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附件B： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告 1. 課題的目的及意義 1.1. 課題名稱 南充市某新區(qū)水污染控制工程規(guī)劃與設(shè)計(jì)－1。 1.2. 課題背景及意義 1.2.1. 南充市概況 南充屬四川省轄地級(jí)市，是四川省八大中心城市之一。南充位于四川盆地東北部、長(zhǎng)江最大支流嘉陵江的中游，地處成渝地區(qū)北部，介于東經(jīng)10527’~10658’，北緯3035’~3151’之間。南北跨度165公里，東西跨度143公里，幅員面積12494平方公里。 千里嘉陵江，俊秀大巴山，不僅造就了南充“魚(yú)米之鄉(xiāng)，絲綢之府、冠冕三巴”的美譽(yù)，更養(yǎng)育了古今一代代豪杰偉人名動(dòng)天下。南充東鄰達(dá)川市，南連廣安市，西與遂寧市、綿陽(yáng)市接壤，北與廣元市、巴中市毗鄰，是四川省重要交通樞紐城市和川東北經(jīng)濟(jì)、文化、交通、商貿(mào)、信息中心，與重慶、成都構(gòu)成成渝經(jīng)濟(jì)區(qū)北部“黃金三角”，有“川北心臟”和“川北重鎮(zhèn)”之稱。 南充歷史厚重悠久，始于秦設(shè)郡，公元前202年漢高祖設(shè)立安漢，此地文脈深遠(yuǎn)、人才輩出，被譽(yù)為嘉陵江畔的璀璨明珠。早在唐堯、虞舜之前，便謂“果氏之國(guó)”，因《太初歷》而發(fā)源了春節(jié)文化。春秋以來(lái)歷為都、州、郡、府、道之治所，是解放初期川北行署駐地。南充是一座文化名城，南充人陳壽，以其所著的《三國(guó)志》，使故土成為三國(guó)文化的發(fā)祥地。這里歷經(jīng)數(shù)千年的歷史文化的浸潤(rùn)，民風(fēng)淳樸，文化厚重，民俗優(yōu)雅，三國(guó)文化、絲綢文化、紅色文化和嘉陵江文化交融生輝，川北大木偶、川北燈戲、川北剪紙、川北皮影飲譽(yù)中外。這里 南充市先后獲得過(guò)聯(lián)合國(guó)千年古縣、中國(guó)優(yōu)秀旅游城市、國(guó)家園林城市等稱號(hào)，是世界三國(guó)文化研討會(huì)永久會(huì)址和國(guó)際木偶聯(lián)合協(xié)會(huì)中國(guó)唯一會(huì)員城市。 南充地處川中交通要沖之地，居于"西通蜀都，東向鄂楚，北引三秦，南聯(lián)重慶"的特殊地理位置，并與成都和重慶主城構(gòu)成四川盆地內(nèi)部經(jīng)濟(jì)發(fā)展區(qū)域，也是成南“一小時(shí)經(jīng)濟(jì)圈”的重要節(jié)點(diǎn)。 嘉陵江渠化工程，全國(guó)首條“水上高速路”。千里嘉陵江第一港南充港為中國(guó)西北和川東北地區(qū)出入長(zhǎng)江的重要門戶，千噸級(jí)船隊(duì)可從南充北上廣元，南下重慶，直達(dá)上海。達(dá)成鐵路橫貫東西，正在建設(shè)的蘭渝鐵路縱穿南北，兩條鐵路分別屬于西南地區(qū)、川渝地區(qū)的東西和南北交通大動(dòng)脈。南充已成為四川內(nèi)陸交通、通訊樞紐，川中北最大商品集散地，三峽經(jīng)濟(jì)區(qū)重要組成部分，對(duì)外開(kāi)放的重要口岸。已經(jīng)形成公路、鐵路、航空、航運(yùn)四位一體交通網(wǎng)。 南充市境內(nèi)主要的河流有嘉陵江、西河、東河、清溪河、枸溪河、白溪河、螺溪河、西充河，均屬于長(zhǎng)江流域。全市水資源總量為400多億立方米。多年平均徑流量深335mm，地表多年平均徑流總量41.91億立方米，全市人均擁有水量600m，低于全省和全國(guó)的平均水平。 1.2.2. 經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)水環(huán)境的影響 近年來(lái),隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,環(huán)境狀況日趨嚴(yán)峻。地方政府以犧牲本地環(huán)境質(zhì)量為代價(jià)加快本地區(qū)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng),這種粗放式經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式的弊端逐漸凸顯。 經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)是社會(huì)發(fā)展的必然結(jié)果，環(huán)境問(wèn)題是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的伴生物，發(fā)展經(jīng)濟(jì)也必然帶來(lái)環(huán)境問(wèn)題。一般來(lái)說(shuō)，環(huán)境問(wèn)題的出現(xiàn)具有復(fù)雜性、廣泛性、潛在性和累積性，而且因不同地區(qū)的自然背景、經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展?fàn)顩r的差異，環(huán)境問(wèn)題還呈現(xiàn)明顯的地域性或地區(qū)性。