【導(dǎo)讀】收存，學(xué)生不得擅自帶離學(xué)校。經(jīng)指導(dǎo)教師推薦可作為論文發(fā)表。計（論文）完成后，將任務(wù)書同畢業(yè)設(shè)計（論文）一同交給指導(dǎo)教師。污水干管管底埋深為地面以下米.最大凍土層米。最高洪水水位標(biāo)高米。廠址區(qū)域常年主導(dǎo)風(fēng)向為西南風(fēng)。廠工藝流程圖、平面與管道布置圖、高程布置圖。⑴、選擇污水處理廠廠址，確定污水處理廠的工藝流程，畫出工藝流程圖。物的高程關(guān)系，水位高度及污水處理廠排放口的標(biāo)高。按施工圖畫出主體構(gòu)筑物平面，立面和剖面圖。[1]唐受印,戴友芝.水處理工程師手冊[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2020.[2]張希衡.廢水厭氧生物處理工程[M].北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社,1996.[3]張自杰.排水工程（下冊）[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社，2020.[4]給排水設(shè)計手冊.第二版.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2020.

　　

【正文】 污泥層截面明顯下移，此時高效的反應(yīng)區(qū)形成?？傊?，污泥粒子在反應(yīng)區(qū)內(nèi)的分布規(guī)律是上小下大，即上部主要分散著游離細(xì)菌和粒徑較小的絮體污泥；中部懸浮著粒徑中等的絮體污泥，底部主要密集著粒徑較大的絮體污泥和顆 粒污泥。廢水是由反應(yīng)器底部配入反應(yīng)區(qū)的。 反應(yīng)區(qū)底層營養(yǎng)物的種類相對較多、濃度相對較高，賴以滋生和共營的厭氧微生物的種群多，數(shù)量大，繁殖快，生物鏈較長，因而厭氧活性污泥的濃度也最大。在反應(yīng)區(qū)中部，營養(yǎng)物種類逐漸減少，濃度逐漸降低，賴以生存的微生物量也隨之減少。在反應(yīng)區(qū)頂部，營養(yǎng)物種類及濃度已降至極限，賴以生存的厭氧微吉林化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 說明 書 吉林化工學(xué)院 19 生物量也就很少了。 在 UASB反應(yīng)器內(nèi)，從宏觀上看，反應(yīng)區(qū)的廢水是由下而上作推移式運動的。但實際上廢水是以分散股流的布水方式進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)，產(chǎn)生部分縱向的環(huán)流是很難避免的。由于縱向 環(huán)流的存在，致使在一定高度內(nèi)圍繞布水點引起水流的蝸旋和脈動，給沉淀區(qū)內(nèi)污泥粒子以較大的懸浮作用，造成重輕分離。由于無機(jī)粒子較重，多存于反應(yīng)區(qū)底部。而反應(yīng)區(qū)的中部，水流逐漸變?yōu)榫鶆蛏仙魉仝呌诜€(wěn)定，而那些較輕的污泥粒子可懸浮于此區(qū)域，而反應(yīng)區(qū)頂部只能懸浮更小的絮體污泥和游離細(xì)菌物質(zhì)。表面水力負(fù)荷較大，布水越不均勻，這種水力分級作用越強。 （ 3）三相分離器 三相分離器的功能是進(jìn)行固體（反應(yīng)器中的污泥）、氣體（反應(yīng)過程中產(chǎn)生的沼氣）、和液體（被處理的廢水）等加以三相分離，將沼氣引入集氣室，將固體顆粒導(dǎo)入 反應(yīng)區(qū)，將處理后廢水引入排水渠。