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1、青海大学毕业论文（设计）开题报告申请课题 大通城关镇农村环境连片整治 200 t/d生活污水处理站初步设计 学 号 班 级 环境工程2008级 专 业 环境工程 申 请 者 马 英 联系电话 Email ： yuzhongxing_1987 指导教师 王伟伟 王 晓 申请日期 2012年4月18日 青海大学 化工学院 盐湖系（部）填写说明1. 毕业论文（设计）的选题应以专业课的内容为主，可以针对某些基础理论和学术问题进行探讨，也可以结合科技生产和社会生活的实际问题进行研究、开发与设计。2. 毕业论文（设计）一般为一人一题。若需二人以上共同完成，须由指导教师提出并经院、系（部）负责人批准。大题目
2、的总体设计每个同学都要参加，其余部分应做到分工明确，每个学生必须独立完成其中的一部分工作，并独立撰写各自的毕业论文（设计）。所有学生的选题经研究确定后，一般不允许中途更改课题。特殊情况需要更改课题者，填写青海大学毕业论文（设计）选题变更申请表说明理由，并经指导教师，教学院、系（部）同意后方可更改。3. 本开题报告最迟应在开始毕业论文（设计）的前两周确定，并上报给指导老师，必须经指导老师和院、系（部）批准方才有效，否则无效。4. 学生写文献综述的参考文献应不少于20 篇（不包括辞典、 手册），英文文献3篇 。文中应用参考文献处应标出文献序号，文后“参考文献” 的书写，应按照国标GB/T 7714
3、-2005文后参考文献著录规则的要求书写，不能有随意性； 5. 有关年月日等日期的填写，应当按照国标 GB/T 74082005 数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法 规定的要求， 一律用阿拉伯数字书写。 如“2004 年 3月15日” 或“2004-03-15”； 5. 本开题报告使用A4纸张，上、下、左、右页边距均为2.5cm，请不要改变本开题报告页面设置。所有自己书写的内容请使用楷体。研究课题名称大通城关镇农村连片整治200 t/d 生活污水处理站初步设计起止年月2011 年 3月 29 日2011 年 5 月 31 日成果形式设计说明书、计算书、设计图纸各一份申请者姓名马英性别
4、男班级环境工程2008级指导教师姓名王伟伟王晓性别女女职称副教授工程师课题组成员学号姓名性别班级在本项目中的分工马英男环境08独立完成设计的全部内容研究（设计）项目主要内容根据设计任务书中给出的设计条件和不同建设规模处理量，初步选定建设地点为西宁市大通县城关镇，进行污水处理站方案的论证，确定与该地区相适宜的工艺，物料核算、污水处理和污泥处理的工艺设计计算，主要构筑物结构设计和设备选型，污水处理站平面布置和高程布置，完成污水处理站技术经济分析。具体内容如下：1.阅读相关参考文献20篇以上，英文参考文献3篇以上。2.设计条件表21 废水水质及出水水质标准表名 称 处理量（m3/d） SS（mg/L
5、） COD（mg/L） BOD5（mg/L）氨氮（mg/L）进水水质 200 220 400 200 70出水水质 10 50 10 5（8）注：农村生活污水处理出水水质满足国家城镇污水排放标准城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）中一级A标准。3.收集设计基础资料：根据规范要求进行。4.城镇污水水量与水质的计算，确定处理方案及工艺流程。5.污水处理站管道平面布置，污水处理站平面与高程布置。6.主要构筑物结构设计计算和设备选型。7.完成初步设计图纸，包括带控制点工艺流程图、平面布置图、高程布置图、主要构筑物结构图。8.完成污水处理站技术经济分析。9.整个设计应达到初步设计的要
