1研究背景

中国水资源总量为2.8万亿立方米。其中地表水2.7万亿立方米，地下水0.83万亿立方米，中国目前有16个省(区、市)人均水资源量(不包括过境水)低于严重缺水线，有6个省、区(宁夏、河北、山东、河南、山西、江苏)人均水资源量低于500立方米，为极度缺水地区。目前，我国水资源存在以下几点特征：

1资源短缺

我国城市水资源存在极其匮乏且涉及面广的问题，全国城市每年缺水 60 亿m3，每年因缺水造成经济损失约2,000 亿元10。在我国，城市水资源的需求几乎涉及到国民经济的方方面面，如工业、农业、建筑业、居民生活等，严重的缺水问题导致我国城镇现代化建设进程、GDP 的增长和居民生活水平的提高都受到了限制。

2地下水超采现象严重

城市用水需求持续增长，而城市水资源的量是有限的，多数城市的当地水资源已接近或达到开发利用的极限，部分城市的地下水已处于超采状态。当地下水开采量超过补给量时，水资源质与量的状态便失去平衡，同时还会引起一系列环境工程地质问题。大量开采利用水资源的同时，会增大生活污水和工业废水的排放，使地表水和地下水体遭受不同程度的污染。过量开采地下水导致地下水位逐年下降，单井出水量减少，供水成本增加，水资源逐渐枯竭，从而产生地面沉降、塌陷、地裂缝等问题。

3水资源污染严重

随着城市规模的不断扩大，同时排出的污水数量也不断增多，水质发生恶化，水体遭受污染，从而影响水资源的可持续利用。数据表明，2014年全国202 个地级及以上城市的地下水水质监测情况中，水质为优良级的监测点比例仅为10.8%，较差级的观测点占比达到45.4%，情况如下：城市区域污染源点多、面广、强度大，极易污染水资源，即使是发生局部污染，也会因水的流动性而使污染范围逐渐扩大。目前，我国工业、城市污水总的排放量中经过集中处理的占比不到一半，其余的大都直接排入江河，对于污水的排放约束力不大，导致了大量的水资源出现恶化现象。

1.1设计目的

随着我国城镇化进程的提高，工农业生产的迅速发展，大量工业废水和生活污水排放量日益增加，不仅导致流域及地下水体等使用功能的大幅度下降，造成可利用水资源的不断减少，给经济及社会的绿色可持续发展带来诸多不良影响。在这一状况下，水资源保护及污染治理已刻不容缓。在国家可持续发展的新政策下,拟建一污水处理厂，用于处理当地污水保护当地流域卫生安全。

1.2设计意义

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和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，借以构建一个水资源环境与经济发展环境和谐共存的社会环境。

2. 研究的基本内容与方案

2国内外城市污水处理现状

2.1主体工艺

2.1.1 A²O工艺

由于对城市污水处理的出水有去除氮和磷的要求，故国内10年前开发此厌氧—缺氧—好氧组成的工艺。高瑶远等人^[1]通过增加水力停留时间,在溶解氧为 0.3~ 0.5mg/L 范围内成功启动低氧全程硝化,并在 70d 后出水达到稳定。信心等人^[2]采用AGS-SBR系统在低氧条件下长期运行,在反应器中检测 Denitratisoma 的相对丰度为0.89%,印证了好氧池中出现的好氧硝化反硝化现象。