某新建城镇污水处理厂设计 开题报告 毕业设计(论文)开题报告 题目:某新建城镇污水处理厂设计 学院:建筑工程学院系:土木系 专业:给水排水工程 班学姓 级号名 指导教师: 填表日期:2005年03月24日
某新建城镇污水处理厂设计 开题报告 毕业设计（论文）开题报告 题 目： 某新建城镇污水处理厂设计 学 院： 建筑工程学院 系： 土木系 专 业： 给水排水工程 班 级： 学 号： 姓 名： 指导教师： 填表日期： 2005 年 03 月 24 日
某新建城镇污水处理厂设计 开题报告 、选题的依据及意义 本工程为某新镇污水处理厂的施工图设计,污水厂位于xXx交汇处,征地 28604米2,设计地面标高用黄海2.3米。经过处理的水至神仙沟,初沉池与二 沉池剩余污泥浓缩处理后用泵输送至处理厂南面的苗圃作为肥料用 该镇的地形由南向北稍有坡度,平均的坡度为0.5‰,地面平整,海拔髙度 为3.3-3.5米,属黄河冲积粉质沙土区,土质盐碱,全年最髙气温39度,最低 -8度,极值冻土深度为0.57米,全年降水量1600毫米。镇东有卫东河,水流 由南向北与神仙沟在新镇东北角汇合流向渤海湾。神仙沟沟底标髙为-1.5米 河床水位控制在0.5-1.0米之内,水位由神仙沟在渤海湾出口处甲方所设的流 域防洪站加以控制。处理厂厂址内地面标髙位2.10--2.40米(高于黄海平均海 面),土壤承载能力7-11吨/平方米。污水厂污水进水总管管底标高(进水泵 房处)为-4.41米,(相对地面标高±0.00)。 因为该镇人口较多城市污水排放量大,如果不处理直接排放到神仙沟和卫东 河,将对水体造成污染,因为污水中含氮磷较多,也可使水体富营养化,所以必 须建设污水处理厂对该镇排放的污水进行处理。所选择的污水处理工艺应具有 定的脱氮除磷功能以防水体的富营养化。据此,需确定污水处理厂的处理工艺流 程和处理构筑物的类型与数量,进行处理构筑物及设备的工艺设计计算和污水厂 各构筑物以及各种管渠等总体布置。 二、国内外研究现状及发展趋势(含文献综述) 1.关于活性污泥法 当前流行的污水处理工艺有:AB法、SBR法、氧化沟法、普通曝气法、AAO 法、AO法等,这几种工艺都是从活性污泥法派生出来的,且各有其特点。 ①AB法( Adsorption- Biooxi dation) 该法由德国 Bohuke教授首先开发。该工艺对曝气池按高、低负荷分二级供 氧,A级负荷髙,曝气时间短,产生污泥量大,污泥负荷25 koBO( kgMLSSd) 以上,池容积负荷6 koBO(m3-d)以上;B级负荷低,污泥龄较长。A级与B级 间设中间沉淀池。二级池子FM(污染物量与微生物量之比)不同,形成不同的微 生物群体。AB法尽管有节能的优点,但不适合低浓度水质,A级和B级亦可分 期建设
某新建城镇污水处理厂设计 开题报告 - 2 - 一、选题的依据及意义： 本工程为某新镇污水处理厂的施工图设计，污水厂位于 xxx 交汇处，征地 28604 米 2，设计地面标高用黄海 2.3 米。经过处理的水至神仙沟，初沉池与二 沉池剩余污泥浓缩处理后用泵输送至处理厂南面的苗圃作为肥料用。 该镇的地形由南向北稍有坡度，平均的坡度为 0.5‰，地面平整，海拔高度 为 3.3—3.5 米，属黄河冲积粉质沙土区，土质盐碱，全年最高气温 39 度，最低 -8 度，极值冻土深度为 0.57 米，全年降水量 1600 毫米。镇东有卫东河，水流 由南向北与神仙沟在新镇东北角汇合流向渤海湾。神仙沟沟底标高为-1.5 米， 河床水位控制在 0.5—1.0 米之内，水位由神仙沟在渤海湾出口处甲方所设的流 域防洪站加以控制。处理厂厂址内地面标高位 2.10—-2.40 米（高于黄海平均海 面），土壤承载能力 7—11 吨/平方米。污水厂污水进水总管管底标高（进水泵 房处）为-4.41 米，（相对地面标高±0.00）。 