6、求。拟采取的研究（设计）方法和技术路线（包括研究（设计）工作的总体安排、步骤和各时间段的工作任务等）1拟采取的研究（设计）方法1.1 处理废水的概况1.1.1 农村污水的概念农村污水是指农村地区居民在生活和生产过程中形成的污水。具体范围包括生产污水和生活污水两个方面。（1）农村生活污水：是指居民生活过程中厕所排放的污水、洗浴、洗衣服和厨房污水等。（2）农村生产污水：是指畜禽养殖业、水产养殖业、农产品加工等产生的高浓度有机废水。1.1.2 农村污水的现状农村生活污水缺乏系统规划的集污排放管网，污水未经收集处理直接通过明沟排放，成了蚊虫等寄生的场所，夏天臭气熏天，冬天存在安全隐患，尤其是雨天或涝灾
7、，因排水不畅造成群众行路难等环境问题，既影响到对外城市形象，也直接或间接污染地下水源或附近水体，危害群众身体健康。改革开放促进农业生产能力、畜禽散养户的不断增多，大量畜禽粪便没有处理就直接排放，粪便污染逐年加重。有资料显示，养殖一头猪所产生的废水及污染物质的量是一个人的7倍，而养殖一头牛则是22倍。这些有机物未经处理，渗入地下或进入地表水，使水环境中硝态氮、硬度和细菌总数超标，严重威胁着居民饮用水的安全。1.1.3 农村污水的特点（1）水质特点u 农村村镇人口较少，分布广泛且分散；u 农村生活污水浓度低，变化大，可生化性强；u 不同时段的水质不同；u 厕所排放的污水水质较差。（2）水量特征u
8、除小城镇外，一般农村的生活污水量都比较少，农村人口居住分散，相应地产生的生活污水量也较小；u 变化系数大，居民生活规律接近，导致农村生活污水排放量早晚比白天大，夜间排水量小，甚至可能断流，水量变化明显，即污水排放呈不连续状态，具有变化幅度大的特点；u 在上午、中午、下午都有一个高峰时段；u 农村污水人均排水量一般按50-60L/d.人设计。（3）排放特征农村生活污水一般呈粗放型排放。很多农村尚无完善的污水排放系统，污水沿道路边沟或路面排放至就近的水体，少部分地区具有完善的污水排放系统。 人们无意识的排放和雨水的冲刷，使大量的有机质和N、P等物质流入地下或附近地表水体，如果不加以处理利用，常常会
9、引起富营养化，给人们的身体健康带来不利影响。1.2 各种适合条件的处理工艺的简述1.2.1 国内外农村污水处理技术介绍目前国内外应用农村生活污水治理的技术比较多，名称也多种多样，但从工艺原理上通常可归为三类。第一类是生物处理系统，又可分为好氧生物处理和厌氧生物处理。常用的有：一体化污水生化处理设施、AO工艺、BAF工艺等;第二类是自然处理系统。常用的有：人工湿地处理系统、土壤自净系统、氧化塘等；第三类是组合处理系统。常用的有：地埋式一体化设备+小型人工湿地.1.2.2 几种污水处理技术的比较1.2.2.1 A/O法（1）优点：流程简单，省去中间沉淀池，构筑物少，大大节省了基建费用，且运行费用低
10、，占地面积少；反硝化在前，硝化在后，设内循环，以原污水中的有机底物作为碳源，效果好，反硝化反应充分；曝气池在后，使反硝化残留物得以进一步去除，提高了处理水水质；A段搅拌，使污泥悬浮，而避免DO的增加。O段的前段采用强曝气，后段减少气量，使内循环液的DO含量降低，以保证A段的缺氧状态。（2）缺点：除磷率难于进一步提高，特别是单金水BOD值不高或废水中含磷量高时，即P/BOD值高时；若要提高脱氮效果，必须加大内循环比，因而加大了运行费用；另外，内循环液来自曝气池，含有一定的DO，使A段难以保持理想的缺氧状态，影响反硝化效果，脱氮率很难达到90%；污泥回流需用泵提升；在沉淀池内容易产生磷的释放现象，
