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中北大学信息商务学院毕业设计开题报告学生姓名：王晓琴学号：08040141X09学院、系：信息商务学院、化工与环境系专业：环境工程设计题目：10万m3城市生活污水处理工艺设计指导教师:贾峰2012年3月10日毕业设计开题报告1．结合毕业设计情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述：文献综述1.1课题研究背景世界上任何国家的经济发展，都会推进社会进步，促进工农业生产能力得到提高，使人民生活得到进一步改善，但是也随之带来不同程度的环境污染。污水就是造成环境污染的来源之一。人类的活动使大量的工业、农业和生活废弃物排入水中，使水体受到污染，由水污染引起的水俣病事件、骨痛病事件、剧毒物污染莱茵河事件都是让人听之悚然的事件。所以这个污染源的出现引起了世界各国政府的关注，治理水污染环境的课题已被列入世界环保组织的工作日程[1]。同时在我国改革开放以来，随着城市工业生产的发展，城市人口的递增，城市规模的扩大，工业废水和生活污水排出量日益增多，大量未经处理的污水直接排入周围河流，致使城市周围环境污染十分严重，不但直接污染了市区的地下饮用水，而且对河流下游地区的农业生产和人民生活造成了危害，人类和生物赖以生存的生态环境受到了日益严重的威胁。因而，城市污水治理已成为当前迫切需要解决的问题之一。我国淡水资源十分短缺，人均拥有量约2300m3，相当于世界人均水平的1/4，居世界第110位。专家指出，水污染加剧了水资源的短缺，直接威胁着饮用水的安全和人民群众的健康，水污染已成为不亚于洪灾、旱灾甚至更为严重的灾害。城市污水处理的严重滞后，已经成为影响我国区域水污染防治目标实现的一个重要因素，并且严重制约了城市社会经济的可持续发展，加快建设城市污水集中处理刻不容缓[2]。我国城市污水处理厂建设起步于20世纪80年代，发展于90年代。近年来，国家在污水处理方面又加大了一些工程建设投入[3]，兴建了一批城市污水处理厂，在工业废水治理和城市污水处理方面取得了很大进展。据初步估算，近3年我国城市污水处理厂规模的增长相当于建国50多年的建设总量[4]。但是这些进展与我国社会经济发展的速度相比还很不适应，与环境治理发达国家相比还有很大差距。我国城市平均每150万人左右才拥有一座污水处理厂，而且还存在污水处理厂建设有效投资利用率及处理出水达标率低等诸多问题[5]。所以，目前中国污水处理行业仍处于发展的初级阶段。1.2课题研究意义随着工农业生产的迅速发展和人民生活水平的不断提高，用水紧张和污水排放的问题已越来越突出。在国家可持续发展的新政策下，环境保护已受到各级政府和全国人民的重视，同时根据我国经济发展和环境保护需求，结合我国环境保护最新研究成果及国际环境保护技术水平和发展趋势，提出一套合理、经济、运转效率高的工艺流程对污水进行处理，以达到标准排放。对于保护环境，减轻环境污染，遏制生态恶化趋势，有着重要的意义。1.3国内外研究现状1.3.1活性污泥法(1)AB法(Adsorption—Biooxidation)从20世纪70年代开始，联邦德国亚琛工业大学B.Bohnke教授首先开始对AB两段活性污泥法进行实验研究。研究结果认为，该方法与常规活性污泥法相比，可节省造价15%～20%，能耗降低20%～25%，因此AB两段活性污泥法逐渐受到人们重视[6]。AB法的特性：AB法的微生物特性使得它成为一种处理效率高、效果好、投资省、低能耗的城市污水生物处理技术[7]。(2)SBR法(SequencingBatchReactor)SBR法的主体构筑物是SBR法反应池，该工艺在同一反应池中，完成反应、沉淀、排水及排除剩余污泥等工序，与其他处理工艺相比，SBR工艺使污水处理构筑物大大简化。近10多年来，在澳大利亚运用SBR工艺的污水处理厂达到了近600座，我国目前在云南省昆明市已有两座采用该工艺的大中型污水处理厂，运行情况良好。