在 3種分能功能中，核心的問題是完成固夜分離，將上浮的污泥固體截留下來，返回反應(yīng)區(qū)，同時改善水質(zhì)。固夜分離的效果在很大程度上受氣夜分離程度的制約。在 UASB反應(yīng)器中，導(dǎo)致污泥上浮和隨出水流失的因素很多，如微氣泡附著于污泥顆粒上造成的浮載力；上升的水流造成的上推力；上竄氣泡造成的抽吸力等。如不采取有效措施防止污泥固體的流失， UASB反應(yīng)器高效處理就難以實現(xiàn)。三相分離器是保證 UASB反應(yīng)器高效工作的基本條件，它相當(dāng)于傳統(tǒng)污水處理工藝中二次沉淀池，并同時具有污泥回流的功能。 在三相分離器中，氣夜分離功能主要由合理配置的傾斜導(dǎo)流板和有斜面的導(dǎo)流塊完成；固液分離功能則主要由斜板以上的沉淀室完成。沉淀室的橫斷面積一般等于或小于（當(dāng)集水槽占去部分過水?dāng)嗝媸牵┓磻?yīng)區(qū)的橫斷面積。水流在沉淀室的上升速度等于或略大于在反應(yīng)區(qū)內(nèi)的上升速度。表面看來，沉淀室內(nèi)的固液分離條件要與反應(yīng)室相等或略差，但事實卻相反，在反應(yīng)區(qū)難以沉淀分離的污泥絮體卻在沉淀室內(nèi)實現(xiàn)了沉降分離。其原因在于反應(yīng)區(qū)內(nèi)上升氣泡引起液流蝸旋和絮動，曾加了污泥的懸浮能力而難以實現(xiàn)有效沉降，而在沉降室內(nèi)，由于隔斷了氣泡的進(jìn)入，排出了紊流的 干擾，為污泥絮體的沉降創(chuàng)造了有利的條件。因此，沉降室內(nèi)實現(xiàn)有效固液分離是由合理的設(shè)置的斜板和斜面導(dǎo)流塊的有效阻擋和隔吉林化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 說明 書 吉林化工學(xué)院 20 斷氣泡進(jìn)入沉降室為其創(chuàng)造前提和條件。 氣固分離是指污泥絮體與附著在其表面上的微小氣泡的分離。污泥絮體與附著的氣泡形成了氣固聚合體，使污泥的密度減小，當(dāng)密度小于 1時就會自動上升，很難沉降分離。當(dāng)穿過污泥層上升的大氣泡一旦碰到懸浮著的氣固聚合體時，就會將一部分附著的微小氣泡碰落下來；當(dāng)碰到斜板和導(dǎo)流板底面時，也會碰落一些微小氣泡，從而改善了其沉降性能使聚合體沉降下來。 沉淀室通常 設(shè)置溢流堰以適應(yīng)氣體壓力的波動，保持液面的穩(wěn)定。聚集于集氣室的生物氣（沼氣）要用導(dǎo)管引出，輸往貯氣柜備用 （ 4） 出水系統(tǒng) 出水系統(tǒng)的作用是將澄清后的廢水均勻地收集起來，排出反應(yīng)器。出水是否均勻?qū)μ幚硇Ч泻艽蟮挠绊? （ 5）排泥系統(tǒng)及沼氣收集系統(tǒng) 排泥系統(tǒng)的作用是定期均勻地排放反應(yīng)區(qū)內(nèi)的剩余污泥。 根據(jù)不同的廢水性質(zhì)，反應(yīng)器的構(gòu)造有所不同，主要可分為開放式和封閉式兩種。 開放式的特點是反應(yīng)器的頂部不密封，不收集沉淀區(qū)液面釋放的沼氣。這種反應(yīng)器主要是用于處理中的濃度的有機(jī)廢水，中低濃 度的廢水經(jīng)過反應(yīng)區(qū)處理后，出水中的有機(jī)物濃度已較低，所以在沉淀區(qū)產(chǎn)生的沼氣量較少，一般不需要回收。這種形式的反應(yīng)器構(gòu)造比較簡單，易于施工安裝和維修。 封閉式的特點是反應(yīng)器的頂部是密封的。三相分離器的構(gòu)造與開放是不同，不需要專門的集氣室，而是在液面與池面之間形成一個大的集氣室，可以同時收集反應(yīng)區(qū)和沉淀區(qū)的沼氣。