國內外研究現狀.21.3發展趨勢.42工藝流程的設計.52.1工藝的選擇.52.2工藝設計.62.3集水井.63主要設備及其其他設備的設計.93.1處理水量的計算.93.2集水井的計算.93.3MBR池的計算.133.3.1膜池的設計.133.3.2曝氣系統計算.153.3.3膜的維護設計.153.4濾池的計算.173.5清水貯存池的計算.253.6主要構筑物一覽表.274平面布置設計.284.1平面設計.284.1.1平面布置原則.284.1.2中水處理站平面布置.284.2高程設計.284.2.1高程布置的特點.285工程概預算和經濟技術指標.295.1估算范圍以及依據.295.2概算.295.2.1土建費用概算表：.295.2.2設備費用概算.305.2.3工程總費用概算.305.3技術經濟指標.305.3.1設計污染物去除率和處理效果.305.3.2運行費用.316結論.32參考文獻.33致謝.35常州大學本科生畢業設計（論文）第1頁共35頁1緒論我國人均水資源很少，排在世界100多位之后，而且我國大部分江、河、湖及水庫等地面水都不同程度的受到污染，有的已造成嚴重危害。因此，對于有限的水資源必須進行嚴格的保護，但是這是不夠的，從長遠來看，我們同時還應該開辟新的水源才能緩解缺水危機。污水處理后回用就是一個重要途徑，它不僅減少了污染物的排放，減輕了對自然水體的污染，而且高效地利用了淡水資源，減少了新鮮水的用量，對我國長遠的國民經濟發展具有深刻的意義。由我國水環境現狀可以知道，我國水資源越來越匱乏，而隨著社會的發展，對水的需求量將越來越高，所產生的廢水也將越來越多，而環境容量是一定的，怎樣能可靠的處理好這個問題呢？隨著我國許多城市面臨著嚴峻的水資源匱乏,城市污水廠深度處理進行中水回用作為一個切實可行的緩解水資源和防止污染的辦法,已經逐步為人們所重視。按照我國新的城市污水處理及污染防治技術政策,要求2010年實現城市污水處理率50%以上,污水回用率30%以上,污水回用于市政、工農業等各個行業。而北京市在最近出臺的北京市中水設施建設管理試行辦法已經對污水處理廠進行深度處理回用中水提出了明確的要求。污水廠的中水回用不但規模比較大,且集中,易于運行管理。同時水源穩定可靠,可減少供水管網的壓力,同時也緩解了城市下水管網和污水處理設施的壓力；且對于水資源匱乏也有一定的緩解。污水處理廠中水回用技術正逐步成為污水處理的一個重要方向。本次設計結合城市污水廠的特點、采用了MBR為深度處理工藝的處理流程，并對各部分產生的污泥進行了處理。整個工藝流程簡潔流暢，處理效率高，出水水質穩定并能夠脫氮，操作管理方便；同時布局緊湊有序，構筑物埋于附近進行綠化，清潔美觀。1.1課題研究的意義水是人類賴以生存的物質基礎，是人類社會可持續發展的制約因素。隨著科學技術的進步和社會生產力的飛速發展，人類社會物質文明已提高到前所未有的境地。但是，這些發展也付出了巨大的代價，水環境受到了極大地污染，水資源短缺和水源污染問題日益嚴重。同時，社會對飲用水水質的要求又越來越高，發達國家已經提出制定了相關標準通過法律手段強行規定中水回用的各指標，并進行了中水回用的相關研究，并且取得了不錯的進展。我國在這方面雖然起步得晚一些，但是確實使也在朝著節約用水、中水回用得路子上前進。我國也制定了中水回用的相關法律法規，另外我國的科技人員也同樣進行了相關得研究。而我國現階段的經濟發展水平決定了水源水質水量還不能在短時間內有根本地好轉，水源水質惡化、水量分布時空不均和用水量的不斷增加的矛盾在一定的時期內還會更加突出。因此，對中水回用的研究無疑是當前最需要解決的問題。怎樣才能解決好中水回用中各個問題是這項研究的重中之重，也是我們研究人員最需要注意的部分。目前，我國每年因供水不足造成工業產值損失上千億元。農業用水因城市和工業的發展而被大量占用，使農業用水就更趨緊張。同時維系生態環境系統基本功能的水量被擠占，使生態系統失去平衡。城鄉大量廢水排放，使水體受到污染，因此水資源問題已成為我國經濟、社會進一步發展的主要障礙和制約因素。為了解決水資源緊張的問題，常州大學本科生畢業設計（論文）第2頁共35頁水的再生與回用，將中水開發為第二水源已越來越受到人們的重視。城市污水或生活污水經處理達到一定的水質標準后，可在一定范圍內重復使用的非飲用的雜用水，稱為“中水”其水質介于上水與下水之間1。中水的用途中水處理設施一般建在小區內、建筑物底層或地下室內,具有建筑面積小，設備安裝緊湊，效率高，運行管理較簡單的特點。