A. 造紙廢水處理論文開題報告
在我們平凡的日常里,越來越多人會去使用報告,通常情況下,報告的內容含量大、篇幅較長。你知道怎樣寫報告才能寫的好嗎?下面是我為大家收集的造紙廢水處理論文開題報告,僅供參考,大家一起來看看吧。
一、課題背景和意義
造紙工業是能耗高、物耗高,對環境污染嚴重的行業之一。造紙工業的污染問題十分嚴重,受到了人們普遍的關注。在世界范圍內,造紙工業廢水都是重要的污染源,例如日本、美國分別將造紙工業廢水列為六大公害和五大公害之一。
在我國,造紙工業廢水污染已成為造紙生產及相關行業能否生存和發展的關鍵因素。據環保統計公報數字表明,縣及縣以上制漿造紙和紙製品廢水排放量佔全國工業總排放量的11%,僅次於化學工業及鋼鐵工業的年排水量,居第三位,其中達標排放量僅占造紙總排放量的14%,排放廢水中COD約佔全國總排放量的45%。
目前我國造紙工業廢水排放量及COD排放量均居我國各類工業排放量的首位[1]。近年經多方不懈努力,造紙工業廢水污染防治已經取得了一定的成績,雖然紙及紙板產量逐年增加,但排放廢水中的COD卻逐年降低。由此看出,造紙工業初步實現了增產減污的目標。但目前造紙行業約占排放總量50%的廢水尚未進行達標處理,廢水污染防治任務還相當繁重。
制漿造紙廢水是指化學法制漿產生的蒸煮廢液(又稱黑液、紅液),洗漿漂白過程中產生的中段水及抄紙工序中產生的白水,它們都對環境有著嚴重的污染。
一般每生產1t硫酸鹽漿就有1t有機物和400kg鹼類、硫化物溶解於黑液中;生產1t亞硫酸鹽漿約有900kg有機物和200kg氧化物(鈣、鎂等)和硫化物溶於紅液中。廢液排入江河中不僅嚴重污染水源,也會造成大量的資源浪費[2]。
近年來,一些以制漿造紙為主要工藝的小型企業由於受白水困擾被迫停產或轉產。隨著造紙行業的發展,受原料林資源的約束,廢紙作為再生纖維資源在造紙工業原料中的重要性與日俱增,我國產量名列前幾位的造紙企業大部分是以廢紙為原料。
廢紙作為造紙原料之一,即可減輕環境污染,又可減少森林砍伐,節省原料纖維資源,緩解原料緊張局面,經濟和社會效益十分顯著。盡管廢紙造紙廢水污染物產量比化學制漿造紙減少了85%以上,但廢水的COD、SS濃度仍然較高[3]。
某造紙廠主要以商品木漿為原料,生產各色特種裝飾鈦白印刷面紙、平衡紙系列、印花原紙系列、瓜子袋紙系列、特種長纖維紙系列、水松紙產品等各種高檔特種工業印刷紙以及文化用紙,總產量為1.2萬t/a,排放造紙廢水約8000t/d。
目前,這些廢水若未經處理就排入附近水體,將對環境造成嚴重污染[1~4],同時該廠生產耗水量大,如處理後進行回用,將產生巨大的經濟效益廢液排入江河中不僅嚴重污染水源,也會造成大量的資源浪費。所以對造紙廢水的處理在我國也是非常重要的,其中造紙白水對環境造成的`影響,是本論文論述的主要觀點。
二、國內外研究現狀
2.1、造紙工藝
目前國內廢紙造紙主要流程為碎漿、磨漿、篩選、打漿、造紙、烘乾、卷取等[4]。簡要流程如下:
圖1造紙工藝流程
2.2、處理工藝
目前國內外針對白水所採用的處理工藝主要有以下幾種:
2.2.1、氣浮法
氣浮法是白水處理中較常用的方法。白水中所含的物質為短纖維、填料、膠狀物以及溶解物,它經過調節後在氣浮池內與減壓後的溶氣水混合,進行氣浮操作過程。完成分離後,清水入清水池供紙機回用,短纖維進入漿池供造紙機回用。氣浮法在我國造紙企業中有較廣的應用。
2.2.2、絮凝法
絮凝法在造紙白水處理中也有應用,即利用適當的絮凝劑處理廢水,可以使其中的細小纖維和其他細小固體顆粒懸浮物沉澱下來。在造紙白水的處理過程中,造紙白水先經微孔過濾處理回收纖維,降低白水中的懸浮物含量,再加入混凝劑和助凝劑,使白水中的細小纖維、填料、膠體性物質及部分溶解性有機物聚沉,處理後的澄清水可完全回用於生產或排放。
化學絮凝處理造紙白水具有投資少、工期短、處理系統運行管理簡單、操作靈活、處理效果好等特點。能有效去除再生造紙廢水中的SS、色度以及有機物等,得到的泥漿經過適當處理後還能用作生產箱紙板的紙漿,處理的上清液可以作為工業水循環使用,因此,其經濟效益和環境效益相當顯著。
