开题报告参考·吴江平望镇污水处理厂工程设计

1、毕业设计(论文)开题报告（适用于工科类、理科类专业）课题名称吴江平望镇污水处理厂工程设计副标 题学院（系）环境科学与工程学院专业环境工程学生姓名杨露学号091464 2013年3月8 日 目录 HYPERLINK l bookmark0 一、毕业设计（论文）的课题背景（含文献综述）2 HYPERLINK l bookmark1 1.1 项目背景及建设必要性2 HYPERLINK l bookmark2 1.2 国内外城镇污水处理概况3 HYPERLINK l bookmark3 主流生物处理工艺活性污泥法3 HYPERLINK l bookmark4 其他生物处理工艺16 HYPERLINK

2、l bookmark5 国内外污水处理厂现状17 HYPERLINK l bookmark6 我国污水处理未来方向展望19 HYPERLINK l bookmark7 二、毕业设计（论文）方案介绍（主要内容）20 HYPERLINK l bookmark8 2.1 毕业设计（论文）的要求与数据20 HYPERLINK l bookmark9 设计依据20装 HYPERLINK l bookmark10 设计原则21 HYPERLINK l bookmark11 设计工作程序21 HYPERLINK l bookmark12 设计水质水量与排放标准22 HYPERLINK l bookmark1

3、3 设计要求23订 HYPERLINK l bookmark14 工程条件24 HYPERLINK l bookmark15 2.2 主体工艺方案比选24 HYPERLINK l bookmark16 原污水水质分析24 HYPERLINK l bookmark17 生物处理工艺选择25线 HYPERLINK l bookmark18 改良 A2/O 活性污泥法28 HYPERLINK l bookmark19 深度处理工艺选择29 HYPERLINK l bookmark20 污泥处理工艺选择31 HYPERLINK l bookmark21 除臭工艺选择32 HYPERLINK l boo

4、kmark22 2.3 工艺流程33 HYPERLINK l bookmark23 2.4 工艺流程说明34 HYPERLINK l bookmark24 进水泵房34 HYPERLINK l bookmark25 预处理部分34 HYPERLINK l bookmark26 生物处理部分36 HYPERLINK l bookmark27 深度处理部分37 HYPERLINK l bookmark28 紫外消毒池和出水泵房37 HYPERLINK l bookmark29 三、毕业设计（论文）的主要参考文献39 HYPERLINK l bookmark30 四、审核意见40一、毕业设计（论文）

5、的课题背景（含文献综述） 项目背景及建设必要性苏州市吴江区平望镇位于苏、浙、皖、沪三省一市的中心，东距上海 95 公里，西距湖州 55公里，南距嘉兴 30 公里，北距苏州 35 公里。318 国道、227 省道、苏嘉杭高速、沪苏浙高速、盛泽震泽公路以及在建的松陵盛泽快速干道在镇区汇合贯通，京杭大运河、长湖申线、太浦河在镇郊交叉流过，有效地连结长江三角洲中最富裕的苏、锡、常地区和杭、嘉、湖地区，既是整个华东地区重要的水陆交通枢纽，也是“苏杭天堂走廊”上的一颗明珠。平望镇行政区域面积133.5 平方公里，其中市镇面积 平方公里。拥有耕地总面积 42500 亩，其中旱地面积 4200 亩，水面 15

6、000 亩。在册人口 5.5 万人，其中农业人口 3.7 万人，非农人口 1.8 万人，另有外来常住人口、流动人口万余人。平望镇属太湖流域，辖区内河道纵横，河、湖、荡环绕，水域面积占总面积的 36%，是典型 装的江南水乡。作为全镇经济主要支柱的工业经济，已形成以纺织、轻工、体育用品、地毯为主导，以新型建材、机械制造、玻璃钢制品、压力容器为辅助的完整行业体系。平望镇着力推进农业标准化建设，加快无公害、绿色农产品标准化和农产品品牌建设。农业生产继续保持稳产高产，有效地巩固了地方经济和社会发展的基础地位。随着产业结构调整，第三产业在全镇国民生产总值 订的比重逐年提高。苏州玫瑰园花卉市场、吴江粮食批发

7、市场和副食品批发市场等专业市场交易红火，莺湖商贸旅游区已经初步形成。以旅游带动商贸，商贸促进旅游的互动优势也正不断显现。吴江市城镇排水的城镇排水系统项目工程一期工程从 2010 年 12 月正式开始启动，整个工程建设范围将实行雨污分流的排水体制，项目实施后将对吴江市区范围内水系的水质改善 线和环境保护起到积极的作用。城镇排水系统项目工程由松陵镇、平望镇、横扇镇、震泽镇和桃源镇共 5 个镇组成，总投资约 20.4 亿元，建设周期 3 年，具体项目包括新建污水处理厂 4 座，扩建污水厂 1 座，新建 DN300 以上污水管道总计 372 公里，建设提升泵站 37 座。遵照国家环保总局关于太湖流域水

8、环境综合整治的指示，根据吴江市平望镇环境保护规划报告第十章、第十一章的规划要求，决定建设吴江市平望镇污水处理厂，集中收集、联合处理城镇中居民生活污水和部分工业废水，经处理达标后排入水体，以保证地表水水质，确保经济发展与环境保护相协调，促进经济持续发展。要求处理后的出水达到太湖地区城镇污水处理厂及重点工业行业主要水污染物排放限值（DB32/1072-2007）和城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）一级 A 标准（优先满足 DB32/1072-2007）。工程设计规模：近期（2015 年）1.0104m3/d，远期（2020 年）2.0104m3/d。平望镇污水处理厂的建设对改

9、善区内投资环境、降低企业生产成本创造了有利条件。对净化 城市环境，合理利用水资源有着重要的意义。本项目毕业设计的内容包括提出污水处理厂污水、污泥处理工艺方案、进行扩初设计和部分处理单元的施工图设计。 国内外城镇污水处理概况随着全球城镇化进程的加快，中小城镇普遍面临水资源污染、环境恶化的趋势。至 2010 年我国城镇化率已达 46.6%，城镇化规模居世界第一位。中小城镇排放的污水一般由居民日常生活、餐饮服务业、轻工业和手工业生产以及公共卫生服务设施排放的污水组成，污染物质主要有 SS、COD、BOD、总氮、总磷、动植物油和粪大肠杆菌群。城镇城市污水中 50%以上是生活污水，工业废水以农产品加工的

