畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告

1、蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告課題名稱西寧市城市污水回用工程初步設(shè)計(jì)課題來源給排水系課題類型AY導(dǎo) 師學(xué)生姓名學(xué)號(hào)專 業(yè)給水排水工程開題報(bào)告內(nèi)容：（調(diào)研資料的準(zhǔn)備；設(shè)計(jì)目的、要求、思路與預(yù)期成果；任務(wù)完成的階段 內(nèi)容及時(shí)間安排；完成設(shè)計(jì)（論文）所具備的條件因素等。）一、調(diào)研資料的準(zhǔn)備在一周時(shí)間內(nèi)，查閱了相關(guān)規(guī)范、手冊，多種雜志的相關(guān)文獻(xiàn)，溫習(xí)Microsoft Word, Microsoft Excel, Auto CAD （R14、2002）等軟件，初步完成了調(diào)研資料的準(zhǔn)備工作 （具體資 料見下頁）。二、設(shè)計(jì)目的1 掌握查閱文獻(xiàn)，資料，制定設(shè)計(jì)思路和方法的初步能力。2 初步掌握設(shè)計(jì)工作

2、的基本方法和基本技能。3 具有獨(dú)立的數(shù)據(jù)分析，數(shù)據(jù)計(jì)算和方案設(shè)計(jì)的能力。4掌握撰寫論文的一般格式，步驟，要求，獨(dú)立完成文工作。5 在一定時(shí)間內(nèi)綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)，解決實(shí)際問題的能力。三、設(shè)計(jì)要求與預(yù)期成果經(jīng)過必要的處理方法工藝去除污水中的污染物和雜質(zhì)，使之符合小區(qū)污水回用水所要 求的水質(zhì)。四、設(shè)計(jì)思路在參考相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行工乙選疋，然后進(jìn)行整體工乙的組合并確疋擬訂方案。 對擬訂方案進(jìn)行去除效果比較，確定最優(yōu)方案。按最終確定的方案分別進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，進(jìn) 行污水廠平面和高程布置，并繪制設(shè)計(jì)圖紙。五、完成設(shè)計(jì)所具備的條件因素：設(shè)計(jì)方案的合理選擇，使設(shè)計(jì)達(dá)到任務(wù)要求；設(shè)計(jì)任務(wù)書、設(shè)計(jì)說明書、設(shè)計(jì)計(jì)算

3、書 及設(shè)計(jì)圖紙完整齊全，并裝訂成冊。指導(dǎo) 教師 意見簽名：年 月日課題類型：（1） A 工程設(shè)計(jì)；B技術(shù)開發(fā)；C軟件工程；D理論研究;（2）X 真實(shí)課題；丫一模擬課題；Z虛擬課題（1）、（ 2）均要填，如AX、BY等。、課題背景、目的及意義1課題背景本設(shè)計(jì)為西寧市污水處理廠工藝設(shè)計(jì)，擬設(shè)計(jì)污水處理廠建設(shè)規(guī)模為90000 m3/d，包括生活污水和工業(yè)廢水。其中工業(yè)廢水為 40000m3/d，生活廢水為50000m3/d綜合污水BOD值為300mg/L, COD值為410mg/L, SS值為240mg/L，總氮含量為60mg/L?？偭缀?量為3mg/L氨氮含量為45mg/L。污水級(jí)處理后其水質(zhì)應(yīng)達(dá)

4、到國家污水綜合排放一級(jí) B標(biāo) 準(zhǔn)，即 SSC 20mg/l CO険 30mg/l，BOD5W 20mg/J 同時(shí) TNK 20mg/l。TPW 1mg/l2課題的目的和意義隨著城市工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，城市人口的遞增，城市規(guī)模的擴(kuò)大，工業(yè)廢水和生活污水 排出量日益增多，大量未經(jīng)處理的污水直接排入周圍河流，致使城市周圍環(huán)境污染十分嚴(yán) 重，不但直接污染了市區(qū)的地下飲用水，而且對河流下游地區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活造成 了危害，人類和生物賴以生存的生態(tài)環(huán)境受到了日益嚴(yán)重的威脅。同時(shí)，水生態(tài)系統(tǒng)體現(xiàn) 了人與水的和諧共存與協(xié)調(diào)發(fā)展，是城市生態(tài)系統(tǒng)的主要組成部分和關(guān)鍵因素，與一個(gè)城 市的可持續(xù)發(fā)展密切相關(guān)。因而，城

5、市污水治理已成為當(dāng)前迫切需要解決的問題之一。理 論是用于實(shí)踐的，將自己在課堂上所學(xué)的知識(shí)，尤其是專業(yè)知識(shí)用于本次畢業(yè)設(shè)計(jì)之中， 以提高自己的工程設(shè)計(jì)能力，為自己走上工作崗位進(jìn)行工程設(shè)計(jì)打下堅(jiān)固的實(shí)踐基礎(chǔ)。通 過畢業(yè)設(shè)計(jì)，能夠熟悉并掌握排水工程的設(shè)計(jì)內(nèi)容、設(shè)計(jì)原理、方法和步驟，能根據(jù)原始 設(shè)計(jì)資料正確地獨(dú)立地選定設(shè)計(jì)方案， 掌握污水廠設(shè)計(jì)的基本流程及各構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)方法, 熟悉設(shè)計(jì)計(jì)算書和設(shè)計(jì)說明書的編寫內(nèi)容和編制方法，并繪制工程圖紙。二、目前國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢目前，國內(nèi)外城市污水處理廠廠采用的工藝有普通活性污泥法 、A/O生物脫氮活性污 泥法、A/A/O生物脫氮除磷工藝、AB工藝、氧化溝法

