【正文】 20萬噸氧化溝法污水處理廠工藝設(shè)計方案1 緒論 我國水環(huán)境現(xiàn)狀 我國水污染現(xiàn)狀水是人類必不可少的再生資源。并且中國水資源的問題矛盾非常突出和尖銳，2007年的中國水資源報告顯示:。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到了20513億，比例達到了全部水資源的80%多。多年的數(shù)據(jù)表明，水資源短缺問題已成為制約我國經(jīng)濟發(fā)展的重要因素，然而水資源短缺的同時，我國卻普遍存在著嚴重的水污染問題。水污染大體可以分為:(1)自然污染。日起日落隨著時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。在人類進行普通生活或者進行生產(chǎn)活動時造成的對水體的污染。人為產(chǎn)生的水污染可大致歸納為以下幾個原因:一是人們對水資源短缺的危機感不強，對水體污染認識不夠；三是水價相對低廉，老百姓用水毫不珍惜，大大咧咧；四是執(zhí)法部門沒有作為，沒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)劃布局沒有考慮周全，雨水污水難以集中處理；六是人口增長迅速，這也加劇了水體的污染。 地表水污染我國的地表水河段有著較重的有機物污染，普通老百姓在日常生活中會排放大量的有機污水，工業(yè)生產(chǎn)中的企業(yè)還會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，也使得我國的可持續(xù)發(fā)展受到了嚴重的阻力。下表11是國內(nèi)主要河流污染情況，總體上表現(xiàn)為中度污染。檢測的污染指標是、。 表11 2009年我國七大水系干流水質(zhì)統(tǒng)計水系斷面數(shù)（個）Ⅰ~Ⅲ類（%）Ⅳ、Ⅴ類（%）劣Ⅴ類（%）長江3110000黃河2273189珠江1587130松花江1136640淮河1479210海河205050遼河400100資料來源：全國地表水水質(zhì)報告湖泊水質(zhì)國家環(huán)?？偩钟?009年公布的數(shù)據(jù)資料顯示:在經(jīng)過44個湖泊的監(jiān)測評價后，%，余下的水域全是Ⅳ類、Ⅴ類水和劣V類水。水域指標詳情見下表12。水庫水質(zhì)在監(jiān)測評價的372座水庫中，水質(zhì)優(yōu)良(也就是水質(zhì)達到III類水以上)%；余下水庫全是沒有達到Ⅲ類水以上的水庫，總體水庫監(jiān)測詳情見表12。表12 2009年重點湖泊水庫水質(zhì)類別統(tǒng)計表個數(shù)水系個數(shù)Ⅰ~Ⅲ類Ⅳ、Ⅴ類劣Ⅴ類主要污染指標三湖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8332總氮、總磷總計266911總氮、總磷比例%100233542總氮、總磷資料來源：全國地表水水質(zhì)報告 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。因為地下水污染，污染往往是無味、無色的，人們難以察覺污染水的慢性影響。 最近幾年，隨著工業(yè)發(fā)展迅速，我國地下水的污染也愈發(fā)嚴重，地下水污染對環(huán)境和經(jīng)濟造成的影響也越來越大。總結(jié)原因大致有:(1)處理廢棄物的方式有問題，隨意處置；(2)在修建地基等時，為了自己的私利破壞污染了地下水；(3)經(jīng)濟發(fā)展城里人越來越多，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，我國水污染已經(jīng)十分嚴重了。、現(xiàn)狀及展望 伴隨經(jīng)濟的發(fā)展，我國在污水處理這一行業(yè)的進步舉世共矚。特別是在改革開放后，我國的資本業(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)展起來了。據(jù)可靠的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，從上世紀90年代到二十世紀初的幾年我國的污水處理廠數(shù)目增長迅速。具體數(shù)據(jù)見表13。表13 1998~2006我國城市污水處理廠概況年份廠數(shù)（座）設(shè)計處理能力（萬t/天）污水處理（萬t）生活污水處理量（萬t）1998年26611362927451999291999年28311915122952349982000年31516594383253206672001年31920223261904177092002年41825446328485224832003年51132317750416467972004年637425510144048579632005年7645220128705910844442006年937636016300801304230資料來源：中國環(huán)境統(tǒng)計年報 我國污水處理廠現(xiàn)狀江蘇是我國污水廠數(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，達到了百分之八十九點三。 盡管最近幾年國家對環(huán)境保護項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)還是不能達到要求。原因可能是在運行維護污水廠的成本比較高，很多城鎮(zhèn)還沒有建設(shè)相應(yīng)的污水廠，而且污水廠的實際處理能力遠沒有達到當初設(shè)計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行的因素之一。表14是中國和其他國家城鎮(zhèn)處理污水率比較。表14 我國與世界其他國家城鎮(zhèn)污水處理率比較國家年份城鎮(zhèn)污水處理率%國家年份城鎮(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2001墨西哥2005中國2006土耳其2004 總體上講，現(xiàn)在我國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題。經(jīng)過思考后我推測我國污水行業(yè)的問題主要有：(1)市場秩序規(guī)則有很大問題。監(jiān)督行業(yè)管理有漏洞，行業(yè)沒有發(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，市場競爭力弱。（3）污水處理廠盲目選擇熱門工藝，沒有因地制宜。設(shè)計人員在進行設(shè)計時沒有考慮當?shù)氐膶嶋H情況，導(dǎo)致污水廠建成后出現(xiàn)了一系列問題，增加了后續(xù)維護成本。