某工业园污水处理站初步设计开题报告
2020-02-10 23:02:57
1. 研究目的与意义（文献综述）
经济的飞速发展，带来了工业化步伐的加快，工业污水的排放量也日益增加。为较好地控制环境污染和生态破坏日益加剧的趋势，必须对工业污水污染进行有效治理。绿水青山就是金山银山，为了保护好生态环境，加强工业废水的处理排放刻不容缓。工业废水来源广、成分复杂，通常含有不利于微生物生长繁殖的有毒有害物质。因此，在设计工业废水处理厂时需要具体问题具体分析。工业废水有排放量小、水质水量不稳定等特点，传统的污水生物处理工艺往往难以适应，因此发展新颖的适合该行业生产工艺、生产规模和排污特点与达到排放标准相匹配的污水处理工艺是目前水处理技术的发展方向。
目前国内外对印染废水的处理方法主要以物化混凝法为主,也有的采用物化法 生化法联用。一般采用单一的处理工艺很难将废水处理达标排放,需要采取多种工艺联合处理废水。特别是,在印染废水的处理回用中,水质要求较高,经达标排放处理的废水,需要进行深度处理。
2. 研究的基本内容与方案
研究目标：某工业园污水处理站初步设计
湖北省黄石市某工业园区建于2013年3月，园区内有15家企业，生产废水需要排入园区的污水处理站处理。该地区风向以北风为主，最后出水排放到市政管网。
设计水质及水量如表1所示。
表1 设计水质状况
| CODcr | SS | BOD5 | pH | 水量 |
| 3000mg/L | 500mg/L | 1000mg/L | 6-9 | 3000t/d |
研究内容：①确定工艺流程，画出工艺平面布置图；
②选择处理构筑物，并通过计算确定其尺寸；
③画出工艺流程高程布置图；
④画出主要构筑物单体的平面、剖面图，要求图中注明施工(制作)尺寸、构件明细表及技术要求等内容；
⑤编写设计说明书、计算书。
处理要求：经过处理后达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》三级标准
表1 设计水质状况
| CODcr | SS | BOD5 | pH |
|
| 120mg/L | 60mg/L | 60mg/L | 6-9 |
|
方案比选：
工业废水的成分很复杂，不同的工业废水的处理工艺也不同。本项目的工业废水的水质BOD/COD为0.33，可采取生化法处理。污水中 CODgt;2000 mg/L，BODgt;1000 mg/L，浓度远大于市政污水，因此在设计该项目的污水处理站的主要目标为去除COD及BOD。厌氧生化法是在无氧的条件下，靠厌氧微生物作用将污水中的各种复杂有机物分解转化成甲烷和CO2 的过程。它特别适用于 CODgt;2000 mg/L，BODgt;1000 mg/L 的高浓度有机废水的处理，参加生化降解的有机质 50％～90％转化为沼气。
在高浓度有机废水的厌氧处理方面，最早的厌氧生物处理构筑物是化粪池，目前常用的有厌氧生物滤池、升流式厌氧污泥床反应器、厌氧接触法、厌氧消化池、厌氧流化床、厌氧内循环反应器、厌氧折流板反应器、厌氧生物转盘、厌氧序批式反应器、两相厌氧法和分段厌氧处理法等。各种方法或反应器的特点及优缺点见下表。
| 几种污水厌氧处理工艺的特点和优缺点 | |||
| 方法或反应器 | 特点 | 优点 | 缺点 |
| 传统消化法 | 在一个池内完成消化、甲烷化和固液分离 | 设备简单 | 反应时间长，容积大、污泥易随水带走 |
| 厌氧生物滤池 | 微生物固着生长在滤料表面，适宜悬浮物量低的废水 | 设备简单；能承受较高负荷，出水悬浮固体低，能耗小 | 底部容易发生堵塞，填料费用较高 |
| 厌氧接触法 | 用沉淀池分离污泥并进行回流；消化池中进行适当搅拌，池内呈完全混合；能适应高有机物浓度和高悬浮物的废水 | 能承受较高负荷，有一定抗冲击能力，运行稳定，不受进出水悬浮物影响，出水悬浮物低 | 设计不善时污泥会大量流失，池构造复杂 |
| 两相厌氧法 | 酸化和甲烷化在两个独立的反应器进行 | 能承受较高负荷，耐冲击，运行稳定 | 设备较多，运行操作较复杂 |
