日处理5-10万吨生活污水处理工艺的设计与研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

随着科技的不断发展，城市规模不断扩大，城市人口也逐年增长，而随着城市人口的大量增长，城市生活污水的排放量也日益增多。生活污水未经处理直接排放到周围河流中，将会严重破坏当地的自然生态环境。一是污水直接排放会污染地下水源，导致地下饮用水被污染，二是生活污水会污染河水，危害河流内部的生物，同时对周围的农业生产活动以及人民生活健康会造成严重危害。而且目前在国际上保护环境和可持续发展也是一个极为重要的课题，生活污水的适当处理与城市，乃至国家的可持续发展战略息息相关。因此，生活污水处理乃是目前所急需解决的一大问题。

本次设计处理的对象是黄州新城区的生活污水。将当地的生活污水经过处理从而达到国家排放标准之后可以直接排放，从而降低甚至避免生活污水对黄州新城区的水生态系统的破坏。

2. 研究的基本内容与方案

本次设计拟采用A2/O技术处理黄州新城区生活污水，，处理水量5-10万吨/天，设计进出水水质如下：

注：进水水质数据参考自[5]

在选择污水处理工艺上，需要参考以下几个因素，从而合理的选择一个适合当地的污水处理技术：

（1）当地生活污水的水质（如COD、NH3-N等）；

（2）当地的各项条件（如气候，经济等）；

（3）工程的造价、运行费用和性价比；

（4）污水处理厂周围所需处理的污水水量。

本次要设计的污水处理厂要求的处理量在5-10万吨，属于中小型规模的污水处理厂。根据要求，设市城市和重点流域及水资源保护区的建制镇，必须建设二级污水处理设施，可分期分批实施[6]，同时需要达到脱氮除磷的要求，比如氧化沟工艺，SBR及其改良工艺，A2/O工艺。这些工艺都是由活性污泥法发展形成的，对脱氮除磷有着不错的效果，而且都是经过长时间发展的，比较成熟的工艺，很适合在中小型污水处理厂中应用。因此决定在上述三个工艺当中进行比较，从中选出合适的工艺来进行设计。

1.氧化沟工艺

arrousel氧化沟是1967年由荷兰的DHV公司开发研制。在原Carrousel氧化沟的基础上DHV公司和其在美国的专利特许公司EIMCO又发明了Carrousel2000系统，实现了更高要求的生物脱氮和除磷功能。至今世界上已有850多座Carrousel氧化沟和Carrousel2000系统正在运行[7]。

Carrousel氧化沟使用定向控制的曝气和搅动装置，向混合液传递水平速度，从而使被搅动的混合液在氧化沟闭合渠道内循环流动。因此氧化沟具有特殊的水力学流态，既有完全混合式反应器的特点，又有推流式反应器的特点，沟内存在明显的溶解氧浓度梯度。氧化沟断面为矩形或梯形，平面形状多为椭圆形，沟内水深一般为2.5～4.5ｍ，宽深比为2:1，亦有水深达7m的，沟中水流平均速度为0.3m/s。氧化沟曝气混合设备有表面曝气机、曝气转刷或转盘、射流曝气器、导管式曝气器和提升管式曝气机等，近年来配合使用的还有水下推动器[8~11]。

最初的普通Carrousel氧化沟的工艺中污水直接与回流污泥一起进入氧化沟系统。表面曝气机使混合液中溶解氧DO的浓度增加到大约2～3mg/L。在这种充分掺氧的条件下，微生物得到足够的溶解氧来去除BOD；同时，氨也被氧化成硝酸盐和亚硝酸盐，此时，混合液处于有氧状态。在曝气机下游，水流由曝气区的湍流状态变成之后的平流状态，水流维持在最小流速，保证活性污泥处于悬浮状态（平均流速0.3m/s）。微生物的氧化过程消耗了水中溶解氧，直到DO值降为零，混合液呈缺氧状态。经过缺氧区的反硝化作用，混合液进入有氧区，完成一次循环。该系统中，BOD降解是一个连续过程，硝化作用和反硝化作用发生在同一池中。由于结构的限制，这种氧化沟虽然可以有效的去处BOD，但除磷脱氮的能力有限[12~13]。

2.SBR工艺

SBR是序批式活性污泥法的缩写，最早由南美科学家们于1970年用于脱氮处理而引起环境学家们注意，近年来在国内外被引起广泛重视和研究的一种污水处理技术。作为一种间歇运行的废水处理工艺，其结构形式简单，运行方式灵活多变，空间上完全混合，时间上理想推流，兼均化、初沉、生物降解、终沉等功能于一池，无须设污泥回流系统。

SBR工艺的主要性能特点：

（1）工艺简单，投资和运行费用低；

（2）污泥活性强，污泥的质量浓度高；

（3）静止沉淀效果好；

（4）不易出现污泥膨胀；

（5）脱氮除磷效果好[14]。

3.A2/O工艺

A2/O工艺又称AAO工艺，是一种常见的二季污水处理工艺，可用于二级污水处理或者三级污水处理，以及中水回用，具有良好的脱氮除磷效果。A2/O工艺主要由厌氧、缺氧、好氧以及二沉池四部分构成。厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类微生物菌群有机配合，能同时具有去除有机物和脱氮除磷的功能，而且在脱氮除磷去除有机物的工艺中，该工艺流程最为简单，水力停留时间也少于同类其他工艺[15]。而且可以有效提高对难降解生物有机物的去除效果，运行稳定。污泥沉降性能好，管理维护十分简单，运行费用低。但是该工艺也存在着构筑物较多，污泥回流量大的缺点。

经过以上三种工艺的对比，最终选择了A2/O工艺。因为A2/O工艺的脱氮除磷效果很好，也可以有效改善污泥沉降性能，减少污泥排放量，运行效果稳定，最重要的是水力停留时间少于其他工艺，因此选择A2/O工艺。基本流程为进水→格栅→沉砂池→初沉池→A2/O工艺处理池（即厌氧区→缺氧区→好氧区）→二沉池→接触池→出水，其中二沉池一部分回流污泥回到A2/O池中，剩余污泥进入浓缩池进行进一步处理。

3. 研究计划与安排

（1）3月5日－3月20日：完成开题报告，其中密切相关文献摘要20篇以上，其中5篇以上外文文献摘要。

（2）3月21日－4月30日：完成所有实验、测试及数据分析整理工作。翻译与本课题相关的专业外文文献一篇。

（3）5月1日－5月15日：完成毕业设计论文初稿的撰写（15000字以上）。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]周雹.国内外城镇污水处理技术概况.天津市政设计，2003,3(4):74.

[2]高廷耀，顾国维，周琪.水污染控制工程[m].第3版.北京：高等教育出版社，2007.