河北工業大學本科畢業設計（論文）前期報告畢業設計題目：天津市北辰區雙清污水處理廠工藝設計專業：環境工程報告提交日期：一、文獻綜述城鎮污水處理廠主要是處理城市生活和工業污水，水處理設施的安裝和使用是保護水資源和保護城市周圍水體免受污染的關鍵因素，在西方的一些發達國家，已經實現了對城市污水的集中二級處理。由于我國城鎮化水平不斷提高，污水處理設施建設正在高速發展。其中以小型污水廠的增長最快，但是一般情況下大型污水廠和氧化溝工藝的污水處理廠處理效果較好。2012年，我國投運的污水處理設施達3836座，總設計處理能力1.49億立方米/日。平均日處理量1.16億立方米。目前整個天津市擁有的污水處理廠有60座,總的處理能力為12.55萬噸/日。污水處理廠的建設要應地制宜的采用合適的主體工藝和設計規模，以提高設施利用率。1. 目前的污水處理技術目前城市污水處理程序包括一級處理、二級處理、深度處理及污泥處理。其中二級處理是城市污水處理的核心內容，主要的處理工藝有活性污泥法和生物處理法等。其中以活性污泥法在城鎮污水處理中占據主導地位。由于地理環境和排放標準的不同，和出于降低運行成本簡化管理的要求，很多新的技術和工藝被不斷的開發出來并被推廣應用，如：AB工藝，A/O工藝，常規A/A/O工藝、倒置A/A/O工藝、SBR工藝、MBR工藝、氧化溝及酸化水解與好氧法的串聯處理工藝等。1.1AB工藝(Adsorption—Biooxidation)這是一種由德國首先開發的工藝，他把曝氣池分兩部分供氧，A池有機負荷高，曝氣時間短，污泥量大，污泥負荷在2.5kgBOD/(kgMLSS?d)以上，池容積負荷在6kgBOD/(m3?d)以上；B池的有機負荷低，污泥齡較長。A池與B池之間設沉淀池。二級池子F/M(污染物量與微生物量之比)不同，形成不同的微生物群體。AB工藝的優點是節約能耗，缺點是不適合低濃度水質使用。1.2SBR工藝(SequencingBatchReactor)SBR工藝在20世紀初被開發出來。SBR工藝把進水、曝氣、沉淀、出水集中在一座池子中完成，常由四個或三個池子構成一組，輪流運轉，一池一池地間歇運行?，F在又開發出如ICEAS法、CASS法、IDEA法等。這種一體化工藝的特點是工藝簡單，多數情況下可省去初沉池，因此可以減少占地和投資。1.3A/A/O工藝(Anaerobic—Anoxic—Oxic)這是一種由厭氧—缺氧—好氧組成的工藝。這種深度二級處理工藝是利用生物法脫氮除磷，可獲得優質出水。A/A/O法由托單和除磷兩個部分的機制組成。除磷機制：聚磷菌在好氧時吸收污水中的磷，磷在厭氧狀態下(DO<0.3mg/L）被釋放出來，以污泥排出系統。二是脫氮機制：缺氧段要控制DO<0.7mg/L，兼氧脫氮菌利用水中BOD作為有機碳源，將硝酸鹽和亞硝酸鹽還原成氮氣，達到脫氮的目的。1.4酸化水解與好氧法水解指的是有機物在進入微生物細胞前在在胞外進行的生物化學反應。水解（酸化）處理方法是一種介于好氧和厭氧處理法之間的方法，可以和其它工藝組合達到降低處理成本和提高處理效率的目的。水解酸化工藝根據產甲烷菌與水解產酸菌生長速度不同，將厭氧處理控制在反應時間較短的厭氧處理第一和第二階段，即在大量水解細菌、酸化菌作用下將不溶性有機物水解為溶解性有機物，將難生物降解的大分子物質轉化為易生物降解的小分子物質的過程，從而改善廢水的可生化性，為后續處理奠定良好基礎。1.5氧化溝工藝氧化溝工藝形成于50年代，這種工藝構造簡單，管理容易，得到了很好的應用與推廣，并且依然在不斷地創新。目前已發展出多種形式，比較有代表性的有：帕式(Passveer)簡稱單溝式、奧式(Orbal)簡稱同心圓式、卡式(Carrousel)簡稱循環折流式和溝式氧化溝(T型氧化溝)2、國內外一些技術的新發展情況介紹2.1.