污水處理工藝研究與發(fā)展情景畢業(yè)論文

1、威 海 職 業(yè) 學 院畢 業(yè) 論 文污水處理工藝研究與發(fā)展情景系部 生物與化學工程系 專業(yè) 應用化工技術(shù) 設計題目 污水處理工藝研究與發(fā)展情景畢業(yè)論文指導教師評語：成績： 指導教師簽名： 年 月 日教研室復審意見：成績： 復審人簽名： 職稱： 年 月 日系部終審意見： 公章 年 月 日答辯情況記錄：答辯委員會（或小組）評語：成績： 主持答辯人簽名： 職稱： 年 月 日 摘 要隨著全球經(jīng)濟的發(fā)展，水質(zhì)污染問題己越來越受到人們的關(guān)注， 水是城市生存和發(fā)展的命脈。治理水污染，保護水資源，不僅是當今世界性的問題，更是我國城鄉(xiāng)普遍面臨的當務之急。城市污水是城市下水道系統(tǒng)收集到的各種污水，是一種混合污水。

2、城市污水必須經(jīng)過處理達到相關(guān)排放標準才能排放水體，避免造成水體污染。目前,中小城市的污水排放量約占全國污水排放總量的一半以上,隨著未來50年城鎮(zhèn)建設的快速發(fā)展,生活污水的排放量將會數(shù)倍、甚至十幾倍的增加,勢必加劇水環(huán)境的惡化。因此，城市污水處理廠處理水再利用時，應按照使用目的執(zhí)行相應的水質(zhì)標準和確定相應的廢水深度處理工藝。國家已把城市給排水列為基本建設領(lǐng)域重點支持的產(chǎn)業(yè)，污水的資源化、污水的再生利用，既提高了水的利用率又有效地保護了水環(huán)境，有利于實現(xiàn)城市水系統(tǒng)的健康、良性循環(huán)，從長遠來看，這將是有效地解決我國水資源短缺和水環(huán)境惡化問題的優(yōu)化途徑。關(guān)鍵詞：城市生活污水 處理工藝 CASS工藝目

3、錄1.概述41.1課題來源41.2課題意義42.國外領(lǐng)域現(xiàn)狀52.1國現(xiàn)狀5 2.2 國外現(xiàn)狀.63.調(diào)研情況83.1 城市污水工藝簡介83.2 處理工藝的優(yōu)選133.2.1 常規(guī)活性污泥法和氧化溝、SBR工藝的比較133.2.2 氧化溝、SBR工藝的比較133.2.3 最終工藝的確定134.結(jié)論19參考文獻20結(jié)束語211.概述1.1課題來源經(jīng)過近50年的發(fā)展，水工業(yè)設備學科已經(jīng)逐步走向完善。污水處理機械設備有通用機械設備和專用機械設備兩大類。此課題便根據(jù)之前學過的專業(yè)課，自己的調(diào)研以與與指導老師的商議而定。1.2課題意義近20年來，通過借、貸款項目國一些污水處理廠出現(xiàn)了不同國別的一些構(gòu)造新

4、穎、結(jié)構(gòu)輕巧、技能環(huán)保低耗的新型先進設備，使污水處理設備行業(yè)的制造者和研究者注意到這些新型設備除了機械功能齊全、運行可靠之外，還能充分符合新工藝的開發(fā)，滿足工藝高水準的要求，并能改變原工藝中一些邊界條件的限制。這些設備不僅從運動激勵與機械結(jié)構(gòu)上比較同類設備有了一些質(zhì)的變化，而且在一定意義上給工藝的創(chuàng)新與變革提供了可能和保證。 在新世紀之初，我國的環(huán)保治理和水工業(yè)處于快速發(fā)展的形式與機遇，處于對高效設備的要求，同時又受到資金的限制，在原有水工業(yè)設備生產(chǎn)的基礎(chǔ)上，研制國高水平的污水處理設備成為當務之急。如何利用這個契機將我國的污水處理設備的水平提高到心的高度，這竟是給水排水學者、水工業(yè)設備工作者和

