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附件B： 畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 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－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“魚米之鄉(xiāng)，絲綢之府、冠冕三巴”的美譽，更養(yǎng)育了古今一代代豪杰偉人名動天下。南充東鄰達(dá)川市，南連廣安市，西與遂寧市、綿陽市接壤，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、文化、交通、商貿(mào)、信息中心，與重慶、成都構(gòu)成成渝經(jīng)濟區(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，被譽為嘉陵江畔的璀璨明珠。早在唐堯、虞舜之前，便謂“果氏之國”，因《太初歷》而發(fā)源了春節(jié)文化。春秋以來歷為都、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《三國志》，使故土成為三國文化的發(fā)祥地。這里歷經(jīng)數(shù)千年的歷史文化的浸潤，民風(fēng)淳樸，文化厚重，民俗優(yōu)雅，三國文化、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、川北皮影飲譽中外。這里 南充市先后獲得過聯(lián)合國千年古縣、中國優(yōu)秀旅游城市、國家園林城市等稱號，是世界三國文化研討會永久會址和國際木偶聯(lián)合協(xié)會中國唯一會員城市。 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)濟發(fā)展區(qū)域，也是成南“一小時經(jīng)濟圈”的重要節(jié)點。 嘉陵江渠化工程，全國首條“水上高速路”。千里嘉陵江第一港南充港為中國西北和川東北地區(qū)出入長江的重要門戶，千噸級船隊可從南充北上廣元，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)濟區(qū)重要組成部分，對外開放的重要口岸。已經(jīng)形成公路、鐵路、航空、航運四位一體交通網(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，低于全省和全國的平均水平。 1.2.2. 經(jīng)濟發(fā)展對水環(huán)境的影響 近年來,隨著我國經(jīng)濟的快速發(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)量為代價加快本地區(qū)的經(jīng)濟增長,這種粗放式經(jīng)濟發(fā)展模式的弊端逐漸凸顯。 經(jīng)濟增長是社會發(fā)展的必然結(jié)果，環(huán)境問題是社會經(jīng)濟發(fā)展的伴生物，發(fā)展經(jīng)濟也必然帶來環(huán)境問題。一般來說，環(huán)境問題的出現(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)濟社會發(fā)展?fàn)顩r的差異，環(huán)境問題還呈現(xiàn)明顯的地域性或地區(qū)性。環(huán)境問題一旦發(fā)展至嚴(yán)重階段，在短時其內(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很長的時間，比如當(dāng)今世界性的環(huán)境問題：全球變暖、酸雨蔓延、臭氧層耗竭等。 從我國環(huán)境問題的特點可以清楚地看出，過去20年，我國在經(jīng)濟建設(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，在將來很可能再次出現(xiàn)環(huán)境狀況惡化，而不會是“改善”，而且很可能使環(huán)境和資源所承受的壓力超過能夠承受的極限，最終對經(jīng)濟發(fā)展本身產(chǎn)生嚴(yán)重制約。事實上，這一點在最近幾年已經(jīng)表現(xiàn)得越來越明顯。 不可否認(rèn)的一個事實是, 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, 森林的過度砍伐與礦產(chǎn)資源的過渡開采都給人類生存與發(fā)展帶來了現(xiàn)實的與更嚴(yán)峻的潛在威脅。境資源的稀缺性逐步表現(xiàn)出來, 環(huán)境問題正成為制約經(jīng)濟發(fā)展的一個瓶頸, 治理環(huán)境已到了刻不容緩的地步。 1.2.3. 開發(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)計總體地勢西高東低。道路規(guī)劃最高設(shè)計標(biāo)高為306.8m，道路規(guī)劃最低點位于規(guī)劃地塊內(nèi)人工河道下游地塊，設(shè)計標(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)級公路。 規(guī)劃區(qū)靠自來水公司供應(yīng)自來水，水源為嘉陵江。 該規(guī)劃新區(qū)由地形分為兩個獨立的排水系統(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)狀評價成果統(tǒng)計表（單位mg/L） 評價因子 Ⅰ－Ⅰ斷面 Ⅱ－Ⅱ斷面 評價標(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)二級控制區(qū)，執(zhí)行國家《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)測數(shù)據(jù)年均值，計算單項污染指數(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，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)均已超過地表水Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，即已無環(huán)境容量，水污染治理刻不容緩。 