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1、首 钢 工 学 院毕 业 设 计（论 文） 题 目：城市生活污水处理工艺系 别：建筑与环保工程系专 业：环境监测与治理技术(环境工程)班 级：环工101班姓 名：侯亚菲指导教师：文龙2013年 5月25 日摘 要随着全球经济的发展，水质污染问题己越来越受到人们的关注， 水是城市生存和发展的命脉。治理水污染，保护水资源，不仅是当今世界性的问题，更是我国城乡普遍面临的当务之急。城市污水是城市下水道系统收集到的各种污水，是一种混合污水。城市污水必须经过处理达到相关排放标准才能排放水体，避免造成水体污染。目前,中小城市的污水排放量约占全国污水排放总量的一半以上,随着未来50年城镇建设的快速发展,生活污
2、水的排放量将会数倍、甚至十几倍的增加,势必加剧水环境的恶化。因此，城市污水处理厂处理水再利用时，应按照使用目的执行相应的水质标准和确定相应的废水深度处理工艺。国家已把城市给排水列为基本建设领域重点支持的产业，污水的资源化、污水的再生利用，既提高了水的利用率又有效地保护了水环境，有利于实现城市水系统的健康、良性循环，从长远来看，这将是有效地解决我国水资源短缺和水环境恶化问题的优化途径。关键词：城市生活污水 处理工艺 CASS工艺目 录1.概述41.1课题来源41.2课题意义42.国外领域现状52.1国现状5 2.2 国外现状.63.调研情况83.1 城市污水工艺简介83.2 处理工艺的优选133
3、.2.1 常规活性污泥法和氧化沟、SBR工艺的比较133.2.2 氧化沟、SBR工艺的比较133.2.3 最终工艺的确定133.3 CASS工艺143.3.1概述143.3.2 CASS工艺的优点143.3.3与其他工艺对比173.4工艺流程184.结论19参考文献20结束语211.概述1.1课题来源经过近50年的发展，水工业设备学科已经逐步走向完善。污水处理机械设备有通用机械设备和专用机械设备两大类。此课题便根据之前学过的专业课，自己的调研以与与指导老师的商议而定。1.2课题意义近20年来，通过借、贷款项目国一些污水处理厂出现了不同国别的一些构造新颖、结构轻巧、技能环保低耗的新型先进设备，使
4、污水处理设备行业的制造者和研究者注意到这些新型设备除了机械功能齐全、运行可靠之外，还能充分符合新工艺的开发，满足工艺高水准的要求，并能改变原工艺中一些边界条件的限制。这些设备不仅从运动激励与机械结构上比较同类设备有了一些质的变化，而且在一定意义上给工艺的创新与变革提供了可能和保证。 在新世纪之初，我国的环保治理和水工业处于快速发展的形式与机遇，处于对高效设备的要求，同时又受到资金的限制，在原有水工业设备生产的基础上，研制国高水平的污水处理设备成为当务之急。如何利用这个契机将我国的污水处理设备的水平提高到心的高度，这竟是给水排水学者、水工业设备工作者和企业制造商所面临的新机遇和新问题。但是，也要
5、清楚地看到，目前我国的污水处理设备与国外的差距大于水工艺与国外的差距：污水处理专用设备的理论研究、制造与国外的差距又大于通用设备和国外的差距，这将是我国水工业产业工作者所担负的重任。所以，要提高我国污水处理产业化的水平，关键是要提高污水处理设备装备水平，特别是要提高污水处理专用机械设备的水平，这是我国水工业设备产业的当务之急。 2.国外领域现状2.1国现状在维系人的生存、保障经济建设和维护社会发展的所有自然要素中，水的重要性毋庸赘述。然而随着工业化、城市化加快，世界面临着水资源短缺、污染严重的挑战。（1）水资源短缺中国尤其严重，是世界13个缺水国家之一，全国600多个城市中目前大约一半的城市缺