6、(循環(huán)混合式活性污泥法)、SBR 間歇時(shí)活性污泥法等工藝。1關(guān)于活性污泥法當(dāng)前流行的二級(jí)處理工藝有：AB法、SBR法、氧化溝法、普通曝氣法、A/A/O法、A/O 法等，這幾種工藝都是從活性污泥法派生出來的，且各有其特點(diǎn)AB 法(Adsorption Biooxidaiion)該法由德國Bohuke教授首先開發(fā)。該工藝對曝氣池按高、低負(fù)荷分二級(jí)供氧，A級(jí)負(fù)荷時(shí)間短，產(chǎn)生污泥量大，污泥負(fù)荷2.5kgBOD/(kgMLSSd)以上，池容積負(fù)荷6kgBOD/(m3d) 以上；B級(jí)負(fù)荷低，污泥齡較長。A級(jí)與B級(jí)間設(shè)中間沉淀池。二級(jí)池子 F/M(污染物量與 微生物量之比)不同，形成不同的微生物群體。AB法

7、盡管有節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)，但不適合低濃度 水質(zhì)，A級(jí)和B級(jí)亦可分期建設(shè)(2) SBR 法(Sequencing Batch ReactOrSBR法早在20世紀(jì)初已開發(fā)，由于人工管理繁瑣未予推廣。此法集進(jìn)水、曝氣、沉 淀、出水在一座池子中完成，常由四個(gè)或三個(gè)池子構(gòu)成一組，輪流運(yùn)轉(zhuǎn)，一池一池地間歇 運(yùn)行，故稱序批式活性污泥法?，F(xiàn)在又開發(fā)出一些連續(xù)進(jìn)水連續(xù)出水的改良性SBR工藝，如ICEAS法、CASS法、IDEA法等。這種一體化工藝的特點(diǎn)是工藝簡單，由于只有一個(gè) 反應(yīng)池，不需二沉池、回流污泥及設(shè)備，一般情況下不設(shè)調(diào)節(jié)池，多數(shù)情況下可省去初沉 池，故節(jié)省占地和投資，耐沖擊負(fù)荷且運(yùn)行方式靈活，可以從時(shí)間上安排

8、曝氣、缺氧和厭 氧的不同狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)除磷脫氮的目的。SBR法中曝氣池兼具沉淀的作用，厭氧、好氧也在同一池進(jìn)行。其運(yùn)行操作由流入、反應(yīng)、沉淀、排放、待機(jī)五個(gè)工序組成。通過調(diào)節(jié)每個(gè) 工序的時(shí)間，可達(dá)到除磷脫氮的效果。前處理一一SBR反應(yīng)器 一一過濾一一出水|污泥處置該工藝具有很多優(yōu)點(diǎn)：工藝系統(tǒng)組成簡單，不設(shè)二沉池，無污泥回流設(shè)備；耐沖擊負(fù) 荷，一般不用設(shè)置調(diào)節(jié)池；反映推動(dòng)力大，易于得到優(yōu)于連續(xù)流系統(tǒng)的出水水質(zhì)；運(yùn)行操 作靈活，通過適當(dāng)調(diào)節(jié)各單元的狀態(tài)可達(dá)到脫氮除磷的效果；污泥沉淀性能好，SVI值較低，能有效的防治絲狀菌膨脹；各項(xiàng)運(yùn)行指標(biāo)和各操作階段可通過計(jì)算機(jī)加以控制，便于 自控運(yùn)行，易于維護(hù)管理。

9、但因每個(gè)池子都需要設(shè)曝氣和輸配水系統(tǒng)，采用潷水器及控制系統(tǒng)，間歇排水水頭損 失大，池容的利用率不理想，因此，一般來說并不太適用于大規(guī)模的城市污水處理廠(3) A/A/O 法(AnaerobicAnoxicOxic)由于對城市污水處理的出水有去除氮和磷的要求，故國內(nèi)10年前開發(fā)此厭氧一缺氧一好氧組成的工藝。利用生物處理法脫氮除磷，可獲得優(yōu)質(zhì)出水，是一種深度二級(jí)處理工藝。 A/A/O法的可同步除磷脫氮機(jī)制由兩部分組成：一是除磷，污水中的磷在厭氧狀態(tài)下(DO12.5) , BOD/TKN 為 1.53.5, COD/TP 為 3060, BOD/TP 為 1640(般應(yīng) 20)。若降低污泥濃度、壓縮