2.2.3、過濾法
應用於白水處理的過濾法常見的有兩種:真空過濾法和微濾法。
真空過濾法具有過濾速度快、處理量大、工藝過程穩定、佔地面積小、基建費用少、運行費用低等特點,處理後的白水可直接用於造紙過程。近年來國內的一些大型造紙企業大力推廣真空過濾機用於白水處理,使得白水的處理與循環回用的程度大大提高。
微濾法採用的`過濾介質為不銹鋼絲 網或化纖 網,其過濾孔徑的大小可根據用戶的廢水種類、濃度等的不同而隨意選擇,最小孔徑當量可小於20um。其優點更在於工藝簡單、佔地少、投資省;過濾能力大、效率高、運行費用低、操作極其簡便。
2.2.4、膜分離法
膜分離技術處理造紙白水,可以較徹底去除造紙白水中的金屬離子和溶解性無機鹽物質,是實現造紙零排放目標的有效措施之一。然而,膜分離法處理水量能力不大、費用較高,在用於造紙白水處理方面還處於實驗室的研究階段,距離實際生產還有很長的路要走[5]。
三、課題主要內容
1、設計流量:Q=1500m3/dKz=1.1
2、進出水水質,最後出水符合《遼寧省污水與廢氣排放標准》(DB21-60-89)二級標准
3、運用大學期間所學的專業知識,理論和畢業實習中學到的實踐知識,對造紙生產工藝的最終出水進行處理設計。
4、污水處理工藝流程的確定5、主要構築物設計計算
6、依據具體地形對污水處理廠進行平面布置。
7、高程布置。
8、並對建成的運行管理提出要求和建議。
9、在對造紙廢水(白水)進行設計過程中,要知道造紙廢水中是多種多樣的,不能設想只用一種處理方法,就能把污染物取值殆盡,往往要採用多種方法組合的處理工藝系統,才能達到處理效果。應盡量選取較好的處理方法。
10、在對廢水處理工程設計過程中,應盡量運用清潔生產的理念,降低廢水中復雜成分,使得在後續廢水處理中降低難度和提高效率。
四、課題研究 方案
廢紙回收利用過程中,從工藝上分為抄紙段產生的廢水稱為白水。由於白水日排水量大,含有大量的軟纖維和填料,懸浮物含量高,它所引起的污染令世人矚目。目前,國內外處理造紙自水的方法主要有氣浮法、絮凝沉澱法、過濾法、膜分離法等,綜合各種方法的優缺點,我選擇氣浮法進行對造紙污水(白水)進行處理。
採用混凝氣浮為主的工藝流程處理造紙廢水,處理後出水SS、CODcr和BOD5的平均去除率分別達到90%、74%和80%以上,出水達到設計要求,可以直接回用於生產工藝中,並可回收紙漿。實現了生產用水的閉路循環運行,達到了廢水零排放。此工藝避免了生化處理佔地面積大、投資和運行費用高等缺點,並且處理費用低,運行穩定,維護簡單,具有顯著的環境效益。氣浮法在我國處理造紙污水(白水)普遍使用,氣浮法不僅經濟效應低,並且處理效果非常好,佔地面小,運行操作簡單[6]。
結合造紙廢水目水質的特點,實驗擬採用採用混凝氣浮+水解酸化+接觸氧化的處理工藝。
五、日程安排
1、資料收集、 方案對比20xx.3.xx~20xx.3.23一周。
2、撰寫開題報告、開題答辯、英文翻譯20xx.3.24~20xx.3.30一周。
3、主體構築物設計計算20xx.3.31~20xx.4.6一周。
4、附屬構築物及高程設計計算20xx.4.7~20xx.4.13一周。
5、流程圖、總平面圖繪制20xx.4.14~20xx.4.20一周。
6、高程圖繪制20xx.4.21~20xx.4.27一周。
7、構築物圖繪制20xx.4.28~201.5.4一周。
8、構築物圖繪制20xx.5.5~20xx.5.11一周。
9、構築物圖繪制20xx.5.12~20xx.5.18一周。
10、設計說明書編制20xx.5.19~20xx.5.25一周。
11、修改設計說明書20xx.5.26~20xx.6.1一周。
12、修改圖紙20xx.6.2~20xx.6.8一周。
13、畢業設計答辯20xx.6.9~20xx.6.15一周。
六、 參考文獻
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B. 水污染問題開題報告
水污染問題開題報告
