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毕业设计（论文）开题报告课题名称：10万m3/日SBR-接触过滤工艺城市污水处理厂设计专业：班级：姓名：学号：指导教师：1.毕业设计选题依据(1)选题意义随着现代工业和城市建设的发展，我国城市的环境污染特别是水污染问题日趋严重;同时我国是一个人均水资源占有量匮乏的国家，可以说水污染严重和水资源短缺已经成为严重制约我国社会经济发展、危害生态环境、影响人民生活和身体健康的突出问题，迫切需要加以解决。为了减轻水资源对环境和对人类带来的危害解决水资源供需矛盾、促进经济和环境尽可能协调发展，对城市污水进行处理，然后回用到生产和生活的各个领域，使污水资源化，这对解决水污染和水资源短缺都具有重大意义。开展经济有效的污水处理新工艺、新设备的研究与开发，研究一种适合我国国情的污水处理新工艺，从而降低污水处理的投资和运行费用，节约用地，方便管理，能使出水能够回用，将对我国国民经济和社会发展及环境保护具有十分重要的意义，而且也必将有巨大的应用范围和市场。实践表明，SBR-接触过滤工艺城市污水处理工艺是最为经济有效的城市污水处理方法之一。间歇式活性污泥法（SBR―SequencingBatchReactor）是早在1914年就由英国学者Ardern和Locket发明了的水处理工艺。70年代初，美国NatreDame大学的R.Irvine教授采用实验室规模对SBR工艺进行了系统深入的研究，并于1980年在美国环保局（EPA）的资助下，在印第安那州的Culwer城改建并投产了世界上第一个SBR法污水处理厂。SBR工艺的过程是按时序来运行的，一个操作过程分五个阶段：进水、反应、沉淀、滗水、闲置。由于SBR在运行过程中，各阶段的运行时间、反应器内混合液体积的变化以及运行状态等都可以根据具体污水的性质、出水水质、出水质量与运行功能要求等灵活变化。对于SBR反应器来说，只是时序控制，无空间控制障碍，所以可以灵活控制。因此，SBR工艺发展速度极快，并衍生出许多种新型SBR处理工艺。间歇式循环延时曝气活性污泥法（ICEAS―IntermittentCyclicExtendedSystem）是在1968年由澳大利亚新威尔士大学与美国ABJ公司合作开发的。1976年世界上第一座ICEAS工艺污水厂投产运行。ICEAS与传统SBR相比，最大特点是：在反应器进水端设一个预反应区，整个处理过程连续进水，间歇排水,无明显的反应阶段和闲置阶段，因此处理费用比传统SBR低。由于全过程连续进水，沉淀阶段泥水分离差，限制了进水量。好氧间歇曝气系统（DAT-IAT―DemandAerationTank-IntermittentTank）是由天津市政工程设计研究院提出的一种SBR新工艺。主体构筑物是由需氧池DAT池和间歇曝气池IAT池组成，DAT池连续进水连续曝气，其出水从中间墙进入IAT池，IAT池连续进水间歇排水。同时，IAT池污泥回流DAT池。它具有抗冲击能力强的特点，并有除磷脱氮功能。循环式活性污泥法(CASS―CyclicActivatedSludgeSystem)是Gotonszy教授在ICEAS工艺的基础上开发出来的,是SBR工艺的一种新形式。将ICEAS的预反应区用容积更小，设计更加合理优化的生物选择器代替。通常CASS池分三个反应区：生物选择器、缺氧区和好氧区，容积比一般为1：5：30。整个过程间歇运行，进水同时曝气并污泥回流。该处理系统具有除氮脱磷功能。UNITANK单元水池活性污泥处理系统是比利时SEGHERS公司提出的，它是SBR工艺的又一种变形。它集合了SBR工艺和氧化沟工艺的特点，一体化设计使整个系统连续进水连续出水，而单个池子相对为间歇进水间歇排水。此系统可以灵活的进行时间和空间控制，适当的增大水力停留时间，可以实现污水的脱氮除磷。改良式序列间歇反应器（MSBR―ModifiedSequencingBatchReactor）是C,Y.Yang等人根据SBR技术特点结合A2-O工艺，研究开发的一种更为理想的污水处理系统。