中水雖然不能飲用，但它可用在水質要求不高的方面，在城市中用途尤其廣泛2。住宅小區、機關單位、商業大廈、賓館飯店、大專院校等排水集中的地方，均可建設中水回用設施以取代自來水,用于廁所沖洗、綠地樹木澆灌、道路清潔、車輛沖洗、建筑施工、噴水池、中央空調冷卻循環、工業冷卻以及可以接受其水質標準的場所。中水回用既補充了水資源的短缺，使自來水的消耗量減少，減少了排向水域的污水量，降低了污水處理費用，創造了可觀的環境效益，做到了環境效益與經濟效益的統一；同時，由于節省了水資源費，以及取水與遠距離輸送水的能耗與建設費用，以中水為原水進一步深化處理的成本再某些地區可能低于以自然水為原水的自來水廠。1.2國內外研究現狀中水回用作為一項新的污水處理方向，還是屬于污水處理的范疇，在很多處理工藝和設施上還是了傳統的技術和理論；但是中水回用相比傳統的水處理，其處理水的來源和用途都和以往有所不同，故它不能照搬照抄傳統的技術。經過研究人員多年的嘗試和努力之后，中水回用技術已經有所完善。2目前，較成熟和已被采用中水回用處理方法主要有生物化學法、物理化學法與膜生物反應器法。生物處理方法是應用微生物將污水中有機污染物轉化為微生物細胞及簡單形式的無機物。1.常見中水回用中的生物處理方法有活性污泥法、生物膜法等。活性污泥法活性污泥法源自20世紀初的英國，經過近100年的不斷發展又產生了多種運行方式，是目前污水處理中應用最普遍的生物處理方法。“活性污泥”指的是一種人工培養的生物絮凝體，利用這種懸浮生長的生物絮體的新陳代謝作用處理污廢水。傳統活性污泥法存在的問題：對進水水質、水量變化的適應性較低，運行效果受水質、水量變化的影響；進水有機負荷不能過高，所以曝氣池容積大、占地大；為保證曝氣池中有一定濃度的活性污泥，需要有污泥回流設備，動耗較大，污泥產量大。生物膜法生物膜法是利用專用填料使細菌和真菌一類的微生物和原生動物、后生動物一類的微型動物附著在其表面生長繁殖，并在其上形成一定厚度的膜狀生物污泥（生物膜）。其特點是參與凈化的微生物多樣化，種屬多，食物鏈長，污泥產量低（活性污泥法的3/4），對水質、水量變動有較強的適應性，易于維護運行，動耗低。但占地大，濾料孔隙易被脫落的生物膜堵塞，濾池蠅惡化環境衛生，噴灑污水散發臭味。生物接觸氧化法生物接觸氧化法是一種介于活性污泥法和生物膜法兩者之間的生物處理方法。生物接觸氧化法的實質就是在曝氣池內充填填料（全部淹沒在污水中），在填料上可棲息繁常州大學本科生畢業設計（論文）第3頁共35頁殖生物膜，而在池內又存在懸浮生長的生物絮凝體，因此，兼具兩者的優點。隨著新型合成材料的不斷出現，許多高效率填料應運而生，使該方法得以廣泛應用。其主要特點是：微生物種屬多、濃度高，去除效率高，無需污泥回流，污泥產量低，不產生污泥膨脹。2.膜生物反應器膜技術在飲用水處理領域近10年來取得了很大的技術突破，目前世界上最大規模的MF膜分離凈水廠位于美國加洲，采用的是0.2um孔徑的中空纖維素膜3，1988年法國Amoncourt市建成了使用UF膜的膜分離凈水廠4，而日本從1992年起，對UF膜和MF膜處理飲用水進行了大規模的研究5。隨著膜技術的不斷發展，已開始在污水處理方面得以應用，形成了膜生物反應器的高效污水處理工藝，其系統出水水質好、運行穩定6，同時加強了對系統中難降解物質的去處效果7，系統中污泥濃度可達15000-30000mg/l左右8，且微生物世代時間較長，還可提高硝化能力9。但由于污泥濃度升高，微生物內源呼吸加劇，會產生大量溶解性的微生物代謝產物，是一種不可生物降解的產物，是出水中溶解性TOC或COD的主要組成部分，有學者研究表明經過一段時間后可部分降解，但也有學者提出不同的觀點3。由于參與研究的學者越來越多，研究越來越深入，使膜分離技術在污水處理領域的應用前景越來越廣闊。12膜生物反應器膜分離法是利用特殊的材料（半透膜）對液體中的某些成分進行選擇性透過的方式，使水中具有一定粒徑的雜質被分離，廢水得到凈化。污水中用于泥水分離的膜主要是超濾膜。超濾膜是依靠壓力實現固液分離的，適用于分離分子量大于500、直徑為0.005-10um的大分子和膠體的分離。在活性污泥法中的泥水分離是依靠沉淀池的重力作用實現的，占地大，分離效率低。而把一定結構形式的超濾膜放入曝氣池中就可實現泥水分離，而且分離效果非常好，且省去了沉淀池和過濾罐，占地明顯減小。因此近些年隨著膜制造成本的下降，人們開始重視這種生物法和膜法的綜合應用（被稱為膜生物反應器）。膜生物反應器的工藝流程及特