《城市污泥處理廠工序系統(tǒng)改造優(yōu)化設(shè)計》開題報告4200字

開題報告畢業(yè)論文（設(shè)計）題目城市污泥處理廠工序系統(tǒng)改造優(yōu)化設(shè)計專業(yè)環(huán)境工程導(dǎo)師姓名學號1立題依據(jù)目的與意義水資源的凈化和水污染的治理一直是國際社會普遍關(guān)心的問題。生活污水是生活中生產(chǎn)中的洗滌、清潔、飲食產(chǎn)生的廢水、尿液、糞便等，其次是企業(yè)、事業(yè)單位、集體單位產(chǎn)生的生活污水。城鎮(zhèn)生活污水可以對我們所處的生態(tài)環(huán)境有著不可小覷的影響作用，主要體現(xiàn)在水質(zhì)與土壤等方面。當前，中國各個地區(qū)對城市生活污水的治理存在著不同程度的差異。在農(nóng)村，污水以分散式的方式進行，而在城鎮(zhèn)，則以集中處理或外排為主。與此同時，我國的對污水處理方面提出的規(guī)范也在漸漸提高，例如2017年我國頒布的《水污染防治計劃》中，確切的指出了對城鎮(zhèn)污水處理廠的改造升級和擴大建設(shè)規(guī)模非常的有必要(趙梵志,陳瑾萱,2022)。同時提出了水環(huán)境質(zhì)量的標準，從中可以分析出對地方排放污水的標準相比之前也更加嚴格。近幾年來，按照當前背景我國對水污染的治理越來越重視，陸續(xù)出臺了相應(yīng)的水污染防治措施，投資建設(shè)了大量的水廠，大大改善了我國的污水處理率。根據(jù)統(tǒng)計，目前湖北城鎮(zhèn)的人均生活污水排放量在150～400L之間，但因為城市產(chǎn)生的污染物長期不能進行有效的處理，造成了污染問題日趨嚴重，對城市的水體環(huán)境和大氣質(zhì)量都形成了很大的負面影響，同時對城市下游的城鎮(zhèn)也形成了一定的負面影響(周凱文,孫紫薇,2023)。所以，從中得以觀察到要從根本上解決因污水造成的環(huán)境污染問題，在此特定條件下就必須采取科學合理的技術(shù)措施。對于設(shè)計的合理性，本文將通過其最終成效來加以證明，并融合實際應(yīng)用范例、專家評判及長期跟蹤評價數(shù)據(jù)等多層面信息，進行全方位驗證。文章將詳細闡述設(shè)計在解決具體問題中的表現(xiàn)與成果，通過對比不同情境下的應(yīng)用效果，來評估其有效性及可行性。同時，本文也將結(jié)合專家評判意見與長期跟蹤數(shù)據(jù)，對設(shè)計的持續(xù)優(yōu)化提出有益建議，旨在為相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展貢獻更為科學和可信的參考。該畢業(yè)設(shè)計的主要任務(wù)是設(shè)計荊門市東寶區(qū)楊溪鋪鎮(zhèn)城鎮(zhèn)的每日設(shè)計流量為10000m3，主要進行處理的污染物目標包括有化學需氧量COD和生化需氧量BOD以及氨氮與固體懸浮物濃度SS等，要求在污水經(jīng)過凈化，消毒等處理以后，主要污染物根據(jù)國家排放標準（《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》GB18918—2002一級B標準）得以達標排放(張云飛,劉思彤,2021)。文獻綜述污水處理是一個多階段過程[1]，我國污水處理技術(shù)可分為一級處理技術(shù)、二級處理技術(shù)、三級處理技術(shù)。目前我國常用的污水一級處理技術(shù)主要有篩濾、沉淀、絮凝、氣浮、中和、電催化氧化以及化學還原等(林浩宇,陳梓萱,2020)。其中絮凝沉淀法在我國受到廣泛應(yīng)用，電催化氧化法目前正處于實驗開拓階段，是一種具有發(fā)展前景的微生物降解廢水的一級處理工藝。