能源与环境学院

本科毕业设计开题报告

题目： 某城市污水厂工艺设计

专业： 给水排水工程

班级： 水07—2班

学制： 4年 姓名： 杨 聪 聪 学号： 0707108208 导师： 杨文焕 日期： 2011年3月26日

能源与环境学院本科毕业设计开题报告

地面坡度为 0.3‰~0.5‰ ,地势为西北高，东南低。 3、气象及水文资料 (1)风向：多年主导风向为东南风； (2)降水量：多年平均降水量为 2370mm/年； (3)蒸发量：多年平均蒸发量为 1800mm/年； (4)年平均水温：20℃; (5)地下水水位，地面下 6~7m。 (三)对设计题目进行可行性分析 随着科学技术的发展，污水处理工艺推陈出新，出现了许多新工艺，并且越 来越广泛的应用在实际生产生活中， 新工艺大多都是根据不同问题对旧工艺的改 良，或者将不同工艺组合在一起，使得污水的处理更经济、更有效、更节能，提 高工艺的处理效果，针对不同性质的污

水进行处理，以达到高效净化的目的。 , 城市污水的处理方法有活性污泥法、 生物膜法及厌氧处理技术等， 主要处理工艺 有普通活性污泥法、氧化沟、AB 法、SBR 法、BAF 工艺、UASB 法、CW 等。 本设计中，设计水量 8 万 m3/d,属于中型污水处理厂，由于进水水质中含有 氨氮和磷， 并且出水水质要求达到国家一级排放标准， 尤其对氨氮及磷排放要求 较高，氨氮及磷的去除率达到了 85%以上。因此选工艺的时候应该采取脱氮除磷 效果好的工艺。另外对 BOD、COD 及 SS 的去除率也较高，因此应采取去除率比较 高的去除工艺。 本设计的相关资料比较多，而且理论较为成熟，所给数据合理，在老师的指 导和自己查阅相关资料的情况下可以按时完成该设计。 二、基本工作思路 在设计中首先根据设计任务书的内容和要求查阅相关资料， 了解相关规范及 标准，在满足规范及标准的前提下，进一步考虑降低投资、节约成本，从而选择 一个合理可行的设计方案 ；根据《废水处理工程及实例分析》《水工艺处理技 、 术与设计》《水污染控制工程》《污水生物处理工艺技术》《污水处理厂设计与 、 、 、 运行》《给水排水设计手册》等相关书籍、文献期刊和网络，进行城市污水处理 、 厂的初步设计和总平面图的设计； 整理设计说明书和计算书并绘制各个构筑物的 平面图和剖面图，以及高程图等相关图纸，最后提交设计成果。

注：学生根据导师的选题要求，在导师的指导下进行初步调研，并撰写开题报告，要求尽量做到思路清晰，各阶段目标明确，各部分任务之间时间安排松紧得当，具有可操作性。对于已提前接触和课题相关工作的学生，论文学期前所做的相关工作均可作为论文工作的一部分，并在论文工作计划中注明。各专业教研室组织审查开题报告，凡思路不清，目标不明确和不具备可操作性的开题报告必须重写。

文献检索：用自己的话完整地写下一种或以上有效的检索方法

文献综述：简述主要文献要点及综合分析

(2)城市污水 SBR 除磷工艺 工艺简介 SBR 除磷工艺以厌氧生物除磷机理为主要技术依托， 采用 SPR 除磷工艺， 通过强 化厌氧释磷，并辅以物化沉淀去除释放磷的方法，达到整个生化处理系统的除磷要求。 工艺流程

(3)A/O 生物滤池处理工艺 工艺简介 A/O 生物滤池处理工艺针对小城镇的特点采用投资省， 运行费用低， 技术稳定可靠， 操作与管理相对简单的工艺。 工艺流程A/O 曝 气 池 内回流