環(huán)境問(wèn)題一旦發(fā)展至嚴(yán)重階段，在短時(shí)其內(nèi)是很難恢復(fù)和得到解決的，尤其是自然生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)和某些污染物的遷移和凈化要花費(fèi)很長(zhǎng)的時(shí)間，比如當(dāng)今世界性的環(huán)境問(wèn)題：全球變暖、酸雨蔓延、臭氧層耗竭等。 從我國(guó)環(huán)境問(wèn)題的特點(diǎn)可以清楚地看出，過(guò)去20年，我國(guó)在經(jīng)濟(jì)建設(shè)方面取得了巨大成就，但在這些成就后面，我們是付出了巨大的代價(jià)和犧牲了很大一部分環(huán)境和資源。在以往的發(fā)展進(jìn)程，盡管創(chuàng)造了很快的發(fā)展速度，但仍然是一種不健全的發(fā)展方式，是不能持久的。如果繼續(xù)采取這種發(fā)展方式，在將來(lái)很可能再次出現(xiàn)環(huán)境狀況惡化，而不會(huì)是“改善”，而且很可能使環(huán)境和資源所承受的壓力超過(guò)能夠承受的極限，最終對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展本身產(chǎn)生嚴(yán)重制約。事實(shí)上，這一點(diǎn)在最近幾年已經(jīng)表現(xiàn)得越來(lái)越明顯。 不可否認(rèn)的一個(gè)事實(shí)是, 南充市的環(huán)境日益惡化, 大氣、水與海洋污染日益嚴(yán)重, 野生動(dòng)植物的生存環(huán)境遭到嚴(yán)重破壞, 許多物種正瀕臨滅絕, 森林的過(guò)度砍伐與礦產(chǎn)資源的過(guò)渡開(kāi)采都給人類生存與發(fā)展帶來(lái)了現(xiàn)實(shí)的與更嚴(yán)峻的潛在威脅。境資源的稀缺性逐步表現(xiàn)出來(lái), 環(huán)境問(wèn)題正成為制約經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個(gè)瓶頸, 治理環(huán)境已到了刻不容緩的地步。 1.2.3. 開(kāi)發(fā)區(qū)概況及水污染控制的必要性 該新區(qū)位于南充市北部，整個(gè)地塊東西最大距離約2.3km，南北最大距離約2.0km，地塊總面積約3.5km2。規(guī)劃新區(qū)以斜坡地形、微丘地貌為主。設(shè)計(jì)總體地勢(shì)西高東低。道路規(guī)劃最高設(shè)計(jì)標(biāo)高為306.8m，道路規(guī)劃最低點(diǎn)位于規(guī)劃地塊內(nèi)人工河道下游地塊，設(shè)計(jì)標(biāo)高為285m。 本規(guī)劃新區(qū)擬規(guī)劃建設(shè)為以中高檔住宅為主，以人居休閑活動(dòng)為特色，成為配套完善，環(huán)境優(yōu)美的城市發(fā)展區(qū)，充分展示城市風(fēng)貌。新區(qū)用地性質(zhì)主要有居住區(qū)、公共建筑、對(duì)外交通、商業(yè)用地、文化服務(wù)用地等幾種用地性質(zhì)。 現(xiàn)狀排水為直接排入人工河渠，現(xiàn)狀規(guī)劃區(qū)具有供電設(shè)施。規(guī)劃污水廠的廠址處目前已修建鄉(xiāng)級(jí)公路。 規(guī)劃區(qū)靠自來(lái)水公司供應(yīng)自來(lái)水，水源為嘉陵江。 該規(guī)劃新區(qū)由地形分為兩個(gè)獨(dú)立的排水系統(tǒng)：北片區(qū)和南片區(qū)。其現(xiàn)狀排水僅有零星合流制，污水、雨水經(jīng)暗函收集后直接排入天然排水沖溝，排污口尚未規(guī)范?；谠撎烊粵_溝已整治為人工河道，基本水文、水質(zhì)資料如下： 表1.1 城區(qū)人工河主要水文參數(shù) 指標(biāo) 時(shí)段 河道寬（m） 平均水深（m） 平均流量m3/s 平均流速m/s 枯水期 25 2.5 0.38 0.0061 本規(guī)劃收集了2010～2011年該城市河道規(guī)劃新區(qū)上游入境Ⅰ－Ⅰ斷面和下游出境Ⅱ－Ⅱ斷面常規(guī)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，如表1.2所示，大部分指標(biāo)存在不同程度的超標(biāo)情況，屬于Ⅳ水質(zhì)。 