某市污水处理厂工艺设计开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

一.选题目的与意义

随着经济发展、城镇化进程的步伐加快，国家对基础设施建设投入加大了许多。随着城市工业的发展，城市人口的增加，城市规模的扩大，工业废水和生活污水排出量日益增多[1]。水生态系统体现了人与水的和谐共存与协调发展，是城市生态系统的主要组成部分和关键因素，与一个城市的可持续发展密切相关。因而，城市污水治理已成为当前迫切需要解决的问题之一。

对城市污水进行处理，通过工艺流程的设计和各环节的处理，使污水达到排放标准，保护环境，保障人们健康生活。污水处理所采用的工艺技术是污水处理厂的核心部分，与进水水质、出水要求、处理量、投资大小等等因素密切相关。由于城市污水的主要污染物是有机物，因此目前国内外大多采用生物处理技术处理城市污水，又可分为活性污泥法和生物膜法两大类。应提出污水处理厂的处理工艺流程以及处理过程中各构筑物的类型与数量，进行处理设备及构筑物的工艺设计计算并绘制污水处理厂平面图、高程图及主要构筑物单体平、剖图。

二.目前国内外研究的现状和发展趋势

国内外城市污水处理厂目前普遍采用的工艺有：SBR间歇式活性污泥法、循环式活性污泥法（CAST或CASS）、AB法、A/O生物脱氮活性污泥法、A2/O生物脱氮除磷工艺、氧化沟法（循环混合式活性污泥法）等工艺。

1活性污泥法

⑴SBR法（SequencingBatchReactor）

序批式反应池(SBR)属于注水反应排水类型的反应器，其操作流程由进水、反应、沉淀、出水和闲置五个基本过程组成，所有处理过程都是在同一个设有曝气或者搅拌装置的反应器内依次进行，混合液始终留在池中，从而不需另设沉淀池。曝气池兼具沉淀的作用，厌氧、好氧也在同一池进行。通过调节每个工序的时间，可达到除磷脱氮的效果。其工艺系统组成简单；耐冲击负荷；反应推动力大，运行操作灵活；可通过计算机自动控制，易于维护管理[2]。

⑵循环活性污泥工艺（cyclicactivatedsludgetechnology）

CAST工艺是SBR工艺的一种变形，该工艺与常规SBR法相比，其最大特点是将SBR池分为三个区，生物选择区具有防止污泥膨胀，并可有效去除有机物和脱氮除磷的功能，同时改善了污水的可生化性。兼氧区具有反催化脱氮和除磷以及形成从厌氧区到好氧区的过渡的作用。主曝气区是CAST反应池的主要反应区，具有有机物降解、硝化、除磷的功能。所以在CAST反应池内在空间上有厌氧-缺氧-好氧三种环境，池内混合液为间歇的混合-推流式，但进水仍为间歇式。这些特点有利于有机物的去除和脱氮除磷。原水经格栅和沉砂池预处理后间歇进入CAST反应池的生物选择区，与从CAST反应池主曝气区回流的污泥混合，发生生化反应，然后流入CAST反应池的兼氧区，对由回流污泥中带入的硝酸盐氮进行缺氧反硝化脱氮，也可以将兼氧区调节为厌氧状态进行厌氧释磷，最终混合液流入CAST反应池的的主反应区，进行有机物的降解、硝化和除磷，然后经沉淀排出上清液。运行管理简单，不易发生污泥膨胀[3]。

⑶AB法（AdsorptionBiooxidationProcess）

AB法工艺由德国BOHUKE教授首先开发。该工艺将曝气池分为高低负荷两段，各有独立的沉淀和污泥回流系统。高负荷段（A段）停留时间约20--40分钟，以生物絮凝吸附作用为主，同时发生不完全氧化反应，生物主要为短世代的细菌群落，去除BOD达50%以上[4]。B段与常规活性污泥法相似，负荷较低，泥龄较长。该工艺处理效果稳定，具有抗冲击负荷能力[5]。

