污水處理廠的論文題目范文第1篇
摘要 針對不確定性條件下區域水資源管理系統的優化控制，建立了基于模糊可信度約束規劃的動態交互規劃模型。該模型以四種水資源系統安全狀態（相當安全、基本安全、不安全和極不安全）作為約束條件，引入可信度以反應系統的模糊性。將此模型應用于北京市水資源管理系統，并提出交互式模糊滿意度算法求解該模型，以全局最優滿意度權衡經濟和環境目標之間的沖突性。結果表明：當水資源系統安全等級從相當安全降低為極不安全時，規劃期內的優化配水量降低了57.95×108 m3，系統的經濟效益也降低了164.9億元，污染物排放量顯著上升22.05%;可信度水平越高，供水不足和污染物排放過多的風險就越低，經濟利益和污染物排放也就越低;可信度越低，經濟效益和污染物排放越高，但同時系統風險也在增加?？尚哦人侥軌虮灰暈橐粋€評價指標以評估最終解決方案的可靠水平。相比于傳統水資源配置方法，該模型更加真實模擬了多層目標和多決策者的動態交互過程。
關 鍵 詞 水資源管理; 不確定性; 水資源系統安全; 可信度約束規劃; 動態交互規劃
A dynamic interactive programming for urban water resources management system
CHEN Yizhong1， PENG He1， QIAO Youfeng1， YAN Pengdong2
（1. School of Economics and Management， Hebei University of Technology， Tianjin 300401， China; 2. School of Architectural Engineering， Tianjin University， Tianjin 300350， China）
Key words water resources management; uncertainties; water resources system security; credibility constraint programming; dynamic interactive programming
0 引言
水資源是保障人類生產生活、經濟與社會穩定發展的基礎性資源。但隨著人口增長與經濟迅速發展，水資源短缺現象在世界范圍內普遍出現，約80%的人口面臨水資源安全問題。北京市作為我國的首都，是政治、文化、科技、信息中心和對外交往的中心。但長期以來，其以年均不到21×108 m3的水資源量支撐著36×108 m3的需水量[1]，不合理的水資源開發處理方式（廢水年排放量高達15×108 m3，地下水開采力度大，地表水開發利用率超90%）導致地下水位下降和水污染[2]，水資源短缺成為制約北京市經濟社會可持續發展的主要問題[3]。因此，如何制定高效的水資源調控策略，對于北京市用水策略調整，水資源系統的安全等級提升和水資源可持續利用具有重要意義[4]。
優化技術已被廣泛地應用于區域復雜環境系統調控?；趦灮乃Y源配置模型主要分為兩種，一種是水文優化模型，主要在水文政策要求下優化各部門水資源;另一種主要是經濟優化模型，主要用于優化配水部門間的水資源配置。同時，隨著優化技術的不斷發展，水資源配置模型已從單目標調水問題優化發展為綜合考慮社會、環境、經濟、代際公平性、可持續性的多目標綜合性區域的水資源調配優化問題。然而，由于供需關系、污染物排放標準、利用方式、政策變化等因素的影響，在水資源管理系統的決策過程中依然存在著多種不確定性和相互作用，如區間、模糊和隨機性[5-6]。迫切需要采用不確定性的優化技術以適應水資源管理系統中日益增加的復雜性。模糊可信度約束規劃能夠給出不同可信度水平下的優化策略。該規劃方法已被廣泛應用于區域水資源與水安全系統綜合管理，如農業水資源管理[7-8]、流域水安全管理[9]、城市水資源管理[10-11]、能源-水關聯系統[12]等。雖然模糊可信度約束規劃對于參數隨機分布未知的模糊決策問題有行之有效，但水資源管理系統中往往存在多個相互沖突的目標。例如，環境政策制定者可能側重于污染物排放控制，而水資源管理者可能側重于最大化水資源利用的經濟效益[13]。但最大化系統經濟效益往往需要基于合理的污染物排放控制約束，而系統污染物排放控制也需考慮經濟效益。亟需一種兼顧多層次決策目標，尋求全局均衡最優方案的動態交互規劃方法。雙層規劃模型能夠彌補傳統多目標規劃難以反映系統中普遍存在的決策層次性和交互過程的問題，其按照層級順序依次嵌套求解。但雙層規劃的求解問題是一個NP-hard問題。交互式模糊滿意度算法將引入全局滿意度作為雙層決策目標之間的載體，通過更新滿意度迭代求解全局最優方案。這種方法能夠客觀描述不同層級之間的交互作用并解決決策目標的沖突性問題，實現目標層之間的動態交互規劃。
本文基于雙層規劃模型和交互式模糊滿意度算法，建立一套動態交互規劃模型。通過求解最優滿意度規劃方案，以實現區域水資源管理系統優化調控。根據北京市水資源供求關系，描述了北京市水資源管理系統決策過程，客觀反映了環境控制與經濟效益間的矛盾關系，深入分析了水資源管理過程中不同決策者之間的隸屬關系及其伴隨的不確定性。本研究的主要創新點可以概括為：以四種水資源系統安全狀態（相當安全、基本安全、不安全和極不安全）作為約束條件并整合到模型框架中;引入可信度替代傳統的可能性概念以反映系統的模糊事件;提出交互式模糊滿意度算法求解，權衡環境效益-經濟效益間的沖突關系;將所開發的模型應用于北京市水資源管理系統的可持續管理，研究結果能夠為深入分析水資源系統安全等級、水系統效率和可信度之間的相互關系提供理論依據。
1 動態交互規劃模型
1.1 雙層規劃模型
上層規劃問題和下層規劃問題分別通過各自目標函數和約束條件來求解優化。上層規劃問題依賴于下層規劃問題最優解，下層規劃問題最優解受上層規劃問題影響。數學中的雙層規劃模型可以概括如下：
式中：[f1]和[f2]分別表示上層和下層規劃問題的目標函數;x和y分別表示上層和下層規劃的決策變量;[R（x，y）]和[T（x，y）]分別表示上層規劃和下層規劃的約束空間。
交互式模糊滿意度算法可以反映決策者的層次結構之間的交互作用，避免各層之間的目標沖突，還可以有效地描述現實問題各層次結構關系，得出全局性的優化結果。因此，本文在傳統雙層規劃模型的基礎上，引入全局最優滿意度λ以度量約束達到何種程度時系統實現全局目標的最優，上層決策問題可以通過更新其上層滿意度的下限以進行模型的迭代求解。具體過程如下：
步驟1：獨立地求解上層和下層模型，并得到上層的決策方案[（xU，yU，fU1）]和下層的決策方案[（xL，yL，fL1）]，當[（xU，yU）=（xL，yL）]，則系統得到最優解。
步驟2：通過給上層決策變量x設定容忍閾值，建立相應的三角隸屬度函數：
式中：[σ]表示上層決策變量x的滿意度;[r1]表示上層優化解[xU]周圍的容忍閾值，超過容忍閾值的決策范圍是不可接受的。
步驟3：分別對上層和下層的決策目標設定容忍閾值，并建立相應的隸屬度函數。
式中：[η]代表上層目標函數的滿意度;[τ]代表下層目標函數的滿意度;考慮上層目標函數是求最小化問題，所以假定[f1（x，y）>f′1;]是絕對不能接受的，而[f1（x，y）<f1U]是絕對可以接受的，其中[f′1]代表上層目標函數最高的容忍值。相反，由于下層目標函數是求最大化問題，因此假定[f2（x，y）>fL2]是絕對可以接受的，而[f2x，y<f′2;]絕對不可以接受的，其中[f′2]代表下層目標函數最低的容忍值。
步驟4：通過全局滿意度λ以實現同時滿足上層目標和下層目標的滿意度，并建立全局滿意度函數表達式
則上述雙層規劃問題就可以轉化成求解最大滿意度λ。
1.2 模糊可信度約束規劃
模糊可信度約束規劃是為了解決系統中數據的不確定性及無法獲取精確的數據隨機分布問題的一種數學方法。傳統的模糊可信度約束規劃模型可概括如下：
式中：“～”代表模糊參量;[Cj]表示目標函數中的模糊系數;[mi，j]和[qi]表示約束中的模糊系數;ω為不同的可信度水平（Credibility，Cr）。設兩個模糊變量[m]和[q]考慮為一組為三角形模糊數，如[m=（m1，m2，m3）]，[ q=（q1，q2，q3）]。那么，具有模糊事件[m≤q]的可信度可以表示為[9]：
根據以上定義，FCCP模型的約束可以轉換為
2 北京市水資源管理系統動態交互規劃