表1.2 地表水環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評(píng)價(jià)成果統(tǒng)計(jì)表（單位mg/L） 評(píng)價(jià)因子 Ⅰ－Ⅰ斷面 Ⅱ－Ⅱ斷面 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) 均值 超標(biāo)率 均值Pi 均值 超標(biāo)率 均值Pi CODcr 2010 37.7 >50 4.9 50 ≤20 2011 34.5 >50 5.1 40 BOD5 2010 6.4 >40 6.2 >40 ≤4 2011 5.9 >40 6.7 >40 氨氮 2010 5.4 >50 7.8 >50 ≤1.0 2011 5.4 >50 6.8 >50 總磷 2010 0.37 >40 0.42 >40 ≤0.2 2011 0.31 >40 0.39 >40 DO 2010 3.2 >40 3.0 >40 ≥5 2011 3.1 >40 3.7 >40 pH(無(wú)量綱)　 2010 7.5 0 7.6 0 6~9 2011 7.4 0 7.8 0 根據(jù)《新區(qū)控制性詳細(xì)規(guī)劃》，規(guī)劃片區(qū)內(nèi)水系為水體保護(hù)二級(jí)控制區(qū)，執(zhí)行國(guó)家《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838－2002)中Ⅲ類水體標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)年均值，計(jì)算單項(xiàng)污染指數(shù)，進(jìn)行規(guī)劃區(qū)城市河道現(xiàn)狀水質(zhì)分析。 顯而易見(jiàn)，新區(qū)河道現(xiàn)狀水質(zhì)超標(biāo)嚴(yán)重，除pH外的全部指標(biāo)均已超過(guò)地表水Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，即已無(wú)環(huán)境容量，水污染治理刻不容緩。 根據(jù)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)需求，結(jié)合我國(guó)環(huán)境保護(hù)最新研究成果和國(guó)際環(huán)境保護(hù)技術(shù)水平和發(fā)展趨勢(shì)，提出一套合理、經(jīng)濟(jì)、運(yùn)轉(zhuǎn)效率高的工藝流程對(duì)污水進(jìn)行處理，以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)排放。對(duì)于保護(hù)環(huán)境，減輕環(huán)境污染，遏制生態(tài)惡化趨勢(shì)，有著重要的意義。 1.3. 城市污水處理生物同時(shí)脫氮除磷工藝現(xiàn)狀與比較 規(guī)劃新區(qū)內(nèi)沒(méi)有工業(yè)用地，設(shè)計(jì)中可不考慮工業(yè)廢水的排放問(wèn)題。區(qū)內(nèi)尚有學(xué)校、醫(yī)院、賓館等公共建筑，其污水量及污染物排放量按綜合水量考慮。 結(jié)合四川省居民綜合用水定額的規(guī)定和新區(qū)規(guī)劃，確定規(guī)劃新區(qū)包括及未預(yù)見(jiàn)用水量在內(nèi)的綜合用水量指標(biāo)取近期450升/人日，遠(yuǎn)期590升/人日，污水綜合排水定額按綜合用水量的85％計(jì)算，即近期約為383升/人日，遠(yuǎn)期為502升/人日。規(guī)劃區(qū)近期、遠(yuǎn)期總用水量分別為1.2萬(wàn)噸/天、2.4萬(wàn)噸/天。規(guī)劃區(qū)近期、遠(yuǎn)期總污水排放量分別約為1.0萬(wàn)噸/天、2.0萬(wàn)噸/天。設(shè)計(jì)時(shí)按遠(yuǎn)期規(guī)劃設(shè)計(jì)，所以初步確定污水廠設(shè)計(jì)規(guī)模為2.0萬(wàn)噸/天。 由于污水處理廠設(shè)計(jì)規(guī)模為2.0萬(wàn)噸/天，屬于小型污水處理廠，而且設(shè)計(jì)對(duì)脫氮除磷有要求，故選取二級(jí)強(qiáng)化處理工藝。根據(jù)《城市污水處理及污染防治技術(shù)政策》，在對(duì)氮、磷污染物有控制要求的地區(qū)，日處理能力在10萬(wàn)立方米以下的污水處理設(shè)施，除采用A/O法、A/A/0法外，也可選用具有除磷脫氮效果的氧化溝法、SBR法、水解好氧法和生物濾池法等?？紤]后兩種方法在國(guó)內(nèi)還不太成熟，A/O法與A/A/0區(qū)別不大，所以最后確定可供選取的工藝有：A/A/0工藝，SBR及其改良工藝，氧化溝工藝。 1.3.1. A2/O工藝 A2/O工藝流程見(jiàn)圖1.1。 圖1.1 A2/O工藝流程圖 工作原理： 污水首先進(jìn)入?yún)捬醭嘏c回流污泥混合，在兼性厭氧發(fā)酵菌的作用下，廢水中易生物降解的大分子有機(jī)物轉(zhuǎn)化為VFAs這一類小分子有機(jī)物。聚磷菌可吸收這些小分子有機(jī)物，并以聚β羥基丁酸（PHB）的形式貯存在體內(nèi)，其所需要的能量來(lái)自聚磷鏈的分解。隨后，廢水進(jìn)入缺氧區(qū)，反硝化菌利用廢水中的有機(jī)基質(zhì)對(duì)隨回流混合液而帶來(lái)的NO3－進(jìn)行反硝化，將污水中含氮物轉(zhuǎn)化為氮?dú)舛コ?。廢水進(jìn)入好氧池時(shí)，廢水中有機(jī)物的濃度較低，聚磷菌主要是通過(guò)分解體內(nèi)的PHB而獲得能量，供細(xì)菌增殖，同時(shí)將周圍環(huán)境中的溶解性磷吸收到體內(nèi)，并以聚磷鏈的形式貯存起來(lái)，經(jīng)沉淀以剩余污泥的形式排出系統(tǒng)。