這種形式的反應(yīng)器適用于處理高濃度有機(jī)廢水或含硫酸鹽較高的有機(jī)廢水。因為處理高濃度的有機(jī)廢水時，在沉淀區(qū)仍有較多的沼氣逸出，必須進(jìn)行回收。 UASB反應(yīng)器的水平截面一般采用圓形或矩形，反應(yīng) 器的材料常用鋼結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。通常，當(dāng)采用鋼結(jié)構(gòu)時，為圓柱形池子；當(dāng)采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)時，為矩形池子。由于三相分離器的構(gòu)造要求，采用矩形池子便于設(shè)計、施工和安裝。 UASB 反應(yīng)器通常采用地面式，處理廢水時一般不加溫，充分利用廢水本身的吉林化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 說明 書 吉林化工學(xué)院 21 水溫可在常溫下運行，降低運行費用，但反應(yīng)器一般都要采取保溫措施。在寒冷地區(qū)就要進(jìn)行加熱，同時必須保溫。 UASB 反應(yīng)器不設(shè)立任何攪拌的裝置，簡化了工藝，減少了運行費用。 UASB反應(yīng)器之所以具有較高的效率，最重要的是反應(yīng)器能培養(yǎng)出一種具有良好沉降性能和高比產(chǎn)甲烷活性的 厭氧顆粒污泥，并在底部形成污泥床，與上述其他厭氧反應(yīng)器相比，顆粒污泥具有極高的凈化處理效率。 UASB 反應(yīng)器的優(yōu)點 （ 1）反應(yīng)器的有機(jī)負(fù)荷很高，高于前幾代厭氧反應(yīng)器； （ 2）污泥顆?；笫狗磻?yīng)器抗沖擊負(fù)荷性大大提高； （ 3）在一定的水利負(fù)荷條件下，反應(yīng)器可以靠產(chǎn)生的氣體進(jìn)行攪拌混合，不需要另設(shè)任何攪拌裝置，使污泥和基質(zhì)充分混合接觸； （ 4）反應(yīng)器上部設(shè)置的三相分離器有效地將氣、固、液三相進(jìn)行分離，不需要在增加其他沉淀、脫氣等輔助裝置，簡化了工藝，節(jié)省運行費用； （ 5）不需要設(shè)置填料和載體， 提高了反應(yīng)器的容積利用率。 顆粒污泥里包含有很多厭氧微生物，形成一個穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)。顆粒污泥外觀呈褐色或黑色，在顯微鏡下觀察能發(fā)現(xiàn)表面有許多空隙，是底物、營養(yǎng)物質(zhì)傳遞的通道。顆粒污泥對于高負(fù)荷的厭氧反應(yīng)器具有非常重要的意義，它實際上也是微生物固定化的過程，只是形成過程不依賴于載體。顆粒污泥的形成過程比較復(fù)雜，可能的假設(shè)是微生物代謝過程形成的多肽、氨基酸等物質(zhì)促進(jìn)絲狀菌的生長，然后絲狀菌于微生物結(jié)合形成顆粒狀污泥。 設(shè)計參數(shù) （ 1）容積負(fù)荷（ Nv）為： 10kgCOD/(m3 d) ； （ 2）污 泥產(chǎn)率為： ； （ 3）產(chǎn)氣率為： ； （ 4） UASB 反應(yīng)池的個數(shù) n=2 座 設(shè)計 UASB 反應(yīng)池的尺寸為： D H=9m 6m 吉林化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 說明 書 吉林化工學(xué)院 22 SBR 反應(yīng)池 設(shè)計說明 SBR 法是序批式間歇活性污泥法的簡稱，是近年來在國內(nèi)引起廣泛重視和研究應(yīng)用的活性污泥法運行方式，具有一系列優(yōu)于傳統(tǒng)活性污泥法的特點。 