1、本科畢業設計（論文(lnwn)）開題報告題 目 日處理(chl)1.5萬噸鄉鎮污水(w shu)廠設計 學 院 城鄉建設學院 專 業 環境工程 學生姓名 毛宇 學 號 201110212126 年級 2011級 指導教師 曾永剛 職稱 講師 年 月 日研究目的和意義 改革開放以來，經濟迅猛發展，變化日新月異，國家對基礎設施建設投入加大了許多。隨著城市工業生產的進程，城市人口的激增，城市化規模的擴張，工業廢水和生活污水排放量呈井噴式增加，大量未經處理的污水直接排入河流，導致城市周圍環境污染十分嚴重。不但直接污染了市區的地下水，對河流下游地區的農業生產和人民生活造成了危害，人類和動物賴以生存的生態

2、環境受到了嚴重的威脅。同時，水生態系統體現了人與水的和諧共存與協調發展，是城市生態系統的主要組成部分和關鍵因素，與一個城市的可持續發展密切相關。因而，城市污水治理已成為當前迫切需要解決的問題之一。 污水處理是一個世界性的難題，近年來，隨著全球經濟的迅速發展，污水處理廠的規模越來越大，因此產生能耗問題也越來越嚴峻。據統計，處理活性污泥的系統中，其運行成本但能耗成本就占到總成本的30% 80%。美國有官方數據表明：城鎮的污水處理廠所耗費的電能占全國總用電量的3%。其還有數據預測，由于人口的不斷增長與污物處理的標準越來越高，在未來的1520年內，污水處理廠的能耗成本將增加20%以上。我國目前經濟發展

3、迅速，城鎮化進程不斷推進，全國大部分的城鎮都增加了污水設施，在提升了污水處理率的同時，能耗率也隨之上升。在未來的幾年，為了適應經濟發展的需求，同時也響應國家的號召，污水處理的規模將會越來越大，使得全國范圍內的電力資源緊缺日益突出。因此，對污水處理廠的能耗管理和節能降耗措施進行研究，達到節能降耗的目標，這對我國的社會穩定與經濟發展都存在極其重要的意義。 隨著人民生活水平以及經濟水平的提高，國家不斷提高污水處理廠的水質，以滿足經濟生活的需求?，F行的污水處理耗能標準達到0.150.28（kWh）/m3污水，全國污水處理的成本開支平均為0.8元/m3，而且這樣的成本價格呈現上漲的趨勢。相關的部門面對如

4、此高的污水處理成本，正想方設法利用新技術，結合各個地區的特點與各個處理廠的優勢，努力探明單元過程的能量需求(energyrequirements)，做出污水處理廠的有效運轉和管理規劃，首先在污水處理廠的規劃、設計階段體現節能目的，然后通過選擇污水處理的適合工藝、設別和途徑進行節能降耗，國家法律部門加緊制定相關節能減排的規定，對不執行法律法規的個別單位進行嚴懲警告，切實際落實好污水處理廠的節能降耗工作，以維持國家經濟發展的可持續發展過程。 國內外研究現狀和發展趨勢 目前，國內外城市污水處理廠廠采用的工藝有普通活性污泥法、AB工藝、SBR間歇時活性污泥法、A/O生物脫氮活性污泥法、A/A/O生物脫

5、氮除磷工藝、氧化溝法（循環混合式活性污泥法）等工藝。 在污水處理方面大致采用污泥法 1.活性污泥法 SBR法（Sequencing Batch Reactor） 序批式反應池(SBR)屬于“注水反應排水”類型的反應器，其操作流程由進水、反應、沉淀、出水和閑置五個基本過程組成，所有處理過程都是在同一個設有曝氣或者攪拌裝置的反應器內依次進行，混合液始終留在池中，從而不需另設沉淀池。曝氣池兼具沉淀的作用，厭氧、好氧也在同一池進行。通過調節每個工序的時間，可達到除磷脫氮的效果。其工藝系統組成簡單；耐沖擊負荷；反應推動力大，運行操作靈活；可通過計算機自動控制，易于維護管理。 循環活性污泥工藝（cycli