10、废水为主，水中基本不含重金属和有毒有害有机物质，但是氮、磷的含量较高1。根据城镇污水的特点，目前国内外多采用生物处理为主，辅以物理、化学方法的技术处理城镇污水。污水生物处理是利用自然界中广泛分布的个体微小、代谢营养类型多样、适应能力强的微生物的新陈代谢作用，对污水进行净化处理的方法。污水生物处理方法是建立在环境自净作用装基础上的人工强化技术，其意义在于创造出有利于微生物生长繁殖的良好环境，增强微生物的代谢功能，促进微生物的繁殖，加速有机物的无机化，增进污水的净化进程2。但现在一些中小城镇的排水系统不健全，采用合流式排水体制居多，致使大量雨水流入和地下水渗入，降低了污水中的有机物浓度，这在一定程

11、度上增加了污水生物处理的难度。订1.2.1 主流生物处理工艺活性污泥法活性污泥法是以活性污泥为主体的污水处理法，它于 1914 年在英国曼切斯特市建成实验厂以来，已有八十多年的历史。随着工程实践中的应用和不断改进，特别是近三十多年来，在对其生物反应和进化机理进行广泛深入研究的基础上，活性污泥法得到了很大发展。活性污泥法最基 线本流程是向污水中注入空气进行曝气，并持续一段时间后，污水中即生成一种絮凝体，这种絮凝体主要由大量繁殖的微生物群体所构成，它易于沉淀分离，并使污水得到澄清，这就是“活性污泥”。它的主要构筑物是曝气池，曝气池需注入空气进行曝气，使污水与活性污泥充分混合接触，并提供混合液以足够

12、的溶解氧，在好氧状态下，污水中的有机物被活性污泥中的微生物群体分解而得到稳定，然后混合液进入二沉池，在二沉池中，活性污泥与澄清液分离后，一部分会流到曝气池进行接种，澄清液则溢流排放，在整个处理过程中，活性污泥不断增长，有一部分活性污泥需要从系统中排出。活性污泥法处理流程包括曝气池、沉淀池、污泥回流及剩余污泥排除系统等部分组成，其基本流程3如图 1-1 所示。图 1-1 活性污泥法基本流程20 世纪 80 年代以前，污水处理过程主要以去除有机污染物为主要目的，但随着排放水体的富营养化加剧和排放要求的不断提高，在近几年中，高效生物脱氮除磷的污水处理工艺得到了越 装来越广泛的应用。生物脱氮过程一般要

13、完成从 NH3-N 氧化为 NOX-N，及将 NOX-N 还原为 N2 的过程。在流程中必须具备氨氮硝化的好氧区或好氧时间段，好氧区的水力停留时间和污泥龄必须满足氨氮硝化的要求，同时还应具备缺氧区或缺氧时间段以完成生物反硝化过程，在缺氧区不仅需要供给硝 订酸盐溶液，还需要提供碳源作为反硝化过程的电子供体。生物除磷过程需设置厌氧区和好氧区，同时活性污泥需要不断经过厌氧区磷释放和好氧区磷吸收，通过排除经过好氧区以后富含磷的污泥使污水中磷得以有效去除。生物除磷的厌氧过程对污水中碳源的品质和数量有更高的要求，最理想的碳源为挥发性脂肪酸，其次为易发酵的有机物。 线目前，城镇污水处理厂一般需同时考虑脱氮除

14、磷问题，流程中需要同时设置厌氧区、缺氧区和好氧区，因此，活性污泥法是国内外城镇污水处理厂采用的主流工艺，而活性污泥法的几种主要形式包括 A2/O、倒置 A2/O 或改良 A2/O、氧化沟（Carrousel、Orbal、交替式氧化沟、一体化氧化沟等）、UNITANK、SBR（CASS、DAT-IAT、ICEAS、MSBR 等）。活性污泥法部分工艺及其特点2-4如表 1-1 所示。表 1-1 活性污泥法主要工艺分类表类型具体工艺优点缺点A2/O推流式倒置 A2/O活性 污泥法装改良 A2/O同时脱氮除磷；反硝化过程为硝化提供碱度；反硝化过程同时去除有 机物；污泥沉降性能好同时脱氮除磷；厌氧区释磷

15、无硝酸 盐的干扰；无混合液回流时，流程 简捷，节能；反硝化过程同时去除 有机物；好氧吸磷充分； 污泥沉降性能好减少了进入厌氧区的硝酸盐量，提 高了除磷效率；对有机物浓度偏低 的污水，除磷效率有所改善；脱氮 效果好回流污泥含有硝酸盐进入厌氧区，对除磷效果有影响；脱氮受内回流 比影响；聚磷菌和反硝化菌都需要 易降解有机物 厌氧释磷得不到优质易降解碳源； 无混合液回流时总氮去除效果不高增加预反硝化池，系统较为复杂订Bardenpho除磷效果好，停留时间长构筑物较多、运行繁琐、成本高 卡鲁塞尔氧化沟线氧化奥贝尔 沟氧化沟交替式氧化沟序批CASS式活MSBR性污UNITANK泥 法混合液内回流无需内回流

16、泵，可节省一定的能耗；反硝化效果好，总 氮去除量高投资较省，处理效率高、可靠性好、 管理方便、运行维护费用低；脱氮 效果好；适用于中小规模污水处理 厂可获得优质的出水和稳定的污泥， 不需要设置污泥回流系统 可同时脱氮除磷；静置沉淀可获得 低 SS 出水；耐受水力冲击负荷；操 作灵活性好采用表面曝气机，池深浅，池体占地面积大除磷效率不够高，要求除磷时还需 增加厌氧池曝气转刷利用率较低，可有多种组 合形式 同时脱氮除磷时操作复杂；滗水设 施的可靠性对出水水质影响大；设 计过程复杂；自动化程度高，维护 要求高（1）A2/O 工艺A2/O 工艺是英文 anaerobic-anoxic-oxic 第一个