根據(jù)我國經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境保護(hù)需求，結(jié)合我國環(huán)境保護(hù)最新研究成果和國際環(huán)境保護(hù)技術(shù)水平和發(fā)展趨勢，提出一套合理、經(jīng)濟、運轉(zhuǎn)效率高的工藝流程對污水進(jìn)行處理，以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)排放。對于保護(hù)環(huán)境，減輕環(huán)境污染，遏制生態(tài)惡化趨勢，有著重要的意義。 1.3. 城市污水處理生物同時脫氮除磷工藝現(xiàn)狀與比較 規(guī)劃新區(qū)內(nèi)沒有工業(yè)用地，設(shè)計中可不考慮工業(yè)廢水的排放問題。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1.2萬噸/天、2.4萬噸/天。規(guī)劃區(qū)近期、遠(yuǎn)期總污水排放量分別約為1.0萬噸/天、2.0萬噸/天。設(shè)計時按遠(yuǎn)期規(guī)劃設(shè)計，所以初步確定污水廠設(shè)計規(guī)模為2.0萬噸/天。 由于污水處理廠設(shè)計規(guī)模為2.0萬噸/天，屬于小型污水處理廠，而且設(shè)計對脫氮除磷有要求，故選取二級強化處理工藝。根據(jù)《城市污水處理及污染防治技術(shù)政策》，在對氮、磷污染物有控制要求的地區(qū)，日處理能力在10萬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物轉(zhuǎn)化為VFAs這一類小分子有機物。聚磷菌可吸收這些小分子有機物，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基質(zhì)對隨回流混合液而帶來的NO3－進(jìn)行反硝化，將污水中含氮物轉(zhuǎn)化為氮氣而去除。廢水進(jìn)入好氧池時，廢水中有機物的濃度較低，聚磷菌主要是通過分解體內(nèi)的PHB而獲得能量，供細(xì)菌增殖，同時將周圍環(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，經(jīng)沉淀以剩余污泥的形式排出系統(tǒng)。好氧區(qū)的有機物濃度較低，這有利于好氧區(qū)中自養(yǎng)硝化菌的生長，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，達(dá)到脫氮除磷的目的。 優(yōu)點：①工藝簡單，總的水力停留時間少與其他工藝。 ②在厭氧，缺氧與好氧交替運行條件下，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運行中不需投藥，兩個A段只需輕緩攪拌，運行費用低。 缺點：①除磷效果難于再行提高，污泥增長有一定限度。 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高，以防止循環(huán)混合液對缺氧反應(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)菌存在著對碳源的爭奪問題。 1.3.2. SBR法 SBR工藝流程見圖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指標(biāo)都能夠通過自動檢測儀表作到自控操作，污水處理場整個系統(tǒng)都能夠作到自控運行，這樣就位活性污泥處理系統(tǒng)的間歇運行在技術(shù)上創(chuàng)造了條件。 它由一個或多個曝氣反應(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運行周期。每個工作周期順序完成進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、排放、閑置5個工藝過程。 優(yōu)點： ①理想的推流過程使生化反應(yīng)推動力增大，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)減曝氣的動力費用。 ②運行效果穩(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工藝過程中的各工序可根據(jù)水質(zhì)、水量進(jìn)行調(diào)整，運行靈活。 ④工藝流程簡單，造價低，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)改變運行條件和運行時間，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)、水量波動對系統(tǒng)帶來的不穩(wěn)定性。耐沖擊負(fù)荷強，氧的轉(zhuǎn)移率高。SBR反應(yīng)嚴(yán)格按時間進(jìn)行的，因而在運行過程中存在著較高的有機物濃度梯度，故能處理高濃度或有害的廢水。 缺點： ①操作管理維護(hù)復(fù)雜。 ②自動控制和連續(xù)在線分析儀器儀表要求高，對工人素質(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運行管理費用高。 1.3.3. 氧化溝法 氧化溝工藝流程見圖1.3。 圖1.3 氧化溝工藝流程圖 氧化溝工藝是一種延時曝氣的活性污泥法，由于負(fù)荷很低，耐沖擊負(fù)荷強，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，也可以略加改進(jìn)實現(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需沉淀池開始被推廣，此時期建設(shè)的大型污水處理廠項目基本上采用氧化溝工藝。