【正文】 20萬(wàn)噸氧化溝法污水處理廠工藝設(shè)計(jì)方案1 緒論 我國(guó)水環(huán)境現(xiàn)狀 我國(guó)水污染現(xiàn)狀水是人類必不可少的再生資源。并且中國(guó)水資源的問(wèn)題矛盾非常突出和尖銳，2007年的中國(guó)水資源報(bào)告顯示:。北方地區(qū)含有水資源總量4980億，%；南方地區(qū)擁有的水資源竟然達(dá)到了20513億，比例達(dá)到了全部水資源的80%多。多年的數(shù)據(jù)表明，水資源短缺問(wèn)題已成為制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素，然而水資源短缺的同時(shí)，我國(guó)卻普遍存在著嚴(yán)重的水污染問(wèn)題。水污染大體可以分為:(1)自然污染。日起日落隨著時(shí)間的流逝自然生成的污染，土地中礦物質(zhì)分解產(chǎn)生的污染；(2)人為污染。在人類進(jìn)行普通生活或者進(jìn)行生產(chǎn)活動(dòng)時(shí)造成的對(duì)水體的污染。人為產(chǎn)生的水污染可大致歸納為以下幾個(gè)原因:一是人們對(duì)水資源短缺的危機(jī)感不強(qiáng)，對(duì)水體污染認(rèn)識(shí)不夠；三是水價(jià)相對(duì)低廉，老百姓用水毫不珍惜，大大咧咧；四是執(zhí)法部門沒(méi)有作為，沒(méi)有把功夫精力放在正處，讓企業(yè)工廠偷偷排放污水；五城市規(guī)劃布局沒(méi)有考慮周全，雨水污水難以集中處理；六是人口增長(zhǎng)迅速，這也加劇了水體的污染。 地表水污染我國(guó)的地表水河段有著較重的有機(jī)物污染，普通老百姓在日常生活中會(huì)排放大量的有機(jī)污水，工業(yè)生產(chǎn)中的企業(yè)還會(huì)排放含有有毒有害物質(zhì)的廢水，比如農(nóng)藥和工業(yè)染料等等，水源水質(zhì)的降低和污水處理成本的增加，對(duì)普通老百姓的生活造成了很大的影響，污水的污染加劇了水資源的短缺，也使得我國(guó)的可持續(xù)發(fā)展受到了嚴(yán)重的阻力。下表11是國(guó)內(nèi)主要河流污染情況，總體上表現(xiàn)為中度污染。檢測(cè)的污染指標(biāo)是、。 表11 2009年我國(guó)七大水系干流水質(zhì)統(tǒng)計(jì)水系斷面數(shù)（個(gè)）Ⅰ~Ⅲ類（%）Ⅳ、Ⅴ類（%）劣Ⅴ類（%）長(zhǎng)江3110000黃河2273189珠江1587130松花江1136640淮河1479210海河205050遼河400100資料來(lái)源：全國(guó)地表水水質(zhì)報(bào)告湖泊水質(zhì)國(guó)家環(huán)?？偩钟?009年公布的數(shù)據(jù)資料顯示:在經(jīng)過(guò)44個(gè)湖泊的監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)后，%，余下的水域全是Ⅳ類、Ⅴ類水和劣V類水。水域指標(biāo)詳情見(jiàn)下表12。水庫(kù)水質(zhì)在監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)的372座水庫(kù)中，水質(zhì)優(yōu)良(也就是水質(zhì)達(dá)到III類水以上)%；余下水庫(kù)全是沒(méi)有達(dá)到Ⅲ類水以上的水庫(kù)，總體水庫(kù)監(jiān)測(cè)詳情見(jiàn)表12。