工業(yè)園區(qū)污水處理廠開(kāi)題報(bào)告

畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告題目：某市高新技術(shù)工業(yè)園區(qū)污水處理工程設(shè)計(jì)學(xué)院：建筑工程學(xué)院系：土木系專業(yè)：給水排水工程班級(jí)：姓名：指導(dǎo)教師：填表日期：2012年4月3日一、選題的依據(jù)及意義：本工程為某市高新技術(shù)工業(yè)園區(qū)污水處理廠的施工圖設(shè)計(jì)，某市高新技術(shù)工業(yè)園區(qū)，是2010年經(jīng)市委同意，市政府批準(zhǔn)設(shè)立的高新技術(shù)工業(yè)園區(qū)。園區(qū)位于市區(qū)南郊酒火公路兩側(cè)，南鄰蘭新鐵路復(fù)線，北接正在開(kāi)發(fā)建設(shè)的新城區(qū)，南北長(zhǎng)約9公里，東西寬約4公里，遠(yuǎn)期規(guī)劃面積36平方公里。污水處理過(guò)程中產(chǎn)生的污泥主要以生物污泥為主，經(jīng)濃縮脫水后可進(jìn)行農(nóng)用或直接運(yùn)往附近垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)統(tǒng)一處理。該工業(yè)園區(qū)自然情況：年平均氣溫：10.3℃。凍土深度：平均0.8米，年平均降雨量：85.3毫米。年最高降雨量：165.7毫米。年最低降雨量：36毫米。主導(dǎo)風(fēng)向：東南風(fēng)。平均風(fēng)力：2～6級(jí)。最大風(fēng)力：9級(jí)。平均風(fēng)速：2.4米/秒。最大風(fēng)速：25.7米/秒。地震基本烈度：7度。園區(qū)設(shè)立以來(lái)，按照“規(guī)劃高起點(diǎn)、設(shè)計(jì)高標(biāo)準(zhǔn)、建設(shè)高質(zhì)量、運(yùn)作高效能”的原則，強(qiáng)化基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，大力改善投資環(huán)境，著力提高承載和吸引力。近兩年來(lái)，高新技術(shù)工業(yè)園區(qū)憑借著完善配套的基礎(chǔ)設(shè)施、獨(dú)具特色的開(kāi)發(fā)優(yōu)勢(shì)和諸多鼓勵(lì)投資的優(yōu)惠政策，引起了區(qū)內(nèi)外眾多投資商的廣泛關(guān)注，先后引進(jìn)草原興發(fā)、酒泉清真肉食品廠、四川大業(yè)種業(yè)、敦煌種業(yè)種子加工廠，大得力生物制藥，好牛乳業(yè)食品有限公司、甘地制藥公司、先鋒種業(yè)公司等一大批項(xiàng)目和投資。園區(qū)原有企業(yè)26個(gè)，新建成投產(chǎn)企業(yè)32個(gè)，在建起企業(yè)23個(gè)，未開(kāi)工建設(shè)企業(yè)10個(gè)。目前，園區(qū)內(nèi)大部分企業(yè)排放的廢水采用簡(jiǎn)單的處理，有的企業(yè)廢水甚至未經(jīng)任何處理，最終排入北大河，對(duì)北大河造成嚴(yán)重污染。主要污染物揮發(fā)醇、COD、BOD、SS、硫化物、石油類及大腸桿菌等含量嚴(yán)重超標(biāo)，使北大河遭受一定污染，給下游工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人們生活用水造成嚴(yán)重影響。同時(shí)，工業(yè)園區(qū)處于肅州區(qū)南郊地下水系上游，地下水儲(chǔ)量豐富，水質(zhì)良好，素有“地下水庫(kù)”之稱，園區(qū)北部即是該市的地下水資源保護(hù)區(qū)，如不盡早建設(shè)污水處理廠，隨著工業(yè)園區(qū)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，將給該水源保護(hù)區(qū)造成嚴(yán)重污染事故。為保護(hù)工業(yè)園區(qū)水質(zhì)環(huán)境，保障工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及人民群眾生活用水安全，提高水資源的有效利用，在該高新技術(shù)工業(yè)園區(qū)建設(shè)污水管網(wǎng)工程及污水處理廠是十分必要的。對(duì)促進(jìn)肅州區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，改善北大河水質(zhì)，保障人民健康及提高工業(yè)園區(qū)用水重復(fù)利用率具有重要意義。同時(shí)，工業(yè)園區(qū)現(xiàn)有污水管網(wǎng)排污口由于污水到處溢流，造成蚊蠅滋生，周圍環(huán)境惡劣，嚴(yán)重影響該市市容，影響市民的正常生活。據(jù)此，需確定污水處理廠的處理工藝流程和處理構(gòu)筑物的類型與數(shù)量，進(jìn)行處理構(gòu)筑物及設(shè)備的工藝設(shè)計(jì)計(jì)算和污水廠各構(gòu)筑物以及各種管渠等總體布置。二、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)（含文獻(xiàn)綜述）：1．關(guān)于活性污泥法當(dāng)前流行的污水處理工藝有：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(lái)的，且各有其特點(diǎn)。