10、污泥齡、控制硝化，以去除磷、BOD5和COD為主，則可用A/O工藝。有的城市污水處理的出水不排入湖泊，利用大水體深水排放或灌溉農(nóng)田，可 將脫氮除磷放在下一步改擴(kuò)建時(shí)考慮，以節(jié)省近期投資。(4) 普通曝氣法及其變法本工藝出現(xiàn)最早，至今仍有較強(qiáng)的生命力。普曝法處理效果好，經(jīng)驗(yàn)多，可適應(yīng)大的污水量，對于大廠可集中建污泥消化池，所產(chǎn)生沼氣可作能源利用。傳統(tǒng)普曝法的不 足之處是只能作為常規(guī)二級(jí)處理，不具備脫氮除磷功能。近幾年在工程實(shí)踐中，通過降低普通曝氣池容積負(fù)荷，可以達(dá)到脫氮的目的；在普曝池前設(shè)置厭氧區(qū)，可以除磷，亦可 用化學(xué)法除磷。采用普通曝氣法去除 BOD5，在池型上有多種形式(如下文所述的氧化溝

11、)， 工程上稱為普通曝氣法的變法，亦可統(tǒng)稱為普通曝氣法。(5) 氧化溝法氧化溝是活性污泥法的一種變形，其池體狹長，故稱為氧化溝。氧化溝有多種構(gòu)造型 式，典型的有：A :卡羅塞式；B :奧巴爾型；C:交替工作式氧化溝；D :曝氣一沉淀 體化氧化溝。氧化溝技術(shù)已廣泛應(yīng)用于大中型城市污水處理廠，其規(guī)模從每日幾百立方米 至幾萬立方米，工藝日趨完善，其構(gòu)造型式也越來越多。氧化溝曝氣效果較好，處理效果 也很好，不但可以達(dá)到95%以上的BOD去除率，還可同時(shí)達(dá)到部分脫氮除磷的目的。2生物處理法的新進(jìn)展生物處理法是目前研究得較多、新技術(shù)層出不窮的方法，無論是好氧生物處理技術(shù)，還是厭氧生物處理技術(shù)都引起了研究人

12、員的極大興趣。因?yàn)橛蒙锓ɡ玫氖俏⑸锏男?陳代謝作用， 以污染物質(zhì)為食料， 將其代謝成諸如CO2、出0、NH3、SO2等穩(wěn)定的小分 子，它的二次污染小， 對處理生活污水及與之性質(zhì)相近的有機(jī)污水有其獨(dú)特的優(yōu)勢。生 物處理法自從問世以來，其技術(shù)已獲得了極大的發(fā)展，隨著人們生活水平的日益提高， 生活污水中的成也日益復(fù)雜， 因此用生物處理方法的目的也從以前能處理降解蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物等一類物質(zhì)增加到也能處理合成洗滌劑、脫氮、脫磷及其它一些難降解的復(fù)雜 有機(jī)物。這也就必然要求人們改革工藝，過去由于厭氧生物處理的效率不盡人意，處理時(shí)間也較慢，所以未引起人們的重視，僅僅用來處理污泥或高濃度有機(jī)污水

13、的預(yù)處理，但現(xiàn)在由于能源緊張， 厭氧生物處理由于能產(chǎn)生能源物質(zhì) 一甲烷而越來越引起人們的青睞， 由此也出現(xiàn)了許多新的工藝。(1) 活性污泥法的新發(fā)展到目前為止，對活性污泥法在運(yùn)行方式上還沒有大的突破，往往所作的是一些局部的改進(jìn)，但在曝氣方式上確取得了較大的成果，如純氧曝氣、深井曝氣、射流曝氣，采用微氣泡擴(kuò)散器等，這些都增大了氧轉(zhuǎn)移率、提高了氧的利用率使曝氣池中氧的濃度增加。 如美日等國研制出的一種超微氣泡擴(kuò)散器，氣泡直徑50Lm，氧吸收率達(dá)90%， ReidEngin eeri ng Compa ny of Frederick shurg等研制的氧化溝下表面曝氣也是一種曝氣方式的改 進(jìn)， 把沖

14、刷曝氣(Brush Aeration)改進(jìn)透平曝氣(Turbine Aeration)避免了產(chǎn)生氣溶膠、飛 濺、結(jié)冰等問題?；钚晕勰喾ǖ牧硪粋€(gè)發(fā)展趨勢就是朝多功能方向發(fā)展，采用的方法有：培養(yǎng)馴化專用細(xì)菌，使活性污泥處理對象不局限于生活污水，還可以處理如酚一類難降解的有毒有機(jī)物，甚至馴化可以處理象氰一類有劇毒的無機(jī)物；把活性污泥與其它處理方法 結(jié)合起來，如活性炭一活性污泥法，它實(shí)際上是一種以活性污泥法形式的活性炭吸附、生 物氧化法的綜合處理法；固定活性污泥法是提供微生物附著的表面，如合成纖維、塑料、細(xì)沙、粘土焦炭等，使曝氣池同時(shí)存在附著相和懸浮相的生物；這些都提高了活性污泥的凈化效率，提高了抗有

