200t／d生猪养殖废水两级A／O处理工艺设计开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

文 献 综 述

一丶绪论

经过半个多世纪的实践, 现代污水处理技术已经逐步形成了一整套三级处理制, 即是以二级处理为主体, 以一级处理为预处理, 以三级处理为精制手段。其处理流程见图1。目前, 世界各工业发达国家都在大力普及二级处理, 发展三级处理^[1]。

图1 三级污水处理流程如图

1.1一级处理

这种处理也称机械处理或物理处理。目的是去除污水中大部份悬浮物质。主要工艺包括: 格栅、沉砂池、初沉池。另外, 工业废水的一级处理还包括隔油池、浮选池等工艺。近年国外有将污水在进入初沉池前进行短时间的预曝气, 以减轻污水的腐化。

1.2二级处理

二级处理即生物处理, 是目前各国污水处理的主要工艺和发展方向。

二级处理可以去除90%左右的可生化分解的有机物, 90 ～95% 多的固体悬浮物, 可以大大减轻污染。

1.3三级处理

三级处理也叫深度处理, 用以去除二级处理不能去除、微生物不能分解的有机物和可溶性无机物( 例如能导致湖泊富营养化的磷和氮)、各种病毒和细菌等。国外使用三级处理的主要目的是使水体水质发展到更高的环境标准值; 解决湖泊、海湾的富营养问题, 即去除磷、氮; 污水再利用, 解决水源不足问题。

二丶我国畜禽业污染状况

目前畜禽养殖污染已成为继工业污染、生活污染之后的第三大污染源, 成为我国农村面源污染的主要原因之一。畜禽养殖业污水属于高浊度、高浓度有机污水, 含有大量悬浮物、有机污染物以及N、P等营养物, 污染负荷很高, 且含有大量细菌、病毒和致病微生物。研究资料表明^[2-7]， 养猪污水的BOD5高达2 000～8 000mg /L, COD 高达5 000 ～20 000mg /L。 国内外主要采用于畜禽废水处理的生物法包括自然处理法( 氧化塘、人工湿地等) 、厌氧接触法、好氧工艺( SBR、氧化沟、A/O 法) 等^［8］。与物理法和化学法相比，生物法具有经济、高效、易操作等特点^［9-10］。

表1 污水水质及畜禽养殖业污水排放标准

三丶两级A /O污水处理系统

传统A² /O 工艺由于能在同一系统中完成脱氮除磷功能, 流程简单, 运行管理方便, 因而得到广泛应用, 是目前生物脱氮除磷的主流工艺。但面临着碳源、硝酸盐、泥龄等方面的矛盾, 脱氮除磷效果难以同步提高。其结果往往是脱氮超过了标准, 除磷却达不到要求[]。鉴于生物脱氮和除磷是由不同的微生物执行的生化过程, 它们对环境因素的要求各异; 为分别满足除磷菌、硝化菌、反硝化菌各自的生长条件及对泥龄的不同要求, 将传统A² /O 工艺改为两级A/O工艺。两级A/O工艺自被开发以来,就因为其特有的经济技术优势和环境效益,愈来愈受到人们的广泛重视。

其装置流程图如下：

图2 两级A /O工艺流程图

两级A /O工艺特点：

硝化菌繁殖速度慢, 世代时间较长, 对应的泥龄较大( 一般建议大于11 d) ; 聚磷菌多为短世代微生物, 泥龄很短。此外, 生物除磷的唯一渠道是排除剩余污泥。为了保证系统的除磷效果就不得不维持较高的污泥排放量, 系统的泥龄也不得不相应地降低。显然长泥龄对脱氮有利, 而短泥龄对除磷有利。针对泥龄矛盾, 将脱氮除磷过程分开, 使不同泥龄的微生物居于前后两级是一种有效途径^[11]。

如上图两套A/O 装置前后串联, 各自回流, 相互独立。通过选定不同的工艺参数, 使两级A/O 系统分别承担不同的功能。

第一级A/O 采用活性污泥工艺, 其主要功能是除COD 和磷。如果系统泥龄较短, 污泥中的硝化菌会流失, 硝化反应减弱, 回流污泥中也就不会或很少携带NO₃-N至厌氧池^[12] , 这对除磷是有利的。本阶段的泥龄为优化除磷效果, 拟采用短泥龄运行。

第二级A/O 采用生物膜工艺, 其主要功能是脱氮。生物膜法适合世代时间长的硝化菌生长,在硝化池中添加载体, 可保持硝化菌的高浓度提高硝化效果; 同样, 在缺氧段添加载体, 可提高反硝化菌浓度增强脱氮效果^[12]。

四、结论

实验表明两级A/O 工艺系统在有效去除COD 的同时, 可以较好解决生物法同步脱氮除磷泥龄矛盾。在试验条件下已进行的各个工况的运行中, 系统出水的COD、NH₃- N 和TP 指标达到或接近城镇污水处理厂污染物排放标准(GB 18918- 2002) 中的一级排放标准。

参考文献：

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[12]李军, 杨秀山, 彭永臻. 微生物与水处理工程[M] . 北京: 化学工业出版社, 2003.

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

1、查阅文献，了解生猪养殖废水的特点，了解污水一级、二级、三级处理的相关知识，了解厌氧、缺氧、好氧在污水处理中的作用，了解硝化、反硝化、厌氧释磷、好氧聚磷的脱氮、除磷的基本理论，了解污水排放标准。

2、对两级a／o进行文献查阅工作，了解该工艺的原理、特点、优点、适用范围、研究及应用情况、发展趋势。

3、根据生猪养殖废水的特点及两级a／o工艺设计有关知识，进行200t／d生猪养殖废水处理工艺计算与设计（空气量、污泥产生量、填料等），确定构建筑物组成、结构尺寸大小（格栅渠、集水池、调节池、缺氧池、好氧池、二沉池、混合池、混凝反应池、混凝沉淀池、消毒池、污泥浓缩池等），进行非标设备计算和标准设备计算与选型（固液分离机、提升泵、进水泵、回流泵、污泥泵、计量泵、溶气泵气浮、卧式螺旋污泥脱水机、紫外消毒器、pfs配制系统、pam配制系统、潜水搅拌机、液位及流量控制仪表等），形成设备一览表。