SBR工艺流程简单、管理方便、造价低、处理效果好，但是SBR工艺反应池数量较多，监控、调节较复杂，对系统控制、设备维护保养要求较高。因此，SBR工艺较适合处理规模在15万m3/d以下的中、小型污水处理厂[8]。(3)A2/O法(Anaerobic—Anoxic—Oxic)对于有除磷脱氮要求的城市污水处理厂，传统上往往考虑优选A2/O工艺。该工艺根据活性污泥微生物在完成硝化、反硝化以及生物除磷过程对环境条件要求的不同，在不同的池子区域分别设置厌氧区、缺氧区和好氧区。该工艺应用较为广泛，历史较长，已积累有一定的设计和运行经验，一般可以获得较好的除磷脱氮效果，出水水质稳定，但也有缺点，主要表现为：需分别设置污泥回流系统和内回流系统，尤其是内回流系统，设计回流比往往在200%～300%或更多，这将增加投资和运行能耗；而且内回流的控制较复杂，对管理的要求较高。一般适用于规模较大、具有较高运行管理水平的城市污水处理厂[9]。A2/O工艺的基本流程：该工艺在厌氧—好氧除磷工艺中加入缺氧池，将好氧池流出的一部分混合液流至缺氧池前端，以达到反硝化脱氮的目的。在厌氧池中，主要进行磷的释放，使污水中磷的浓度升高，溶解性的有机物被细胞吸收使污水中的BOD浓度下降；而另外部分NH3-N因细胞的合成得以去除，使污水中的NH3-N浓度下降。在缺氧池中，反硝化菌利用污水中的有机物做碳源，将回流混合液中带入的大量NO3-N和NO2-N还原为N2释放至空气，因BOD浓度继续下降，NO3-N浓度大幅下降，而氮的变化很小[10]。在好氧池中，采用活性污泥与生物膜的集成工艺，它具有活性污泥工艺和流动床生物膜工艺两者的优点。活性污泥主要承担BOD的去除；生物膜主要承担硝化作用[11]。(4)氧化沟法氧化沟是一种改良的活性污泥法，其曝气池成封闭的沟渠形，污水和活性污泥混合液在其中循环流动，因此被称为氧化沟。现已发展形成各种不同的类型，包括卡鲁塞尔型、奥贝尔型、二沟或三沟交替工作型，一体化氧化沟等[12]。六十年代以来，氧化沟技术在欧洲、北美、非洲、大洋洲等地得到迅速推广和应用，经过多年的实践和发展，氧化沟处理技术不断完善，其封闭循环式的池形尤其适合于污水的脱氮除磷[13]。随着对氧化沟处理技术的充分认识和不断进步，曝气装置的不断完善和多样化，氧化沟正以其基建费用低，运行管理方便，处理效果好，出水水质稳定等优点，逐步被大、中型污水处理厂所采用。1.3.2生物膜法(1)生物滤池法生物滤池法是利用需氧微生物对污水或有有机性废水进行生物氧化处理的方法。生物滤池具有节能、运行费用低、机械设备少、基建费用省、运行稳定、管理简便等优点，但是在严寒地区处理效果不好，因此它只适合暖和地区小城镇污水处理和工业废水单独处理。我国牛栏栅维尼龙厂甲醛废水就是采用高负荷生物滤池进行处理的，效果良好。(2)生物转盘法生物转盘是一种新型的生物膜法废水处理设备，国外使用比较普遍，国内主要用于工业废水处理。这种处理方法是细菌和菌类的微生物、原生动物的微型动物在生物转盘填料载体上生长繁育，形成膜状生物污泥—生物膜。与生物滤池相同，生物转盘也无污泥回流系统，为了稀释进水，可考虑出水回流，但是，生物膜的冲刷不依靠水力负荷的增大，而是通过控制一定的盘面转速来达到[14]。(3)生物接触氧化法在生物接触氧化法中，微生物主要以生物膜的状态附着在固体填料上，有部分生物絮体呈破碎生物膜状悬浮于处理水中，生物接触氧化法中有机物的去除主要靠生物膜(附着微生物)的作用来完成[15]。虽然生物接触氧化法在我国用于污水处理已有30多年的历史，但多用于处理有机废水和小区生活污水。在城市污水处理厂中的应用并不多见，其原因是[16-17]：①进水通常要求进行预处理，增加了工艺的复杂性；②填料造价高，增加了污水厂投资；③生物接触池内布水、布气不易均匀，影响污水处理效果。1.3.3膜分离技术的发展18世纪末，法国学者AbbeNollet发现水能自然地扩散到装有酒精溶液的猪膀胱内，首次揭示了膜分离现象[18-19]。近二、三十年以来，膜分离技术得到迅猛发展。