摘 要

Abstract VI

第一章 绪论 1

1.1 生物膜法的概念和特点 1

1.2滤料的选择及其作用 1

1.3生物膜法的具体分类及其评价 2

1.3.1生物滤池法 2

1.3.2生物接触氧化法 2

1.3.3生物流化床 3

1.3.4移动床生物膜反应器法 3

1.3.5 电极-生物膜工艺 4

1.4结语 4

第二章 设计任务 5

2.1主要内容及要求 5

2.1.1 设计规模 5

2.1.2设计要求 5

2.2主要技术参数 6

2.2.1处理水量 6

第三章 污水处理工艺单元设计计算 7

3.1粗格栅 7

3.1.1设计说明 7

3.1.2设计参数 7

3.1.3设计计算 8

3.2细格栅 10

3.2.1设计参数 10

3.2.2设计计算 10

3.3曝气沉砂池 12

3.3.1设计参数 12

3.3.2设计计算 12

3.4初沉池 13

3.4.1设计说明 13

3.4.2设计计算 14

3.5生物反应池(A2O工艺) 16

3.5.1厌氧池设计计算 16

3.5.2缺氧池设计计算 17

3.5.3好氧池设计计算 18

3.5.4需氧量设计计算 19

3.6二沉池 21

3.6.1设计参数 21

3.6.2设计计算 21

3.7紫外消毒 23

3.7.1设计说明 23

3.7.2设计计算 23

第四章 污泥处理工艺单元设计计算 26

4.1 污泥浓缩池 26

4.1.1浓缩池的选择 26

4.1.2设计参数 26

4.2贮泥池 28

4.2.1贮泥池设计计算： 28

4.3污泥脱水机房 28

4.3.1设计说明 28

4.3.2设计计算 28

第五章 平面布置和高程布置 30

5.1平面布置 30

5.1.1 平面布置的一般规则 30

5.1.2．处理构筑物平面布置的一般原则  30

5.1.3管渠的平面布置的一般原则  30

5.1.2主要构筑物和建筑物的尺寸 31

5.2 高程布置 31

5.2.1 布置原则 31

5.2.2 各构筑物高程计算 31

参考文献 33

致 谢 34

摘 要

本次毕业设计的题目为生活污水处理厂工艺设计。主要任务是进行该污水厂二期工程主要工艺施工图设计。 

根据其进水水质、水量及出水情况，分析比较了各种污水处理工艺，确定该污水处理厂采用A2O工艺。处理构筑物主要有格栅，曝气沉砂池，初沉池，二沉池等，产生的污泥经污泥浓缩池、脱水间脱水后外运。

主要设计内容包括：污水处理工艺选择及各工艺单元的设计(包括工艺流程的确定及各单体构筑物的设计)；污泥处理工艺设计，(包括工艺流程的确定及各单体构筑物的设计)；污水处理厂的平面及高程布置(包括污水处理厂处理构筑物和辅助构筑物的平面图及高程图的绘制)。

关键词：污水处理 A2 构筑物 设计

Abstract

This graduation project entitled sewage treatment plant process design. The main task is to carry out the second phase of the main sewage plant construction design process.

According to the water quality, water quantity and water conditions, analysis and comparison of various sewage treatment process, it is determined that the sewage treatment plant A2O process. Treatment tank main grille, aerated grit chamber, primary sedimentation tank, secondary sedimentation tank, etc., sludge thickener sludge generated between dehydration after dehydration Sinotrans.

The main design elements include: the sewage treatment process selection process and various design elements (including the identification of monomer and various structures of the design process); sludge treatment process design, (including the process of determining the design of structures and various monomers) ; sewage treatment plant Horizontal and Vertical arrangement (including the preparation of the sewage treatment plant structures and auxiliary structures plan and elevation graph).

