污水处理毕业设计文献综述

毕业设计（论文）文献综述题目我国给水工艺与国外给水工艺的差异学院水利工程系给水排水工程班级给0801班学号200813040118姓名曾敏露指导老师禹丽娥日期2012/3/21摘要建国以来，我国给水事业无论在科学理论或生产工艺各方面都有了飞跃的发展和进步，并取得丰硕的成果，这些成果有的已经接近或达到国际先进水平，有力地推动了国民经济的发展。但从总体看我国给水工艺与世界先进技术相比还有一定的距离。及时了解和总结我国给水工艺与世界先进技术水平相比还有一定的距离。及时了解和总结我国工艺水平发展状况及与国外先进水平的差距，才能督促和鼓励给水工作者奋起直追，尽快赶上国际水平。下面就我所了解到的现阶段国外给水工艺存在的差距，作一粗浅的评价，与同行共同研讨。今年来，由于工业的日益发展，人类生活水平不断发展提高，以及活动范围的逐渐扩大，各国的水体都出现了不通程度的污染。目前已知的有机化合物达400万种，人工合成有机物达4万多。现已能用现代检测技术从原水中检测出来的已达2千2百余种，。因此以饮用水中THM为代表的卤代物的生物致突活性也日益为广大给水技术人员所关注。长期以来，给水工艺仍然是混合、絮凝、沉淀、过滤和消毒几个阶段，宏观上理论上尚无重大突破，然而在微观上，净化工艺确不断地改进，对给水处理的认识也不断地更新。理论的继续深化，促进了给水工艺水平的提高。传统工艺、理论主要是建立在以粘土胶体微粒和致病细菌为主要工作对象的基础上，随着污染程度的日益加剧和污染源的逐渐增多，污染物品种的多样化，为给水处理工作者带来新的课题。现在给水工程较以往的任何时候都更加注意原水的预处理工作和在传统工艺后面的深度处理，这是当前发展最快的方面，也是我国和国外给水工艺水平主要差距所在。关键词：水处理、工艺比较、差异一、预处理预处理是设置在传统处理工艺之前的各种处理措施，包括格栅筛除原水中的漂浮杂物，预氯投加，调整原水的pH值，泥砂在预沉池中预沉以及投加粉末活性炭或生物过滤等各种工艺措施。我国的预处理工艺主要是格栅隔除漂浮物；预氯投加，即在长距离输水管的起始点小剂量加氯；或在预沉池前投氯，以保证充分的消毒效果。粉末活性炭的投加多为季节性，当水质严重污染时，为了去除臭味和有机物而采用的临时性措施。由于我国生活水准所限，粉末活性炭投加对制水成本影响较大，故采用不多。如哈尔滨市自来水公司仅在松花江污染严重时，季节性投加。从投加粉末活性炭的效果看还是令人满意的。我国当前在预处理方面与国外先进国家的主要差距在于原水调质和去除水中污染的有机物。从西方发达国家情况看，原水的调质已是普通采用的水处理手段。如日本东京朝霞水厂取用利根川河水，年平均pH值为7.1，最高为7.3，最低为6.8，当选用聚合氯化铝作混凝剂时，其最佳混凝pH值在7～8之间；为了提高药效，使用氢氧化钠做调质剂调整pH值，其投加量在1.7～3.0毫克／升之内波动。当原水碱度不足而影响混凝剂药效时，必须投加碱来提高碱度，常用的碱剂有消石灰和碳酸钠，日本水道协会还制订了相应的计算公式W=[(A2+K·R)-A1]·F，（其中W--碱剂投加量；A1--原水碱度；A2--净水中剩余碱度；K--投加1毫克／升混凝剂药剂的碱度下降量；R--混凝剂投加量；F--提高`1毫克／升碱度所需投加碱剂的量）。日本札幌市白川水厂年平均投加消石灰3.8毫克／升；大阪市柴乌水厂消石灰最高投加量为47毫克／升。类似日本的调质方法和设备，在发达国家几乎属于必备。原水调质不存在技术问题，关键在于对调质必要性的认识。二、常规处理(1)混合技术：理论上早已阐明混合是絮凝的基础，要求快速剧烈的混合，以促进混凝药剂扩散速度和压缩水中胶体的双电层，使胶体脱稳。但在实际工作中对混合长期未给予应有的重视。80年代中后期加强混合才成为给水界最强调的观点，因而也陆续出现了多种混合设备。有水力隔板混合、水泵混合、机械混合、混合池、槽等以及近几年应用于给水行业上的静态混合器。从混合设备形式上看，我国现有水平不逊于国外先进国家。