采用单池多方格方式，在恒定水位下连续运行。通常MSBR池分为主曝气池、序批池1、序批池2、厌氧池A、厌氧池B、缺氧池、泥水分离池。每个周期分为6个时段，每3个时段为一个半周期。一个半周期的运行状况：污水首先进入厌氧池A脱氮，再进入厌氧池B除磷，进入主曝气池好氧处理，然后进入序批池，两个序批池交替运行（缺氧―好氧/沉淀―出水）。脱氮除磷能力更强。(2)现状与发展SBR在发展中的问题相对于传统连续流活性污泥法，SBR工艺是一种尚处于发展、完善阶段的技术，许多研究工作刚刚起步，缺乏科学的设计依据和方法以及成熟的运行管理经验，另外，SBR自身的特点更加深了解决问题的难度。SBR在现阶段的发展过程中，主要存在以下方面的问题：基础研究方面①关于污水在非稳定状态下活性污泥微生物代谢理论的研究；②关于厌氧、好氧状态的反复交替对微生物活性和种群分布的影响；③可同时除磷、脱氮的微生物机理的研究。程设计方面①缺乏科学、可靠的设计模式；②运行模式的选择与设计方法脱节。结束语SBR艺是一种理想的间歇式活性污泥处理工艺，它具有工艺流程简单、处理效果稳定、占地面积小、耐冲击负荷强及具有脱氮除磷能力等优点，是目前正在深人研究之中的一项污水生物处理新技术。SBR工艺应用的一个关键是要求自动化程度较高，因而随着我国经济建设的不断发展及研究的不断深人，预计不久的将来SBR及在其基础上开发的ICEAS工艺和CASS等工艺在生产中的应用将有所突破。(3)主要参考文献①《给水排水设计手册》第1册常用资料，第二版，中国市政工程西南设计研究院主编，中国建筑工业出版社；②《给水排水设计手册》第5册城镇排水，第二版，北京市市政工程设计研究院主编，中国建筑工业出版社；③《给水排水设计手册》第9册专用机械，第二版，上海市政工程研究院主编，中国建筑工业出版社；④《污水回用决策与技术》周彤主编，化学工业出版社（北京），2002年；⑤《城市污水处理及污染防治技术指南》国家环境保护总局科技标准司编著，中国环境科学出版社（北京），2001年；⑥《城市中小型污水处理厂的建设与管理》冯生华编著，化学工业出版社（北京），2000年；⑦《给水排水工程专业毕业设计指南》李亚峰尹士君主编，化学工业出版社（北京），2003年；⑧《水工程经济》张勤张建高主编张杰主审，第一版，中国建筑工业出版社，2002年；⑨《给水排水》、《中国给水排水》杂志（1999年-2007年）；⑩其它有关规范及标准。2.设计(论文)内容①收集设计资料，完成与本工艺相关的文献综述、工艺原理的剖析、城镇污水水质调查与预测；污水处理工艺流程的选择；③各污水处理单元的设计；④污泥处理方法选择及工艺计算；⑤污水处理厂平面布置；⑥污水处理厂竖向布置及高程计算；⑦工程投资及处理成本估算；以下以几种现在流行的污水处理工艺进行相应的比较：1：SBR法(SequencingBatchReactor)SBR法早在20世纪初已开发，由于人工管理繁琐未予推广。此法集进水、曝气、沉淀、出水在一座池子中完成，常由四个或三个池子构成一组，轮流运转，一池一池地间歇运行，故称序批式活性污泥法。现在又开发出一些连续进水连续出水的改良性SBR工艺，如ICEAS法、CASS法、IDEA法等。这种一体化工艺的特点是工艺简单，由于只有一个反应池，不需二沉池、回流污泥及设备，一般情况下不设调节池，多数情况下可省去初沉池。优缺点：（1）.工艺系统组成简单，不设二沉池，曝气池兼具二沉池的功能，无污泥回流设备；（2）.耐冲击负荷，在一般情况下无需设置调节池；（3）.反应推动力大，易于得到优于连续流系统的出水水质；（4）.运行操作灵活，通过适当调节各单元操作的状态可达到脱氮除磷的效果；（5）.该工艺的各操作阶段及各项运行指标可通过计算机加以控制，便于自控运行，易于维护管理。（6）.每个池子都需要设曝气和输配水系统，采用滗水器及控制系统，间歇排水水头损失大，池容的利用率不理想。2：A/A/O法(Anaerobic—Anoxic—Oxic)国内10年前开发此厌氧—缺氧—好氧组成的工艺。