北京市近幾年加快了城市規劃和環境質量改善的建設步伐，所以結合北京市現狀和未來規劃，本文采用動態交互規劃模型對北京市水資源管理系統進行優化配置（圖1）。以環境目標為上層目標，以水體特征污染物（p=1為COD、2為TN、3為TP和4為NH3-N）排放量為決策變量;下層為經濟效益模塊，以配水量為決策變量。在雙層模型的決策過程中，上層目標函數同時受到上層約束條件和下層約束條件的限制，而下層目標函數僅受到下層約束條件的限制，所以由此得出的規劃結果更加有利于北京市水資源管理系統的環境影響控制，而且可以有效地規避系統不確定性造成的影響。
本文考慮4個規劃期（k=1為2020年，2為2021年，3為2022年，4為2023年），4種水源（i=1為地表水，2為地下水，3為再生水，4為客水）和5個用水部門（j=1為農業，2為工業，3為第三產業，4為居民生活，5為生態）。再將環境要素置于模型的優先級更能保障北京市水資源利用可持續性。同時，引入不同的水資源系統安全評估等級（表1），探究不同安全等級約束對優化調控策略的影響。水資源系統安全評價需考慮如下原則：a）能準確反映水資源管理系統主要特征;b）既能反映社會、經濟和人口發展指標，又能反映生態、環境和資源水平;c）可量化原則，使指標更易于計算;d）可行性原則，能充分考慮數據來源的現實性和可能性。
上層污染物排放控制：上層規劃模型以水體特征污染物排放量（TP）最小化為目標函數。
上層模型的約束條件包括如下：
1）污染物排放量及其總量控制：其要求低于允許排放水平的污染物排放量可信度水平應控制在高于或等于令人滿意的水平。
2）再生水比例約束：其要求再生水使用占比不小于一定的比例，該比例與水資源系統安全等級相關。
下層經濟效益模塊：下層規劃問題以水資源管理系統經濟效益最大化為目標函數。
下層規劃模型主要考慮水資源總量、缺水率、污水處理能力等約束條件。
1）水資源總量約束：其要求水資源使用量不能超過相應水源的供給能力。
2）缺水率約束：其要求每個規劃期內的缺水率需要低于一定水平，該水平與水資源系統安全等級密切相關。
3）污水處理能力約束：其要求每個規劃期內的污水排放總量不能超過區域污水排放總量約束。
式中：TP代表規劃期內的系統的污染物排放量（t）;TE代表規劃期內系統的經濟效益（108 元）;[popj，k，p]代表規劃期內COD、TN、TP和NH3-N排放量（t）;[wateri，j，k]代表在k時期由i水源向j用戶的輸配水量（108 m3）;[MRi，j]代表i水源與j用戶的輸配關系，其值為0或1（表示兩者之間存在或不存在輸配關系）;[pj，k]代表j用戶用水過程的污水排放率（%）;[Lj，k]代表污水收集率（%）;[Cj，k，p]代表j用戶排放污水中COD、TN、TP和NH3-N的濃度（mg/L）;[EFk，p]代表污染物去除率（%）;[TCCk，max]代表COD、TN、TP和NH3-N允許排放量（t）;[Bfi，j，k]和[Csi，j，k]分別水資源效益系數和成本系數（元/m3）;[LCj，k]LCj，k代表水資源損失率;[SWk]，[GWk]，[RWk]和[KWk]分別代表地表水、地下水、再生水和客水可獲得量（108 m3）;[AWRk]，[IWRk]，[TWRk]和[DWRk]分別代表農業、工業、第三產業和生態需水量（108 m3）;[PLk]代表規劃期k的長度（d）。
模型中參數數據來源主要為北京市市歷年水資源報告等相關統計數據。參考城市排水工程規劃和北京市污水排放現狀，確定農業、工業、第三產業、居民生活和生態用水部門的污水排放系數分別是0.1、0.5、0.7、0.7和0.8;其污水中的COD濃度分別為60、100、120、230和30 mg/L;TN濃度分別為70、60、60、55和50 mg/L;TP濃度分別為5、5.5、6、6.5和5 mg/L;NH3-N的濃度分別為40、50、45、40和40 mg/L;COD、TN、TP和NH3-N的去除率分別為70%、40%、40%和60%;水資源損失率設置為1.05。在需水預測方面，在分析北京市2002-2014年用水結構變化的基礎上，本文采用傳統的灰色模型對北京市不同用水部門的需求量進行模擬（圖2）。根據預測結果，規劃期內不同部門的需水量如表2所示，其將作為雙層模糊可信度約束規劃模型的關鍵輸入參數，并以此為基礎分析不同水資源系統安全等級下北京市的用水變化情況。
3 結果分析
3.1 水資源系統安全等級驅動下水資源調控策略
本文設計4組水資源系統安全等級，即相當安全、基本安全、不安全和極不安全，其中相當安全等級要求生態用水比例大于等于23%，而其他安全等級下的生態用水比例逐步降低。圖3展示了不同安全等級下的水資源優化配置方案。由圖可知，在整個規劃期內，北京市在相當安全、基本安全、不安全和極不安全等級下的配水總量分別達到349.42×108、298.67×108、311.46×108和291.47×108 m3。從供水源分析，地表水和客水是北京市主要的供給水源，兩者的供水量約占總量的50.0%;而地下水在不同安全等級下均全部用于居民用水。當系統從相當安全轉變為極不安全等級時，地下水的供應量顯著增加（從70.69×108 m3增加至99.41×108 m3）。在相當安全、基本安全、不安全和極不安全等級下，居民生活用水分別消耗地下水量70.68×108、85.93×108、90.87×108、99.41×108 m3。再生水主要供給生態用水和第三產業用水。從經濟活動方面來說，第三產業用水主要由客水滿足，其余由少部分地表水供給。從時間上看，北京市供水總量從2020年的67.52×108 m3增加至2023年的107.71×108 m3（相當安全等級下），年均增幅達到16.87%;從2020年的67.52×108 m3增加至2023年的107.71×108 m3（極不安全等級下），年均增幅達到18.47%。
圖4顯示了不同安全等級下的北京市水資源管理系統的經濟效益變化情況。結果表明：在相當安全、基本安全、不安全和極不安全的狀態下，系統的經濟效益分別為951.3 億元、859.1 億元、837.9 億元和786.4 億元。系統的經濟效益隨著規劃期的增長而有所增加。在相當安全等級下，系統的經濟效益從2020年的167.1 億元增加至2023年的333.9 億元，年均增幅達到26.08%;在不安全等級下，系統的經濟效益從2020年的150.9 億元增加至2023年的275.4 億元，年均增幅達到22.27%。北京市的主要用水是居民生活用水，其平均效益系數和成本系數分別為9.12 元/m3和3.87 元/m3。整個規劃期內，居民生活用水部分在相當安全、基本安全、不安全和極不安全等級下分別產生393.4 億元、386.7 億元、376.8 億元和339.7 億元?？紤]到生態和第三產業需要大量的水資源，其經濟效益將遠高于農業和工業部門。然而，當水從一個部門轉移到另一個部門時，由此產生的經濟成果將發生重大變化。因此，決策者應因地制宜地評估配水策略。
不同安全等級下對應著不同的污染物排放量（圖5）。從污染物種類上看，TN排放量最大、COD排放量次之、NH3-N排放量較少，TP排放量最小。當安全等級從相當安全變為基本安全時，可以觀察到各類污染物的排放顯著減少，COD、TN、TP、NH3-N排放量分別減少了5.5%、8.8%、21.93%和7.9%。此外，從總量上看，隨著安全等級的增高，對應的污染物排放總量呈現出增加的趨勢，這主要是由于隨著安全等級越高所分配的水資源量也越高。
3.2 可信度水平驅動下水資源調控策略
圖6給出了不同可信度水平下污染物排放量的變化情況。研究結果表明：隨著可信度水平的增加，COD和TN的年排放量呈現下降趨勢，其對應的剩余環境容量也呈現上升趨勢。相反，隨著可信度水平的增加，TP和NH3-N年排放量具有上升趨勢，而其對應的剩余環境容量呈現下降趨勢。例如，當ω從0.80增加至1.00時，COD的年排放量從14.38萬t下降至13.86萬t，而TP的年排放量從1.50萬t增加至1.70萬噸。由此可見，系統的環境特征對可信度水平的變化較為靈敏，這根本原因在于改變的可信度水平引起了配水方案的變化，從而導致不同用水部門的污染物排放量呈現動態變化趨勢。