因为该镇人口较多城市污水排放量大，如果不处理直接排放到神仙沟和卫东 河，将对水体造成污染，因为污水中含氮磷较多，也可使水体富营养化，所以必 须建设污水处理厂对该镇排放的污水进行处理。所选择的污水处理工艺应具有一 定的脱氮除磷功能以防水体的富营养化。据此，需确定污水处理厂的处理工艺流 程和处理构筑物的类型与数量，进行处理构筑物及设备的工艺设计计算和污水厂 各构筑物以及各种管渠等总体布置。 二、国内外研究现状及发展趋势（含文献综述）： 1．关于活性污泥法 当前流行的污水处理工艺有：AB 法、SBR 法、氧化沟法、普通曝气法、A/A/O 法、A/O 法等，这几种工艺都是从活性污泥法派生出来的，且各有其特点。 ① AB 法(Adsorption—Biooxidation) 该法由德国 Bohuke 教授首先开发。该工艺对曝气池按高、低负荷分二级供 氧，A 级负荷高，曝气时间短，产生污泥量大，污泥负荷 2.5kgBOD/(kgMLSS·d) 以上，池容积负荷 6kgBOD/(m3·d)以上；B 级负荷低，污泥龄较长。A 级与 B 级 间设中间沉淀池。二级池子 F/M(污染物量与微生物量之比)不同，形成不同的微 生物群体。AB 法尽管有节能的优点，但不适合低浓度水质，A 级和 B 级亦可分 期建设
某新建城镇污水处理厂设计 开题报告 ②SBR法( Sequencing Batch Reactor) SBR法早在20世纪初已开发,由于人工管理繁琐未予推广。此法集进水、 曝气、沉淀、出水在一座池子中完成,常由四个或三个池子构成一组,轮流运转 池一池地间歇运行,故称序批式活性污泥法。现在又开发出一些连续进水连续 出水的改良性SBR工艺,如 ICEAS法、CASS法、IDEA法等。这种一体化工 艺的特点是工艺简单,由于只有一个反应池,不需二沉池、回流污泥及设备, 般情况下不设调节池,多数情况下可省去初沉池,故节省占地和投资,耐冲击负 荷且运行方式灵活,可以从时间上安排曝气、缺氧和厌氧的不同状态,实现除磷 脱氮的目的。但因每个池子都需要设曝气和输配水系统,采用滗水器及控制系统, 间歇排水水头损失大,池容的利用率不理想,因此,一般来说并不太适用于大规 模的城市污水处理厂。 ③A/A/0法( Anaerobic- Anoxic-0xic) 由于对城市污水处理的出水有去除氮和磷的要求,故国内10年前开发此厌 氧—缺氧—好氧组成的工艺。利用生物处理法脱氮除磷,可获得优质出水,是 种深度二级处理工艺。AAO法的可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(DO<0.3mg/L),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,缺氧段要控制DO<O.7mg/L 由于兼氧脱氮菌的作用,利用水中BOD作为氢供给体(有机碳源),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。为有效 脱氮除磷,对一般的城市污水,COD/IKN为3.5~70(完全脱氮COD/IKN>125), BOD/KN为15~3.5,COD/TP为30~60,BODP为16~40(一般应>20)。 若降低污泥浓度、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。 有的城市污水处理的出水不排入湖泊,利用大水体深水排放或灌溉农田,可 将脱氮除磷放在下一步改扩建时考虑,以节省近期投资 ④普通曝气法及其变法 本工艺出现最早,至今仍有较强的生命力。普曝法处理效果好,经验多,可 适应大的污水量,对于大厂可集中建污泥消化池,所产生沼气可作能源利用。传 统普曝法的不足之处是只能作为常规二级处理,不具备脱氮除磷功能