17、字母的简称，在一个处理系统中同时具有厌氧 区、缺氧区、好氧区，能够同时做到脱氮除磷和有机物的降解，其工艺流程图如图 1-2 所示。图 1-2 A2/O 工艺流程装污水进入厌氧区，兼性厌氧发酵菌在厌氧环境下将污水中的可生物降解的大分子物质转化为VFA 等这类小分子的发酵中间产物。聚磷菌将体内储存的聚磷酸盐分解释放，同时放或许能量供专性好氧的聚磷微生物在厌氧的环境中维持生存，剩余部分能量则可供聚磷菌从环境吸收 VFA一类易降解的有机基质所需，并以 PHB 形式储存。因此厌氧池中，污水中的 BOD5、COD 均有订下降，细胞的合成代谢消耗部分氨氮，NOX-N 浓度基本保持不变，TP 含量上升。污水进

18、入缺氧区，反硝化细菌利用好氧区回流的硝酸盐及污水中的碳源进行反硝化，有同时脱氮除磷去碳的作用，NOX-N 浓度急剧下降，同时 BOD5、COD 均下降。在好氧池中，有机物被微生物生化降解，浓度继续下降，有利于自养硝化细菌的生长，有机线氮被氨化继而被硝化， NH4-N 浓度显著下降，但随着硝化过程使 NOX-N 浓度增加。排放的剩余污泥中含有大量的磷和聚磷细菌，出水的 P 含量降低。A2/O 工艺特性曲线如图 1-3 所示。图 1-3 A2/O 工艺特性曲线该工艺流程简洁，污泥在厌氧、缺氧、好氧环境中交替运行，丝状菌不能大量繁殖，污泥沉 降性能好。不过该工艺需要注意的问题是，进入沉淀池的混合液通

19、常需要保持一定的溶解氧浓度， 以防止沉淀池中反硝化和污泥厌氧释磷，但这会导致回流污泥和回流混合液中存在一定的溶解氧，回流污泥中存在的硝酸盐对厌氧释磷过程也存在一定影响，同时，系统所排放的剩余污泥中，仅有一部分污泥是经历了完整的厌氧和好氧过程，影响了污泥的充分吸磷。而且系统污泥龄因为兼顾硝化菌的生长而不可能太短，导致除磷效果难于进一步提高。处理系统的负荷在 BOD5/(kg MLVSSd)以上且进水 BOD5/TN 比45 时，采用 A2/O 工艺可以获得较好的除磷脱氮效果。（2）倒置 A2/O 工艺为进一步提高脱氮除磷效果和节约能耗，A2/O 有多种变形和改进的工艺流程，倒置 A2/O 即为其

20、中一种，在我国一些大、中型城镇污水处理厂的建设和改造工程中得到了较为广泛的应用。其工艺流程如图 1-4 所示。 装 订图 1-4 倒置 A2/O 工艺流程线该工艺的特点是：采用较短时间的初沉池，使进水中的细小有机悬浮固体有相当一部分进入生物反应器，以满足反硝化菌和聚磷菌对碳源的需要，并使生物反应器中的污泥能达到较高的浓度；整个系统中的活性污泥都完整地经历过厌氧和好氧的过程，因此排放的剩余污泥中都能充分地吸收磷；避免了回流污泥中的硝酸盐对厌氧释磷的影响；由于反应器中活性污泥浓度较高，从而促进了好氧反应器中的同步硝化、反硝化，因此可以用较少的总回流量（污泥回流和混合液回流）达到较好的总氮去除效果。

21、（3）改良 A2/O 工艺改良 A2/O 脱氮除磷工艺（即预反硝化厌氧缺氧好氧活性污泥法）5，是在传统的 A2/O工艺的厌氧池之前增设了回流污泥预反硝化区，达到提高生物除磷效果的目的。传统的 A2/O 工艺当回流污泥进入厌氧池时，由于携带硝态氮进入厌氧池，将优先夺取污水中易生物降解的有机 物，使聚磷菌失去竞争优势，影响了生物除磷效果。改良 A2/O 法的改进原理是将来自二沉池的 回流污泥和部分进水（10%15%）首先进入预反硝化区（另外一部分进水直接进入厌氧池），微生物利用进水中的有机物作碳源进行反硝化，去除由回流污泥带入的硝酸盐，消除了硝态氮对厌 氧除磷的不利影响，提高了系统的生物除磷能力。

22、其基本工艺流程如图 1-5 所示。图 1-5 改良 A2/O 工艺流程图改良 A2/O 工艺系统一般有四个相对独立的分区，即反硝化区、厌氧区、缺氧区、好氧区。装可根据不同的处理目标，调整进水方式和流量，使整个系统的去除能力得到提高。预反硝化区的池型一般为推流式和循环式两种结构，配套的主要设备一般为搅拌器和推进器两种类型。（4）Bardenpho 工艺Bardenpho 工艺由两级 A/O 工艺共四段组成，各项反应都能在系统内反复进行了两次以上，订在进行硝化、反硝化的同时，具有良好的除磷效果，工艺流程如图 1-6 所示。与其他工艺相比，该工艺具有停留时间长，剩余污泥的含磷量高的特点，含磷量可达

23、4%6%。有资料报道，在处理工艺的四个反应段，水力停留时间分别为 3h、7h、4h、1h 的条件下，对进水 COD 为 350mg/L、TKN 为 81mg/L 的废水处理时，出水 COD 为 35mg/L、TKN 为 。该工艺的缺点是工艺流线程长、构筑物多、运行繁琐、成本高。图 1-6 Bardenpho 工艺流程图（5）卡鲁塞尔氧化沟氧化沟是活性污泥法的发展，在氧化沟系统中，通过转刷（或转盘和其他机械曝气设备）， 使污水和混合液在环状的渠内循环流动，依靠转刷推动污水和混合液流动以及进行曝气。混合液 通过转刷后，溶解氧浓度被提高。随后，在渠内流动过程中又逐渐降低。氧化沟通常以延时曝气的方式运