11、特别是当污泥在沉淀池内停留时间较长时，应注意及时排泥和回流。1.2.2.2 生物膜法（1）特点：有机物和营养物质的高速度和高效率去除；良好的产水水质；固体物质完全去除，优良的消毒特性；占地面积小，节约土地面积和土建费用，可根据处理水量不同任意组合；投资成本比较高；管理运行费用高；原水预处理要求高；易于操作，高效可靠运行。1.2.2.3 BAF工艺(1) 优点：BAF工艺克服了污泥膨胀，处理效果稳定，运行管理简单，运行费用省；可以高效地用于污水处理，去除有机物和硝化，并可在同一池中实现反硝化；污水处理构筑物少，总停留时间短，占地面积小，投资省；污泥产量少，仅为普通曝气池剩余污泥量的50 60；污
12、水处理厂的臭味小；耐冲击负荷能力强，特别适合于工业废水所占比例越来越高的现代城市污水处理。（2）缺点：需要定期进行反冲洗；对预处理要求高，在污水处理厂分配井前需投加絮凝剂以达到沉淀除磷效果；能耗相比其他工艺要略高，每千方水耗电约270度；系统水头损失大，运行费用较其他工艺高。1.2.2.4 ATBC(JSBC)法（1）优点：系统有机负荷高、处理效率高；BOD负荷最高达9000 mg/l ；BOD、COD、T-N、T-P、SS去除率均达到90%以上；占地面积小、易实现自动控制；JSBC装置具有集成性和可移动性，安装方便，易实现自动化控制；无需除臭装置，节省投资成本；动力消耗和运行成本低：AT-B
13、C装置运行功率只有2.2kw，溶解氧要求使风机功率及总运行费用降低；污泥产生量小且可回收利用，污泥量相当于常规活性污泥法处理系统的5070%，污泥脱水性好可回收。（2）缺点：造价成本高，一次性投资费用高；调试周期长；对重金属处理能力很差。1.3 所选工艺该设计要求处理工艺既能有效地去除BOD、COD、SS等，又能达到同步脱氮除磷的效果。进水水质浓度和对出水水质的要求是选择除磷脱氮工艺的一个重要因素。对于大部分城镇污水，为了达到排放标准，应该选用具有除磷和硝化功能的处理工艺。由于进水水量较小，应为中小型污水厂规模，根据进水水质、出水水质要求知，所给水质元素含量均较低，很容易达到进水水质指标，根据
14、各处理工艺的优缺点，综合考虑各项因素，本设计拟采用ATBC ( JSBC )工艺。2 技术路线（1）预处理段：JS-BC工艺不设初沉池，污水经粗格栅、机械细格栅简单去除大颗粒农村生活垃圾之后，直接进入预沉调节池。（2）污水通过自流进入预沉调节池，预沉调节池起到两方面的作用：一是调节污水的水质水量，保证进入后续处理系统的水质水量的稳定性。二是可对污水中比重较大的杂质和悬浮物预先沉降，降低对后续处理设施的冲击。预沉调节池中沉降的污泥通过污泥提升泵提入污泥池进行浓缩储存。经预沉后的污水由污水提升泵提升至原水水计量槽后自流进入处理系统中心装置JSBC装置，计量槽起到对进入JSBC装置的污水流量计量和调
15、节作用。污水在JSBC装置中靠优势培养的Bacillus菌的强降解作用进行兼好、好氧、厌氧处理，充分降解污水中的BOD、COD等有机物质和富营养化物质N和P。JSBC装置处理后的污水自流进入后端的曝气池，依靠Bacillus菌的强降解作用进一步进行生化处理，同时污水在曝气池和JSBC装置内进行内循环，进一步激活Bacillus菌，保持生化系统中充足的活性菌种，提高对污水的处理能力。生化后泥水混合物自流进入二次沉淀池，进行泥水分离，去除污水中的颗粒物。二次沉淀池中的污泥一部分回流至JS-BC装置，一部分回流至曝气池，增加生化系统中菌种含量，保证生化系统中足够的活性污泥浓度，剩余污泥由污泥提升泵提
