【正文】 畢業(yè)設(shè)計 (論文 )開題報告 題目 ： 衡陽縣污水處理廠擴大初步設(shè)計 課 題 類 別： 設(shè)計 □ 論文 □ 學(xué) 生 姓 名： 劉中南 學(xué) 號： 202113040107 班 級： 202101 專業(yè)（全稱）： 給水排水工程 指 導(dǎo) 教 師： 謝 敏 2021 年 3 月 一、 本課題設(shè)計（研究）的目的： 改革開放 30 年來，經(jīng)濟發(fā)展蓬勃向上，各方面的變化日新月異，國家對基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投入加大了許多。隨著城市工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，城市 人口的遞增，城市規(guī)模的擴大，工業(yè)廢水和生活污水排出量日益增多，大量未經(jīng)處理的污水直接排入周圍河流，致使城市周圍環(huán)境污染十分嚴(yán)重，不但直接污染了市區(qū)的地下飲用水，而且對河流下游地區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活造成了危害，人類和生物賴以生存的生態(tài)環(huán)境受到了日益嚴(yán)重的威脅。同時，水生態(tài)系統(tǒng)體現(xiàn)了人與水的和諧共存與協(xié)調(diào)發(fā)展，是城市生態(tài)系統(tǒng)的主要組成部分和關(guān)鍵因素，與一個城市的可持續(xù)發(fā)展密切相關(guān)。因而，城市污水治理已成為當(dāng)前迫切需要解決的問題之一。 理論是用于實踐的，將自己在課堂上所學(xué)的知識，尤其是專業(yè)知識用于本次畢 業(yè)設(shè)計之中，以提高自己的工程設(shè)計能力，為自己走上工作崗位進行工程設(shè)計打下堅固的實踐基礎(chǔ)。通過畢業(yè)設(shè)計，能夠熟悉并掌握排水工程的設(shè)計內(nèi)容、設(shè)計原理、方法和步驟，能根據(jù)原始設(shè)計資料正確地獨立地選定設(shè)計方案，掌握污水廠設(shè)計的基本流程及各構(gòu)筑物的設(shè)計方法，熟悉設(shè)計計算書和設(shè)計說明書的編寫內(nèi)容和編制方法，并繪制工程圖紙。 二、 設(shè)計（研究）現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢（文獻綜述）： 目前，國內(nèi)外城市污水處理廠廠采用的工藝有普通活性污泥法 、 A/O 生物脫氮活性污泥法、 A/A/O 生物脫氮除磷工藝、 AB 工藝、氧化溝法（循環(huán)混合式 活性 污泥法）、SBR 間歇時活性污泥法等工藝。 1．關(guān)于活性污泥法 當(dāng)前流行的二級處理工藝有： AB 法、 SBR 法、氧化溝法、普通曝氣法、 A/A/O 法、 A/O 法等，這幾種工藝都是從活性污泥法派生出來的，且各有其特點。 (1)AB 法 (Adsorption— Biooxidation) 該法由德國 Bohuke 教授首先開發(fā)。該工藝對曝氣池按高、低負荷分二級供氧， A級負荷高，曝氣時間短，產(chǎn)生污泥量大，污泥負荷 (kgMLSS d)以上，池容積負荷 6kgBOD/(m3 d)以上； B 級負荷低，污泥齡較 長。 A 級與 B 級間設(shè)中間沉淀池。二級池子 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 法盡管有節(jié)能的優(yōu)點，但不適合低濃度水質(zhì)， A 級和 B 級亦可分期建設(shè)。 (2)SBR 法 (Sequencing Batch Reactor) SBR 法早在 20 世紀(jì)初已開發(fā)，由于人工管理繁瑣未予推廣。此法集進水、曝氣、沉淀、出水在一座池子中完成，常由四個或三個池子構(gòu)成一組，輪流運轉(zhuǎn)，一池一池地間歇運行，故稱序批式活性污泥法?，F(xiàn)在又開發(fā)出一些連續(xù)進水連續(xù)出水的改良性SBR 工藝，如 ICEAS 法、 CASS 法、 IDEA 法等。這種一體化工藝的特點是工藝簡單，由于只有一個反應(yīng)池，不需二沉池、回流污泥及設(shè)備，一般情況下不設(shè)調(diào)節(jié)池，多數(shù)情況下可省去初沉池，故節(jié)省占地和投資，耐沖擊負荷且運行方式靈活，可以從時間上安排曝氣、缺氧和厭氧的不同狀態(tài)，實現(xiàn)除磷脫氮的目的。 SBR 法中曝氣池兼具沉淀的作用，厭氧、好氧也在同一池進行。其運行操作由流入、反應(yīng)、沉淀、排放、待機五個工序組成。通過調(diào)節(jié)每個工序的時間，可達到除磷脫氮的效果。 前處理 —— SBR 反應(yīng)器 —— 過濾 —— 出水 | 污泥處置 該工藝具有很多優(yōu)點：工藝系統(tǒng)組成簡單，不設(shè)二沉池，無污泥回流設(shè)備；耐沖擊負荷，一般不用設(shè)置調(diào)節(jié)池；反映推動力大，易于得到優(yōu)于連續(xù)流系統(tǒng)的出水水質(zhì)；運行操作靈活，通過適當(dāng)調(diào)節(jié)各單元的狀態(tài)可達到脫氮除磷的效果；污泥沉淀性能好，SVI 值較低，能有效的防治絲狀菌膨脹；各項運行指標(biāo)和各操作階段可通過計算機加以控制，便于自控運行，易于維護管理。 但因每個池子都需要設(shè)曝氣和輸配水系統(tǒng)，采用潷水器及控制系統(tǒng)，間歇排水水頭損失大，池容的利用率不理想，因此，一般來說并不太適用于大規(guī)模的城市污水處理廠 (3) A/A/O 法 (Anaerobic— Anoxic— Oxic) 由于對城市污水處理的出水有去除氮和磷的要求，故國內(nèi) 10 年前開發(fā)此厭 氧 — 缺氧 — 好氧組成的工藝。利用生物處理法脫氮除磷，可獲得優(yōu)質(zhì)出水，是一種深度二級處理工藝。 A/A/O 法的可同步除磷脫氮機制由兩部分組成：一是除磷，污水中的磷在厭氧狀態(tài)下 (DO)，釋放出聚磷菌，在好氧狀況下又將其更多吸收，以剩余污泥的形式排出系統(tǒng)。二是脫氮，缺氧段要控制 DO mg/L，由于兼氧脫氮菌的作用，利用水中 BOD 作為氫供給體 (有機碳源 )，將來自好氧池混合液中的硝酸鹽及亞硝酸鹽還原成氮氣逸入大氣，達到脫氮的目的。為有效脫氮除磷，對一般的城市污水， COD/TKN 為 ～ (完全脫氮 COD/TKN)， BOD/TKN 為 ～ ， COD/TP為 30～ 60， BOD/TP 為 16～ 40(一般應(yīng)＞ 20)。若降低污泥濃度、壓縮污泥齡、控制硝化，以去除磷、 BOD5 和 COD 為主，則可用 A/O 工藝。有的城市污水處理的出水不排入湖泊，利用大水體深水排放或灌溉農(nóng)田，可將脫氮除 磷放在下一步改擴建時考慮，以節(jié)省近期投資。 (4)普通曝氣法及其變法 本工藝出現(xiàn)最早， 至今仍有較強的生命力。普曝法處理效果好，經(jīng)驗多，可適應(yīng)大的污水量，對于大廠可集中建污泥消化池，所產(chǎn)生沼氣可作能源利用。