圖7為規劃期內不同可信度水平下的水源供水方案。從圖中可以看出：隨著可信度水平的降低，4種水源的供水量均呈現上升趨勢。例如，在相當安全等級下，當ω從1.00下降至0.80時，地表水的供給量從107.37×108 m3增加至121.68×108 m3;地下水的供給量從70.68×108 m3增加至74.90×108 m3;客水的供給量從89.10×108 m3增加至97.91×108 m3;再生水的供給量從92.47×108 m3增加至99.98×108 m3。在極不安全等級下，當ω從1.00降低至0.80時，地表水的供給量從72.93×108 m3增加至79.36×108 m3;地下水的供給量從99.41×108 m3增加至104.03×108 m3;客水的供給量從58.84×108 m3增加至63.72×108 m3;再生水的供給量從60.29×108 m3增加至65.20×108 m3。圖8展示了不同可信度水平下各用水部門的供水方案。研究結果表明：各部門的用水量將隨著可信度水平的增加而降低。這主要是由于可信度水平的降低會導致模型部分約束條件左側系數取值較低而右側系數取值較高，從而放寬的該約束條件的范圍。從缺水率（定義為優化配水量與理論需水量的比值）分析，由于較低的可信度對應著更高的配水量，這能夠極大滿足用水部門的用水需求，但系統也面臨的失穩的風險。
由于ω=1.00代表系統需求條件的最高可信度水平，因此ω的不同取值所對應系統的經濟和環境效益代表了不確定性約束條件下滿足系統目標及約束水平的可信度水平。四種水源的供水量均隨著可信度水平的增加而減少，即北京市水資源管理系統的經濟效益和污染物排放量會隨著可信度水平ω的降低而增加?？尚哦人溅厝≈递^低時（如ω=0.80），模型約束條件相對寬松，系統的經濟效益和污染物排放量更高，但此時系統的可靠性降低;可信度水平ω取值較高時（如ω=1.00），系統的可靠性增強，但系統在強化的約束條件下將獲得更低的經濟效益。在基本安全等級下，可信度水平ω為0.80、0.90和1.00對應的系統經濟效益分別達到915.3 億元、888.0 億元和859.1 億元;在不安全等級下，可信度水平ω為0.80、0.90和1.00對應的系統經濟效益分別達到859.1 億元、838.2 億元和837.9 億元。
總體而言，本文基于模糊可信度約束規劃解決系統中數據的模糊不確定性，輸出了不同可信度水平下的水源供水方案。針對水資源系統安全評價系統中水量水質指標的不確定性，本文設計了相當安全、基本安全、不安全和極不安全4種水資源系統安全等級，并將其納入優化模型框架中，優化結果給出了不同安全等級下的系統配水方案和經濟環境綜合效益。此外，本文綜合考慮了系統決策目標的層次關系和交互影響，提出了不確定性條件下的動態交互規劃模型，其有效了規避系統決策目標沖突性對優化結果的影響。相比于傳統水資源配置方法，其能夠更加真實模擬了多層級目標和多決策者的動態交互過程。綜述所述，本文輸出的優化結果考慮了多種系統干擾因素，輸出結果的魯棒性較強。
3.3 政策啟示
在供水方面，再生水（占總水量的23.11%）是北京市重要的一個供水源。政府應倡導在農業灌溉和生態利用中大量使用再生水;由于在水資源可利用性方面存在許多不確定性，即適當減少水供應會加劇區域水資源短缺，從而在不斷增加的水資源需求和水資源保護之間產生矛盾，從政策角度來看，應嚴格限制人口規模。但北京市人口規模龐大且持續性膨脹。具體來說，可以從提高人口素質，合理配置人口在功能區的分布，從長期角度解決水資源供求不平衡的關系;還應進一步加大技術投入，改進工業生產工藝以減少生產用水。鑒于農業用水在北京市用水部門中占有較大比重，因此北京市需要在農業灌溉和工業生產中采取多種節水措施，如發展用水少、用水效率高的農業種植結構;從用水部門上來看，居民生活用水分配的水資源對應的污染物排放量占比最高，北京市今后在提升水資源系統安全等級的過程中也需要開發更有效的生活污水治理技術來減少生活用水的污染物排放。水資源系統安全評價指標體系能夠增強水資源管理體系的可靠性。各指標閾值的選擇對系統的經濟效益和環境效益均有顯著影響。然而，當水資源系統安全評價指標體系應用于其他城市水資源管理，其安全閾值的確定還沒有形成共識。因此，適宜的水資源系統安全指標應綜合考慮當地的社會、經濟和生態狀況。此外，每個可信性水平對應于一組與滿意的約束條件相關聯的最優解。一般來說，低可信度會導致高風險和低可靠性，而高可信度對應的是一個低風險和高可靠性的系統。因此，可信度水平可以作為一個評價指標以確定最終解。
4 結論
在對北京市未來水資源供需預測的基礎上，結合可信性理論，構建具有層次關系的雙層動態交互規劃模型。該模型考慮了水資源系統安全等級對優化策略的影響，并以可信度為指標探討了優化配水策略的可靠性。本文創新性體現在：引入不同水資源系統安全等級作為約束條件，引入可信度反映系統的模糊性;提出交互式模糊滿意度算法求解，通過最優滿意度權衡環境效益-經濟效益間的沖突關系;將開發的模型應用于北京市水資源管理系統，得出水資源優化規劃配置方案，為北京市水資源規劃提供了參考依據。研究結果表明：當水資源系統安全等級從極不安全提升為相當安全等級時，規劃期內的優化配水量提高了57.95×108 m3，系統的經濟效益也增加了164.9億元。地表水和客水將約占北京市總供水量的50%，其中地下水多用于供給居民用水，再生水主要用于供給生態用水和第三產業用水，而第三產業用水主要由客水滿足。系統的水環境污染排放量對可信度水平的變化較為靈敏，COD和TN的年排放量隨可信度水平增加而下降，而TP和NH3-N年排放量則隨可信度水平增加而增加?？尚哦人饺≈递^低時，系統的經濟效益和污染物排放量更高，但此時系統的可靠性降低;可信度水平取值較高時，系統的可靠性增強，但系統在強化的約束條件下將獲得較低的經濟效益。因此，可信度水平可以作為一個評價指標以確定最終解決方案的可靠水平。
參考文獻：
[1] 李玉龍，韋雅尹，李桂君，等. 協同視角下的北京市水資源系統可持續性評價[J]. 中國人口·資源與環境，2019，29（3）：71-80.
[2] 劉寒青，趙勇，李海紅，等. 基于區間兩階段隨機規劃方法的北京市水資源優化配置[J]. 南水北調與水利科技，2020，18（1）：34-41，137.
[3] 徐華山，趙磊，孫昊蘇，等. 南水北調中線北京段水質狀況分析[J]. 環境科學，2017，38（4）：1357-1365.
[4] 劉苗苗，趙鑫涯，畢軍，等. 基于DPSR模型的區域河流健康綜合評價指標體系研究[J]. 環境科學學報，2019，39（10）：3542-3550.
[5] CHEN C，ZENG X T，YU L，et al. Planning energy-water nexus systems based on a dual risk aversion optimization method under multiple uncertainties[J]. Journal of Cleaner Production，2020，255：120100.
[6] MA Y，LI Y P，HUANG G H，et al. Water-energy nexus under uncertainty：Development of a hierarchical decision-making model[J]. Journal of Hydrology，2020，591：125297.
[7] ZHANG Y M，HUANG G，LU H W，et al. Planning of water resources management and pollution control for Heshui River watershed，China：a full credibility-constrained programming approach[J]. Science of the Total Environment，2015，524/525：280-289.
[8] ZHANG C L，LI X M，GUO P，et al. An improved interval-based fuzzy credibility-constrained programming approach for supporting optimal irrigation water management under uncertainty[J]. Agricultural Water Management，2020，238：106185.