某新建城镇污水处理厂设计 开题报告 - 3 - ② SBR 法(Sequencing Batch Reactor) SBR 法早在 20 世纪初已开发，由于人工管理繁琐未予推广。此法集进水、 曝气、沉淀、出水在一座池子中完成，常由四个或三个池子构成一组，轮流运转， 一池一池地间歇运行，故称序批式活性污泥法。现在又开发出一些连续进水连续 出水的改良性 SBR 工艺，如 ICEAS 法、CASS 法、IDEA 法等。这种一体化工 艺的特点是工艺简单，由于只有一个反应池，不需二沉池、回流污泥及设备，一 般情况下不设调节池，多数情况下可省去初沉池，故节省占地和投资，耐冲击负 荷且运行方式灵活，可以从时间上安排曝气、缺氧和厌氧的不同状态，实现除磷 脱氮的目的。但因每个池子都需要设曝气和输配水系统，采用滗水器及控制系统， 间歇排水水头损失大，池容的利用率不理想，因此，一般来说并不太适用于大规 模的城市污水处理厂 。 ③ A/A/O 法(Anaerobic—Anoxic—Oxic) 由于对城市污水处理的出水有去除氮和磷的要求，故国内 10 年前开发此厌 氧—缺氧—好氧组成的工艺。利用生物处理法脱氮除磷，可获得优质出水，是一 种深度二级处理工艺。A/A/O 法的可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(DO<0.3mg/L)，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，缺氧段要控制 DO<0.7 mg/L， 由于兼氧脱氮菌的作用，利用水中 BOD 作为氢供给体(有机碳源)，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。为有效 脱氮除磷，对一般的城市污水，COD/TKN 为 3.5～7.0(完全脱氮 COD/TKN>12.5)， BOD/TKN 为 1.5～3.5，COD/TP 为 30～60，BOD/TP 为 16～40(一般应＞20)。 若降低污泥浓度、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。 有的城市污水处理的出水不排入湖泊，利用大水体深水排放或灌溉农田，可 将脱氮除 磷放在下一步改扩建时考虑，以节省近期投资。 ④ 普通曝气法及其变法 本工艺出现最早，至今仍有较强的生命力。普曝法处理效果好，经验多，可 适应大的污水量，对于大厂可集中建污泥消化池，所产生沼气可作能源利用。传 统普曝法的不足之处是只能作为常规二级处理，不具备脱氮除磷功能
某新建城镇污水处理厂设计 开题报告 近几年在工程实践中,通过降低普通曝气池容积负荷,可以达到脱氮的目的; 在普曝池前设置厌氧区,可以除磷,亦可用化学法除磷。采用普通曝气法去除 BODs,在池型上有多种形式(如下文所述的氧化沟),工程上称为普通曝气法的 变法,亦可统称为普通曝气法。 ⑤氧化沟法 本工艺50年代初期发展形成,因其构造简单,易于管理,很快得到推广, 且不断创新,有发展前景和竞争力,当前可谓热门工艺。氧化沟在应用中发展为 多种形式,比较有代表性的有: 帕式( Passveer))简称单沟式,表面曝气采用转刷曝气,水深一般在2.5~3.5m, 转刷动力效率16~1.8kgO2/kWh) 奥式(Oba)简称同心圆式,应用上多为椭圆形的三环道组成,三个环道用不 同的Do(如外环为0,中环为1,内环为2),有利于脱氮除磷。采用转碟曝气, 水深一般在40~4.5m,动力效率与转刷接近,现已在山东潍坊、北京黄村和合 肥王小郢的城市污水处理厂应用。 若能将氧化沟进水设计成多种方式,能有效地抵抗暴雨流量的冲击,对一些 合流制排水系统的城市污水处理尤为适用。 卡式( arrousell)简称循环折流式,采用倒伞形叶轮曝气,从工艺运行来看 水深一般在30m左右,但污泥易于沉积,其原因是供氧与流速有矛盾。 