污水处理厂设计文献综述

江苏工业学院本科生毕业设计文献综述第1页共15页序号：06438337江苏工业学院毕业设计（论文）前期材料（2010届）学生张俊学号06438337学院怀德学院专业班级环工062题目昆山市10万t/d污水处理厂工艺设计类别毕业设计毕业论文□校内指导教师邵敏专业技术职务讲师校外指导老师无专业技术职务无材料目录序号名称数量备注1毕业设计（论文）任务书2文献综述（设计类）或开题报告（论文类）3外文翻译（封面、译文、原文）二○一○年三月江苏工业学院本科生毕业设计文献综述第2页共15页学号：06438337江苏工业学院毕业设计（论文）文献综述（2010届）题目昆山市10万t/d污水处理厂工艺设计学生张俊学院怀德学院专业班级环工062校内指导教师邵敏专业技术职务讲师校外指导老师无专业技术职务无二○一○年三月江苏工业学院本科生毕业设计文献综述第3页共15页题目：昆山市10万t/d污水处理厂工艺设计一、前言1．课题研究的意义；国内外研究现状和发展趋势1.1昆山市自然环境概况昆山位于江苏省东南部苏州市与上海市之间。北至东北与常熟市、太仓市两市相连，东至东南与上海嘉定、青浦两区接壤，西与吴江、苏州市交界，南部水乡名镇周庄与浙江相通。东西最大直线距离33公里，南北48公里，总面积927.7平方公里，其中陆地面积641.1平方千米，水域面积286.6平方千米。1.2课题研究的意义面临严峻的水资源危机，国务院要求，“十五”期间，所以的城市都必须建设污水处理厂。到2005年，50万人口以上的城市，污水处理率应达到60%以上，到2010年，所以城市的污水处理率不低于60%。要实现这个目标，预计至少要建立1000座污水处理厂，每年要新增污水处理能力5000-6000万吨。为了达到这个目标，改善我国水环境被污染的状况，保护我国紧缺的水资源，我国大、中、小城镇都在积极兴建城市污水处理厂，中小城镇尤其要加快城市污水处理厂的建设步伐[1]。1.3城市污水处理技术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。其中，由于生物膜法的处理效率不高，卫生条件较差，我国只有少数几座生物膜法城市污水处理厂；而活性污泥法污水处理厂占绝大多数，其中使用最广泛的主要有四种类型：①传统活性污泥工艺和其改进型A／O、A²／O工艺；②AB工艺；③SBR及其改进工艺；④氧化沟及其改进工艺。本文将简要介绍这四类污水处理工艺，同时介绍一种新型的污水生物处理技术，并对沈阳市城市污水处理技术做出了分析与展望[2]。1.3.1传统活性污泥工艺和其改进型A／O、A²／O(1)传统活性污泥工艺传统活性污泥法是目前应用最早的工艺[3,8]，它去除有机物和悬浮物的效率很高，对于城镇污水，可确保出水BOD5和SS达到30mg／L以下，因此，在1996年前在我国尚未要求去除氮磷，该工艺是城镇污水处理厂的主体工艺。随着《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)的颁布实施，我国对城镇污水处理厂的出水水质，尤其是对出水的氮、磷指标要求更加严格。传统的活性污泥工艺已经不能满足国家标准对氮、磷的去除要求，必须加以改造，于是出现了活性污泥法的改进型A／O法和A²／O法。A／O法有两种，一种是用于除磷的厌氧一好氧工艺(A／O)，一种是用于脱氮的缺氧一好氧工艺；A²／O法则是既脱氮又除磷的工艺[4]。天津纪庄子江苏工业学院本科生毕业设计文献综述第4页共15页30万m³／d污水处理厂、北京高碑店100万m³／d污水处理厂、沈阳北部污水处理厂40万m³／d污水中的20万m³／d采用的均是活性污泥污水处理技术[2,8]。(2)A／O工艺A／O(缺氧／好氧)法对于大型活性污泥法污水处理厂来说，处理效果较稳定，且实现了脱氮或除磷的目标，能耗和运营费用也较低；其缺点是处理单元多，管理较复杂，且不能同步脱氮和除磷。