| 升流式污泥床反应器 | 消化和固液分离在一个池内，微生物浓度高 | 负荷率高，总容积小，能耗低，不需要搅拌 | 设计不善时污泥会大量流失，池构造复杂 |
厌氧法处理后的污水水质仍不能达到排放标准，可在增加一个好氧处理的工艺。污水生物处理法是微生物在酶的催化条件下，利用微生物的新陈代谢作用，吸收污水中的有机物来完成自身的生长、发育、繁殖，同时降低污水中污染物的含量的方法。常用的生物处理方法有两种：活性污泥法和生物膜法。
活性污泥法是利用微生物形成的菌胶团来处理污水的方法，常见的工艺有：A/O工艺、A2/O工艺、SBR工艺、UCT工艺等。因此，对于可生化性较差的污水采用该方法处理，不能达到预期效果。工业废水中如果还有人工合成的有机物，大多数情况下不能被降解或者不能再短时间内降解。因为自然界中的微生物不含有处理该有机物的酶，需要较长时间的驯化。
该方法能去除污水中溶解性的可生化有机物，同时可以去除一部分氮和磷。如果污水中的氮、磷含量不足，或者碳源不足，需要从外界添加。如果氮、磷含量较高，需要额外增加脱氮除磷工艺，以保证出水水质达标。
活性污泥法产生的剩余活性污泥比物理化学法产生的污泥难于缩水和脱水，但其污泥量比物理化学法产生污泥量少。它的生物反应速度较化学反应慢，因此占地面积大，但投资和运行费用可能省。处理含有害物质和pH值偏低和偏高的废水时，需进行预处理。
生物膜法主要用于从污水中去除溶解性有机污染物，使一种被广泛采用的生物处理方法。生物膜法的主要优点是对水质、水量变化的适应性较强。生物膜法从本质上与土地处理的过程相似，是污水灌溉和土地处理的人工化和强化。生物膜法的主要设施是生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法和生物流化床等。生物滤池有间歇生物滤池、普通生物滤池、塔式生物滤池等多种形式。间歇生物滤池只适用于个别场合，一般不采用。
拟采用的技术方案及措施：
本设计可采用的工艺为：
1.水解酸化 UASB CASS工艺
水解酸化可以有效降低污水中COD，提高可生化性；UASB工艺结构紧凑，处理效率高，无机械搅拌、投资费用少,可以有效减少COD；CASS工艺是SBR工艺的一个变种，其预反应区容积较小，可以有效防止污泥膨胀和进行反硝化和释磷。CASS工艺的污泥稳定性好，出水水质稳定，脱氮除磷效果好。工艺流程图如下：
预处理效果计算表：
| 水质指标（mg/L） | COD | BOD | SS | |
| 粗格栅 | 进水水质 | 3000 | 1000 | 400 |
| 出水水质 | 3000 | 1000 | 400 | |
| 去除率 | 0.00% | 0.00% | 0.00% | |
| 细格栅 | 进水水质 | 3000 | 1000 | 400 |
| 出水水质 | 3000 | 1000 | 400 | |
| 去除率 | 0.00% | 0.00% | 0.00% | |
| 初沉池 | 进水水质 | 3000 | 1000 | 400 |
| 出水水质 | 2700 | 900 | 240 | |
| 去除率 | 10.00% | 10.00% | 40.00% | |
| 水解酸化池 | 进水水质 | 2700 | 900 | 240 |
| 出水水质 | 2160 | 810 | 216 | |
| 去除率 | 20.00% | 10.00% | 10.00% | |
| UASB | 进水水质 | 2160 | 810 | 216 |
| 出水水质 | 864 | 324 | 194.4 | |
| 去除率 | 60.00% | 60.00% | 10.00% | |
| CASS | 进水水质 | 864 | 324 | 194.4 |
| 出水水质 | 86.4 | 48.6 | 19.44 | |
| 去除率 | 90.00% | 85.00% | 90.00% | |
