污水处理论文（5篇）

第一篇：污水处理论文

上海第二工业大学本科毕业设计（论文）

本科毕业论文

题 目：基于学 生：聂伟专 业：自动化年

级：指导教师：张帆日

期：

PLC SBR污水处理

10级

2014年5月17日上海第二工业大学本科毕业设计（论文）

基于PLC的污水处理设计与实现

摘 要

本论文主要研究污水处理系统的PLC控制系统，随着城市的快速发展，环境问题显得日益重要。污水是破坏环境的一个重要因素，目前中国污水处理自控系统相对落后，污水处理成本居高不下，污水站排放的处理过的污水的水质不稳定，所以如何建立有效的自控系统，优化运行效果，具有重要的意义。

文章首先介绍了PLC控制系统的硬件结构、工作原理以及设PLC控制系统的基本原则和步骤。然后以SBR污水处理工艺为例来说明PLC在污水处理过程中的应用。先根据污水处理要求设计了设备的电气控制与自动控制线路，主要包括设备的启停、状态信号等。最后按照工艺要求设计PLC控制系统，包括PLC的选型、系统资源配置以及按照污水处工艺编制PLC程序等。

建立高度自动化污水处理站，不仅可以加强整个系统的可靠性、准确性，还可以减少劳动强度，降低处理成本和节约能源。污水处理站自动控制系统的建设将降低生产和维护成本，减轻生产及维护工人的劳动强度，并为生产工艺进一步改进提供方便，具有很好的经济效益和社会效益。关键词；污水处理；PLC；硬件配置；软件设计； 上海第二工业大学本科毕业设计（论文）

MCU-based PLC Design and Implementation of SBR Sewage treatment

ABSTRACT。

My main research is the PLC control system of sewage treatment.With the rapid development of cities, the environment becomes more and more important.Wastewater is one of the major factor of pollute the environment.The automatic controlling system of wastewater treatment is not very advanced in China.The water qualities of the treated wastewater are unstable.So how to solve the problems is very meaningful to our country.This paper introduced the hardware structure, work principle of PLC control the system and design PLC control system’s basic principle and step, then with the SBR wastewater treatment craft for example to illustrate the PLC in the application in the wastewater treatment process.Designed the electricity control of equipments and automatically control circuit according to the sewage treatment requirements, mainly include the start and stop of equipments, the state of the signal and so on.Finally design PLC control system according to the technological requirements, include the PLC type election, the allocation of system resources and draw 上海第二工业大学本科毕业设计（论文）

up PLC procedure according to the wastewater treatment craft.Establish a highly automated of sewage treatment plant, not only may strengthen the system’s reliability but also may reduce the labor intensity and reduce processing costs and save energy.The establishment of sewage treatment plant’s automatic control system will reduce the production and maintenance costs, also can reduce production and maintenance workers in the labor intensity.Key words: sewage treatment;PLC;Hardware disposition;Software design

目录 绪论 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1 2 介绍 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1 2.1SBR法介绍„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1 2.2单片机的历史 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2 2.3单片机的应用领域 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3 液晶显示1602 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4 上海第二工业大学本科毕业设计（论文）

3.1硬件的介绍 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4 3.1.1液晶显示优点 ………………………………………………………………5 3.1.2 液晶显示认识 ………………………………………………………………6 3.1.3 液晶显示1602端口功能……………………………………………………7 3.2 液晶显示器1602基本指令„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„9

4程序设计与实现 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„14 4.1芯片AT89S52 ………………„„„„………………………………………14 4.1.1主要功能……………………………………………………………………14 4.1.2功能特性描述………………………………………………………………14 4.2 键盘串口的编写 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„17 4.3 时钟的显示 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„21 4.3.1键盘函数……………………………………………………………………24 4.3.2按键功能……………………………………………………………………25

5结论 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„26 6心得体会 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„27 致谢„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„28 参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„28 中国水资源人均占有量少，空间分布不平衡。随着中国城市化、工业化的加速，水资源的需求缺口也日益增大，在这样的背景下，污水处理行业成为新兴产业，目前与自来水生产、供水、排水、中水回用行业处于同等重要地位。虽然由于国家和各级政府对环境保护重视程度的不断提高，中国污水处理行业正在快速增长，污水处理总量逐年增加，城镇污水处理率不断提高。但目前中国污水处理行业仍处于发展的初级阶段。一方面，中国目前的污水处理能力尚跟不上用水规模的迅速扩张，管网、污水处理等配套设施建设严重滞后。另一方 上海第二工业大学本科毕业设计（论文）

面，中国的污水处理率与发达国家相比，还存在着明显的差距，且处理设施的负荷率低。因此中国应完善污水处理的政策法规，建立监管体制，创建合理的污水处理收费体系，扶植国内环保产业发展，推进污水处理行业的产业化和市场化。污水处理行业是一个朝阳产业，发展前景十分广阔。中国污水处理行业由此迎来高速发展。因此建设符合我国具体情况的污水厂自动控制系统对降低污水处理成本、改善环境、建立可持续发展社会、保持我国经济高速发展具有重要意义。