近幾年來，國內(nèi)對各種類型氧化溝工藝的除磷脫氮效果、設(shè)計、充氧設(shè)備及運行控制等方面進(jìn)行了大量的研究。國內(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單、管理方便、投資省、運行費用低、工藝穩(wěn)定性高的污水處理技術(shù)，目前國內(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。池型為環(huán)形溝渠狀，從氧化溝的水流特點看，既具備完全反應(yīng)器的特點，也具有推流式反應(yīng)器的特點，污水通常在封閉的溝渠中循環(huán)流動多次，并且曝氣裝置在溝中布置的特點使氧化溝中溶解氧呈現(xiàn)分區(qū)變化，且曝氣強度可以調(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： ①可考慮不設(shè)初沉池，有機性懸浮固體在氧化溝內(nèi)能達(dá)到好氧穩(wěn)定的程度。可考慮不單設(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曝氣系統(tǒng)，對水溫、水質(zhì)、水量的變動有較強的適應(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、繁殖世代時間長，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)。如果運行得當(dāng)，氧化溝能夠具有較強的反硝化脫氮的效應(yīng)。 ③管理方便，運行費低，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)濟上具有競爭力。處理流程簡單，構(gòu)筑物少，基建費用省，處理效果好，有較穩(wěn)定的脫氮除磷功能。 ④對高濃度工業(yè)廢水有較強的稀釋能力，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，污泥處理費用較低。 ⑤較其他工藝，臭味較小。 ⑥氧化溝法自問世以來，應(yīng)用普遍，技術(shù)資料豐富?？梢杂米詣踊潭容^高的設(shè)備，使于管理。處理廠只需要最低限度的機械設(shè)備，增加了污水處理廠正常運轉(zhuǎn)的安全性。 缺點： ①回流污泥溶解氧較高，對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)地勢較低，地質(zhì)條件良好，基本無用地限制，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)對一些具有代表性的城市的長期調(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)計資料分析，一般城市污水CODcr= 2.3（BOD5）及TP=0.1TN。預(yù)測出新區(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B標(biāo)準(zhǔn)。 為了選擇出經(jīng)濟技術(shù)更合理的處理工藝，列表對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)濟技術(shù)比較，見表1.3。 本工程規(guī)模為2.0萬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氧化溝，一般由3 個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，用來充氧和混合（圖1.4）。污水從外溝進(jìn)入,通過水下輸入口連續(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 1.處理流程簡單，構(gòu)筑物少，基建費用?。? 2.處理效果好，有穩(wěn)定的除P脫N功能； 3.對高濃度的工業(yè)廢水有很大稀釋作用； 4.有較強的抗沖擊負(fù)； 5.能處理不容易降解的有機物； 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)簡單； 8.國內(nèi)工程實例多，容易獲得工程設(shè)計和管理經(jīng)驗； 9.對于中小型無水廠投資省，成本底； 10.無須設(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.具有提高對難降解生物有機物去除效果，運行效果穩(wěn)定； 4.技術(shù)先進(jìn)成熟，運行穩(wěn)妥可靠； 5.管理維護(hù)簡單，運行費用低； 6.沼氣可回收利用； 7.國內(nèi)工程實例多，容易獲得工程設(shè)計和管理經(jīng)驗。 1.流程十分簡單； 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，而是由時間控制的。 缺 點 1.周期運行，對自動化控制能力要求高； 2.污泥穩(wěn)定性沒有厭氧消化穩(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.用于小型水廠費用偏高； 4.沼氣利用經(jīng)濟效益差。 1.間歇運行，對自動化控制能力要求高； 2.污泥穩(wěn)定性沒有厭氧消化穩(wěn)定； 3.容積及設(shè)備利用率低； 4.變水位運行，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)計采用的氧化溝工藝流程見圖1.5。 圖1.5 本設(shè)計氧化溝工藝流程 在各溝道橫跨安裝有不同數(shù)量水平轉(zhuǎn)碟曝氣機，進(jìn)行供氧兼有較強的推流攪伴作用。外溝道體積占整個氧化溝體積的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“擺動溝道”，可發(fā)揮外溝道或內(nèi)溝道的強化作用；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，能耗相對較低。