利用生物处理法脱氮除磷，可获得优质出水，是一种深度二级处理工艺。A/A/O法的可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(DO0.3mg/L)，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，缺氧段要控制DO0.7mg/L，由于兼氧脱氮菌的作用，利用水中BOD作为氢供给体(有机碳源)，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。为有效脱氮除磷，对一般的城市污水，COD/TKN为3.5～7.0(完全脱氮COD/TKN12.5)，BOD/TKN为1.5～3.5，COD/TP为30～60，BOD/TP为16～40(一般应＞20)。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。优缺点：（1）A2/O法在去除有机碳污染物的同时，还能去除污水中的氮磷，与传统活性污泥法二级处理后再进行深度处理相比，不仅投资少、运行费用低，而且没有大量的化学污泥，具有良好的环境效益。（2）A2/O法厌氧、缺氧、好氧交替进行，有利于抑制丝状菌的膨胀，改善污泥沉降性能。（3）A2/O法工艺流程简单，总水力停留时间少于其他同样功能的工艺，节省基建投资。（4）A2/O法缺点是受泥龄、回流污泥中溶解氧和硝酸盐氮的限制，不可能同时取得脱氮和除磷都好的双重效果3：氧化沟法本工艺50年代初期发展形成，因其构造简单，易于管理，很快得到推广，且不断创新。氧化沟在应用中发展为多种形式，比较有代表性的有：帕式(Passveer)简称单沟式，表面曝气采用转刷曝气，水深一般在2.5～3.5m，转刷动力效率1.6～1.8kgO2/(kW·h)。奥式(Orbal)简称同心圆式，应用上多为椭圆形的三环道组成，三个环道用不同的DO(如外环为0，中环为1，内环为2)，有利于脱氮除磷。采用转碟曝气，水深一般在4.0～4.5m，动力效率与转刷接近，现已在山东潍坊、北京黄村和合肥王小郢的城市污水处理厂应用。卡式(Carrousel)简称循环折流式，采用倒伞形叶轮曝气，从工艺运行来看，水深一般在3.0m左右，但污泥易于沉积，其原因是供氧与流速有矛盾。三沟式氧化沟(T型氧化沟)，此种型式由三池组成，中间作曝气池，左右两池兼作沉淀池和曝气池。T型氧化沟构造简单，处理效果不错，但其采用转刷曝气，水深浅，占地面积大，复杂的控制仪表增加了运行管理的难度。不设厌氧池，不具备除磷功能。氧化沟一般不设初沉池，负荷低，耐冲击，污泥少。建设费用及电耗视采用的沟型而变，如在转碟和转刷曝气形式中，再引进微孔曝气，加大水深，能有效地提高氧的利用率(提高20%)和动力效率［达2.5～3.0kgO2/(kW·h)］。若能将氧化沟进水设计成多种方式，能有效地抵抗暴雨流量的冲击，对一些合流制排水系统的城市污水处理尤为适用。优缺点：（1）.氧化沟在流态上介于推流式和完全混合式之间，局部流态为推流式，整体处在完全混合状态，同时具有两种方式的某些特点。（2）.水力停留时间和污泥龄较长，悬浮有机物和溶解有机物可同时得到较彻底的降解，产泥量少，剩余污泥已得到高度稳定，不需要设置初沉池，污泥不需要厌氧消化。（3）.与二沉池合建为一体的氧化沟以及交替运行的氧化沟可以不设二沉池，处理流程更加简单。（4）.因省去了初沉池和消化池，有时还可以省去二沉池和污泥回流设施，污水处理厂总占地面积不仅没有增加，反而有所减少。（5）.具有推流式流态特征，溶解氧沿池长方向形成浓度梯度，产生好氧、缺氧和厌氧条件，通过系统合理设计与控制可以取得很好的脱氮除磷效果。（6）.污水在氧化沟中停留时间较长，一般为24～48h之间，而污水一个循环流动的时间只有4～20min，整个系统的流态呈完全混合式，具有抗冲击负荷能力强的特点。（7）.由于存在于污泥中的有机质最终是在氧化沟中部分耗氧代谢去除的，故氧化沟工艺在节约能耗、降低运行费用方面不如