SBR工艺的介绍

SBR工艺即序批式活性污泥法，是常规活性污泥法的一种变体。SBR工艺采用可变容积间歇式反应器，省去了回流污泥系统及沉淀设备，曝气与沉淀在同一容器中完成，利用微生物在不同絮体负荷条件下的生长速率和生物脱氮除磷机理，将生物反应器与可变容积反应器相结合，形成一个周期性间歇运行的活性污泥系统。SBR工艺在同一生物反应池中完成进水、曝气、沉淀、撇水、闲置四个阶段，其所经历时间周期，根据进水水质水量预先设定或及时调整。实践证明，这种工艺过程，其处理效果可达到常规活性污泥法处理标准。具有工艺简单，运行可靠，管理方便等优点，但对设备、阀门、仪表及自动控制系统的可靠性要求高。

SBR反应池的不同之处是运行按流入，反应，沉淀，排放，待机五个工序，依次在同一SBR反应池中周期性运行，从废水流入开始到待机时间结束为一个周期性运行，一切过程都在一个有曝气和搅拌装置的SBR反应池内运行，不必另设沉淀池和污泥回流泵等装置。SBR工艺是一种简易快速且低耗的废水生物处理工艺它主要有以下几个特点：工艺简单，造价低，运行方式灵活，可脱氮除磷，良好的污泥沉降性能，不易产生污泥膨胀现象。SBR工艺具有以下优点：

（1）理想的推流过程使生化反应推动力增大，效率提高，池内厌氧、好氧处于交替状态，净化效果好;（2）运行效果稳定，污水在理想的静止状态下沉淀，需要时间短、效率高，出水水质好；

（3）耐冲击负荷，池内有滞留的处理水，对污水有稀释、缓冲作用，有效抵抗 6 上海第二工业大学本科毕业设计（论文）

水量和有机污物的冲击；

（4）脱氮除磷，适当控制运行方式，实现好氧、缺氧、厌氧状态交替，具有良好的脱氮除磷效果。PLC的介绍

PLC(Programmable Logic Controller，可编程序控制器）是目前一种新兴的自动化控制装置，本身强大的程序汇编性使其在目前的自动化控制领域应用极为广泛，本身所含的通信功能可以与计算机很好的通信，基于其良好的逻辑性PLC在进行各种运算时速度很快，自带存储功能，可以读取或输出开关量信号以及各类模拟量信号，用以控制工业设备的运行。PLC的体积小，汇编语言函数简单，运行性能好，对控制人员专业要求性不高，在各种环境下均可使用，因此在自动化控制领域中非常重要。利用PLC自动化控制装置对污水处理系统进行控制，可以增强污水处理系统的可管理性，相应的提高了污水处理的程度，还可以为企业节约大量的人力财力资源，具有极大的经济效益和科技价值，因此，研究开发PLC自动化控制装置在污水处理系统中的应用成为了当下热门的课题，PLC虽然在自动化控制系统作用很大但其在上位机监控层表现不足，只能参与控制，不能显示实时监控及储存大量历史数据，因此，需要对组态软件在上位机进行研究开发，设计出能与现场PLC进行数据交互的监控界面，真正达到“集中管理，分散控制”的目的，如何构建PLC的自动化控制系统，创建多台PLC之间的通信网络，设计整套工艺的监控界面，是现阶段众多学者研究的主要课题。

PLC是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用设计，它采用一类可编程序的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计算和算术操作等面向用户的指令，并通过数字式或模拟式输入输出，控制各种类型的机械或生产过程。三菱系列PLC的特点是：可靠性高；控制能力强；编程方便，易于使用。适用恶劣工业环境，抗干扰能力强，具备各种接口，与外部设备连接方便。具有较大的灵活性和可扩展性；维修方便，可在线修改程序。变频器的介绍

变频调速器是把工频电源(50Hz或60Hz)变换成各种频率的交流电源，以实现电机的变速运行的设备，其中控制电路完成对主电路的控制，整流电路将交流电变换成直流电，直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波，逆变电路将直流 7 上海第二工业大学本科毕业设计（论文）

电再逆成交流电。

按照主电路工作方式分类，可以分为电压型变频器和电流型变频器；按照开关方式分类，可以分为PAM控制变频器、PWM控制变频器和高载频PWM控制变频器；按照工作原理分类，可以分为V/f控制变频器、转差频率控制变频器和矢量控制变频器等；按照用途分类，可以分为通用变频器、高性能专用变频器、高频变频器、单相变频器和三相变频器等。在此毕业设计中用到变频器主要是通过改变频率来改变电机的转速，从而实现控制的目的。系统总体设计 SBR控制系统流程图

污水处理的工艺流程图

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控制系统的设计

SBR系统分为进水、反应、沉淀、排水与闲臵五个阶段运行

进水 进水工序是反应池接纳污水的过程。在污水注入之前，反应器处于前一个周期的排水或闲臵状态，处理后的废水已经排放，反应器内残存着高浓度的活性污泥混合液。污水注满后进行反应，从这个意义上说，反应器起到调节池的作用，因此，反应器对水质、水量的变动有一定的适应性。

