畢業(yè)設(shè)計(jì)前期報(bào)告

河北工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）前期報(bào)告畢業(yè)設(shè)計(jì)題目：天津市北辰區(qū)雙清污水處理廠工藝設(shè)計(jì)專業(yè)：環(huán)境工程報(bào)告提交日期：一、文獻(xiàn)綜述城鎮(zhèn)污水處理廠主要是處理城市生活和工業(yè)污水，水處理設(shè)施的安裝和使用是保護(hù)水資源和保護(hù)城市周圍水體免受污染的關(guān)鍵因素，在西方的一些發(fā)達(dá)國(guó)家，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)城市污水的集中二級(jí)處理。由于我國(guó)城鎮(zhèn)化水平不斷提高，污水處理設(shè)施建設(shè)正在高速發(fā)展。其中以小型污水廠的增長(zhǎng)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(guó)投運(yùn)的污水處理設(shè)施達(dá)3836座，總設(shè)計(jì)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(gè)天津市擁有的污水處理廠有60座,總的處理能力為12.55萬(wàn)噸/日。污水處理廠的建設(shè)要應(yīng)地制宜的采用合適的主體工藝和設(shè)計(jì)規(guī)模，以提高設(shè)施利用率。1. 目前的污水處理技術(shù)目前城市污水處理程序包括一級(jí)處理、二級(jí)處理、深度處理及污泥處理。其中二級(jí)處理是城市污水處理的核心內(nèi)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(zhèn)污水處理中占據(jù)主導(dǎo)地位。由于地理環(huán)境和排放標(biāo)準(zhǔn)的不同，和出于降低運(yùn)行成本簡(jiǎn)化管理的要求，很多新的技術(shù)和工藝被不斷的開發(fā)出來并被推廣應(yīng)用，如：AB工藝，A/O工藝，常規(guī)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(lián)處理工藝等。1.1AB工藝(Adsorption—Biooxidation)這是一種由德國(guó)首先開發(fā)的工藝，他把曝氣池分兩部分供氧，A池有機(jī)負(fù)荷高，曝氣時(shí)間短，污泥量大，污泥負(fù)荷在2.5kgBOD/(kgMLSS?d)以上，池容積負(fù)荷在6kgBOD/(m3?d)以上；B池的有機(jī)負(fù)荷低，污泥齡較長(zhǎng)。A池與B池之間設(shè)沉淀池。二級(jí)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(yōu)點(diǎn)是節(jié)約能耗，缺點(diǎn)是不適合低濃度水質(zhì)使用。1.2SBR工藝(SequencingBatchReactor)SBR工藝在20世紀(jì)初被開發(fā)出來。SBR工藝把進(jìn)水、曝氣、沉淀、出水集中在一座池子中完成，常由四個(gè)或三個(gè)池子構(gòu)成一組，輪流運(yùn)轉(zhuǎn)，一池一池地間歇運(yùn)行。現(xiàn)在又開發(fā)出如ICEAS法、CASS法、IDEA法等。這種一體化工藝的特點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單，多數(shù)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(jí)處理工藝是利用生物法脫氮除磷，可獲得優(yōu)質(zhì)出水。A/A/O法由托單和除磷兩個(gè)部分的機(jī)制組成。除磷機(jī)制：聚磷菌在好氧時(shí)吸收污水中的磷，磷在厭氧狀態(tài)下(DO<0.3mg/L）被釋放出來，以污泥排出系統(tǒng)。二是脫氮機(jī)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(jī)碳源，將硝酸鹽和亞硝酸鹽還原成氮?dú)?，達(dá)到脫氮的目的。1.4酸化水解與好氧法水解指的是有機(jī)物在進(jìn)入微生物細(xì)胞前在在胞外進(jìn)行的生物化學(xué)反應(yīng)。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(dá)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(jù)產(chǎn)甲烷菌與水解產(chǎn)酸菌生長(zhǎng)速度不同，將厭氧處理控制在反應(yīng)時(shí)間較短的厭氧處理第一和第二階段，即在大量水解細(xì)菌、酸化菌作用下將不溶性有機(jī)物水解為溶解性有機(jī)物，將難生物降解的大分子物質(zhì)轉(zhuǎn)化為易生物降解的小分子物質(zhì)的過程，從而改善廢水的可生化性，為后續(xù)處理奠定良好基礎(chǔ)。1.5氧化溝工藝氧化溝工藝形成于50年代，這種工藝構(gòu)造簡(jiǎn)單，管理容易，得到了很好的應(yīng)用與推廣，并且依然在不斷地創(chuàng)新。