成都学院环境工程设计(论文)开题报告(共12页)

1、本科毕业设计（论文(lnwn)）开题报告题 目 日处理(chl)1.5万吨乡镇污水(w shu)厂设计 学 院 城乡建设学院 专 业 环境工程 学生姓名 毛宇 学 号 201110212126 年级 2011级 指导教师 曾永刚 职称 讲师 年 月 日研究目的和意义 改革开放以来，经济迅猛发展，变化日新月异，国家对基础设施建设投入加大了许多。随着城市工业生产的进程，城市人口的激增，城市化规模的扩张，工业废水和生活污水排放量呈井喷式增加，大量未经处理的污水直接排入河流，导致城市周围环境污染十分严重。不但直接污染了市区的地下水，对河流下游地区的农业生产和人民生活造成了危害，人类和动物赖以生存的生态

2、环境受到了严重的威胁。同时，水生态系统体现了人与水的和谐共存与协调发展，是城市生态系统的主要组成部分和关键因素，与一个城市的可持续发展密切相关。因而，城市污水治理已成为当前迫切需要解决的问题之一。 污水处理是一个世界性的难题，近年来，随着全球经济的迅速发展，污水处理厂的规模越来越大，因此产生能耗问题也越来越严峻。据统计，处理活性污泥的系统中，其运行成本但能耗成本就占到总成本的30% 80%。美国有官方数据表明：城镇的污水处理厂所耗费的电能占全国总用电量的3%。其还有数据预测，由于人口的不断增长与污物处理的标准越来越高，在未来的1520年内，污水处理厂的能耗成本将增加20%以上。我国目前经济发展

3、迅速，城镇化进程不断推进，全国大部分的城镇都增加了污水设施，在提升了污水处理率的同时，能耗率也随之上升。在未来的几年，为了适应经济发展的需求，同时也响应国家的号召，污水处理的规模将会越来越大，使得全国范围内的电力资源紧缺日益突出。因此，对污水处理厂的能耗管理和节能降耗措施进行研究，达到节能降耗的目标，这对我国的社会稳定与经济发展都存在极其重要的意义。 随着人民生活水平以及经济水平的提高，国家不断提高污水处理厂的水质，以满足经济生活的需求。现行的污水处理耗能标准达到0.150.28（kWh）/m3污水，全国污水处理的成本开支平均为0.8元/m3，而且这样的成本价格呈现上涨的趋势。相关的部门面对如

4、此高的污水处理成本，正想方设法利用新技术，结合各个地区的特点与各个处理厂的优势，努力探明单元过程的能量需求(energyrequirements)，做出污水处理厂的有效运转和管理规划，首先在污水处理厂的规划、设计阶段体现节能目的，然后通过选择污水处理的适合工艺、设别和途径进行节能降耗，国家法律部门加紧制定相关节能减排的规定，对不执行法律法规的个别单位进行严惩警告，切实际落实好污水处理厂的节能降耗工作，以维持国家经济发展的可持续发展过程。 国内外研究现状和发展趋势 目前，国内外城市污水处理厂厂采用的工艺有普通活性污泥法、AB工艺、SBR间歇时活性污泥法、A/O生物脱氮活性污泥法、A/A/O生物脱

5、氮除磷工艺、氧化沟法（循环混合式活性污泥法）等工艺。 在污水处理方面大致采用污泥法 1.活性污泥法 SBR法（Sequencing Batch Reactor） 序批式反应池(SBR)属于“注水反应排水”类型的反应器，其操作流程由进水、反应、沉淀、出水和闲置五个基本过程组成，所有处理过程都是在同一个设有曝气或者搅拌装置的反应器内依次进行，混合液始终留在池中，从而不需另设沉淀池。曝气池兼具沉淀的作用，厌氧、好氧也在同一池进行。通过调节每个工序的时间，可达到除磷脱氮的效果。其工艺系统组成简单；耐冲击负荷；反应推动力大，运行操作灵活；可通过计算机自动控制，易于维护管理。 循环活性污泥工艺（cycli

6、c activated sludge technology）CAST工艺是SBR工艺的一种变形，池体内用隔墙隔出生物选择区、兼性区和主反应区三个区域，整个工艺的曝气、沉淀、排水等过程在同一池内周期循环运行，省去了常规污泥处理工艺中的二沉池和污泥回流系统。其建设费用、运转费用低；有机物去除率高；污泥产量低、性质稳定；运行管理简单，不易发生污泥膨胀。 AB法（AdsorptionBiooxidation Process）吸附生物降解工艺，简称AB法，整个污水处理系统共分为预处理段、A段、B段三段，在预处理段只设格栅、沉砂等处理设备，A段由吸附池和中间沉淀池组成，B级由曝气池和二沉池组成，A、B级各