| 最终出水 | 最终出水水质 | 86.4 | 48.6 | 19.44 |
| 总去除率 | 97.12% | 95.14% | 95.14% | |
| 出水指标 | 120 | 60 | 50 |
2.水解酸化 接触氧化 SBR
水解酸化可以有效降低污水中COD，提高可生化性；生物接触氧化法是生物膜法的一种，兼具活性污泥和生物膜两者的优点。相比于传统的活性污泥法及生物滤池法，它具有比表面积大、污泥浓度高、污泥龄长、氧利用率高、节省动力消耗、污泥产量少、运行费用低、设备易操作、易维修等工艺优点；SBR工艺是该工艺相对比于其他工艺简单、剩余污泥处置麻烦少、节约投资投资省、占地少、运行费用低、耐有机负荷和毒物负荷冲击，运行方式灵活，由于是静止沉淀，因此出水效果好、厌（缺）氧和好氧过程交替发生、泥龄短、活性高，有很好的脱氮除磷效果。工艺流程图如下：
预处理效果计算表
| 水质指标（mg/L） | COD | BOD | SS | |
| 粗格栅 | 进水水质 | 3000 | 1000 | 400 |
| 出水水质 | 3000 | 1000 | 400 | |
| 去除率 | 0.00% | 0.00% | 0.00% | |
| 细格栅 | 进水水质 | 3000 | 1000 | 400 |
| 出水水质 | 3000 | 1000 | 400 | |
| 去除率 | 0.00% | 0.00% | 0.00% | |
| 初沉池 | 进水水质 | 3000 | 1000 | 400 |
| 出水水质 |
| 810 | 216 | |
| 去除率 | 10.00% | 10.00% | 40.00% | |
| 水解酸化池 | 进水水质 | 3000 | 1000 | 400 |
| 出水水质 | 2400 | 900 | 360 | |
| 去除率 | 20.00% | 10.00% | 10.00% | |
| 生物接触氧化 | 进水水质 | 2400 | 900 | 360 |
| 出水水质 | 600 | 180 | 324 | |
| 去除率 | 75.00% | 80.00% | 10.00% | |
| SBR | 进水水质 | 600 | 180 | 324 |
| 出水水质 | 120 | 9 | 48.6 | |
| 去除率 | 80.00% | 95.00% | 85.00% | |
| 最终出水 | 最终出水水质 | 120 | 9 | 48.6 |
| 总去除率 | 96.00% | 99.10% | 87.85% | |
| 出水指标 | 120 | 60 | 50 |
处理工艺方案技术比较表
| 方案 项目 | 比较 | 方案一 水解酸化 UASB CASS | 方案二 水解酸化 接触氧化 SBR |
| 工艺流程 | 基本相当 | 较复杂 | 较复杂 |
| 占地面积 | 基本相当 | 现有厂区满足要求 | 现有厂区满足要求 |
| 预处理要求 | 基本相当 | 进行简单预处理 | 进行简单预处理 |
| 能耗水平 | 方案一优 | 能耗较低 | 能耗较高 |
| 出水水质 | 基本相当 | 可达三级标准 | 可达三级标准 |
| 污泥处理 | 方案一优 | 剩余污泥量较少 | 剩余污泥量较多 |
| 抗冲击负荷 | 方案一优 | 强 | 较强 |
| 运行管理 | 方案一优 | 较简单 | 较复杂 |
| 机械设备 | 方案一优 | 较少 | 较多 |
| 卫生条件 | 基本相当 | 较好 | 较好 |
| 综合评价 | 方案一优 | 优 | 良 |
二种工艺均是较成熟的工艺，有大量的工程应用实例，出水水质均较好。通过比较可知：方案一的综合性能更好。因此，本设计推荐采用方案一：水解酸化 UASB CASS工艺。
3. 研究计划与安排
4. 参考文献（12篇以上）
参考文献
[1]下春生,黄燕,张越茜.混凝沉淀一水解酸化一好氧工艺处理印染废水[j],能源环境保
护,2011,25(001):34-37.