15、毒物質(zhì)等沖擊負(fù)荷的能力，還具有脫色、脫氮、削減泡沫的效果，國外已用于合成纖維、化工印染、煉油、煉焦等工業(yè)生產(chǎn)的污水處理；活性污泥法與厭氧 工藝結(jié)合來脫氮、脫磷等，最典型的工藝是 A-O(a naerobic-oxic)流程。活性污泥法還可和 化學(xué)法結(jié)合，提高凈化多氯聯(lián)苯、有機(jī)磷的去除效果。(2) 生物膜處理法的新進(jìn)展生物膜法最早出現(xiàn)的工藝是1893年在英國出現(xiàn)的將污水噴撒在粗濾料上而得以凈化 的普通生物濾池，它是最早出現(xiàn)而至今仍在不斷改進(jìn)和發(fā)展的人工生物處理設(shè)備。在它的 基礎(chǔ)上，出現(xiàn)了高負(fù)荷生物濾池、塔式生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤和生物接觸氧化等。近二三十 年來，又出現(xiàn)了一些新型的生物膜法處理技術(shù)，如

16、生物流化床，它是以砂、焦炭、活性炭 等顆粒材料作為載體，其載體表面附著生長著生物膜，充氧后的污水以一定流速自下而上 流動(dòng)使載處于流化狀態(tài)，載體上的生物膜可以充分地和污水接觸，使凈化效率提高，它的 工藝有空氣流床、純氧流動(dòng)床、三相流化床和厭氧兼型流化床工藝等?；钚陨餅V池是將 生物濾池、曝氣池及二沉池結(jié)合為一體的新型污水處理工藝，它的特點(diǎn)是將生物濾池的部 分出水回流匯同二沉池的回流污泥一起進(jìn)入生物濾池，用活性生物濾池處理生活污水和食 品加工廢水的試驗(yàn)結(jié)果表明：該系統(tǒng)具有處理效果好、效率高、BOD容積負(fù)荷大、不發(fā)生污泥膨脹和耐沖擊負(fù)荷等優(yōu)點(diǎn)。另外還有空氣驅(qū)動(dòng)的生物轉(zhuǎn)盤、生物轉(zhuǎn)盤和曝氣池相結(jié) 合、藻

17、類轉(zhuǎn)盤等。由于生物膜法的生態(tài)環(huán)境與活性污泥法的不同，生物膜法生態(tài)系統(tǒng)中可以生長藻類、后生動(dòng)物等，甚至可以生長硝化菌及反硝化菌等，因此可以用來脫氮等。(3) 厭氧生物處理法的新發(fā)展厭氧生物處理法也有一百多年的歷史，它是利用厭氧微生物在無氧的條件下對有機(jī)物進(jìn)行分解的技術(shù)。由于處理效率低、速度慢、且甲烷菌對環(huán)境要求嚴(yán)格不易控制等缺點(diǎn)，厭氧生物處理法長期以來一般僅用于污泥處理，它的主要工藝是化糞池、消化池等。但是由于近年來能源危機(jī)及環(huán)境污染加重，厭氧生物處理由于其產(chǎn)物具有能源物質(zhì)而得到人們的 重視，一大批新的厭氧生物處理法技術(shù)相繼誕生，為了提高厭氧微生物的濃度，有使厭氧微生物附著在載體表面的厭氧生物膜

18、處理方法如厭氧生物濾池、厭氧轉(zhuǎn)盤、厭氧膨脹床、厭氧接觸氧化、厭氧檔板反應(yīng)器、厭氧流化床法，以及象上流式厭氧污泥床反應(yīng)器(UASB) 依靠微生物之間凝聚造粒而形成的自己固定法方法。還有人為地固定微生物包埋固定化法，它是人為地把增殖速度緩慢的厭氧微生物高濃度地保持在處理系統(tǒng)中，提高處理速度、縮 小處理設(shè)備并可用于處理低濃度的有機(jī)污水。如日本本田等人1988年采用包埋固定厭氧微生物處理TOC為150mg?L的人工配水，TOC的去除率可達(dá)95%以上。在厭氧處理 中，甲烷的增殖速度慢成為產(chǎn)氣的決定步驟，因此為了保持甲烷發(fā)酵中高濃。(4) 普通曝氣法及其變法本工藝出現(xiàn)最早，至今仍有較強(qiáng)的生命力。普曝法處理

19、效果好，經(jīng)驗(yàn)多，可適應(yīng)大的污 水量，對于大廠可集中建污泥消化池， 所產(chǎn)生沼氣可作能源利用。傳統(tǒng)普曝法的不足之 處是只能作為常規(guī)二級(jí)處理，不具備脫氮除磷功能。近幾年在工程實(shí)踐中，通過降低普通曝氣池容積負(fù)荷，可以達(dá)到脫氮的目的；在普曝池前設(shè)置厭氧區(qū)，可以除磷，亦可 用化學(xué)法除磷。采用普通曝氣法去除 BOD5,在池型上有多種形式(如下文所述的氧化 溝)，工程上稱為普通曝氣法的變法，亦可統(tǒng)稱為普通曝氣法。(5) 氧化溝法氧化溝是活性污泥法的一種變形，其池體狹長，故稱為氧化溝。氧化溝有多種構(gòu)造型 式，典型的有：A :卡羅塞式；B :奧巴爾型；C:交替工作式氧化溝；D :曝氣一沉淀一 體化氧化溝。氧化溝技