7、自拥有独立的污泥回流系统。该工艺处理效果稳定，具有抗冲击负荷能力。 A2/O法 A2/O法同步除磷脱氮机制由两部分组成：一是除磷， 污水中的磷在厌氧状态下释放出聚磷菌，在好氧状况下又将其更多吸收，以剩余污泥的形式排出系统。二是脱氮，缺氧段由于兼性脱氮菌的作用，利用水中BOD 作为氢供给体将来自好氧池混合液中的硝酸盐及亚硝酸盐还原成氮气逸入大气，达到脱氮的目的。其总的水力停留时间少于其他同类工艺；在厌氧（缺氧）、好氧交替运行条件下，丝状菌不能大量增殖，无污泥膨胀之虑，SVI值一般均小于100，污泥中含磷浓度高，具有很高的肥效；运行中勿需投药，运行 国内外研究现状和发展趋势 费用低。若降低污泥浓度

8、、压缩污泥龄、控制硝化，以去除磷、BOD5和COD为主，则可用A/O 工艺。 氧化沟法氧化沟是延时曝气法的一种特殊形式，一般采用圆形或椭圆形廊道，池体狭长，深度较浅，在沟槽中设有机械曝气和推进装置，池体的布置和曝气、搅拌装置都有利于廊道内的混合液单向流动。多数情况下，氧化沟系统需设二沉池。在流态上介于完全混合和推流之间，有利于活性污泥的生物凝聚作用，而且可以将其区分为富氧区、缺氧区，有以进行硝化和反硝化，取得脱氮的效果；可考虑不设置初沉池，原污水经过格栅和沉砂池预处理，已经有效防止污水中无机沉渣沉积，有机性悬浮物在氧化沟内能够达到好氧稳定的程度；BOD负荷低，因此对水温、水质、水量的变动有较强

9、的适应性，污泥产率低，具有较大的脱氮潜力，运行费用较低。2 生物膜法生物膜法包括生物滤池、生物转盘、生物接触氧化池、曝气生物滤池及生物流化床等工艺形式。通过微生物附着生长在滤料或填料表面上，形成生物膜，污水与生物膜接触后，污染物被微生物吸附转化，污水得到净化。目前所采用的生物膜法多数是好氧工艺，其对水质、水量变化的适应性强，处理效果好，同其他方法组合应用可实现更高效率的处理效果。3 UNITANK法UNITANK工艺是一种三沟式氧化沟的变形，它是由三个矩形组成的，其中两侧的矩形池即可做曝气池，又可做沉淀池，中间一个矩形池只做曝气池。污水可以进入三个池中的任意一个，采用连续进水、周期交替运行。在

10、自动控制下使各池处在好氧、缺氧及厌氧的交替状态下，实现有机物及氮磷的去除。但它的容积利用率低，设备闲置率高，除磷功能差，并且不适用于大型的城市污水处理厂。4 生物处理法新进展无论是好氧处理技术还是厌氧处理技术，生物法都可以利用微生物的新陈代谢，以污染物质为营养，实现对污染物质的降解。它的二次污染小，对生活污水的处理有着自己独特的优势。随着工艺生产技术的发展，污水中成国内外研究现状和发展趋势分更加复杂，有机物质更难降解，这就必然要求进行处理工艺的改革。 活性污泥法的新发展通过长期的研究实践，活性污泥法已成为一种比较完善的工艺，目前对活性污泥法的改进主要是在曝气方式上的改进，或是朝多功能方向发展，

11、将活性污泥法与其他工艺相结合，提高处理效果。用常规手段很难再生物学上有较大的发展，目前对活性污泥法的重点研究方向主要是膜分离技术和分子生物学技术的应用。 生物膜处理法的新进展目前在普通生物膜法的基础上，出现了高负荷生物滤池、塔式生物滤池、生物转盘和生物接触氧化等。近几年来，又出现了一些新型的生物膜法处理技术，如生物流化床，活性生物滤池，另外还有空气驱动的生物转盘、生物转盘和曝气池相结合、藻类转盘等。由于生物膜法的生态系统中可以生长藻类、后生动物等，甚至可以生长硝化菌及反硝化菌等，因此可以用来脱氮等。 厌氧生物处理法的新发展厌氧生物处理法是利用厌氧微生物在无氧的条件下对有机物进行降解的技术。由于

12、处理效率低、处理速度慢，且厌氧菌对环境要求严格不易控制等缺点，厌氧生物处理法一直处于污泥处理阶段。近年来，由于能源危机及严重的环境污染，厌氧生物处理由于其产物具有能源物质而得到人们的重视，一大批新的厌氧生物处理技术相继诞生，如厌氧生物滤池、厌氧转盘、厌氧流化床法，以及上流式厌氧污泥反应器（UASB）等，厌氧生物处理法正朝着能处理低浓度有机污水，能够脱氮除磷，运行维护简单费用低的方向发展。主要研究内容污水厂处理工艺的比选根据设计的工艺，按有关规程对污水处理厂进行系统设计进行负荷计算，计算各个处理单元的的水力负荷，运行负荷，对个单元的规模大小进行核算处理单元的故障设计、紧急情况的设计厂区的单元平面