此外，產(chǎn)生的污泥沒有有效處置，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生化處理工藝技術(shù)以滿足國家環(huán)?？偩诸C布的《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準)))(GB 189182002)標準。因此，我感覺我國的污水處理行業(yè)未來還是有廣闊的發(fā)展之路的，只是同時存在技術(shù)與資金的問題。為了更好地治理我國的水污染，一方面向外國發(fā)達資本主義國家學(xué)習(xí)人家的技術(shù)和寶貴的教訓(xùn)經(jīng)驗，然后回到中國結(jié)合我國的各地實際情況，進行水污染的綜合整治。 本課題研究的意義及目的目前，我國城鎮(zhèn)處理污水的比例和效率都相對比較低，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，都是使我國的水污染問題遲遲難以解決。有相關(guān)部門預(yù)算，到未來我國對污水的處理效率能達到百分之九十以上，但是由于相應(yīng)的污水排放量的加大，水污染不會消除，所以污水處理在當下或是未來都對保護我國水資源有著重要意義。水對于人類生產(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)使用是解決國內(nèi)水資源問題的不二之選。 目前適合我國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 方案初選通過數(shù)據(jù)可知進入污水廠的污水特點：(一)污水中含有COD的比例并不算高,達到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。污水的種種特點和數(shù)據(jù)指標都可以表明其只是普通生活污水。要主力這種污水，我感覺用生物處理的方法是比較合理可行的。目前對污水的處理比較傾向于使用活性污泥法和生物膜法。當然，兩種處理方法都有著自己的獨有的優(yōu)勢，就需要通過比選來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，通過曝氣使得活性污泥中微生物對污水中有機物充分完全的進行反應(yīng)。接觸效果好，反應(yīng)充分進行。(2) 活性污泥中的微生物需要氧氣來進行對有機物的反應(yīng)，所以反應(yīng)過程中需要持續(xù)進行曝氣，讓有機物被更好的分解(3) 活性污泥法中設(shè)計二沉池，為了讓反應(yīng)過后的污泥和水分離，讓出水液澄清。對污泥的處理還要設(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．生物膜法的特點優(yōu)點：(1)微生物濃度高；(2)種類多樣的微生物；(3)微生物對維持生命的食物要求不高，生命力頑強；(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、消耗較少的動力，有較好的脫氮除磷效果；缺點：(1)生物膜的壽命時間長；(2)處理的水量小；(3)污水分布不均勻、整個工藝容易產(chǎn)生臭味；(4)載體主要是濾料，濾料容易堵塞；(5)對于構(gòu)筑物的維修不方便通過上面的對比可以得出，相對于生物膜法來說，我們這設(shè)計使用活性污泥法比較合適。活性污泥法新工藝主要有：SBR 工藝、工藝、氧化溝工藝等一系列先進工藝， 目前氧化溝工藝在大中型污水處理廠中比較常見，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比中，我決定采用活性污泥法來進行本污水廠設(shè)計。 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； 不同工藝的對比，分析它們各自的優(yōu)點和缺點：（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)歷了完整生長周期；(2)處理污水的能力不錯，效果也不錯，能去除90%的BOD；(3)傳統(tǒng)活性污泥法處理污水時穩(wěn)定性高；2．缺點(1)曝氣池負荷過多有機物，為了避免由于缺氧對氧氣的消耗速率比較大，處理的污水濃度不能過高；(2)供養(yǎng)速率和好氧速率難以吻合；(3)對不同的進水水質(zhì)和水量的不同變化，它的處理效果會大打折扣；(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(1)SBR整體工藝流程簡單清晰，構(gòu)筑物數(shù)量少，所以建造SBR的費用比較低；(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；(3)SBR經(jīng)過適當?shù)恼{(diào)節(jié)，對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)自動化控制運行操作、參數(shù)設(shè)定2．缺點(1)不好確定幾個同事運行工序的時間；(2)經(jīng)過SBR處理的污水，到時候水質(zhì)不怎么穩(wěn)定；(3)SBR工藝整體的自動化程度要求比較高；(三) 工藝工藝的處理可以簡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(1)工藝的系統(tǒng)十分簡單，水力停留時間少；(2)厭氧（缺氧）、好氧交替運行，無污泥膨脹；(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)運行費用低。2．缺點(1)對P的處理效果幾乎無法再進一步提高；(2)當然對污水中氮的去除效果，在現(xiàn)階段來看，以目前的技術(shù)也無法再次提高；(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，對于污水廠來說是個難題。 （四）氧化溝工藝氧化溝工藝你可以將他簡單的認為是活性污泥法在環(huán)狀溝內(nèi)的使用，它可以認為是活性污泥法的一種變種。氧化溝工藝的曝氣采用延時曝氣，能比較好地除和N。構(gòu)筑物相對也不多，一般情況下設(shè)計也無需建造初沉池和消化池。氧化溝處理效率相對不錯，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(1)污水進入氧化溝后主要是在好氧區(qū)和厭氧區(qū)進行反應(yīng)。(2)氧化溝工藝無需放置初沉池。也無需放置建造二沉池；(3)在不同的水溫、水質(zhì)、水量的變化下，對氧化溝的影響不大，對不同環(huán)境有較好對應(yīng)。(4)污泥齡較長，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：，操作容易