好氧區(qū)的有機(jī)物濃度較低，這有利于好氧區(qū)中自養(yǎng)硝化菌的生長(zhǎng)，從而達(dá)到較好的硝化效果，達(dá)到在去除C源物質(zhì)的同時(shí)，達(dá)到脫氮除磷的目的。 優(yōu)點(diǎn)：①工藝簡(jiǎn)單，總的水力停留時(shí)間少與其他工藝。 ②在厭氧，缺氧與好氧交替運(yùn)行條件下，絲狀菌不能大量繁殖，抑制污泥膨脹。 ③污泥中含磷濃度高，具有很高的肥效。 ④運(yùn)行中不需投藥，兩個(gè)A段只需輕緩攪拌，運(yùn)行費(fèi)用低。 缺點(diǎn)：①除磷效果難于再行提高，污泥增長(zhǎng)有一定限度。 ②脫氮效果也難于進(jìn)一步提高。 ③進(jìn)入沉淀池的處理水要保持一定濃度的溶解氧，減少停留時(shí)間，防止產(chǎn)生厭氧狀態(tài)和污泥釋磷的現(xiàn)象。但溶解氧的濃度也不宜過(guò)高，以防止循環(huán)混合液對(duì)缺氧反應(yīng)器的干擾。 ④進(jìn)入沉淀池的處理水要保持一定濃度的溶解氧，減少停留時(shí)間，防止產(chǎn)生厭氧狀態(tài)和污泥釋磷的現(xiàn)象。 ⑤反硝化細(xì)菌和聚磷細(xì)菌存在著對(duì)碳源的爭(zhēng)奪問(wèn)題。 1.3.2. SBR法 SBR工藝流程見(jiàn)圖1.2。 圖1.2 SBR工藝流程圖 SBR工藝又稱序批式活性污泥處理系統(tǒng)，是間歇性活性污泥法?，F(xiàn)行的各種活性污泥法系統(tǒng)的運(yùn)行方式，很多都是按連續(xù)方式考慮的。污泥回流，曝氣充氧以及混合液的各項(xiàng)指標(biāo)都能夠通過(guò)自動(dòng)檢測(cè)儀表作到自控操作，污水處理場(chǎng)整個(gè)系統(tǒng)都能夠作到自控運(yùn)行，這樣就位活性污泥處理系統(tǒng)的間歇運(yùn)行在技術(shù)上創(chuàng)造了條件。 它由一個(gè)或多個(gè)曝氣反應(yīng)池組成，污水分批進(jìn)入池中，經(jīng)活性污泥凈化后，上清夜排出池外即完成一個(gè)運(yùn)行周期。每個(gè)工作周期順序完成進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、排放、閑置5個(gè)工藝過(guò)程。 優(yōu)點(diǎn)： ①理想的推流過(guò)程使生化反應(yīng)推動(dòng)力增大，效率提高，池內(nèi)處于厭氧、好氧交替狀態(tài)，凈化效果好，不易產(chǎn)生污泥膨脹。特別是在污水進(jìn)入生化處理裝置期間，維持在厭氣狀態(tài)下，使得SVI（污泥指數(shù)）降低，而且還能節(jié)減曝氣的動(dòng)力費(fèi)用。 ②運(yùn)行效果穩(wěn)定，污水在理想的靜止?fàn)顟B(tài)下沉淀，因此泥水分離穩(wěn)定，且污泥量少，容易脫水。 ③工藝過(guò)程中的各工序可根據(jù)水質(zhì)、水量進(jìn)行調(diào)整，運(yùn)行靈活。 ④工藝流程簡(jiǎn)單，造價(jià)低，曝氣反應(yīng)池集曝氣沉淀污泥回流于一體，不需設(shè)置二沉池、混合液回流和污泥回流系統(tǒng)，處理構(gòu)筑物少，布置緊湊，占地面積小。 ⑤有效去除氮，在SBR反應(yīng)池中的活性污泥交替處于厭氧、缺氧和好氧的狀態(tài)，因此經(jīng)適當(dāng)改變運(yùn)行條件和運(yùn)行時(shí)間，就可達(dá)到較好脫氧、除磷的效果。 ⑥具有一定的調(diào)節(jié)均化功能，可緩解進(jìn)水水質(zhì)、水量波動(dòng)對(duì)系統(tǒng)帶來(lái)的不穩(wěn)定性。耐沖擊負(fù)荷強(qiáng)，氧的轉(zhuǎn)移率高。SBR反應(yīng)嚴(yán)格按時(shí)間進(jìn)行的，因而在運(yùn)行過(guò)程中存在著較高的有機(jī)物濃度梯度，故能處理高濃度或有害的廢水。 缺點(diǎn)： ①操作管理維護(hù)復(fù)雜。 ②自動(dòng)控制和連續(xù)在線分析儀器儀表要求高，對(duì)工人素質(zhì)要求高。 ③容積及設(shè)備利用率一般低于50%。 ④初磷脫氮效果一般。 ⑤運(yùn)行管理費(fèi)用高。 1.3.3. 氧化溝法 氧化溝工藝流程見(jiàn)圖1.3。 圖1.3 氧化溝工藝流程圖 氧化溝工藝是一種延時(shí)曝氣的活性污泥法，由于負(fù)荷很低，耐沖擊負(fù)荷強(qiáng)，出水水質(zhì)較好，污泥產(chǎn)量少且穩(wěn)定，構(gòu)筑物少，氧化溝可以按脫氮設(shè)計(jì)，也可以略加改進(jìn)實(shí)現(xiàn)脫氮除磷。 20世紀(jì)90年代中期，氧化溝工藝因其良好的脫氮效果并且無(wú)需沉淀池開(kāi)始被推廣，此時(shí)期建設(shè)的大型污水處理廠項(xiàng)目基本上采用氧化溝工藝。近幾年來(lái)，國(guó)內(nèi)對(duì)各種類型氧化溝工藝的除磷脫氮效果、設(shè)計(jì)、充氧設(shè)備及運(yùn)行控制等方面進(jìn)行了大量的研究。