水污染問題已經波及到全世界了,下面是我整理的水污染開題報告,歡迎大家認真閱讀。
一、選題的目的及研究意義
伴隨著經濟發展、人口增加、城鎮化進程的步伐加快,我國取得了舉世矚目的驕人成績,然而隨之而來的是各種污染現象、污染事故的發生,大氣、水體、雜訊等污染嚴重影響著人們的生活,制約著社會的進步。在各類污染中,水污染和人們的關系最為密切,我們的水資源嚴重短缺並遭受著各類污染的侵襲,降低了水體的使用功能,嚴重破壞了生態環境,影響了人們的生活,社會的發展,因此,解決水污染問題成為一項十分重要的課題。近年來各種類型、各種規模的污水處理廠的建立,能夠有效地減少水污染的發生,有利於進行污水的集中處理。城市的生活污水能夠有序的排進處理廠處理,減少受納河流的自凈負荷。
一些工廠、公司的生產污水有路可去,減少了工廠的運行負擔,使一些小工廠在新的環境要求下能夠繼續運行下去,有利於城市工業可持續發展。綜合各方面的因素考慮,污水處理廠的建立是解決水污染問題的一種最為有效的`方法。
對城市污水進行處理,通過工藝流程的設計和各環節的處理,使污水達到排放標准,保護環境,保障人們健康生活。該市人口較多,污水處理量較大,水中含氮磷及有機物較多,因此需建設污水處理廠對該市的污水進行處理,並且所選擇的工藝必須能夠有效解決水中有機物的處理。據此在設計中,應提出污水處理廠的處理工藝流程以及處理過程中各構築物的類型與數量,進行處理設備及構築物的工藝設計計算並繪制污水處理廠平面圖、高程圖及主要構築物單體平、剖圖。
二、國內外相關領域的研究現狀、發展趨勢等
1 活性污泥法
國內外城市污水處理廠目前普遍採用的工藝有:SBR間歇式活性污泥法、循環式活性污泥法(CAST或CASS)、AB法、A/O生物脫氮活性污泥法、A2/O生物脫氮除磷工藝、氧化溝法(循環混合式活性污泥法)等工藝。
⑴ SBR法(Sequencing Batch Reactor)
序批式反應池(SBR)屬於“注水—反應—排水”類型的反應器,其操作流程由進水、反應、沉澱、出水和閑置五個基本過程組成,所有處理過程都是在同一個設有曝氣或者攪拌裝置的反應器內依次進行,混合液始終留在池中,從而不需另設沉澱池。曝氣池兼具沉澱的作用,厭氧、好氧也在同一池進行。通過調節每個工序的時間,可達到除磷脫氮的效果。其工藝系統組成簡單;耐沖擊負荷;反應推動力大,運行操作靈活;可通過計算機自動控制,易於維護管理。
⑵ 循環活性污泥工藝(cyclic activated sludge technology)
CAST工藝是SBR工藝的一種變形,池體內用隔牆隔出生物選擇區、兼性區和主反應區三個區域,整個工藝的曝氣、沉澱、排水等過程在同一池內周期循環運行,省去了常規污泥處理工藝中的二沉池和污泥迴流系統。其建設費用、運轉費用低;有機物去除率高;污泥產量低、性質穩定;運行管理簡單,不易發生污泥膨脹。
⑶ AB法(Adsorption—Biooxidation Process)
吸附—生物降解工藝,簡稱AB法,整個污水處理系統共分為預處理段、A段、B段三段,在預處理段只設格柵、沉砂等處理設備,A段由吸附池和中間沉澱池組成,B級由曝氣池和二沉池組成,A、B級各自擁有獨立的污泥迴流系統。該工藝處理效果穩定,具有抗沖擊負荷能力。
⑷ A2/O法
A2/O法同步除磷脫氮機制由兩部分組成:一是除磷, 污水中的磷在厭氧狀態下釋放出聚磷菌,在好氧狀況下又將其更多吸收,以剩餘污泥的形式排出系統。二是脫氮,缺氧段由於兼性脫氮菌的作用,利用水中BOD 作為氫供給體將來自好氧池混合液中的硝酸鹽及亞硝酸鹽還原成氮氣逸入大氣,達到脫氮的目的。其總的水力停留時間少於其他同類工藝;在厭氧(缺氧)、好氧交替運行條件下,絲狀菌不能大量增殖,無污泥膨脹之慮,SVI值一般均小於100;污泥中含磷濃度高,具有很高的肥效;運行中勿需投葯,運行費用低。若降低污泥濃度、壓縮污泥齡、控制硝化,以去除磷、BOD5和COD為主,則可用A/O 工藝。
⑸ 氧化溝法