13、图、总厂区平面图对厂区远期规划做出更加细致的计划拟采用的研究思路（方法、技术路线、可行性论证等） 奥贝尔氧化沟一般沟由三个同心椭园形沟道组成，污水由外沟道进入，由外沟道进入中间沟道再进入内沟道，在各沟道循环达数十到数百次，最后经中心岛流出。在各沟道横跨安装有不同数量水平转碟曝气机进行供氧，其具有较强的推流搅伴作用。该工艺处理效果好，运行稳定，操作简单，具有推流式和完全混合式两种流态的优点，对于每个沟道内来讲，混合液的流态基本为完全混合式，且池容较大，循环流量大，因而具有较强的抗冲击负荷能力，并可减少污泥膨胀现象的发生，有利于难降解有机物的去除，能保持较稳定的出水水质。若能将氧化沟的进水设计成多

14、种可选择的方式，能有效抵抗暴雨冲击，增加系统运行的灵活性。例如遇到暴雨时越过外沟道，直接由中沟进水，而外沟道保留大部分活性污泥，利于系统的恢复。 奥贝尔氧化沟一个最显著特征是三个沟的溶解氧呈0mg/L1mg/L2mg/L(外中内)梯度分布。典型的设计是将碳源氧化、反硝化及大部分硝化设定在外沟内进行，控制其DO在00.5mg/L。中沟的DO控制在0.51.5mg/L，可进一步去除剩余的BOD或继续完成硝化。内沟的DO为22.5mg/L，以保证出水中有足够的DO带入二沉池。外沟容积大，约为总容积的50%55，但DO要求低，能耗小。内沟DO要求高，但容积小，约为15%20%。此种DO的分布方式不仅使

15、奥贝尔氧化沟具有较好的脱氮性能，而且大大节省能耗。在实际运行中，奥贝尔氧化沟的各个沟道中DO的控制较关键。外沟的DO若高了，就不会形成有效的反硝化环境，从而影响脱氮的效果，出水氨氮便会增高。而且外沟DO高了也是能量浪费，如果氧化沟内沟曝气量太大，曝气过量，从氧化沟内沟出水至二沉池的水含DO较高，污泥内附着的气泡来不及释放，就会出现白色漂泥，影响后续处理及出水。而氧化沟内DO低了，污泥进行厌氧反硝化，会导致污泥变黑。并且内沟DO较低的出水进入二沉池以后，在池底的活性污泥可能会发生反硝化，产生N2，使活性污泥吸附N2而上浮，影响沉淀效果。可以适当的控制各个沟道转碟运行台数，并合理分配三沟道的转碟台

16、数，减少不必要的电能损耗，同时也有利于提高脱氮效果。奥贝尔氧化沟不排泥，污泥进入二沉池后，从二沉池底部排泥。污泥由二沉池回流至外沟。氧化沟内并没有真正的厌氧环境，而磷的去除是通过活性污泥中的聚磷菌在厌氧条件下释磷和在好氧条件下的超量吸磷，最终由污泥的排放来达到除磷的日的。聚磷菌的泥龄较短，一般在3到5天左右，而奥贝尔氧化沟工艺的污泥龄长，一般在10天以上，有的甚至达到了30天以上。这也为奥贝尔氧化沟除磷带来了困难。虽然通过加大排泥量可弥补污泥含磷量低的问题，但达标仍存在问题。能拥有灵活的进水方式，合理的分配进入各个沟道的污水量，有利于提高处理效果，解决脱氮和除磷的矛盾，使其达标排放。 参照由最

17、新的研究资料，进行污水处理厂的设计运算，达到一个可以承受高负荷兼低负荷的处理厂区， 再依据最新的可研成果来进行更加完善的 拟采用的研究思路（方法、技术路线、可行性论证等） 改进，以达到符合要求的处理效果。 技术工作路线如下： 参考文献目录给水排水设计手册.第五册.城镇排水（第二版）.北京:中国建筑工业出版社.2006水污染控制工程.孙体昌.娄金生主编.机械工业化出版社.2009污水处理厂工艺设计手册.高俊发.王社平主编.化学工业出版社.2003污水处理构筑物计算韩红军主编.哈尔滨工业大学出版社.2007废水处理工艺设计计算.崔玉川.马志毅.王效承.李亚新编.水利电力出版社.2005给排水设计手

18、册.第五册.（第二版）.北京：中国建筑工业出版社.2013水处理工程设计计算.韩洪军.杜茂安主编.北京：中国建筑工业出版社，2005设计（论文）工作安排及进度设计阶段设计时间设计事项收集资料撰写开题报告2月 25 3月 13 明确设计任务，查阅相关资料，撰写开题报告，进行工艺方案的对比及制定确定设计方案和工艺流程3月14 3月 16 根据所选课题确定切实可行有效的处理方案构筑物设计计算3月 17 3月 27 按照污水处理工艺设计计算指导丛书，进行对拟定工艺有关的主体构筑物及附属建筑物的设计计算。污水厂总平面布置3月28 4月 8 依据各设备及建筑物的设计尺寸、污水处理厂的占地面积、常年主导风向及气候等因素进行对污水处理厂总平面布置。高程计算与布置4月9 4月 18 依据污水处理厂的地形状况、各建筑物的设计高度、按照城市污水处理厂的高程布置原则进行对污水处理厂的高程布置。绘制图纸4月19 4月25 进行图纸绘制，包括污水处理厂总平面布