[9] LU H W，DU P，CHEN Y Z，et al. A credibility-based chance-constrained optimization model for integrated agricultural and water resources management：a case study in South Central China[J]. Journal of Hydrology，2016，537：408-418.
[10] MA X X，WANG H L，YU L，et al. Multi-preference based interval fuzzy-credibility optimization for planning the management of multiple water resources with multiple water-receiving cities under uncertainty[J]. Journal of Hydrology，2020，591：125259.
[11] LIU J，NIE S，SHAN B G，et al. Development of an interval-credibility-chance constrained energy-water nexus system planning model—a case study of Xiamen，China[J]. Energy，2019，181：677-693.
[12] CHEN Y Z，HE L，LU H W，et al. Planning for regional water system sustainability through water resources security assessment under uncertainties[J]. Water Resources Management，2018，32（9）：3135-3153.
[13] HUANG J Y，LOU I，LI Y X. Integrated water resources management for emergency situations：a case study of Macau[J]. Journal of Environmental Sciences，2016，50：72-78.
收稿日期：2020-12-19
基金項目：河北省自然科學基金（E2020202117）;河北省高等學?？茖W技術研究項目（BJ2020019）
通信作者：陳義忠（1989—），男，講師，2019075@hebut.edu.cn。
污水處理廠的論文題目范文第2篇
【摘要】隨著我國建筑業的發展進步，人們對于綠色建筑的重視程度也在不斷提高，由此，就需要將綠色節能理念貫徹于建筑設計規劃全過程中。經實踐發現，可持續發展理念是促進我國社會經濟合理發展的重要理念。所以，為了促使建筑物與實際要求相符合，在進行建筑規劃設計的時候，要合理規劃建筑物整體布局、朝向以及地理位置。
【關鍵詞】綠色理念；建筑規劃；節能設計能
一、綠色建筑規劃設計的基本原則
1.整體性規劃原則
如果建筑物是由環境及開發體系所組成的一個有機體系，在對其加以設計的時候，要盡可能的確保生態環境效益最大化。在規劃設計建筑時，要充分尊重周圍的社會和自然環境；除此之外，在設計之前還要對當地區域的歷史文化進行考察，以期設計出有歷史文化特色的建筑物。同時，還要充分利用先進的技術及新型環保材料，降低建筑對周圍社會自然環境的影響。
2.宜居性原則
宜居性原則是綠色節能環保理念延伸而出的一種新型理念。宜居性原則是建筑規劃設計所必然涉及到的理念。所謂宜居性原則就是指建筑物使用過程中居民的居住體驗等，確保不僅可以滿足居民的優質居住需要，同時也可以滿足居民的精神文化需求。建筑規劃設計人員在進行規劃設計的過程中要做好垃圾處理、污水處理排放等相關配套設施，為建筑用戶提供物質便利，使用戶充分感受到綠色環保的設計理念。
3.節能性原則
所謂基于綠色理念的建筑設計規劃的主要目標是降低能源消耗。具體的方式就是提高建筑材料的使用效率與能源的使用效率。所以，建筑設計人員要提前了解提高建筑材料利用率的相關手段即技術。舉例來說，在進行方案設計之前，要提前考察施工區域的天氣氣象狀況、太陽升起降落的時間以及光照的強度，最大程度的提高日光利用效率，降低電力能源消耗。同時，還應該積極利用先進技術及新型能源。
二、基于綠色理念的建筑規劃節能設計方法剖析
1.建筑物選址節能規劃設計
要結合建筑物的整體性能與功能對建筑物加以節能化設計。從建筑物表層規劃來說，建筑物選址與建筑物節能設計關系不大。但值得注意的是，合理的建筑物位置對建筑物空間運用有著直接的影響，同時，其也影響著建筑物周圍的自然生態環境。舉例來說，在選擇建筑物地址的時候要盡可能的避免霜洞效應的產生。在寒冷的季節，通常情況下，在低洼及山谷區域會有冷空氣流通，在這種狀況下，經常會產生霜凍或其他惡劣狀況。所以在選擇建筑地址的時候最好不要在這樣的區域下進行建筑設計，減少經濟上的損失。同時，還要注意的是影響建筑物周圍環境的一大因素還包括輻射干擾。如果一些面積相對較大的高層建筑亦或是玻璃幕墻存在于建筑物設計地塊之內，都產生反射，由此會致使建筑物部分區域氣溫呈現逐步升高的態勢，并會影響人們的生產與生活，甚至對人們的心理健康產生一定的影響。因此，在建筑物選址的時候要盡量不選擇上述地形或相關區域；如果不可避免的話，可以利用綠化的方式減少上述因素導致的生態環境污染。
2.建筑布局綠色環保設計
在進行建筑工程布局的過程當中，建筑設計部門要將綠色節能理念在設計全過程中貫徹。其實際內容為在設計規劃的時候，要確保建筑工程的外圍有足夠的綠化空間，確保建筑物周圍的環境質量，促使用戶有優良的居住體驗。在規劃并設計建筑物內部結構的時候，設計人員要確保建筑物結構擁有優良的自然通風性能，包括廚房及衛生間都應該擁有良好的換氣設備，確?？諝饪梢宰匀涣魍?，保障建筑物屋內擁有新鮮的空氣，同時確保在使用廚房的時候所產生的油煙可以利用煙氣排放系統盡快排到室外。在規劃設計建筑工程燈光工程的時候，設計人員要盡可能的利用自然光進行設計，減少能源浪費，在選擇建筑燈具時盡可能的不要選擇資源浪費較大、能量消耗過大的燈具，例如白熾燈等。除上述之外，設計人員還應該配備垃圾處理設施與廢棄物回收裝置，以無害化的原則處理工程垃圾，確保建筑工程周圍的環境質量。
3.降低能源消耗
（1）降低外墻能源消耗
在建筑結構中，外墻是十分重要的結構之一。對于建筑工程圍護結構來說，外墻設計的合理性對其有直接影響。在選擇外墻保溫系統的時候要基于建筑物的特點及周圍的生態自然環境，全面控制建筑外墻的隔熱參數，盡可能的選擇最佳的隔熱參數。
（2）降低建筑門窗的能源消耗
隨著社會經濟的快速發展，我國建筑行業中，應用維護結構玻璃門的范圍也在不斷擴大，同時也逐漸減少了大型落地窗的應用范圍。在實際應用中，在控制建筑門窗質量時，特別是在選擇門窗玻璃類型的時候，要保證其保溫制冷的性能，同時要評估建筑物所在區域的氣候狀況，提高建筑物門窗的氣密性，減少建筑門窗的能源消耗。
4.加強可再生資源的利用
地熱能是新型能源，其產生的地熱可以有效的為建筑物內部提供必要的熱量，提高室內溫度。當前，地源熱泵的應用范圍也在不斷推廣，其利用低溫收集裝置，吸收土壤之中的熱量，利用上下轉換提高室內溫度。
5.建筑朝向規劃設計
在部署大型建筑的時候，要著重考慮建筑物的朝向問題。朝向的合理要考慮如下方面：氣候狀況、經緯度地理位置，分析建筑物所在地區的實際環境。從這個角度來說，建筑物朝向的選擇沒有統一的規范標準，要結合實際氣候位置狀況進行選擇。
在建筑施工時，尤其是住宅，日光照射條件需要重點考慮，因此，一些冬季不甚嚴寒但夏季較為炎熱的地區， 建筑應按照交錯裂開、散點分布的形式能獲得最佳效果， 這樣布置可以讓日光處于充足狀態，也可以讓通風情況較佳。
結語：
綠色節能化發展是建筑規劃設計的主要發展趨勢之一。結合我國特征發現，今后建筑規劃節能設計的主要方法即為綠色節能化，其在我國建筑設計中發揮著十分重要的作用。本文重點剖析了基于綠色理念的建筑規劃節能設計，以供相關人員參考與借鑒。
參考文獻：
[1]梁波. 基于BIM技術的建筑能耗分析在設計初期的應用研究[D].重慶大學，2014.
[2]續剛. 房地產開發項目中的綠色理念與實踐[D].華僑大學，2014
[3]王慧琛. BIM技術在綠色公共建筑設計中的應用研究[D].北京工業大學，2014..
[4]丁旋. 鄭州地區綠色住宅建筑設計研究[D].鄭州大學，2014.