SBR 法以它獨特的優(yōu)點近年來得到迅速推廣，通過不斷改進(jìn)、完善，使其成為目前世界上采用較多的污水處理工藝。 SBR 工藝在我國工業(yè)廢水處理領(lǐng)域應(yīng)用也比較 廣泛，已經(jīng)建成的應(yīng)用 SBR 工藝處理的廢水包括：屠宰廢水、苯胺廢水、含酚廢水、啤酒廢水、化工廢水、淀粉廢水等。 SBR 法處理屠宰廢水是一種較為經(jīng)濟(jì)有效的方法，但由于屠宰廢水含有大量的油脂、血水，碳氮比和碳磷比大，氮、磷相對不足，此時易產(chǎn)生油性泡沫而使污泥松散和指數(shù)增高，易出現(xiàn)高粘性膨脹而導(dǎo)致污泥流失問題；為獲得較高的脫氮效果， SBR 工藝必須設(shè)有攪拌裝置，且不可避免存在污泥上浮現(xiàn)象；另外該方法對油、 SS、色度的去除效果并不理想，必須輔以一定的前、后處理工序，因此氣浮除油脂成為 SBR法處理屠宰廢水時所必須的處理單元 ；廢水經(jīng)過 SBR法處理后，其中氨氮含量仍然很高，必要時可在該工序后輔以化學(xué)方法除去。 SBR 的 操作 原理 SBR 活性污泥法是在單一的反應(yīng)器內(nèi)，按時間順序進(jìn)行進(jìn)水、反應(yīng) (曝氣 )、沉淀、排水、待機(jī) (閑置 )等基本操作，從污水的流入開始到待機(jī)時間結(jié)束為一個周期操作，這種周期周而復(fù)始，從而達(dá)到污水處理的目的。 （ 1） 進(jìn)水期 指從反應(yīng)器開始進(jìn)水直到反應(yīng)器最大達(dá)容積時的一段時間。在此期間可分為 3種進(jìn)水方式：曝氣 (耗氧反應(yīng) )、攪拌 (厭氧反應(yīng) )及靜置。在曝氣的情況下有機(jī)物在進(jìn)水過程中已經(jīng)開始被大量氧化 ，在攪拌過程中的情況下則抑制好氧反應(yīng)。運行時可根據(jù)不同微生物的生長特點、廢水的特性、要達(dá)到的處理目標(biāo)和設(shè)計要求，分別采用非限制曝氣、半限制曝氣和限制曝氣的方式進(jìn)水。 （ 2） 反應(yīng)期 反應(yīng)的目的是在反應(yīng)器內(nèi)最大水量的情況下完成進(jìn)水期已開始的反應(yīng)。根據(jù)反應(yīng)的目的決定進(jìn)行曝氣或攪拌，即進(jìn)行好氧反應(yīng)或厭氧反應(yīng)。吉林化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 說明 書 吉林化工學(xué)院 23 在反應(yīng)階段通過改變反應(yīng)條件，不僅可以達(dá)到有機(jī)物降解的目的，而且可以達(dá)到脫氮、除磷的效果。 （ 3） 沉淀期 沉淀的目的是固 液分離，本工序相當(dāng)于二沉池，停止曝氣和攪拌，污泥絮體和污泥上清液分離。沉淀過程一般是由時間控制的，沉淀時間在～ 之間，甚至可能達(dá)到 2h，以便于下一個排水工序。污泥層要求保持在排水設(shè)備的下面，并且在排放完成之前不上升超過排水設(shè)備。 （ 4） 排水期 排水的目的是排除曝氣池沉淀后的上清液，留下活性污泥，作為下一個周期的菌種。上清液恢復(fù)到循環(huán)開始時的最低水位，該水位離污泥層還有一定的保護(hù)高度。 SBR 排水一般采用潷水器，潷水所用的時間由潷水能力來決定，一般不會影響下面 的污泥層。 （ 5） 待機(jī)期 沉淀之后到下個周期開始 的期間稱為待機(jī)工序。曝氣池處于空閑狀態(tài)，等待下一個周期的開始。在待機(jī)期間根據(jù)工藝和處理目的，可以進(jìn)行曝氣、混合、去除剩余污泥。