表12 2009年重點(diǎn)湖泊水庫(kù)水質(zhì)類別統(tǒng)計(jì)表個(gè)數(shù)水系個(gè)數(shù)Ⅰ~Ⅲ類Ⅳ、Ⅴ類劣Ⅴ類主要污染指標(biāo)三湖3003總氮、總磷大型淡水湖10343總氮、總磷城市內(nèi)湖5023總氮、總磷大型水庫(kù)8332總氮、總磷總計(jì)266911總氮、總磷比例%100233542總氮、總磷資料來(lái)源：全國(guó)地表水水質(zhì)報(bào)告 地下水污染 水資源的另一重要組成是地下水，從水污染方面來(lái)看，地下水污染更加有隱蔽性和難逆轉(zhuǎn)性。一旦地下水受污染，治理恢復(fù)難度非常大。因?yàn)榈叵滤廴?，污染往往是無(wú)味、無(wú)色的，人們難以察覺(jué)污染水的慢性影響。 最近幾年，隨著工業(yè)發(fā)展迅速，我國(guó)地下水的污染也愈發(fā)嚴(yán)重，地下水污染對(duì)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)造成的影響也越來(lái)越大?？偨Y(jié)原因大致有:(1)處理廢棄物的方式有問(wèn)題，隨意處置；(2)在修建地基等時(shí)，為了自己的私利破壞污染了地下水；(3)經(jīng)濟(jì)發(fā)展城里人越來(lái)越多，排放的污水也大幅度上漲；(4)化工化學(xué)業(yè)的金屬污染；(5)地下水受到各種人為泄漏物的污染。 可以看出，我國(guó)水污染已經(jīng)十分嚴(yán)重了。、現(xiàn)狀及展望 伴隨經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)在污水處理這一行業(yè)的進(jìn)步舉世共矚。特別是在改革開(kāi)放后，我國(guó)的資本業(yè)迅速膨脹，工業(yè)得到快速發(fā)展，污水處理行業(yè)也不可避免的發(fā)展起來(lái)了。據(jù)可靠的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，從上世紀(jì)90年代到二十世紀(jì)初的幾年我國(guó)的污水處理廠數(shù)目增長(zhǎng)迅速。具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表13。表13 1998~2006我國(guó)城市污水處理廠概況年份廠數(shù)（座）設(shè)計(jì)處理能力（萬(wàn)t/天）污水處理（萬(wàn)t）生活污水處理量（萬(wàn)t）1998年26611362927451999291999年28311915122952349982000年31516594383253206672001年31920223261904177092002年41825446328485224832003年51132317750416467972004年637425510144048579632005年7645220128705910844442006年937636016300801304230資料來(lái)源：中國(guó)環(huán)境統(tǒng)計(jì)年報(bào) 我國(guó)污水處理廠現(xiàn)狀江蘇是我國(guó)污水廠數(shù)目最多的省份，然后是山東和廣東；廣東省處理污水能力最大，其次是江蘇和山東。據(jù)可靠數(shù)據(jù)分析，到目前為止中國(guó)平均城鎮(zhèn)污水的處理效率大約只有百分之四十，在所有城市中，只有首都北京的污水處理效率最高，達(dá)到了百分之八十九點(diǎn)三。 盡管最近幾年國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)項(xiàng)目的投資的投資力度有所加大，大力推廣城鎮(zhèn)的污水處理廠，可是如今的水質(zhì)還是不能達(dá)到要求。原因可能是在運(yùn)行維護(hù)污水廠的成本比較高，很多城鎮(zhèn)還沒(méi)有建設(shè)相應(yīng)的污水廠，而且污水廠的實(shí)際處理能力遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到當(dāng)初設(shè)計(jì)污水廠的污水處理量。