16、至污泥池进行浓缩储存。泥水分离后，上清液自流进入消毒池，依靠紫外线杀菌灭菌的作用，消除污水中的细菌、病原体等有毒物质。消毒池出水中各种污染物和有毒物质已达到地表排放要求，自流进入清水池进行缓冲，清水池中处理水由清水泵提升至在线监测井，对水质进行监测，达标后自流进入河流。污泥池中储存污泥中不含任何化学药剂，进过脱水后可用于农田肥料使用。（3）JS-BC工艺流程图如图1-1所示：曝气设备机械细格栅池进水 回流JSBC装置预沉调节池二次沉淀池曝气池 经紫外消毒后出水 污泥浓缩池 沉淀污泥 剩余污泥 上清液 污泥回流污泥脱水污泥外运 水线 气线 泥线图1-1 JS-BC污水处理工艺流程简图3 各时间段
17、的具体安排第一周第三周 毕业实习第四周 阅读相关参考文献、撰写开题报告第五周 污水处理站方案论证第六周 物料核算第七周第九周 污水处理构筑物设计计算、主要设备选型、校核第十周 污水处理厂的平面布置和高程布置第十一周 绘制图纸第十二周 技术经济分析第十三周第十四周 整理设计说明书、计算书并撰写毕业论文第十五周 送审、答辩最终成果描述：完成设计任务书下达的各项任务，完成规范的本科毕业设计。其中包括：单独完成的设计说明书、计算书、设计图纸各一份。本研究（设计）项目的背景、意义和应用前景，国内外研究（设计）概况，发展趋势，立论依据，本项目的特色或创新之处，研究（设计）方案的可行性分析和已具备的研究（设
18、计）条件以及主要的参考文献、软件等）：1 本研究项目的背景意义和应用前景近年以来，随着我国城市化进程的加快，我国农村人口也大幅度减少。虽然如此，但是农村人口依旧是一个庞大的数目，据2010年第六次全国人口普查统计，居住在农村的人口为人。庞大的人口在生活过程中排放的污水量也是一个庞大的数字，如果农村污水人均排水量按5060L/d.人计算，全国居住在农村的人口每天产生的污水量将达到335亿L/d。因此，农村环境的治理是一个关乎国计民生的大问题。农村环境连片整治是以解决区域性突出环境问题为目的，对地域空间上相对聚集在一起的多个村庄实施同步、集中整治、使环境问题得到有效解决的治理方式。围绕“清洁水源、
19、清洁田园、清洁家园、清洁能源”的建设目标，采取“抓点、带线、促面”的方式，通过2010年-2012年三年整治示范项目实施，使农村饮用水源地得到全面保护，农村生活污水、生活垃圾和畜禽养殖废弃物得到有效处理，农村突出环境问题得到有效解决，农村清洁能源、综合利用和生态环境建设积极推进，农村环境管理体制和长效机制健全完善，农村环境意识显著提高，示范区域环境质量明显改善，在农村环境体制建设、政策机制创新、农村环境实用技术推广等方面形成典型示范经验。因此，大力发展农村环境连片整治事业，特别是农村生活污水的处理中具有广阔的前景。 自2007年青海洁神环境能源产业有限公司在西宁市以BOT的形式，以JSBC工艺
20、成功运营了国内系统最完善的日处理200 t/d 的餐厨垃圾处理项目。该工艺已运用于杭州天子岭垃圾填埋场1500 t/d 垃圾渗滤液处理项目中。而在日本和韩国，该工艺已经成为了很多家污水处理厂的首选，如：釜山生谷（BUSAN SAENG GOK） 垃圾渗滤液处理厂、釜山粪尿污水无臭处理厂、LOTTE HAM屠宰废水处理厂（韩国）等。JSBC工艺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方面均有明显的优点，具有广大的市场和广阔的应用前景。2 国内外研究（设计）概况及发展趋势自1954年德国建立第一座生物转盘污水厂后，在欧洲已有上千座，发展迅速。我国自20世纪70年代开始进