①AB法(Adsorption—Biooxidation)

該法由德國(guó)Bohuke教授首先開(kāi)發(fā)。該工藝對(duì)曝氣池按高、低負(fù)荷分二級(jí)供氧，A級(jí)負(fù)荷高，曝氣時(shí)間短，產(chǎn)生污泥量大，污泥負(fù)荷2.5kgBOD/(kgMLSS·d)以上，池容積負(fù)荷6kgBOD/(m3·d)以上；B級(jí)負(fù)荷低，污泥齡較長(zhǎng)。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)。

②SBR法(SequencingBatchReactor)

SBR法早在20世紀(jì)初已開(kāi)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(kāi)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(jiǎn)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)間上安排曝氣、缺氧和厭氧的不同狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)除磷脫氮的目的。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(lái)說(shuō)并不太適用于大規(guī)模的城市污水處理廠。

③A/A/O法(Anaerobic—Anoxic—Oxic)由于對(duì)城市污水處理的出水有去除氮和磷的要求，故國(guó)內(nèi)10年前開(kāi)發(fā)此厭氧—缺氧—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(DO<0.3mg/L)，釋放出聚磷菌，在好氧狀況下又將其更多吸收，以剩余污泥的形式排出系統(tǒng)。二是脫氮，缺氧段要控制DO<0.7mg/L，由于兼氧脫氮菌的作用，利用水中BOD作為氫供給體(有機(jī)碳源)，將來(lái)自好氧池混合液中的硝酸鹽及亞硝酸鹽還原成氮?dú)庖萑氪髿?，達(dá)到脫氮的目的。為有效脫氮除磷，對(duì)一般的城市污水，COD/TKN為3.5～7.0(完全脫氮COD/TKN>12.5)，BOD/TKN為1.5～3.5，COD/TP為30～60，BOD/TP為16～40(一般應(yīng)＞20)。若降低污泥濃度、壓縮污泥齡、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(duì)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(guò)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

本工藝50年代初期發(fā)展形成，因其構(gòu)造簡(jiǎn)單，易于管理，很快得到推廣，且不斷創(chuàng)新，有發(fā)展前景和競(jìng)爭(zhēng)力，當(dāng)前可謂熱門(mén)工藝。氧化溝在應(yīng)用中發(fā)展為多種形式，比較有代表性的有：

帕式(Passveer)簡(jiǎn)稱單溝式，表面曝氣采用轉(zhuǎn)刷曝氣，水深一般在2.5～3.5m，轉(zhuǎn)刷動(dòng)力效率1.6～1.8kgO2/(kW·h)。