國(guó)內(nèi)許多污水處理廠使用的情況證明，氧化溝工藝是一種工藝流程簡(jiǎn)單、管理方便、投資省、運(yùn)行費(fèi)用低、工藝穩(wěn)定性高的污水處理技術(shù)，目前國(guó)內(nèi)較多采用的氧化溝主要有Orbal氧化溝、Carrousel氧化溝、T型氧化溝、DE型氧化溝、一體化氧化溝等。 工作原理： 氧化溝是活性污泥處理法的一種類型，它以連續(xù)循環(huán)式反應(yīng)池作為生物反應(yīng)器，混合液在其中連續(xù)循環(huán)流動(dòng)。池型為環(huán)形溝渠狀，從氧化溝的水流特點(diǎn)看，既具備完全反應(yīng)器的特點(diǎn)，也具有推流式反應(yīng)器的特點(diǎn)，污水通常在封閉的溝渠中循環(huán)流動(dòng)多次，并且曝氣裝置在溝中布置的特點(diǎn)使氧化溝中溶解氧呈現(xiàn)分區(qū)變化，且曝氣強(qiáng)度可以調(diào)節(jié)，氧化溝中的溶解氧濃度在遠(yuǎn)離曝氣裝置的區(qū)域溶解氧較低，使氧化溝中某一段出現(xiàn)缺氧區(qū)，用以進(jìn)行硝化和反硝化，這樣在氧化溝中溶解氧、有機(jī)物（BOD）和氨氮濃度梯度十分有利于活性污泥生物絮凝和生物脫氮。 優(yōu)點(diǎn)： ①可考慮不設(shè)初沉池，有機(jī)性懸浮固體在氧化溝內(nèi)能達(dá)到好氧穩(wěn)定的程度?？煽紤]不單設(shè)二次沉淀池，使氧化溝與二次沉淀池合建，可省去污泥回流裝置。 ②BOD負(fù)荷低，同活性污泥法的延時(shí)曝氣系統(tǒng)，對(duì)水溫、水質(zhì)、水量的變動(dòng)有較強(qiáng)的適應(yīng)性，抗沖擊負(fù)荷；污泥齡一般可達(dá)15～30d，為傳統(tǒng)活性污泥法的3～6倍，可以存活、繁殖世代時(shí)間長(zhǎng)，增殖速度慢的微生物，如硝化菌，在氧化溝內(nèi)可產(chǎn)生硝化反應(yīng)。如果運(yùn)行得當(dāng)，氧化溝能夠具有較強(qiáng)的反硝化脫氮的效應(yīng)。 ③管理方便，運(yùn)行費(fèi)低，雖然氧化溝占地較大，但是由于其不設(shè)初沉池，一般也不建污泥厭氧消化系統(tǒng)，因此，節(jié)省了構(gòu)筑物之間的空間，使污水廠總占地面積并未增大，在經(jīng)濟(jì)上具有競(jìng)爭(zhēng)力。處理流程簡(jiǎn)單，構(gòu)筑物少，基建費(fèi)用省，處理效果好，有較穩(wěn)定的脫氮除磷功能。 ④對(duì)高濃度工業(yè)廢水有較強(qiáng)的稀釋能力，污泥產(chǎn)率低，并且已多達(dá)穩(wěn)定，污泥不經(jīng)消化處理也容易脫水，污泥處理費(fèi)用較低。 ⑤較其他工藝，臭味較小。 ⑥氧化溝法自問(wèn)世以來(lái)，應(yīng)用普遍，技術(shù)資料豐富?？梢杂米詣?dòng)化程度較高的設(shè)備，使于管理。處理廠只需要最低限度的機(jī)械設(shè)備，增加了污水處理廠正常運(yùn)轉(zhuǎn)的安全性。 缺點(diǎn)： ①回流污泥溶解氧較高，對(duì)除磷效果有一定影響，容積及設(shè)備利用率不高。 ②占地面積較大。 1.4. 課題污水處理工藝的初步確定 污水處理廠出水的受納水體為人工河道，其二十年一遇最高洪水位為283.10m，五十年一遇洪水位為284.30m，常年平均水位為282.50m（黃海高程）。河道水體平均水溫18.8℃，最高水溫30.2℃，最低水溫7.4℃。 規(guī)劃新區(qū)地處淺丘，呈沖溝狀的用地形態(tài)。地勢(shì)由西向東傾斜。根據(jù)新區(qū)規(guī)劃的城市發(fā)展方向與地形地貌特征，本次可行性研究對(duì)建設(shè)的污水處理廠提出的選址方案為：片區(qū)東南界鄰近河道的地塊內(nèi)，目前廠址處表面為廢棄農(nóng)田。該擬選廠址在新區(qū)內(nèi)地勢(shì)較低，地質(zhì)條件良好，基本無(wú)用地限制，現(xiàn)狀地形小丘陵起伏。推薦廠址供電、供水方便，交通也較為方便。 該新區(qū)的水污染源為城市生活污染源，包括居民區(qū)、商店、學(xué)校、醫(yī)院等公共建筑等。根據(jù)新區(qū)規(guī)劃，進(jìn)入污水處理廠的混合污水中，非居民區(qū)廢水約占總污水量的20％，經(jīng)處理達(dá)到《排入城鎮(zhèn)下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》后排入城市下水道。 根據(jù)對(duì)一些具有代表性的城市的長(zhǎng)期調(diào)查，一般BOD5為每人20~35g/d，SS為每人40~50g/d。CODcr及TP值由統(tǒng)計(jì)資料分析，一般城市污水CODcr= 2.3（BOD5）及TP=0.1TN。預(yù)測(cè)出新區(qū)進(jìn)入污水處理廠的混合污水參考進(jìn)水水質(zhì)為：CODcr：240~450mg/L；BOD5：110~200 mg/L；SS：220~300mg/L；NH3—N：28~35mg/L TN：35~40mg/L；TP：3.0~6.0 mg/L；pH：6.5~7.5 mg/L；水溫：8~28℃。