20、術(shù)已廣泛應(yīng)用于大中型城市污水處理廠，其規(guī)模從每日幾百立方米 至幾萬立方米，工藝日趨完善，其構(gòu)造型式也越來越多。氧化溝曝氣效果較好，處理效果 也很好，不但可以達(dá)到95%以上的BOD去除率，還可同時(shí)達(dá)到部分脫氮除磷的目的。3活性污泥工藝的發(fā)展趨勢通過幾十年的研究與實(shí)踐，活性污泥工藝已經(jīng)成為一種比較完善的工藝。在池形、運(yùn) 行方式、曝氣方式、載體等方面已經(jīng)很難有較大的發(fā)展。用常規(guī)手段也已經(jīng)很難在生物學(xué) 方面有所突破。有學(xué)者認(rèn)為該工藝未來兩個(gè)大的方向是膜分離技術(shù)和分子生物學(xué)技術(shù)的應(yīng) 用。(1) 膜分離技術(shù)的應(yīng)用用膜分離代替沉淀進(jìn)行泥水分離，可帶來活性污泥工藝的以下變化：1. 不再存在污泥膨脹問題。 在調(diào)

21、控活性污泥系統(tǒng)時(shí)， 不必再考慮污泥的沉降性能問題， 從而使工藝控制大大簡化；2曝氣池的污泥濃度將大大提高(MLSS可以大于20000mg / L)從而使系統(tǒng)可在超大泥齡、超低負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)行，充分滿足去除各種污染物質(zhì)的需要；3. 在同樣的處理要求下，可使曝氣池容積大大減小，節(jié)省處理廠的占地面積；4. 污泥濃度的提高，將要求較高的曝氣速率，因而純氧曝氣將隨著膜分離而被大量采 用。雖然膜分離目前還存在易堵塞等方面的問題，但這些問題正逐步得到解決。實(shí)際上， 目前已有一批膜分離活性污泥系統(tǒng)在運(yùn)行，如日本H iroshiwa市的H igash 1污水處理廠的膜分離系統(tǒng)已連續(xù)運(yùn)行 3年。(2) 分子生物技術(shù)

22、的應(yīng)用 目前分子生物技術(shù)已開始應(yīng)用于污水處理領(lǐng)域。為搞清聚磷菌除磷的生化機(jī)理，已開 始用分子診斷技術(shù)獲取聚磷菌的遺傳信息?，F(xiàn)在從活性污泥中已發(fā)現(xiàn)的 30多種絲狀菌中， 只有 4種準(zhǔn)確命名及生物分類學(xué)定位，因?yàn)檫@些絲狀菌大部分無法進(jìn)行分離純培養(yǎng)。目前 正用分子診斷技術(shù)進(jìn)行這些絲狀菌的生物學(xué)定位，以進(jìn)一步準(zhǔn)確了解其特性。分子診斷技 術(shù)的大量應(yīng)用，活性污泥微生物基因庫的建立，在此基礎(chǔ)上用基因技術(shù)培育具有高效活性 的污泥菌種，進(jìn)一步提高處理效果，是未來發(fā)展的方向。近年來我國城市污水廠處理程序一般包括預(yù)處理、一級(jí)處理、二級(jí)處理、深度處理及 污泥處理，其中的核心部分為二級(jí)處理。活性污泥法一直是城市污水處理

23、的主導(dǎo)工藝，為 滿足日益嚴(yán)格的環(huán)境要求，并降低運(yùn)行成本，簡化管理，許多新技術(shù)，新工藝，新設(shè)備被 開發(fā)出來和推廣應(yīng)用，如：A-B法，A/0工藝法，A2/0法，CASS法，氧化溝和SBR法及 其改進(jìn)方法。三、污水的三級(jí)處理污水三級(jí)處理也稱高級(jí)處理或深度處理，它是將二級(jí)處理出水再進(jìn)一步進(jìn)行物理化學(xué) 和生物處理，去除污水中的不同雜質(zhì)從而使出水達(dá)到使用要求近年來 , 我國已經(jīng)開始重視 三級(jí)處理工藝的研究開發(fā) , 目前用得比較多的三級(jí)處理工藝可以分為常規(guī)工藝、 MBR 技術(shù) 和 LM 深度處理技術(shù)。1.我國污水三級(jí)處理概況我國對城市污水處理與回用的研究，早在 1958 年就被列入國家科研課題。 60 年代