奧式(Orbal)簡(jiǎn)稱同心圓式，應(yīng)用上多為橢圓形的三環(huán)道組成，三個(gè)環(huán)道用不同的DO(如外環(huán)為0，中環(huán)為1，內(nèi)環(huán)為2)，有利于脫氮除磷。采用轉(zhuǎn)碟曝氣，水深一般在4.0～4.5m，動(dòng)力效率與轉(zhuǎn)刷接近，現(xiàn)已在山東濰坊、北京黃村和合肥王小郢的城市污水處理廠應(yīng)用。若能將氧化溝進(jìn)水設(shè)計(jì)成多種方式，能有效地抵抗暴雨流量的沖擊，對(duì)一些合流制排水系統(tǒng)的城市污水處理尤為適用。

卡式(Carrousel)簡(jiǎn)稱循環(huán)折流式，采用倒傘形葉輪曝氣，從工藝運(yùn)行來(lái)看，水深一般在3.0m左右，但污泥易于沉積，其原因是供氧與流速有矛盾。

三溝式氧化溝(T型氧化溝)，此種型式由三池組成，中間作曝氣池，左右兩池兼作沉淀池和曝氣池。T型氧化溝構(gòu)造簡(jiǎn)單，處理效果不錯(cuò)，但其采用轉(zhuǎn)刷曝氣，水深淺，占地面積大，復(fù)雜的控制儀表增加了運(yùn)行管理的難度。不設(shè)厭氧池，不具備除磷功能。