另外，污水廠操作人員的技術(shù)水平及管理能力較低也是影響已建污水廠的正常運(yùn)行的因素之一。表14是中國(guó)和其他國(guó)家城鎮(zhèn)處理污水率比較。表14 我國(guó)與世界其他國(guó)家城鎮(zhèn)污水處理率比較國(guó)家年份城鎮(zhèn)污水處理率%國(guó)家年份城鎮(zhèn)污水處理率%摩納哥2005挪威2004新加坡2005加拿大1999荷蘭2004日本2003德國(guó)2004意大利1999丹麥2002葡萄牙2003瑞典2002波蘭2004芬蘭2002希臘1997法國(guó)2001墨西哥2005中國(guó)2006土耳其2004 總體上講，現(xiàn)在我國(guó)的污水處理仍處于發(fā)展階段，而且也有許多面的制約，在發(fā)展向前中面臨著許多問(wèn)題。經(jīng)過(guò)思考后我推測(cè)我國(guó)污水行業(yè)的問(wèn)題主要有：(1)市場(chǎng)秩序規(guī)則有很大問(wèn)題。監(jiān)督行業(yè)管理有漏洞，行業(yè)沒(méi)有發(fā)揮自己應(yīng)有的作用。(2)水污染治理行業(yè)還處在發(fā)展的初期。環(huán)保企業(yè)規(guī)模小、生產(chǎn)力落后，專業(yè)分工不足，產(chǎn)品質(zhì)量不高，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力弱。（3）污水處理廠盲目選擇熱門工藝，沒(méi)有因地制宜。設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)沒(méi)有考慮當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，導(dǎo)致污水廠建成后出現(xiàn)了一系列問(wèn)題，增加了后續(xù)維護(hù)成本。此外，產(chǎn)生的污泥沒(méi)有有效處置，給環(huán)境造成了再次污染。 大多數(shù)污水處理廠都采用脫氮除磷二級(jí)生化處理工藝技術(shù)以滿足國(guó)家環(huán)?？偩诸C布的《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn))))(GB 189182002)標(biāo)準(zhǔn)。因此，我感覺(jué)我國(guó)的污水處理行業(yè)未來(lái)還是有廣闊的發(fā)展之路的，只是同時(shí)存在技術(shù)與資金的問(wèn)題。為了更好地治理我國(guó)的水污染，一方面向外國(guó)發(fā)達(dá)資本主義國(guó)家學(xué)習(xí)人家的技術(shù)和寶貴的教訓(xùn)經(jīng)驗(yàn)，然后回到中國(guó)結(jié)合我國(guó)的各地實(shí)際情況，進(jìn)行水污染的綜合整治。 本課題研究的意義及目的目前，我國(guó)城鎮(zhèn)處理污水的比例和效率都相對(duì)比較低，老百姓的生活污水，工業(yè)迅速發(fā)展產(chǎn)生的廢水，農(nóng)業(yè)上農(nóng)藥的不節(jié)制使用產(chǎn)生的水污染，都是使我國(guó)的水污染問(wèn)題遲遲難以解決。有相關(guān)部門預(yù)算，到未來(lái)我國(guó)對(duì)污水的處理效率能達(dá)到百分之九十以上，但是由于相應(yīng)的污水排放量的加大，水污染不會(huì)消除，所以污水處理在當(dāng)下或是未來(lái)都對(duì)保護(hù)我國(guó)水資源有著重要意義。水對(duì)于人類生產(chǎn)生活，盡管是不可或缺的必需品，但是水是可以循環(huán)再生的。