24、， 由于當(dāng)時(shí)城市化程度較低，污水處理與回用停留在一級(jí)處理后灌溉農(nóng)田的水平到了 70 年代，隨著污水產(chǎn)生量的日益增多，我國開始著手進(jìn)行水污染防治。當(dāng)時(shí)將重點(diǎn)放在工業(yè)廢水污染的控制上，提出了 三同時(shí)”的方針，但處理率不過1%2% 。80 年代初，在北方缺水的大城市如青島、大連、太原、北京、天津、西安等相繼開展 了污水回用于工業(yè)與民用的試驗(yàn)研究。在大連春柳污水處理廠建成1萬m3/d回用水量的深度處理示范工程。 1992 年投產(chǎn)運(yùn)行，回用水水質(zhì)長期穩(wěn)定。出水供給附近的大連紅星化 工廠作為工業(yè)冷卻水，并為熱電廠、染料廠等企業(yè)提供了穩(wěn)定的水源，解決了各廠因缺水 而停產(chǎn)的問題，開創(chuàng)了城市污水作為城市第二水源

25、的事業(yè)，樹立了城市污水回用于工業(yè)的 典范，為國家的污水回用示范工程。90 年代中期之后，國務(wù)院開始了包括治理三河 （淮河、海河、遼河 ） 、三湖 （滇池、太 湖、巢湖） 在內(nèi)的綠色工程計(jì)劃。 盡管如此， 2000年底我國城市廢水處理率也僅為 1415%， 主要水系的水質(zhì)仍沒有達(dá)到其功能的要求，約有 40% 以上的河段仍處于 V 類或劣 V 類 的狀態(tài)。經(jīng)過幾十年發(fā)展的歷程，我國的污水深度處理與回用事業(yè)已經(jīng)具備了相當(dāng)?shù)囊?guī)模，逐 漸形成了系統(tǒng)的思路。但水污染防治形勢仍然十分嚴(yán)峻，策略有待于進(jìn)一步完備。2. 三級(jí)處理的方法（1） 活性炭吸附法 活性炭是一種多孔性物質(zhì)，而且易于自動(dòng)控制，對水量、水質(zhì)、

26、水溫變化適應(yīng)性強(qiáng)， 因此活性炭吸附法是一種具有廣闊應(yīng)用前景的污水深度處理技術(shù)。活性炭對分子量在 5003000 的有機(jī)物有十分明顯的去除效果，去除率一般為 70%86.7%，可經(jīng)濟(jì)有效地 去除嗅、色度、重金屬、消毒副產(chǎn)物、氯化有機(jī)物、農(nóng)藥、放射性有機(jī)物等 2。常用的活 性炭主要有粉末活性炭（PAC）、顆粒活性炭（GAC）和生物活性碳（BAC）三大類。（2） 膜分離法 膜分離技術(shù)是以高分子分離膜為代表的一種新型的流體分離單元操作技術(shù)。它的最大 特點(diǎn)是分離過程中不伴隨有相的變化，僅靠一定的壓力作為驅(qū)動(dòng)力就能獲得很高的分離效 果，是一種非常節(jié)省能源的分離技術(shù)。微濾可以除去細(xì)菌、病毒和寄生生物等，還可

27、以降 低水中的磷酸鹽含量。天津開發(fā)區(qū)污水處理廠采用微濾膜對 SBR二級(jí)出水進(jìn)行深度處理，滿 足了景觀、沖洗路面和沖廁等市政雜用和生活雜用的需求。（3）高級(jí)氧化法 工業(yè)生產(chǎn)中排放的高濃度有機(jī)污染物和有毒有害污染物，種類多、危害大，有些污染 物難以生物降解且對生化反應(yīng)有抑制和毒害作用。而高級(jí)氧化法在反應(yīng)中產(chǎn)生活性極強(qiáng)的 自由基（如？0H等），使難降解有機(jī)污染物轉(zhuǎn)變成易降解小分子物質(zhì)，甚至直接生成CO2和H20，達(dá)到無害化目的。常用的高級(jí)氧化法主要有：濕式氧化法、濕式催化氧化法、超 臨界水氧化法、光化學(xué)催化氧化法、電化學(xué)氧化法、超聲輻射降解法、輻射法。(4) 臭氧法 臭氧具有極強(qiáng)的氧化性，對許多有機(jī)

28、物或官能團(tuán)發(fā)生反應(yīng)，有效地改善水質(zhì)。臭氧能 氧化分解水中各種雜質(zhì)所造成的色、嗅，其脫色效果比活性炭好；還能降低出水濁度，起 到良好的絮凝作用，提高過濾濾速或者延長過濾周期。目前，由于國內(nèi)的臭氧發(fā)生技術(shù)和 工藝比較落后，所以運(yùn)行費(fèi)用過高，推廣有難度。3. 運(yùn)用狀況及其發(fā)展趨勢目前我國的三級(jí)處理工藝中運(yùn)用一般的常規(guī)處理工藝較多 , 現(xiàn)階段 MBR 方法也有了 廣泛運(yùn)用 , 比如在北京長安街生活小區(qū)的回用水處理。 就我國目前的實(shí)際情況來看 , 由于常 規(guī)工藝處理比較方便 , 且應(yīng)用技術(shù)也較成熟 , 一般在選取工藝時(shí)仍選用常規(guī)處理工藝。 國內(nèi) 外目前廣泛研究的主要是通過微濾和反滲透技術(shù)來處理二級(jí)處理后