氧化溝一般不設(shè)初沉池，負(fù)荷低，耐沖擊，污泥少。建設(shè)費(fèi)用及電耗視采用的溝型而變，如在轉(zhuǎn)碟和轉(zhuǎn)刷曝氣形式中，再引進(jìn)微孔曝氣，加大水深，能有效地提高氧的利用率(提高20%)和動(dòng)力效率［達(dá)2.5～3.0kgO2/(kW·h)］。2．關(guān)于厭氧生物處理技術(shù)上世紀(jì)末，人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到沼氣的產(chǎn)生是一個(gè)微生物學(xué)過(guò)程。1896年英國(guó)出現(xiàn)了第一座用于處理生活污水的厭氧消化池，所產(chǎn)生的沼氣用于街道照明。到1914年美國(guó)有十四座城市建立了厭氧消化池，二戰(zhàn)結(jié)束后厭氧技術(shù)的發(fā)展又掀起了一個(gè)新的高潮。40年代在澳大利亞出現(xiàn)了連續(xù)攪拌的厭氧消化池，改善了厭氧污泥與廢水的混合，提高了處理效率，但在本質(zhì)上，反應(yīng)器中的微生物與廢水或廢料時(shí)完全混合在一起的，污泥在反映器中的停留時(shí)間與廢水的停留時(shí)間是相同的，因此污泥在反應(yīng)器里濃度較低，處理效果差，廢水在反應(yīng)器里要停留幾天到幾十天之久。50年代中期出現(xiàn)了厭氧接觸反應(yīng)器。這種反應(yīng)器在連續(xù)攪拌反應(yīng)器的基礎(chǔ)上于出水沉淀池中增設(shè)了污泥回流裝置，使部分厭氧污泥又重新返回到反應(yīng)器中，從而增大了反應(yīng)器中厭氧污泥的濃度，使厭氧污泥在反應(yīng)器中的停留時(shí)間第一次大于水力停留時(shí)間，因此其處理效率和負(fù)荷顯著提高。這是厭氧處理技術(shù)的一個(gè)重要發(fā)展。就反應(yīng)器中污泥濃度通過(guò)液固分離、回流而提高這一點(diǎn)來(lái)說(shuō)，厭氧接觸工藝與好氧活性污泥工藝頗為相似。隨著生物發(fā)酵工程中固定化技術(shù)的發(fā)展，人們認(rèn)識(shí)到提高反應(yīng)器中污泥濃度的重要性。70年代以來(lái)，厭氧處理的最大突破是荷蘭農(nóng)業(yè)大學(xué)發(fā)展的上流式厭氧污泥床，簡(jiǎn)稱UASB反應(yīng)器，UASB反應(yīng)器發(fā)明后受到了廣泛的關(guān)注，目前已成為應(yīng)用最廣泛的厭氧處理方法。高速反應(yīng)器的發(fā)展大大提高了厭氧反應(yīng)器的負(fù)荷和處理效率時(shí)廢水在反應(yīng)器中的停留時(shí)間縮短到幾小時(shí)，反應(yīng)器容積得以大大縮小，從而有利于厭氧技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)化的廢水處理。污泥停留時(shí)間的延長(zhǎng)與污泥濃度的提高使厭氧系統(tǒng)更具有穩(wěn)定性，有效增強(qiáng)了對(duì)不良因素的適應(yīng)性，因此20年來(lái)厭氧廢水處理技術(shù)得以很快推廣，成為水污染防治領(lǐng)域里一項(xiàng)有效的新技術(shù)。UASB反應(yīng)器一般不易形成溝流，僅當(dāng)負(fù)荷特別低和布水系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理是才可能有溝流發(fā)生的危險(xiǎn)。產(chǎn)氣的攪拌作用使污泥床不斷運(yùn)動(dòng)從而與廢水混合很好。沒(méi)有填料的UASB反應(yīng)器有更大的空間容納污泥。在處理類似的可溶解性廢水時(shí)，UASB反應(yīng)器因此有更高的負(fù)荷能力。沒(méi)有填料的UASB反應(yīng)器在投資和運(yùn)行成本上更節(jié)省、更節(jié)能，同時(shí)操作相對(duì)簡(jiǎn)單易于控制。至今，UASB反應(yīng)器在所有高速厭氧反應(yīng)器中應(yīng)用最為廣泛的。3．關(guān)于UASB反應(yīng)器UASB反應(yīng)器的主體部分可分為兩個(gè)區(qū)域，即反應(yīng)區(qū)和氣、液、固三相分離區(qū)。在反應(yīng)區(qū)下部，沉淀性能良好的污泥（顆粒污泥或絮狀污泥）形成的厭氧污泥床。當(dāng)廢水由反應(yīng)器底部進(jìn)入反應(yīng)器后，由于水的向上流動(dòng)和產(chǎn)生的大量氣體上升形成了良好的自然攪拌作用，并使一部分污泥在反應(yīng)區(qū)的污泥床上方形成相對(duì)稀薄的污泥懸浮層。懸浮液進(jìn)入分離區(qū)后氣體首先進(jìn)入集氣室被分離，含有懸浮液的廢水進(jìn)入分離區(qū)的沉降室，由于氣體以被分離，在沉降室擾動(dòng)很小，污泥在此沉降，由斜面返回反應(yīng)區(qū)。UASB反應(yīng)器運(yùn)行的三個(gè)重要前提是：1、反應(yīng)器內(nèi)形成沉降性能良好的顆粒污泥或絮狀污泥2、由產(chǎn)氣和進(jìn)水的均勻分布所形成的良好的自然攪拌作用3、設(shè)計(jì)合理的三相分離器，這使沉淀性能良好的污泥能保留在反應(yīng)器內(nèi)。在UASB反應(yīng)器內(nèi)厭氧污泥可以以絮狀的聚集體存在，也可以以球形或橢球形的形式存在。在厭氧反應(yīng)器內(nèi)污泥形成的過(guò)程稱之為污泥顆?；?。顆粒污泥化是大多數(shù)UASB反應(yīng)器啟動(dòng)的目標(biāo)和啟動(dòng)成功的標(biāo)志。顆粒污泥的形成使UASB內(nèi)可以保留高濃度的厭氧污泥。這首先是由于顆粒污泥具有極好的沉降性能。絮狀污泥的沉降性能較差，當(dāng)產(chǎn)氣量較高，廢水上流速度略高時(shí)，絮狀污泥則容易沖洗出反應(yīng)器。產(chǎn)氣與水流的剪切力也易于使絮狀污泥進(jìn)一步分散。這加劇了絮狀污泥的洗出。顆粒污泥有機(jī)好的沉降性能，它能在很高的產(chǎn)氣量和高上流速度下保留在厭氧反應(yīng)器內(nèi)。因此污泥的顆粒化可以使UASB反應(yīng)器允許有更高的有機(jī)物容積負(fù)荷和水力負(fù)荷。