1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

污水处理的研究进展

摘要 随着我国城市化进程的加快和国民经济的迅速发展，我国水污染问题日益严重，污水处理厂的建设显得十分重要。其中，a2 /o,氧化沟法运用更为广泛，氧化沟（oxidation ditch）又名连续循环曝气池（continuous loop reactor），是活性污泥法的一种变形。由于其出水水质好、运行稳定、管理方便等技术特点，已经在国内外广泛的应用于生活污水和工业污水的治理。

目前应用较为广泛的氧化沟类型包括：帕斯韦尔（pasveer）氧化沟、卡鲁塞尔（carrousel）氧化沟、奥尔伯（orbal）氧化沟、t型氧化沟（三沟式氧化沟）、de型氧化沟和一体化氧化沟。这些氧化沟由于在结构和运行上存在差异，因此各具特点。

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

1、研究背景

晋中是山西省下辖的一个地级市，位于山西省中部，东依太行山，西临汾河，北与省会太原市毗邻，南与长治市、临汾市相交，东北与阳泉市相连，西南与吕梁市接壤，是山西省的铁路、公路枢纽之一，是一座文化底蕴深厚、古老而活跃的现代化城市。晋中市下辖1个市辖区、9个县，代管1个县级市，市政府驻榆次区。晋中是晋商故里，纵横商界600年，曾经创造过举世瞩目的经济奇迹，西方学者把山西商人同犹太商人相媲美。晋中还是中国最美休闲度假旅游城市。

晋中地处黄土高原东部边缘，地理坐标为东经111#176;23′─ 114#176;28′，北纬36#176;39′─38#176;06′，地势东高西低，山地、丘陵、平川呈阶梯状分布，大部分地区海拔在1000米以上。晋商文化旅游区的6县、市、区正好位于晋中西部平川、汾河谷地，但这一地区的东部和中部地形仍以山地、丘陵为主。

晋中河流以太行山、太岳山中脊为界，分属黄河流域和海河流域。东部河流多属海河流域南运河、子牙河水系，主要有松溪河、清漳河、浊漳河；西部河流属黄河流域汾河水系，主要有潇河、乌马河、昌源河、惠济河、龙凤河、静升河。

晋中水资源总量为15.6亿立方米，其中河流径流量10.3亿立方米，地下水资源10.4亿立方米，二者重复量5.05亿立方米。人均水资源量585立方米，土地亩均水资源量297立方米，均略高于山西省平均水平。受地形、气候及自然植被影响，东部山区水资源相对丰富，而交通便利、人口密集、工农业比较发达的西部平川6县、市、区，人均、亩均水资源量仅为378立方米和170立方米，低于全省平均水平。

2013年晋中市地区生产总值1020.4亿元，比上年增长9.1%。其中，第一产业增加值95.7亿元，增长4.4%，占生产总值的比重为9.4%；第二产业增加值535.8亿元，增长12.4%，占生产总值的比重为52.5%；第三产业增加值388.9亿元，增长5.3%，占生产总值的比重为38.1%。人均地区生产总值30960元，按2013年平均汇率计算达到4985美元。介休市、太谷县及灵石县为晋中市最发达的地区。

2、方案设计

本研究以晋中市污水处理厂为研究对象，在研究所接纳污水水质和水量基础上，结合当地的地形、经济、远近期处理目标等情况，对国内外主流的污水处理工艺进行比选，并对其进行可行性研究。最终确定一种先进高效、经济合理的方案，使出水能够达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准

2.1 水质水量要求

晋中市中心城区第二污水处理厂及回用工程，其污水规模为10#215;104 m3/d，回用水规模为8#215;104 m3/d。进水为市政污水，出水水质需达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）的一级A标准和工业循环冷却水系统补充水标准，出水回用作电厂循环冷却水，设计进、出水水质见表1。厂区外污水管网由政府负责完成，污水进管内径为2.5米，管底埋深为-2.6米，项目占地地形为长方形，占地面积为12万平方米。处理出水排入附近河流，河流低水位，低于污水拟建厂区6.8米，高水位低于拟建厂区2.3米。

由于进水的硬度较高，采用了石灰澄清的预处理方式，以保证出水硬度满足要求，灰污泥用于电厂脱硫除尘。

2.2 拟采用的研究手段

(1)通过查阅相关资料，了解污水处理现状及方法。

(2)根据污水处理厂的实际情况和设计要求，选择合适的污水处理方法，即采用生物方法进行处理。

(3)根据所选的污水处理方法，确定合适的处理工艺。

(4)查阅工艺设计中构筑物参数的选取和计算方法，根据污水的实际情况，完成构筑物的设计。

(5)得出污水处理工艺及污水处理厂总设计方案。绘制出主要构筑物的CAD图纸及流程图，并核算工程造价及运行费用，对其进行技术校核和经济效益评估。

2.3 主要设计依据

1）《室外排水设计规范》 (GB50014-2006)-2014版

2）《给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程》 (CECS138:2002)