城 市 污 水

粗 格 栅

进 水 泵 房

细 格 栅

沉 砂 池

初 沉 池

二 沉 池

排 放 放

栅渣 外回流 砂 初沉泥

剩余污泥

A/O 工艺流程图

(4)AB 工艺 AB 工艺属于两段活性污泥法，即整个工艺分为 A 段和 B 段。其中 A 段微西弗段，B 段微生物氧化段。AB 工艺中的主要处理构筑物有 A 段曝气池、中间沉淀池、B 段曝气 池和二次沉淀池等。A、B 两段的活性污泥各自独立回流，自成系统。整个工艺中，A 段之前一般不设初沉池，以便充分利用原污水中存在的微生物和有机物，促进有效稳

定的运行。 (5)氧化沟 氧化沟采用跑道型的池型，污水在池内循环流动，内循环流量高出进水流量的数 十倍，因此，具有很强的抗冲击负荷能力，运行稳定，可不设出沉池；由于采用延时 曝气，污水中的有机污染物被充分吸收、降解，出水水质好；而且活性污泥中的活性 菌团可进入内源呼吸阶段，因此污泥量少且稳定，无需进行消化。另外，通过对沟内 溶解氧等因素的控制，可以实现硝化、反硝化的过程，达到除磷脱氮的目的。和污泥厌氧消化池，占地面积总的来说会少于传统活性污泥法。

城 市 污 水

格

栅

进 水 泵 房

沉 砂 池

氧 化 沟

二 沉 池

混 合 池

出水

砂

剩余污泥

氧化沟工艺流程图

二、综合分析 根据设计任务书和已查阅的资料及所了解的污水的性质，因为

出水要求对氨氮和 磷的要求较高，所以所选工艺应该特别注意氨氮和磷的去除率，针对此特点拟选用两 个方案，各方案的情况分别如下： 方案一：曝气生物滤池(BAF 工艺) BAF 工艺本质上属于生物膜工艺，但同时按照处理水量大、停留时间截污能力强、具 有深度处理功能的快滤池的构造及运行方式设计，因而它具有与其他悬浮生长型的活 性污泥不同的特点。 BAF 可不设二沉池。 且随着土地资源的日益紧张及对处理出水水质 要求的不断提高，我们需要占地小、功能强、效果好的处理工艺技术，BAF 工艺可以满 足以上要求。 从造价方面讲， 工艺的滤料费用比较高， BAF 但总费用较其他工艺低一些。

污水

水泵组 泥 反冲气 空气 曝气生物滤池 反冲水 反冲水池 水泵组 冲洗排水 废水回收池 沉淀池

清水池

河流 BAF 工艺流程图

方案二：CAF 工艺

BAF 与 CAF 工艺性能的综合比较 项目 BAF 工艺 滤料，布水、布气及排水系统、反 工艺组成 冲水系统 布水方式 供氧方式 载体介质 除污功能 运行方式 采用大阻力(滤头)或滤板布水 人工曝气，不受环境条件影响 均质单一小颗粒球形滤料 生物降解+高效过滤 多样化3 2

CBF 工艺

填料、布水、排水系统

在滤池表面均匀布洒 自然通风，受环境条件影响大 不规则碎石或焦炭等大尺度填料 生物氧化为主 较单一3 2

水力负荷 4-10m /(m ·d), 处理能力2

水力负荷 0.2-2.0m /(m ·d),2

BOD5 负荷 5-6kg/(m ·d)

BOD5 负荷≤1kg/(m ·d)