一般絮狀污泥的UASB負(fù)荷在10kgCOD/（m3.d）以下，而顆粒污泥UASB反應(yīng)器負(fù)荷甚至可高達(dá)30-50kgCOD/（m3.d）。顆?；勰噙€具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、細(xì)菌形成的顆粒狀聚集體是一個(gè)微生態(tài)系統(tǒng)，其中不同類型的種群組成了共生或互生體系，利于微生物的降解。2、顆粒的形成有利于其中的細(xì)菌對(duì)營(yíng)養(yǎng)的吸收。3、顆粒使發(fā)酵菌中間產(chǎn)物的擴(kuò)散距離大大縮短，這對(duì)復(fù)雜有機(jī)物的降解是重要的。4、在廢水性質(zhì)忽然變化時(shí)，顆粒污泥能維持一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的微環(huán)境，使代謝過(guò)程繼續(xù)進(jìn)行。在本設(shè)計(jì)中，選用應(yīng)用最為廣泛，在投資和運(yùn)行成本上更節(jié)省、更節(jié)能，同時(shí)操作相對(duì)簡(jiǎn)單易于控制的UASB。4.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(wú)論是好氧生物處理技術(shù)，還是厭氧生物處理技術(shù)都引起了研究人員的極大興趣。因?yàn)橛蒙锓ɡ玫氖俏⑸锏男玛惔x作用，以污染物質(zhì)為食料，將其代謝成諸如CO2、H2O、NH3、SO2等穩(wěn)定的小分子，它的二次污染小，對(duì)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(shì)。生物處理法自從問(wèn)世以來(lái)，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(guò)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(lái)處理污泥或高濃度有機(jī)污水的預(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)—甲烷而越來(lái)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(duì)活性污泥法在運(yùn)行方式上還沒(méi)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(guó)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%，ReidEngineeringCompanyofFrederickshurg等研制的氧化溝下表面曝氣也是一種曝氣方式的改進(jìn)，把沖刷曝氣(BrushAeration)改進(jìn)透平曝氣(TurbineAeration)避免了產(chǎn)生氣溶膠、飛濺、結(jié)冰等問(wèn)題?；钚晕勰喾ǖ牧硪粋€(gè)發(fā)展趨勢(shì)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(duì)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(wú)機(jī)物；把活性污泥與其它處理方法結(jié)合起來(lái)，如活性炭—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(guó)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(lái)脫氮、脫磷等，最典型的工藝是A-O(anaerobic-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(guó)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(pán)和生物接觸氧化等。近二三十年來(lái)，又出現(xiàn)了一些新型的生物膜法處理技術(shù)，如生物流化床，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(zhǎng)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(pán)、生物轉(zhuǎn)盤(pán)和曝氣池相結(jié)合、藻類轉(zhuǎn)盤(pán)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(zhǎng)藻類、后生動(dòng)物等，甚至可以生長(zhǎng)硝化菌及反硝化菌等，因此可以用來(lái)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(wú)氧的條件下對(duì)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(duì)環(huán)境要求嚴(yán)格不易控制等缺點(diǎn)，厭氧生物處理法長(zhǎng)期以來(lái)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(lái)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處理方法如厭氧生物濾池、厭氧轉(zhuǎn)盤(pán)、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)酵中高濃度的微生物，出現(xiàn)了利用膜的固液分離法，如柏分等人1988年利用超濾膜(UF)進(jìn)行甲烷發(fā)酵試驗(yàn)，結(jié)果表明：提高了反應(yīng)器內(nèi)甲烷的濃度，TOC的容積負(fù)荷為2g?L·日，其去除率可達(dá)98.4%以上。厭氧生物處理法目前的發(fā)展趨勢(shì)是和其它生物處理方法聯(lián)用，如厭氧—好氧復(fù)合工藝等，具有節(jié)約投資、節(jié)省能源、污泥產(chǎn)量少、出水水質(zhì)好等一系列優(yōu)點(diǎn)。厭氧生物處理法正朝著能處理低濃度有機(jī)污水，能夠脫磷脫氮且運(yùn)行維護(hù)方便經(jīng)濟(jì)等方面發(fā)展。5．活性污泥工藝的發(fā)展趨勢(shì)

