本科论文18万吨污水处理厂设计(编辑修改稿)

本科论文18万吨污水处理厂设计(编辑修改稿)内容摘要：

化沟利用连续环式反应池（ Continuous Loop Reactor,简称 CLR）作生物反应池，使用一种带方向控制的曝气和搅动装置，向反应池中的物质传递水平速度，从而使被搅动的液体在闭合式渠道中循环，同时污水和氧气得到充分的混合。 该方法通常在延时曝气条件下使用。 氧化沟法在我国的大中型污水处理厂中得到了广泛应用，如昆明兰花沟污水处理厂、桂林市东区污水处理厂、上海龙华肉 联厂以及邯郸市东污水厂等。 其中邯郸市东污水处理厂处理水量为 105m3/d，各项指标（去除效率，下同）为 BOD595%， CODcr89%， SS94%， TN62%，TP53%[5]。 运行实践证明，氧化沟法具有处理工艺及构筑物简单，运行管理方便，操作维护简单；耐冲击负荷能力强；出水水质稳定，工艺可靠性强；基建投资省，运行费用低等优点。 但存在占地大、氧利用率不高；污泥膨胀、上浮等缺点。 自 1920年英国 Sheffield建立的污水厂成为氧化沟技术先驱以来，氧化沟技术一直在不断的发展和完善。 其技术方面的提高 是在两个方面同时展开的：一是工艺的改良；二是曝气设备的革新。 国内污水处理厂应用最为广泛的当属卡鲁塞尔氧化沟以及变形工艺，下面作简单介绍。 单级标准卡鲁塞尔氧化沟工艺使用于 BOD5去除，氨氮去除以及延时曝气等场合。 有缺氧段的卡鲁塞尔工艺，可在单一池内实现部分反硝化作用，适用于有反硝化要求单要求不高的场合。 在单级标准卡鲁塞尔氧化沟的上游加设厌氧池，可提高活性污泥的沉降性能，有效抑制污泥膨胀，同时为生物除磷提供了先进行磷的释放、后进行磷的过度吸收的场所，此工艺即卡鲁塞尔 AC工艺。 以上两种工艺相当于传统活性污泥工艺 的 A/O和 A2/O工艺。 类似的还有卡鲁塞尔 20xx工艺及其表形。 A/O法 A/O法是在传统活性污泥法基础上发展起来的一种缺氧 好氧生物法处理工艺。 由于该工艺中好氧池和缺氧池形成硝化 反硝化系统，具有明显的脱氮作用。 A/O法生物去除氨氮原理是在充氧的条件下（ O段） ,污水中的氨氮被硝化菌硝化为硝态中南大学本科生毕业设计 第 1 章 文献综述 4 氮，大量硝态氮回流至 A段，在缺氧的条件下，通过兼性厌氧反硝化菌作用，以污水中有机物作为电子供体，硝态氮作为电子受体，使硝态氮被还原为无污染的氮气，逸入大气中而最终达到脱氮的目的。 硝化反应： NH4+ + 2O2→ NO3+ 2H ++ H2O 反硝化反应： 6NO3 + 5CH3OH（有机物） → 5CO2↑+ 7H2O + 6OH + 3N2↑ 此方法在有效去除 COD、 BOD、 SS的同时具有脱氮除磷的功能，且运行稳定、出水水质好，能处理高浓度生活污水；运行费节省、好电少。 但投资较大，运行管理要求比较高。 此方法在国内应用较为广泛，如北京市高碑店污水处理厂于 1993年投产，处理水量为105m3/d。 出水水质为 BOD5≤20mg/L,SS≤30mg/L[6]。 A2/O法 A2/O法即厌 氧 /缺氧 /好氧工艺。 它把除磷、脱氮和降解有机物三个生化过程巧妙地结合起来，但工艺条件比较复杂。 此方法适用于那些对脱氮除磷要求较高的污水处理项目， .该工艺主要优点是生化效率高、流程简捷、管理方便、运行稳定、经济节能，缺点是污泥回流，污泥处理工作量大，节能差。 我国许多城市的污水处理厂，如广州大坦沙污水处理厂、桂林的第四污水处理厂、泰安污水处理厂采用了该工艺。 其中泰安污水处理厂处理水量为 104m3/d，各项指标为 BOD5 %， CODcr %， %， %， %[7]。 AB法 AB法是吸附生物降解法 （ Absorption Biodegradation） 的简称，是 70年代中期开发的一种新工艺。 该工艺不设初沉池，由污泥负荷较高的 A段和污泥负荷较低的 B段串联组成，并分别有独立的污泥回流系统。 A段为吸附段， B段为生物氧化段。 A段对有机物的去除，主要是靠污泥絮体的吸附作用， A段污泥产率较高，吸附能力较强，重金属、难讲解物质以及氮、磷等植物性营养物质等，都可以通过污泥的吸附作用而得到去除。 