處理出水水質(zhì)：經(jīng)城市污水處理廠處理之后要求出水水質(zhì)達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)。 為了選擇出經(jīng)濟(jì)技術(shù)更合理的處理工藝，列表對(duì)上述適合于中小型污水處理廠的除磷脫氮工藝進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較，見(jiàn)表1.3。 本工程規(guī)模為2.0萬(wàn)m3/d，污水處理規(guī)模較小，綜合考慮脫氮除磷的要求，經(jīng)濟(jì)技術(shù)等多方面因素，確定采用Orbal氧化溝工藝進(jìn)行污水處理。 奧貝爾氧化溝是一種多級(jí)氧化溝，一般由3 個(gè)同心園形或橢圓形溝道（外溝、中溝和內(nèi)溝）組成，溝中安有水平旋轉(zhuǎn)裝置的曝氣轉(zhuǎn)盤(pán)，用來(lái)充氧和混合（圖1.4）。污水從外溝進(jìn)入,通過(guò)水下輸入口連續(xù)地從一條溝進(jìn)入下一條溝,每一條溝都是一個(gè)閉路連續(xù)循環(huán)的完全混合反應(yīng)器,每溝中的水流在排出之前,污水及污泥在溝內(nèi)繞了數(shù)十圈甚至數(shù)百圈的循環(huán)后再流入下一溝,最后,污水由第三溝流人二沉池,進(jìn)行固液分離,回流污泥由二沉池打回第一溝。 表1.3 適合于中小型污水處理廠的除磷脫氮工藝的比較 工藝 名稱 氧化溝工藝 A2/O工藝 SBR工藝 優(yōu) 點(diǎn) 1.處理流程簡(jiǎn)單，構(gòu)筑物少，基建費(fèi)用??； 2.處理效果好，有穩(wěn)定的除P脫N功能； 3.對(duì)高濃度的工業(yè)廢水有很大稀釋作用； 4.有較強(qiáng)的抗沖擊負(fù)； 5.能處理不容易降解的有機(jī)物； 6.污泥生成量少，污泥不需要消化處理，不需要污泥回流系統(tǒng)； 7.技術(shù)先進(jìn)成熟，管理維護(hù)簡(jiǎn)單； 8.國(guó)內(nèi)工程實(shí)例多，容易獲得工程設(shè)計(jì)和管理經(jīng)驗(yàn)； 9.對(duì)于中小型無(wú)水廠投資省，成本底； 10.無(wú)須設(shè)初沉池，二沉池。 1.具有較好的除P脫N功能； 2.具有改善污泥沉降性能的作用的能力，減少的污泥排放量； 3.具有提高對(duì)難降解生物有機(jī)物去除效果，運(yùn)行效果穩(wěn)定； 4.技術(shù)先進(jìn)成熟，運(yùn)行穩(wěn)妥可靠； 5.管理維護(hù)簡(jiǎn)單，運(yùn)行費(fèi)用低； 6.沼氣可回收利用； 7.國(guó)內(nèi)工程實(shí)例多，容易獲得工程設(shè)計(jì)和管理經(jīng)驗(yàn)。 1.流程十分簡(jiǎn)單； 2.合建式，占地省，處理成本底； 3.處理效果好，有穩(wěn)定的除P脫N功能； 4.不需要污泥回流系統(tǒng)和回流液，不設(shè)專門的二沉池； 5.除磷脫氮的厭氧，缺氧和好氧不是由空間劃分的，而是由時(shí)間控制的。 缺 點(diǎn) 1.周期運(yùn)行，對(duì)自動(dòng)化控制能力要求高； 2.污泥穩(wěn)定性沒(méi)有厭氧消化穩(wěn)定； 3.容積及設(shè)備利用率低； 4.脫氮效果進(jìn)一步提高需要在氧化溝前設(shè)厭氧池。 1.處理構(gòu)筑物較多； 2.污泥回流量大，能耗高。 3.用于小型水廠費(fèi)用偏高； 4.沼氣利用經(jīng)濟(jì)效益差。 1.間歇運(yùn)行，對(duì)自動(dòng)化控制能力要求高； 2.污泥穩(wěn)定性沒(méi)有厭氧消化穩(wěn)定； 3.容積及設(shè)備利用率低； 4.變水位運(yùn)行，電耗增大； 5.除磷脫氮效果一般。 圖1.4 奧貝爾氧化溝工藝原理示意圖 本設(shè)計(jì)采用的氧化溝工藝流程見(jiàn)圖1.5。 圖1.5 本設(shè)計(jì)氧化溝工藝流程 在各溝道橫跨安裝有不同數(shù)量水平轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)，進(jìn)行供氧兼有較強(qiáng)的推流攪伴作用。外溝道體積占整個(gè)氧化溝體積的50%-55%，溶解氧控制趨于0.0mg/L，高效地完成主要氧化作用；中間溝道容積一般為25%-30%，溶解氧控在1.0mg/L左右，作為“擺動(dòng)溝道”，可發(fā)揮外溝道或內(nèi)溝道的強(qiáng)化作用；內(nèi)溝道的容積約為總?cè)莘e的15%-20%，需要較高的溶解氧值（2.0mg/L左右)，以保證有機(jī)物和氨氮有較高的去除率。 外溝道的供氧量通常為總供氧量的50%左右，但80%以上的BOD可以在外溝道中去除。由于外溝道溶解氧平均值很低，絕大部分區(qū)域DO為0.0mg/L,所以，氧傳遞作用是在虧氧條件下進(jìn)行的，氧的傳遞效率有所提高，有一定的節(jié)能效果。加之下面將談到的外溝道內(nèi)所特有的同時(shí)硝化反硝功能，節(jié)能效果更為明顯。