用于除磷的A／O工艺的最主要特征是高负荷运行、泥龄短、水力停留时间短；用于脱氮的A／O工艺的负荷很低，泥龄长、水力停留时间长[6~8]。沈阳北部污水处理厂设计处理的4O万m³／d污水中的20万m³／d采用的是A／O脱氮的污水处理技术[2]。（3）A²／O工艺A²／O(厌氧／缺氧／好氧)工艺同时具有脱氮除磷的效果，其工艺原理是磷在厌氧区被释放，在好氧区被吸收，达到除磷目的；污染物在好氧区被氧化降解，去除COD和BOD5，同时在硝化菌作用下，有机氮转化的氨氮继续转化为亚硝酸氮和硝酸氮，含有硝酸氮的大量混合液回流到缺氧区进行反硝化脱氮[6]。该工艺主要优点是对COD、BOD5、SS等具有较高的去除率，对脱氮除磷也具有较高的去除效果，具有运行费用低、占地少，出水水质好等特点；其缺点是运行管理要求较高，投资较大，节能差[7~9]。我国许多城市的污水处理厂，如广州大坦沙污水处理厂、保定鲁岗污水处理厂采用了该工艺[7,9]。1.3.2AB法工艺AB法是吸附生物降解法的简称，是联邦德国亚琛大学B．Bohnke教授于20世纪70年代中期，在传统两段活性污泥法和高负荷活性污泥法基础上开发的一种新工艺，属超高负荷活性污泥法，在技术上有所突破[10]。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。该工艺从80年代开始应用于生产实践，由于具有技术成熟、处理高浓度生活污水效果好，出水稳定、水质高的特点，越来越受到污水处理界的青睐。但A／B法也存在污泥量大、构筑物及设备较多，运行管理复杂，脱氮除磷效果不理想的缺点[11]。青岛海泊河8～12万m³／d污水处理厂采用了该工艺[7]。1.3.3SBR及其改进工艺（1）SBR工艺SBR工艺也叫序批式活性污泥法，其最根本的特点是处理工序不是连续的，而是间歇的、周期的，污水一批一批地经过进水、曝气、沉淀、排水，然后又周而复始[3,4,12]。SBR技术的核心是SBR反应池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，无污泥回流系统，该工艺具有以下优点：出水水质稳定、水质好；耐冲击负荷；运行管理简单、自控水平高；占地面积小、造价低、操作灵活。但SBR法存在的曝气系统易堵塞，故障率高，人工操作管理繁琐，监测手段要求高等缺点也影响了其使用。美国Cnmdy3000m³／d污水处理厂和澳大利亚的Tmmwqdth污水厂采用了该工艺[7]。（2）ICEAS工艺传统SBR是问歇进水，切换频繁，并且至少需要两池以上来回倒换，很不方便，于是出现了连续进水的ICEAS工艺。该工艺的主要改进是在反应池中增加一道隔墙，将反应池分隔为小体积的预反应区和大体积的主反应区，污水连续流人预反应区，然后通过隔墙下端的小孔以层流速度进人主反应区[3,4]。在保持传统的SBR工艺特点的同时，该工艺省去了问歇进水的麻烦[8]。但该工艺设备造价偏高，技术全部进口，操作运行要求严格。昆明市15万rn。／d第三污水处理厂是我国第一个ICEAS污水处江苏工业学院本科生毕业设计文献综述第5页共15页理厂，也是我国最早采用SBR工艺的污水处理厂之一[7]。(3)CAST工艺CAST工艺是SBR工艺中脱氮除磷效率最好的一种，它对SBR工艺最大的改进是在反应池前段增加一个选择段，污水首先进入选择段，与来自主反应区的回流混合液混合，在厌氧条件下，选择段相当于前置厌氧池，为高效除磷创造了有利条件[3]。该工艺的另一个特点是利用同步硝化反硝化原理脱氮，在主反应区，反应时段前期控制溶解氧不大于0.5mg／L，处于缺氧工况，利用池中原有的硝态氮反硝化，然后利用同步硝化产生的硝态氮反硝化；到反应时段后期。加大充氧量，使主反应区处于好氧工况，完成生物除磷反应，并保证出水有足够的溶解氧[4,5]。CAST工艺设计和运行管理简单，处理效果稳定，已被多座中小型污水处理厂所采用，规模8万m³／d的贵阳市小河污水处理厂以及深圳、天津及云南的一些污水处理厂都采用了该工艺[8]。