废水经 A段处理后， BOD去除 40%～ 70%，可生化性有所提高，有利于 B段的工作。 B段为生物氧化段，主要依靠好氧微生物氧化分解水中的有机物质。 AB法污水处理工艺在今年得到迅速发展，并应用到许多城市污水处理厂，如青岛海泊河污水处理厂，淄博市污水处理厂等，其中淄博污水处理厂处理水量为 105m3/d，各项指标：中南大学本科生毕业设计 第 1 章 文献综述 5 BOD590%， CODcr86%， SS90%， TN30%[8]。 运行证明，该工艺处理高浓度生活污水效果好，且出水稳定、水质高，抗冲击负荷能力强、运行稳定性好，良好的脱氮除磷效果，投资省、运转费用低，还可根据经济实力分批建设。 但 A/B法也存在污泥量 较 大、构筑物及设备较 多、运行管理复杂等缺点。 SBR法 SBR是序列间歇式活性污泥法（ Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process）的简称，是一种按间歇曝气方式运行的活性污泥处理技术，又称序批式活性污泥法。 它由一个或多个曝气反应池组成，污水分批进入池中，经活性污泥净化后，上清液排出池外即完成一个运行周期。 每个工作周期顺序完成进水、反应、沉淀、排放 4个工艺过程 [9]。 SBR法近年来在国内外引起广泛的重视和研究应用， 1995年投产的澳大利亚吉郎市污水厂，采用的就是 SBR法污水处理工艺，处理水量为 7104m3/d，各项指标为 %，%， %[10]。 我国的第一座 SBR处理设施也于 1985年在上海市吴淞肉联厂投入使用。 实践证明， SBR法具有以下优点：（ 1）工艺流程简单，占地少、造价低；（ 2）耐冲击负荷，出水水质稳定，水质好，脱氮除磷效果好；（ 3）运行管理简单，自控水平高，操作灵活，易于维护管理；（ 4）污泥沉降性能好，能有效防止丝状菌膨胀。 但 SBR法存在对自动控制技术和连续在线分析仪表要求高，运行管理复杂的缺点。 MSBR法 MSBR （ Modified Sequencing Batch Reactor） 是改良式序列间歇反应器，是 .Yang等人根据 SBR技术特点 [11~14]，结合传统活性污泥法技术，研究开发的一种更为理想的污水处理系统。 MSBR法是 A2/O法和 SBR法工艺组合合成的工艺系统，它具有二者的一些优点，因而出水水质稳定。 是 20世纪 80年代发展起来的处理工艺在北美、南美和韩国均有应用，我国深圳盐田处理厂在国内首次采用该工艺 [15]。 MSBR 工艺目前被认为是最新、集约化程度最高的污水处理工艺 .从系统的 可靠性、土建工程量、总装机容量、节能、降低运行成本和节约用地等多方面来看，均具有明显优势 [16]。 生物膜法 生物膜法是利用附着生长于某些固体物表面的微生物（即生物膜）进行有机污水处理的中南大学本科生毕业设计 第 1 章 文献综述 6 方法。 生物膜是由高度密集的好氧菌、厌氧菌、兼性菌、真菌、原生动物以及藻类等组成的生态系统，其附着的固体介质称为滤料或载体。 根据生物膜与废水的接触方式，生物膜法可分为：填充式和浸渍式两种。 填充式包括生物滤池和生物转盘；浸渍式包括接触氧化法和生物流化床。 生物膜法具有以下特点：（ 1）对水量、水质、水温变动适应性强； （ 2）处理效果好并具良好硝化功能；（ 3）污泥量小（约为活性污泥法的四分之三）且易于固液分离；（ 4）动力费用省。 UASB法 UASB 是升流式厌氧污泥反应器的简称。 由污泥反应区、气液固三相分离器（包括沉淀区）和气室三部分组成。 UASB 的主要优点是：（ 1） UASB 内污泥浓度高，平均污泥浓度为 20～ 40g/L；（ 2）有机负荷高，水力停留时间短，采用中温发酵时，容积负荷一般为 10kg COD/(m3d)左右；（ 3）无混合搅拌设备，靠发酵过程中产生的沼气的上升运动，使污泥床上部的污泥处于悬浮状态，对下 部的污泥层也有一定程度的搅动；（ 4）污泥床不填载体，节省造价及避免因填料发生堵赛问题；（ 5） UASB 内设三相分离器，通常不设沉淀池，被沉淀区分离出来的污泥重新回到污泥床反应区内，通常可以不设污泥回流设备。 