5、企業(yè)制造商所面臨的新機遇和新問題。但是，也要清楚地看到，目前我國的污水處理設備與國外的差距大于水工藝與國外的差距：污水處理專用設備的理論研究、制造與國外的差距又大于通用設備和國外的差距，這將是我國水工業(yè)產(chǎn)業(yè)工作者所擔負的重任。所以，要提高我國污水處理產(chǎn)業(yè)化的水平，關(guān)鍵是要提高污水處理設備裝備水平，特別是要提高污水處理專用機械設備的水平，這是我國水工業(yè)設備產(chǎn)業(yè)的當務之急。 2.國外領(lǐng)域現(xiàn)狀2.1國現(xiàn)狀在維系人的生存、保障經(jīng)濟建設和維護社會發(fā)展的所有自然要素中，水的重要性毋庸贅述。然而隨著工業(yè)化、城市化加快，世界面臨著水資源短缺、污染嚴重的挑戰(zhàn)。（1）水資源短缺中國尤其嚴重，是世界13個缺水國家之

6、一，全國600多個城市中目前大約一半的城市缺水，水污染的惡化更使水短缺雪上加霜：我國江河湖泊普遍遭受污染，全國75%的湖泊出現(xiàn)了不同程度的富營養(yǎng)化；90%的城市水域污染嚴重，南方城市總?cè)彼康?0%-70%是由于水污染造成的；對我國118個大中城市的地下水調(diào)查顯示，有115個城市地下水受到污染，其中重度污染約占40%。水污染降低了水體的使用功能，加劇了水資源短缺，對我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實施帶來了負面影響。（2）水體污染嚴重我國水體污染主要來自兩方面，一是工業(yè)發(fā)展超標排放工業(yè)廢水，二是城市化中由于城市污水排放和集中處理設施嚴重缺乏，大量生活污水未經(jīng)處理直接進入水體造成環(huán)境污染。工業(yè)廢水近年來經(jīng)過

7、治理雖有所減少，但城市生活污水有增無減，占水質(zhì)污染的51%以上。據(jù)環(huán)境部門監(jiān)測，1999年全國近80%的生活污水未經(jīng)處理直接進入江河湖海，年排污量達400億立方米，造成全國三分之一以上水域受到污染.（3）資金問題導致設施落后我國城市污水處理事業(yè)開始于1921年。近幾年來隨著經(jīng)濟的發(fā)展，水污染控制所面臨的問題也愈加嚴重，目前不僅大、中、小城市建設污水廠，還有些郊區(qū)縣也建設污水廠，然而，同先進國家相比，我國城市與機械化、自動化程度上，還都存在著技術(shù)政策要求，城區(qū)人口達50萬以上的城市，必須建立污水處理設施；在重點流域和水資源保護區(qū)，城區(qū)人口在50萬以下的中小城市與村鎮(zhèn)，應依據(jù)當?shù)厮廴究刂埔?，?/p>

8、設污水處理設施。在憲法中也有明文規(guī)定，并組建了許多工廠，許多產(chǎn)品已系列化了，但自動化儀表，檢測儀與國外差距還很大，資金不足仍是根本性問題。展望目前，有關(guān)我國城市廢水處理的主要問題是如何發(fā)揮投資效益，即能不能使有效的資金用于污水處理，應優(yōu)先考慮工業(yè)廢水與城市廢水的合并處理，規(guī)定工業(yè)廢水進入城市下水道的水質(zhì)標準，并在廠進行必要的預處理，以控制并處理容易造成的問題，運行費用共同負責，可按水量、水質(zhì)合理分攤。隨著國家建設的發(fā)展和經(jīng)濟實力的增加，不斷擴大提高城市污水處理能力。城市污水廠的建設可以以少到多，從低級到高級。結(jié)合我國實際，盡量開發(fā)高效、低耗的處理技術(shù)，以便在財力、物力不充足的條件下，經(jīng)濟有效地

9、解決水污染治理的問題。2.2國外現(xiàn)狀在20世紀60年代末，世界各國給排水工程建設的重點均放在城市供水，因此給排水機械設備的發(fā)展則以大型的城市給我水工程與分散式的小型工業(yè)廢水處理為主，非排水機械設備以通用機械設備為主。由于對水質(zhì)的要求也不是非常之高，儀器儀表也比較簡單。進入了70年代，為了適用工業(yè)化的發(fā)展和人民生活水平的提高，工業(yè)發(fā)達國家的供水普與率已經(jīng)相繼達到85%-95%，人均生活用水量達到了200-300L/(人d)。工業(yè)化的飛速發(fā)展，用水量的與日俱增，同時也帶來了嚴重的水質(zhì)污染問題，直接威脅到人民的生命健康和人類的發(fā)展生存。 19世紀以來，經(jīng)濟發(fā)達的國家相繼出現(xiàn)了環(huán)境污染和社會公害問題，