反应 这是本工艺最主要的一道工序，当废水注入达到预定容积后进 行曝气或搅拌，以达到处理目的(如去除BOD、硝化、脱氮除磷)．如通过好氧反应(曝气,进行氧化、硝化，再通过厌氧反应(搅拌)来脱氮。在本工序的后期，进入下一步沉淀工艺之前，要进行短暂的微量曝气，以吹脱污泥近旁的气泡或氮，保证沉淀过程的正常进行。

沉淀 停止曝气和搅拌，使混合液处于静止状态，活性污泥与水分离。由于是静止沉淀，沉淀效果一般良好。本工序相当于活性污泥法连续系统的二次沉淀。排水 经过沉淀后产生的上清液，作为处理水排放。一直到最低水位在反应器底部的大部分活性污泥作为下个周期使用的泥种。过剩的污泥引出排放。反应器中剩余的处理水可在下个周期起到稀释作用。

闲置 也称待机工序，即在处理水排放后，反应器处于停滞状态，等待下一个操作周期开始的阶段。

曝气系统 限制性曝气，即进水停止后再曝气；采用限制性曝气方式曝气方式能耗最低，冲水期末基质浓度将达到最大值。

本系统共一个SBR反应池，共设一台曝气机。曝气机的运行是由可编程序控制器来实现自动控制，在每个反应周期内，曝气机在相应的时间段内运行，并根据SBR反应池内水质调整曝气量，实现节能运行。

排水系统 本系统采用旋转式滗水器，它具有良好的水力机械性能，能实现滗水过程中进入出水堰的水流呈层流状态，下降速度平衡，使出水量保持不变。

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主电路图的设计

(1)主回路中交流接触器KM3、KM2、KM6分别控制1#清水泵M1、2#污水泵M2、曝气风机M3；交流接触器KM4，KM5控制电动阀电动机M4，通过正、反转完成开起阀门和关闭阀门的功能。

(2)电动机M1、M2、M3、M4由热继电器FR1、FR2、FR3实现过载保护。电动阀动机M4控制器内还装有常闭热保护开关，对阀门电动机M4实现双重保护。(3)QF为电源总开关，既可完成主电路的短路保护，又起到分断三相交流电源的作用，使用方便。

(4)熔断器FU1实现各负载回路的短路保护和完成交流控制回路和PLC控制回路的短路保护。

程序的流程图 上海第二工业大学本科毕业设计（论文）

I/O分配表 上海第二工业大学本科毕业设计（论文）

第二篇：污水处理论文报告

污水处理论文报告

小组成员：朱颖君、李思燕、陈婉嫔

我国是一个干旱、缺水严重的国家，淡水资源总量为28000亿立方米，占全球水资源的6%，仅次于巴西、俄罗斯和加拿大，居世界第四位，但人均只有2300立方米，仅为世界平均水平的1/

4、美国的1/5，在世界上名列121位，是全球13个人均水资源最贫乏的国家之一。

据监测，目前全国多数城市地下水受到一定程度的点状和面状污染，且有逐年加重的趋势。日趋严重的水污染不仅降低了水体的使用功能，进一步加剧了水资源短缺的矛盾，对我国正在实施的可持续发展战略带来了严重影响，而且还严重威胁到城市居民的饮水安全和人民群众的健康。

随着发展，城市水资源短缺的压力越来越大，因此，只有充分尊重水的自然运动规律，合理地使用水资源，才是水资源可持续利用的有效途径。

我们做了一个调查，一共调查了九个。关于污水处理的过程，大部分不太了解。大部分都是在洗碗、洗衣服等方面产生污水。节水措施都大同小异，都是一水多用，比如用洗菜水浇花等等。生活污水会污染环境，影响人民健康，所以被调查者希望在污水处理这一方面，国家可以多投入点资金，处理好。

在了解清楚污水处理主要步骤之后，我们就做一些实验，尝试着做一些简便的装置。关于实验，我们发现，过滤所用材料主要为纱布、石英砂和活性炭。纱布、石英砂是用来过滤不溶性物质，如泥沙等，活性炭是用来吸附水中的有毒微生物和有害的物质。

第三篇：石油化工污水处理技术探讨论文

1、石油化工污水处理中存在的问题

1.1增添复杂成分

石油化工产生的污水中存在的多种有害成分为污水处理工作带来了一定的难度。这类水质非常的复杂，其原因也有很多种,石油采掘的过程中，油品质量变得越来越差，石油内部含有的杂质也逐渐增多。这种情况的影响下，使得石油内含有更多粘稠性的原油，生产出来的石油质量较差。因此需要对其进行更加精致的加工，这就为环境带来更大的污染。最近几年，我国油价不断上升，导致与石油化工有关的企业所能得到的利润逐渐被降低。为了使石油化工企业得到进一步的发展，其越来越重视更加精细化的生产，因此开始不断发展有关的产业链，从而使其利润有所增加。在当下各个地区水资源缺失的背景下，大部分企业采用较为常规的水体循环、废水利用体制。然而石油产出所需要的流程以及一些工艺均在逐步增加，这就导致一些新的污水产生，因此带来了更多的污染。