利用废水中微生物接种，初次启动 利用废水中微生物接种， 初次启动 系统启动 时间 2-3 周 使用条件 时间 4-6 周

用于二级和深度处理、受污水体的 一般用于二级处理，进水 CODCr≤

强 化 处 理 ， 进 水 CODCr 可 达 300-400mg/L,进水 SS≤100mg/L, 一般多级串联运行 1000-1500mg/L, 进水 SS≤60mg/L, 可满足硝化、脱氮等处理功能要求 BOD5 去除率≥90%,氨氮去处率≥ BOD5 去除率 70%-75%,氨氮去处率 处理效果 90%,出水氨氮可控制在 1.0mg/L 50%-60%,出水 BOD5≮30mg/L 以下，出水 BOD5≤10mg/L 缺点：有动力消耗；运行管理稍复 缺点： 受环境影响大； 处理负荷低， 杂。 相对占地较大； 难以达到深度处理 有点：环境影响小，运行稳定；环 主要有缺点 境卫生好；不易堵塞；生物膜活性 有点：无动力消耗；运行管理较简 高； 负荷高， 占地小； 出水水质好， 单 可实现深度处理 1、 沉砂池的选择 目前沉砂池主要有平流式、竖流式和曝气沉砂池三种类型。 (1)平流式沉砂池结构简单，截留效果好，是沉砂池中常用的一种。普通沉砂池截 留的沉砂中夹杂一些有机物，影响截留效果。因为有机物的包裹作用往往影响沉砂

效 果。 (2)曝气沉砂可在一定程度上克服平流式沉砂池的缺点。在曝气的作用下，水流在 池内呈螺旋状前进，水中的有机颗粒处于悬浮状态，砂粒间摩擦并受曝气剪切力的作 用下，砂粒上附着的有机污染物得以去除，取得较为纯净的砂粒。砂粒在重力和旋流 力的作用，沉到池底与水分离。 (3)竖流式沉砂池在污水处理中不常用 根据本设计的进水水质 SS=180mg/L,去除率要求大于等于 90%。此工艺选用 曝气沉砂池。曝气沉砂池与普通沉砂池相比具有下列优点：沉砂中有机物含量低， 不易腐败；有曝气作用，可使沉砂脱水，改善出水水质，有利于后续处理。有的 曝气沉砂池两侧设有除浮油的装置，使水中的浮油在沉砂池内一起被去除。 1. 沉淀池的选择 沉淀池的作用是对污水中密度大的固体悬浮物进行沉淀分离。按照沉淀池的形状 和水流特点，国内通常将沉淀池分为平流式、竖流式、辐流式和斜板四种。每种沉淀 要求；环境微生物较差。

池均包含进水区、沉淀区、缓冲区、污泥区和出水区五个部分。

四种沉淀池的优缺点和适用条件的比较 池型 优 (1)沉淀效果好 点 缺 点 适用条件 (1)适用于地下水位

(1)池子配水不易均匀

(2)对冲击负荷和温度变化的 (2)采用多斗排泥时，每 高及地质较差的地 平 流 式 适应能力较强 (3)施工方便 个斗需单独设排泥管各 自排泥，操作量大；采 区 (2)适用于大、中、 小型污水处理厂

(4) 多 个 池 子 易 于 组 合 为 一 用链带式刮泥时，链带 体，可节省占地面积 的支撑件和驱动件都浸 于水中，易锈蚀

(1)无机械刮泥设备，排泥方 (1)池子深度较大，施工 适用于处理水量不 便，管理简单 竖 流 式 (2)占地面积较小 困难 大的小型污水处理

(2) 对 冲 击 负 荷 和 温 度 厂 ( 单 池 容 积 小 于 变化的适应能力较差 (3)造价较高 (4)池径不宜过大，否则 布水不均匀 1000m3)

(1)多为机械排泥，运行较好。 (1)占地面积大 辐 流 式 管理较方便

(1)适用于地下水位

(2)机械排泥设备复杂， 较高及工程地质条 件较差地区 (2)适用于大、中型 污水处理厂 (1)斜板(管)设备在一 适用于城市污水的 定条件下，有滋长藻类 初沉池 的问题，维护管理不便 (2)排泥有一定困难

(2)机械(刮)排泥设备已为定 对施工质量要求高 型 (3)结构受力条件好

斜 板 (管)