24、行，水力停留时间为 1024h，污泥泥龄为 2030d。通过设置进水、出水位置；污泥回 流位置；曝气设备位置可以使氧化沟完成硝化和反硝化功能。氧化沟结合推流和完全混合的特点， 有利于克服短流和提高缓冲能力，具有明显的溶解氧浓度梯度，特别适用于硝化-反硝化生物处理工艺，且整体功率密度较低，可节约能源。氧化沟的基本工艺流程如图 1-7 所示。 装图 1-7 氧化沟基本工艺流程目前，国内外使用的氧化沟6类型较多，其中卡鲁塞尔氧化沟是应用最为广泛的。最初的普通卡鲁塞尔氧化沟工艺中污水直接与回流污泥一起进入氧化沟系统。表面曝气机使混合液中溶解 订氧 DO 的浓度增加到大约 23mg/L。在这种充分掺氧的

25、条件下，微生物得到足够的溶解氧来去除 BOD；同时，氨也被氧化成硝酸盐和亚硝酸盐，此时，混合液处于有氧状态。在曝气机下游，水流由曝气区的湍流状态变成之后的平流状态，水流维持在最小流速，保证活性污泥处于悬浮状态（平均流速s）。微生物的氧化过程消耗了水中溶解氧，直到 DO 值降为零，混合液呈缺 线氧状态。经过缺氧区的反硝化作用，混合液进入有氧区，完成一次循环。该系统中，BOD 降解是一个连续过程，硝化作用和反硝化作用发生在同一池中。由于结构的限制，这种氧化沟虽然可以有效的去处 BOD，但除磷脱氮的能力有限。为了进一步提高卡鲁塞尔型氧化沟的脱氮效果和稳定性，DHV 公司和美国的 EIMCO 公司在原

26、卡鲁塞尔型氧化沟系统的基础上又开发了卡鲁塞尔 2000 型氧化沟系统。卡鲁塞尔 2000 型氧化沟由于其特殊的预反硝化区的设计（占氧化沟体积的 15%），在缺氧条件下进水与一定量的混合液混合（量的大小可通过内部回流控制阀调节）；剩余部分（体积的 85%）包括好氧和缺氧区，用于进行同时硝化反硝化，也用于磷的富集吸收。每座卡鲁塞尔 2000 型氧化沟中配有相当数量的表曝机，实现沟内水体的推流、混合和充氧。系统的供氧量可以通过控制沟内表曝机运行台数的多少进行调节，另外从节能的角度考虑，每座沟中还装有一定数量的推进 器用于保证混合液具有一定的流速，以防止污泥在进水有机物含量低的情况下发生沉淀。卡鲁塞

27、尔 2000 型氧化沟系统示意如图 1-8 所示。（6）奥贝尔氧化沟图 1-8 卡鲁塞尔 2000 型氧化沟示意图奥贝尔氧化沟又称同心沟型氧化沟，池型为圆形或椭圆形，目前实际应用多为三个相对独立装的同心椭圆形沟道组成。污水通常由外沟道进入沟内，然后依次进入中间沟道和内沟道，最后经中心岛流出，至二次沉淀池。其中外沟道容积达 50%70%，处于低溶解氧状态，主要的有机物氧化及 80%的脱氮均在外沟道完成；内沟道体积约为 10%20%，维持较高的溶解氧（2mg/L）。该工艺具有投资省、处理效果高、可靠性好、管理方便和运行维护费用低等优点。当脱氮要订求较高时，可以增设内回流系统（由内沟道回流到外沟道）

28、，提高反硝化程度。奥贝尔氧化沟脱氮效果很好，但除磷效率不够高，要求除磷时还需增设厌氧池。作为较优化的工艺之一适用于中小规模的污水处理厂。其系统示意图如图 1-9 所示。 线图 1-9 奥贝尔氧化沟系统示意图（7）交替式氧化沟交替式氧化沟是 SBR 工艺与传统氧化沟工艺组合的结果，最早由丹麦 Kruger 公司开发。目前应用的主要有三种交替式氧化沟：VR 型、DE 型和 T 型，其主要工艺特征如表 1-2 所示，各类 型示意图如图 1-10 所示。表 1-2 交替式氧化沟的主要工艺特征类型处理对象系统中沟的数量各沟的功能分工设置单独的沉淀池 VR 型BOD5、SS、NH4-N2氧化、沉淀不需要D

29、E 型BOD5、SS、TN2氧化、反硝化需要DE 型BOD5、SS、TP2氧化/磷的吸收、反硝化需要T 型BOD 、SS、NH -N3氧化、沉淀不需要54T 型BOD5、SS、TN3氧化、反硝化、沉淀不需要 装 订 线图 1-10 VR 型、DE 型、T 型交替氧化沟示意图VR 型氧化沟是由一个池子组成，它以连续进水、连续出水方式运行。池中部为中心岛。整 个沟的工作体积分为两部分，分别交替用作曝气区和沉淀区，每个功能区的一端都设有由水流压 力封闭的单向活拍门，利用定时器，自动改变转刷的旋转方向，并通过沟内水流流向启闭活拍门，以改变沟中水流流动方向和各功能区的工作状态。由于构筑物中两个功能区反复

30、用来曝气和沉淀，因而无需污泥回流系统，通常一个完整的运行周期为 8h。DE 型氧化沟是在 VR 型氧化沟的基础上开发的，这种氧化沟与单独设立的沉淀池组成。氧化沟仅进行曝气（脱碳、硝化）和推动混合（反硝化），而沉淀过程在沉淀池中完成。这样提高了设备和构筑物的利用率。T 型氧化沟是以三条相互联系的氧化沟作为一个整体，每条沟都装有用于曝气和推动循环的转刷。因此，T 型氧化沟也常称为三沟式氧化沟。在三沟式氧化沟运行时，污水由进水配水井进行三条沟的进水配水切换，进水在氧化沟内，根据已设定的程序进行工艺反应。其中两条沟用于工艺反应（曝气和混合），另一条用作沉淀。 装交替式氧化沟系统实际上是单个氧化沟的不同

