某县城生活污水处理工艺设计开题报告
2020-04-25 19:41:13
1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）
文 献 综 述
1. 选题的依据及意义
随着人民生活水平的不断提高，所产生的污水量也不断增加，由于大部分县乡缺乏完善的污水系统，与之带来的水污染问题也与日剧增。为了实现城市建设进程的持续化发展，需要做好城市生活污水的处理工作。
2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案
研究手段
1、本课题要解决的问题
某县位于甘肃省西部，地处河西走廊中部、祁连山北麓、阿拉善台地南缘。本着开发、创业与治理污染、保护环境协调一致的原则，改善区域环境质量，确保区域环境与社会、经济协调健康发展，解除投资者后顾之忧，树立城区良好的社会形象，该县政府决定建设一座处理规模为1.5万的污水处理厂，该厂承担所有生活污水和生产废水的处理任务。污水处理厂的出水排入山丹河，山丹河在该县为三类水体，原水水质为BOD5=200mg/L，=450mg/L，SS=260 mg/L，NH3-N=40mg/L，TP=5mg/L本项目执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》中的一级B标。确定设计出水标准为：BOD5≤20mg/L，≤60mg/L，SS≤20 mg/L，NH3-N≤8（15）mg/L，TP≤1mg/L。并通过设计计算，确定处理工艺的各个构筑物，以及污水处理厂的相关设计，完成城镇生活污水处理厂的设计。
2、拟采用的研究手段
该污水处理厂日处理能力约1.5万吨,属于中小规模的污水处理厂。按《城市污水处理和污染防治技术政策》要求推荐，20万t/d规模大型污水厂一般采用常规活性污泥法工艺，10-20万t/d污水厂可以采用常规活性污泥法、氧化沟、SBR、AB法等工艺，小型污水厂还可以采用生物滤池、水解好氧法工艺等。对脱磷脱氮有要求的城市，应采用二级强化处理，如工艺，A/O工艺，SBR及其改良工艺，氧化沟工艺，以及水解好氧工艺，生物滤池工艺等。
由于该设计对脱氮除磷有要求故选取二级强化处理。可供选取的工艺：工艺，氧化沟工艺，SBR及其改良工艺。
上述适合于中小型污水处理厂的除磷脱氮工艺比较多，为了选择出经济技术更合理的处理工艺，以下对上述适合于中小型污水处理厂的除磷脱氮工艺进行经济技术比较。
表1 适合于中小型污水处理厂的除磷脱氮工艺的比较
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工艺名称 |
氧化沟工艺 |
A2/O工艺 |
SBR工艺 |
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优点 |
1.处理流程简单，构筑物少，基建费用省；2.处理效果好，有稳定的除P脱N功能；3.对高浓度工业废水有较大的稀释作用；4.能处理不容易降解的有机物；5.污泥生成量少，污泥不需要消化处理，不需要污泥回流系统；6.技术先进成熟，管理维护简单；7.国内工程实例多，容易获得工程设计和管理经验；8.对于中小型无水厂投资省，成本底；9.无须设初沉池，二沉池。 |
1.具有较好的除P脱N功能；2.具有改善污泥沉降性能的作用的能力，减少的污泥排放量；3.具有提高对难降解生物有机物去除效果，运行效果稳定；4.技术先进成熟，运行稳妥可靠；5.管理维护简单，运行费用低；6沼气可回收利用；7.国内工程实例多，容易获得工程设计和管理经验。 |
1.流程十分简单；2.合建式，占地省，处理成本底；3.处理效果好，有稳定的除P脱N功能；4.不需要污泥回流系统和回流液；不设专门的二沉池；5.除磷脱氮的厌氧，缺氧和好氧不是由空间划分的，而是由时间控制的。 |
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缺点 |
1.周期运行，对自动化控制能力要求高；2.污泥稳定性没有厌氧消化稳定；3.容积及设备利用率低；4.脱氮效果进一步提高需要在氧化沟前设厌氧池. |
1.处理构筑物较多；2，污泥回流量大，能耗高；3.用于小型水厂费用偏高；4.沼气利用经济效益差。 |
1.间歇运行，对自动化控制能力要求高；2.污泥稳定性没有厌氧消化稳定；3.容积及设备利用率低；4.变水位运行，电耗增大；5除磷脱氮效果一般。 |
虽然氧化沟具有出水水质好、抗冲击负荷能力强、脱氮除磷效率高、污泥较稳定、能耗省、自动化控制高等优点。但是，在实际运行过程中，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。