內(nèi)溝道作為最終出水的把關(guān)，一般應(yīng)保持較高的溶解氧，但內(nèi)溝道容積最小，能耗相對(duì)較低。中溝道起到互補(bǔ)調(diào)節(jié)作用，提高了運(yùn)行的可靠性和可控性。奧貝爾氧化溝獨(dú)特的構(gòu)造和機(jī)理，使之以較節(jié)能的方式獲得穩(wěn)定的處理效果。 由于轉(zhuǎn)盤(pán)上有大量的曝氣孔和三角形突出物，用以充氧和推進(jìn)混合液，盤(pán)片盡管很薄，但具有良好的混合功能，而反應(yīng)器的型式為獨(dú)特的同心圓型的多溝槽系統(tǒng)，因?yàn)閹讉€(gè)串連的完全混合槽與單槽的動(dòng)力學(xué)是不同的，奧貝爾系統(tǒng)中的每一圓形溝渠均表現(xiàn)出單個(gè)反應(yīng)器的特征，從局部看水流是處于完全混合式，但從奧貝爾氧化溝整個(gè)系統(tǒng)看水流又是推流式，這樣的水流方式與工藝特點(diǎn)使奧貝爾氧化溝能在微生物良好的生長(zhǎng)繁殖條件下去除有機(jī)污染物，同時(shí)有利于脫氮除磷。 奧貝爾氧化溝除具備一般氧化溝的優(yōu)點(diǎn)：流程簡(jiǎn)單、抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、出水水質(zhì)穩(wěn)定和易于維護(hù)管理。其獨(dú)特之處還在于： （1）有較好的節(jié)能性能。由于外溝道溶解氧平均值很低，大部分區(qū)域D O 為0. 0 m g/ L，氧的傳遞作用是在虧氧條件下進(jìn)行的，具有較高的效率，由于大部分氧化和硝化反應(yīng)在外溝道發(fā)生，且具有較高的反硝化， 因而節(jié)能效益顯著。通?？梢怨?jié)省電耗15% 以上。 （2）具有較好的脫氮功能。在外溝道的脈沖曝氣和大區(qū)域的缺氧的環(huán)境下， 可以較高程度地實(shí)現(xiàn)“同時(shí)硝化反硝化”的效果，在不設(shè)內(nèi)回流的條件下，也具有較高的脫氮效率。 （3）奧貝爾氧化溝作為一種多級(jí)串聯(lián)的反應(yīng)器，有利于降解生化難降解的有機(jī)物，一般可以獲得較好的出水水質(zhì)和穩(wěn)定的處理效果。 （4）奧貝爾氧化溝在實(shí)際運(yùn)行中有更多的靈活性和適應(yīng)性?？蛇m用于雨污合流系統(tǒng)。 （5）奧貝爾氧化溝采用的曝氣轉(zhuǎn)碟，具有較高的充氧能力和動(dòng)力效率，優(yōu)化控制方便,并可提高水深相對(duì)節(jié)省用地。 由于上述特點(diǎn)，奧貝爾氧化溝作為較優(yōu)化的工藝之一，可以在城市污水處理工程中推廣應(yīng)用，尤其適用于中小規(guī)模的污水處理廠。奧貝爾氧化溝采用圓形或橢圓形溝型，平面布置相對(duì)困難；需要設(shè)立獨(dú)立的沉淀池,雖然有利于獲得穩(wěn)定的水質(zhì)，但占地面積尚偏大。單組曝氣轉(zhuǎn)碟供氧強(qiáng)度低于轉(zhuǎn)刷和垂直表曝機(jī)，設(shè)備臺(tái)數(shù)較多，盡管有利于提高供氧效率和優(yōu)化控制，但維護(hù)點(diǎn)增多，設(shè)備投資有可能略高。從能耗角度看，奧貝爾氧化溝采用的碟式表曝機(jī)的動(dòng)力效率尚低于底部微孔曝氣器，但由于它的巧妙設(shè)計(jì)和設(shè)備的改進(jìn)，總體上顯示出綜合優(yōu)勢(shì)，使其擁有旺盛的生命力，尤其適用于中小規(guī)模的城市及小城鎮(zhèn)污水處理廠。在眾多的氧化溝工藝中，奧貝爾氧化溝不失為優(yōu)選工藝之一。 參考文獻(xiàn) [1] GB50318-2000, 城市排水工程規(guī)劃規(guī)范[S]. 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[20] 談宗平.ORBAL 氧化溝在煉油污水處理上的應(yīng)用[J].石油化工環(huán)境保護(hù).2002,25（4）:22-25 2. 課題任務(wù)、重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容、實(shí)現(xiàn)途徑 2.1. 主要任務(wù) 本課題的主要任務(wù)是根據(jù)所給的某開(kāi)發(fā)區(qū)總體規(guī)劃圖和原始資料，進(jìn)行水污染控制規(guī)劃方案的最優(yōu)設(shè)計(jì)，主要包括開(kāi)發(fā)區(qū)水污染治理工程方案比選及設(shè)計(jì)。 2.2. 重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容 2.2.1. 城區(qū)水污染控制規(guī)劃方案優(yōu)選 ①通過(guò)收集資料，進(jìn)行不同規(guī)劃方案的分析比較，確定準(zhǔn)優(yōu)化方案； ②結(jié)合開(kāi)發(fā)區(qū)水環(huán)境質(zhì)量分析、評(píng)價(jià)結(jié)果，確定達(dá)到環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益相統(tǒng)一的最優(yōu)化水污染控制方案。 2.2.2. 