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1、华北水利水电学院毕业设计华北水利水电学院本科生毕业设计（论文）开题报告 年 月 日题目名称某市污水处理工程初步设计课题来源生产主要内容1设计选题的目的毕业设计（论文）是本科学生在学完规定的全部课程后必须进行的主要实践性教学环节，是对四年来所学知识的综合应用。通过毕业设计，提高资料检索、文献阅读、设计计算、绘制图纸、编写设计说明的能力；培养学生理论联系实际的独立工作能力，综合分析、判断的思维能力，运用所学知识解决实际问题的能力等。通过此次设计，我们要熟练掌握以下内容：（1）.根据生产废水水质及排放水水质标准确定污水处理站的工艺流程；（2）.根据选定的工艺流程，选定各类生产构（建）筑物的形式和设备
2、及其工艺设计计算；（3）.污水处理站内各类管道的定线和水力计算；（4）.污水处理站内辅助建筑物及其它设施的选定；（5）.污水处理站的平面布置和高程布置。2设计原始资料本次设计服务人口96.07万人，污水排放量为10万吨/天，污水水质如下表：表2-1 水质表水质指标COD（mg/L）BOD5（mg/L）SS（mg/L）NH3-N（mg/L）PHTP（mg/L）TN（mg/L）处理前35017017086-9316处理后 60 2020 87-8120排放水水质应达到我国城镇污水处理厂污染物排放标准(GB 189182002) 中的一级B标准要求。 3工艺选择3.1 水质分析本项目污水处理的特点：
3、（1）根据我国城镇污水处理厂污染物排放标准(GB 189182002) 中的一级B标准的要求，污水中COD、BOD5、 SS、TP都超过排放标准值，而NH3-N和TN均未超标，故只需考虑污水中COD、BOD5、 SS、TP的去除即可； （2）污水以有机污染物为主，BOD/COD=0.480.45，可生化性较好，重金属及其他难以生物降解的有毒有害污染物一般不超标。 针对以上情况，以及出水要求，现有城镇污水处理技术的特点，以采用生化处理最为经济。由于磷超标，处理工艺尚需考虑除磷。根据处理规模（12万吨/天），进水水质（一般的生活污水）以及城镇污水处理厂污染物排放标准(GB 189182002) 中
4、的一级B标准对出水水质的要求，污水处理厂既要求有效地去除BOD5，有要求对污水中磷进行适当处理。选取工艺时应充分考虑到该工程的造价与运行费用，当地的自然条件（包括地形、气候、水资源），污水水量及其变化动态，运行管理与施工，并参考典型的工艺流程和各种生物处理法的优缺点及使用条件。3.2 处理程度的计算CODcr的去除率：BOD5的去除率：SS的去除率：磷酸盐的去除率：3.3 几种工艺的对比鉴于上述情况，现筛选出两种工艺可供选择：1）普通An-O法，即厌氧好氧除磷工艺；2）SBR工艺；3）AB工艺。三种工艺原理如下：3.3.1 An-O法 由生物除磷原理知，污水中的聚磷菌在厌氧状态下释放出磷，在好
5、氧状况下又将其更多的吸收，以剩余污泥的形式排除系统。An-O法正式利用此原理。3.3.2 SBR工艺SBR是序列间歇式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process）的简称，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术，又称序批式活性污泥法。与传统污水处理工艺不同，SBR技术采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式，非稳定生化反应替代稳态生化反应，静置理想沉淀替代传统的动态沉淀。它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作，SBR技术的核心是SBR反应池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，无污泥回流系统。SBR工艺适