氧化溝是延時曝氣法的一種特殊形式,一般採用圓形或橢圓形廊道,池體狹長,深度較淺,在溝槽中設有機械曝氣和推進裝置,池體的布置和曝氣、攪拌裝置都有利於廊道內的混合液單向流動。多數情況下,氧化溝系統需設二沉池。在流態上介於完全混合和推流之間,有利於活性污泥的生物凝聚作用,而且可以將其區分為富氧區、缺氧區,有以進行硝化和反硝化,取得脫氮的效果;可考慮不設置初沉池,原污水經過格柵和沉砂池預處理,已經有效防止污水中無機沉渣沉積,有機性懸浮物在氧化溝內能夠達到好氧穩定的程度;BOD負荷低,因此對水溫、水質、水量的變動有較強的適應性,污泥產率低,具有較大的脫氮潛力,運行費用較低。
2 生物膜法
生物膜法包括生物濾池、生物轉盤、生物接觸氧化池、曝氣生物濾池及生物流化床等工藝形式。通過微生物附著生長在濾料或填料表面上,形成生物膜,污水與生物膜接觸後,污染物被微生物吸附轉化,污水得到凈化。目前所採用的生物膜法多數是好氧工藝,其對水質、水量變化的適應性強,處理效果好,同其他方法組合應用可實現更高效率的處理效果。
3 UNITANK法
UNITANK工藝是一種三溝式氧化溝的變形,它是由三個矩形組成的,其中兩側的矩形池即可做曝氣池,又可做沉澱池,中間一個矩形池只做曝氣池。污水可以進入三個池中的任意一個,採用連續進水、周期交替運行。在自動控制下使各池處在好氧、缺氧及厭氧的交替狀態下,實現有機物及氮磷的去除。但它的容積利用率低,設備閑置率高,除磷功能差,並且不適用於大型的城市污水處理廠。
4 生物處理法新進展
無論是好氧處理技術還是厭氧處理技術,生物法都可以利用微生物的新陳代謝,以污染物質為營養,實現對污染物質的降解。它的二次污染小,對生活污水的處理有著自己獨特的優勢。隨著工藝生產技術的發展,污水中成分更加復雜,有機物質更難降解,這就必然要求進行處理工藝的改革。
⑴ 活性污泥法的新發展
通過長期的研究實踐,活性污泥法已成為一種比較完善的工藝,目前對活性污泥法的改進主要是在曝氣方式上的改進,或是朝多功能方向發展,將活性污泥法與其他工藝相結合,提高處理效果。用常規手段很難再生物學上有較大的發展,目前對活性污泥法的重點研究方向主要是膜分離技術和分子生物學技術的應用。
⑵ 生物膜處理法的新進展
目前在普通生物膜法的基礎上,出現了高負荷生物濾池、塔式生物濾池、生物轉盤和生物接觸氧化等。近幾年來,又出現了一些新型的生物膜法處理技術,如生物流化床,活性生物濾池,另外還有空氣驅動的生物轉盤、生物轉盤和曝氣池相結合、藻類轉盤等。由於生物膜法的生態系統中可以生長藻類、後生動物等,甚至可以生長硝化菌及反硝化菌等,因此可以用來脫氮等。
⑶ 厭氧生物處理法的新發展
厭氧生物處理法是利用厭氧微生物在無氧的條件下對有機物進行降解的技術。由於處理效率低、處理速度慢,且厭氧菌對環境要求嚴格不易控制等缺點,厭氧生物處理法一直處於污泥處理階段。近年來,由於能源危機及嚴重的環境污染,厭氧生物處理由於其產物具有能源物質而得到人們的重視,一大批新的厭氧生物處理技術相繼誕生,如厭氧生物濾池、厭氧轉盤、厭氧流化床法,以及上流式厭氧污泥反應器(UASB)等,厭氧生物處理法正朝著能處理低濃度有機污水,能夠脫氮除磷,運行維護簡單費用低的方向發展。
三、對本課題將要解決的主要問題及解決問題的思路與方法、擬採用的研究方法(技術路線)或設計(實驗)方案進行說明
(一)、原始資料
(1)污水水質
CODmg/L BOD5 mg/L SS mg/L 總磷 mg/L pH 色度
處理前 420 220 200 8 6~9 ≤ 30倍
處理後≤ 60≤ 20≤20≤1.56~9≤30倍
(2) 基本資料
某城鎮現有常住人口90000人。該鎮規劃期為十年(2005-2020),規劃期末人口為120000人,生活污水排放定額為250升/人·天,污水處理廠排放標准為中華人民共和國國家標准。 預計規劃期末鎮區工業污水總量為20000噸/日,同時,要求所有工業廢水排放均按照《污水排入城市下水道水質標准》(CJ18-86)執行。現規劃建設一城市污水處理廠,設計規模為50000噸/日,污水處理廠排放標准為中華人民共和國國家標准。