[5]戴德藝. 基于景觀生態分析的城市綠色天際線規劃研究[D].中國地質大學，2014.
污水處理廠的論文題目范文第3篇
摘 要：本文主要針對污水處理廠工藝的設計展開了分析，通過結合具體的實例，詳細介紹了污水處理廠各工藝單體的設計參數和設備配置，并對設計經驗作了系統的闡述和總結，以期能為有關方面的需要提供有益的參考和借鑒。
關鍵詞：污水處理廠；工藝設計；分析
1 概述
某工業園區計劃主要行業包括煤焦、化工、鑄造、建材、電力材料加工、機械加工、玻璃加工、和農副產品加工。園區新建的污水處理廠設計管理范圍為5萬t/d，關鍵是接收新造的煤化工企業排出的焦化廢液和經其他企業預處理后達到標準的工業廢水，以及少許生活污水。
2 進、出水水質及分析
該污水處理廠出水部分處理到滿足回用要求后排入附近水庫，作為附近電廠等企業鍋爐補給水處理系統的原水；其余尾水處理達標后排放，出水水質執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）一級A標準。
3 污水處理工藝流程
廢水處理工藝流程及水量平衡見圖1。
圖1 處理工藝流程及水量平衡圖
4 主要構筑物及設計參數
（1）粗格柵及進水泵房。粗格柵井和進水泵房合建，按5萬t/d設計（總變化系數取1.38）。格柵井分兩組，分別設機械格柵除污機1套，渠寬1200mm，高度8.0m，柵隙20mm，傾角α=75°。柵渣通過1套螺旋輸送壓榨一體機輸送至垃圾小車外運處置。集水井除了接收廠外管網輸送來的廢水，浸沒式超濾水池排污水通過廠內污水管也排入集水井，水量6400m3/d。
（2）調節池和事故池。調節池用于均化水質水量，事故池用于暫存事故廢水，保障后續處理系統的正常穩定運行。兩池合建，共3格，其中調節池2格，總停留時間16h；事故池1格，停留時間8h。池上部設配水渠道，渠道前端設細格柵，進水及事故池提升泵出水皆通過渠道在3格內通過閘門分配，即減小了水頭損失又省去了許多切換閥門。
（3）氣浮池。氣浮池集破乳、混凝、絮凝、氣浮、沉淀等功能于一體，去除廢水中的油分及部分難降解有機物，減輕生化系統負荷。反應段投加硫酸亞鐵和絮凝劑。有經驗表明硫酸亞鐵對于焦化廢水的混凝效果較好，其作為混凝劑的同時還可沉淀廢水中的硫化物。鐵鹽設計投加量150mg/L，絮凝劑投加量1～3mg/L。氣浮池設計4座，每座3格，每格寬4m，包括反應段、接觸段、分離段、排渣段及出水段，分離區池底設泥斗重力排泥。反應段停留時間15min，接觸室停留時間大于60s，分離區表面負荷5.4m3/（m2·h），停留時間30min。
（4）水解酸化池。水解酸化單元將廢水中復雜有機物降解為易生物降解的溶解性簡單的有機物，提高廢水的可生化性，以利于后續的生物處理。設4座推流式填料水解酸化池，單座平面尺寸35m×32m，水深7m，停留時間13.6h。池內設蜂窩狀懸掛填料以固定污泥，使反應效率提高，填料高度3m，上部離水面1.5m，下部距池底2.5m。每座水解酸化池設4臺潛水排泥泵，視運行情況定期排泥，并設4臺低速潛水推流器間歇攪拌，以避免池內污泥沉積板結。
（5）A/O生化池。缺氧/好氧池主要作用為去除有機物和硝化反硝化脫氮。A/O生化池共4座。單座缺氧池平面尺寸42.5m×35.15m，水深7m，停留時間20h；好氧池160m×35.15m，水深6m，停留時間64.8h。設計溫度18℃，混合液污泥濃度3.5gMLSS/L。由于該廢水氨氮濃度高，BOD5/TN=1.88，可資利用的易降解碳源不足，需要通過投加外部碳源以保證反硝化的順利進行。選用甲醇作為外加碳源，設計投加量3.5mg甲醇/mgNO3-N。生化池反硝化負荷：0.044kgNO3-N/（kgMLSS·d）；好氧池硝化負荷0.056kgNH3-N/（kgMLSS·d）；BOD5負荷0.031kgBOD5/（kgMLSS·d）。污泥回流比100%～150%，混合液回流比約900%。
（6）二沉池。設2座周進周出二沉池，直徑36m，表面水力負荷1.18m3/（m2·h），停留時間2.4h。內設中心傳動單管吸泥機，0.37kW。
（7）循環澄清池。設2座循環澄清池，含反應區和斜板沉淀區。單座總平面尺寸為25.2m×18.9m，有效水深5.0m，表面水力負荷3.5m3/（m2·h）。反應區內添加粉末活性炭、混凝劑和PAM用于進一步去除CODCr和SS。
（8）超濾（UF）。為保證出水滿足回用要求，采用超濾+納濾雙膜工藝，去除廢水中不可生物降解有機物及二價鹽類。納濾前的預處理采用抗污染性能良好，能耗低的浸沒式超濾。設1座超濾車間，平面尺寸28.2m×95m，包括膜池、酸洗池、堿洗池、設備間、控制室及配電室，半地下式膜池水深5m，分8組，每組2格，單格尺寸11.4m×2.88m，每格設超濾膜組件6臺，單臺尺寸2.08m×1.45m×3.7m，膜面積1440m2/臺，膜通量15L/（m2·h）。抽吸泵16用，2冷備，流量140m3/h，揚程25m，變頻控制；反洗泵2用2備，流量300m3/h，揚程20m；反洗鼓風機風量80m3/min，風壓50kPa；另配套抽真空系統1套、空壓機系統1套以及NaClO/檸檬酸化學清洗裝置各1套。
（9）污泥處理系統。污水處理過程中，氣浮及澄清產生絕干泥約13.4t/d，含水率98%；生化處理產生絕干泥約3.1t/d，含水率99.3%；Fenton反應產生絕干泥約7.1t/d，含水率98%。污泥經調理后采用板框壓濾機脫水至含水率低于60%外運填埋處置。
5 投資及運行成本
本工程總投資約56405萬元，單位處理成本8.97元/t，可變成本6.03元/t。
6 分析及總結
以焦化廢水為主的工業園區污水，其性質具有焦化廢水的特點，水量又遠大于常規焦化廢水處理系統的處理水量，因此更增加了其處理難度。本工程設計中主要有以下幾條經驗。
（1）園區污水含大量難生物降解物質，為使出水達標，往往需要用到高級氧化技術。高級氧化工藝的設置有兩種情況，即在主生化工藝前，或在生化工藝后。
（2）膨脹床Fenton氧化法是近年來發展起來的一種Fenton氧化法。由于反應要求的pH環境不像傳統Fenton法那樣苛刻，且膨脹床內載體具有與亞鐵離子相似的催化作用并可固定在反應器內，因此所需投加的酸、堿、鐵鹽等藥劑都大大減少，相應地減少了所需處理的化學污泥的量，并且操作管理簡單，特別適用于處理水量大的工業園區污水處理廠。
（3）采用雙膜法處理可使廢水達到回用標準，但是濃縮了更高濃度污染物的濃水的處理成為膜法處理的一大難題。在出水要求不高的情況下，采用納濾膜代替反滲透膜，可提高水的回收率，節省能耗，減少需要處理的濃水的水量。
（4）處理硬度較高的廢水時，好氧池內曝氣器的選用應謹慎。微孔曝氣器可能因為水垢的沉積而堵塞，建議配置酸洗裝置并采用可提升式曝氣器以方便檢修維護。本設計采用旋混式曝氣器，大孔排氣細泡布氣，避免了微孔堵塞的問題。
7 結語
綜上所述，隨著我國工業技術的發展以及工業園區的建設，污水的排放量也隨之增加。而污水處理廠擔負的污水處理責任也越來越重，其污水處理的效果將對水資源的保護起到非常關鍵的重用，因此，需要對污水處理廠的工藝做好設計，以提高治污的能力，減少水資源的污染。
參考文獻
[1]徐紅梅.某加工園區污水處理廠污水處理工藝可行性研究[J].科技資訊.2011（18）.