⑷A2/O法

A2/O法同步除磷脱氮机制由两部分组成：一是除磷，污水中的磷在厌氧状态下释放出聚磷菌，在好氧状况下又将其更多吸收，以剩余污泥的形式排出系统。二是脱氮，缺氧段由于兼性脱氮菌的作用，利用水中BOD作为氢供给体将来自好氧池混合液中的硝酸盐及亚硝酸盐还原成氮气逸入大气，达到脱氮的目的。其总的水力停留时间少于其他同类工艺；在厌氧（缺氧）、好氧交替运行条件下，丝状菌不能大量增殖，无污泥膨胀之虑，SVI值一般均小于100；污泥中含磷浓度高，具有很高的肥效；运行中勿需投药，运行费用低。若降低污泥浓度、压缩污泥龄、控制硝化，以去除磷、BOD5和COD为主，则可用A/O工艺[6]。

⑸氧化沟法

氧化沟是延时曝气法的一种特殊形式，一般采用圆形或椭圆形廊道，池体狭长，深度较浅，在沟槽中设有机械曝气和推进装置，池体的布置和曝气、搅拌装置都有利于廊道内的混合液单向流动。多数情况下，氧化沟系统需设二沉池。在流态上介于完全混合和推流之间，有利于活性污泥的生物凝聚作用，而且可以将其区分为富氧区、缺氧区，有以进行硝化和反硝化，取得脱氮的效果；可考虑不设置初沉池，原污水经过格栅和沉砂池预处理，已经有效防止污水中无机沉渣沉积，有机性悬浮物在氧化沟内能够达到好氧稳定的程度；BOD负荷低，因此对水温、水质、水量的变动有较强的适应性，污泥产率低，具有较大的脱氮潜力，运行费用较低,但存在能耗高的工艺环节[7]。

2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。生物膜自滤料向外可分为厌气层、好气层、附着水层、运动水层。生物膜法的原理是，生物膜首先吸附附着水层有机物，由好气层的好气菌将其分解，再进入厌气层进行厌气分解，流动水层则将老化的生物膜冲掉以生长新的生物膜，如此往复以达到净化污水的目的[8]。

3UNITANK法

UNITANK工艺是一种三沟式氧化沟的变形，它是由三个矩形组成的，其中两侧的矩形池即可做曝气池，又可做沉淀池，中间一个矩形池只做曝气池。污水可以进入三个池中的任意一个，采用连续进水、周期交替运行。在自动控制下使各池处在好氧、缺氧及厌氧的交替状态下，实现有机物及氮磷的去除。但它的容积利用率低，设备闲置率高，除磷功能差，并且不适用于大型的城市污水处理厂[9]。

4生物处理法新进展

无论是好氧处理技术还是厌氧处理技术，生物法都可以利用微生物的新陈代谢，以污染物质为营养，实现对污染物质的降解。它的二次污染小，对生活污水的处理有着自己独特的优势。随着工艺生产技术的发展，污水中成分更加复杂，有机物质更难降解，这就必然要求进行处理工艺的改革。

⑴活性污泥法的新发展

通过长期的研究实践，活性污泥法已成为一种比较完善的工艺，目前对活性污泥法的改进主要是在曝气方式上的改进，或是朝多功能方向发展，将活性污泥法与其他工艺相结合[10]，提高处理效果。用常规手段很难再生物学上有较大的发展，目前对活性污泥法的重点研究方向主要是膜分离技术和分子生物学技术的应用[11]。

⑵生物膜处理法的新进展

目前在普通生物膜法的基础上，出现了高负荷生物滤池、塔式生物滤池、生物转盘和生物接触氧化等。近几年来，又出现了一些新型的生物膜法处理技术，如生物流化床，活性生物滤池，另外还有空气驱动的生物转盘、生物转盘和曝气池相结合、藻类转盘等。由于生物膜法的生态系统中可以生长藻类、后生动物等，甚至可以生长硝化菌及反硝化菌等，因此可以用来脱氮等。