中溝道起到互補調(diào)節(jié)作用，提高了運行的可靠性和可控性。奧貝爾氧化溝獨特的構(gòu)造和機理，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)器的型式為獨特的同心圓型的多溝槽系統(tǒng)，因為幾個串連的完全混合槽與單槽的動力學(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系統(tǒng)看水流又是推流式，這樣的水流方式與工藝特點使奧貝爾氧化溝能在微生物良好的生長繁殖條件下去除有機污染物，同時有利于脫氮除磷。 奧貝爾氧化溝除具備一般氧化溝的優(yōu)點：流程簡單、抗沖擊負(fù)荷能力強、出水水質(zhì)穩(wěn)定和易于維護(hù)管理。其獨特之處還在于： （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。通常可以節(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， 可以較高程度地實現(xiàn)“同時硝化反硝化”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串聯(lián)的反應(yīng)器，有利于降解生化難降解的有機物，一般可以獲得較好的出水水質(zhì)和穩(wěn)定的處理效果。 （4）奧貝爾氧化溝在實際運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力效率，優(yōu)化控制方便,并可提高水深相對節(jié)省用地。 由于上述特點，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，平面布置相對困難；需要設(shè)立獨立的沉淀池,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)碟供氧強度低于轉(zhuǎn)刷和垂直表曝機，設(shè)備臺數(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的動力效率尚低于底部微孔曝氣器，但由于它的巧妙設(shè)計和設(shè)備的改進(jìn)，總體上顯示出綜合優(yōu)勢，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)、重點研究內(nèi)容、實現(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，主要包括開發(fā)區(qū)水污染治理工程方案比選及設(shè)計。 2.2. 重點研究內(nèi)容 2.2.1. 城區(qū)水污染控制規(guī)劃方案優(yōu)選 ①通過收集資料，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)合開發(fā)區(qū)水環(huán)境質(zhì)量分析、評價結(jié)果，確定達(dá)到環(huán)境效益、經(jīng)濟效益和社會效益相統(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 ①污水收集系統(tǒng)的設(shè)計 1）污水收集系統(tǒng)方案的比較與選擇 結(jié)合開發(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)走向等問題的進(jìn)行論證。 2）污水管道系統(tǒng)的設(shè)計計算 通過上述方案選擇，確定適用的排水管道系統(tǒng)，并進(jìn)行設(shè)計計算。 ②污水處理廠設(shè)計 1）污水處理廠工藝流程的選擇 根據(jù)設(shè)計資料及國家有關(guān)規(guī)范，進(jìn)行污水處理廠處理工藝流程選擇，對比選方案分別需要作處理流程中構(gòu)筑物型式計算和選擇，通過技術(shù)和經(jīng)濟比較，確定最佳處理工藝。 2）污水處理廠的設(shè)計計算 對所選擇的處理工藝流程及處理構(gòu)筑物型式進(jìn)行設(shè)計計算，包括：泵站的設(shè)計計算，污水處理構(gòu)筑物的設(shè)計計算和污泥處理構(gòu)筑物的設(shè)計計算等。 掌握設(shè)計資料和有關(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)計計算 污水處理廠設(shè)計計算 繪制圖紙及計算說明書編制、畢業(yè)答辯 2.3. 實現(xiàn)途徑 本次設(shè)計擬通過老師指導(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、環(huán)境、社會等諸方面的綜合分析論證；理論分析與設(shè)計運算；計算機操作及應(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)計手冊的基礎(chǔ)上，進(jìn)行規(guī)劃和設(shè)計計算，并借助CAD計算機繪圖軟件進(jìn)行設(shè)計圖紙的繪制。在老師的指導(dǎo)下，完成整個畢業(yè)設(shè)計過程中圖紙的繪制和說明書計算書的編制任務(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)計說明書、設(shè)計計算書的形式展現(xiàn)。 3. 進(jìn)度計劃 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 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、提交開題報告、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 4 11周－14周 水污染控制工程設(shè)計計算 5 14周－17周 圖紙繪制及說明書、計算書編制 6 18周 畢業(yè)答辯 學(xué)生簽名： 年 月 日 4. 指導(dǎo)教師意見 同意按此開題。 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日