10、許多國家的河湖水域解氧降低，水生物減少，甚至絕跡。由于水環(huán)境污染，人們發(fā)病率增加，政府開始認識到加強污水處理的必要性，并投以大量資金興建污水處理工程。經(jīng)過30多年的大力整治，付出巨大代價，才基本控制了形勢，使水生物恢復生長，水環(huán)境得到改善。這種污所造成的損失是極大的，教訓是深刻的。為此，各國政府對于污水處理工作極為重視，從法律和建設資金上給予保證，并不斷開拓新技術(shù)，使城市污水處理事業(yè)得以迅速發(fā)展。美國是目前世界上污水處理廠最多的國家，平均5000人就有1座，其中78為二級生物處理廠；英國共有處理廠約8000座，平均7000人1座，幾乎全部是二級生物處理廠；日本城市廢水處理廠約630座，平均20

11、萬人l座，但其中二級處理廠與高級處理廠占986；瑞典是目前污水處理設施最普與的國家，下水道普與率99172上，平均5000人1座污水處理廠，其中91為二級生物處理廠。這些國家的經(jīng)驗表明，大力興建有了明顯改善；日本不符合環(huán)境標準水域，已從1971年的0.6下降到1980年的0.05；歐洲萊茵河的有機污染已基本控制，部分河段水質(zhì)明顯改善，魚類復生；英國泰晤士河絕跡了100多年的魚群又重新出現(xiàn)，目前已達119種。截至上世紀70年代，發(fā)達國家基本上普與二級處理但是二級處理耗能多，運行費用高，基建投資也不低。發(fā)展中國家普遍“建不起”，或是“養(yǎng)不起”，因此紛紛尋求適用于本國國情的經(jīng)用的高昂引起了眾多的非議

12、，據(jù)悉，美國投資超過10億美元，因此他們也在大力研究新技術(shù)或改革傳統(tǒng)的流程。3.調(diào)研情況3.1 城市污水工藝簡介城市生活污水的主要污染物是有機物。針對生活污水，目前國外主要采用生物法。生物法包括活性污泥法、生物濾池兩大類，又以活性污泥法為主，活性污泥法有很多種型式，即傳統(tǒng)活性污泥工藝、AB工藝、SBR與其變型工藝、氧化溝工藝、A/O工藝、A2/O工藝等。（1）傳統(tǒng)活性污泥法工藝：使用最早的工藝，它去除有機物的效率很高，在處理過程中產(chǎn)生的污泥采用厭氧消化方式進行穩(wěn)定處理，對消除污水和污泥的污染很有效，而且能耗和運行費用都比較低。但是它對氮磷的去除效率不高。（2）AB法工藝：采用吸附和傳統(tǒng)活性污泥

13、法的兩次生化處理，工藝單元構(gòu)成復雜，污泥不穩(wěn)定，建設投資和處理成本高。該法是針對高濃度污水而設計的特殊場合的處理工藝。（3）氧化溝工藝：氧化溝又名氧化渠，在我國的應用最早可以追溯到五十年代初期，由于該工藝簡單、好管理，在我國得到速度推廣和應用。溝體的平面形狀呈環(huán)形、長方形、L形、圓形或其他形狀，具有獨特水力學特征和工作特性。和傳統(tǒng)的活性污泥法相比，氧化溝工藝明顯可以節(jié)省掉調(diào)節(jié)池、初沉池和污泥消化池，流程簡單化，而且出水水質(zhì)比以前要好，操作企業(yè)也比較方便，運行費用還比較節(jié)省。具有較好的處理效果。氧化溝利用連續(xù)環(huán)式反應池作生物反應池，氧化溝提供很大的稀釋倍數(shù)而提高了緩沖能力，一般是污水進水流量的數(shù)

