1、生物接触氧化法处理小区生活污水工艺设计开题报告生物接触氧化法处理小区生活污水工艺设计开题报告安徽工业大学工商学院 本科毕业论文开题报告 题目: 某生活小区10000m?/d生活污水深度处理回用 系别: 建工系 班级: 水0841 学生姓名: 叶力 学号: 081843048 指导教师: 刘再亮 2012年6月 8日 开题报告撰写要求 1(开题是本科毕业设计最重要环节之一，学生要高度重视开题报告的撰写工作。 2(开题报告一式一份，由学生妥善保管，最后连同毕业设计任务书、说明书等相关资料一起装入学生本科毕业设计资料袋中存档。 3(开题报告应在指导教师指导下，由学生独立完成。 4(开题工作应在教学进
2、程表中，本科毕业设计(论文)第二周周末前完成。 5(学生查阅的参考文献(含指导教师推荐的参考文献)，设计类题目一般不少于10篇，论文类一般不少于12篇。 一、本课题的目的及意义，研究现状分析 (一)本课题的目的及意义 本设计是为一个居民小区设计一个生活污水处理站。生活污水的主要污染物为COD、SS、动植物油、NH-N、大肠杆菌等。若不经处理就排放极易引起周cr3围人畜感染伤寒、副伤寒、疟疾、痢疾、胃肠炎和霍乱等肠道传染病及寄生虫病。本次污水处理工艺设计可以很好的保护城市周边的水体环境及环境卫生，使水体可以不断的循环使用，最终达到了减轻环境污染这一目的。 通过本次毕业设计，可以熟悉生活污水的主要
3、污染物并掌握生活污水处理工艺的设计内容、设计原理、方法和步骤。学会根据设计原始资料正确地选定设计方案，正确计算, 具备设计小型污水处理厂的初步能力，为日后更好的从事本专业工作做铺垫。 (二)研究现状分析 随着城市化进程的加快，城市内小区所排的污水造成的污染日趋严重。其特点是水量小、分布广、收集难度大，不能就近纳入城市污水处理系统。根据国家有关的环保法规，生活污水必须就地处理达标后才能向就近水体排放，因此，各种小型生活污水处理站应运而生。 小区生活污水处理工艺是在传统的城市污水处理工艺的基础上发展起来的。常规城市污水处理工艺主要有:SBR法污水处理工艺、CASS法污水处理工艺、A/O法、曝气生物
4、滤池、MBR法、生物接触氧化法等污水处理工艺。 1、SBR法污水处理工艺 SBR法是序列间歇式活性污泥法的简称，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术，又称序批式活性污泥法。 与传统污水处理工艺不同， SBR技术采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式，非稳定生化反应替代稳态生化反应，静置理想沉淀替代传统的动态沉淀。它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作，SBR技术的核心是SBR反应池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，无污泥回流系统。 SBR工艺优点: (1)理想的推流过程使生化反应推动力增大，效率提高、运行效果稳定。 (2)耐冲击负荷，池内有滞留的处理水，对污水有
5、稀释、缓冲作用，有效抵抗水量和有机污物的冲击。 (3)反应池内存在DO、BOD5浓度梯度，有效控制活性污泥膨胀。 (4)具有良好的脱氮除磷效果。 (5)工艺流程简单、造价低。主体设备只有一个序批式间歇反应器，无二沉池、污泥回流系统，调节池、初沉池也可省略，布置紧凑、占地面积省。SBR工艺缺点: (1)自动化控制要求高。 (2)排水时间短(间歇排水时)，并且排水时要求不搅动沉淀污泥层，因而需要专门的排水设备(滗水器)，且对滗水器的要求很高。 (3)后处理设备要求大:如消毒设备很大，接触池容积也很大，排水设施如排水管道也很大。 2、CASS法污水处理工艺 CASS是在SBR的基础上发展起来的，即在