31、组合，根据使用情况还可以进行更多的组合，这也是交替式氧化沟系统的突出优点。（8）CASS 工艺CASS（Cyclic Activated Sludge System）是周期循环活性污泥法的简称，又称为循环活性污 订泥工艺 CAST（Cyclic Activated Sludge Technology），是在 SBR 的基础上发展起来的，即在 SBR池内进水端增加了一个生物选择器，实现了连续进水（沉淀期、排水期仍连续进水），间歇排水。设置生物选择器的主要目的是使系统选择出絮凝性细菌，其容积约占整个池子的 10%。生物选择器的工艺过程遵循活性污泥的基质积累再生理论，使活性污泥在选择器中经历一个高负

32、荷的吸 线附阶段（基质积累），随后在主反应区经历一个较低负荷的基质降解阶段，以完成整个基质降解的全过程和污泥再生。CASS 系统的基本结构是：在序批式活性污泥法（SBR）的基础上，反应池沿池长方向设计为两部分，前部为生物选择区也称预反应区，后部为主反应区，其主反应区后部安装了可升降的自动撇水装置。整个工艺的曝气、沉淀、排水等过程在同一池子内周期循环运行，省去了常规活性污泥法的二沉池和污泥回流系统；同时可连续进水，间断排水。在预反应区内，微生物能通过酶的快速转移机理迅速吸附污水中大部分可溶性有机物，经历一个高负荷的基质快速积累过程，这对进水水质、水量、pH 和有毒有害物质起到较好的缓冲作用，同时

33、对丝状菌的生长起到抑制作用，可有效防止污泥膨胀；随后在主反应区经历一个较低负荷的基质降解过程。CASS 工艺集反应、沉淀、排水、功能于一体，污染物的降解在时间上是一 个推流过程，而微生物则处于好氧、缺氧、厌氧周期性变化之中，从而达到对污染物去除作用， 同时还具有较好的脱氮、除磷功能。CASS 法工作原理如图 1-11 所示：在反应器的前部设置了生物选择区，后部设置了可升降的 自动滗水装置。其工作过程可分为曝气、沉淀、滗水、闲置四个阶段，周期循环进行。污水连续 进入预反应区，经过隔墙底部进入主反应区，在保证供氧的条件下，使有机物被池中的微生物降解。根据进水水质可对运行参数进行调整。 装图 1-1

34、1 CASS 工艺原理图CASS 系统运行时分为四个阶段：（1）曝气阶段：由曝气装置向反应池内充氧，此时有机污染物被微生物氧化分解，同时污 订水中的 NH3-N 通过微生物的硝化作用转化为 NO3-N。（2）沉淀阶段：此时停止曝气，微生物利用水中剩余的 DO 进行氧化分解。反应池逐渐由好氧状态向缺氧状态转化，开始进行反硝化反应。活性污泥逐渐沉到池底，上层水变清。（3）滗水阶段：沉淀结束后，置于反应池末端的滗水器开始工作，自上而下逐渐排出上清 线液。此时反应池逐渐过渡到厌氧状态继续反硝化。（4）闲置阶段：闲置阶段即是滗水器上升到原始位置阶段。.总的来说，CASS 工艺具有工艺流程简单、占地面积小

35、、投资较低、生化反应推动力大、沉淀效果好、运行灵活，抗冲击能力强、不易发生污泥膨胀、适用范围广，适合分期建设、剩余污泥量小，性质稳定等优点，但也要注意水量平衡、控制方式的选择、曝气方式的选择、排水方式的选择等问题。实践证明，CASS 工艺日处理水量小则几百立方米，大则几十万立方米，只要设计合理，与其它方法相比具有一定的经济优势。它比传统活性污泥法节省投资 20%30%，节省土地 30%以上。当需采用多种工艺串联使用时，如在 CASS 工艺后有其它处理工艺时，通常要增加中间水池和提升设备,将影响整体的经济优势，此时，要进行详细的技术经济比较，以确定采用 CASS 工艺 还是其它好氧处理工艺。（9

36、）MSBR 工艺MSBR（Modified Sequencing Batch Reactor）指的是改良式序列间歇反应器，是根据 SBR 技 术特点，结合传统活性污泥法技术,研究开发的一种更为理想的污水处理系统。MSBR 既不需要初沉池和二沉池，又能在反应器全充满并在恒定液位下连续进水运行。采用单池多格方式,结合了传统活性污泥法和 SBR 技术的优点。不但无需间断流量,还省去了多池工艺所需要的更多的连接管、泵和阀门。实践表明，MSBR 是一种可连续进水、高效的污水处理，且简单、容积小、易于实现计算机自动控制。在较低的投资和运行费用下，能有效地去除含高浓度 BOD5、TSS、氮和磷的污水，系统在

37、低 HRT、低 MLSS 和低温情况下，也具有优异的处理能力。MSBR 反应器由三个主要部分组成：曝气格和两个交替序批处理格。主曝气格在整个运行周期过程中保持连续曝气，而每半个周期过程中，两个序批处理格交替分别作为 SBR 和澄清池。其平面布置图如图 1-12 所示，系统原理图如图 1-13 所示7。 装 订 线图 1-12 MSBR 平面布置图图 1-13 MSBR 系统原理图原水经格栅、沉砂池等预处理设施处理后首先进入厌氧池，同回流污泥混合并完成微生物的 释磷后，混合液进入主曝气池。主曝气池是连续曝气供氧，在好氧环境中，微生物进行过量吸磷，同时在主曝气池完成有机物的降解和氨氮的硝化。然后混