1.2总体含硫增高

所制备出来的石油内硫含量正在逐步的上升。并且油价也被不断上调，使硫含量高的原油以及含硫量低的原油间的价格差距逐渐拉大。从国外进口的原油，其低硫程度降低，而高硫程度被增加。根据有关部门研究显示，含有硫的污水大部分来自于塔顶所布设的分离罐以及分馏塔之间衔接的罐体。如果原油的质地不是很好，所排出来的废水也会增多，从而加快了水质恶化的速度。在这样的条件下，废水中的硫含量会越来越多。

1.3流程中存在较多弊病

石化领域发展的早期，人们并没有足够的节水意识。石油化工的相关装置中使用的往往是并联形式的水管，并且流进来的水都是非常洁净的水；在进行污水排放时，均排入同一个设备内。利用这样的方式，不仅使得很多的洁净水源被耗费，并且还为石化工作增加了难度。在污水处理过程中，相关工作人员并没有将水质的性质进行详细的筛选，并制定出多元化的处理方法。

2、石油化工污水处理的技术

2.1高浓废水的处理方法

在一些有机废水中，其浓度往往偏高。这样的污水中含有的物质如下：可以被生化的，同时还不带有任何有毒害特性的物质、难以被生化的，并且也不带有毒害的物质、对微生物具有抑制作用且浓度较高，同时还具有毒害性质的物质、浓度偏低，并含有有毒性质的物质等。按照类别对其进行细分，对其的处理流程中，对高层级氧化进行整合，并对生化步骤进行组合，将好氧与厌氧相结合。这样的处理方法是未来高浓度污水处理方式的发展趋向。

2.1.1融汇生化及氧化

对于污水中所含物质的毒性进行科学的考量，从而选出两种废水，并且均不能融汇在初始的生化体系中。因此，要对其采用较为特殊的整合步骤。将污水中的毒性进行缩减时，可以将氧化步骤、较为常用的生化处理等融汇在其中。氧化步骤中较为高级的处理方式为，利用氢氧根对污水中的附带有机物进行去除。一般情况下，这种高级化的特点为，对所选的物质先进行去氧化处理，从而通过氧化产生可被生化的物质。所以，高层次的氧化步骤将污水中初始的有机物转化为一种分子非常小的产物。高级氧化一般与生化步骤进行搭配，其包含三重组合：即生化到氧化再到生化、生化转为氧化、氧化转为生化。如果污水中含有浓度非常高的有机物，就适合采用高层级的氧化再到生化的步骤。如果污水中含有有机物质的浓度不是很高，就可以采用这其中的生化转为氧化的流程。

2.1.2融汇好氧及厌氧

在浓度很高的废水中，可以采用厌氧处理方法对其进行处理；与其相对应的好氧步骤，较为适应浓度偏低的废水处理。在石油化工产生的一些污水中，所需要的总氧量超过了450mg/L。对于这样的废水，相关工作者可以采用厌氧处理方法，也可以采用好氧处理方法。但是将这两种方法进行对比，其中好氧处理方式相对优势更大，总体成效也要优于厌氧处理方法。但是，厌氧方法在进行污水处理的过程中，所产生的能耗相对较低，还可以对污泥进行回收。其产生的污泥总量不是很多，数量要比好氧少。从这可以得出，厌氧处理方法更适合浓度偏高的污水处理，而好氧处理方法比较适合浓度偏低的污水处理。在实际的污水处理过程中，不能对厌氧处理方法进行单一的运用。这主要是因为，日常石油化工生产过程中，所排放的污水很多，大部分企业均有自己污水处理厂。被处理后的污水一般不会再被排到城区的总污水处理厂，而是与洁净用水混在一起。如今的指标中表示，污水所具备的质量应当与二级指标相吻合。厌氧处理的成效虽然很高，但是还不能达到合格标准。因此化工企业对污水进行处理的过程中应当将多种流程进行分析和整合，然后予以利用，以保证水质。

2.2含硫废水的处理方法

目前，石油化工产生的废水中，含有大量的硫元素。对于这样的情况，相关工作人员可以从沉淀方法、较为常见的碱吸收方式、氧化方式以及汽提等方式中进行筛选。对于这样的污水，可以采用其中的汽提方式以及氧化方式进行处理，运用这两种方法，可以将污水中87%的硫元素去除。如果利用氧化法对其进行处理，可以与铜铁、各种锰钴元素以及金属盐类等物质，通过氧化方法对其进行处理后，利用硫酸盐将污水中的硫化物质进行替换。

2.2.1单双塔的汽提

汽提技术中主要包括单塔汽提和双塔汽提两个部分。两种技术的步骤非常类似，其中，双塔技术中含有脱氨的步骤。因此当今大部分石化企业采用双塔汽提对污水进行处理。

2.2.2新颖物化流程

除一些常见步骤之外，一些企业还采用了新颖物化流程，这种物化流程中具备一种超临界情形下的水氧化方法、湿润气流氧化、湿润催化氧化等。这种氧化方法属于一种较为高级的氧化方法，可以将污水中的硫元素变为无机性质的硫酸根。这类方法对硫进行去除的成效非常显著，同时可以将污水中的气味完全去除。对于一些辨识起来较为困难的废水，也可以很好的进行处理。这种氧化步骤被人们设定成为一种预先的处理方法，其发展前景非常广泛。

