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毕业论文开题报告

环境工程

A2/O工艺处理小城镇生活污水设计

一、选题的背景、意义

随着我国城镇化水平的不断提高，全国小城镇从1978年的2178个增加到迄今为止的48000多个。与此同时，小城镇的水环境受到了前所未有的严峻挑战，城市生活污水水量越来越大，如果直接排入河流，将对河流产生不可逆转的影响和变化，我国绝大多数的小城镇污水处理工程缺乏科学的规划和系统的设计，现在的小城镇污水处理系统通常比较简陋，甚至没有，不少小城镇由于污水处理设施建设严重滞后，已经成为制约当地社会经济发展的“瓶颈”。

为了尽可能避免再走国内外大城市走过的“先污染、后治理”的老路，尽早做好小城镇污水治理工作，促进我国小城镇社会经济与生态环境协调发展是明智之举。

小城镇污水处理工程是水环境保护和污染治理工作的重要组成部分，污水处理工程的规划和设计是工程建设的重要环节。因此，小城镇污水处理工程的规划和设计必须适合我国国情，污水处理工艺要做到经济适用、运行稳定可靠，能耗低和处理效果好、操作维护简单。

“九五”以来，国家实施积极的财政政策，对城市污水处理设施建设给予重点支持；各地政策尤其是重点流域城市政府，进一步明确责任目标，不断加大对污水处理为重点的环境基础设施的投入，建设进度加快；城市污水处理收费制度从无到有，征收率不断提高，有些城市已经达到保本微利水平；不少城市积极推行污水处理特许经营，产业化、市场化得到快速发展。

随着环境保护工作的深入，小城镇生活污水处理提到了上升轨道。其特点是：人口少，用水量标准较低，污水处理规模小；产业结构区域特定差异、受雨季影响及用水量时变化系数较大，因此污水水量、水质变化大；经济发展水平偏低，经济承受能力弱，可供选择的适用技术少。

对全国660个城市的有关数据分析表明，2003年底，我国城市污水排放总量为349.2亿吨，比2000年城市污水排放总量增加5.2%。2000年全国有污水处理厂427个，2003年增加到612个，城市污水处理厂个数增加了43%。总规模增长了97%，其中二级生化处理厂的规模增

长114%。污水处理能力也由2000年的2158×10m/d增加到2003年的4253×10m/d，污水处理能力大约翻了一番。

总之，要加强小城镇污水处理技术的开发研究，按照城乡统筹的要求，指导并推进小城镇环境保护基础设施的建设，努力找到适合小城镇并与当地的特点和自然条件相结合的不同的处理工艺，达到高效、节能、节地、便于二次利用的目的；要加大污水再生利用技术开发力度，促进污水资源化的发展，建立小城镇水的良性循环体系；要高度重视污泥的无害化处置，大力发展污泥综合利用技术；要支持污水和污泥处理设备的科研开发，积极推广国产设备的应用。

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二、相关研究的最新成果及动态

随着可持续发展战略的实施与水处理技术的进步，污水处理发展呈现以下特点：①从传统的物化和生物处理工艺向先进的生物除磷、脱氮、微滤、膜生物反应器等新工艺转化；②从单一处理向综合环境改善和资源综合利用方向发展。

污水生物处理是利用自然界生物的生命活动来清除污水中有机污染物质的一种方法，它可分为好氧生物处理和厌氧生物处理两大类。但近百年来厌氧生物处理技术进展不大，其原因就是污水在处理过程中停留时间过长，构筑物庞大，一次性建设投资太高，而好氧生物处理技术发展较快，主要方法有活性污泥法、生物接触氧化法、生物滤池、氧化塘、生物转盘等。特别是活性污泥法由于具有处理效果好、出水水质稳定、运转经验丰富的优点，已成为我国城市污水处理技术的主流。

自1917年在英国的曼彻斯特和美国的休斯顿分别建造了处理能力为946m/d和378m/d的活性污泥法处理厂并投入使用以来，历经近百年的发展革新，随着微生物和细胞生物学在污水生化处理上的应用，人们开发了不少以传统活性污泥处理系统为基础的新工艺，主要有普通活性污泥法工艺、厌氧-好氧活性污泥法工艺、间歇式活性污泥法工艺、AB法工艺和氧化沟工艺等。

（1）普通活性污泥法工艺 该工艺技术成熟、运行经验丰富。但该工艺构筑物及设备相对较多，污泥消化工程技术投资较大；活性污泥易产生膨胀，耐冲击差，不具备脱氮和除磷功能。

（2）厌氧-好氧活性污泥法工艺（A/O或A/O） 该工艺最主要的变革是将厌氧状况组合到活性污泥法中（简称A/O或A/O），该工艺特点是在除BOD的同时能有效地去除氮、磷营养物质，但是，其一次性投资大，运行控制难度高。

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（3）间歇式活性污泥法工艺（SBR） 该工艺最主要的变革是将连续运行的活性污泥法改变为间歇运行。如果说连续式推流曝气池是空间上的推流，那么间歇式活性污泥法则是时间上的推流。该工艺特点是处理构筑物简单，不需要设置沉淀池、回流污泥泵等装置，也不易产生污泥膨胀，同时可以实现单池内生物脱氮、除磷的目的。但是存在着机械设备多、曝气易堵塞的弊端。

（4）吸附生物降解工艺（AB法） 该工艺最主要的变革是在传统两段活性污泥法（Z-A法）和高负荷活性污泥法的基础上突破的。该工艺与单级活性污泥法系统相比，微生物群体处在完全隔开的两个系统内，使处理效果更佳和更稳定；对于一个连续的工作A段，从外界连续不断地接种具有很强繁殖能力和适应环境变化能力的短世代原核微生物，大大提高了处理工艺的稳定性。因此其特点是A段负荷高，抗冲击负荷能力很强，但A段的污泥产量较高，给污泥处理增加难度。

（5）氧化沟工艺 该工艺最主要的变革是处理流程简单，为连续形的曝气池，可不设初沉池，其特点是操作灵活，管理方便，基建费用低，出水水质好。但氧化沟能耗较大，除磷效果不明显。

虽然技术发展日新月异，但传统的活性污泥处理系统在配合新的多种运行方式下仍很受用，如普通曝气法、阶段曝气法、吸附再生曝气法和合建式完全混合曝气法等。

传统活性污泥法是以去除碳源污染物为主的污水处理工艺，处理后的尾水仍然含有较多的有机污染物，其中以氮、磷物质为主。一般情况下，城市生活污水处理后的出水水质，其BOD5为20～30mg/L,COD为60～100mg/L，SS为20～30mg/L，氮和磷的去除率则较低，一般氮的去除率为20%～30%，磷的去除率为5%～15%，出水中NH3-N浓度为15～25mg/L，TP为6～10mg/L。

从活性污泥法的适用范围认识到，仅用单一的处理流程完全净化含有复杂和难降解物质的污水是十分困难的，有时甚至是不合理的。因此，活性污泥法的适用范围究竟能够扩大到什么程度，的确是一项十分重要的研究课题。最普通而且卓有成效的措施是将不同的处理单元，如物理处理、化学处理、生物处理等加以合理的组合，弥补各自的不足。

三、课题的研究内容及拟采取的研究方法（技术路线）、难点及预期达到的目标

（一）研究内容