通過(guò)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(lái)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(lái)活性污泥工藝的以下變化：

①不再存在污泥膨脹問(wèn)題。在調(diào)控活性污泥系統(tǒng)時(shí)，不必再考慮污泥的沉降性能問(wèn)題，從而使工藝控制大大簡(jiǎn)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(wèn)題，但這些問(wèn)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Ｈｉｒｏｓｈｉｗａ市的Ｈｉｇａｓｈｉ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)的應(yīng)用

目前分子生物技術(shù)已開(kāi)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(kāi)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(wú)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(kù)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(lái)發(fā)展的方向。三、本課題研究?jī)?nèi)容某市高新技術(shù)工業(yè)園區(qū)，是2010年經(jīng)市委同意，市政府批準(zhǔn)設(shè)立的高新技術(shù)工業(yè)園區(qū)。園區(qū)位于市區(qū)南郊酒火公路兩側(cè)，南鄰蘭新鐵路復(fù)線，北接正在開(kāi)發(fā)建設(shè)的新城區(qū)，南北長(zhǎng)約9公里，東西寬約4公里，遠(yuǎn)期規(guī)劃面積36平方公里。該工業(yè)園區(qū)自然情況：年平均氣溫：10.3℃。凍土深度：平均0.8米，年平均降雨量：85.3毫米。年最高降雨量：165.7毫米。年最低降雨量：36毫米。主導(dǎo)風(fēng)向：東南風(fēng)。平均風(fēng)力：2～6級(jí)。最大風(fēng)力：9級(jí)。平均風(fēng)速：2.4米/秒。最大風(fēng)速：25.7米/秒。地震基本烈度：7度。依據(jù)調(diào)查的結(jié)果及高新技術(shù)工業(yè)園區(qū)管委會(huì)的要求，本方案廢水處理工程設(shè)計(jì)水量確定為2萬(wàn)立方米每天進(jìn)水管管徑DN550，管底絕對(duì)高程1835.20m，污水廠選址地面平均絕對(duì)高程1837.68m。排水出路：根據(jù)該市環(huán)境保護(hù)局的要求，該污水經(jīng)處理后直接排入河流，該段河流最高洪水位1833.00m。污泥出路：污水處理過(guò)程中產(chǎn)生的污泥主要以生物污泥為主，經(jīng)濃縮脫水后可進(jìn)行農(nóng)用或直接運(yùn)往附近垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)統(tǒng)一處理。四、本課題研究方案本項(xiàng)目污水處理的特點(diǎn)：a.具有很高的有機(jī)物濃度，COD濃度一般在2020mg/L左右。b.較高的B/C比，廢水的可生化性較好，宜于進(jìn)行生物處理。c.含有較高的懸浮物濃度。d.含有豐富的碳水化合物及氮磷營(yíng)養(yǎng)物。e.廢水呈中性，其PH值一般在6~9。針對(duì)以上特點(diǎn)，以及出水要求，現(xiàn)有污水處理技術(shù)的特點(diǎn)，以采用生化處理最為經(jīng)濟(jì)。由于氮磷超標(biāo)，處理工藝尚用硝化除磷。