6、SBR池内进水端增加了一个生物选择器，实现了连续进水(沉淀期、排水期仍连续进水)，间歇排水。设置生物选择器的主要目的是使系统选择出絮凝性细菌，其容积约占整个池子的10%。生物选择器的工艺过程遵循活性污泥的基质积累再生理论，使活性污泥在选择器中经历一个高负荷的吸附阶段(基质积累)，随后在主反应区经历一个较低负荷的基质降解阶段，以完成整个基质降解的全过程和污泥再生。 CASS具有以下优点: (1)建设费用低; (2)运转费用省; (3)有机物去除率高，出水水质好，通过过滤和消毒后，就可以作为中水回用; (4)管理简单，运行可靠，不易发生污泥膨胀;污泥产量低，性质稳定。 CASS具有以下缺点: (1
7、)冬季或低温会对运行有影响; (2)构造复杂。 3、A/O法 A/O工艺是由缺氧池和好氧池串联而成，作用是去除有机物的同时得到良好的脱氮效果。A/O又称前置反硝化，最显著的工艺特征是将脱氮池设置在除碳过程的前面，先将废水引入缺氧池，回流污泥中的反硝化菌利用原污水中的有机物作为碳源，将回流混合液中的大量硝态氮还原成氮气，从而达到脱氮的目的。然后进入后续的好氧池，O段后设沉淀池，部分沉淀污泥回流A段，以保证A段有足够的硝酸盐。 采用该方法优点是处理效率高，流程简单，投资省，操作费用低，缺氧反硝化过程对污染物具有较高的降解效率容积负荷高，缺氧/好氧工艺的耐负荷冲击能力强。但由于没有独立的污泥回流系统
8、，从而不能培养出具有独特功能的污泥，难降解物质的降解率较低;若要提高脱氮效率，必须加大内循环比，因而加大了运行费用。另外，内循环液来自曝气池，含有一定的DO，使A段难以保持理想的缺氧状态，影响反硝化效果，脱氮率很难达到90%。 4、曝气生物滤池 曝气生物滤池是一种先进的污水生物处理工艺，它综合了活性污泥和生物膜法两大类污水生物处理法各自的优点，又具有生物化学反应和物理过滤两种功能。 曝气生物滤池中填装改性陶粒滤料，滤料表面上生长着大量的细菌，运行一段时间后形成一定的生物膜。曝气生物滤池在降解有机污染物的过程中由于同化作用，在滤料表面生长大量新的细菌体，使生物膜变厚。同时由于截留部分悬浮物，滤池
9、的水头损失增加。当水头损失达到一定的范围内，应对其进行反冲洗，将老化的生物膜反洗出来，反冲洗排水流入调节池重新处理。 在地埋式中水处理工程应用中，由于曝气生物滤池的提升高度较大，高程布置很难协调，一般用作后处理工艺，但其高程布置仍然是一个棘手的问题。 5、MBR法污水处理工艺 MBR又称膜生物反应器,是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术。膜的种类繁多,按分离机理进行分类,有反应膜、离子交换膜、渗透膜等;按膜的性质分类,有天然膜(生物膜)和合成膜(有机膜和无机膜) ;按膜的结构型式分类，有平板型、管型、螺旋型及中空纤维型等。 MBR工艺的优点: (1)由于膜的高效分离作用，分离
10、效果远好于传统沉淀池，出水水质稳定。 (2)该工艺剩余污泥产量低，降低了污泥处理费用。 (3)占地面积小，不受设置场合限制 (4)操作管理方便，易于实现自动控制 MBR工艺的缺点: (1)膜造价高，膜 - 生物反应器的基建投资高; (2)膜污染容易出现，给操作管理带来不便; (3)MBR工艺的能耗高。 6、生物接触氧化法 生物接触氧化法是在生物滤池的基础上，通过接触曝气形式改良、演变出的一种生物膜处理技术。它具备生物膜法的基本特点，既可利用附着在填料表面上的微生物群体对水中的污染物进行吸附、氧化，以达到去除污染物的目的，又与其它生物膜法有所区别:(1)反应器内的填料全部浸没在废水中，以供微生物