6、合于10-20 万t/d 污水厂。SBR处理系统的间歇运行，是通过其主要反应器-曝气池的运行操作而实现的。曝气池的运行操作，是由（1）流入；（2）反应；（3）沉淀；（4）排放；（5）待机等5个工序所组成。这5个工序都在一个曝气池内进行、实施。3.3.3 AB工艺（1） AB(A/O)工艺是将典型AB法中的B段改为A/O法。A/O工艺(Anaerobic/Oxic的简称)是最基本的除磷工艺。该工艺是美国研究者spector1975年研究活性污泥膨胀抑制时，发现A/O工艺不仅可以防止丝状菌膨胀，而且具有良好的除磷功能。A/O工艺对进水中磷与BOD之比很低（有机质含量高时）的情况下可取的很好的处理效
7、果。在磷与BOD之比较高时（有机质含量低，BOD负荷低）剩余污泥量少，因而比较难以达到稳定的运行效果。（2）AB法工艺由德国B0HUKE教授首先开发。该工艺将曝气池分为高低负荷两段，各有独立的沉淀和污泥回流系统。高负荷段A段停留时间约2040分钟，以生物絮凝吸附作用为主，同时发生不完会氧化反应，生物主要为短世代的细菌群落，去除BOD达50以上。B段与常规活性污泥相似，负荷较低，泥龄较长。AB法工艺的主要特征：（1）A段在很高的负荷下运行，其负荷率通常为普通活性污泥法的50100倍，污水停留时间只有3040min，污泥龄仅为0.30.5d。污泥负荷较高，真核生物无法生存，只有某些世代短的原核细菌
8、才能适应生存并得以生长繁殖，A段对水质、水量、PH值和有毒物质的冲击负荷有极好的缓冲作用。A段产生的污泥量较大，约占整个处理系统污泥产量的80%左右，且剩余污泥中的有机物含量高。（2）B段可在很低的负荷下运行，负荷范围一般为0.15kgBOD/(kgMLSS.d)水力停留时间为25h，污泥龄较长，且一般为1520d。在B段曝气池中生长的微生物除菌胶团微生物外，有相当数量的高级真核微生物，这些微生物世代期比较长，并适宜在有机物含量比较低的情况下生存和繁殖。（3）A段与B段各自拥有独立的污泥回流系统，相互隔离，保证了各自独立的生物反应过程和不同的微生物生态反应系统，人为地设定了A和B的明确分工。工
9、作机理:（1） 开放式系统原理AB工艺中不设初沉池，从而使污水中的微生物在A段得到充分利用，并连续不断的更新，使A段形成一个开放性的、不断由原污水中生物补充的生物动态系统。（2） 微生物的生物相及其特性A段内微生物活性强、世代期短、具有很强的吸附能力。当A段以兼氧的方式运行时，由于供氧较低，高活性微生物为了满足自身代谢能量的要求，被迫对在好氧条件下把不易分解的有机物进行初步分解，起到大分子断链的作用，使其转化为较小分子的易降解有机物，从而在后续的B段好氧曝气中易于被去除。B段主要是世代期长的真核微生物，能够保证出水水质。AB法与传统的活性污泥法相比，在处理效率、运行稳定性、工程投资和运行费用等
10、方面均有明显的优点。（3）具有除磷功能的AB工艺由于污泥含磷量较高，排泥量大，A级能去除进水总磷的2050%。如果把B级换成厌氧/好氧(A/O)除磷工艺，工艺终沉出水的磷浓度将很低(0.5mg/L以下)。也可以在B级中增设化学法除磷。前者的投资费用比普通活性污泥法低10%左右，后者则高520%。前者的运行费用比普通活性污泥法低1020%，后者则高10%以上。表3-1An-O法、SBR工艺和AB工艺的特点和适用范围工艺名称An-O法SBR工艺AB工艺优点(1) 本工艺流程简单，即不投药，也勿需考虑内循环，因此，建设费用及运行费用都较低，而且由于无内循环的影响，厌氧反应器能够保持良好的厌氧（或缺氧