根據(jù)處理規(guī)模（2.6萬(wàn)噸/天），進(jìn)出水質(zhì)（一般的生活污水），出水質(zhì)要求（國(guó)家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》〈GB8978—1996〉中一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)），污水處理廠既要求有效地去除BOD5 ，COD,SS,有要求對(duì)污水中的氮、磷進(jìn)行適當(dāng)處理，防止河流的富營(yíng)養(yǎng)化，以及該工程的造價(jià)與運(yùn)行費(fèi)用，當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件（包括地形、氣候、水資源），污水水量及其變化動(dòng)態(tài)，運(yùn)行管理與施工，并參考典型的工藝流程和各種生物處理法的優(yōu)缺點(diǎn)及使用條件。對(duì)于這樣的較高濃度的工業(yè)區(qū)污水，國(guó)內(nèi)外一般采用厭氧+好氧的處理方法。首先，厭氧廢水處理技術(shù)有其明顯的優(yōu)點(diǎn)：1、厭氧廢水處理可作為把環(huán)境保護(hù)，能源回收與生態(tài)良性循環(huán)結(jié)合起來(lái)的綜合系統(tǒng)的核心技術(shù)，具有較好的環(huán)境與經(jīng)濟(jì)效益2、厭氧廢水處理技術(shù)是非常經(jīng)濟(jì)的技術(shù)，在廢水處理成本上要比好氧處理便宜的多，特別是對(duì)中等以上濃度（COD）1500mg/l）的廢水更是如此。有人比較了處理2500m3/dCOD、BOD濃度分別為2600mg/l和1000mg/l的工業(yè)廢水的費(fèi)用，當(dāng)用好氧處理時(shí)每噸水的成本為0.4美元，而用厭氧處理時(shí)每噸水的成本僅為0.14美元，其中還未計(jì)入所產(chǎn)沼氣的價(jià)值。厭氧法成本的降低主要由于動(dòng)力的大量節(jié)省，營(yíng)養(yǎng)物添加費(fèi)用和污泥脫水費(fèi)用的減少。即使不記沼氣作為能源所帶來(lái)的收益，厭氧法也僅為好氧法成本的約1/3。如所產(chǎn)沼氣能被利用，則費(fèi)用更會(huì)大大降低，甚至?xí)?lái)相當(dāng)?shù)睦麧?rùn)。3、厭氧處理不但能源需求很少而且能產(chǎn)生大量的能源，據(jù)報(bào)道，每處理1噸COD的廢水，厭氧法只需耗電2.7×108J,而好氧法需耗電36×108J。厭氧法在理論上每除去1kgCOD可以產(chǎn)生0.35m3的純甲烷氣。純甲烷氣的燃燒值高于天然氣的燃燒值，因此甲烷是很好的能源。4、厭氧廢水處理設(shè)備負(fù)荷高，占地少。厭氧反映器容積負(fù)荷比耗氧法要高的多，單位反應(yīng)器容積的有機(jī)物去除量也因此要高的多，特別是使用新一代的高速厭氧反應(yīng)器更是如此。因此其反應(yīng)器體積小，占地少。這一優(yōu)點(diǎn)對(duì)于人口密集，地價(jià)昂貴的地區(qū)時(shí)非常重要的。5、厭氧方法所產(chǎn)生的剩余污泥量要比耗氧方法少的多，且剩余污泥脫水性能好，濃縮時(shí)可不使用脫水劑，因此剩余污泥的處理要容易的多。由于厭氧微生物增值緩慢，因此處理同樣多的廢水時(shí)產(chǎn)生相當(dāng)于耗氧法1/10-1/6的剩余污泥。厭氧法所產(chǎn)生的污泥高度無(wú)機(jī)化，可用作農(nóng)田肥料或作為新運(yùn)行的廢水處理廠的種泥出售。6、厭氧方法對(duì)營(yíng)養(yǎng)物的需求量較小，一般認(rèn)為，若以可生物降解的COD為計(jì)算依據(jù)，好氧方法氮與磷的需求量為COD：N：P=100：5：1,而厭氧法為（350-500）：5：1。有機(jī)廢水一般已含有一定量的氮和磷及多種微量元素，因此厭氧方法可不添加或少添加營(yíng)養(yǎng)鹽。7、厭氧方法可用于處理高濃度的有機(jī)廢水。當(dāng)廢水濃度較高時(shí)不需要大量的稀釋水。8、厭氧方法的菌種（例如厭氧顆粒污泥）