采用的高級氧化工藝憑借其反應(yīng)速度快、適用范圍廣等優(yōu)勢，已成為廢水處理技術(shù)中的一項研究熱點(羅文昊,高雅婷,2021)。高級氧化工藝(advancedoxidationprocesses，AOP)是一類泛指反應(yīng)過程中有大量氫氧自由基參與的化學氧化技術(shù)，在這種情況影響下它可通過電、光輻射或催化劑，或與氧化劑結(jié)合，生成活性極強的OH，與有機物進行反應(yīng)，降解有毒有害的大分子有機物凹。高級氧化技術(shù)可分為光催化氧化法、催化濕式氧化法、超聲氧化法、臭氧氧化法、電化學氧化法、Fenton氧化法和超臨界水氧化法等，因具有反應(yīng)快、可誘發(fā)鏈反應(yīng)、可降解有機物、適用范圍廣等特點，可用于處理有機廢水。Fenton試劑是英國化學家HJ.H.Fenton研究發(fā)現(xiàn)的，其原理是在pH值為酸性條件下，F(xiàn)e2+催化H2O2產(chǎn)生OH自由基，自由基作用于有機污染物的降解。Fenton試劑氧化法適用于各種工業(yè)廢水的處理。目前Fenton試劑氧化法技術(shù)比較成熟，應(yīng)用比較廣泛，但也具有許多缺點。Fenton試劑法的反應(yīng)要求一般是在酸性條件下，因此導(dǎo)致pH范圍較窄。此外，從中得以觀察到廢水反應(yīng)后會產(chǎn)生大量的鐵泥，造成鐵資源的浪費，也增加了后續(xù)處理難度和成本。另外，體系中的H2O2用量較高，增加了處理成本(梁俊杰,郭婧琪,2019)。臭氧是一種強氧化劑，氧化電位為2.07V，僅次于氟，且在任何pH條件均可氧化水中的污染物。Turhan等[3]在研究亞甲基藍的降解實驗中，采用臭氧氧化法來處理，結(jié)果表明，在堿性條件下(pH=12)下觀察到脫色，12min內(nèi)亞甲基藍發(fā)生完全降解(陸思遠,何雨欣,2022)。Trevizani等[4]用臭氧來研究pH和初始濃度對紅色偶氮染料降解的影響，結(jié)果表明，在pH=10，初始染料濃度為50mg/L時，在此框架范圍內(nèi)紅色偶氮染料的降解率達98%。雖然臭氧具有上述優(yōu)點，但在降解過程中臭氧也具有利用率低、單獨氧化降解結(jié)構(gòu)復(fù)雜有機物的效率低的缺點(蔣志豪,謝婉婷,2023)。基于臭氧的缺點，研究者們展開了大量的研究，通常采用催化的方法使其產(chǎn)生更多的自由基，增強對污染物的降解能力。上述發(fā)現(xiàn)與本研究構(gòu)建的理論框架緊密相符，這在一定程度上驗證了本研究路徑的正確性和價值。該理論框架為整個研究提供了堅實的理論基礎(chǔ)，而結(jié)論與其的一致性不僅彰顯了研究方法的精確性，也證明了研究預(yù)設(shè)在實際應(yīng)用中的有效性。通過對相關(guān)數(shù)據(jù)的細致收集和深入分析，本研究在特定領(lǐng)域內(nèi)提出了新穎的看法，為同行學者及實踐工作者提供了有益的參考和啟示。此外，結(jié)論的穩(wěn)健性得益于科學的研究規(guī)劃和嚴格的研究處理步驟，對后續(xù)研究具有一定的參考價值。而采用的二級處理技術(shù)的類型主要包括A/O工藝、A2/O工藝、氧化溝工藝、SBR工藝等。A2/O工藝或稱AAO工藝，生化池中包含厭氧區(qū)、缺氧區(qū)、好氧區(qū)，能夠同時做到脫氮除磷和有機物的降解。序批式活性污泥法（SBR法）是一種活性污泥污水處理技術(shù)，其原理是間歇循環(huán)式曝氣處理廢水降解有機物(蔡嘉偉,趙雅琳,2020)。其技術(shù)核心是SBR反應(yīng)池，可集合均化、初沉、生物降解、二沉等功能，簡化了調(diào)節(jié)池和取消了污泥回流系統(tǒng)，從中可以分析出工藝流程簡潔，運行費用低。