三沟式氧化沟(T型氧化沟),此种型式由三池组成,中间作曝气池,左右两 池兼作沉淀池和曝气池。T型氧化沟构造简单,处理效果不错,但其采用转刷曝 气,水深浅,占地面积大,复杂的控制仪表增加了运行管理的难度。不设厌氧池, 不具备除磷功能。 氧化沟一般不设初沉池,负荷低,耐冲击,污泥少。建设费用及电耗视采用 的沟型而变,如在转碟和转刷曝气形式中,再引进微孔曝气,加大水深,能有效 地提高氧的利用率(提高20%)和动力效率[达25~30kgO2kWh)]。 2.关于曝气生物滤池 曝气生物滤池实质上是常说的生物接触氧化池,相当于在曝气池中添加供微 生物栖附的填(滤)料,在填料下鼓气,是具有活性污泥特点的生物膜法。曝气生 物滤池(BAF)70年代末起源于欧洲大陆,已发展为法、英等国设备制造公司的技
某新建城镇污水处理厂设计 开题报告 - 4 - 近几年在工程实践中，通过降低普通曝气池容积负荷，可以达到脱氮的目的； 在普曝池前设置厌氧区，可以除磷，亦可用化学法除磷。采用普通曝气法去除 BOD5，在池型上有多种形式(如下文所述的氧化沟)，工程上称为普通曝气法的 变法，亦可统称为普通曝气法。 ⑤ 氧化沟法 本工艺 50 年代初期发展形成，因其构造简单，易于管理，很快得到推广， 且不断创新，有发展前景和竞争力，当前可谓热门工艺。氧化沟在应用中发展为 多种形式，比较有代表性的有： 帕式(Passveer)简称单沟式，表面曝气采用转刷曝气，水深一般在 2.5～3.5m， 转刷动力效率 1.6～1.8kgO2/(kW·h)。 奥式(Orbal)简称同心圆式，应用上多为椭圆形的三环道组成，三个环道用不 同的 DO(如外环为 0，中环为 1，内环为 2)，有利于脱氮除磷。采用转碟曝气， 水深一般在 4.0～4.5m，动力效率与转刷接近，现已在山东潍坊、北京黄村和合 肥王小郢的城市污水处理厂应用。 若能将氧化沟进水设计成多种方式，能有效地抵抗暴雨流量的冲击，对一些 合流制排水系统的城市污水处理尤为适用。 卡式(Carrousel)简称循环折流式，采用倒伞形叶轮曝气，从工艺运行来看， 水深一般在 3.0m 左右，但污泥易于沉积，其原因是供氧与流速有矛盾。 三沟式氧化沟(T 型氧化沟)，此种型式由三池组成，中间作曝气池，左右两 池兼作沉淀池和曝气池。T 型氧化沟构造简单，处理效果不错，但其采用转刷曝 气，水深浅，占地面积大，复杂的控制仪表增加了运行管理的难度。不设厌氧池， 不具备除磷功能。 氧化沟一般不设初沉池，负荷低，耐冲击，污泥少。建设费用及电耗视采用 的沟型而变，如在转碟和转刷曝气形式中，再引进微孔曝气，加大水深，能有效 地提高氧的利用率(提高 20%)和动力效率［达 2.5～3.0 kgO2/(kW·h)］。 2．关于曝气生物滤池 曝气生物滤池实质上是常说的生物接触氧化池，相当于在曝气池中添加供微 生物栖附的填(滤)料，在填料下鼓气，是具有活性污泥特点的生物膜法。曝气生 物滤池(BAF)70 年代末起源于欧洲大陆，已发展为法、英等国设备制造公司的技
某新建城镇污水处理厂设计 开题报告 术和设备产品。由于选用的填料不同,以及是否有脱氮要求,设计的工艺参数是 不同的,如要求处理出水BOD、SS<20mg/,去除BOD达90%以上的工艺 其容积负荷为0.7~3.0 kgbods(m3d),水力停留时间1~2h:以硝化(90%以上) 为主的工艺,其容积负荷为0.5~2.0 kabObs/m3d),水力停留时间2~3h 一般认为,生物膜法处理城市污水,在国内尚需积累经验,处理规模不宜过 大,约5×10m3d左右为宜。国外(主要在欧洲)处理水量有达到36×104m3d的, 这与其填料材质、自控手段和先进的反冲洗装置有关,也与其有长期积累的运行 管理经验有关。 3.