2.3深层回收运用

在石化企业中，最大的困扰之一就是水源非常紧缺，石油化工企业在生产过程中，采用纯净水源。使用过程中，部分的水体被蒸发掉了，存留下来的则是污水，经过处理后，被排放出去。经过污水的处理，排除的污水被二次利用。如果经过处理后的水源的水质仍然不是很好，就要使用一些延伸的流程，从而增加了污水处理成本；污水回收后，其水质不是很稳定。因此对于这样的废水，首先要明确其特性，对其水质进行辨别。应当进行分流的水，所含有的盐类较多，同时，还含有非常多的硫元素以及油污等物质。因此要想彻底的将其分开，就要利用专用的路径。例如：某化工企业创立了一种对这种污水进行处理的新颖处理方法。企业在日常的生产过程中所排放的污水属于盐类含量较低的类型，排放出来的水质也较为优良。因此，在这样的情形下，对其进行后续处理中，采用了混凝处理方法，并对其进行了相应的灭菌处理，同时还对其进行了一些必备的步骤和较为适度的生化步骤。在一些沿海地段中，水体中含有的盐分偏多，对于这样的废水，企业可以将多种处理方法进行整合，然后还要对这样的废水进行深度的过滤。只有这样才能将水体中的盐分进行去除，从而减小水体的电导，使得水质符合回收标准。

3、结语

我国是世界上最大的发展中国家，社会经济在不断提高，但是与一些西方发达国家相比，还是较为落后。根据相关报道显示，我国水资源污染现象非常严重，这使得人们的生活受到了一定的影响。对水资源造成污染的方面有很多，其中较为突出的便是石油化工行业。因此对石油化工所产生的污水处理技术进行分析和研究十分重要。目前，我国相关的污水处理技术还存在着一些问题，所以相关人士要加大对其的重视力度。

第四篇：污水处理新技术探索论文

摘要：近年来随着《中国环境保护税法》和“水十条”等环保政策的相继发布，我国水污染治理已逐渐进入高处理率和高标准阶段。同时，随着我国工业化程度和城镇率的提高需处理污水量迅速增大，水质情况也呈现复合型污染的新趋势，现有处理设施和技术已不能满足当前社会经济的动态发展需要。重点介绍了国内外先进的光催化技术、膜技术、生态滤池技术、超声波技术、微电解技术、微波辐射技术和超导磁分离技术等污水处理新技术，以为我国污水处理技术研究及推广应用提供新方向。

关键词：光催化；微波辐射；膜技术；微电解；超导磁分离

污水根据来源可分为生活污水、生产废水和径流污染区域产生污染降水三类，不同来源污水之间组分相差极大[1]。生活污水主要以有机物为主，其生化性好但由于饮食结构变化和部分排泄物混入，生活污水组分越来越复杂、处理难度也逐渐增高；生产废水包括工业、农业和医疗废水，其组分复杂通常有毒有害物质含量较高；污染降水主要为雨水径流冲刷垃圾场、工业废渣等污染区产生的废水。据国家环保部发布《中国环境状况公报》显示，2015年我国河流劣Ⅴ类水质断面比例达到8.9%，较差和极差地下水监测点比例达到42.5%和18.8%，整体污染较为严重。同时，随着我国的城镇化水平提高，城市用水量及污水量亦迅速增大，而处理水平远低于美国、新加坡、荷兰等发达国家，处理设施及技术已不能满足当前处理需求。2015年我国城市生活污水排放量545亿t，占全年污水排放总量的71.4%，已成污水主要来源。其中，工业废水排放量虽每年以2%的比率减少，但处理总量仍然巨大。同时，随着国内环保意识和经济发展观念的转变国家环保政策和相关标准越来越严格，工业污水排放标准正迅速提高，越来越多的现有处理技术已不能保证稳定达标。整体而言，我国人口众多而水资源较为匮乏，随着城市化进度加快用水需求量和污水产生量激增，社会环保意识也逐渐加强，国家污水排放标准正越来越严格，但污水处理设施和技术仍较为落后，污水处理率、深度处理水平和回用水平均远低于国外发达国家。目前亟需加快新污水处理技术的研究与推广，以解决当前人们越来越高的生存环境需求与环境污染之间的矛盾。

1污水处理原理

污水处理技术从原理上可分为物理法、化学法、物化法和生物法四大类，而污水处理技术或工艺通常采用多种原理进行处理。（1）物理法利用物理或机械力作用使废水中的漂浮物、悬浮物和油类等污染物分离出去的处理过程。目前采用物理法原理常见污水处理设施有格栅、筛网、过滤、沉砂池、沉淀池、隔油池、气浮池、离心机和旋流分离器等。（2）化学法通过化学原理采用中和、沉淀和氧化还原等方法使废水中胶体和溶解性物质分离出来的过程。（3）物化法利用物理化学原理和化工单元操作，采用萃取法、吸附法、离子交换法和膜分离等方法除去污水中污染物的过程，主要用于去除污水中的恶性污染物和胶体。（4）生物法人为创造出利于微生物繁衍的条件，使其大量繁殖以达到分解有机物作用的一种技术。生物法按照微生物类型可分为好氧和厌氧，按照微生物的活动性则可分为活性污泥法和生物膜法，其中活性污泥法及其衍生改良工艺在处理城市污水中应用十分广泛。