魏春飛應(yīng)用SBR法處理沈陽市某食品企業(yè)高污染物含量的肉類加工廢水，不僅處理后出水達到DB21/1627-2008規(guī)定的食品加工業(yè)排水標準，而且運行成本低廉，每噸僅為1.21元(余天俊,孫夢琪,2021)。這些新的認識或補充資料極大地增強了本文對研究對象本質(zhì)及其規(guī)律的認知深度，讓本文對其內(nèi)在運作機制有了更為全面且透徹的理解，并為后續(xù)的科學探索、技術(shù)創(chuàng)新、政策規(guī)劃或教育實踐等領(lǐng)域開拓了新的探索領(lǐng)域。它們?yōu)榭蒲腥藛T提供了新的思考路徑，激發(fā)了多樣的研究熱情與方向，促進了相關(guān)領(lǐng)域的蓬勃發(fā)展。同時，這些新認識也為實踐者提供了更為具體且實用的操作指南，幫助他們更好地解決實際問題，實現(xiàn)了理論與實踐的有機結(jié)合。氧化溝法的氧化溝體有Orbal氧化溝、Carrousel氧化溝、T型氧化溝、DE型氧化溝、一體化氧化溝等，目前我國最常用Carrousel型氧化溝，溝體通過恒定方向的操控的曝氣和混合設(shè)備，在水平方向上通過污水水體，進而使混合污水在密封渠道中循環(huán)流動[6]。目前三級處理技術(shù)可以歸類為生物處理法、物理化學處理法和膜處理法三大類別(程浩宇,李欣怡,2019)。污水處理技術(shù)的發(fā)展為城鎮(zhèn)污水處理提供了多種選擇[8]。所以我們在處理工藝的選擇上要根據(jù)實際情況，結(jié)合具體情形，選擇最適的處理工藝。當前，中國各個地區(qū)對城市生活污水的治理存在著不同程度的差異。在農(nóng)村，污水以分散式的方式進行，而在城鎮(zhèn)，則以集中處理或外排為主(丁俊杰,陳思涵,2022)。在這種環(huán)境作用下與此同時，我國的對污水處理方面提出的規(guī)范也在漸漸提高，例如2017年我國頒布的《水污染防治計劃》中，確切的指出了對城鎮(zhèn)污水處理廠的改造升級和擴大建設(shè)規(guī)模非常的有必要。同時提出了水環(huán)境質(zhì)量的標準，對地方排放污水的標準相比之前也更加嚴格[10]。2設(shè)計概況2.1設(shè)計任務(wù)根據(jù)相關(guān)資料和文獻，湖北荊門市東寶區(qū)楊溪鋪鎮(zhèn)污泥綜合處理廠的設(shè)計如下：（1）荊門市東寶區(qū)楊溪鋪鎮(zhèn)城市污泥綜合治理工藝設(shè)計（2）荊門市東寶區(qū)楊溪鋪鎮(zhèn)城市污泥綜合處理廠平面設(shè)計（3）荊門市東寶區(qū)楊溪鋪鎮(zhèn)城市污泥綜合治理處理廠管線的設(shè)計（4）荊門市東寶區(qū)楊溪鋪鎮(zhèn)城市污泥填埋坑主要構(gòu)筑物的工程概算2.2設(shè)計依據(jù)標準規(guī)范：（1）《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥泥質(zhì)》(GB24188-2009）（2）《湖北城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置園林綠化用泥質(zhì)》(GB-T23486-2009)（3）《惡臭污染物排放標準》二級要求3設(shè)計方案3.1試驗/研究/設(shè)計方案根據(jù)本工程規(guī)模和出水水質(zhì)指標要求，為保證荊門市東寶區(qū)楊溪鋪鎮(zhèn)城市污水廠的穩(wěn)定運行及節(jié)約費用，將根據(jù)以下設(shè)計規(guī)則進行比較和選擇?？煽康幕A(chǔ)數(shù)據(jù)對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進行深入研究，深入分析各種影響因素，全面了解水質(zhì)和區(qū)域特征，選擇合理的設(shè)計參數(shù)，為工程設(shè)計提供可靠依據(jù)。