Keywords: Wastewater treatment, A2O, Structures, Design

第一章 绪论

1.1 生物膜法的概念和特点

生物膜法是以滤料表面作为介质，将微生物附着其上，形成一层主要以微生物的生物膜^[1]。污水中的溶解性有机物比较容易吸附在生物膜上，产生生物淤泥，产生精华效果的污水处理方法^[2]。

就其特点来讲，多样性是最主要的。比较明显就是管理方法简单、费用较低，还有在水量和水质还具有很强的适应能力，不但可以有效减少剩余污泥量，并且还能弥补活性污泥法污泥丝膨胀的缺点不过^[3]，生物膜法也存在着缺陷。与传统的活性污泥法相比较，生物膜法对温度的要求非常高，过高过低都会对生物膜的功能产生影响，导致它的活性导致生物膜坏死^[4]。而且，若想要生物膜发挥其作用要求先形成生物膜，使生物附着在滤料表面。还需要使生物附着在滤料表面形成生物膜，这种情况才能够对污水起到净化的作用^[5]。生物膜处理污水的效果跟选用的滤料与表面积有关^[6]。在用生物膜法时，定期需要更新，从未来使用而言，日常维护就重要^[7]。而且，生物膜法对运行条件和工艺设计同样是有要求的。

1.2滤料的选择及其作用

滤料的好坏关系着生物膜的脱落和附着情况，从而影响了曝气生物滤池运行的稳定以及处理效果^[8]。

1. 机械强度高，刚性大

滤料需要有足够的机械强度，来在曝气生物滤池频繁周期性的反冲洗过程引起外形变化以及孔径变形、磨损、破碎，使颗粒变小，水头损失增加^[9]。

1. 化学稳定性好

滤料必须具有一定的化学稳定性，可耐酸、耐碱，防止滤料本身发生侵蚀现象， 而且不会与其他物质发生化学反应导致造成二次污染的情况^[10]。

1. 热稳定性好

不会产生热变形，软化、氧化现象等^[11]。

1. 滤料

滤料密度过大，造成在反冲洗时滤料悬浮困难或使反冲洗时能耗增加；密度过小，滤料在反应器中的不易于运行工况，和易引起跑料，因此滤料密度需在范围之内^[12]。

1. 形状

形状规则，接近球形，表面粗糙，能提供较大的比表面和孔隙率来增加生物附着量，滤料表面的多孔性给菌胶团提供优质的生长条件，从而提高渗透率^[13]。

1. 易流化

易流化，不易流失；易成膜，但无毒无味，无异物脱落，不会产生二次污染；取材方便，价格便宜^[14]。

1. 再生性强

1.3生物膜法的具体分类及其评价

1.3.1生物滤池法

生物滤池法虽然形成的比较晚但却是一种常见的使用方法。它由三部分组成，分别是：生物滤池、初沉池、二沉池。生物滤池法的优点是出水水质相对稳定^[15]。但生物滤池法也存在着缺点，如占地面积大，易堵塞，对环境卫生影响比较明显。还有塔式生物滤池法一种新的方式是塔式生物滤池法。塔式生物滤池法堵塞的可能性比较小，具有明显的分层、占地面积也小，节约了经济成本，所以比传统的生物滤池使用范围更广^[16]。

1.3.2生物接触氧化法

生物接触氧化法是一种综合性污水处理工艺，具体说，此种方法的优点主要体现以下两点：第一，它对于抵抗冲击的负荷力强；第二，生物接触氧化法的容积负荷也比较高。由于供养充足，生物膜更新周期快，很大程度上改善了生物膜的活性，以及提高了净化能力和抵抗冲击的能力^[17]。此外，由于活性污泥都吸附在滤料表面，能够有效的降低机械的损耗，减少淤泥量和回流量。但这种方法也并不完美，存在着一些缺陷，比如说生物膜容易被滤料堵塞，使得维护的难度和费用增加，增加了管理难度^[18]。