3）《室外给水排水和热力工程抗震设计规范》 (GB50032-2003)

4）《地面水环境质量标准》 (GB 3838-2002)

5）《城镇污水处理厂污染物排放标准》 (GB 18918-2002)

6）《污水综合排放标准》 (GB 8978-1996)

7）《城镇污水处理厂附属建筑和附属设备标准》 (CJJ31-1989)

2.4 工艺方案选择

可供选取的工艺有氧化沟工艺，SBR工艺，CASS工艺，A2/O工艺，AB法等

（1）氧化沟工艺

氧化沟法由于具有较长的水力停留时间，较低的有机负荷和较长的污泥龄。因此相比传统活性污泥法，可以省略调节池，初沉池，污泥消化池，有的还可以省略二沉池。氧化沟能保证较好的处理效果，这主要是因为巧妙结合了CLR形式和曝气装置特定的定位布置，使氧化沟具有独特水力学特征和工作特性。改良型Carrousel 2000 氧化沟污水处理效果显著，BOD去除率达95%～99%，COD去除率达95%，脱氮、除磷效率能够达到90%以上。同时氧化沟工艺流程简单，构筑物少，可不设初沉池，运行管理方便。此外污泥量少，污泥性质稳定，不需要另设污泥消化硝化池。但占地面积较大，由于采用机械曝气，动力效率低，能耗也较大。

（2）SBR工艺

SBR是序批式活性污泥法的简称，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术。它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作，SBR技术的核心是SBR反应池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，无污泥回流系统。尤其适用于间歇排放和流量变化较大的场合，无需设置调节池；SVI值较低，污泥易于沉淀，一般情况下，不产生污泥膨胀现象；通过对运行方式的调节，在单一的曝气池内能够进行脱氮和除磷反应；应用电动阀、液位计、自动计时器及可编程序控制器等自控仪表，可能使本工艺过程实现全部自动化，而由中心控制室控制；运行管理得当，处理水水质优于连续式；加深池深时，与同样的BOD-SS负荷的其它方式相比较，占地面积较小；耐冲击负荷，处理有毒或高浓度有机废水的能力强，但进水和出水阀门自动切换频繁，设备的闲置率较高

（3）A2/O工艺

A/A/O工艺在我国大中型城市应用广泛，总的水力停留时间少于其他同类工艺，在厌氧、缺氧、好氧交替运行条件下不易发生污泥膨胀。但脱氮除磷效果有限，总氮去除率在80%-85%左右，总磷去除率在85%左右，并且很难同时取得好的脱氮除磷的效果。此外构筑物较多，基建费用大，适用处理水量大的污水厂。

2.4 .1 投资分析

① 除污效果

A2 /O法90%以上污水厂的出水 BOD5、 COD和 SS浓度均可达标;在脱氮除磷效果方面 , SBR法和带独立厌氧区的氧化沟法有一定优势 , ;AB法对 TP的去除 率为 50% ～ 70%, 对 TN的去除率仅为 30% ～ 40%。

② 运行稳定性

传统活性污泥法、A2 /O法、氧化沟法、SBR法等 发展较为成熟的工艺均表现出较高的运行稳定性 , 而 AB法、BIOLAKE工艺、水解好氧工艺的运行稳 定性还有待于进一步检验。抽样结果表明 , 氧化沟 法、A2 /O法、SBR法、AB法均有较强的抗冲击负荷能力。

③ 自控要求

在自控要求方面, 除 SBR法要求较高外, 其他工艺的影响并不显著。但对于较大型污水处理厂而言 ,则要求有较高的自控管理水平。

④ 剩余污泥产量

污水处理工艺的运行特征 (如泥龄、有机负荷、溶解氧浓度等)对污泥产量的影响较大。, AB法的 A段因初期对污染物的快速吸附而使污泥产量很高;而对于延时曝气的氧化沟法,由于 污泥龄较长,其污泥产量较低。

⑤ 设备利用率

SBR法一般设 2组设备交替运行 ,设备利用率较低。氧化沟的设备利用率可达 95.8%。除处理工艺对设备利用率有影响外, 污水处理厂的实际进水量不足也会造成设备配置的浪费。

2.4 .2 方案选择

本工程水处理量适中结合当地的经济情况，我们使用A2 /O工艺处理，主要原因有：

（1）污染物去除效率高，运行稳定，有较好的耐冲击负荷。　

（2）污泥沉降性能好。

(3）厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类微生物菌群的有机配合，能同时具有去除有机物、脱氮除磷的功能。

（4）在同时脱氧除磷去除有机物的工艺中，该工艺流程最为简单，总的水力停留时间也少于同类其他工艺。

（5）在厌氧#8212;缺氧#8212;好氧交替运行下，丝状菌不会大量繁殖，SVI一般小于100，不会发生污泥膨胀。

3、毕业设计进程安排