水污染治理工程設(shè)計(jì) ①污水收集系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 1）污水收集系統(tǒng)方案的比較與選擇 結(jié)合開(kāi)發(fā)區(qū)現(xiàn)有的排水體制，采用何種排水體制、污水處理廠的規(guī)劃與廠址、排水管道系統(tǒng)走向等問(wèn)題的進(jìn)行論證。 2）污水管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 通過(guò)上述方案選擇，確定適用的排水管道系統(tǒng)，并進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。 ②污水處理廠設(shè)計(jì) 1）污水處理廠工藝流程的選擇 根據(jù)設(shè)計(jì)資料及國(guó)家有關(guān)規(guī)范，進(jìn)行污水處理廠處理工藝流程選擇，對(duì)比選方案分別需要作處理流程中構(gòu)筑物型式計(jì)算和選擇，通過(guò)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)比較，確定最佳處理工藝。 2）污水處理廠的設(shè)計(jì)計(jì)算 對(duì)所選擇的處理工藝流程及處理構(gòu)筑物型式進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，包括：泵站的設(shè)計(jì)計(jì)算，污水處理構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)計(jì)算和污泥處理構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)計(jì)算等。 掌握設(shè)計(jì)資料和有關(guān)規(guī)范、查閱文獻(xiàn)、了解課題總體情況 污水處理工藝比選、優(yōu)化及論證 管網(wǎng)規(guī)劃及布置、設(shè)計(jì)計(jì)算 污水處理廠設(shè)計(jì)計(jì)算 繪制圖紙及計(jì)算說(shuō)明書(shū)編制、畢業(yè)答辯 2.3. 實(shí)現(xiàn)途徑 本次設(shè)計(jì)擬通過(guò)老師指導(dǎo)和小組同學(xué)的討論，進(jìn)行資料的廣泛調(diào)查研究和收集、查閱規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)、翻譯外文文獻(xiàn)一篇；方案的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、社會(huì)等諸方面的綜合分析論證；理論分析與設(shè)計(jì)運(yùn)算；計(jì)算機(jī)操作及應(yīng)用(繪圖、方案分析論證、技術(shù)優(yōu)化等)；熟悉有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。 在查閱相關(guān)文獻(xiàn)、資料和熟悉標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、設(shè)計(jì)手冊(cè)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行規(guī)劃和設(shè)計(jì)計(jì)算，并借助CAD計(jì)算機(jī)繪圖軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)圖紙的繪制。在老師的指導(dǎo)下，完成整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中圖紙的繪制和說(shuō)明書(shū)計(jì)算書(shū)的編制任務(wù)。完成了以上的工作任務(wù)后，課題的最終成果將以工程圖、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)、設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)的形式展現(xiàn)。 3. 進(jìn)度計(jì)劃 根據(jù)課題的任務(wù)和主要內(nèi)容，確定其進(jìn)度安排如下： 序號(hào) 起止周次 工 作 內(nèi) 容 1 4周至6周 熟悉原始資料，進(jìn)行相關(guān)文獻(xiàn)查閱和資料分析 撰寫(xiě)、提交開(kāi)題報(bào)告、完成英文翻譯 2 6周至7周 水污染控制工程規(guī)劃方案的選擇及論證 3 8周至10周 管網(wǎng)規(guī)劃與設(shè)計(jì) 4 11周－14周 水污染控制工程設(shè)計(jì)計(jì)算 5 14周－17周 圖紙繪制及說(shuō)明書(shū)、計(jì)算書(shū)編制 6 18周 畢業(yè)答辯 學(xué)生簽名： 年 月 日 4. 指導(dǎo)教師意見(jiàn) 同意按此開(kāi)題。 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日