生物處理法的新進展生物處理法是利用微生物的新陳代謝來消耗廢水中有機污染物的方法。由于它的主要代謝產物是CO2、H2O、NH3、SO2等穩定的小分子，二次污染小，在處理生活污水和其它類似水體的時候具有獨特的優勢。所以目前研究得生物處理法較多并且新技術層出不窮，無論是好氧還是厭氧生物處理技術都得到了研究人員廣泛的研究。生物處理技術到目前為止已獲得了極大的發展，擁有較為成熟的技術和應用。隨著人們生活水平的不斷提高，生活污水中的成也變得越來越復雜，生物處理方法去除的污染物成分也變的越來越復雜。從以前能處理降解蛋白質、脂肪、碳水化合物等一類物質增加到也能處理合成洗滌劑、脫氮、脫磷及其它一些難降解的復雜有機物。由于能源現在緊張，厭氧生物處理由于能產生甲烷而越來越引起人們的重視，許多厭氧處理的新工藝正在不斷地被開發出來。2.2活性污泥法的新發展活性污泥法的運行方式并沒有太大的變化，現在主要是一些局部的小改動。活性污泥法的發展主要體現在曝氣方式上，如純氧曝氣、射流曝氣、深井曝氣和微氣泡擴散器等，提高的原理是增大氧轉移率和氧的利用率從而使曝氣池中氧的濃度增加。如美國新研制出來的一種超微氣泡擴散器，氣泡直徑只有50Lm，氧吸收率高達90%，ReidEngineeringCompanyofFrederickshurg等研制的在氧化溝下表面曝氣也是一種曝氣方法的改進，把沖刷曝氣改進成透平曝氣以避免產生氣溶膠、飛濺、結冰等問題?；钚晕勰喾ǖ牧硪粋€發展趨勢體現在功能多樣性上，采用的方法有：1，通過培養馴化專用細菌來增加活性污泥處理范圍，使活性污泥法不在局限于普通生活污水的處理，還可以處理如酚一類難降解的有毒有機物；2，把活性污泥與其它處理方法組合使用，如活性炭—活性污泥法，、生物氧化法的綜合處理法；3，固定活性污泥法，使用塑料、合成纖維、焦炭、細沙等為提供微生物附著的表面，使曝氣池同時存在附著相和懸浮相的生物；這些方法旨在提高活性污泥的凈化效率和抗有毒物質等沖擊負荷的能力同時具有、脫氮、脫色削減泡沫等效果，國外已開始用于合成纖維、煉油、化工印染、等工業生產的污水處理。3、參考文獻1，楊勇，王玉明，王琪.我國城鎮及污水處理廠運行現狀分析[R]給水排水vol.37no.820112,天津將新建21座污水處理廠[N].渤海早報2012-11-293，張凱松城鎮生活污水處理技術進展[R]沈陽1100152003年10月4，給水排水手冊[S]中國建筑工業出版社2006.7.295，《污水處理的氧化溝技術》[M]中國建筑工業出版社19886，姚宏王輝茍世王春榮.美國某污水處理廠工藝設計及運行效果[J].環境工程學報2013年1月第一期二、本課題研究的問題和擬采用的相應的工藝流程1、課題的設計背景

雙青污水處理廠是天津市最大的保障房項目——雙青新家園的配套建設工程，總占地面積80畝，總投資1.4億元，日處理污水能力達到4萬立方米，處理后的污水將達到城鎮污水處理廠綜合排放一級A標準，除了滿足雙青新家園的污水處理需求外，還能夠解決附近河北工業大學、天津醫藥醫療器械工業園的生產生活污水排放問題。在該污水處理廠建設的同時，北辰區在雙口鎮和青光鎮域內鋪設了污水管網，并對永清渠等河道沿線的排污口進行了封堵，確保生產生活污水經過污水處理廠處理后達標排放，從而進一步打造水清、地綠、天藍的生態宜居新環境，提升北辰西部地區發展的綜合實力。2、設計水量與水質城市污水處理廠工程設計總規模2.6萬m3/d，污水廠主要處理構筑物擬分為二組，每組處理規模為1.3萬m3/d。