21、行研究，在印染、造纸、皮革和石油化工等行业的工业废水处理中得到应用，效果较好。本设计拟选用的JS-BC工艺是对传统的生物转盘法的改进，该系统可广泛的应用于城市生活污水，填埋场的垃圾渗滤液，屠宰厂废水，食品加工厂废水，餐厨垃圾废水粪便处理费水等项目的新建，现有污水处理厂的扩能改造和提表改造。到2012年为止，该工艺已运用在日本和韩国的多座污水处理厂中，如垃圾渗滤液、餐厨垃圾的处理等。而在我国，青海洁神环境能源产业有限公司于2007年在西宁市以BOT的形式，成功建设并运营了国内系统最完善的日处理200 t 的餐厨垃圾处理项目。该工艺已运用于杭州天子岭垃圾填埋场1500 t/d 垃圾渗滤液处理项目中
22、。JS-BC工艺（原名AT-BC工艺，青海洁神环境能源产业有限公司独占性引进后改名为JS-BC）由日本SEC公司首先开发。JS-BC系统是在转盘式生物反应器的基础上改进而成的高效处理系统，该系统由优化培养的Bacillus菌和JSBC装置（立体旋转网状接触体装置）有效组合而成。JSBC系统可实现一般生化处理工艺无法处理的有机性高浓度废水无稀释处理，且有效解决了除氮、磷和消除恶臭等诸多污水处理难题，是具有划时代意义的污水处理新技术。但是，JS-BC工艺初期投资成本很高，对于中小型的污水处理厂是一个严峻的考验，但是在运营过程中，该工艺却有着很大的优势，如：选用设备和构筑物简单易建造、处理成本低、处
23、理效率很高运行稳定可靠等。JS-BC工艺在日本、韩国两国已经有较成熟的经验，但我国的污水特性和水质环境与国外明显不同，既使在国内，各地的情况也相差较大，因此有必要深入JS-BC工艺，不断进行改进和创新，解决其具体的原理问题，并逐渐开发出适合不同污水水质和不同处理要求的JS-BC工艺和设计参数，使这种高效低能耗、运行稳定可靠的污水处理方法在我国的污水处理事业中充分发挥作用。3 立论依据（1）中华人民共和国环境保护法（1989年12月）（2）中华人民共和国水污染防治法（2008年2月）（3）城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）（4）环境工程设计手册（废水卷）（2000年4月）（
24、5）室外排水设计规范（GB50013-2003）（6）污水综合排放标准（GB8978-1996）（7）城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）（8）给水排水设计手册（2002年1月）（9）环境工程手册（水污染防治卷）（1996年）通过查阅大量文献，结合现有利用JS-BC工艺进行城市生活污水处理的实例发现，JS-BC工艺是一种稳定、高效的污水处理工艺，具有初期投资费用高、运营成本低、能耗低、运行稳定等优点，且比较容易在已经建成的基础上通过工艺改进进一步提高污水处理能力，出水水质比较容易达到国家城市污水排放标准城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）之出水水质要求。
25、4 本项目的特色和创新JS-BC污水处理工艺是一种新型的污水处理工艺，是对传统生物转盘方式的改进和提高。JS-BC工艺技术先进、处理成本低；对有机底物去除效率高，具有优良的污染物去除效果，极强的耐冲击负荷能力；有较好的脱氮除磷效果；系统运行稳定，有良好的脱氮除磷效果，运转费用较低。该工艺将大幅度减少占地面积，与传统的生物转盘法相比，该工艺在最大程度上改进和提高了传统的生物转盘方式，其核心部分是回转体，JSBC工艺中的回转体的实用寿命大幅度提高。JSBC装置转盘一半浸没在污水中，转动过程中载体在有氧状态和缺氧状态交替出现，装置在高效去除COD和BOD的同时，还可以有效的去除氮和磷。从生物学角度而