11、栖息生长，故又称淹没滤床反应器;(2)供氧方式与强度不同，采用机械设备向废水中充氧，不同于生物滤池靠自然通风供氧，氧气的传质速率高，提高生物降解效率。 此工艺的优点为 (1) 比表面积大。生物接触氧化法由于有填料作为载体，且所投填料比表面积比一般生物膜法大，可形成稳定性好的高密度生态体系，挂膜周期相对缩短，在处理相同水量的情况下，水力停留时间短，所需设备体积小，场所占地面积小。 (2)生物接触氧化法具有污泥浓度高、泥龄长的特点。对于一些较难降解的有机物具有较强的分解能力，系统耐冲击负荷强，高效率。有关报导表明，在一般条件下生物接触氧化法的体积负荷可达3,10kgBOD5m-3d-1，是普通活性
12、污泥法的3-5倍，COD去除率是传统生物法的2-3倍。 (3)相对普通活性污泥法来说，由于生物接触氧化法的污泥产量少，在操作过程中一般不会发生污泥膨胀，也无需频繁调整回流污泥量及DO值。 (4)设备简单，操作容易，维修方便，运行费用低，综合能耗低。 二、本课题的基本任务、拟解决的主要问题，及其实现途径、方法和手段 (一)本课题的基本任务 3根据任务书可知，该小区平均日污水量为10000m/d，污水总变化系数为1.3，出水应符合城市污水再生利用 城市杂用水水质(G/T 18920-2002)。 要求的原水水质及出水水质如表1所示: 表1 进出水指标及去除率 COD BOD SS NH-N TP
13、PH 污染因子 33.2 进水指标 ?350 ?150 ?200 ?18.5 6.0,8.0 出水指标 ?10 ?10 ?10 6.0,9.0 93% 95% 46% 去除率 (二)拟解决的主要问题，及其实现途径、方法和手段 1、拟解决的主要问题 (1)方案确定 根据原水水质水量及出水水质要求，确定该小区生活污水工艺方案如下图所示。 格栅 集水井与提升泵房池 钟氏沉砂池 进水 污泥 混生物接触氧化(A段) 合液曝内气 回流 生物接触氧化(O段) 中水池 过滤罐 消普通快除磷池 毒滤池 池 出反冲洗 水 污泥脱水 泵 污泥浓缩池 污泥外运 上清液回流至调节 池 图1. 生物接触氧化法中水回用工艺
14、流程图 1)格栅:拦截去除来水中的较大的碎屑和杂质，保护处理系统中的泵和后续处理单元，防止提升泵流量变化、堵塞卡壳等。 2)集水井:起集中水量的作用，内设污水泵将污水提升到钟氏沉砂池 3)钟氏沉砂池:由于进水中含有悬浮物，因此在污水进入生物接触氧化池之前，通过混凝去除悬浮物，减轻对模件的损害。 5)生物接触氧化池:生物接触氧化池分为A段和O段，A段为缺氧段，在此段，反硝化细菌利用O段回流的含有的硝酸盐，进行反硝化，从而去除氨氮。O段为好氧段，大部分有机物在此段得到分解，含氮有机物在氨化细菌作用下分解为氨，氨经硝化细菌作用转化为硝酸或亚硝酸，回流至A段为反硝化细菌提供原料。 生物接触氧化是该工艺
15、的核心部分，池内装有大比表面积的弹性立体填料，使池内保持有多种生物相、生物群落及很高的以生物形式存在的微生物量，污水在池底部曝气头释放出气流的搅拌带动下，快速完成充氧、搅拌、混合、传质等过程，污水中的有机物在填料上微生物的作用下，发生吸附、吸收、降解等一系列生物反应过程，使污水中的有机物绝大部分转化为无机物，污水得到净化。 在生物接触氧化池中，生物膜的厚度控制很重要，膜太厚会严重影响处理能力。曝气也应选用气泡较大、提升力较强的散流曝气器等曝气方式。 6)过滤罐 经消毒处理的污水流入过滤罐，过滤水中的胶体与微生物，以达到中水回用的指标。 (2)构筑物尺寸设计计算 进行小区生活污水处理工艺各处理单