氣象及水文資料風向:多年主導風向為東南風。水文:降水量多年平均為每年728mm;蒸發量多年平均為每年1200mm;地下水位,地面下6~7m。年平均水溫:20℃。廠區地形污水廠選址區域海拔標高在19~21m左右,平均地面標高為20m。平均地面坡度為0.3%~0.5% ,地勢為西北高,東南低。
(二)本課題研究方案
本項目污水處理的特點:(1)污水以有機污染物為主,BOD/COD=0.52>0.3,可生化性較好,重金屬及其他難以生物降解的有毒有害污染物一般不超標;(2)污水中主要污染物指標BOD、COD、SS值都比較低,屬普通城市污水;(3)進水中總磷含量高於污水綜合排放標准一級標准,需添加除磷工藝。針對以上特點,以及出水要求,現有城鎮污水處理技術的特點,以採用生化處理最為經濟。由於總磷超標,處理工藝尚用除磷。根據處理規模(5萬噸/天),進出水質﹑出水質要求,污水處理廠既要求有效地去除BOD5,又要求對污水中的COD﹑磷進行適當處理。本課題可供選擇的工藝:如A2/O 工藝,A/O 工藝,SBR 及其改良工藝,氧化溝工藝,以及水解好氧工藝,生物濾池工藝等。
四、有關參考文獻資料
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;C. 選擇污水處理設備有哪些原則
為了使建成後的污水處理系統能高效、穩定運行,應依據下列原則進行污水處理措施回的比較答和選擇:
1)技術成熟,處理效果穩定,保證出水水質達到規定的排放要求。
2)以盡可能少的投入取得盡可能多的效益。
3)運行管理方便,運轉靈活,並可根據不同的進水水質和出水水質要求調整運行方式和工藝參數,最大限度的發揮處理裝置和處理構築物的處理能力。
4)選定工藝的技術及設備先進、可靠。
D. 高中研究性學習 城市污水處理
選題背景
城市污水處理是指為改變污水性質,使其對環境水域不產生危害而採取的措施。城市污水處理工藝的確定,是根據城市水環境質量要求、來水水質情況、可供利用的技術發展狀態、城市經濟狀況和城市管理運行要求等諸方面的因素綜合確定的。工藝確定前一般都要經過周密的調查研究和經濟技術比較。處理後的污水,無論用於工業、農業或是回灌補充地下水,都必須符合國家頒發的有關水質標准。 城市污水處理技術就是利用各種設施設備和工藝技術,將污水所含的污染物質從水中分離去除,使有害的物質轉化為無害的物質、有用的物質,水則得到凈化,並使資源得到充分利用。 項目條件
城市污水處理是近幾年來較熱的課題
E. 污水處理工藝選擇時應考慮哪些基本因素
污水處理工藝流程選擇,一般應考慮以下因素。
1、廢水水質
生活污水水質通常比較穩定,一般的處理方法包括酸化、好氧生物處理、消毒等。而工業廢水應根據具體的水質情況進行工藝流程的合理選擇。特別需要指出的是,對於採用好氧生物處理工藝處理廢水來說,要注意廢水的可生化性,通常要求COD/BOD5 >0. 3,如不能滿足要求,可考慮進行厭氧生物水解酸化,以提高廢水的可生化性,或是考慮採用非生物處理的物理或化學方法等
2、污水處理程度
這是污水處理工藝流程選擇的主要依據。污水處理程度原則上取決於污水的水質特徵、處理後水的去向和污水所流人水體的自凈能力。但是目前,污水處理程度的確定主要依從國家的有關法律制度及技術政策的要求。通常環境管理部門是根據《污水綜合排放標准》及相關的行業排放標准來控制污水的排放濃度,一些經濟發展水平較高的地區還規定了更為嚴格的地方排放標准。因此,無論是何種需要處理的污水,也無論是採取何種處理工藝及處理程度,都應以處理系統的出水能夠達標為依據和前提。按照法律、法規、政策的要求預防和治理水體環境污染。
3、建設及運行費用
考慮建設與運行費用時,應以處理水達到水質標准為前提條件。在此前提下,工程建設及運行費用低的工藝流程應得到重視。此外,減少佔地面積也是降低建設費用的重要措施
4、工程施工難易程度
工程施工的難易程度也是選擇工藝流程的影響因素之一。如地下水位高,地質條件差的地方,就不適宜選用深度大、施工難度高的處理構築物。
5、當地的自然和社會條件