目前已發(fā)展出多種形式，比較有代表性的有：帕式(Passveer)簡(jiǎn)稱單溝式、奧式(Orbal)簡(jiǎn)稱同心圓式、卡式(Carrousel)簡(jiǎn)稱循環(huán)折流式和溝式氧化溝(T型氧化溝)2、國(guó)內(nèi)外一些技術(shù)的新發(fā)展情況介紹2.1.生物處理法的新進(jìn)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(jī)污染物的方法。由于它的主要代謝產(chǎn)物是CO2、H2O、NH3、SO2等穩(wěn)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(shí)候具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。所以目前研究得生物處理法較多并且新技術(shù)層出不窮，無論是好氧還是厭氧生物處理技術(shù)都得到了研究人員廣泛的研究。生物處理技術(shù)到目前為止已獲得了極大的發(fā)展，擁有較為成熟的技術(shù)和應(yīng)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(fù)雜，生物處理方法去除的污染物成分也變的越來越復(fù)雜。從以前能處理降解蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物等一類物質(zhì)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(fù)雜有機(jī)物。由于能源現(xiàn)在緊張，厭氧生物處理由于能產(chǎn)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(fā)出來。2.2活性污泥法的新發(fā)展活性污泥法的運(yùn)行方式并沒有太大的變化，現(xiàn)在主要是一些局部的小改動(dòng)?；钚晕勰喾ǖ陌l(fā)展主要體現(xiàn)在曝氣方式上，如純氧曝氣、射流曝氣、深井曝氣和微氣泡擴(kuò)散器等，提高的原理是增大氧轉(zhuǎn)移率和氧的利用率從而使曝氣池中氧的濃度增加。如美國(guó)新研制出來的一種超微氣泡擴(kuò)散器，氣泡直徑只有50Lm，氧吸收率高達(dá)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(jìn)，把沖刷曝氣改進(jìn)成透平曝氣以避免產(chǎn)生氣溶膠、飛濺、結(jié)冰等問題。活性污泥法的另一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)體現(xiàn)在功能多樣性上，采用的方法有：1，通過培養(yǎng)馴化專用細(xì)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(jī)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(xì)沙等為提供微生物附著的表面，使曝氣池同時(shí)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(zhì)等沖擊負(fù)荷的能力同時(shí)具有、脫氮、脫色削減泡沫等效果，國(guó)外已開始用于合成纖維、煉油、化工印染、等工業(yè)生產(chǎn)的污水處理。3、參考文獻(xiàn)1，楊勇，王玉明，王琪.我國(guó)城鎮(zhèn)及污水處理廠運(yùn)行現(xiàn)狀分析[R]給水排水vol.37no.820112,天津?qū)⑿陆?1座污水處理廠[N].渤海早報(bào)2012-11-293，張凱松城鎮(zhèn)生活污水處理技術(shù)進(jìn)展[R]沈陽(yáng)1100152003年10月4，給水排水手冊(cè)[S]中國(guó)建筑工業(yè)出版社2006.7.295，《污水處理的氧化溝技術(shù)》[M]中國(guó)建筑工業(yè)出版社19886，姚宏王輝茍世王春榮.美國(guó)某污水處理廠工藝設(shè)計(jì)及運(yùn)行效果[J].環(huán)境工程學(xué)報(bào)2013年1月第一期二、本課題研究的問題和擬采用的相應(yīng)的工藝流程1、課題的設(shè)計(jì)背景

雙青污水處理廠是天津市最大的保障房項(xiàng)目——雙青新家園的配套建設(shè)工程，總占地面積80畝，總投資1.4億元，日處理污水能力達(dá)到4萬(wàn)立方米，處理后的污水將達(dá)到城鎮(zhèn)污水處理廠綜合排放一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，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(yè)大學(xué)、天津醫(yī)藥醫(yī)療器械工業(yè)園的生產(chǎn)生活污水排放問題。在該污水處理廠建設(shè)的同時(shí)，北辰區(qū)在雙口鎮(zhèn)和青光鎮(zhèn)域內(nèi)鋪設(shè)了污水管網(wǎng)，并對(duì)永清渠等河道沿線的排污口進(jìn)行了封堵，確保生產(chǎn)生活污水經(jīng)過污水處理廠處理后達(dá)標(biāo)排放，從而進(jìn)一步打造水清、地綠、天藍(lán)的生態(tài)宜居新環(huán)境，提升北辰西部地區(qū)發(fā)展的綜合實(shí)力。