26、言，DO在0.5 mg/L 时除磷效果最好，而Bacillus菌的最好生长条件是DO值在0.11.0 mg/L 。5 可行性分析5.1 技术可行性JS-BC工艺操作简单，技术先进，与其它高级处理工艺相比，有节能、工艺稳定性高等优点。韩国釜山生谷（BUSAN SAENG GOK） 垃圾渗滤液处理厂、韩国釜山粪尿污水无臭处理厂、韩国LOTTE HAM屠宰废水处理厂、杭州天子岭垃圾填埋场1500 t/d 垃圾渗滤液处理项目等均采用此污水处理工艺，处理试验结果表明，JSBC系统的BOD负荷最高可达9000 mg/L ，切BOD去除率保持在93%以上。而且COD、TN、TP、SS等的去除率均达到90%以
27、上。JSBC系统中MLSS浓度最高可达15000 mg/L ，正常运行值为900014000 mg/L ，普通废水处理MLSS浓度在20005000 mg/L。按照所给进水水质指标，运用JS-BC工艺进行污水处理，很容易达到要求出水水质指标，故所选工艺技术可行。5.2 经济可行性JS-BC处理系统出水无明显的臭味，无需安装除臭装置，减少了成本投入。应用于垃圾渗滤液项目，出水达国家一级B排放标准，JS-BC处理系统段成本投入约为4万元/吨。动力消耗和运行成本低：JS-BC装置运行功率只有2.2kw，较低的溶解氧要求使风机功率及总运行费用降低。应用于垃圾渗滤液项目，出水达国家一级B排放标准，JS-
28、BC处理系统段运行成本约为3.74.6元/吨。我国建设污水处理厂过程中，往往因为所选工艺不适宜，导致浪费大量经费，而JSBC工艺可先进行中试，如果中试效果良好，再决定工艺的选择，所以具有很大的操作空间。而且在运营过程中，跟其他工艺相比较，特别是跟常规标准活性污泥法相比较，在设备面积、曝气槽容量、消耗电量等方面具有很大的优势，其建设总投资也低于生物滤池法（1万吨/天市政污水处理项目：JSBC:1000元/吨.天，生物滤池法：1320元/吨.天）。5.3 管理可行性污水处理设备采用全自动可编程序控制系统，实现自动化控制，无需配备专管人员，其主要设备实行PLC控制，如自控出现问题，可立即转为手动控制
29、。管理上不存在困难。5.4 可操作性JS-BC工艺稳定，设备简单，易于操控，易于改进和创新。在我国所采用的传统的处理工艺中，特别是传统的生物转盘法中，传统的生物转盘回转体由于长时间浸泡在污水中，其材料寿命较差，容易损坏，而且附着在回转体上的生物层容易脱落，从而导致其处理能力低下。JS-BC装置的回转体是一种特殊材料制成的空间网状结构，其生物附着量是一般回转体的900倍，JS-BC30型的生物附着量是3.3吨（一般回转圆盘是5-10kg）。JS-BC装置回转体是空隙率95-98%的丝网状态，污水和空气的流入量极高，回转体保持良好的通气状态，使Bacillus菌活化，菌体繁殖速度很快，菌量是水槽保
30、有量的4倍（40000与10000mg/L）。如果把我国传统的污水处理厂的工艺改成JS-BC工艺就能较大幅度提高污水处理厂的处理效率，延长污水处理厂的使用寿命。日本和韩国的生产性实践已经证明此法行之有效，改造投资时一次性投资成本很高，但运行费用很低，经济效益显著。原项目的改扩建可直接在其构筑物上部安装JSBC装置，只保留格栅、预沉调节池、曝气池及二沉池。回流系统也可保留。总体来说，JS-BC工艺技术先进、工艺成熟、可操作性强；对有机底物去除效率高，具有优良的污染物去除效果及除臭效果，极强的耐冲击负荷能力；有较好的脱氮除磷效果；系统运行稳定，系统的占地面积极少，是传统活性污泥法处理系统占地面积的60%，且具有集成性和可移动性，安装方便，易于实现自动控制，有良好的脱氮除磷效果和投资及运转费用较低等，是一种适合目前中国国情的城镇污水处理技术。6 参考文献1 李莎,王凯. 生物转盘处理城镇污水的试验研究J.工业用水与废水,2010(0