當地的地形、氣候等自然條件也對廢水處理流程的選擇具有一定影響。如當地氣候寒冷,則應採用在低溫季節也能夠正常運行,並保證水質達標的工藝。當地的社會條件如原材料、水資源與電力供應等也是流程選擇應當考慮的因素之一。
6、污水的水量
除水質外,污水的水量也是影響因素之一。對於水量、水質變化大的污水,應首先考慮採用抗沖擊負荷能力強的工藝,或考慮設立調節池等緩沖設施以盡量減少不利影響。
7、處理過程中是否產生新的矛盾
污水處理過程中應注意是否會造成二次污染問題。例如制葯廠廢水中含有大量有機物質(如苯、甲苯、澳素等),在曝氣過程中會有廢氣排放,對周圍大氣環境造成影響;化肥廠生產廢水在採用沉澱、冷卻處理後循環利用,在冷卻塔尾氣中會含有氰化物,對大氣造成污染;農葯廠樂果廢水處理中,以鹼化法降解樂果,如採用石灰做鹼化劑,產生的污泥會造成二次污染;印染或染料廠廢水處理時,污泥的處置成為重點考慮的問題。
總之,污水處理流程的選擇應綜合考慮各項因素,進行多方案的技術經濟比較才能得出結論。
F. 求教 污水處理中,污泥負荷選取的依據(最好是計算依據)
排水設計規范中有相關的依據,一般取0.1-0.2kgBOD/kgVSS.d
低負荷的取0.05-0.1
G. 針對城市污水處理技術研究
作為城市綜合管理的關鍵環節,污水處理對於城市正常運行及環境保護具有重要作用。本文首先介紹了城市污水處理尺宴的常用工藝,陵仿銀然後探討了城市污水處理的節能降耗策略,以期為相關技術與研究人員提供參考。
同國內城市經濟、工業產業相比,城市基礎設施的發展與建設速度相對較為緩慢,此種狀況導致了我國城市基礎設施長時間處於超負荷承載狀態,而環境保護作為城市基礎設施的重要部分,其發展狀況更加不容樂觀。當前城市污水處理採用的工藝類型較多,但各類工藝都具有不同的優勢與劣勢,而部分城市項目在未調查當地水質情況下便隨意選擇工藝,這在一定程度上影響了污水處理質量。因此,加強有關城市污水處理技術大灶的探討,對於改善城市基礎設施建設整體水平具有重要的現實意義。
一、城市污水處理常用技術工藝
城市污水是居民城市生活中產生的污水,其包含較多的細菌、有機物、病毒及寄生蟲卵等,含有較高量的硫、磷、氮等分子。依據清除對象及工作原理,當前採用的污水處理工藝主要有化學法、物理法與生物法等。
1、氧化溝工藝
氧化溝污水處理通常採用連環循環曝氣池,其是活性污泥法的一類延伸技術,是延時、低載荷曝氣活性污泥法。因曝氣池主要選用封閉的溝渠型,所以與原有的活性污泥法相比其在水力流態上具有不同的特點。在完成預處理後污水後直接輸送至氧化溝,在環形溝處活性污泥與污水充分混合後會通過表面曝氣的形式進行循環流動,具備完全混合式與推流式兩種特性。氧化溝法對有機物清除效率較高,殘余污泥量較少且易脫水,整體指標優異,同時具有除磷、工藝簡單快捷、處理效果可靠、泥齡長、脫氮等優點;其缺點則主要包括體積龐大、負荷較小、運行成本過高、能耗過大等,在中小型低負荷污水處理廠應用較為廣泛。[1]
2、SBR法
SBR法也就是序列間歇式活性污泥法,或叫做序列間歇式反應器法。其屬於一種依照間歇曝氣方式工作的活性污泥處理工藝,是一種沉澱靜置、變容積、好氧-缺氧-厭氧間歇產生、混合充分、交替進水、單池處理的活性污泥法。SBR法將原有的動態沉澱改為靜置理想沉澱、將穩態生活反應改為非穩定生化反應、將空間分割處理模式改為時間分割處理模式,具有間歇處理與運行有序雙重特點。另外SBR反應池是該技術的關鍵,此池主要集成了生物降解、均化、初沉、二沉等功能,且未採用污泥迴流系統。
3、CCAS工藝
CCAS工藝也就是連續循環曝氣系統工藝,其關鍵部分為CCAS反應池,可完成懸浮物與有機物降解、除磷、排氮等功能,且對污水預處理的要求較低,出水便可達標排放。完成預處理後的污水會直接傳輸至反應池前部的預反應池,在此部分內活性污泥微生物會吸附水中的大量可溶性BOD,隨後污水會通過反應器隔牆處的孔洞按照0.03~0.05m/min的速度流入主反應區。主反應區內主要依照「曝氣、閑置、沉澱、排水」的處理工序循環運行,以確保污水通過「好氧-缺氧」的周期處理清除氮和碳,並在「好氧-厭氧」的處理中去除磷。不同工序的周期及設備運行都通過提前編制的程序命令進行操作,且可利用計算機進行綜合管控。