水在人類使用過(guò)程中，不是被消耗了，只是水質(zhì)發(fā)生了變化，失去了部分使用功能。污水廠處理后的污水可以進(jìn)行循環(huán)使用不僅代替了清潔水的使用，還減少了污水的排放，水處理循環(huán)使用是解決國(guó)內(nèi)水資源問(wèn)題的不二之選。 目前適合我國(guó)污水廠的污水處理技術(shù)有傳統(tǒng)活性污泥法、SBR技術(shù)、氧化溝技術(shù)、/0、A/0等工藝。氧化溝工藝是相對(duì)比較成熟的工藝，許多中小型污水處理廠都采用氧化溝法處理技術(shù)。2 處理工藝大方案的比選 方案初選通過(guò)數(shù)據(jù)可知進(jìn)入污水廠的污水特點(diǎn)：(一)污水中含有COD的比例并不算高,達(dá)到360mg/L，可以算作是普通的城市排放的污水；(二)，可以看出該污水用生物處理是蠻合適的；(三)SS濃度還行，在可以接受的范圍，并不算高；(四)污水含有比較豐富的氮、磷和碳水化合物。污水的種種特點(diǎn)和數(shù)據(jù)指標(biāo)都可以表明其只是普通生活污水。要主力這種污水，我感覺(jué)用生物處理的方法是比較合理可行的。目前對(duì)污水的處理比較傾向于使用活性污泥法和生物膜法。當(dāng)然，兩種處理方法都有著自己的獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)，就需要通過(guò)比選來(lái)選擇我們使用的工藝。 兩種生物處理方法的比較(1) 活性污泥法中污水和活性污泥在曝氣池中接觸混合，通過(guò)曝氣使得活性污泥中微生物對(duì)污水中有機(jī)物充分完全的進(jìn)行反應(yīng)。接觸效果好，反應(yīng)充分進(jìn)行。(2) 活性污泥中的微生物需要氧氣來(lái)進(jìn)行對(duì)有機(jī)物的反應(yīng)，所以反應(yīng)過(guò)程中需要持續(xù)進(jìn)行曝氣，讓有機(jī)物被更好的分解(3) 活性污泥法中設(shè)計(jì)二沉池，為了讓反應(yīng)過(guò)后的污泥和水分離，讓出水液澄清。對(duì)污泥的處理還要設(shè)置污泥回流系統(tǒng)，使回流的污泥濃縮。(4)污泥回流：對(duì)污泥的提升、剩余污泥的處理、污泥的回流系統(tǒng)。2．生物膜法的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：(1)微生物濃度高；(2)種類多樣的微生物；(3)微生物對(duì)維持生命的食物要求不高，生命力頑強(qiáng)；(4)能適應(yīng)不同的水質(zhì)、水量、溫度；(5)污泥生成少、易于固液分離、消耗較少的動(dòng)力，有較好的脫氮除磷效果；缺點(diǎn)：(1)生物膜的壽命時(shí)間長(zhǎng)；(2)處理的水量??；(3)污水分布不均勻、整個(gè)工藝容易產(chǎn)生臭味；(4)載體主要是濾料，濾料容易堵塞；(5)對(duì)于構(gòu)筑物的維修不方便通過(guò)上面的對(duì)比可以得出，相對(duì)于生物膜法來(lái)說(shuō)，我們這設(shè)計(jì)使用活性污泥法比較合適?；钚晕勰喾ㄐ鹿に囍饕校篠BR 工藝、工藝、氧化溝工藝等一系列先進(jìn)工藝， 目前氧化溝工藝在大中型污水處理廠中比較常見(jiàn)，是一種比較好的污水處理工藝。 方案比選 在上面的活性污泥和生物膜法對(duì)比中，我決定采用活性污泥法來(lái)進(jìn)行本污水廠設(shè)計(jì)。 活性污泥法的工藝有： (一)傳統(tǒng)活性污泥法； (二)的工藝； (三)SBR的工藝； (四)氧化溝法； (五)生物濾池； 不同工藝的對(duì)比，分析它們各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)：（1） 傳統(tǒng)活性污泥法初沉池 沉砂池泵站格柵原水二沉池曝氣池排放消毒脫水消化濃縮 圖21 普通活性污泥法工藝流程(1)在曝氣池內(nèi)的反應(yīng)微生物經(jīng)歷了完整生長(zhǎng)周期；(2)處理污水的能力不錯(cuò)，效果也不錯(cuò)，能去除90%的BOD；(3)傳統(tǒng)活性污泥法處理污水時(shí)穩(wěn)定性高；2．