待機(jī)期的長短由原水流量決定。 工藝性能特點 ⑴ SBR工藝的優(yōu)越性 ① 工藝流程簡單，運轉(zhuǎn)靈活，基建費用低。 SBR 工藝中主體設(shè)備就是一個SBR 反應(yīng)器，基本上所有的操作都在這樣一個反應(yīng)器中完成，在不同的時間內(nèi)進(jìn)行泥水混合、有機(jī)物的 氧化、硝化、脫氮、磷的吸收與釋放以及泥水分離方凳。它不需另設(shè)二沉池、污泥回流設(shè)備。一般情況下也不用設(shè)調(diào)節(jié)池和初沉池。所以，采用 SBR工藝的污水處理系統(tǒng)大大減少了構(gòu)筑物的數(shù)量，節(jié)約了基建費用，而且往往具有布置緊湊、節(jié)省占地的優(yōu)點。 此外， SBR 工藝運轉(zhuǎn)靈活，無需添加構(gòu)筑物，僅僅通過從時間上的控制，就可改變其運行方式，實現(xiàn)不同的處理目的。 ② 處理效果良好，出水可靠。 SBR 反應(yīng)器是一種十分理想的處理設(shè)備。因為 SBR 反應(yīng)器中的基質(zhì)和微生物濃度是隨時間變化的，而且反應(yīng)過程不連續(xù)，其運行是 典型的非穩(wěn)態(tài)過程。在運行的曝氣反應(yīng)階段，反應(yīng)器內(nèi)的混合液雖然吉林化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 說明 書 吉林化工學(xué)院 24 處于完全混合狀態(tài)，但其基質(zhì)和微生物的濃度隨時間而逐漸降低，相當(dāng)于一種時間意義上的推流狀態(tài)。所以 SBR反應(yīng)器實現(xiàn)了連續(xù)流中兩種反應(yīng)器的優(yōu)點。有關(guān)研究表明，完全混合反應(yīng)器所需的水力停留時間或有效容積一般要比 SBR反應(yīng)器相應(yīng)的水力停留時間或有效容積大 3倍。而且，規(guī)模越小，使用 SBR法越有利。 ③ 較好的除磷脫氮效果。 SBR 法通過 5 個工序時間上的安排，就可以容易地實現(xiàn)厭氧、缺氧、好氧狀態(tài)交替出現(xiàn)，可以最大限度地滿足生物脫氮除磷理論上的環(huán)境條件。而且，根據(jù)需要還可以在好氧條件下增大曝氣量、反應(yīng)時間與污泥齡，來強化硝化反應(yīng)，并保證聚磷菌過量攝取磷過程的順利完成。在缺氧條件下，如果碳氮比過低時，也可以向反應(yīng)器中投加原污水或甲醇，或者提高污泥濃度，以提供有機(jī)碳源作為電子受體，保證反硝化過程更快地完成。還可以選擇進(jìn)水?dāng)嚢璧姆绞?，促使聚磷菌充分釋放磷? ④ 污泥沉降性能良好。相對于傳統(tǒng)活性污泥法， SBR 的反應(yīng)器中基質(zhì)濃度梯度大，污泥齡短且厭氧、缺氧、好氧狀態(tài)并存，這些特點都有助于改善污泥沉降性能，控制絲狀菌的過度繁 殖，減少污泥膨脹。 ⑤ 對水質(zhì)水量的適應(yīng)性強。 SBR 工藝有一個單獨的進(jìn)水期，污水進(jìn)入 SBR反應(yīng)器后，與上一個運行周期殘存的剩余污泥混合，整個充水期中，進(jìn)入反應(yīng)器的污水集中在一個池內(nèi)進(jìn)行充分混合，對污水混合起到了緩沖調(diào)節(jié)的作用。充水時間越長，污水的調(diào)節(jié)時間越長。因此，即使是在充水時間里出現(xiàn)了濃度的急劇波動，最終池內(nèi)容納的污水將處于充水時間內(nèi)的平均濃度值水平上，對于短時間的濃度沖擊負(fù)荷，其峰值得到了削減。另外，如果污水量短期內(nèi)突然增大，僅僅縮短了充水時間而對反應(yīng)過程并無多大的影響。 ⑵ SBR 工藝的局限性 [13] ①