4、生物膜法
生物膜法是通過吸附生長在部分固體物表面的微生物處理有機污水的技術。生物膜是一類由大量兼性菌、厭氧菌、原生動物、好氧菌、藻類、真菌等構成的生態系統,其表面具有的固體介質即為載體或濾料。由濾料依次向外可將生物膜分成厭氣層、好氣層、附著水層及運動水層。此法的主要工作原理為:生物膜會對污水中包含水層的有機物進行吸附,在經過好氣層的好氣菌分解後再完成厭氣層的厭氣處理,運動水層則用於更新老化的生物膜系統,由此周期循環實現污水凈化。[2]
二、城市污水處理的節能降耗策略
1、污泥處理
作為城市污水處理的主要耗能部分之一,污泥處理單元通常包含污泥穩定、污泥濃縮與污泥脫水等過程。當前應用較多的污泥濃縮方法有離心濃縮、氣浮濃縮與重力濃縮。分析不同污泥濃縮工藝能耗實踐數據可發現,氣浮濃縮的比能耗一般在0.2~10kWh・m-1左右,重力濃縮的比能耗一般在0.02~0.14kWh・m-1左右,離心濃縮的比能耗一般在0.5~1.2kWh・m-1左右,而氣浮濃縮中生物氣浮比能耗則通常為0.05~0.12kWh・m-1。相比之下,重力濃縮的耗能量最小,但因其濃縮效果較差,容易導致磷的泄漏,所以將重力濃縮改為生物氣浮可有效提高污泥濃縮效能。
電耗與熱耗是厭氧消化耗能的主要部分,熱耗常用於保持消化過程溫度,而電耗則用於泵送與攪拌;而風機對消化池的曝氣是好氧消化耗能的主要部分。兩者間的主要差異為厭氧消化產生的沼氣可有效補償消化過程的能耗。如某污水處理廠污泥處理主要選用生化沼氣的高溫與中溫兩級消化工藝,單日產生化沼氣設計量為5.4萬m3,依照運行穩定性計算日均發電量可保持在7.5萬kWh,全年發電量則可突破2700萬kWh。另外當前大部分污水處理廠均選用離心脫水、帶式壓濾縮水、板框壓濾脫水等機械脫水方式,依據不同機械脫水電耗數據分析可發現離心DS脫水通常保持在11~33kWh・t-1左右。
2、污水處理
污水處理中的主要耗能部分為生物處理好氧工藝中的曝氣系統。對曝氣系統可採取的降耗節能措施有:(1)設置自動調控設備,依據曝氣池中的溶解氧濃度對供氣量進行調整;(2)加強設備設計,盡量採用壓力承載性能高的局部構建及管材,降低不必要的延長與局部損失;(3)將曝氣裝置替換為混合效率更好的潛水攪拌器等;(4)可考慮將曝氣設備安置在單側,在水流斷面上構造成旋轉推流,讓氣液充分接觸,由此改善氧的高轉移率;(5)選用性能穩定、工作可靠、節能效果良好的變頻調速風機。[3]
3、污水提升
作為污水提升的基本工作裝置,污水提升泵降耗處理將改善處理廠整體節能效果。如依據某污水處理廠提升泵具體運行能耗數據分析發現,提升泵電耗占處理廠整體能耗的16%左右;工作揚程是提升泵電耗的主要決定性因素,另外構築物水頭損失設定值過高,也會加大污水提升電耗。所以應在工程設計時進行管道淹沒出流規劃並調整跌水高度,減小出口處水頭損失消耗,以降低污水提升高程與能耗。對於泵揚程處理,可在設計時增加總體布置密度,採用短而直的管道連接方式,選用平流式沉澱池和淹沒堰,以減少泵電耗。
4、化學除磷
化學除磷是指通過添加化學葯劑與污水內的磷發生反應形成沉澱來除磷的一種方法。該方法在污水處理廠中應用較為廣泛,但不同的化學葯劑擁有不同的除磷效果。某研究者對幾類葯劑除磷效果比對發現,三氯化鐵具有較高的除磷率,但其會產生排放尾水色度過大問題。而選用高分子混凝劑不僅能取得較好的除磷率,且能大幅度改善葯耗。
城市污水處理水平將直接關系著城市居民的健康生活與發展。因此,相關技術與研究人員應加強有關污水處理的研究,總結污水處理工藝及關鍵技術處理要點,以逐步提升城市整體發展質量。
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H. 城市污水處理工藝方案的內容和確定工藝方案的依據分別包括哪些內 容