傳統(tǒng)普曝法的不足之處是只能作為常規(guī)二級處理，不具備脫氮除磷功能。 近幾年在工程實踐中，通過降低普通曝氣池容積負荷，可以達到脫氮的目的；在普曝池前設(shè)置厭氧區(qū)，可以除磷，亦可用化學(xué)法除磷。采用普通曝氣法去除 BOD5，在池型上有多種形式 (如下文所述的氧化溝 )，工程上稱為普通曝氣法的變法，亦可統(tǒng)稱為普通曝氣法。 (5) 氧化溝法 氧化溝是活性污泥法的一種變形，其池體狹長，故稱為氧化溝。氧化溝有多種 構(gòu)造型式，典型的有： A：卡羅塞式； B：奧巴爾型； C：交替工作式氧化溝； D：曝氣 —沉淀一體化氧化溝 氧化溝技術(shù)已廣泛應(yīng)用于大中型城市污水處理廠，其規(guī)模從每日幾百立方米至幾萬立方米，工藝日趨完善，其構(gòu)造型式也越來越多。氧化溝曝氣效果較好，處理效果也很好，不但可以達到 95%以上的 BOD 去除率，還可同時達到部分脫氮除磷的目的。 2. 生物處理法的新進展 生物處理法是目前研究得較多、新技術(shù)層出不窮的方法 ， 無論是好氧生物處理技術(shù) ， 還是厭氧生物處理技術(shù)都引起了研究人員的極大興趣。因為用生物法利用的是微生物的新陳代謝作用 ， 以污染物質(zhì)為食料 ， 將其代謝成諸如 CO H2O、 NH SO2等穩(wěn)定的小分子 ， 它的二次污染小 ， 對處理生活污水及與之性質(zhì)相近的有機污水有其獨特的優(yōu)勢。生物處理法自從問世以來 ， 其技術(shù)已獲得了極大的發(fā)展 ， 隨著人們生活水平的日益提高 ， 生活污水中的成也日益復(fù)雜 ， 因此用生物處理方法的目的也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)雜有機物。這也就必然要求人們改革工藝 ， 過去由于厭氧生物處理的效率不盡人意 ， 處理時間也較慢 ， 所以未引起人們的重 視 ， 僅僅用來處理污泥或高濃度有機污水的預(yù)處理 ， 但現(xiàn)在由于能源緊張 ， 厭氧生物處理由于能產(chǎn)生能源物質(zhì) — 甲烷而越來越引起人們的青睞 ， 由此也出現(xiàn)了許多新的工藝。 (1) 活性污泥法的新發(fā)展 到目前為止 ， 對活性污泥法在運行方式上還沒有大的突破 ， 往往所作的是一些局部的改進 ， 但在曝氣方式上確取得了較大的成果 ， 如純氧曝氣、深井曝氣、射流曝氣 ， 采用微氣泡擴散器等 ， 這些都增大了氧轉(zhuǎn)移率、提高了氧的利用率使曝氣池中氧的濃度增加。如美日等國研制出的一種超微氣泡擴散器 ， 氣泡直徑 50Lm， 氧吸收率達90% ， Reid Engineering Company of Frederick shurg 等研制的氧化溝下表面曝氣也是一種曝氣方式的改進 ， 把沖刷曝氣 (Brush Aeration) 改進透平曝氣 (Turbine Aeration) 避免了產(chǎn)生氣溶膠、飛濺、結(jié)冰等問題?；钚晕勰喾ǖ牧硪粋€發(fā)展趨勢就是朝多功能方向發(fā)展 ， 采用的方法有 ： 培養(yǎng)馴化專用細菌 ， 使活性污泥處理對象不局限于生活污水 ， 還可以處理如酚一類難降解的有毒有機物 ， 甚至馴化可以處理象氰一類有劇毒的無機物 ； 把活性污泥與其它處理方法結(jié)合起來 ， 如活性炭 — 活 性污泥法 ， 它實際上是一種以活性污泥法形式 的活性炭吸附、生物氧化法的綜合處理法 ； 固定活性污泥法是提供微生物附著的表面 ， 如合成纖維、塑料、細沙、粘土焦炭等 ， 使曝氣池同時 存在附著相和懸浮相的生物 ； 這些都提高了活