2污水处理新技术

随着污水处理技术的不断发展与探索，越来越多的新技术逐渐成熟并且得到应用。国内外污水处理的新技术多种多样，主要包括光催化技术、超声波技术、膜技术、生态滤池、微波辐射技术、微电解技术、超导磁分离技术。

2.1光催化技术

光催化技术是利用光催化作用使污染物发生氧化还原反应生成CO2、水和各种盐，从而达到净化目的的一种高级氧化技术。常用材料主要有CdS、TiO2及ZnO等，其中TiO2遇到紫外光照射后会生成自由电子，活化空气中的氧，形成高活性的自由基与活性氧。当遇到污染物时，便会发生氧化还原反应，达到去污效果[2,3]。松下[4]光催化机理净化污水中能实现光催化剂TiO2的有效再收集，该技术利用多空腔沸石吸附TiO2颗粒，在不破坏活性中心的同时实现了催化剂的收集。该技术将该催化剂投入水中混合，令TiO2从沸石分散到水中，以达到更高的催化效率，处理后通过静置TiO2颗粒又会被沸石吸附实现催化剂的高效重复利用，有效解决了传统方法容易使TiO2的比表面积下降，催化剂活性降低，影响后续使用问题。

2.2超声波技术

超声水处理技术是采用频率在15～1000kHz的超声波照射污染物，由空化效应泡在小空间范围内崩溃，将集中的声场能量释放产生高温高压形成局部热点，改善反应条件来加快反应速率。该技术集高级氧化、超临界氧化等技术特点于一身，在难降解有机物和毒性较高污染物处理中具有巨大优势，对实现工业污水无害化、无二次污染处理具有重大意义。姜秉辰[5]等利用超声波处理工业废机油污水试验发现，在相同时间和频率下，功率越高分子量降低越大，且裂解效果随功率先增强后减弱。Torres[6]等对比超声波、光催化和超声波/光催化联合技术降解双酚A(BPA)性能和机理研究发现，超声波和光催化功能互补，高频超声波能较好去除目标污染物，而光催化能更有效地实现有机物矿化。当超声频率300kHz，功率80W、加入50mg/L的TiO2、反应4h后，超声波/光催化联合技术DOC去除率达到62%。

2.3膜分离技术

膜分离法依据孔径大小可分为微滤、纳滤、超滤和反渗透等技术，具有处理过程不引入其他物质、占用空间小和可实现大分子和小分子物质的分离等优点，在大分子原料回收和污水深度处理方面具有巨大优势。但目前由于膜造价高、寿命短、易受污染和易结垢堵塞等问题，且大部分污水水质复杂膜分离技术常与其他技术配合使用且应用较少。刘瑞斌[7]等将物化法、TiO2光催化法和膜分离法联用工艺处理电镀废水后达到了中水回用标准，且回用率达到85%以上。天一环境技术有限公司[8]研发出结合膜富集(MET)系统和超临界水氧化(SCWO)系统的新技术。MET系统在实现废水高倍浓缩的同时可产生回用水资源，形成资源收益；而污水在SCWO系统无害化处理过程同时产生热能、水、CO2和无机盐。通用电气水处理及工艺过程处理集团[9]成功研制出抗污染的反渗透膜和能加强COD处理效果的膜生物反应器。膜生物反应器通过吸附、预富集、生物降解和再吸附循环处理污水，可在不影响膜的使用寿命条件下有效去除难降解的COD，使出水COD处理到(3~5)×10-5mg/L之间。

2.4生态滤池

生态滤池(MEEF)是通过模拟自然生态系统，采用人工填料的过滤作用和生物膜微生物降解有机物原理进行设计的一种新技术，其有效结合了综合湿地和活性污泥法的优点，具有节省能源，易于控制等特点，未来主要发展与其他处理技术联用或采用物理、化学等方法强化其处理效果两个方向。汪龙眠[10]等成功采用研酸中和残渣(NUA)和脱水铝污泥(DAS)生态滤池技术处理畜禽污水，运行稳定后NUA出水COD、NH3-N、TN和TP的平均去除率分别为52%、47%、47%、34%，系统总出水平均去除率分别为79%、78%、70%、96%。吴正松[11]等采用生态滤池技术处理COD均值为158.13mg/L的低浓度生活污水，在处理水量约为1.5m3/d、水力负荷为60L/(m2h)、下行池气水比为1∶1、HRT为2d的条件下，对COD、NH3-N、TN和TP的平均去除率分别为83.8%、93.1%、52.9%和79.1%。

2.5微波辐射技术

采用微波辐射技术对污水进行处理时只需要加入少量化学药剂，甚至不需要加入，避免了在污水处理过程中产生的二次污染。微波辐射技术主要包括微波直接辐照法、微波辅助氧化法、微波诱导催化技术以及利用微波对水处理吸附剂进行改性、再生、合成等[12]。微波所产生的物理效应、化学效应和生物效应可以提高流体的温度和压力，强烈促进水中物质的理化反应，具有氧化快速高效省时、去除率大、矿化度高、不引入新污染物等优点。陈小英[13]等发现。通过加入微波联合Fenton试剂在微波辐射下能有效改变污泥性质、提高污泥脱水性能，且先微波辐射处理后投加Fenton试剂效果更好。陈灿[14]等利用微波技术处理高浓度氨氮废水，当反应4min时，氨氮废水的去除率可达81.7%，具有高效、节能环保等特点。