[2]郭紅峰、楊捷、王卿.杭州七格污水處理廠三期工程工藝設計特點分析[J].城市道橋與防洪.2012（09）.
污水處理廠的論文題目范文第4篇
摘 要：城市的基礎設施中，污水處理是重要的內容，其處理質量直接關乎到城市環境的問題。從目前的城市污水處理情況來看，由于城市污水處理廠在運營中存在一些問題，就需要重視運營質量管理工作。本文對城市污水處理廠運營管理中需要注意的問題進行分析，以供參考。
關鍵詞：城市；污水處理；運營管理
城市污水處理廠的運營管理職責內容中，除了工作標準、應急預案之外，還要對污水處理中所消耗的資金做好預算，確定好工作人員并提高其對外協調能力。所以，污水處理廠的運營管理人員要充分認識到自身的職責范圍，認識到自己的工作需要與外界環境進行協調才能夠順利展開。這就需要污水處理廠的運營管理人員不僅要在廠區范圍內做好污泥的處理工作，還要將公用的系統界面構建起來，在工作內容和管理權限上都要與相關單位做好協調工作。從內部管理的角度而言，水處理廠的運營管理人員在對職責范圍予以強調的同時，還要明確所有工作人員需要履行的工作職責，并對相關的管理規定予以強調。
1 城市污水處理廠出水水質管理
城市污水處理廠要做好出水水質管理工作，就是要確保所處理的污水達到規定的排放標準。目前的污水處理廠所排放的污水中，由于水質不合格的現象時有發生，導致城市水源二次污染。所以，做好出水水質管理工作是非常重要的。
1.1 制定出水水質管理目標
城市污水處理廠要確保出水質量符合要求，不僅要對出水的質量進行化驗并做好記錄，而是還要從排放環境的角度出發對污水技術處理的工藝參數進行分析，基于此而對水質重新界定，以確定污水處理設施所處理的污水是否達標。污水處理廠在進行水質管理的時候，要對水質的變化情況進行研究，包括水質的可生化性以及COD指標、TP指標的去除效率，都要總結出規律，以尋求有效的技術處理方法，之后將出水量統計出來上報給有關部門。
1.2 制定出水水質管理策略
污水處理廠進行水質管理所涵蓋的內容包括水質正常時對水量情況、空氣環境以及污泥狀況進行管理；水質異常時，要對污水處理設備予以考慮，檢查反應池的指標是否符合要求，包括水源管理、空氣環境以及污泥狀況的管理是否到位，時候會有污泥膨脹的異常狀況產生等等。對這些異?，F象進行排查的過程中還要查找出現這種現象的原因，之后，專業技術人員要嚴格按照操作規程采取相應的技術措施，必要的時候也可以啟動應急預案，以保證出水質量。
2 城市污水處理廠設備管理和資產管理
城市污水處理廠要正常運行，且確保污水處理能夠保證質量，就要注重各種設備的管理和資產管理。目前的城市污水處理廠運營中，往往會忽視這兩項管理而單純地強調污水處理基礎，在基礎設施不完備且資產不足的情況下，要確保污水處理質量是很難的。
2.1 制定設備管理目標及資金管理目標
設備管理目標及資金管理目標制定出來，可以保證污水處理的基礎設備處于良性運行狀態。即便是設備運行中存在故障，也可以及時采用維修措施，確保污水處理系統處于良好的運行狀態。另外，要將預算管理制度嚴格落實，污水處理系統在運行中得到良好的維護。
2.2 制定設備管理及資金管理策略
一是采用技術培訓的方式，將培訓工作落實到生產車間現場，對技術人員和管理人員進行指導性培訓，做到理論與實踐相結合。生產車間的工作人員不僅要掌握設備的運行機理，而且還要掌握一定的維修和維護技術，以能夠在操作設備的同時，對設備進行有效維護。二是將設備維修管理制度建立起來。設備管理人員要對維修記錄整理好之后建立維修檔案。所有的設備都要經過驗收合格之后才能夠入庫。此外，還要從生產運行的角度出發做好設備的技術改造工作，必要的時候還需要對設備予以更新。
3 污水處理廠的檢測與化驗管理
3.1 污水處理廠的檢測與化驗管理目標
對于污水處理廠來說，它的檢測與化驗工作是非常重要的，是因為通過檢測和化驗可以有效而又準確地得到污水處理廠的適時運行狀態參數。而對于污水處理廠的檢測和化驗的管理就是要使得該項工作開展的正規化，以確保污水處理系統的正常運行同時也能保證化驗員以及操作人員的職業健康和工作的安全。
3.2 污水處理廠的檢測與化驗管理策略
一是對于檢測工作要編制科學合理的作業指導書和檢測計劃書，并對需要檢測的內容進行明文規定。用于水質檢測的設備和化學藥劑要由檢測化驗員親自配備，同時化驗員在進行日?；灪头治鰰r要嚴格按照指導書上的科學分析方法并對化驗分析結果負責。二是進行化驗的工作人員必須具有相應的上崗證書，同時污水處理廠也要定期的培訓化驗員以提高其專業技術水平，確保檢測化驗結果的公信力。三是化驗員要對每天的檢測結果進行記錄并上報給上級部門，同時還要對每個月的檢測結果進行統計分析并繪制示意圖。
4 污水處理廠的職工健康和安全環境的管理
4.1 污水處理廠的職工健康和安全環境的管理目標
對于污水處理廠來說職工健康和安全環境的管理目標主要體現在：盡量避免重大生產安全事故、重大火災事故以及因不符合規定的誤操作造成的環境污染事故的發生，同時科學合理地防止職業病的發生。
4.2 污水處理廠的職工健康和安全環境的管理策略
首先，污水處理廠要確定職工健康安全管理體系的運行過程，在運行過程中使用“PDCA”的管理辦法。其次，嚴格遵守國家相關的管理法律法規，污水處理廠在做好各項健康安全環保工作后都要有相應的記錄，在藥品庫和各個危險區域一定要有醒目的警示標準和各種應急設施。與此同時，污水處理廠要加強對員工培訓健康安全環保方面的知識。
5 城市污水處理廠風險管理
城市污水處理廠運行中會存在諸多的風險。但是，往往管理人員對風險缺乏意識，就會導致工作人員的安全健康受到威脅。
5.1 制定風險管理目標
城市污水處理廠的風險管理目標就是將運營中所存在的風險消除。對于難以避免的風險，就要采取防御措施，以將風險發生而造成的損失降到最低。
5.2 制定風險管理策略
污水處理廠的有關部門進行風險管理的時候，要注重防御為主，能夠從工作經驗的角度出發對可能發生的風險進行預測、分析，以從技術的角度采取控制措施。注重對操作人員的職業素質的培養，還要對工作環境予以改善，注重污水技術處理水平的提高，以對風險能夠應急處理并有效控制。
6 結語
總之，隨著中國社會經濟的快速發展，人們在物質生活充分滿足的同時，對生活質量的要求逐漸轉向環境質量，環境保護成為目前被社會關注的焦點。城市污水處理廠承擔著城市污水處理的責任，直接關乎到城市環境保護質量。特別是城市污水處理廠運營管理中所存在的問題，就需要認真對待并采取相應的措施予以解決。
參考文獻：
[1]城市污水處理廠市場化運營管理探析[J]. 王云波. 新西部（理論版）. 2012（07）
[2]城市污水處理存在的問題和對策[J]. 歐大千. 科技促進發展（應用版）. 2012（02）
作者簡介：
童龍燕（1983—），女，漢族，黑龍江省哈爾濱人，畢業于黑龍江科技學院，環境工程專業，學士學位，助理工程師，主要從事環境工程污水處理廠設計、運營方面的工作。
污水處理廠的論文題目范文第5篇