原水水質：CODCr=380mg/LBOD5=190mg/LSS=230mg/L氨氮=50mg/LTP（以P計）=5.0mg/LpH=6-9出水水質：CODCr≤60mg/LBOD5≤20mg/L，SS≤20mg/L氨氮≤15mg/LTP（以P計）=1.0mg/LpH=6-93、擬采用的相應的工藝流程3.1工藝流程的組成污水處理廠工藝流程包括一級機械處理工段、二級微生物處理工段和污泥處理工段三個階段。3.1.1一級機械處理工段在污水進水處設置粗格柵,去除大塊雜質,以防止泵腔堵塞和損壞葉輪；泵后再設置細格柵,保護后續處理系統的正常運行。設置曝氣沉砂去除污水中的無機性泥砂池可以保護后續生物處理工段的正常穩定運行、保證和提高生物反應池的有效利用率。3.1.2二級生物處理工段 一小部分，一般氮的去除率只有20％左右，通過生物合成去除的磷也只有15％～25％，殘存的大部分氮和磷將隨水排放到收納水體，因此不能滿足本污水處理廠的處理目標，與生物法除磷相比，生物除磷脫氮技術具有對有機物、氮和磷去除率高、投資較低、運行費用省、污泥沉降性能好等優點而受到污水處理界的重視，生物除磷脫氮工藝能將總氮去除率提高到70％～95％，磷酸鹽的去除率提高到70％～90％，可以穩定可靠的滿足本污水處理廠的處理要求。因此該設計的污水處理廠生物處理工段將采用生物除磷脫氮工藝3.1.3污泥處理工段污水處理廠的污泥先經過重力濃縮,再機械脫水,處理后的污泥經農用堆肥后農業利用或用于城市園林綠化。由于污泥中含有的重金屬離子可以經過植物的根部富集對人體造成傷害，因此處理后的污泥多用于城市園林綠化。3.2可采用的方案比較3.2.1常規A/A/O工藝(方案一)將除磷與脫氮工藝相結合,構成既能除磷又能脫氮的系統。工藝的第一部分為厭氧區，回流污泥和污水進入該區，并混合。在厭氧條件下，回流污泥中的聚磷菌可吸收一部分有機物，同時釋放大量磷。污水中的BOD由于有機物的減少而下降，同時NH3-N因細胞合成而被去除一部分，使污水中NH3-N濃度下降，。在缺氧段，反硝化菌利用污水中的有機物作炭源，將硝態氮(NOX-N)還原為N2,從而除去污水中的氮。在好氧池中，有機物被微生物生化降解；有機氮先被氨化繼而被硝化，使NH3-N濃度顯著下降，但隨著硝化過程使NO3-N濃度增圖2-1常規A/A/O污水、污泥處理工藝流程圖加，而磷隨著聚磷菌的過量攝取，也以較快的速率下降。所以，A/A/O工藝可以完成有機物的去除、硝化脫氮、磷的過量攝取而被去除等功能。脫氮的前提是好氧池完成NH3-N硝化這一功能。缺氧池則完成脫氮功能，厭氧池和好氧池聯合完成除磷功能，但污泥回流中的硝酸鹽將對厭氧池產生不利影響，降低除磷效果。3.2.2倒置A/A/O工藝(方案二)倒置A/A/O工藝是在常規A/A/O工藝的基礎上改良開發的一種工藝。該工藝將缺氧段設置在工藝開始處，使反硝化得到更多的氮源，使系統的脫氮能力得到加強。聚磷菌在厭氧條件下釋放磷后直接進入好氧環境，使聚磷菌在厭氧狀態下的吸磷動力得到充分的利用提高了系統的除磷效率。而且，由于混合液回流與污泥回流系統合并，工藝流程被的大大簡化，不僅有利于運行管理，同時降低了運行成本。實際應用結果表明，倒置A/A/O工藝具有更高的脫氮除磷效率，而且對外界環境條件變化有更強的適應能力。圖2-2倒置A/A/O污水、污泥處理工藝流程圖3.3綜合分析選擇以上的兩個方案都是在同一個設計標準上設計的,處理污水均符合排放要求。兩方案產生的污泥量都比較少且基本趨于穩定,對廠區環境影響較小，綜合比較兩種方案的環境影響和經濟效益相當。但是，方案二有前置缺氧段，提高了工藝生物除磷效率。方案一和方案二構筑物大致相同，并且采用連續流運行，操作管理方便。但是，方案二除磷脫氮效果好，投資省，運行費用稍低。在