1. 研究目的与意义（文献综述）

我国是一个缺水严重的国家，随着工农业生产的迅速发展和人民生活水平的不断提高，用水紧张和污水排放的问题越来越突出。目前，我国城镇的大部分污水采用直排式，没有经过处理，加重了环境污染。在环境保护日益受到重视的今天，对污水进行处理后排放以保护人类赖以生存的环境越来越重要。通过将生活污水汇集到污水处理厂进行处理后，用作灌溉水、工业水等，实现水资源循环利用，推动社会经济的发展。

设计合理的污水处理工艺流程，使经过处理的污水达标排放，对保护环境，减少环境污染，遏制生态环境恶化趋势，有着重要的意义。

传统的污水处理方法包括物理法、化学法以及生物法。污水处理对象不同，选择处理方法也不同。针对污水中存在不溶解的炫富物质，选择物理法处理最优；针对污水中存在化学物质，选择化学法，通过离子、粒子等之间的化学反应达到污水处理的效果。针对污水中存在大量呈溶解态和胶态的有机物，选择生物法进行处理，通过人工创造微生物生长和繁殖条件，大量繁殖微生物，从而提高微生物氧化和分解有机物。因此，相比于物理法和化学法污水处理，生物法污水处理在处理有机碳、硫、氮、磷等污染物质方面，具有巨大优势。

2. 研究的基本内容与方案

主要内容

（1）经过对比，确定主体工艺。设计污水处理厂工艺流程，使出水水质达到标准。

（2）选择工艺构筑物型号，编写计算说明书。

（3）CAD绘图、设备材料清单编制。

设计目标

（1）经过乡镇污水处理厂二级处理后，出水水质要求达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准。完成设计说明书和计算书一份；

（2）设计图纸一套（污水处理工艺总平面布置图、高程图、主体构筑物平面图剖面图、局部大样图、图纸目录、材料设备览表等）；共绘一号图纸七张，其中手绘图纸一张。

拟采用技术方案及措施

（1）进水水质分析

表1 进水水质各污染物配比表

根据以上对污水中污染物的指标进行分析，所选工艺除了去除常规污染物的同时，还需要具备良好的脱氮除磷功能。

（2）工艺选择

1传统 A 2 /O 工艺常规生物脱氮除磷工艺呈厌氧（A1）/缺氧（A2）/好氧（O）的布置形式。其典型工艺流程如下图：

（见附件)

该布置在理论上基于这样一种认识，即：聚磷微生物有效释磷水平的充分与否，对于提高系统的除磷能力具有极端重要的意义，厌氧区在前可以使聚磷微生物优先获得碳源并得以充分释磷。A 2 /O 工艺根据活性污泥微生物在完成硝化、反硝化以及生物除磷过程对环境条件要求的不同，在不同的池子区域分别设置厌氧区、缺氧区和好氧区 [8] 。A 2 /O 工艺应用 较为广泛，历史较长，已积累有一定的设计和运行经验，通过精心的控制和调节，一般可以获得较好的除磷脱氮效果，出水水质较稳定，在国内外大中型城市污水处理厂常有采用。

2膜生物反应器

膜生物反应器(MBR)实际上是三类反应器的总称，分别是膜－曝气生物反应器（MABR）、萃取膜生物反应器（EMBR）和膜分离生物反应器（MBR）。但由于前两种反应器尚处在实验室阶段，无实际的工程应用，所以通常所说的膜生物反应器即是指膜分离生物反应器（MBR）。按膜组件和生物反应器的相对位置，膜分离生物反应器可分为分置式 MBR 和一体式 MBR 两种。

3氧化沟工艺

氧化沟又名氧化渠，因其构筑物呈封闭的环形沟渠而得名。它是活性污泥法的一种变型。因为污水和活性污泥在曝气渠道中不断循环流动，因此有人称其为“循环曝气池”、“无终端曝气池”。氧化沟的水力停留时间长，有机负荷低，其本质上属于延时曝气系统。

氧化沟的技术特点

（1）氧化沟结合推流和完全混合的特点，有力于克服短流和提高缓冲能力，通常在氧化沟曝气区上游安排入流，在入流点的再上游点安排出流。

（2）氧化沟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。

（3）氧化沟沟内功率密度的不均匀配备，有利于氧的传质，液体混合和污泥絮凝。

（4）氧化沟的整体功率密度较低，可节约能源。

氧化沟缺点：尽管氧化沟具有出水水质好、抗冲击负荷能力强、除磷脱氮效率高、污泥易稳定、能耗省、便于自动化控制等优点。但是，在实际的运行过程中，仍存在污泥膨胀的问题、泡沫问题、污泥上浮问题、流速不均及污泥沉积问题等一系列问题。

经过乡镇污水处理厂二级处理后，出水水质要求达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准。根据进水水质变化及特征，需要所选工艺有较好的脱氮除磷效果，还要有较强的抗冲击负荷能力。通过综合对比AAO工艺、CAST工艺、氧化沟工艺的优缺点。最后选择基建费用低、占地面积小、有良好抗冲击负荷能力，污泥产量少、能同时脱氮除磷的AAO工艺为主体工艺。

（3）工艺流程（见附件）

（4）构筑物及作用^[2]

粗格栅：粗格栅是污水进入污水处理厂首先要经过的处理设施，目的是把流入污水处理厂的污水中较大的漂浮物清理掉，避免这些悬浮物随着污水进入污水提升泵，对水泵的叶轮造成损坏。

提升泵：污水进入污水处理厂时，往往水位比较低，为了能进行接下来的处理过程，需要采用水泵将污水提升至一定高度的池子进行后续的处理工艺。以往的污水处理厂通常采用干式污水泵，随着科技的进步，潜污泵的发展越来越好，于是许多污水处理厂开始选用潜污泵来作为污水泵的选用。

细格栅：细格栅一般是安装在沉砂池前面，用来进一步过滤掉污水中细小的悬浮物。

沉砂池：沉砂池的目的是为了除去水中的一些细小的砂粒，以免这些砂粒随着污水进入后续处理阶段时，对管道以及一些精密设施造成磨损。

A 2 /O 工艺（Anaerbio-Anoxic-Oxic）或称AAO工艺，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。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。

紫外线消毒池：通过紫外线消毒，使出水达到标准。

污泥浓缩池：主要目的是减少污泥体积，以便后续的操作。

[1]柴晓利等. 环境工程专业毕业设计指南[M]. 北京：化学工业出版社，2008.

[2]高廷耀等. 水污染控制工程[M]. 下册 .4版. 北京：高等教育出版社，2014.

3. 研究计划与安排

（1）4-5周（3.11-3.25）：查找相关资料，了解进水水质和出水水质，制定课题设计方案，编写开题报告；

（2）6-12周（3.25-5.12）：熟悉污水处理设备与管道的计算，按相应手册进行计算；

3.25-4.15看水污染控制工程课本及相关书籍，掌握污水处理设备与管道计算；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 郑铭.环保设备-原理·设计·工艺.北京：化学工业出版社,2007.

[2] 张林生等. 环境工程专业毕业设计指南[m]. 北京：中国水利水电出版社，2002.

[3]北京市政工程设计研究总院.给水排水设计手册[j].城镇排水. 北京：中国建筑工业出版社，2010.