6、c activated sludge technology）CAST工藝是SBR工藝的一種變形，池體內用隔墻隔出生物選擇區、兼性區和主反應區三個區域，整個工藝的曝氣、沉淀、排水等過程在同一池內周期循環運行，省去了常規污泥處理工藝中的二沉池和污泥回流系統。其建設費用、運轉費用低；有機物去除率高；污泥產量低、性質穩定；運行管理簡單，不易發生污泥膨脹。 AB法（AdsorptionBiooxidation Process）吸附生物降解工藝，簡稱AB法，整個污水處理系統共分為預處理段、A段、B段三段，在預處理段只設格柵、沉砂等處理設備，A段由吸附池和中間沉淀池組成，B級由曝氣池和二沉池組成，A、B級各

7、自擁有獨立的污泥回流系統。該工藝處理效果穩定，具有抗沖擊負荷能力。 A2/O法 A2/O法同步除磷脫氮機制由兩部分組成：一是除磷， 污水中的磷在厭氧狀態下釋放出聚磷菌，在好氧狀況下又將其更多吸收，以剩余污泥的形式排出系統。二是脫氮，缺氧段由于兼性脫氮菌的作用，利用水中BOD 作為氫供給體將來自好氧池混合液中的硝酸鹽及亞硝酸鹽還原成氮氣逸入大氣，達到脫氮的目的。其總的水力停留時間少于其他同類工藝；在厭氧（缺氧）、好氧交替運行條件下，絲狀菌不能大量增殖，無污泥膨脹之慮，SVI值一般均小于100，污泥中含磷濃度高，具有很高的肥效；運行中勿需投藥，運行 國內外研究現狀和發展趨勢 費用低。若降低污泥濃度

8、、壓縮污泥齡、控制硝化，以去除磷、BOD5和COD為主，則可用A/O 工藝。 氧化溝法氧化溝是延時曝氣法的一種特殊形式，一般采用圓形或橢圓形廊道，池體狹長，深度較淺，在溝槽中設有機械曝氣和推進裝置，池體的布置和曝氣、攪拌裝置都有利于廊道內的混合液單向流動。多數情況下，氧化溝系統需設二沉池。在流態上介于完全混合和推流之間，有利于活性污泥的生物凝聚作用，而且可以將其區分為富氧區、缺氧區，有以進行硝化和反硝化，取得脫氮的效果；可考慮不設置初沉池，原污水經過格柵和沉砂池預處理，已經有效防止污水中無機沉渣沉積，有機性懸浮物在氧化溝內能夠達到好氧穩定的程度；BOD負荷低，因此對水溫、水質、水量的變動有較強

9、的適應性，污泥產率低，具有較大的脫氮潛力，運行費用較低。2 生物膜法生物膜法包括生物濾池、生物轉盤、生物接觸氧化池、曝氣生物濾池及生物流化床等工藝形式。通過微生物附著生長在濾料或填料表面上，形成生物膜，污水與生物膜接觸后，污染物被微生物吸附轉化，污水得到凈化。目前所采用的生物膜法多數是好氧工藝，其對水質、水量變化的適應性強，處理效果好，同其他方法組合應用可實現更高效率的處理效果。3 UNITANK法UNITANK工藝是一種三溝式氧化溝的變形，它是由三個矩形組成的，其中兩側的矩形池即可做曝氣池，又可做沉淀池，中間一個矩形池只做曝氣池。污水可以進入三個池中的任意一個，采用連續進水、周期交替運行。在