主要缺点是：（ 1）进水中悬浮物需要适当控制，不宜过高，一般控制在 100mg/L 以下；（ 2）污泥床内有短流现象，影响处理能力； (3)对水质和负荷突然变化较敏感，耐冲击力稍差。 UASB 工艺近年来在国内外发展很快，应用面很宽，在各个行业都有应用，生产性规模不等。 实践证明，它是污水实现资源化的一种技术成熟可行的污 水处理工艺，既解决了环境污染问题，又能取得较好的经济效益，具有广阔的应用前景。 城市污水处理新技术 MBR法 MBR是膜生物反应器（ Membrane Bioreactor）的简称，是由膜分离技术和传统的生物技术相结合而产生的一种先进、高效的污水生物处理技术。 膜生物反应器的基本原理与常规活性污泥法相似，不同的是它结合了高效膜分离技术，将活性污泥几乎全部截留在反应器内，实现水力停留时间和污泥泥龄的完全分离，使反应器内微生物浓度大大提高，从而提高装置的容积负荷。 中南大学本科生毕业设计 第 1 章 文献综述 7 MBR工艺具有污染物去除率高 、出水水质好、流程简单、结构紧凑、并能大幅度去除细菌和病毒等许多常规工艺无法比拟的优势。 近年来，这种工艺作为一种新型高效的废水处理技术，在高层建筑的中水处理、粪便废水处理以及工业、医疗废水处理等方面得到越来越广泛的关注 [17]。 20xx年投产的北京海淀区医院污水处理项目，采用的就是 MBR法，处理水量 20m3/d，各项指标为 BOD598%， CODcr80%，浊度 83%， NH3N93%，大肠杆菌数 98%[18]。 高级氧化技术 高级氧化技术是通过强活性自由基（如 OH等）来降解有机污染物的一种 先进水处理技术。 OH的氧化电位是 ，仅次于氟的 ，它可使难降解的有机污染物发生开环、断键、加成、取代、电子转移等反应，使大分子难降解有机污染物转变成小分子易降解物质，甚至可以直接氧化成 2CO 和 OH2 ，达到无害化处理的目的。 根据反应条件不同，高级氧化技术可分为湿式氧化方法、超临界水氧化技术、光催化氧化水处理技术等。 脉冲电晕技术 此项技术是在污水水面上方几毫米处放置一个可产生 1万伏电压的电极束，在盛放污水的 器皿底部安装一个电极，接通电源后，电极束进行脉冲式放电，形成冠状电晕。 电极束放电时，周围空气中生成具有强氧化性的自由基和臭氧，在高压电的作用下，这些物质可渗透至污水水面以下两厘米处，自由基和臭氧可杀死污水中的微生物，并将水中的污染物转化成无害物质。 据报道，国立莫斯科大学核物理研究所经过研究，已经做出电晕放电污水处理工艺实验样机。 光聚合法新型水处理技术 此技术采用常温光引发技术，以多种水溶性单体为原料进行新型热泵水处理剂的合成开发。 该方法室温聚合，不需加热，不消耗热能，生产过程中具有节能作用。 该 新型热泵水处理剂原料易得，生产工艺简单可行。 主要应用于各种污水处理，处理效果明显优于现有同类产品，使污水达到回收再利用的效果。 结语 据估计，到 20xx 年，我国城市生活污水排放总最为 1050 亿 m3，其中村镇污水排放量可中南大学本科生毕业设计 第 1 章 文献综述 8 达 270 亿 m3。 然而，我国目前城市生活污水处理率尚未达到 10%[19,20]。 根据国民经济和社会发展 20xx 年远景规划，到 20xx 年，城市生活污水处理率要达到 50%[19~21]。 按照这一要求，大量城市生活污水有待处理。 因此，急需发展，研制更为经济、更为高效或更为普遍适用的城镇生活污 水处理技术。 目前我国城市污水处理多以生物法为主，但随着经济的发展，人们对环境要求的提高以及世界水资源的日益紧张，仅凭生物法已经不能满足对水环境污染的治理要求。 因此环保工作者必须研究和发展污水处理技术，以满足水资源的保护和水污染的有效防治，以传统的生物法处理为基础，结合物理法化学法生化法，或研究开发其他新型高效的污水处理技术，对污水进行深度处理，使处理水质达到标准后作为工业冷却或日常冲洗、景观 等用水，以提高水资源的重复利用率，创造更好的社会效益和经济效益。 中南大学本科生毕业设计 第 2 章 工艺比较与确定 9 第 2 章 工艺比较与确定 设计依据 （ 1）设计规模为 18 万 d/t ； （ 2）污水进、出水各。