缺點(diǎn)(1)曝氣池負(fù)荷過(guò)多有機(jī)物，為了避免由于缺氧對(duì)氧氣的消耗速率比較大，處理的污水濃度不能過(guò)高；(2)供養(yǎng)速率和好氧速率難以吻合；(3)對(duì)不同的進(jìn)水水質(zhì)和水量的不同變化，它的處理效果會(huì)大打折扣；(4)脫氮除磷效果一般（2） SBR工藝曝氣池初沉池原污水 間歇式曝氣 處理水 圖22 SBR工藝流程1．優(yōu)點(diǎn)(1)SBR整體工藝流程簡(jiǎn)單清晰，構(gòu)筑物數(shù)量少，所以建造SBR的費(fèi)用比較低；(2)SBR中污泥比較容易沉淀，所以污泥膨脹的現(xiàn)象十分少見(jiàn)；(3)SBR經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，對(duì)BOD、N、P也有很好的去除效果；(4)一般出水的的水質(zhì)優(yōu)于連續(xù)式；(5)自動(dòng)化控制運(yùn)行操作、參數(shù)設(shè)定2．缺點(diǎn)(1)不好確定幾個(gè)同事運(yùn)行工序的時(shí)間；(2)經(jīng)過(guò)SBR處理的污水，到時(shí)候水質(zhì)不怎么穩(wěn)定；(3)SBR工藝整體的自動(dòng)化程度要求比較高；(三) 工藝工藝的處理可以簡(jiǎn)單形容為先厭氧反應(yīng)然后缺氧反應(yīng)再然后好氧反應(yīng)。1．優(yōu)點(diǎn)(1)工藝的系統(tǒng)十分簡(jiǎn)單，水力停留時(shí)間少；(2)厭氧（缺氧）、好氧交替運(yùn)行，無(wú)污泥膨脹；(3)污水反應(yīng)產(chǎn)生的污泥中有較高比例的P，可以作為農(nóng)名生產(chǎn)的肥料；(4)運(yùn)行費(fèi)用低。2．缺點(diǎn)(1)對(duì)P的處理效果幾乎無(wú)法再進(jìn)一步提高；(2)當(dāng)然對(duì)污水中氮的去除效果，在現(xiàn)階段來(lái)看，以目前的技術(shù)也無(wú)法再次提高；(3)在沉淀池中，污水反應(yīng)需要的溶解氧的濃度很難以捉摸，對(duì)于污水廠來(lái)說(shuō)是個(gè)難題。 （四）氧化溝工藝氧化溝工藝你可以將他簡(jiǎn)單的認(rèn)為是活性污泥法在環(huán)狀溝內(nèi)的使用，它可以認(rèn)為是活性污泥法的一種變種。氧化溝工藝的曝氣采用延時(shí)曝氣，能比較好地除和N。構(gòu)筑物相對(duì)也不多，一般情況下設(shè)計(jì)也無(wú)需建造初沉池和消化池。氧化溝處理效率相對(duì)不錯(cuò)，能去除95%的SS和，去除75%~83%的污水中的N。工藝流程短，處理效率高、水質(zhì)穩(wěn)定、管理簡(jiǎn)單。但是構(gòu)筑物面積比較大，所以占地面積比較高，比較適合建造在郊外。圖23 氧化溝工藝流程1．優(yōu)點(diǎn)(1)污水進(jìn)入氧化溝后主要是在好氧區(qū)和厭氧區(qū)進(jìn)行反應(yīng)。(2)氧化溝工藝無(wú)需放置初沉池。也無(wú)需放置建造二沉池；(3)在不同的水溫、水質(zhì)、水量的變化下，對(duì)氧化溝的影響不大，對(duì)不同環(huán)境有較好對(duì)應(yīng)。(4)污泥齡較長(zhǎng)，有良好的脫氮效果；(5)反應(yīng)產(chǎn)生的污泥不多，所以大部分情況下也不用放置消化池；（五）生物濾池優(yōu)點(diǎn)：，操作容易