由于混合设备对水力条件、输入能量、混合方式要求比较严格、设备、构造上的差异往往造成混合效果相差较大，单纯从理论计算上进行混合设计，往往和预先设想结果有较大偏差，因而影响混合效果。国外先进国家对混合设备都作严格的测试，以期取得最佳混合效果。例如美国混合设备的生产厂家对使用单位所需求的机械混合设备全部按1:1的比例，使用不同颜色的塑料珠进行混合测试，取得最佳使用效果后方进入施工。而我国对混合的测试手段和测试设备不足，直接影响混合器效果。美国这种作法是我国应当学习和效仿的，也是我们与先进国家的差距所在。(2)絮凝反应：我们的反应设备总体上和国外水平差距不大，传统上的絮凝反应多采隔板反应，是建立在近壁紊流理论基础上的。随着给水理论的深入研究和发展，从能量耗散的角度出发提出自由紊流的微旋涡理论，我国在此理论之上研制出多种设备反应亦投入生产运行。但我国机械反应多为垂直轴机械反应，国外平流沉淀池多为水平轴机械反应，并采用液力无级变速式电机调频无级变速。我国在前一段时间对缩短反应时间很感兴趣，所设计的反应池停留时间有的短达7分钟，认为这样可以减少占地节约投资。现在随着实践和对高效反应的认识加深，又开始倾向延长反应时间，这与国外先进国家的认识趋于一致。(3)沉淀池：平流沉淀池是给水行业最古老的一种池型，大型水厂应用较多，我国与国外技术水平相差无几，所不同的是，国外停留的时间较长，一般为2～4小时，我国停留时间多为1～2小时。选择较长的停留时间可以节约药剂，提高沉淀后的水质，并有足够的调节余地，抗冲击负荷能力较强。停留时间短可以节省基建投资，减少占地面积。具体设计停留时间多长为好，这需要根据国家发达程度、沉淀后水质指标要求，并进行经济技术比较后确定，根据我国水质标准和国情，采用1.5～2.0小时停留时间为好。斜管沉淀池是继平流沉淀池之后于60年代末、70年代初发展起来的一种建立在浅池理论上的沉淀设施，具有占地面积少、沉淀效率高的特点，在我国经过近20年的应用和发展，使沉淀技术日臻完善，也积累了许多设计和运行经验，是一种成熟工艺。近年来在斜管管形上出现了多种形式，有山形斜管、近菱形斜管、旋转30°放置的正六边形斜管，规格上有Φ25～Φ70等多种规格的斜管，材质有聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、乙丙共聚等多种材料。并且在加工制作上有多项改进。从工艺角度看我们并不落后。主要差距表现在设计参数选用偏高和监测控制能力较差。斜管上升流速我国多选用2.5毫米／秒～3.0毫米／秒，国外多选用2.0毫米／秒以下。另外，由于水在斜管沉淀池内停留时间较短，一般约20分钟至30分钟，在斜管内停留时间仅5～6分钟，由于停留时间短，使斜管沉淀池运行管理要求提高，国外先进国家自动化程度高，在控制上不成问题，既使如此，有些国家仍在规范中明确规定斜管沉淀池必须设置完备的检测和控制系统，如日本。我国的监测和控制系统水平较低，仪器设备不过关，多为人工检查调试，给斜管沉淀池稳定运行带来困难。加强斜管沉淀池的监测和控制是我们面临的一项任务。三、絮凝剂和絮凝控制技术给水处理中，在絮凝药剂投加控制和絮凝剂的使用方面，我国还处于一般水平。主要反应在絮凝剂的品种少、质量低。在国外，特别是作为原水调质而采用的助凝剂较为普遍。我国这方面差距较大。在药剂自动投加方面，大部分水厂正处于起步阶段。对于国外先进的自动控制工艺，我国已开始致力于引进和研究。1、絮凝剂和助凝剂的使用情况目前国内外大部分净水厂采用的絮凝剂仍铝盐和铁盐最为普遍。我公司主要使用铁盐絮凝剂，如三氯化铁、硫酸亚铁、氯化硫酸亚铁。近几年来，国外正研制和开发应用新型高效絮凝剂方面进展很快。引人注意的是两类絮凝剂。一类是无机聚合物絮凝剂；另一类为有机高分子聚合物絮凝剂。2、絮凝剂的控制投加絮凝控制技术是净化处理的重要环节，因此如果控制不好，既不能达到预定的水质要求，又导致药剂的浪费。我们目前大部分净化水厂仍沿用化验室烧杯搅拌试验确定投加率与经验投加相结合的方式，人工操作投加。