1.3.3生物流化床

生物流化床技术是一种利用液体和气体分散系，将固体颗粒转化为液态的过程，来达到净化污水效果的技术。根据微生物的生长特点将生物流化床法分为三个处理阶段：一是液体输送阶段，二是固定床阶段，三是流化床阶段^[19]。生物流化床优势主要体现在以下三点：第一，抗冲击的能力强，容积负荷高。生物流化床的载体通常都是取用小直径固体颗粒作为载体，将载体转成为流态，所以，生物流化床易于操作，成本低廉。第二，在生物流化床的培养下微生物活性强。在分散系中，生物颗粒之间的摩擦和碰撞不断地产生，相互的作用力下生物膜的厚度会逐渐变薄，并且能够均匀的分布在各部分^[20]。处理条件相同的条件下，处理的是同一类污水，但是由于分散比之前更均匀，也使反应的速率加快，微生物呼吸速率增强，从而微生物具有很强的活性，费用也降低。第三，污水净化成效好。这种方法也有一些明显的缺点。就是在净化过程中，流动的微生物处于不稳定的状态下，当震动产生时会导致设备产生比较严重损毁，在运动过程中特殊颗粒自身也会发生严重的磨损现象。

1.3.4移动床生物膜反应器法

移动床生物膜反应器法是一种新型生物膜污水处理工艺，其工艺介于生物接触氧化法与生物流化床法之间。不仅可以有效解决生物流化床中遇到的难题，而且对于克服生物接触氧化法中存在的滤料堵塞问题也可以解决。总之，这种方法的使用效果是十分理想的。这种方法的使用原理比较简单，用颗粒状材料来当作生物膜的载体，这种材料的密度和水十分接近，使溶解性有机物易被颗粒材料所吸附，形成生物污泥，进而对污水起到净化作用^[21]。移动床生物膜反应器有很多的优点，最突出具有浓度较高微生物、较长食物链的特点。还有，在流化过程中能量消耗较少，传质速率高，使水容易和载体结合，这均要归功于生物膜的载体密度与水较为契合^[22]。另外，移动床生物膜反应器法占地少、能耗低，结构设计紧密，很大程度上减少运行维护和建设中所需的投资费用。上述的各种优势使得移动床生物膜反应器法在污水处理这个问题中得到了广泛的使用。

1.3.5 电极-生物膜工艺

电极一生物膜法川采用在物理电极上进行微生物挂膜、微电流驯化等手段制得附有生物膜电极, 进而在电极间通以直流电进行电解, 电解时阴极表面产生的氢被固着在阴极表面的反硝化生物膜高效利用, 达到反硝化效果^[23]。国内外对这一技术进行了大量的研究, 相继开发了多套生物电极脱氮系统。和单纯的生物膜法相比, 电极一生物膜法的优点主要体现在既可利用电极作为生物膜的载体, 可利用阴极微电解水释放出的H : 和阳极碳氧化产生CO₂为反硝化菌提供供氢体和碳源。阳极的氧化产物CO₂降低pH值、增强厌氧环境, 促进微生物的脱氮; 阳极好氧环境与阴极厌氧环境又可有效除磷^[24]。有人提出了微环境理论^[25]。据报道^[26], 电化学反应发生在由颗粒活性炭组成的电极上, 阴极反应和阳极反应分别发生在活性炭的两面。Sakakibara等^[27]建立电极-生物膜反硝化系统的稳态生物模型并研究了在较为理想的条件下电流密度与脱氮速率的关系。生物膜内氢浓度过高, 对微生物产生氢抑制效应^[28]，这一阶段脱氮速率反而下降。

1.4结语

生物膜法是现在污水处理中的重要技术之一^[29]。通过对生物膜法在污水处理中的现状、生物膜法在市政水处理以及二级排水处理中的应用情况分析和探究，能够提高人们对生物膜法水处理技术的深入认识和了解，进一步推动生物膜法在污水处理中的发展和普及应用^[30]。

第二章 设计任务

2.1主要内容及要求

2.1.1 设计规模

根据某城镇总体规划，拟设计一座5万m³/d的城镇生活污水处理厂，要求采用生物处理工艺，处理出水达到《城镇污水厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级B排放标准设计,并尽量提高出水水质。

城市自然状况：