2.6微电解技术

微电解技术是以铁为微型原电池的正极、碳为负极，在污水电解液中发生氧化还原反应达到污水处理效果的技术。新生态的电极产物活性极高，能与污水中的有机污染物发生氧化还原反应，使其结构形态发生变化，完成由难到易、由有色到无色的转变[15]。叶章颖[16]等发现在试验设置电流密度(20、40、60A/m2)条件下，微电解技术对氨氮处理效果显著，且随电流密度增大氨氮去除速率就越快，其中最优去除条件为电流密度、水温和流速分别为40A/m2、32°C、500mL/min。郭子军[17]等以碳素纤维作为微电解和电极生物膜的电极材料进行试验发现，微电解对污水中PN、PP、TP和NH3-N的去除率分别达到94%、95%、93%和98%，且当水力停留时间和电流密度分别为8h和0.10mA/cm2时，各种污染物处理效果最佳，该工艺稳定运行下最终出水(TN)和(CODMn)均低于0.5mg/L、(TP)低于0.05mg/L、浊度小于1.0NTU。杨晓明[18]等将铝碳以1∶1比例，在1000℃下焙烧2h，烧结成粒，在废水pH=10~11时，碳铝微电解法对模拟品红废水COD和色度去除率分别达到68.2%和90%。杨麟[19]等在初始pH=3、Fe-C=52g/L、Fe∶C=3∶1、H2O2=12mL/L配比下，对垃圾渗透液接触反应1h后，COD去除率达到75%处理效果明显。

2.7超导磁分离技术

磁分离技术是一种利用废水杂质颗粒磁性进行分离的技术，主要有微生物—磁分离法、直接或间接磁分离法三种方法。超导磁分离技术是七十年代初步发展起来的技术，其采用超导磁体代替磁分离装置中的常规磁体[20]，具有处理效果好、节能环保和设备简单等优势[21]。日本大阪大学[22-25]通过数十年超导磁分离污水处理技术的实验室研究，成功制出超导高梯度场磁分离污水的原型样机，并通过试验室试验验证其能将污水COD由1000mg/L一次性降至20mg/L。陈显利[26]等研制的制冷机直接冷却高温超导磁体技术成功应用于小型造纸厂，经磁分离处理集水池废水COD由1780mg/L降至147mg/L。林峰[27]等利用脉冲电絮凝加载磁絮凝技术对车间镀锌、铜等综合污水进行处理，处理后各项指标均达排放标准，其中六价铬离子、锌离子、铜离子去除率均在99%以上。

3展望

我国现阶段污水处理技术同国外相比仍较为落后，主要存在处理效率、自动化程度和深度处理率低、能耗高等问题。近年来超导磁分离、微博辐射、生态滤池等新技术获得了较大发展，多已获得小范围的工程应用并取得了良好效果。传统技术与新技术间均具有各自的优势与特点，但相较传统技术早已形成的众多经典处理工艺，新技术缺少配套完整处理工艺成为了限制其快速推广的重要因素。未来新技术的研究应充分考虑污水水质情况、回用经济价值等特点，以“稳定达标+能源化+资源化和低碳低耗”的理念有效地把新技术融入到已有成熟工艺。

第五篇：电厂污水处理技术研究论文

摘要:核电厂发电在我国经济发展中具有不可替代的作用。当然,电厂的发电用水只能选择市政用水或者自然水,硬度较高,或者有机物含量较多,因此需要对其进行适当地处理。而在处理过程中,膜技术的应用有助于降低成本,提高出水水质。该文笔者对污水处理中的膜处理技术进行了全面分析。

关键词:核电厂;污水处理;膜处理技术;运用

电是人们生产和生活中不可替代的资源,随着我国资源的减少,发电过程中的水资源循环利用就成为一种主流方式。水质对于发电设备的效率具有直接影响。污水处理工艺不合理,操作不合理都会造成污水中杂质不能全部去除,导致设备故障,增加维修成本,并且使得出水水质含盐量、有机物含量较多,不符合核电厂发电厂需求。近年来,全膜技术的出现更好地解决了这一问题,因此文章对这一技术的特点和原理以及实施过程进行分析。

1膜处理技术原理和特点

膜处理技术是一种新的水污染处理技术,以一种具有选择性性能的薄膜来实现淡水与盐分、杂质的分离,膜处理技术简单、成本较低,因此应用广泛。目前,主要应用固膜和液膜2种。其主要原理在于利用了杂质、有机物等与水分的体积、大小不同的原理,将其进行隔离处理,在具体的处理过程中,还可以结合加压的方式。另外,利用了一些杂质不同的化学性质,实现快速溶解,从而将其隔离,效果理想。膜处理技术的优势明显,比如,利用该技术不再需要庞大体积的分离设备,因此占地面积减少,成本也随之减少。在安装上,更加方便,不同性质的膜还可以分离不同种类的杂质或者有机物,使水质进一步满足用水需求。其次,膜处理技术拓宽了处理范围,不仅可以分离固态杂质,还能够对相对分子量从几百到几千的物质进行分离。不需要加热等条件就可以实现。分离过程更加高效、易操作,并且符合现代社会环保节能的要求。