摘 要：臭氣處理是污水處理和固體廢物處理行業中的重點，既能夠對臭氣進行有效的預防和控制，可以避免對環境污染以及對人體健康造成影響。相關部門及人員應充分認識到臭氣污染的特點以及影響，并針對除臭技術的應用范圍進行深入思考，不斷研究臭氣治理技術的要點，有針對性地進行技術革新，使得城市中的臭氣問題能夠得到合理化解決，并為人們提供一個良好的生存環境。
關鍵詞：固廢行業;污水處理;臭氣治理
引言
隨著城市化的不斷擴展，人們于生活質量的需求逐步擴大。因此對于生態環境的要求逐漸增加強，全民生態已經成為社會發展的主要意識。在污水處理與固廢處理行業臭氣治理的過程中，我們需要考慮具體的臭氣成分，并且根據實際情況選擇科學的治理方式，以達到有效治理的效果， 降低臭氣對空氣的影響，從而保證人們的身體健康，促進社會的可持續發展。開展臭氣處理工作期間，企業采用的處理技術主要包括化學法、生物過濾法、離子除臭法等，具體應結合所在地地形條件、氣候因素、生產方式等因素綜合考量。這些污水處理臭氣處理技術能夠有效降低臭氣對人們正常生產、生活造成的影響，改善人們的生活環境，提升固廢物質處理效率，達到徹底清除臭氣的目的。
1 臭氣污染的特征
一般而言，環境中的氧氣較為充足，在此背景下，固廢物中的垃圾會受到好氧細菌的影響，生成具有刺激性的氣體，這種氣體大多為氨氣，而氧氣不足情況下，固廢物中的厭氧細菌會發生分解反應，其中的有機物將被分解為二氧化硫、氧化氫和甲烷等氧化物，這些物質均具備刺激性的氣味，且對人體健康具有一定影響。作為人類呼吸系統能夠直接感知的無人形式，臭氣本身具有來源較為廣泛的特點[1]，存在與人們日常生活中，比如：地下排水系統、垃圾中轉站、污水處理廠等，在我國農村地區農非發酵、噴灑農藥、焚燒秸稈等也會產生臭氣，會致使人體產生不良生理反應。
2 臭氣污染的原因
污水處理和固廢處理行業產生臭氣的原因各有不同，但是一般而言都是揮發氣體中含有某種成分所導致的問題，目前其治理環節可將臭氣污染分成五大部分。第一，揮發氣體中含有硫成分，例如硫化氫、硫醇等。第二，揮發氣體中含有氮成分，例如氨氣等。第三，揮發氣體中含有烴類化合物，例如烯烴、芳香烴等。第四，缺乏氣體中含有特殊的分子鍵化合物，如羧酸等。第五，揮發氣體中的氫原子被鹵元素所取代的鹵代氫化物等。由此可見，臭氣污染特點與氣體中本身含有的元素有著直接關系，而且很多氣體含有的元素較為復雜，甚至為多種元素的混合所造成的異味[2]， 因此在臭氣污染治理過程中必須堅持因地制宜的原則，根據實際情況進行針對性的對癥下藥。
3 固廢處理行業與污水處理臭氣治理技術要點
3.1 植物成分除臭技術
隨著人們環保理念的不斷提高，很多人對自然界有著更多的向往，而植物成分除臭技術具有天然性、安全性以及節能性等多方面特點，其主要方式是從天然植物中提取出對去除臭氣有用的成分，通過植物成分液體的揮發與臭氣成分進行中和，從而達到除臭目的，目前的植物成分除臭技術包含空中霧化除臭、集中處理除臭以及針對性氣源除臭等三種方式。植物成分除臭技術是近些年來新型的除臭方式，具有多方面優勢，同時可以根據環境內的臭氣組成進行植物成分調配，有針對性的進行處理以起到良好的除臭效果，同時人們在心理上也更愿意接受天然的除臭方法。
3.2 化學洗滌技術
化學洗滌法是將酸、堿以及強氧化劑等作為噴灑的溶劑，保證溶劑與氣體充分接觸，盡最大可能把污水處理行業的臭氣進行轉移。在化學溶劑的充分作用下，臭氣的分子結構被轉化，污染物被氧化，在后期再通過化學反應進行科學治理，以實現環境保護的目的。這種方法可以有效地減少大氣中的異味，但在使用過程中化學溶劑較多，臭氧處理存在一些實際問題。如果污水處理與固廢處理行業的臭氣污染物成分比較多，使用相應的化學溶劑進行氧化分解會很容易，但這會導致化學物質性質不穩定，有可能會對空氣造成二次污染[3]，而且一些化學溶劑其自身就有很強的腐蝕性，在進行除臭處理過程中很容易對設備造成影響，這樣會影響除臭的效率，還會增加其成本。
3.3 生物過濾除臭處理
生物除臭法是利用微生物與廢水或固體廢物產生反應，降解臭氣，將臭氣轉變為無臭氣體，以此達到除臭目的。生物過濾除臭處理方法最早起源于上個世紀二十年代，經過多年的發展，生物除臭法被人們所熟知，同時具有降低能耗、經濟成本低等諸多優點，成為了當前各國除臭技術發展的首選，通常情況下需建立大型的微生物反應塔，并將所需處理的臭氣區域進行濕潤處理，同時需要通過電子化機械對區域內的酸堿值、濕度溫度等環境進行精密控制，并逐層對臭氣進行轉換，生物一般會將臭氣逐步分解為小分子，包括二氧化碳、水或氧氣等，以此達到除臭目的。
4 除臭技術的發展趨勢
4.1 生物除臭反應器
開展惡臭氣體處理工作期間，要求工作人員要重視生物除臭反應器的運用，充分發揮其的生物、化學和物理作用，改變惡臭氣體的結構，做好惡臭消除工作，最大程度上降低惡臭對周圍環境造成的不利影響，詳細了解惡臭氣體處理方法，可知常見的處理方法主要包括吸附法、氧化法、燃燒法、生物法、吸收法等，其中生物除臭方式主要運用生物法在生物濾池內部填料上培養微生物膜。不僅能夠有效去除廢臭因子，還能有效保護周圍環境，保證不會對其造成不利影響，將生物廢氣處理技術運用于惡臭氣體處理工作中，能夠有效處理含有固體、氣體和液體的廢氣，這些廢氣本身具有惡臭、有毒、有害的特點[6]，經由導管導入至系統內部，運用生物膜的形式有效降解和凈化污染物質，這個過程中生物膜以污染物作為生長的養料，不斷的繁衍、生長，將有害、有毒的惡臭物質全部分解成為簡單的有機物，最終達到除臭的效果。
4.2 低溫等離子除味技術。
低溫等離子技術是指有機結合物理、化學、生物學、環境科學于一體的綜合性技術，這種技術的顯著特點，即對污染物可以產生物理效應、化學反應、生物效應等，與此同時，具有低能耗、效率高，無二次污染等明顯的優勢。具體應用過程中，其凈化機理主要表現在兩個方面;一方面， 在生產等離子體的過程中，高頻放電產生的瞬間高能足夠打開一些有害氣體分子的化學能，將有害氣體分解為單質原子和無害分子;另一方面，等離子體中，包含大量的高能電子、正負離子、激發態粒子等，這些活性較高的粒子可以有機結合臭氣分子，發生碰撞并結合，在電場作用下，使臭氣分子處于激發態[7]。當臭氣分子獲得的能量大于分子堿能的結合能時， 臭氣分子的化學鍵會發生斷裂，進而發生分解，轉變為單體質原子，或轉變為單一的原子結構，變為一種無害氣體。
5 結束語
綜上所述，著國內經濟形勢的不斷提升，城市的擴展迅速，人民生活水平不斷提高，各種各樣的污染物、臭氣等等隨之而來，嚴重影響到了人們的生活質量。因此國家施行了強有力的制度和措施，并以科技創新的方式對于各種污染物以及臭氣進行科學化的處理。開展城市固廢處理過程中，企業要根據城市環境保護要求制定科學的固廢處理方案，改善城市內部環境，將污水處理臭氣治理技術運用于臭氣和污泥處理工序中，降低污水處理成本，保障企業經濟效益能夠達到預期要求。
參考文獻：
[1] 路亮.污水處理和固廢處理行業的臭氣治理技術分析[J].資源節約與環保，2020，（8）：98.
[2] 楊彬.污水處理與固廢處理行業臭氣治理技術[J].資源節約與環保，2019， （7）：87+100.