6、水，水污染的恶化更使水短缺雪上加霜：我国江河湖泊普遍遭受污染，全国75%的湖泊出现了不同程度的富营养化；90%的城市水域污染严重，南方城市总缺水量的60%-70%是由于水污染造成的；对我国118个大中城市的地下水调查显示，有115个城市地下水受到污染，其中重度污染约占40%。水污染降低了水体的使用功能，加剧了水资源短缺，对我国可持续发展战略的实施带来了负面影响。（2）水体污染严重我国水体污染主要来自两方面，一是工业发展超标排放工业废水，二是城市化中由于城市污水排放和集中处理设施严重缺乏，大量生活污水未经处理直接进入水体造成环境污染。工业废水近年来经过治理虽有所减少，但城市生活污水有增无减，占水
7、质污染的51%以上。据环境部门监测，1999年全国近80%的生活污水未经处理直接进入江河湖海，年排污量达400亿立方米，造成全国三分之一以上水域受到污染.（3）资金问题导致设施落后我国城市污水处理事业开始于1921年。近几年来随着经济的发展，水污染控制所面临的问题也愈加严重，目前不仅大、中、小城市建设污水厂，还有些郊区县也建设污水厂，然而，同先进国家相比，我国城市与机械化、自动化程度上，还都存在着技术政策要求，城区人口达50万以上的城市，必须建立污水处理设施；在重点流域和水资源保护区，城区人口在50万以下的中小城市与村镇，应依据当地水污染控制要求，建设污水处理设施。在宪法中也有明文规定，并组建
8、了许多工厂，许多产品已系列化了，但自动化仪表，检测仪与国外差距还很大，资金不足仍是根本性问题。展望目前，有关我国城市废水处理的主要问题是如何发挥投资效益，即能不能使有效的资金用于污水处理，应优先考虑工业废水与城市废水的合并处理，规定工业废水进入城市下水道的水质标准，并在厂进行必要的预处理，以控制并处理容易造成的问题，运行费用共同负责，可按水量、水质合理分摊。随着国家建设的发展和经济实力的增加，不断扩大提高城市污水处理能力。城市污水厂的建设可以以少到多，从低级到高级。结合我国实际，尽量开发高效、低耗的处理技术，以便在财力、物力不充足的条件下，经济有效地解决水污染治理的问题。2.2国外现状在20世
9、纪60年代末，世界各国给排水工程建设的重点均放在城市供水，因此给排水机械设备的发展则以大型的城市给我水工程与分散式的小型工业废水处理为主，非排水机械设备以通用机械设备为主。由于对水质的要求也不是非常之高，仪器仪表也比较简单。进入了70年代，为了适用工业化的发展和人民生活水平的提高，工业发达国家的供水普与率已经相继达到85%-95%，人均生活用水量达到了200-300L/(人d)。工业化的飞速发展，用水量的与日俱增，同时也带来了严重的水质污染问题，直接威胁到人民的生命健康和人类的发展生存。 19世纪以来，经济发达的国家相继出现了环境污染和社会公害问题，许多国家的河湖水域解氧降低，水生物减少，甚至
10、绝迹。由于水环境污染，人们发病率增加，政府开始认识到加强污水处理的必要性，并投以大量资金兴建污水处理工程。经过30多年的大力整治，付出巨大代价，才基本控制了形势，使水生物恢复生长，水环境得到改善。这种污所造成的损失是极大的，教训是深刻的。为此，各国政府对于污水处理工作极为重视，从法律和建设资金上给予保证，并不断开拓新技术，使城市污水处理事业得以迅速发展。美国是目前世界上污水处理厂最多的国家，平均5000人就有1座，其中78为二级生物处理厂；英国共有处理厂约8000座，平均7000人1座，几乎全部是二级生物处理厂；日本城市废水处理厂约630座，平均20万人l座，但其中二级处理厂与高级处理厂占98