(1)沉淀效率高、停留时间短 (2)占地面积较小

由于确定使用 BAF 工艺，而此工艺对进水 SS 有较高要求，要求进水 SS 在 100mg/l 以下， 最好控制在 50-60mg/l。 虽然斜管沉淀效率高， 但不容易维护管理， 综合考虑，使用平流沉淀池作为初沉池。

文献综述：简述主要文献要点及综合分析

换算、理化数据、水质指标、气象、地质、地震、管道接口、防水、防腐、绝热、 噪声以及不同材质的管渠水力计算表等。 第五册根据城镇建设的需要，汇编了城镇排水设计的有关方法和数据。主要 内容包括：排水管渠及附属构筑物、城镇河湖，排水泵站、城镇污水和污泥处理 及处置、城镇垃圾处理及处置，以及有关排水标准和规程等。 第八册汇编了给水排水工程 110kV 及以下变、配电系统，以及仪表自控系统 设计所需的常用资料。 主要内容包括： 给水排水工程的变、 配电系统， 负荷计算， 无功补偿，短路电流，继电保护，二次接线，变、配电所的布置，电气传动，电 气布置，防雷接地，照明布置，仪表选型，自控系统设计等。 第九册汇编了给水排水专用机械设备的设计、计算资料，共 12 章和附录。 主要内容包括：移动式趸船和缆车取水；格栅和滤网等拦污设备；药液和活性炭 投加设备；溶解和混合等搅

拌设备；气浮和滗水器等上浮液、渣排除设备；转刷 和转碟等曝气设备；沉淀和澄清等排泥设备；滤池冲洗和表冲设备；阀、闸、启 闭机和停泵水锤消除设备；螺旋泵和真空罐等提水设备；以及水下防腐和安装技 术的附录。 第十册主要包括：建设工程造价计价基础、工程量计算及相关资料、给水工 程投资估算指标、排水工程投资估算指标、建设工程造价的确定、货币时间价值 的计算、建设项目经济评价、费用模型与方案比选和经济设计、工程建设项目招 标投标和资产评估，有关文件与规定及附录等内容。 第十一册汇编了国内近年来给水排水工程中常用的节能新设备。 主要内容包 括：各种泵；动力设备；电动机、空气压缩机、鼓风机、通风机、小型锅炉；水 处理设备；拦污设备、搅拌设备、曝气设备、排泥设备、污泥脱水设备、起重设 备；以及其他设备：活性炭再生设备、减振器材、带式输送设备、维修设备等 【文献 5】环保机械与设备 李明骏 孙鸿燕 主编 中国环境科学出版社

本书介绍了环保机械与设备的结构原理及应用；对于设计中的工艺设备选 型进行了不叫细致的分析与讲解，着重介绍了一些比较新的工艺设备。较全面的 介绍了环境工程设计及实践中可能遇到的各种机械设备。 【文献 6】 高廷耀等.水污染控制工程 (第二版) 下册.北京高等教育出版社， 1999 本书是在第一版的基础上修订而成。全书框架基本保持可原书的结构， 但根据近年水污染控制工程在理论、技术等领域的进展，对原书相关内容作了修

注：

A：文献要点要说明主要文献对课题的意义。

B：综合分析, 对论文, 必须在归纳全部资料后, 说明课题本身的意义, 主要研究方法, 文献基础上的国内外研究现状和发展趋势, 出现的问题及解决的手段等；对设计，要阐述清楚目前的主流和先进的方案、工艺、主要设备以及主要设计方法等，并仔细比较这些方案、工艺、设备和方法的优缺点，并根据课题的设计条件，选用最适合自己的。

文献综述：合理化设想

注：学会阅读文献，在阅读分析的过程中学习研究方法与创新精神，分析主要文献在前人的基础上展开进一步工作的思路，寻找该文献的创造性关键（如进行新工作的生长点等），同时理出各个主要文献间学术发展的关系。在对一组主要文献进行综合分析的前提下，可以重点分析一、两篇，关键要做到言之有物，并能真实受益，以便能够逐步养成在前人工作的基础上寻找新机会的习惯。