38、合液分别进入两个序批池 SBR1 和 SBR2。SBR1 和 SBR2 交替地充当反应池和沉淀池而处于反应阶段和沉淀出水阶段。反应阶段可 以设置为缺（厌）氧搅拌、好氧曝气和静止沉淀 3 个过程，在此阶段完成脱氮过程。当 SBR1 处于反应阶段的前两个过程时，开启回流泵，形成“主曝气池SBR1泥水分离池缺氧池厌氧池（泥水分离池的上清液回流到主曝气池）”的污泥回流，回流混合液流经 SBR1 时，经历了缺氧搅拌和好氧曝气阶段，进行反硝化及进一步硝化，然后混合液进入缺氧区进一步反硝化，随后进入泥水分离池进行沉淀，经过泥水分离后，浓缩污泥进入厌氧池与原污水混合。而含硝酸盐氮的上清液被泵送入主曝气区。当

39、SBR1 进行上述反应时，SBR2 处于沉淀出水状态，主曝气池的混合液以进水流量进入 SBR2，在 SBR2 中沉淀下来的污泥在池底形成一个污泥悬浮层，对污泥混合液起到过滤的作用，污水经污泥层过滤后流出系统。两个序批池 SBR1 和 SBR2 的形状和结构完全相同，两者交替地完成反应阶段和沉淀出水阶段为一个运行周期，一个运行周期的时间长度可根据进水水质和处理要求灵活确定，一般为 4h、 装6h、8h 等，在反应阶段的运行方式也可根据需要设定。一个运行周期中序批池及泵的运行状态如表 1-3 所示。表 1-3 一个运行周期中序批池及泵的运行状态订SBR1SBR2上清液泵状态反应状态回流泵状态反应状

40、态回流泵状态缺氧搅拌开启沉淀出水关闭开启好氧曝气开启沉淀出水关闭开启静止沉淀关闭沉淀出水关闭关闭沉淀出水关闭缺氧搅拌开启开启沉淀出水关闭好氧曝气开启开启沉淀出水关闭静止沉淀关闭关闭 线总的来说，MSBR 与一般传统的活性污泥工艺相比具有如下五个特性： MSBR 池集水量及水质调节、生化反应与污泥沉淀功能于一身，无需另建二沉池，采用组合结构形式与其他工艺相比较而言，土建投资较少。 MSBR 系统的运行经历缺氧、厌氧、缺氧、好氧、沉淀等阶段，微生物可通过多种途径进行代谢，利用不同形态的氧源作为电子受体，使有机质的降解更完全且能耗又省，脱氮除磷效果更好。 MSBR 系统中污泥同样经过厌氧、好氧、缺氧

41、环境，筛选了优势菌种，抑制了丝状菌的生长，污泥的沉降性能和脱水性能良好，较低的剩余污泥产率和较高 剩余污泥浓度使该系统更具有吸引力。 污泥浓度高，耐冲击负荷能力强，能适合各种进水水 质的有机废水处理。 排放剩余污泥浓度高，体积少，剩余污泥处理方便简捷。（10）UNITANK 工艺UNITANK 工艺是比利时史格斯清水公司于 20 世纪 90 年代初开发的专利，现已被广泛使用。 原水经格栅与沉砂池预处理后连续进入 UNITANK 反应池，该反应池由三个矩形池相连组成，三个池水流相连通，每个池中均设有曝气供氧设备，可采用鼓风曝气或表面机械曝气。在外边两侧矩形池，设有固定出水堰与剩余活性污泥排放口。

42、外边的两侧矩形池交替作为曝气池和沉淀池，而中间一只矩形池只作曝气池。连续进入该系统的污水，通过控制进水闸可分时序分别进入三个矩形池中任意一只，采用连续进水、出水，周期交替运行。UNITANK 工艺的结构示意如图 1-14所示。 装 订图 1-14 UNITANK 工艺结构示意图线UNITANK 工艺适用于中小型污水处理厂，在一定范围内，可以代替其他活性污泥法，但对处理出水有除磷要求时，应慎重考虑是否选用该工艺。因该工艺除磷脱氮过程的原理是：通过在沉淀末期和曝气期中间加入非曝气搅拌期，形成缺氧和厌氧状态，完成脱氮和生物除磷功能。但从实际运行看，很难形成生物除磷的理想状态。因为，在非曝气搅拌期，水

43、中大量的硝酸盐会消耗溶解性 BOD5，降低有效 BOD5/P 比值；同时，进水的溶解性 BOD5 被稀释，与活性污泥量相比，比值很低，除磷菌摄取 BOD5 量少，在厌氧阶段释放磷不彻底，因此生物除磷功能很难保证。因此，如采用 UNITANK 工艺，应采取物化深度除磷、外碳源补给或主体阶段采用多点进水方式、优化反应器设计等措施强化。1.2.2 其他生物处理工艺除活性污泥法外，生物膜法和土地处理方法在合适的经济技术条件下也得到应用。生物膜法是土壤自净的人工化，是使微生物群体附着于其他物体表面上呈膜状，并让它和污 水接触而使之净化的方法。利用生物膜净化污水的设备统称为生物膜反应器。根据污水与生物接

44、触形式的不同，生物膜反应器分为生物滤池、生物转盘及其他生物接触氧化法设备，它们的构造差异很大，但基本原理是相同的。 生物膜法虽然具有占地少，处理效果好等优点，但设备多，运行控制复杂，且填料需定期更换，还存在膜老化脱落阻塞等问题，主要用于用地紧张的地区；活性污泥法用于脱氮除磷，具有处理效率高、处理效果好、运行稳定、运转经验丰富等优点，被广泛应用。污水土地处理系统2是指利用农田、林地等土壤微生物植物构成的陆地生态系统对污染物进行综合净化处理的生态工程。它能在处理城镇污水及一些工业废水的同时，通过营养物质和水分的生物地球化学循环，促进绿色植物生长，实现污水的资源化与无害化。现有的土地处理系统包括稳定