29、的污水 , 以達(dá)到回用水 的標(biāo)準(zhǔn) ,濕地系統(tǒng)在國外有著廣泛的應(yīng)用 , 目前我國也開始了這方面的研究工作。由于我國 環(huán)境污染加劇 , 淡水資源巨減 , 相信三級(jí)處理工藝必將越來越受到重視。四、方案的確定1. 備選方案的提出(1)傳統(tǒng)活性污泥法 傳統(tǒng)活性污泥法是依據(jù)廢水的自凈作用原理發(fā)展而來的。 普通活性 污泥系統(tǒng)主要由曝氣池，曝氣系統(tǒng)，二沉池，污泥回流系統(tǒng)和剩余污泥排放系統(tǒng)組成，廢 水在經(jīng)過沉砂、 初沉等工序進(jìn)行一級(jí)處理， 去除了大部分懸浮物和部分 BOD 后即進(jìn)入曝氣 池，再經(jīng)過二次沉淀池，最后出水。優(yōu)點(diǎn)： 活性污泥法在大中型污水處理中是一種應(yīng)用最廣的廢水好氧生物處理技術(shù)， 活 性污泥法在大中

30、型污水處理中是一種應(yīng)用最廣的廢水好氧生物處理技術(shù)。：在曝氣池中水 流是縱向混合的推流式。在曝氣池前端，活性污泥同剛進(jìn)入的廢水相接觸，有機(jī)物濃度相 對較高，即供給活性污泥微生物的食料較多，所以微生物生長一般處于生長曲線的對數(shù)生 長期后期或穩(wěn)定期。由于普通活性污泥法曝氣時(shí)間比較長，當(dāng)活性污泥繼續(xù)向前推進(jìn)到曝 氣池末端時(shí)，廢水中有機(jī)物已幾乎被耗盡，污泥微生物進(jìn)入內(nèi)源代謝期，它的活動(dòng)能力也 相應(yīng)減弱，因此在沉淀池中容易沉淀，出水中殘剩的有機(jī)物數(shù)量少。處于饑餓狀態(tài)的污泥 回流入曝氣池后又能夠強(qiáng)烈吸附和氧化有機(jī)物， 所以普通活性污泥法的 BOD 和懸浮物去除 率都很高，達(dá)到9095%左右。缺點(diǎn)： 作為微生

31、物生理活動(dòng)必需的營養(yǎng)物， 一般活性污泥法必須定期投加按一定配 比的營養(yǎng)物質(zhì)，這樣增加了運(yùn)行費(fèi)用和管理難度； 混合液必須含有足夠的溶解氧，活性 污泥池長有好氧原生動(dòng)物，氧的需求量較大； 活性污泥在池內(nèi)應(yīng)呈懸浮狀態(tài)，能充分與水 接觸和混合； 活性污泥連續(xù)回流， 及時(shí)排除剩余污泥， 使混合液保持一定的活性污泥濃度； 活性污泥生長周期長，對溫度、水質(zhì)和水量的驟變適應(yīng)能力差； 對微生物有毒害的物質(zhì)應(yīng) 嚴(yán)格控制在允許濃度以內(nèi)； 活性污泥法處理負(fù)荷較低，造成設(shè)施的體積增大，土建投資也 相應(yīng)增加。正因?yàn)橛幸陨系谋匾獥l件和特點(diǎn)， 所以活性污泥法運(yùn)行管理比較專業(yè)。 另外 活性污泥法 易產(chǎn)生污泥膨脹，處理負(fù)荷較低，

32、不易控制管理，故近年來在中小型污水處理 站中的使用越 來越少。（2）A2/O法 A2/O法即厭氧-缺氧-好氧活性污泥法。污水在流經(jīng)厭氧、缺氧、好氧三個(gè)不同功能分區(qū)的過程中，在不同微生物菌群的作用下，使污水中的有機(jī)物、N、P 得到去除。 A2O 法是最簡單的同步除磷脫氮工藝，總水力停留時(shí)問短，在厭氧（缺氧）、好氧交替運(yùn)行的條件下可抑制絲狀菌的繁殖，克服污泥膨脹， SVI 一般小于 100，有利于處理后 的污水與污泥分離，厭氧和缺氧段在運(yùn)行中只需輕緩攪拌，運(yùn)行費(fèi)用低。由于厭氧、缺氧 和好氧三個(gè)區(qū)域嚴(yán)格分開，有利于不同微生物菌種的繁殖生長，因此脫氮除磷效果很好。 該工藝在國內(nèi)外比較廣泛。優(yōu)點(diǎn)： 1.