14、倍乃至數(shù)十倍，水在溝的停留時間較長，對不易降解的有機物也有較好的處理能力。我國自20世紀80年代起也相繼采用此工藝處理各類城市污水，取得了良好的效果。并在實踐中發(fā)展演化成多種形式，如T型氧化溝和DE型氧化溝、Orbal氧化溝。T型三溝式氧化溝集缺氧、好氧和沉淀于一體，交替進行反應和沉淀，流程簡潔，具有生物脫氮功能。Carrousel氧化溝兼有完全混合和推流的特性，且不需要混合液回流系統(tǒng)，但水深不宜過大，充氧動力效率低，不具備脫氮除磷功能。（4） A2/O工藝：目前生物除磷脫氮工藝中應用較多一種方法，是最簡單的同步除磷脫氮工藝，利用厭氧、缺氧、好氧實現(xiàn)有機物的降解過程，原污水首先進入?yún)捬鯀^(qū)，轉(zhuǎn)化

15、為小分子發(fā)酵產(chǎn)物。隨后廢水進入缺氧區(qū)，達到同時去碳和脫氮的目的。釋放能量可供本身生長繁殖，吸收周圍環(huán)境中的溶解磷，有機物經(jīng)厭氧區(qū)、缺氧區(qū)后，濃度已相當?shù)?。A2/O工藝總水力停留時間小于其它同類工藝，厭氧、缺氧和好氧三個區(qū)嚴格分開，有利于不同微生物菌群地繁殖生長，因此脫氮除磷效果非常好?？梢种平z狀菌繁殖，克服污泥膨脹，對較高濃度和較低濃度均能得到良好的處理效果。（5）SBR工藝：我國80年代開始對SBR進行研究，應用已比較廣泛。如：市日處理污水量最高可達30萬噸的第三污水處理廠，采用SBR法，出水水質(zhì)穩(wěn)定，達到了設計標準；經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)污水處理廠所采用的SBR法的變形工藝，是中國目前最大的SBR

16、法城市污水處理廠。傳統(tǒng)SBR法處理污水是將連續(xù)流工藝中污水先進入反應池，進水時形成厭氧、缺氧，然后進入沉淀池泥水分離，曝氣充氧，完成脫氮除磷過程，并在同一容器中沉淀。這種方法不需要回流污泥，無專門的厭氧區(qū)、缺氧區(qū)、好氧區(qū)，分時段進行攪拌、曝氣、沉淀，形成厭氧、缺氧、好氧過程，沉淀性能好，有機物去除效率高，提高難降解廢水的處理效率，抑制絲狀菌膨脹，不需要二沉池和污泥回流、工藝簡單。適用于中、小型污水處理廠。隨著SBR法的不斷改進，SBR法發(fā)展成多種改良型：ICEAS法、CAST法、Unitank法和MSBR法。這幾種方法與傳統(tǒng)SBR法不同之處在于通過設置多座池子，輪流運轉(zhuǎn)，間歇處理。這幾種方法雖

17、有它的優(yōu)點，但每座池子都需安裝曝氣設備，水頭損失大，設備利用率低，投資大，自動化程度相當高。（6）生物接觸氧化法工藝：該工藝管理較簡單、節(jié)能，在我國也得到廣泛地應用，該工藝采用接觸氧化池，已經(jīng)充氧的污水浸沒全部填料，通過曝氣，在微生物新代的作用下，污水中有機物得到去除，污水得到凈化去除效果明顯。優(yōu)點是：池充氧條件好，可以達到較高的容積負荷，不需要設污泥回流系統(tǒng)，不存在污泥膨脹問題，運行管理簡單，對水質(zhì)水量的聚變有較強的適用能力。生物接觸氧化處理技術(shù)的主要缺點是：受設計參數(shù)和工藝布置的限制，如設計活運行不當填料可能堵塞，此外布水曝氣不易均勻，可能在局部出現(xiàn)四角。該氧化法目前僅僅在工業(yè)廢水或小規(guī)模

18、生活廢水中得到應用。3.2 處理工藝的優(yōu)選3.2.1常規(guī)活性污泥法和氧化溝、SBR工藝的比較常規(guī)活性污泥法適用于中等負荷的大型污水處理廠。氧化溝法、SBR法的基建費用低，運行費較高。規(guī)模越小，氧化溝、SBR的總處理費用越低。因此，對于中小型污水處理廠而言，氧化溝、SBR在經(jīng)濟上有益。氧化溝、SBR工藝一般不設初沉池和污泥消化池，處理單元比常規(guī)活性污泥法少50%以上，操作管理簡化；且設備國產(chǎn)化程度高，價格低。3.2.2氧化溝、SBR工藝的比較基建費用：SBR是合建式。地價高有利于SBR。運行費用與曝氣方式而言，氧化溝采用機械式，SBR通常用鼓風機式，后者比前者省電；SBR工藝是變水位運行，增大了