45、塘、人工湿地、蚯蚓生物滤池等。污水土地处理系统具有明显的优点： 促进污水中植物营养素的循环，污水中的有用物质通过作物的生长而获得再利用； 可利用废劣土地、坑塘洼地处理污水，基建投资省； 使用机电设备少，运行管理简便低廉，节省能源； 绿化大地，增添风景美色，改善地区小气候，促进生态环境的良性循环； 污泥能得到充分利用，二次污染小。但是污水土地处理系统如果 装设计不当或管理不善，也会造成许多不良后果，如： 污染土壤和地下水，特别是造成重金属污染、有机毒物污染等； 导致农产品质量下降； 散发臭味、蚊蝇滋生，危害人体健康等。1.2.3 国内外污水处理厂现状订污水处理所采用的工艺技术是污水处理厂的核心部

46、分。污水处理采取的工艺与很多因素有关，如进水水质、出水要求、处理量、投资大小等，甚至还与气候条件有关。虽然污水处理的工艺多种多样，但活性污泥法仍是国内外污水处理厂采用的主体工艺，其它一些低成本的处理方法，如土地处理和氧化塘法也有所应用。污水处理的等级已经从二级处理向三级处理过渡，特别是随线着水资源的日趋短缺，城市污水回用技术越来越受到各国的重视。也就是说现代化的污水处理厂应具有双重功能，一方面是要消除城市排水的污染问题，另一方面还要担负解决城市水资源紧张的任务。美国是目前世界上污水处理厂最多的国家，平均每 5000 人就有 1 座，其中 78%为二级生物处理厂；英国共有约 8000 座污水厂，

47、平均 7000 人 1 座，几乎全部是二级生物处理厂；日本城市废水处理厂约 630 座，平均 20 万人 1 座，其中二级处理厂及高级处理厂占 98.6%；瑞典是目前污水处理设施最普及的国家，污水管网普及率在 99%以上，平均 5000 人 1 座污水厂，其中 91%为二级生物处理厂。截至上世纪 70 年代，发达国家基本已普及二级处理。国外部分城市污水处理工艺及其处理情况如表 1-4 所示8。表 1-4 国外部分城市污水处理工艺城市污水处理厂核心工艺规模出水情况洛杉矶圣约瑟活性污泥法（二级）双介质过滤器（三级）60Mgal/d处理后污水部分补充地下水，部分浇灌草坪或除尘洛杉矶联合污水处理厂纯氧

48、曝气350Mgal/d加氯后用海水稀释，排海新泽西ButterworthA2/O1 万吨/日出水砂滤、紫外消毒、跌水复氧排除纽约Northriver阶段曝气100 万吨/日芝加哥西南西普通活性污泥法455 万吨/日SS：8mg/L；BOD：5mg/L；NH3-N：8mg/L莫斯科库里扬诺夫普通活性污泥法 万吨/日经深度处理，SS：3mg/L；装BOD：3mg/L莫斯科纳林诺格勒普通活性污泥法9 万吨/日经深度处理，SS：；BOD：；COD：39mg/L；N：订赫尔辛基市Viikinmaki鼓风曝气活性污泥60 万吨/日BOD：7mg/L；P伦敦Beekton活性污泥 万吨/日SS：16mg/L

49、；BOD：7mg/L；COD：43mg/L线巴黎瓦朗顿缺氧好氧60 万吨/日SS：22mg/L；BOD：6mg/L；COD：41mg/L；TN：墨尔本威利比家场土地处理约 65 万吨/日 注：1 美制加仑 立方米由表 1-4 可以看出，采用活性污泥法处理生活和工业污水在国外应用广泛，同时还衍生出了多种多样的活性污泥法技术。除普通活性污泥法外，还有氧化沟工艺、A/O 工艺等。但由于常规技术处理废水耗电能多、费用高，结合各国的实际情况，土地处理法和氧化塘法优于其低投资、低能耗以及与生态处理相结合具有深度处理的功能，近几年越来越受到美国、加拿大等国家的欢 迎。国外科技人员已得出可以应用人工湿地生态系

50、统净化处理中小型城市排放废水的结论。澳大 利亚的墨尔本拥有世界上最大的土地和氧化塘污水处理厂，墨尔本市一半以上的污水在这里经过 土地处理后排到菲利浦湾。利用土地处理出水水质好、成本低，有相当的经济效益，但占地面积 大，要求工业废水所占比例低，且难降解和有害物质要少。我国污水处理事业起步较晚，但是积极借鉴国外的先进技术，发展迅速。在“十一五”期间， 我国城镇污水处理能力新增加了 6500 万吨/日；城市污水处理率由 提高到 。截至 2010 年 9 月，我国已建成 2630 座污水处理厂，污水处理能力达到 1.22 亿吨/日，此外还有 1849座污水处理厂在建，在建污水处理能力达到 4900 万

51、吨/日。并且随着国内外对水体中的氮磷浓度及其排放标准限值日益严格，我国污水处理的目标在有效去除污水中的 BOD5 和 SS 基础上，注重污水中营养盐的去除。污水的高效、兼具脱氮除磷技术的研究、开发及工程应用，已成为国内外污水处理届关注的热点问题之一，国内许多污水处理厂也面临着提标改建的重任。江苏省部分城镇污水处理工艺如表 1-5 所示。表 1-5 江苏省部分城镇污水处理工艺污水处理厂规模工艺 常熟市城北污水处理厂常州市城北污水处理厂6 万吨/日10 万吨/日新型三槽式氧化沟改良型 A2/O 工艺丹徒新区污水处理厂4 万吨/日BIOLAK 工艺淮安市四季青污水处理厂 通州市益民水处理6.5 吨/

52、日3 万吨/日A/B 法A2/O 工艺南通市污水处理厂 无锡太湖污水处理厂 盐城市城东污水处理厂2.5 万吨/日15 万吨/日10 万吨/日五沟式氧化沟 改良型 A2/O 工艺A2/O 工艺镇江市征润州污水处理厂 吴江经济开发区运东污水处理厂苏州工业园区第一污水处理厂10 万吨/日6 万吨/日20 万吨/日CAST 工艺CASS、A2/O 工艺A2/O 工艺 装 订 线对江苏省 12 家城市污水处理厂的主体工艺调研结果显示，全部使用活性污泥法处理污水，其中氧化沟工艺占 16.7%， A2/O 及其变形工艺占 58.3%，SBR 及其变形工艺占 25%。就我国目前的经济技术水平及土地等资源情况，