10、自動控制下使各池處在好氧、缺氧及厭氧的交替狀態下，實現有機物及氮磷的去除。但它的容積利用率低，設備閑置率高，除磷功能差，并且不適用于大型的城市污水處理廠。4 生物處理法新進展無論是好氧處理技術還是厭氧處理技術，生物法都可以利用微生物的新陳代謝，以污染物質為營養，實現對污染物質的降解。它的二次污染小，對生活污水的處理有著自己獨特的優勢。隨著工藝生產技術的發展，污水中成國內外研究現狀和發展趨勢分更加復雜，有機物質更難降解，這就必然要求進行處理工藝的改革。 活性污泥法的新發展通過長期的研究實踐，活性污泥法已成為一種比較完善的工藝，目前對活性污泥法的改進主要是在曝氣方式上的改進，或是朝多功能方向發展，

11、將活性污泥法與其他工藝相結合，提高處理效果。用常規手段很難再生物學上有較大的發展，目前對活性污泥法的重點研究方向主要是膜分離技術和分子生物學技術的應用。 生物膜處理法的新進展目前在普通生物膜法的基礎上，出現了高負荷生物濾池、塔式生物濾池、生物轉盤和生物接觸氧化等。近幾年來，又出現了一些新型的生物膜法處理技術，如生物流化床，活性生物濾池，另外還有空氣驅動的生物轉盤、生物轉盤和曝氣池相結合、藻類轉盤等。由于生物膜法的生態系統中可以生長藻類、后生動物等，甚至可以生長硝化菌及反硝化菌等，因此可以用來脫氮等。 厭氧生物處理法的新發展厭氧生物處理法是利用厭氧微生物在無氧的條件下對有機物進行降解的技術。由于

12、處理效率低、處理速度慢，且厭氧菌對環境要求嚴格不易控制等缺點，厭氧生物處理法一直處于污泥處理階段。近年來，由于能源危機及嚴重的環境污染，厭氧生物處理由于其產物具有能源物質而得到人們的重視，一大批新的厭氧生物處理技術相繼誕生，如厭氧生物濾池、厭氧轉盤、厭氧流化床法，以及上流式厭氧污泥反應器（UASB）等，厭氧生物處理法正朝著能處理低濃度有機污水，能夠脫氮除磷，運行維護簡單費用低的方向發展。主要研究內容污水廠處理工藝的比選根據設計的工藝，按有關規程對污水處理廠進行系統設計進行負荷計算，計算各個處理單元的的水力負荷，運行負荷，對個單元的規模大小進行核算處理單元的故障設計、緊急情況的設計廠區的單元平面

13、圖、總廠區平面圖對廠區遠期規劃做出更加細致的計劃擬采用的研究思路（方法、技術路線、可行性論證等） 奧貝爾氧化溝一般溝由三個同心橢園形溝道組成，污水由外溝道進入，由外溝道進入中間溝道再進入內溝道，在各溝道循環達數十到數百次，最后經中心島流出。在各溝道橫跨安裝有不同數量水平轉碟曝氣機進行供氧，其具有較強的推流攪伴作用。該工藝處理效果好，運行穩定，操作簡單，具有推流式和完全混合式兩種流態的優點，對于每個溝道內來講，混合液的流態基本為完全混合式，且池容較大，循環流量大，因而具有較強的抗沖擊負荷能力，并可減少污泥膨脹現象的發生，有利于難降解有機物的去除，能保持較穩定的出水水質。若能將氧化溝的進水設計成多

14、種可選擇的方式，能有效抵抗暴雨沖擊，增加系統運行的靈活性。例如遇到暴雨時越過外溝道，直接由中溝進水，而外溝道保留大部分活性污泥，利于系統的恢復。 奧貝爾氧化溝一個最顯著特征是三個溝的溶解氧呈0mg/L1mg/L2mg/L(外中內)梯度分布。典型的設計是將碳源氧化、反硝化及大部分硝化設定在外溝內進行，控制其DO在00.5mg/L。中溝的DO控制在0.51.5mg/L，可進一步去除剩余的BOD或繼續完成硝化。內溝的DO為22.5mg/L，以保證出水中有足夠的DO帶入二沉池。外溝容積大，約為總容積的50%55，但DO要求低，能耗小。內溝DO要求高，但容積小，約為15%20%。此種DO的分布方式不僅使