根據(jù)水質(zhì)特點，選擇技術(shù)先進、可持續(xù)運行、投資和處理成本合理的處理工藝，積極合理地應(yīng)用實踐證明有效的新技術(shù)、新工藝、新材料、新裝置，使過濾過程繼續(xù)穩(wěn)定運行，過濾后的水質(zhì)穩(wěn)定，排放正常。綜上所述，荊門市東寶區(qū)楊溪鋪鎮(zhèn)城市生物廢水處理工藝方案初稿為：倒置A2/O工藝、SBR工藝及其改良工藝。3.2設(shè)計方案論證本設(shè)計依據(jù)任務(wù)目標所給定的兩個國家標準綜合考慮污水泥質(zhì)前后差異、現(xiàn)有工藝種類以及相應(yīng)處理水平。任務(wù)目標未詳細指出荊門市東寶區(qū)楊溪鋪鎮(zhèn)城市污水處理廠廠區(qū)土地面積但本著少用節(jié)省的設(shè)計原則盡量減少設(shè)計任務(wù)中的規(guī)劃用地。荊門市東寶區(qū)楊溪鋪鎮(zhèn)城市污水處理廠的所有工藝設(shè)計選擇遵循三化原則的同時盡可能在不降低處理效果的前提下降低項目投資成本。4預(yù)期目標由于污水處理方案多種多樣，但是盡可能選擇行之有效且工藝成熟的現(xiàn)有處理方案。對于已有的工藝問題可以借鑒前人經(jīng)驗并加以創(chuàng)新達成更加優(yōu)化的結(jié)果。（1）在遵循現(xiàn)有工藝的同時也積極的采用行業(yè)內(nèi)現(xiàn)有的新工藝，新辦法。盡可能做到新舊結(jié)合，具有創(chuàng)新點。同時細致考慮不錯用，不濫用。（2）本著達成目標的前提下，減少用地面積和建廠投資，做到社會資源和經(jīng)濟概算不多余并且適當。（3）在污水處置過程中注重環(huán)保思想，不采用對環(huán)境造成二次危害的處置工藝，在工藝流程的各個環(huán)節(jié)時刻做到環(huán)保，不對四周的生態(tài)容量造成壓力。（4）污水處置場泥質(zhì)滿足國家相關(guān)標準及行業(yè)準則，積極響應(yīng)國家政策。5設(shè)計進度安排2021年01月-2021年04月查閱文獻，設(shè)計畢業(yè)論文選題及方案2021年05月-2021年08月測定樣本指標2021年09月-2021年12月整理數(shù)據(jù),處理及分析數(shù)據(jù)2022年01月-2022年04月撰寫及修改畢業(yè)論文。6參考文獻[1]趙梵志,陳瑾萱等.中國污水處理技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展[A]//2022中國環(huán)境科學學會學術(shù)年會論文集（第五章）[C].中國四川成都:2022:6.[2]周凱文,孫紫薇.A~2/O工藝處理城市污水的脫氮除磷過程及動力學分析[D].鄭州大學,2023.[3]KarenMancl.Sewagetreatment.Dordrecht:SpringerNetherlands,1999:559-561.[4]LiuBen,JieTang,ZhaoyangLi,etal.OptimalSelectionofSewageTreatmentTechnologiesinTownAreas:ACoupledMulti-CriteriaDecision-MakingModel.[J].Environmentalmanagement,2020.[5]張云飛,劉思彤.AAO處理小城鎮(zhèn)污水的工藝優(yōu)化措施[J].工程建設(shè)與設(shè)計,2021,(19):151-154.[6]林浩宇,陳梓萱.SBR工藝的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢探討[J].赤峰學院學報(自然科學版),2018,34(12):97-99.[7]