新概念水廠設計

說明書姓名鄒亞男/高冰麗年 級 2011級專 業 環境工程學 校 南開大學二0一五年一月目錄：1、概述：2、國外典型案例介紹：3、國外污水廠新概念介紹：4、中國污水處理現狀：5、概念廠設計方向：資源回收、能源利用、水質提升6、主體設計：7、輔助設計：8、創新點：9、個人見解：第一章：概述1.1背景：為未來水資源的可持續考慮，荷蘭、美國、新加坡等國家相繼提出了新世紀未來水廠的概念，為與國際發展接軌，彌補國內的空白，由國內環境領域著名的六位專家提出“建設面向未來的中國污水處理概念廠的理念”。第二章：國外污水廠典型案例介紹美國---21世紀水廠在水工業行業，美國加州橙縣水管區（OCWD）建設并運營的“21世紀水廠”的水凈化項目在世界范圍內得到廣泛認可并備受推崇。該水廠是加州第一個將廢水凈化到飲用水的項目，作用是回灌地下水，防止海水入侵。原工藝是“石灰澄壽水入幔注入地下形成“水圳清+反滲透+紫外”，后期改造采用處理工藝為“微濾+反滲透+紫外+雙氧水”。這是全球地下水回灌的標志性項目。疑歸與濰合*淡水頊E深井水播入水冬介質逑戰與活性炭噎附城市污水和工業廉水生物處現莢國加利福尼皿州翟縣壽水入幔注入地下形成“水圳清+反滲透+紫外”，后期改造采用處理工藝為“微濾+反滲透+紫外+雙氧水”。這是全球地下水回灌的標志性項目。疑歸與濰合*淡水頊E深井水播入水冬介質逑戰與活性炭噎附城市污水和工業廉水生物處現莢國加利福尼皿州翟縣反獨選取化處理石捌8燒郭放調節pH >新加坡—Newater項目新加坡NEWater水廠使用污水做原水，經過一般的污水處理過程后進行深度凈化處理，其中包括超濾（UF）、反滲透（RO）和紫外消毒（UV）。超濾過程將污水中的粒狀物和細菌等體積較大的雜質去除，然后用高壓將污水透過反滲透膜，將溶解的鹽分、藥物、化學物質和病毒等較小雜質與水分離，最后再經過紫外線消毒，就得到了可循環利用的再生水。新加坡Newater項目開啟了污水回用的新篇章，其項目中的膜工藝和污水集中系統尤其值得借鑒和研究。探索和研發低成本的膜，直接替換現用的常規工藝，將是未來污水處理的一大里程碑第三章：國外未來污水廠新方向介紹美國：碳中和美國水環境研究基金(WERF)制定了至2030年所有污水處理廠均要實現碳中和運行的目標，2030年未來水廠均要實現走能耗自給之路。以希博伊根(Sheboygan)污水處理廠為例介紹美國的污水處理廠發展方向：直品廢物同了,?電能—微型魁 熱第一氣輪機直品廢物同了,?電能—微型魁 熱第一氣輪機 中國給水推力.密惻農業施肥希博伊根(Sheboygan)污水處理廠的能耗自給路線主要分為兩部分開源，而是節流。開源:利用熱電聯產（CHP）技術充分利用污泥厭氧消化產生的生物氣體（CH4）產電、產熱。同時，通過向剩余污泥中投加高濃度食品廢物（HSW）實現厭氧共消化，以加大生物氣體產出量。節流：更新水泵變頻機組（節能20%）、鼓風機系統（節能13%）、氣流控制閥（節能17%）、加熱設備以及相關的自控系統（PLC和SCADA），最大限度降低污水處理關鍵設備的能耗。不是一味的推到重來，而是因地制宜地對現有的污水處理廠進行提效改造，可行性高且節約成本。同時，投加外源有機物增大厭氧效率也是一大亮點。荷蘭:News技術路線荷蘭將可持續水發展理念，高度概括為News框架，NEWs是英文Nutrient（營養物）+Energy（能源）+Water（水）factories（工廠）詞組的縮寫，表示可持續理念下的污水處理廠其實是營養物、能源和再生水三位一體的生產工廠。圖3營養物工廠概念工藝-

處理提供了很好的參照。同時，荷蘭也注重因地制宜，在原有的污水處理設施的基礎上進行提升改造。新加坡：綠色水廠新加坡水務局PUB制定出3個關鍵評價標準：出水水質、能源可持續性、環境可持續性。新加坡追求污水水廠的能耗自給率能達到100%，但新加坡的改造是分為三個階段：①近期目標(2017年)一一改造棕色水廠(Brownfield)。②短期目標(2022年)——關閉部分棕色水廠，新建綠色水廠(Greenfield)。③長期目標——未來綠色水廠(Greenfield)。利用目前實驗室中試技術(或建議技術)，使能源自給率超過100%，并降低剩余污泥產量新加坡的水廠建是循序漸進的，客觀可行性高，三個彼此獨立而又互相銜接的三個目標，使其未來建設之路清晰且有跡可循。第四章：中國污水處理廠現狀總體現狀中國城鎮污水處理廠在數量迅速增長的同時，也面臨著一系列的問題。從頂層設計的理念缺失，到具體實施建設過程中的缺乏制度和標準，當前水處理行業面臨著粗放、混亂的局面。如何使國內污水處理在質量上得到提升，如何應對未來的資源和能源危機是當前中國急需考慮的重中之重。當前污水廠的一些問題小結：嚴重缺乏可持續發展發展理念當前國內的污水處理廠基本面臨著以能耗換污染物處理的尷尬局面。一方面有效抑制污染擴散的同時，以極大的加劇了能源的消耗。大部分污水廠采用高能耗的工藝如曝氣等，采用厭氧消化利用能源的設施少之又少。總之，能源利用上在國際環境中基本屬于菜鳥級別。而在資源回收上可以說是空白，對氮磷的回收、微生物的利用等部分都還沒有具體的行動。缺失水廠可持續發展的指導標準當前國內的水廠基本處于盲人摸象階段，各地區各水廠各自為戰，沒有一套行之有效的標準將諸多資源利用起來。同時，中國水廠基本采用一刀切的方式，不考慮地區差異性、忽視污水的來源等因素，不會因地制宜。缺失激勵機制當前污水處理廠屬于埋頭苦干類型，達到標準就是最終目標，缺乏進取心和積極面對的態度。更深的原因是沒有一套可實現的獎懲機制，調動水行業的積極性。缺失民眾中的正面形象污水廠在廣大的用戶當中沒有正面積極的形象，更多的報道屬于污水廠與居民用戶的矛盾糾紛，受到埋怨和投訴。社會公眾只能看到污水廠的負面部分，很難也很少去關注水廠所取得了正面作用。扭轉這樣的場面，可以更多的得到社會的認同和幫助。第五章:新概念污水廠設計方向資源回收：污泥提取蛋白技術技術原理：該技術以城鎮污水處理廠和工業廢水處理設施產生的活性污泥為處理對象，通過理化作用對微生物進行水解破