城市污水處理廠的設計和建設包括處理程度和規模的確定、廠址選擇、污水及污泥處理工藝選擇、總平面布置、工藝流程確定、處理構築物等方面的內容。在處理程度或允許的出水排放總量確定以後,就可以據此列出所有能夠滿足要求的工藝流程(方案)。選擇可行的幾種處理工藝方案,通過全面技術經濟比較後確定處理工藝流程和設計參數。城市污水處理工藝方案的選擇一般應體現以下總體要求:滿足要求,因地制宜,技術可行,經濟合理。也就是說,在保證處理效果、運行穩定,滿足處理要求(排放水體或回用)的前提下,使基建造價和運行費用最為經濟節省,運行管理簡單,控制調節方便,佔地和能耗最小,污泥量少。同時要求具有良好的安全、衛生、景觀和其它環境條件。
1. 滿足處理功能與效率要求
城市污水處理廠工藝方案應確保高效穩定的處理效果,城市污水處理設施出水應達到國家或地方規定的水污染物排放控制或再生利用的要求。對城市污水處理設施出水水質有特殊要求的,須進行深度處理。這是污水處理最重要的目標,也是污水處理廠產品的基本質量要求。而排放標準的確定主要取決於處理出水的最終處置或利用方式,如果排入水體,則取決於接納水體的功能質量要求和水體的環境容量,如果再用,則取決於再生水用戶對水質的基本要求。
2. 規模與工藝標准因地制宜
城市污水處理廠工藝方案的確定必須充分考慮當地的社會經濟和資源環境條件。要實事求是的確定城市污水處理工程的規模、水質標准、技術標准、工藝流程以及管網系統布局等問題;處理規模大小對處理工藝的影響很大,城市污水處理設施建設應按照遠期規劃確定最終規模,以現狀水量為主要依據確定近期規模。污水處理廠的實際設計規模應根據污水收集量和分期建設、水質目標確定,污水收集量取決於管網完善程度和匯水區內的生活、工業污水產生與允許納入量,以及管網入滲或滲漏水量等因素。
在決定處理工藝方案時,要因地制宜,結合當地條件和特點,有所側重,尤其是排放與利用的相結合,不同處理工藝的組合。例如在一個處理廠內,一部份採用強化一級處理加排海(江)工程;一部份採用二級處理後用於農田灌概;還有一部份採用深度處理後回用於工業。要根據當地財力情況,充分考慮處理工藝的分期、分級實施。比如說,可以先採用一級處理或強化一級處理,以後再建二級處理,或一部份採用一級處理,另一部份採用二級處理。污泥處理應根據污泥的出路(農用、填埋、排海等)確定是否需要進行消化處理。
3. 技術成熟可靠切實可行
根據城市污水處理技術政策,城市污水處理設施建設,應採用成熟可靠的技術。根據污水處理設施的建設規模和對污染物排放控制的特殊要求,可積極穩妥地選用污水處理新技術。因此,必須合理把握工藝先進性和成熟性(可靠性)的辨證關系。一方面,應當重視技術經濟指標的先進性,同時必須充分考慮適合中國的國情和工程的性質。
城市污水處理工程不同於一般點源治理項目,它作為城市基礎設施工程,具有規模大、投資高的特點,且是百年大計,應該確保百分之百的成功。工藝的選擇必須注重成熟性、可靠性和適用性。因此,必須強調技術的合理,把技術風險降到最小程度,而不是簡單地提倡技術先進,尤其是慎重採用所謂的"革命性"和"國際領先"技術。在最近頒布的城市污水處理的技術政策中規定"對在國內首次應用的新工藝,必須經過中試和生產性試驗,提供可靠設計參數後再進行應用。"也是強調了可靠性原則。
4. 經濟合理效益顯著
節省工程投資與運行費用是城市污水處理廠建設與運行的重要前提。合理確定處理標准,選擇簡捷緊湊的處理工藝,盡可能地減少佔地,力求降低地基處理和土建造價。同時,必須充分考慮節省電耗和葯耗,把運行費用減至最低。對於我國現有的經濟承受能力來說,這一點尤為重要。較高的性能價格比經濟指標同樣是先進性的重要體現。
因此,城市污水處理工藝應根據處理規模、水質特性、受納水體的環境功能及當地的實際情況和要求,經全面技術經濟比較後優選確定。工藝選擇的主要技術經濟指標包括:處理單位水量投資、削減單位污染物投資、處理單位水量電耗和成本、削減單位污染物電耗和成本、佔地面積、運行性能可靠性、管理維護難易程度、總體環境效益等。
來源於煙台金正環保
I. 生活污水處理的設計依據
1、GB18918-2002 城鎮污水處理廠污染物濃度排放標准
2、城市污水再生利用 城市雜用水水質GB/T 18920-2002