33、該工藝為最簡單的同步脫氮除磷工藝 ，總的水力停留時(shí)間，總產(chǎn)占地面積少 于其它的工藝 。2. 在厭氧的好氧交替運(yùn)行條件下，絲狀菌得不到大量增殖，無污泥膨脹之虞，SVI 值一般均小于 100。3. 污泥中含磷濃度高，具有很高的肥效。4運(yùn)行中勿需投藥，兩個(gè)A段只用輕緩攪拌，以不嗇溶解氧濃度，運(yùn)行費(fèi)低。缺點(diǎn)： 1.除磷效果難于再行提高， 污泥增長有一定的限度， 不易提高，特別是當(dāng) P/BOD 值高時(shí)更是如此 。2. 脫氮效果也難于進(jìn)一步提高，內(nèi)循環(huán)量一般以 2Q 為限，不宜太高，否則增加運(yùn)行費(fèi) 用。3. 對沉淀池要保持一定的濃度的溶解氧，減少停留時(shí)間，防止產(chǎn)生厭氧狀態(tài)和污泥釋 放磷的現(xiàn)象出現(xiàn)，但溶解濃

34、度也不宜過高。以防止循環(huán)混合液對反應(yīng)器的干擾（3）AB 法 AB 法是一種生物吸附 生物降解兩段活性污泥法，該法把活性污泥法分為 兩段串聯(lián)，各段以不同的生物菌種形式各自的優(yōu)勢。 A 段污泥負(fù)荷高達(dá) 2-6kgB0D5 kgMLSSd。曝氣時(shí)間短（0.5h）,泥齡短（O.5-2d），其微生物絕大部分是細(xì)菌（大腸桿菌群），世 代時(shí)間短， 繁殖速度高 （相當(dāng)于每天 72個(gè)世代），有出現(xiàn)生物吸附而過速降解有機(jī)物的效果； B段污泥負(fù)荷低，為O.15-0.30kgBOD/kgMLSS-do AB法對氮磷和有機(jī)物都有一定的去除 率。優(yōu)點(diǎn)：效果穩(wěn)定，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，特別適用于處理濃度較高、水質(zhì)水量變化較大

35、的污水,與傳統(tǒng)活性污泥法相比，AB工藝在COD、BOD、SS、總磷和總氮上的去除率均高 于前者，且工程投資和運(yùn)行費(fèi)用低(比普通活性污泥法節(jié)省投資 20%,降低運(yùn)行費(fèi)用15%)。 該工藝還有利于分期建設(shè)。缺點(diǎn)：為產(chǎn)泥量較大，而且AB法工藝不具備深度脫氮除磷功能，出水水質(zhì)尚達(dá)不到防 止水體富營養(yǎng)化的要求(4) CASS法CASS為周期循環(huán)活性污泥法的英文(Cyclic Activated Sludge System) 的縮寫，是將好養(yǎng)的生物選擇器與傳統(tǒng)的連續(xù)進(jìn)水SBR反應(yīng)器相結(jié)合的產(chǎn)物。CASS工藝是以生物反應(yīng)動(dòng)力學(xué)原理及合理的水力條件為基礎(chǔ)而開發(fā)的一種系統(tǒng)組成簡單的污水處理 新工藝。目前CASS

36、工藝在歐美等國家已得到廣泛的應(yīng)用，從運(yùn)行效果看，處理效果好， 除磷脫氮效果也不錯(cuò)。CASS工藝尤其適合含有較多工業(yè)污水的城市污水及要求除磷脫氮 的污水的處理。其優(yōu)缺點(diǎn)如下：優(yōu)點(diǎn)：1.工藝流程簡單、管理方便、造價(jià)低。CASS工藝只有一個(gè)反應(yīng)器，不需要二沉 池，不需要污泥匯流設(shè)備，一般情況下也不需要調(diào)節(jié)池，因此要比活性污泥工藝節(jié)省基建 投資30%以上，而且布置緊湊，占地面積可減少 35%。2.處理效果好。反應(yīng)器內(nèi)活性污泥處于一種交替的吸附、吸收及生物降解和活化的變 化過程中，因此處理效果好。3有較好的脫氮除磷效果。CASS工藝可以很容易地交替實(shí)現(xiàn)好氧、缺氧、厭氧的環(huán)境， 并可以通過改變曝氣量、反應(yīng)

37、時(shí)間等方面來創(chuàng)造條件提高脫氮除磷效果。4. 污泥沉降性能好。CASS工藝具有的特殊運(yùn)行環(huán)境抑制了污泥中絲狀菌的生長，減少 了污泥膨脹的可能。同時(shí)由于 CASS工藝的沉淀階段是在靜止的狀態(tài)下進(jìn)行的，因此沉淀 效果更好。5. CASS工藝獨(dú)特的運(yùn)行工況決定了它能很好的適應(yīng)進(jìn)水水量、水質(zhì)的波動(dòng)。缺點(diǎn)：由于進(jìn)水貫穿于整個(gè)運(yùn)行周期，沉淀階段進(jìn)水在主流區(qū)底部，造成水力紊動(dòng)，影響泥水分離時(shí)間，進(jìn)水量受到一定限制，水力停留時(shí)間較長。(5) .氧化溝法 嚴(yán)格地說，氧化溝不屬于專門的生物除磷脫氮工藝。但是隨著氧化溝技 術(shù)的發(fā)展，它早已超出原先的實(shí)踐范圍，出現(xiàn)了一系，出現(xiàn)了一系列除磷脫氮技術(shù)與氧化 溝技術(shù)相結(jié)合的污水處理工藝流程。按照運(yùn)行方式，氧化溝可以分為連續(xù)工作式、交替工 作式和半交替工作式。連續(xù)工作式氧化溝，如帕斯韋爾氧化溝、卡