⑶厌氧生物处理法的新发展

厌氧生物处理法是利用厌氧微生物在无氧的条件下对有机物进行降解的技术。由于处理效率低、处理速度慢，且厌氧菌对环境要求严格不易控制等缺点，厌氧生物处理法一直处于污泥处理阶段。近年来，由于能源危机及严重的环境污染，厌氧生物处理由于其产物具有能源物质而得到人们的重视，一大批新的厌氧生物处理技术相继诞生，如厌氧生物滤池[12]、厌氧转盘[13]、厌氧流化床法，以及上流式厌氧污泥反应器（UASB）等，厌氧生物处理法正朝着能处理低浓度有机污水，能够脱氮除磷，运行维护简单费用低的方向发展。

三.工艺流程

目前城市污水处理工艺大都采用一级处理和二级处理[14]。一级处理采用物理方法，主要通过格栅拦截、沉淀等手段去除废水中大块悬浮物和砂粒等物质[15]。二级处理则采用生化方法，主要通过微生物的生命运动等手段来去除废水中的悬浮性、溶解性有机物以及氮、磷等营养盐。目前这一处理工艺有多种方法，归结起来主要有以上介绍的几种工艺，即CCAS工艺、SBR法、A2/O、传统活性污泥及氧化沟等工艺。

由此我们可以根据当地的具体情况，排出污染物的量及各项控制指标和排放标准，合理安排处理工艺流程，以达到投资少，成本低，占地少，处理效果好的相对应方案。

大致工艺流程图

污泥回流

四研究工作进度安排

五参考文献

[1].黄福权.城市污水处理的技术分析[J].大科技(科技天地),2011,(第23期).

[2].吴春容.SBR法处理生活污水的研究[J].科技风,2013,(第21期).

[3].赵喆,程佳,田丽丽.循环活性污泥工艺在污水处理厂中的应用[J].黑龙江科技信息,2013,(第14期).

[4].邵巍,符敏,刘凯,许洪刚.AB法工艺处理染色废水[J].科技创新与应用,2013,(第5期).

[5].刘晓琎,杨云龙.浅谈污水生物处理AB法[J].科技情报开发与经济,2007,(第2期).

[6].李勇,吕炳南,黄勇.改进A^2/O法的设想[J].中国给水排水杂志,2001,(第8期).

[7].刘永淞.氧化沟法处理污水[J].工业用水与废水,1986,(第1期).

[8].崔秀霞.关于生物膜法技术在污水处理中的有效应用[J].中国新技术品,2014,(第1期).

[9].卜发平.UNITANK工艺在处理城市生活污水中的运用[J].安徽农业科学,2013,(第13期).

[10].代学民,王霞,马云霞,邓大鹏.浅谈活性污泥法的发展和演变[J].河北建筑工程学院学报,2004,(第2期).

[11].魏淑美.生物膜技术在污水处理中的应用探讨[J].中国化工贸易,2013,(第1期).

[12].方芳,龙腾锐.厌氧生物滤池的研究及应用现状[J].中国给水排水杂志,1999,(第4期).

[13].王磊,蔚凡,吕永涛,王旭东,王志盈.厌氧生物转盘氨氧化系统中脱氮机理与途径[J].江苏大学学报(自然科学版),2012,(第5期).

[14].李粉玲,赵庆鹏.城市生活污水处理中活性污泥法与生物膜法工艺综述与比较[J].河北企业,2010,(第9期).

[15].董引志.城市污水处理工艺研究[J].商业文化：学术版,2011,(第8期).

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

城市污水处理工艺大都采用一级处理和二级处理。一级处理采用物理方法，主要通过格栅拦截、沉淀等手段去除废水中大块悬浮物和砂粒等物质。二级处理则采用生化方法，主要通过微生物的生命运动等手段来去除废水中的悬浮性、溶解性有机物以及氮、磷等营养盐。目前这一处理工艺有多种方法，归结起来主要有以上介绍的几种工艺，即CCAS工艺、SBR法、A2／O、传统活性污泥及氧化沟等工艺。我们可以根据当地的具体情况，排出污染物的量及各项控制指标和排放标准，合理安排处理工艺流程，以达到投资少，成本低，占地少，处理效果好的相对应方案。