2核电厂污水处理膜技术的种类

膜处理在我国核电厂中有广泛的应用,并且随着技术的更新,膜处理技术已经具有超滤、微滤和反渗透等多种方式,另外近年来还出现了渗透汽化等方式。对工业废水和自然用水具有较好的杂质分离作用。我国各大核电厂在污水处理过程中主要采用的是超滤膜分离处理技术、反渗透技术和全膜分离技术。具体的技术特点和原理如下。

2.1反渗透技术

反渗透技术是目前核电厂主要的污水处理技术,与全膜技术相比,其污水处理成本更低,但程序相对复杂,通常采用一次渗透处理和二次渗透处理方式完成。反渗透膜多为高分子化学材料,利用了溶液渗透压不同的原理,可以将污水中的离子进行分离,在实施过程中,要合理控制渗透压,使杂质能够及时快速地分离。膜元件是整个反渗透技术的核心,加压后的水分通过一些元件进入隔网层,使杂质排除管道外,获得发电所用水。使用这种方法可以满足基本的发电用水需求,但如污水需要再次处理,成本将大大提高。

2.2膜分离技术

全膜技术已经成功的在我国核电厂除盐中应用,事实证明了该技术的积极性。目前我们将其应用于核电厂锅炉补给水的处理中,全膜分离技术可以减少压差,在低温下运行,减少离子的渗出,并且能够抑制废水的酸化或碱化,防止设备出现腐蚀现象。未来,电厂污水自动化处理是一种发展趋势,不仅能够减少人力、物力,还能够提高污水处理质量和效率。

3电厂污水处理中膜处理技术的运用

我们以某核电厂为例,该厂共拥有6台发电机组,总水量为6万m3/h,污水排放量为1万m3/h。要确保污水的合理利用,需对其进行必要的处理。膜处理环节主要表现如下。

3.1预处理超滤反渗透技术

首先,我们采用超滤反渗透技术对污水进行预处理,该次处理水量为2×70m3/h。由于阴阳床钠离子渗透问题对除盐效果具有一定的影响,因此在设计过程中要控制钠离子渗漏,降低电导率,并且要控制二氧化硅的含量。该系统主要采用的是自动控制技术,PLC是EDI系统的核心与主要技术,CRT是其监督系统。预处理超滤反渗透技术是将原水输送到清水泵,并由清水泵进入多介质过滤器,通过多介质过滤和超滤装置来实现杂质的初步分离,最后利用反渗透装置来实现有机物的分离。在这一过程中还需要除盐水泵、阳床、阴床和中间水箱的支持,具体的过程不做阐述。总之,多介质过滤器是其中心,通过这一元件与其他设备的配合来实现杂质和有机物的去除,使原水能够达到使用需求。通过该装置能够将进入超滤装置的水浊度控制在2mg/L以下。

3.2锅炉补给水中的全膜技术

现阶段,全膜技术是最先进的一种污水处理技术。核电厂发电设备复杂,过程中需要大量的用水，并且用水多为自然水,这部分水的硬度较大,水中杂质较多,实现全面分离,降低污染并实现其循环利用是电厂的主要任务。在核电厂发电过程中采用全膜技术一定要注意电导率的控制,电导率过大容易使水中钠离子含量增多,有机质或离子过多不符合发电用水需求。全膜技术依然要通过一级渗透和二级渗透过程,最终保证水质的稳定,电化学除盐法是核电厂的主要盐水处理办法,结合膜处理技术,可以满足电厂锅炉补给水的应用需求。全膜技术中在预处理系统上使用的是多介质过滤器和活性炭过滤器,通过这2个设备,可以将原水中的悬浮物、固体杂质等分离出去,将胶体和盐分截留在滤层中,降低污水的水浊度。

3.3循环冷却排污水中的纳滤膜技术

笔者所在厂将污水处理工作的重点放在循环水的冷却与回收上,以反渗透技术为主,原水的脱盐是其主要问题。纳滤膜技术主要应用于小型电厂的污水处理中,通过滤水池、清水池和反渗透装置来完成整个循环水冷却和回收功能,达到节约资源的目的。

4结语

随着水处理在我国核电厂的作用越来越大,水处理技术的更新就成为一种必然。在我国核电厂中,主要采用超滤、微滤和反渗透等污水处理方式。不同的技术在成本上、技术可行性上和处理效果上均有不同,目前普遍认为全膜技术虽然增加了一部分成本,但在污水处理效果上较好,通过渗透膜实现用水与杂质、有机质的分离。总之,污水处理中膜处理技术的运用十分重要,能够改善水质,实现核电厂的持续发展。

参考文献

[1]杨少博.化工污水处理中膜技术的应用探讨[J].化工管理,2014(8):271.[2]赵珠.基于化工污水处理中膜技术的应用[J].化工管理,2015(11):229.[3]张海林,任红.浅谈电厂化学水处理中膜技术的应用[J].科技创新与应用,2014(11):81.