关于 UNI TANK工艺 UNITANK工艺和类似的TCBS工艺、MSBR工艺一样,都是SBR法新的 变型和发展。它集“序批法”、“普通曝气池法”及“三沟式氧化沟法”的优点,克服 了“序批法间歇进水、“三沟式氧化沟法”占地面积大、“普通曝气池法”设备多的 缺点。 典型的 UNITANK工艺是三个水池,三池之间水力连通,每池都设有曝气系 统,外侧的两池设有出水堰及污泥排放口,它们交替作为曝气池和沉淀池。污水 可以进入三池中的任意一个,采用连续进水、周期交替运行。在自动控制下使各 池处在好氧、缺氧及厌氧状态,以完成有机物和氮磷的去除 UNITANK工艺由比利时 Seghers公司首先建在我国的澳门特区,处理水量 14×104m3/d(不下雨时平均处理水量为7×10m3/d),池型封闭,设计采用的容积负 荷为0.58 koBOl(m3d),总的反应池体积为46800m3,曝气池水力停留时间为 8h,出水的BOD5、SS<20mg/L 这类一体化工艺是传统活性污泥工艺的变形,可以采用活性污泥工艺的设计 方法对不同的污染物加以去除,如考虑硝化,其负荷一般在005~0.10 kgbod5/ kgMLSS.d),硝化率视污水温度而异。而要求污泥稳定化,其污泥负荷 和污泥龄要远远超过硝化时的数值。 容积利用率低是此类一体化工艺共同的主要问题,就是说在一个较长停留时 间的曝气系统内,有50%左右的池容用于沉淀。 UNITANK工艺的成功与否有赖于系统采用稳定可靠的仪表及设备,因此引
某新建城镇污水处理厂设计 开题报告 - 5 - 术和设备产品。由于选用的填料不同，以及是否有脱氮要求，设计的工艺参数是 不同的，如要求处理出水 BOD5、SS＜20mg/L，去除 BOD5 达 90%以上的工艺， 其容积负荷为 0.7～3.0 kgBOD5/(m3·d)，水力停留时间 1～2h；以硝化(90%以上) 为主的工艺，其容积负荷为 0.5～2.0kgBOD5/(m3·d)，水力停留时间 2～3h。 一般认为，生物膜法处理城市污水，在国内尚需积累经验，处理规模不宜过 大，约 5×104m3 /d 左右为宜。国外(主要在欧洲)处理水量有达到 36×104m3 /d 的， 这与其填料材质、自控手段和先进的反冲洗装置有关，也与其有长期积累的运行 管理经验有关。 3． 关于 UNITANK 工艺 UNITANK 工艺和类似的 TCBS 工艺、MSBR 工艺一样，都是 SBR 法新的 变型和发展。它集“序批法”、“普通曝气池法”及“三沟式氧化沟法”的优点，克服 了“序批法”间歇进水、“三沟式氧化沟法”占地面积大、“普通曝气池法”设备多的 缺点。 典型的 UNITANK 工艺是三个水池，三池之间水力连通，每池都设有曝气系 统，外侧的两池设有出水堰及污泥排放口，它们交替作为曝气池和沉淀池。污水 可以进入三池中的任意一个，采用连续进水、周期交替运行。在自动控制下使各 池处在好氧、缺氧及厌氧状态，以完 成有机物和氮磷的去除。 UNITANK 工艺由比利时 Seghers 公司首先建在我国的澳门特区，处理水量 14×104m3 /d(不下雨时平均处理水量为 7×104m3 /d)，池型封闭，设计采用的容积负 荷为 0.58kgBOD/(m3·d)，总的反应池体积为 46800m3，曝气池水力停留时间为 8h，出水的 BOD5、SS＜20mg/L。 这类一体化工艺是传统活性污泥工艺的变形，可以采用活性污泥工艺的设计 方法对不同的污染物加以去除，如考虑硝化，其负荷一般在 0.05～0.10 kgBOD5/(kgMLSS·d)，硝化率视污水温度而异。而要求污泥稳定化，其污泥负荷 和污泥龄要远远超过硝化时的数值。 容积利用率低是此类一体化工艺共同的主要问题，就是说在一个较长停留时 间的曝气系统内，有 50%左右的池容用于沉淀。 UNITANK 工艺的成功与否有赖于系统采用稳定可靠的仪表及设备，因此引