11、）状态；(2) 在反应器内的停留时间一般在3h到6h，是比较短的;(3) 反应器内污泥浓度一般在2700-3000mg/之间;(4) BOD的去除率大致与一般的活性污泥系统相同。磷的去除率较高，处理水中磷的含量一般都低于1.0mg/L,去除率在76%左右;(5) 沉淀污泥含磷率约为4%，污泥的肥效好；(6) 混合液SVI值100，易沉淀，不膨胀。(1) 工艺流程简单，运转灵活，基建费用低（一个SBR池扮演了多个角色：调解混合池、反应池(厌氧、缺氧和好氧三种)、沉淀池和部分浓缩池；它不需要设二沉池和污泥回流设备，一般情况下也不用设调节池和初沉池）；(2) 处理效果良好，出水可靠；(3) 较好的除
12、磷脱氮效果；(4) 污泥沉降性能良好（SBR法可以有效控制丝状菌的过度繁殖，污泥SVI较低，是一种污泥沉降性能较为良好的工艺）；(5) 对水质水量变化的适应性强。 具有优良的污染物去除效果，较强的抗冲击负荷能力，良好的脱氮除磷效果和投资及运转费用较低；(2) 对有机底物去除效率高；(3) 系统运行稳定。主要表现在：出水水质波动小，有极强的耐冲击负荷能力，有良好的污泥沉降性能。(4) 有较好的脱氮除磷效果。(5) 节能。运行费用低，耗电量低，可回收沼气能源。经试验证明，AB法工艺较传统的一段法工艺节省运行费用20%25%.缺点(1)除磷率难以进一步提高，因为微生物对磷的吸收，即或是过量吸收，也是
13、有一定限度的，特别是当进水BOD值不高或废水中含磷量高时，即P/BOD值高时，由于污泥的产量低，将更是这样；(2)在沉淀池内易产生磷的释放现象，特别是当污泥在沉淀池内提留时间较长时更是如此，应注意及时排泥和回流。(1) 反应器容积利用率低（由于SBR反应器水位不恒定，反应器有效容积需要按照最高水位来设计，大多数时间，反应器内水位均达不到此值，所以反应器容积利用率低）；(2) 水头损失大；(3) 不连续的出水，要求后续构筑物容积较大，有足够的接受能力。而且不连续出水，使得SBR工艺串联其他连续处理工艺时较为困难；(4) 峰值需氧量高，整个系统氧的利用率低；(5) 设备利用率低；(6) 不适合用于
14、大型污水处理厂（采用SBR工艺的污水处理厂规模一般在20 000t以下，规模大于100 000t的污水处理厂几乎没有采用SBR工艺的）。(1) A段在运行中如果控制不好，很容易产生臭气，影响附近的环境卫生，这主要是由于A段在超高有机负荷下工作，使A段曝气池运行于厌氧工况下，导致产生硫化氢、大粪素等恶臭气体；(2) 当对除磷脱氮要求很高时，A段不宜按AB法的原来去处有机物的分配比去除BOD55%60%，因为这样B段曝气池的进水含碳有机物含量的碳/氮比偏低，不能有效的脱氮。(3) 污泥产率高，A段产生的污泥量较大，约占整个处理系统污泥产量的80%左右，且剩余污泥中的有机物含量高，这给污泥的最终稳定
15、化处置带来了较大压力。3.4 方案的确定由于本课题污水处理量较大（12万吨），在达到污水处理要求的前提下，应着重考虑工程占地面积和污水处理费用的节省，由于SBR工艺不连续的出水，要求后续构筑物容积较大，有足够的接受能力。而且不连续出水，使得SBR工艺串联其他连续处理工艺时较为困难，且SBR工艺不适合用于大型污水处理厂，而普通厌氧好氧除磷工艺处理虽然效果稳定，但是经初步计算后发现BOD的去除效果不理想，且除磷率很难再提高。鉴于AB工艺运行稳定，能够提高污水的可生化性，有利于后续B段的生物降解作用而且具有节能，电耗低等优点，初步确定选用改良后的AB工艺。所谓改良后的AB工艺是指AB（An/O）工艺
16、，即将典型AB法中的B段改为An/O法，工艺流程见下图。由图可见，污水经A段去除部分有机物后，先进入An/O工艺中的厌氧段，后进入好氧段，并将终沉池的含磷污泥回流至厌氧段进行聚磷菌释磷，释磷后的混合液进入好氧段过量的吸收磷，从而将污水中的磷以含磷污泥的形式去除掉。 本课题研究方案即工艺流程初定如下： 中格栅提升泵站细格栅沉砂池A曝气池中沉池厌氧 好氧二沉池进水出水回流污泥剩余污泥浓缩池污泥脱水污泥外运回流含磷污泥剩余污泥图3-1 工艺流程图4主要构筑物的选择4.1 格栅格栅是一组平行的金属栅条或筛网组成，安装在污水管道、泵房、集水井的进口处或处理厂的端部，用以截留雨水、生活污水和工业废水中较大