19、揚程，因而電耗要比氧化溝工藝小一些，運行費用也要低一些。SBR工藝的自控要求較高。就出水水質(zhì)而言，氧化溝是動態(tài)沉淀，SBR是靜態(tài)沉淀，后者沉淀效率更高，出水水質(zhì)更好。但SBR工藝也有一些缺陷。如下：連續(xù)進水時，對于單一SBR反應器需要較大的調(diào)節(jié)池。對于多個SBR反應器，其進水和排水的閥門自動切換頻繁。無法達到大型污水處理項目之連續(xù)進水、出水的要求。設備的閑置率較高。污水提升水頭損失較大。如果需要后處理，則需要較大容積的調(diào)節(jié)池。3.2.3最終工藝的確定工藝的選擇和設計應滿足一下原則（1）結(jié)合污水處理站接納污水水質(zhì)水量的實際情況，選擇處理構(gòu)筑物形式和設計參數(shù)，確保污水處理系統(tǒng)在運行中具有較大的靈活

20、性和調(diào)整余地，以適應水質(zhì)水量的變化。（2）處理系統(tǒng)采用經(jīng)工程實踐證明是行之有效、技術(shù)經(jīng)濟效益明顯、適應性強、管理簡單、效果穩(wěn)定的型式，充分保證處理后出水達標排放。（3）污水和污泥處理設備選用新材料、低能耗、高效率、易維護、性能價格比好的產(chǎn)品。（4）控制管理按處理工藝過程要求盡量考慮自控，降低運行操作的勞動強度，使污水處理站運行可靠、維護方便，提高污水處理站運行管理水平。（5）充分利用現(xiàn)有條件，因地制宜節(jié)約占地和減少工程投資。4.結(jié)論本文在比較了我國城市污水處理幾種典型工藝的基礎(chǔ)上，概括分析對比了傳統(tǒng)活性污泥工藝、AB工藝、SBR與其變型工藝、氧化溝工藝、A/O工藝、A2/O工藝等工藝的優(yōu)缺點，

21、根據(jù)對比結(jié)果，CASS工藝比較適合處理城市生活污水。本工藝可達到以下效果：（1）以CASS作為核心處理城市生活污水處理工藝，將污水經(jīng)過一系列處理后，出水可達到國家一級B排放標準后排放。（2）CASS工藝城市污水處理工藝運行靈活，設備與構(gòu)筑物較少，運行簡單，投資和運行費用少。實踐證明，CASS工藝日處理水量小則幾百立方米，大則幾十萬立方米，只要設計合理，與其它方法相比具有一定的經(jīng)濟優(yōu)勢。它比傳統(tǒng)活性污泥法節(jié)省投資20%-30%，節(jié)省土地30%以上。當需采用多種工藝串聯(lián)使用時，如在CASS工藝后有其它處理工藝時，通常要增加中間水池和提升設備,將影響整體的經(jīng)濟優(yōu)勢，此時，要進行詳細的技術(shù)經(jīng)濟比較，以確定采用CASS工藝還是其它好氧處理工藝。 通過對城市污水處理工藝的調(diào)查研究和比較，除了了解了各項工藝的優(yōu)缺點，國外的城市污水處理現(xiàn)狀外，國家政府現(xiàn)在已經(jīng)讓經(jīng)濟發(fā)展與污水處理事業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展，扶植國環(huán)保產(chǎn)業(yè)（污水處理行業(yè)）的發(fā)展，多方籌資加速污水處理廠的建設，以最短的時間控制、治理已造成污染的水環(huán)境，改變污水處理行業(yè)的運營機制，由事業(yè)型向企業(yè)經(jīng)營型轉(zhuǎn)變，加強污水處理工藝選擇參謀機制，為各地區(qū)污水處理廠建設的工藝審查把關(guān)，政府應也給予了污水處理行業(yè)優(yōu)惠的政策，使得再生水回用，污泥最終處置向無害化、資源化方向邁進，建設起了環(huán)