分析污水處理的必要性論文
1分析污水處理的必要性
1.1水資源面臨的危機
目前，隨著世界經濟的不斷發展以及人口數量的增加，人們有了逐漸增加的水資源需求，因此，很多國家都面臨著缺水的危機，也在很大程度上限制了經濟的發展。但是，因為開發水資源有著多部門性，這對于綜合利用水資源有著很大的妨礙，加深了水資源供需之間的矛盾。目前，應該迫切解決綜合管理并利用、保護水資源的相關問題。
1.2污水處理的必要性分析
現階段，我國有著非常稀缺的淡水資源，也面臨著逐漸嚴重的水資源危機，我國人均的水資源占有量在世界上的排名在一百一十名，僅僅為平均水平的四分之一。根據相關的統計，我國城市當中的生活方面污水排放量基本上占到了一半的排放總量，很多年之前我國處理污水的基本重心是對處理工業污水，現在對該重心進行了徹底的改變。現在，處理污水的實際過程有著非常復雜的工藝，我國相對于國外來講，各個工藝段的相關設備都比較落后，在處理污水的實際過程當中會受到很多外界因素的嚴重影響。在我國，對于污水廠有著比較高的要求，已經制定出了比較嚴格的國家出水標準，并在逐漸提高污水廠能耗方面的要求。這就需要更高的污水處理的技術。
2國內外污水處理研究現狀
2.1國內污水處理研究現狀
在發達國家，污水處理效率比我國高出一大截，我國污水處理事業發展緩慢的原因有三點：一是落后的污水處理工藝。我國的污水處理技術主要實參考國外的污水處理工藝，但與國外同期的技術發展水平有相當大的差距，有處理效率不高、自動化程度偏低、能量消耗較大等問題；二是投入資金不足造成的資金短缺問題。相較于發達國家而言，我國的經濟發展水平還有待提升，污水處理能力較低在資金方面表現為大規模的污水處理廠建設投資不太可能，另外，污水處理廠的設備維護費用也比較高；三是管理能力不夠。傳統的污水處理技術較為繁瑣，相較于國外的操作人員而言，我國的操作人員在管理水平以及技術素質上顯然還是有一定的差距的，這就是我國部分污水處理廠不能正常的進行運行的原因之一。就污水處理工藝而言，我國的污水處理技術經歷了三個時期。一是七五時期，這個時期是指國家對復合生態系統以及氧化塘等自然技術處理方面做了科技攻關；二是八五時期這個時期國家深入研究了一體化氧化溝以及高負荷活性污泥，并引進了相關處理工藝，如SBR、A2O、AO、AB等；三是九五時期，這個時期主要對占地規模以及能耗等問題做出了解決，并探討了成套的污水處理技術。我國經過這三個時期的努力，在污水處理工藝上取得了長遠的進步，幾乎達到了發達國家的水平，大多數的污水處理要求被滿足。但是，我國缺少系統的、完整的污水處理技術上，其引進的污水處理技術不一定適用我國的國情。
2.2國外污水處理研究現狀
發達國家在20世紀70年代就達到了污水處理的二級處理水平，其中，世界上建設污水處理廠最多的國家是美國。但是，二級處理因其能耗高、運行費用以及投資建設費用較大等缺點，發達國家開始對傳統的工藝流程進行改進以及新技術的研究，其中，污水處理利用技術收到很大程度的重視。國外的污水處理技術主要有SBR法、電磁化法、隔膜吸附過濾法、生物降解法以及活性污泥法等，其污水處理排放標準非常嚴格。其中，應用最為廣泛的方法是活性污泥法，主要是應用在大型的城市污水廠當中。比較發達的國家在廣泛普及二級處理之后，投入了大量的科研力量以及資金來對處理污水的設備的運行、檢測以及管理進行了有效的加強，在很大程度上實現了很多高科技的技術應用。在上個世紀的七十年代美國開始進行自動控制污水處理廠，現在處理污水的工廠大部分已經實現了自動控制以及測試。
3建立污水處理系統數學模型的基本內容
目前，我國有了逐漸增加的污水的處理系統，在整個處理污水的相關領域當中，污水的處理技術有著逐漸重要的作用，所以建立合理的污水處理系統的數學模型也越來越重要，數學模型主要包括下面幾個方面的內容：水力過程的數學模型；去除污染物質的數學模型；轉移氧的數學模型；有機碳簡化的數學模型以及該模型的`線性化等。