17、的悬浮物或漂浮物。本设计中,提升泵站前采用中格栅,起净化水质和保护水泵的作用，机械清渣。提升泵站后采用细格栅，减轻后续处理构筑物的处理负荷，使之正常运行，机械清渣。4.2 沉砂池沉砂池的形式有平流式、竖流式、曝气沉砂池。平流式沉砂池是常用的形式，具有结构简单、处理效果好的优点。其缺点是沉砂中含有15%的有机物，使沉砂的后续处理难度加大。竖流式沉砂池是污水自下而上由中心管进入池内，无机物颗粒借重力沉于池底，处理效果一般较差。曝气沉砂池是在池体的一侧通入空气，使污水沿池旋转前进，从而产生与主流垂直的横向环流。其优点是：通过调节曝气量可以控制污水的旋流速度，除砂效果稳定；受流量变化的影响较小；同时还
18、对污水起预曝气的作用，而且能去除平流式沉砂池的缺点。综上所述，采用曝气沉砂池。4.3 沉淀池沉淀池主要去除依附于污水中的可以沉淀的固体悬浮物，按在污水处理流程中的位置，可以分为A段曝气池后的中间沉淀池和B段曝气池后终沉池。沉淀池按水流方向可分为平流式的、竖流式的和辐流式的三种。竖流式沉淀池适用于处理水量不大的小型污水处理厂。而平流式沉淀池具有池子配水不易均匀，排泥操作量大的缺点。辐流式沉淀池不仅适用于大型污水处理厂，而且具有运行简便，管理简单，污泥处理技术稳定的优点。由于本设计流量较大，所以中间沉淀池和终沉池均采用普通辅流式沉淀池。池内设有环形出水槽，双侧集水。每座沉淀池上设有刮吸泥机，均为中
19、进中出式。4.4 生物池 本设计采用AB法，因此生物池由A段曝气池和B段厌氧好氧池组成，其特点如上。4.5 消毒接触池城市污水经二级处理后，水质改善，但仍有存在病原菌的可能，因此在排放前需进行消毒处理。液氯是目前国内外应用最广泛的消毒剂，它是氯气经压缩液化后，贮存在氯瓶中，氯气溶解在水中后，水解为HCl和次氯酸，其中次氯酸起主要消毒作用。预期的成果及形式（1）设计说明书1份，总字数应在10000字以上。（2）图纸1套（含污水处理站工艺流程图、总平面布置图、高程布置图、主要单体构筑物平面图、剖面图、部件详图等），绘图折合量不少于2张A0号图纸。（3）开题报告1份，3000汉字左右。（4）外文资料
20、原文及译文1份，译文应不少于2000汉字时间安排2 周： 毕业设计准备、收集资料、翻译外文、写出开题报告；2 周： 选择工艺流程；3 周： 主要构筑物设计计算；2 周： 绘制设计图纸；2 周： 整理编制设计说明书和计算书；1 周： 修改设计说明书、计算书和图纸；1 周： 答辩参考文献1 张自杰.排水工程.中国建筑工业出版社，19992 给水排水设计手册（第1册）常用资料.中国建筑工业出版社，20003 给水排水设计手册（第5册）城镇排水.中国建筑工业出版社，1995 4 给水排水设计手册（第9册）专用机械.中国建筑工业出版社，2000 5 给水排水设计手册（第11册）常用设备.中国建筑工业出版
21、社，20036 杜茂安 韩洪军.污水处理构筑物设计与计算.中国建筑工业出版社，20027 曾科等 污水处理厂设计与运行 中国建筑工业出版社，20038 张林生大学生毕业设计指南丛书 中国水利水电出版社 2002-8-19 沈光范.关于城市污水处理厂设计的若干问题J.中国给水排水，2000，16(3)：20-2310 韩力平，王建龙，施汉昌,钱易，生物强化技术在难降解有机物处理中的应用，环境科学，1999, 20（6):100-10211 金兆丰.污水处理组合工艺及工程实例.化学工业出版社，199312 高峻发等.污水处理厂工艺设计手册.化学工业出版社，200313 韩力平.生物强化技术在难降解有机物处理中的应用.环境科学出版社，1994指导教师意见签 名： 年 月 日备注- 10 -