15、奧貝爾氧化溝具有較好的脫氮性能，而且大大節省能耗。在實際運行中，奧貝爾氧化溝的各個溝道中DO的控制較關鍵。外溝的DO若高了，就不會形成有效的反硝化環境，從而影響脫氮的效果，出水氨氮便會增高。而且外溝DO高了也是能量浪費，如果氧化溝內溝曝氣量太大，曝氣過量，從氧化溝內溝出水至二沉池的水含DO較高，污泥內附著的氣泡來不及釋放，就會出現白色漂泥，影響后續處理及出水。而氧化溝內DO低了，污泥進行厭氧反硝化，會導致污泥變黑。并且內溝DO較低的出水進入二沉池以后，在池底的活性污泥可能會發生反硝化，產生N2，使活性污泥吸附N2而上浮，影響沉淀效果?？梢赃m當的控制各個溝道轉碟運行臺數，并合理分配三溝道的轉碟臺

16、數，減少不必要的電能損耗，同時也有利于提高脫氮效果。奧貝爾氧化溝不排泥，污泥進入二沉池后，從二沉池底部排泥。污泥由二沉池回流至外溝。氧化溝內并沒有真正的厭氧環境，而磷的去除是通過活性污泥中的聚磷菌在厭氧條件下釋磷和在好氧條件下的超量吸磷，最終由污泥的排放來達到除磷的日的。聚磷菌的泥齡較短，一般在3到5天左右，而奧貝爾氧化溝工藝的污泥齡長，一般在10天以上，有的甚至達到了30天以上。這也為奧貝爾氧化溝除磷帶來了困難。雖然通過加大排泥量可彌補污泥含磷量低的問題，但達標仍存在問題。能擁有靈活的進水方式，合理的分配進入各個溝道的污水量，有利于提高處理效果，解決脫氮和除磷的矛盾，使其達標排放。 參照由最

17、新的研究資料，進行污水處理廠的設計運算，達到一個可以承受高負荷兼低負荷的處理廠區， 再依據最新的可研成果來進行更加完善的 擬采用的研究思路（方法、技術路線、可行性論證等） 改進，以達到符合要求的處理效果。 技術工作路線如下： 參考文獻目錄給水排水設計手冊.第五冊.城鎮排水（第二版）.北京:中國建筑工業出版社.2006水污染控制工程.孫體昌.婁金生主編.機械工業化出版社.2009污水處理廠工藝設計手冊.高俊發.王社平主編.化學工業出版社.2003污水處理構筑物計算韓紅軍主編.哈爾濱工業大學出版社.2007廢水處理工藝設計計算.崔玉川.馬志毅.王效承.李亞新編.水利電力出版社.2005給排水設計手

18、冊.第五冊.（第二版）.北京：中國建筑工業出版社.2013水處理工程設計計算.韓洪軍.杜茂安主編.北京：中國建筑工業出版社，2005設計（論文）工作安排及進度設計階段設計時間設計事項收集資料撰寫開題報告2月 25 3月 13 明確設計任務，查閱相關資料，撰寫開題報告，進行工藝方案的對比及制定確定設計方案和工藝流程3月14 3月 16 根據所選課題確定切實可行有效的處理方案構筑物設計計算3月 17 3月 27 按照污水處理工藝設計計算指導叢書，進行對擬定工藝有關的主體構筑物及附屬建筑物的設計計算。污水廠總平面布置3月28 4月 8 依據各設備及建筑物的設計尺寸、污水處理廠的占地面積、常年主導風向及氣候等因素進行對污水處理廠總平面布置。高程計算與布置4月9 4月 18 依據污水處理廠的地形狀況、各建筑物的設計高度、按照城市污水處理廠的高程布置原則進行對污水處理廠的高程布置。繪制圖紙4月19 4月25 進行圖紙繪制，包括污水處理廠總平面布