53、活性污泥法仍是污水处理的主流工艺，并且以 A2/O、氧化沟、SBR 及其变形工艺为主。近几年，膜生物反应器（MBR）法也得到了较为快速的发展，但由于其应用规模、膜污染问题等的限制，还未进入大规模发展的阶段。 我国污水处理未来方向展望随着城镇化进程的加快，除了大城市的污水处理厂的发展外，我国更加重视中小城镇污水治 理问题。而中小城镇污水处理工艺的选择必须贯彻经济、高效、节能的基本精神。污水处理工艺 的选择和确定取决于不同类型的中小城镇的环境标准和各种污水治理工艺的可行性分析。因地制宜选择确定小城镇污水处理设施的建设模式、建设规模、处理工艺和建设时序，最大限度地发挥 污水处理设施建设区域效应，提高

54、设施的利用率和规模经济效益。中小城镇污水处理工艺需要具有如下特点： 基建投资和运行费用低、节省能耗； 处理工艺简单、运行维护方便，利用当地技术和管理力量能够正常运行； 处理工艺具有耐冲击负荷的能力，去除效率高； 能够分期建设，可以方便地改变处理工艺流程1。若中小城镇经济匮乏，可以选择利用自然地形，如塘沟、洼地等作为处理场地，优先考虑采用稳定塘、人工湿地等生态处理工艺，或先采用强化一级处理待条件成熟后再过渡到二级处理；在经济发达的中小城镇可以采用 A2/O、氧化沟、SBR 等主流处理工艺；此外，可以采用深度处理工艺，逐步使处理水达到回用水要求，这不仅可以控制和降低水污染对区域生态环境的影响，并且

55、可以提高水的循环，减少外来供水需求，最大程度实现污水的资源化利用9。二、毕业设计（论文）方案介绍（主要内容）装 毕业设计（论文）的要求与数据2.1.1 设计依据（1）室外排水设计规范GB50014-2006订（2）泵站设计规范GB/T50265-97（3）污水综合排放标准GB8978-1996（4）城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-2002（5）太湖地区城镇污水处理厂及重点工业行业主要水污染物排放限值DB32/1072-2007线（6）大气污染物综合排放标准GB16297-1996（7）环境空气质量标准GB3095-1996（8）恶臭污染物排放标准GB14554-93（9）城镇污水处

56、理厂污泥处理技术规程CJJ131-2009（10）城市污水生物脱氮除磷处理设计规程CECS 149：2003（11）工业企业设计卫生标准GBZ12002（12）城市污水处理厂污水污泥排放标准CJ3025-93（13）城市污水处理工程项目建设标准（修订）建设部 2001（14）城市生活垃圾处理和给水与污水处理工程项目建设用地指标建标2005157 号（15）室外给水设计规范GB50013-2006（16）建筑给水排水设计规范（2009 年版）（17）工业企业厂界环境噪声排放标准GB12348-2008（18）声环境质量标准GB3096-2008（19）提供的处理场地平面图（20）其它相关标准、规

57、范。2.1.2 设计原则根据我国有关环境保护法规及排水工程的要求，本工程将遵循如下设计原则：（1）执行国家有关环境保护的政策，符合国家的有关法规、规范及标准；（2）采取着眼远期，确保近期原则，使工程建设与平望镇发展相协调，既保护环境，又最大程度地发挥工程效益；（3）在满足出水水质要求的前提下，选用投资省、高效节能、效果稳定、占地少、操作管理方便、技术成熟的污水处理工艺，以保证水质的稳定性；（4）积极慎重地采用经过鉴定或实践证明是行之有效的新技术、新工艺、新材料和新设备，提高深度污水处理厂的运行管理水平；装（5）采用国家规定的国家先进污染防治技术示范目录和国家鼓励发展的环境保护技术目录的新技术、

58、工艺；（6）妥善处置污水处理过程中产生的污泥，避免造成二次污染；（7）选择国内外高效节能、运行可靠、管理方便、维修简便的排水专用设备；订（8）合理布置处理构筑物及水力流程，减少工程投资，节约能源，降低日常处理费用；（9）采用现代化技术手段，实现自动化管理，做到技术先进、经济合理、运行可靠、操作方便。2.1.3 设计工作程序本次毕业设计工作程序如图 2-1 所示。 线 装 订 线2.1.4 设计水质水量与排放标准图 2-1 毕业设计工作程序污水处理设计规模：近期 2015 年 1.0104m3/d，远期 2020 年 2.0104m3/d。污水处理厂进水水质按表 2-1 设计，排放标准满足太湖地

59、区城镇污水处理厂及重点工业行业主要水污染物排放限值（DB32/1072-2007）和城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）一级 A 标准（优先满足 DB32/1072-2007）。表 2-1 水质指标控制表项目进水水质排放标准去除率BOD5（mg/L）1801094.4%CODCr（mg/L）3505085.7%SS（mg/L）2001095.0%TN（mg/L）351557.1%NH4+-N（mg/L）255（8）80.0%（68.0%）TP（mg/L）3.50.585.7%pH6-96-9注：括号外数值为水温12时的控制指标，括号内数值为水温12时的控制指标。工艺设计满足

60、国家室外排水设计规范（GB50014-2006）的有关要求。图纸表达满足总 装图制图标准（GB/T50103-2001）、建筑制图标准（GB/T50104-2001）、房屋建筑制图统一标准（GB/T50001-2001）、给水排水制图标准 （GB/T 50106-2001）等。2.1.5 设计要求订污水处理厂主要接纳居民生活污水及少量工业废水，污水处理采用脱氮除磷工艺，出水达到太湖地区城镇污水处理厂及重点工业行业主要水污染物排放限值（DB32/1072-2007）和城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）一级 A 标准（优先满足 DB32/1072-2007），尾水排入頔塘河。