2、設(shè)計(jì)水量與水質(zhì)城市污水處理廠工程設(shè)計(jì)總規(guī)模2.6萬(wàn)m3/d，污水廠主要處理構(gòu)筑物擬分為二組，每組處理規(guī)模為1.3萬(wàn)m3/d。原水水質(zhì)：CODCr=380mg/LBOD5=190mg/LSS=230mg/L氨氮=50mg/LTP（以P計(jì)）=5.0mg/LpH=6-9出水水質(zhì)：CODCr≤60mg/LBOD5≤20mg/L，SS≤20mg/L氨氮≤15mg/LTP（以P計(jì)）=1.0mg/LpH=6-93、擬采用的相應(yīng)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(jí)機(jī)械處理工段、二級(jí)微生物處理工段和污泥處理工段三個(gè)階段。3.1.1一級(jí)機(jī)械處理工段在污水進(jìn)水處設(shè)置粗格柵,去除大塊雜質(zhì),以防止泵腔堵塞和損壞葉輪；泵后再設(shè)置細(xì)格柵,保護(hù)后續(xù)處理系統(tǒng)的正常運(yùn)行。設(shè)置曝氣沉砂去除污水中的無機(jī)性泥砂池可以保護(hù)后續(xù)生物處理工段的正常穩(wěn)定運(yùn)行、保證和提高生物反應(yīng)池的有效利用率。3.1.2二級(jí)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(biāo)，與生物法除磷相比，生物除磷脫氮技術(shù)具有對(duì)有機(jī)物、氮和磷去除率高、投資較低、運(yùn)行費(fèi)用省、污泥沉降性能好等優(yōu)點(diǎn)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(wěn)定可靠的滿足本污水處理廠的處理要求。因此該設(shè)計(jì)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(jīng)過重力濃縮,再機(jī)械脫水,處理后的污泥經(jīng)農(nóng)用堆肥后農(nóng)業(yè)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(jīng)過植物的根部富集對(duì)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(guī)A/A/O工藝(方案一)將除磷與脫氮工藝相結(jié)合,構(gòu)成既能除磷又能脫氮的系統(tǒng)。工藝的第一部分為厭氧區(qū)，回流污泥和污水進(jìn)入該區(qū)，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(jī)物，同時(shí)釋放大量磷。污水中的BOD由于有機(jī)物的減少而下降，同時(shí)NH3-N因細(xì)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(jī)物作炭源，將硝態(tài)氮(NOX-N)還原為N2,從而除去污水中的氮。在好氧池中，有機(jī)物被微生物生化降解；有機(jī)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(guī)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(jī)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(lián)合完成除磷功能，但污泥回流中的硝酸鹽將對(duì)厭氧池產(chǎn)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(guī)A/A/O工藝的基礎(chǔ)上改良開發(fā)的一種工藝。該工藝將缺氧段設(shè)置在工藝開始處，使反硝化得到更多的氮源，使系統(tǒng)的脫氮能力得到加強(qiáng)。聚磷菌在厭氧條件下釋放磷后直接進(jìn)入好氧環(huán)境，使聚磷菌在厭氧狀態(tài)下的吸磷動(dòng)力得到充分的利用提高了系統(tǒng)的除磷效率。而且，由于混合液回流與污泥回流系統(tǒng)合并，工藝流程被的大大簡(jiǎn)化，不僅有利于運(yùn)行管理，同時(shí)降低了運(yùn)行成本。實(shí)際應(yīng)用結(jié)果表明，倒置A/A/O工藝具有更高的脫氮除磷效率，而且對(duì)外界環(huán)境條件變化有更強(qiáng)的適應(yīng)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(gè)方案都是在同一個(gè)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)上設(shè)計(jì)的,處理污水均符合排放要求。兩方案產(chǎn)生的污泥量都比較少且基本趨于穩(wěn)定,對(duì)廠區(qū)環(huán)境影響較小，綜合比較兩種方案的環(huán)境影響和經(jīng)濟(jì)效益相當(dāng)。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(gòu)筑物大致相同，并且采用連續(xù)流運(yùn)行，操作管理方便。但是，方案二除磷脫氮效果好，投資省，運(yùn)行費(fèi)用稍低。在