污水處理廠的論文題目范文第6篇
1 設計進水與出水水質
1.1 進水水質
污水處理廠接納的污水為一般工業污水和員工 (居民) 辦公、商業、生活污水的混合污水, 參考了國內一些工業園水質的設計值, 且考慮到該園內是以電子裝配、機械制造、紡織化纖等為主的無污染或輕污染的產業布置, 設計進水水質主要污染物指標預測見表1。
1.2 出水水質
根據污水廠尾水接納水體水質和環保要求, 設計出水水質執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準》 (GB18918-2002) 中一級A標準和《廣東省水污染排放限值》 (DB44/26-2001) 第二時段一級標準兩者中的較嚴格者, 具體指標見表2。
2 處理工藝的選擇
根據項目的進水水質預測和出水水質的要求, 綜合分析了A/O、A2/O、AB、氧化溝、CASS、UNITANK、曝氣生物濾池等幾種常見處理工藝的特點, 結合該工程的實際情況, 確定在方案CASS工藝 (Ⅰ) 和倒置A2/O工藝 (Ⅱ) 兩種方案之間進行最終比選, 其技術經濟比較[1,2]情況見表3。
從上表可看出, CASS工藝處理效果好, 出水水質穩定、技術先進且成熟, 抗負荷能力強、占地面積小等優點, 但自動化程度高, 對管理水平要求較高。倒置A2/O工藝盡管也具有一定優點, 但由于需要設置二沉池, 因此占地面積較大, 同時污泥回流較大, 需要設置污泥回流建筑物, 生物池內還需要設置推進器, 增加投資和系統的復雜程度。綜合考慮, 本項目主體工藝確定采用CASS工藝。
注:括號外數為水溫>12°時的控制指標, 括號內數值為水溫≤12°的控制指標
注:1“>”表示優于;“<”表示差于, “=”表示相同或相近。2表中參數除占地面積為中遠期外, 其他均為本期工程
CASS工藝主體流程為:進水—粗格柵及提升泵房—細格柵—旋流沉砂池—水解酸化調節池—CASS生物反應池—混凝沉淀池—反沖洗濾池—接觸消毒池—出水。
3 主要構筑物的設計參數和設備配置
該廠遠期總處理規模為6.0萬m3/d, 中期規模為2.0萬m3/d, 首期規模為0.5萬m3/d, 根據“一次規劃, 分期實施”的原則, 廠平面按中期規模布置, 預留遠期用地。因此, 污水廠的部分中、遠期建 (構) 筑物在本期統一建設, 以節約工程建設投資。
3.1 粗格柵及提升泵房
粗格柵及提升泵房土建按遠期規模合建, 設備按首期規模安裝, 總尺寸為:直徑×深=13.0×13.5m, 鋼筋砼結構。粗格柵采用鋼絲繩牽引式格柵除污機, 首期按裝1臺、預留1臺位置, 并配置1臺與之相配套的帶式輸送機。提升泵井調節容積200m3, 預留4臺泵位作中、遠期用, 首期采用2臺 (1用1備) , 單泵流量為360m3/h。
3.2 細格柵及旋流沉砂池
細格柵和旋流沉砂池合建, 按1.0×104m3/d設計, 土建尺寸為B×L×H=7.2×15.1×6.0m, 鋼筋砼結構, 1座。設置2臺的轉鼓式細格柵除污機。沉砂池可去除污水中粒徑0.2mm以上的砂粒, 數量為2座, 單池直徑2.13m, 每池配置可升降槳葉分離機和鼓風機各1套, 采用氣提砂, 砂水分離處理能力為15~20L/s。
3.3 水解酸化調節池
水解酸化池按2.0萬m3/d規模進行設計, 共分2組 (設備安裝1組) , 每組處理水量為1.0萬m3/d, 平面尺寸為L×B×H=31.8×35.8×6.8m, 有效水深為6m, 鋼筋砼結構。配置高速水下攪拌器4臺、潛污泵2臺 (1用1備, 排泥) 、鑄鐵廂銅閘門2臺、可調式堰門4套、手動蝶閥2套、超聲波液位計1臺。
3.4 CASS生物反應池
CASS反應池設計規模0.5×104m3/d, 污泥濃度ML SS=3800mg/L, 污泥負荷F w=0.1 4 k g B O D5/k g M L S S·d, 污泥齡SRT=16.1d, 污泥回流比30%;CASS處理池每周期運行4h, 每天運行6周期。首期工程設1組CASS池, 分2格, 每格池內分生物選擇區、兼氧區和主反應區, 單格池體尺寸為B×L×H=1 1.0×3 2.2×5.8m, 鋼筋砼結構。反應池采用微孔鼓風曝氣充氧, 每池設960個曝氣頭, 單池最大供風量35.5m3/min (汽水比10.2∶1) ;每池設2臺潛水排污泵, 1臺為污泥回流泵, 一臺為剩余污泥泵;設置1臺旋轉式潷水器和4臺潛水攪拌器。此外, 每池均設有超聲波液位計、溶解氧測定儀、ORP測定計、濁度計等儀表, 利用這些儀表采集的數據, 通過計算機中央控制系統, 調節CASS池的運行狀態。
3.5 微渦流混凝沉淀池
微渦流混凝沉淀池和斜板沉淀池合建, 按0.5×104m3/d設計, 土建尺寸為B×L×H=12.0×14.1×6.4m, 鋼筋砼結構, 1座。采用微渦流絮凝器加藥混凝處理CASS池的出水;斜板沉淀裝置采用立式, 共兩組沉淀單元, 設計表面負荷為3~5m3/ (h·m2) 。
3.6 水氣反沖洗濾池
反沖洗濾池按0.5×104m3/d設計, 土建尺寸為B×L×H=11.6×12.9×3.8m, 鋼筋砼結構, 1座。濾池出水管設有啟動蝶閥, 可根據時序和水位, 利用計算機控制閉合。
3.7 消毒池及加氯間
消毒池按1×104m3/d設計, 平面池B×L=7.5×1 1.0 m, 有效水深3.3 m, 鋼筋砼結構。采用投加二氧化氯消毒, 并設置2臺潛污泵。加氯 (藥) 間土建按中遠期一次建成, 設備分期安裝, 平面尺寸∶B×L=9.6×18.0m, 凈高6.0m, 配置一體化投藥裝置一套。
3.8 鼓風機房
鼓風機房按中遠期規模一次建成, 設備分期安裝, 平面尺寸B×L=9.6×18.0m, 凈高7.5m。采用進口三葉羅茨鼓風機2臺 (1用1備) , 最大供氣量為35.5m3/min, 鼓風機采用變頻, 還配備進氣消聲器、過濾器等。
3.9 氣水反沖洗泵房
反沖洗泵房設計規模為2.0×104m3/d, 平面尺寸為B×L=5.4×13.0m, 凈高7.5m, 框架結構。泵房配置2臺鼓風機、2臺離心泵、4臺軸流風機、1臺單梁懸掛起重機等。
3.10 污泥處理及除臭設施
污泥處理采用帶式濃縮脫水一體機方式, 處理構筑物包括儲泥池、污泥濃縮脫水機房、沖洗水池。儲泥池設計規模為2.0×104m3/d, 共分兩格, 單格凈尺寸為B×L×H=4.5×4.4×3.3 m, 鋼筋砼結構, 配置潛水攪拌器2臺。沖水池和儲泥池合建, 凈尺寸為B×L×H=2.0×3.5×3.3m, 鋼筋砼結構。污泥濃縮脫水機房 (含堆泥棚) 土建按中遠期一次建成, 設備分期安裝, 平面尺寸為B×L=9.0×2.4m, 凈高9.0m, 框架結構, 配置1臺一體化帶式濃縮壓濾脫水機、1臺進泥泵、1臺污泥切割機、2臺沖洗泵、1臺投藥裝置、1臺螺旋輸送機等設備。
4 結語
該本工程采用的CASS工藝具有處理效果好、出水水質穩定、技術先進且成熟、動力效率高、占地面積小等優點, 比較適合我國中、小規模的城鎮污水處理廠, 值得推廣應用。對于開發的新區, 污水處理廠的設計宜分期實施, 首期的設計應兼顧中遠期的發展, 部分中遠期土建應于首期一次性完成, 而設備則按分期配置, 以節省投資。
摘要：根據某市工業區污水處理廠的進出水水質預測和出水排放要求情況, 通過對兩種備選方案CASS工藝和A2/O進行技術經濟分析, 選擇CASS工藝作為該項目的主體處理工藝, 并闡述了CASS工藝流程的主體構筑物設計參數和及其設備配置。
關鍵詞：污水處理廠,CASS工藝,A2/O工藝,設計參數,設備配置
參考文獻
[1] 韓魁聲, 齊杰, 等.污水生物處理工藝技術[M].大連:大連理工大學出版社, 2004.