（4）UNITANK工艺UNITANK工艺是20世纪90年代比利时西格斯公司在三沟式氧化沟的基础上开发出来的。它由3个矩形池组成，其中外边两侧的矩形池既可做曝气池，又可做沉淀池，中问一个矩形池只做曝气池。该工艺连续进水、连续出水、常水位运行，具有脱氮功能及流程简单的特点，同时还有容积利用率低、设备闲置率高、除磷功能差等不足，要求除磷时则需要化学除磷[13,14]。我国石家庄高新区10万m³／d污水处理厂、上海石洞口40万m³／d污水处理厂及广西梧州污水处理厂均采用此工艺[5,8]。(5)MSBR工艺MSBR即改良型的SBR(ModifiedSBR)，是A／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[5]。MSBR是一种可连续进水、高效的污水处理工艺，且简单、容积小、单池，易于实现计算机自动控制。在较低的投资和运行费用下，能有效地处理含高浓度BOD5，TSS、氮和磷的污水。但MSBR的结构复杂，各种设备较多，操作管理也比较麻烦，这些都有待进一步优化改进[5~8,15]。加拿大的Estevan污水处理厂、深圳市盐田污水处理厂、北京海淀区某医院污水处理项目均采用了该工艺[5,8]。1.3.4氧化沟工艺氧化沟又称循环曝气池、无终端曝气池，是活性污泥法的一种变型，通常采用延时曝气，在污水净化的同时污泥得到稳定处理。常见的氧化沟有Carrousel氧化沟、交替工作式氧化沟、Orbal氧化沟、一体化氧化沟等[4~7]。与活性污泥法相比，它具有处理工艺及构筑物简单、无初沉池和污泥消化池(一体式氧化沟还可以取消二沉池和污泥回流系统)、泥龄长、剩余污泥少且容易脱水、处理效果稳定等特点；但也存在着负荷低、占地大的缺点[3~8,16]。邯郸市东污水厂处理水量为10万m³／d污水处理厂采用了该工艺[5]。1.3.5曝气生物滤池工艺曝气生物滤池是当前发展较快的一种新到生物处理技术，具有占地面积小、出水水质高、投资省、运行灵活方便、易于管理、抗冲击能力强等特点[3~4]，在污水的有机物去除、硝化去氨、反硝化脱氮、除磷以及微污染水源水的预处理过程中有着较好的应用前景。曝气生物滤池的基本原理是：在一级强化的基础上，以颗粒状填料及其附着生长的生物膜为主要处理介质，实现污染物在同一单元反应器内除．省去了二次沉淀设备。反应器内存在着不刚的好氧、缺氧区域，可同步实现硝化和反硝化，在去除有机物的同时达到脱氮的目的[17]。江苏工业学院本科生毕业设计文献综述第6页共15页该工艺存在的主要问题包括：进水一股要求进行预处理，增加了工艺的复杂性；进水悬浮物较多时，运行周期短，反冲洗频繁；产生的污泥稳定性差，进一步处理比较困难；同步生物除磷效果不好．一般多采用化学法进行，增加了药剂的使用量[17]等等。在我国，目前曝气生物滤池正处于推广阶段，大连市马栏河污水处理厂采用了该工艺[17,18]。1.4国内外发展趋势1.4.1生物处理法的新进展生物处理法是目前研究得较多、新技术层出不穷的方法，无论是好氧生物处理技术，还是厌氧生物处理技术都引起了研究人员的极大兴趣。因为用生物法利用的是微生物的新陈代谢作用，以污染物质为食料，将其代谢成诸如CO2、H2O、NH3、SO2等稳定的小分子,它的二次污染小,对处理生活污水及与之性质相近的有机污水有其独特的优势。生物处理法自从问世以来,其技术已获得了极大的发展，随着人们生活水平的日益提高,生活污水中的成也日益复杂,因此用生物处理方法的目的也从以前能处理降解蛋白质、脂肪、碳水化合物等一类物质增加到也能处理合成洗涤剂、脱氮、脱磷及其它一些难降解的复杂有机物。这也就必然要求人们改革工艺，过去由于厌氧生物处理的效率不尽人意，处理时间也较慢，所以未引起人们的重视，仅仅用来处理污泥或高浓度有机污水的预处理，但现在由于能源紧张，厌氧生物处理由于能产生能源物质—甲烷而越来越引起人们的青睐，由此也出现了许多新的工艺。(1)活性污泥法的新发展到目前为止，对活性污泥法在运行方式上还没