近几年来，膜分离技术已渗透到高浊度污水处理的领域，并与各种工艺结合来解决传统方法难以解决的问题。膜分离技术用于污水处理能耗低、效率高、工艺简单、投资小和污染轻，膜组件简洁、紧凑，易于自动化操作、维护方便；但廉价、性能完备的膜制备和膜污损问题影响着膜分离技术在污水的应用[20]。参考文献[1]朱雁伯.我国污水处理事业现状及今后发展的趋势[J].中国土木工程学会水工业分会排水委员会第四届第一次年会论文集,2002:16-22.[2]李喜梅.关于城市污水处理方法的探讨[J].杭州师范学院学报,2005,25(1):70-72.[3]GordonAL.Reactordesignforhazardouswastetreatmentusingawhiterotfungus[J].WaterResearch,1990(24):75-85.[4]周鑫根.小城镇污水处理工程规划与设计[M].北京:化学工业出版社,2005:20-25.[5]RandallCWetal.Thecaseforanaerobicreductionofoxygenrequirementinbiologicalphologicalphosphorusremovalsystems[J].WaterEnvironmentResearch,1992(64):824-833.[6]余德辉.城市污水处理及污染防治技术指南[M].北京:中国环境科学出社,2001:167-207.[7]俞汉青.生物吸附氧化法处理城市污水的原理和应用[J].化工给排水设计,1992(1):20-24.[8]颜秀勤,齐和明等.我国SBR工艺设备应用现状分析[J].中国环保产业,2008,10:31-35.[9]岳宝,徐亚同,徐华.城市污水处理新工艺概述[J].环境保护,2002(3):4-8.[10]李娟.城市污水处理厂工艺设计研究[D].硕士学院论文,2008:1-72.[11]MaurerM,FuxC,GraffM,SiegristH.MovingbedbiologicaltreatmentofmunicipalWastewater:denitrification[J].Wat.Sci.Tech,2001,43(11):337-344.[12]ScottJP,OllisDF.Integrationofchemicalandbiologicaloxidationprocessesforwatertreatment:reviewandrecommendation[J].EnvironProgress,1995,14(2):88-90.[13]侯继燕.中国西部小城镇污水处理技术指南研究[D].硕士论文,2006:1-84.[14]唐受印,戴友芝,汪大翠等.废水处理工程(第二版)[M].北京:化学工业出版社,2004:300.[15]赵贤慧.生物接触氧化法及其研究进展[J].工业安全与环保,2010,36(9):26-28.[16]邵林广.南方城市污水处理工艺的选择[J].给水排水,2000,26(6):32-34.[17]邵林广.城市污水处理中初沉池的设置[J].给水排水,2001,27(9):5-7.[18]MulderM.BasicprinciplesofMembraneTechnology[M].Nether-lands:KluwerAcademicPublishers,1996:1.[19]许振良.污水处理膜分离技术的研究进展(一)[J].净水技术,2000,18(3):3-6.[20]雷晓东,熊蓉春,魏刚.膜分离污水处理技术[J].工业水处理,2002,22(2):1-3.毕业设计开题报告２．本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：2.1本课题要解决的问题根据山西省汾河流域水污染防治条例对水域功能的规定，区域执行地表水功能标准为地面水Ⅴ类，通过对生活污水的进水水质与出水水质的对比以及计算分析，并结合所学污水处理方法，选择最优的城市污水净化措施，使污水的排放