16、元处理效率估算;各构筑物的设计参数应根据同类型污水的实际运行采纳数或参考有关手册选用;各构筑物的尺寸计算;设备选型计算。 (3)平面和高程图布置 根据构筑物的尺寸，合理的进行平面布置;高程布置应在完成各构筑物计算及平面布置草图后进行各构筑物的水头损失可直接查相关资料，但各构筑物之间的连接管渠的水头损失则需计算而定。 4、编写设计说明说、计算书 5、绘制设计图纸 (1)污水处理站的平面布置图及高程图 (2)主要单体处理构筑物的施工图 2.2实现方法、途径和手段 (1)根据设计任务中给出的水源、水质、水量、当地自然条件等实际情况对多种工艺进行对比，确定工艺方案及构筑物形式。 (2)根据给排水设计规
17、范设计要求及相关设计标准进行设计计算，各处理构筑物形式及尺寸。 (3)消毒剂的选择，直接关系到消毒效果和运行成本。根据小区生活污水水量较小的特点，选择效果好、适合小规模水量消毒的消毒方式。 (4)设计时考虑小区污水处理厂的基建及运行成本，另外还要考虑其外观与小区景观协调。 三、完成本课题所需工作条件(如工具书、计算机、实验、调研等)，可能遇到的问题以及解决的方法和措施 (一)所需工作条件 (1)学习 由于生物接触氧化法的应用从来没有见过实例，所以要透彻掌握理论知识，通过网络等工具加深对该方法的理解和掌握 (2)工具书 到学校图书馆或网上收集相关给排水工具书及设计规范资料。 (3)计算机 计算机
18、应安装WORD、PPT、AutoCAD等软件。 (二)可能遇到的问题以及解决的方法和措施 1、工作条件:结合所学知识，查阅污水处理设计方面的书籍。利用网络查阅相关资料及文献。通过对所采用工艺的研究，利用相关数据进行设计计算。设计说明书定稿之后，利用CAD软件做出对应的平面图和高程图。 2、问题的解决:结合实习中接触到的相关污水处理工艺设计运行的实际情况，查阅已有污水处理工艺的设计经验、运行效果，与向指导老师交流，找到解决问题的最佳方法。 四、已查阅参考文献目录 1给水工程M 第四版.严煦世，范瑾初.北京:中国建筑工业出版社，1999. 2给排水工程快速设计手册M.严洵世.北京:中国建筑工业出版
19、社，2002. 4给水排水设计手册M(第1、3、9、10册).北京:中国建筑工业出版社，1986. 5城市污水厂处理设施设计计算M. 崔玉川，刘振江，张绍怡城市污水厂处理设施设计计算M. 北京: 化学工业出版社,2004. 6 泵与泵站M.姜乃昌，许仕荣，张超升.北京中国建筑工业出版社，2007. 7给水排水管网系统M.马立艳.化学工业出版社，2011 8.GB50013-2006室外给水设计规范 9给水排水工程专业设计指南M.李亚峰、尹士君主编.北京:化学工业出版社，2003. 10水处理设施设计计算M.崔玉川、刘振江等主编. 北京:化学工业出版社，2004. 五、进程安排 序号 时间要求
20、应完成的内容(任务)提要 1 2012年3月23日,2012年4月19日 构筑物尺寸设计计算 2 2012年4月20日,2012年5月6日 构筑物平面、高程布置 3 2012年5月7日,2012年5月11日 中期检查，上交中期检查报告 4 2012年5月12日,2012年5月30日 绘图 5 2012年6月1日,2012年6月3日 上交初稿，指导老师批阅 6 2012年6月4日,2012年6月5日 修改，打印第二稿 7 2012年6月6日,2012年6月7日 第二稿交评阅老师批阅 8 2012年6月7日 指导老师、评阅老师双签字同意 9 2012年6月7日,2012年6月11日 检查、打印、制作ppt、准备答辩 10 2011年6月12日,6月15日 答辩 指导教师意见: 指导教师(签字): 年 月 日 教研室审查意见: 专业教研室主任(签字): 年 月 日
