小型生活污水处理厂初步设计开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1 研究目的

随着人类社会的发展，人口数量的持续增多，生活污水的排放量也日渐增多，这对环境的不利影响是显而易见的。如果生活污水不经处理就排放，不仅会对水体产生严重污染，影响人与自然的协调发展，还会危及人类自身健康。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 设计要求

（1）设计内容

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。

（2）处理要求

达到城镇污水处理厂污染物排放标准。

工业园区简介

湖北省黄石市某农场住宅小区建于2010年3月，总户数900户，总居住人口6000人。原规划生活污水经化粪池处理后直接排放，其处理效果达不到国家规定的污水排放标准（一级标准A），应增设生活污水处理站。

（3）设计水质

已知设计参数如表3.1所示。

表3.1 设计水质状况

该地区风向以北风为主。

2.2 方案遴选

参照以往的污水处理站设计实例，A²/O工艺、SBR型工艺和生物膜法都是可供选择的成熟的生活污水处理工艺。A²/O工艺具有良好的脱氮除磷效果，有机物去除率高，但是除磷效果不佳，在后续环节要添加化学除磷剂，否则难以达到污水排放标准^[16]。为此，可以选用A²/O MBR工艺可以进一步去除有机物和脱氮除磷。处理后的排放水达到《城镇污水处理厂水污染物排放标准》中的一级A标准^[17]。

CASS工艺分为生物选择区、兼性区和主反应区，体积比约为1：5：20，进水处设生物选择器，能有效抑制丝状菌的繁殖，避免污泥膨胀现象的发生。整个工艺的进水曝气、沉淀、滗水、闲置为一个周期，不断循环，出水水质可以达到一级B的排放标准。MSBR工艺为目前集约化程度最高的污水处理工艺之一，在处理效果上相当于A²/O工艺 SBR工艺的联合，脱氮除磷能力强，出水水质好，可以达到一级A的排放标准^[18]。

采用生物膜法处理生活污水的运行费用低、占地少、抗冲击负荷能力强、处理效果更好，但是运行不当滤料的损耗高，更换成本高，需要慎重考虑。

生物膜法中处理生活污水应用较多的工艺市生物接触氧化法和生物转盘法，出水水质达到一级B标准。生物转盘法占地面积较大，露天运行会产生气味影响周边环境^[19]，不够美观。生物接触氧化法兼具活性污泥法和生物膜法的特点，设置填料后容积负荷高，耐水质冲击负荷，无需污泥回流，污泥产率低，管理方便。该工艺适用于有机工业废水处理和小型生活污水处理，但是脱氮除磷的能力不足，难以达到出水水质的要求^[20]。

一般而言，污水中BOD₅/TN大于3时，处理时可以去除氮，当BOD₅/TP大于20时处理时可以去除磷，BOD₅/COD_Cr大于0.3时，污水可生化处理。根据该地区生活污水水质状况，BOD₅/COD_Cr=0.44，BOD₅/TN=8，BOD₅/TP=50，污水易生化处理，因此，该地区生活污水适用于多种生化处理工艺。同时污水的BOD₅为400 mg/L，一般BOD₅小于500mg/L的生活污水，适宜采用好氧生物处理。

根据《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002），生活污水一级A标准基本控制项目的排放浓度是：（单位 mg/L）

BOD₅≤10，COD_Cr≤50，SS≤10，NH₃-N≤5，TP≤0.5。

黄石市某农场住宅小区的总人口数为6000人，每人每天产生的污水量记为300L，污水处理站的日处理量大小设计为1800t/d。污水水质情况为BOD₅含量400 mg/L，COD_Cr含量900 mg/L，SS含量450 mg/L，NH₃-N含量50 mg/L，TP含量8 mg/L。那么BOD₅的去除率要达到98%以上，COD_Cr的去除率要超过94.4%，SS的去除率至少为97.8%，NH₃-N去除率在90%以上，TP去除率在97.5%以上，出水水质才能达到一级A排放标准。

以上方案中出水水质能达到一级A标准的只有A²/O MBR工艺和MSBR工艺。而A²/O MBR工艺占地面积大，适合运用在中大型污水处理厂，用来处理小规模的生活污水经济效益不高。相比之下，MSBR工艺占据空间小，更适合居民住宅小区生活污水的处理。

MSBR工艺具有如下优点：

（1） 一体化程度高，布置紧凑，占地空间少，对居民的居住环境影响小；

（2） 耐水力冲击负荷，强化了生物脱氮除磷效果，运行稳定；

（3） 不用专门设置二沉池，自动化程度高，运行管理灵活；

（4） 连续进水出水，恒水位运行。

综上所述，本次设计选取MSBR工艺，不仅适用于居民住宅区的小规模生活污水处理，还符合设计的出水要求。初步的污水处理工艺流程设计是：进水、格栅、调节池、曝气沉砂池、MSBR池、高效纤维滤池、出水。增加滤池的作用是为了进一步去除悬浮物SS和磷的含量，提高出水水质标准。工艺流程如下图:

3. 研究计划与安排

2020年3月，收集资料，进行文献阅读，提交5000汉字英语科技文献译文。根据任务书和学校格式要求完成2500字以上开题报告一份。

2020年4月，独立完成一份10000字以上的设计计算说明书（论文），折合5-6张1～2#图纸设绘工作量，设计计算说明书中涉及参考文献不少于10篇，其中外文文献不少于2篇，2020年5月，修订毕业设计内容，完成毕业设计最终定稿，在教务系统中提交毕业设计。

2020年6月，进行毕业设计答辩。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 何耀忠.城镇生活污水处理工艺流程设计优化研究[j].环境与发展,2019,31(07):95-96.

[2] 高廷耀.水污染控制工程［m］北京：高等教育出版社

[3] 吕亮,尤雯,张敏,吴鹏,沈耀良.硝化液回流比对abr-mbr工艺反硝化除磷效能的影响[j].环境科学,2018,39(03):1309-1315.