SBR法虽然简单，在实际应用中也存在一定的局限性：反应器容积利用率低（由于SBR反应器水位不恒定，反应器有效容积需要按照最高水位来设计，大多数时间，反应器内水位均达不到此值，所以反应器容积利用率低）；水头损失大；峰值需氧量高，整个系统氧的利用率低。不适用于大型污水处理厂（采用SBR工艺的污水处理厂规模一般在20 000t以下，规模大于100000t的污水处理厂几乎没有采用SBR工艺的[4]。
综上所述，根据本设计的污水水质特点和进出水水质要求，从技术角度和处理效果考虑，本次设计拟采用工艺。
3、预处理
①格栅：用以截留较大的悬浮物或漂浮物，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷，并使之正常运行；
②调节池：对污水水量、水质进行调节，保证后续处理构筑物或设备的正常运行；
③沉砂池：减轻无机颗粒对水泵、管道的磨损；也可以减轻初沉池负荷及改善污泥处理构筑物的处理条件，过流速度较快，污水在池内的停留时间不少30s；④初沉池：设于曝气池前，主要去除水中悬浮有机物质，同时可去除 30%的 BOD5，55%的 SS，改善后续生物处理条件；
⑤二沉池：设于曝气池后，主要用于泥水分离和污泥的浓缩。
4、工艺流程
4、污泥处理方案的确定
4.1污泥处理要求
1）减少有机物，使污泥稳定化；
2）减少污泥体积，降低污泥后续处置费用；
3）减少污泥中有毒物质，做到无害化；
4）利用污泥中有用物质，化害为利；
5）因选用生物脱氮除磷工艺，故应避免磷的二次污染。
4.2常用污泥处理的工艺流程
1） 生污泥→浓缩→消化→机械脱水→最终处置；
2）生污泥→浓缩→机械脱水→最终处置；
3）生污泥→浓缩→消化→机械脱水→干燥焚烧→最终处置；
4） 生污泥→浓缩→自然干化→堆肥→农田。
4.3污泥工艺流程
该工艺选用工艺，选用如下流程：二沉池污泥→贮泥池→机械脱水→泥饼外运
5、主要构筑物说明
格栅：是一组平行的金属栅条或筛网组成，用以截留较大的悬浮物或漂浮物，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷，并使之正常运行，被截留的物质称为栅渣。
沉砂池：功能为去除比重较大的无机颗粒。沉砂池一般设于泵站倒虹吸管前，以前减轻无机颗粒对于水泵、管道的磨损；也可设于初沉池前，以减轻沉淀池负荷及改善污泥处理构筑物的处理条件，沉砂池的形式，按水流方向的不同可分为平流式、竖流式、曝气沉砂池三类[5]。
原污水首先进入厌氧区，同步进入的还有从沉淀池排出的含磷回流污泥，本反应器的主要功能是释放磷，同时部分有机物进行氨化。污水经过厌氧反应器进入缺氧反应器，本反应器的首要功能是脱氮，硝态氮是通过内循环由好氧反应器送来的，循环的混合液量较大，一般为2Q(Q#8212;#8212;原污水流量)。混合液从缺氧反应器进入好氧反应器#8212;#8212;曝气器，这一反应器单元是多功能的，去触BOD，硝化和吸收磷等项反应都在本反应器内进行。这三项反应都是重要的，混合液中含有，污泥中含有过剩的磷，而污水中的BOD则得到去除。流量为2Q的混合液从这里回流缺氧反应器[6]。
二次沉淀池：采用辐流沉淀池，优点为多为机械排泥，运行可靠，管理较简单，排泥设备已定型化。缺点为机械排泥设备复杂，对施工质量要求高。适用于大、中型污水处理厂。
污泥浓缩池：集泥井内设有回流污泥泵和剩余污泥泵，均采用进口潜污泵。 主要是降低污泥中的空隙水，来达到使污泥减容的目的。浓缩池可分为重力浓缩池和浮选浓缩池。重力浓缩池按其运行方式可分为间歇式和连续式[7]。
接触池：拟采用折板往复式接触池，为消毒设备。
5、参考文献
[1] 中国市政工程西北设计研究院主编.《给水排水设计手册》.第11册，常用设备[M].北京:中国建筑工业出版社，2002.
[2] 孙力平等编著.《污水处理新工艺与设计计算实例》[M].北京:科学出版社，2001.
[3] 中国市政工程西南设计研究院主编.《给水排水设计手册》，第1册，常用资料[M].北京:中国建筑工业出版社，2000.
[4] 于尔捷,张杰主编.《给水排水工程快速设计手册》(2.排水工程)[M].北京:中国建筑工业出版社，1996.
[5] 缪应祺.《水污染控制工程》[M].东南大学出版社，2002.[8]高庭耀.《水污染控制工程》[M].北京：高等教育出版社.2007.
[6] 《城镇污水厂污染物排放标准》GB18918－2002.
[7] Liang-Wei Deng.Ping Zheng. Anaerobic digestion and post-treatment of swine wastewater using IC#8211;SBR process with bypass of raw wastewater. Process Biochemistry,2006,41:965-969.