11、6；瑞典是目前污水处理设施最普与的国家，下水道普与率99172上，平均5000人1座污水处理厂，其中91为二级生物处理厂。这些国家的经验表明，大力兴建有了明显改善；日本不符合环境标准水域，已从1971年的0.6下降到1980年的0.05；欧洲莱茵河的有机污染已基本控制，部分河段水质明显改善，鱼类复生；英国泰晤士河绝迹了100多年的鱼群又重新出现，目前已达119种。截至上世纪70年代，发达国家基本上普与二级处理但是二级处理耗能多，运行费用高，基建投资也不低。发展中国家普遍“建不起”，或是“养不起”，因此纷纷寻求适用于本国国情的经用的高昂引起了众多的非议，据悉，美国投资超过10亿美元，因此他们也在
12、大力研究新技术或改革传统的流程。3.调研情况3.1 城市污水工艺简介城市生活污水的主要污染物是有机物。针对生活污水，目前国外主要采用生物法。生物法包括活性污泥法、生物滤池两大类，又以活性污泥法为主，活性污泥法有很多种型式，即传统活性污泥工艺、AB工艺、SBR与其变型工艺、氧化沟工艺、A/O工艺、A2/O工艺等。（1）传统活性污泥法工艺：使用最早的工艺，它去除有机物的效率很高，在处理过程中产生的污泥采用厌氧消化方式进行稳定处理，对消除污水和污泥的污染很有效，而且能耗和运行费用都比较低。但是它对氮磷的去除效率不高。（2）AB法工艺：采用吸附和传统活性污泥法的两次生化处理，工艺单元构成复杂，污泥不稳
13、定，建设投资和处理成本高。该法是针对高浓度污水而设计的特殊场合的处理工艺。（3）氧化沟工艺：氧化沟又名氧化渠，在我国的应用最早可以追溯到五十年代初期，由于该工艺简单、好管理，在我国得到速度推广和应用。沟体的平面形状呈环形、长方形、L形、圆形或其他形状，具有独特水力学特征和工作特性。和传统的活性污泥法相比，氧化沟工艺明显可以节省掉调节池、初沉池和污泥消化池，流程简单化，而且出水水质比以前要好，操作企业也比较方便，运行费用还比较节省。具有较好的处理效果。氧化沟利用连续环式反应池作生物反应池，氧化沟提供很大的稀释倍数而提高了缓冲能力，一般是污水进水流量的数倍乃至数十倍，水在沟的停留时间较长，对不易降
14、解的有机物也有较好的处理能力。我国自20世纪80年代起也相继采用此工艺处理各类城市污水，取得了良好的效果。并在实践中发展演化成多种形式，如T型氧化沟和DE型氧化沟、Orbal氧化沟。T型三沟式氧化沟集缺氧、好氧和沉淀于一体，交替进行反应和沉淀，流程简洁，具有生物脱氮功能。Carrousel氧化沟兼有完全混合和推流的特性，且不需要混合液回流系统，但水深不宜过大，充氧动力效率低，不具备脱氮除磷功能。（4） A2/O工艺：目前生物除磷脱氮工艺中应用较多一种方法，是最简单的同步除磷脱氮工艺，利用厌氧、缺氧、好氧实现有机物的降解过程，原污水首先进入厌氧区，转化为小分子发酵产物。随后废水进入缺氧区，达到同
15、时去碳和脱氮的目的。释放能量可供本身生长繁殖，吸收周围环境中的溶解磷，有机物经厌氧区、缺氧区后，浓度已相当低。A2/O工艺总水力停留时间小于其它同类工艺，厌氧、缺氧和好氧三个区严格分开，有利于不同微生物菌群地繁殖生长，因此脱氮除磷效果非常好。可抑制丝状菌繁殖，克服污泥膨胀，对较高浓度和较低浓度均能得到良好的处理效果。（5）SBR工艺：我国80年代开始对SBR进行研究，应用已比较广泛。如：市日处理污水量最高可达30万吨的第三污水处理厂，采用SBR法，出水水质稳定，达到了设计标准；经济技术开发区污水处理厂所采用的SBR法的变形工艺，是中国目前最大的SBR法城市污水处理厂。传统SBR法处理污水是将连续流工艺中污水先进入反应池，进水时