4污水處理流程
就城市污水處理為例，簡單對污水處理流程做出介紹。城市污水具有收集容易、穩定、量多等特點，因此，世界各國通常將處理后的城市污水作為可利用的第二水源來解決水資源緊缺的問題。隨著城市化進程的推進，我國的水資源呈現出緊缺甚至匱乏的態勢，因此，我國緊迫需要對城市廢水進行二次回收利用，一方面可以緩解水資源匱乏造成的壓力，另一方面可以提高社會經濟效益。
4.1污水處理方法
第一，物理處理方法。物理處理方法就是通過物理作用對漂浮在水中以及懸浮在水中的物質進行清理且污水的化學性質不發生改變。常用的方法有過濾法、離心分離法、重力分離法等；第二，化學處理方法。化學處理方法就是通過化學反應對水中的污染物質進行轉化或者去除，從而產生凈水作用。常用的方法有氧化還原法、中和法、電解法等；第三，生物處理方法。生物處理方法是指通過微生物對污水中的有機污染物進行氧化分解，使污水得到凈化。常用的方法有生物膜法、活性污泥法等。
4.2城市污水處理級別分類
所謂城市污水一級處理，即機械處理或者預處理，主要處理設備包括沉淀池、沉砂池、破碎機以及格柵等。通常情況下，一級處理只是二級處理的前期處理，只保證了二級處理能夠順利進行，而不能保證凈化后的污水水質。污水二級處理主要包括曝光池和二次沉淀池，是污水處理過程中最為重要的部分。污水三級處理是在一級、二級之后的處理，是深度處理，能夠去除污水中的病原體等物質，其運行費用較高。
5部分污水處理工藝介紹
5.1SBR污水處理工藝
SBR工藝，又稱序列式活性污泥法工藝。這是由美國學者在20世紀70年代提出的，80年代，美國建立了第一個SBR污水處理廠，之后其他發達國家開始應用研究SBR法來進行污水處理。80年代中期，我國開始對SBR污水處理方法進行研究。SBR方法非常經濟高效且管理便利，很適合我國經濟的發展。SBR工藝采用間歇操作的反應器并按照時間順序進行排序，包括曝氣池、初次沉淀池、二次沉淀池，很大程度上減少了處理廠的占地面積。SBR工藝分為進水階段、反應階段、沉淀階段、出水階段以及閑置階段五個工序。進水階段是指污水進入反應池的過程，水位在未達到最高水位或者設定時間時會處于上升狀態。反應階段利用曝氣池中的微生物呼吸作用來對有機污染物進行分解，其中，曝氣量的大小根據溫度、水質、水量等外界因素考慮而確定，過多或過少的曝氣量都會造成一定的問題。沉淀階段是液體和活性污泥等分離過程，出水過程一般將液體水位降至最低，從而使活性污泥達到循環利用的效果。閑置階段是指沉降階段到下個周期這一時間段。
5.2PLC污水處理工藝
PLC控制技術，又稱可編程邏輯控制器。PLC和相關模塊共同組成了PLC系統，PLC是為工業環境而量身定制的數字運算操作的電子裝置。因其強大的邏輯操作性能，特別適合開關量控制，還能夠進行模擬量控制。同時，配備的模擬量模塊可對參數進行控制和測量，例如壓力、水位、溫度等。上位機通關連接PLC自身的通訊端口來實現數據通訊，便于接收來自PLC的數據。其中上位機不參與過程控制，只進行監控和系統管理，其要求是計算速度快、儲量大的工業控制計算機組成。具體工作包括顯示工藝流程動態、故障報警、打印報表等。控制和管理是系統的核心人物，管理站操作主要是進行著兩個人物，因為現場站進行直接控制，因此操作管理站的主要工作在于控制策略的選擇以及優化參數，控制管理站需要對回路的工作信息進行反映來確保其功能的實現。具體反映方式包括歷史趨勢的記錄、顯示和警報等以及工業流程圖的顯示等。
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