该方法的缺点是不能满足连续运行的需要，也就不能随水质水量的变化而及时调整投加量。同时由于在化验室内做烧杯搅拌试验与实际生产中的水力条件差距较大，因此提供的投加率仅能作为实际投加的参考值，不仅不准确，还带来检验投加效果的滞后性。为了解决这些问题，近几年来我国有的水司研究应用模拟滤池法控制混凝药剂的投加，结果表明可达到自动控制投加，及时调整药剂之目的，可节约药剂10～20%。但由于模拟水力条件和生产实际的差距，必须及时修正相关关系，否则将影响投加准确性。当前国外贷款项目基本采用该种方法，国内应用尚不广泛。四、消毒杀菌技术和水的深度处理消毒杀菌技术已成为给水处理中不可缺少的处理手段之一。随着工农业的发展，自80年代起，由于部分地区的地面水源水质逐渐变差和饮用水水质要求的提高，水厂的处理工艺在常规处理基础上向深度处理的趋势发展。1、消毒杀菌技术很长一个时期以来，传统的消毒杀菌剂主要是采用氯及其化合物。该方法操作技术简单、价格低、杀菌效果好。在国外至今仍为主要杀菌方法之一，我国应用更为普遍。使用氯气消毒我国与国外的主要差距在于投加的控制手段上，目前一般采用容量分析比色法测量投氯后的余氯值，依据其余氯值采用浮子加氯机或真空加氯机调节投加量，靠人工操作。该方法不能提供准确的投加量，只是靠经验控制，检验投加效果又具有滞后性。而国外则采用自动余氯检测仪检测，根据余氯量反馈给自动加氯机自动调节投加量。这套设施由于国内的余氯检测仪以及氯氨加注自动化设施有待提高，目前尚不普及。2、水的深度处理水的深度处理主要在于去除原水中的微量有机污染物，国外采用深化处理较为普遍，我国在水的深化处理方面还处于起步阶段，大部分老水厂均未采用深度处理，只是部分新水厂采用了活性炭吸附处理。目前水的深度处理主要包括：活性炭吸附、臭氧氧化、臭氧和活性炭联用和生物活性炭。由于活性炭具有良好的吸附和过滤性能，所以被广泛用于水的深度处理。活性炭的品种除粉末状和颗粒状外，近几年又发展了球状活性炭，浸透型活性炭和高分子涂层活性炭等新的品种。粉末活性炭多用于预处理，粒状、球状等活性炭多用于生物活性炭滤池起深度处理作用。活性炭对水中的致癌物与致突变物及其含酚化合物均有良好的去除效果。但由于活性炭的再生问题使制水成本大幅度增高，在我国的使用受到一定的限制。除利用臭氧的增氯化能力与活性炭滤池联用外，目前国外还致力于用臭氧与生物活性炭(O3·BAC)对水做深度净化处理的研究。它是当前去除水中有机物质的较为有效的一种深度处理方法，在日本引起极大的重视。试验和生产实践表明，该技术具有如下特点：①能去除水中溶解性有机物；②能降低TOC，COC及氨；③能降低进水中三卤甲烷母体；④对色度、铁、锰酚都有去除效果；⑤能使Ames试验为阳性的水成阴性。但由于该技术耗电量较大，使用尚不普及。近年来，国内外还开展了光化学氧化法去除水中优先污染物的研究。1987年同济大学进行了紫外线--臭氧(UV--O3)进行深度处理的研究获得令人满意的效果，与此同时还进行了采用低压汞灯为光源，以二氧化钛为催化剂的光催化氧化处理有机优先污染物的试验，获得良好的效果。但这些研究目前还未达到应用于生产的阶段。我国在这方面的差距主要表现在采用深度处理的普及程度低。随着我国改革开放的深化，国力的增强，相信定会逐步缩小这一差距。参考文献：1.严煦世，范谨初.给水工程[M].北京：中国建筑工业出版社，1999.2.中国市政工程西北设计.给水排水设计手册（第1、3、10、11册）[M].北京：中国建筑工业出版社，1986..3.汪大翚，雷乐成.水处理新技术及工程设计[M].北京：化学工业出版社，2001.4.李亚峰，尹士君.给水排水工程专业毕业设计指南[M].北京：化学工业出版社，2003.5.许保玖.给水处理理论[M].北京：中国建筑工业出版社，2000.6.谢水波，余健.现代给水排水工程设计[M].长沙：湖南大学出版社，2000.7.丁亚兰.国内外给水工程设计实例[M].北京：化学工业出版社，1999.