基于托管运营模式下的污水处理厂运营技术和工艺优化研究

【摘要】：托管运营污水处理厂被认为是一条可行的技术路线，但仍需要从管理、技术层面进行改进。本文以江南污水处理厂托管运营为例，通过生产模型和实际调试、技术参数拟合以及工艺优化，研究了各种措施的效果。 论文针对国内外污水处理现状，查阅了大量文献资料，综述了污水处理的相关工艺和技术，讨论了污水处理厂托管运营的现状和未来发展趋势。 对江南污水处理厂一期、二期工程，分别从设计技术参数、设备技术参数、A2/O工艺流程、水量水质、运行技术、维修技术等方面进行分析，发现运营和技术上存在的问题。江南市政府基于政企分开、转变角色、提高管理水平、加强监管的理念，寻求专业公司托管运营江南污水处理厂。针对江南市政府的托管运营需求，本文研究设计了法律方案和人力资源方案。 结合受托方的技术与管理能力，针对江南污水处理厂，本文研究分析了存在问题，提出了技术改进措施，建立了生产模型，包括划分板块试验模型、节能控制试验模型、BioWin工艺模拟与控制参数优化（DO浓度可控制在0.6mg/L，内回流比可控制在0.85左右，污泥排放量可降至1859m3/d，以节约能耗和运行费用）。通过生产性试验，调整污水处理的运行参数，优化运营工艺，加强设备维修技术，提高了系统运营效率和管理技术水平。 为解决江南污水处理厂部分污泥出路问题，研究了污泥生物干化利用技术，采用好氧堆肥方式，分析了污泥生物干化工艺的控制模型与初步应用，包括污泥生物干化过程的物质平衡计算、能量平衡计算、污泥生物干化过程的工艺模拟和控制模型的初步应用。 托管运营后，通过经济、技术分析，江南污水处理厂的经济效益和社会效益显著提高。江南市政府组织专家对该项目实施情况进行了初步评估，托管运营前1年、后1年和后2年处理成本分别为0.39元/吨、0.35元/吨和0.29元/吨，效果良好。 【关键词】：污水处理厂 托管运营项目 污水处理 污泥处置 生产性研究模型
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：X703
【目录】：

• 中文摘要3-4
• Abstract4-10
• 第一章 绪论10-26
• 1.1 引言10-14
• 1.1.1 污水性质11-12
• 1.1.2 污水分类和组成12-13
• 1.1.3 污水中的污泥13-14
• 1.2 污水处理14-16
• 1.2.1 污水收集14
• 1.2.2 污水混凝沉淀过滤14-15
• 1.2.3 污水活性炭吸附、消毒、膜技术15-16
• 1.3 污泥资源化利用技术16-21
• 1.3.1 污泥堆肥技术17
• 1.3.2 污泥建材技术17-18
• 1.3.3 污泥焚烧技术18-20
• 1.3.4 污泥填埋技术20
• 1.3.5 污泥热解技术20-21
• 1.4 污水处理厂托管运营研究进展21-23
• 1.5 论文研究目标内容及意义23-26
• 1.5.1 研究目标及难点23-24
• 1.5.2 研究内容24-25
• 1.5.3 研究意义25-26
• 第二章 污水处理工艺及托管运营综述26-63
• 2.1 污水处理工艺26-36
• 2.1.1 A~2/O 工艺技术26-28
• 2.1.2 BAF 工艺技术28-29
• 2.1.3 MBR 工艺技术29-30
• 2.1.4 NPR 工艺技术30-33
• 2.1.5 CNR 工艺技术33-35
• 2.1.6 人工湿地技术35-36
• 2.2 中水回用技术36-43
• 2.2.1 中水回用技术概述36-37
• 2.2.2 中水回用技术处理流程37-40
• 2.2.3 中水回用技术标准40-42
• 2.2.4 中水回用投资42
• 2.2.5 中水回用运营技术42-43
• 2.3 污水处理厂托管运营现状趋势及要求43-62
• 2.3.1 污水处理厂节能技术发展趋势45-48
• 2.3.2 污水处理厂减排技术发展趋势48-50
• 2.3.3 污水处理厂工艺设备技术50
• 2.3.4 污水处理厂托管运营目标50-52
• 2.3.5 政府寻求托管运营要求52-53
• 2.3.6 竞争性谈判53-55
• 2.3.7 法律55-57
• 2.3.8 人力资源57-62
• 2.4 本章小结62-63
• 第三章 工艺技术现状及存在问题63-78
• 3.1 江南污水处理厂概况63
• 3.2 一期工程技术63-72
• 3.2.1 设计技术参数63-64
• 3.2.2 工艺流程64
• 3.2.3 主要设备技术参数64-67
• 3.2.4 水量水质67-71
• 3.2.5 运行技术情况71-72
• 3.2.6 维修技术情况72
• 3.3 二期工程技术72-76
• 3.3.1 设计技术参数72-73
• 3.3.2 工艺流程73
• 3.3.3 主要设备技术参数73-76
• 3.4 运营及技术存在问题76-77
• 3.4.1 运营存在问题76
• 3.4.2 技术存在问题76-77
• 3.5 本章小结77-78
• 第四章 污水处理工艺模拟与优化运营技术78-121
• 4.1 运营技术体系构建78-89
• 4.1.1 运营技术体系78
• 4.1.2 运营技术研究手段78-89
• 4.2 划分板块试验模型89-91
• 4.3 节能控制试验模型91-92
• 4.4 BioWin 工艺模拟与控制参数优化92-109
• 4.4.1 活性污泥系统模拟程序的编制及校核92-93
• 4.4.2 活性污泥系统内的物料衡算方程93-95
• 4.4.3 商业化的污水处理工艺数学模拟软件 BioWin95-96
• 4.4.4 BioWin 系统的应用研究—一期工艺96
• 4.4.5 数据调研处理96-98
• 4.4.6 进水水质组分分析与模型校准98-99
• 4.4.7 模型验证99-103
• 4.4.8 工艺优化103-109
• 4.5 技术指标及运行研究109-112
• 4.5.1 生物脱氮除磷技术指标109-110
• 4.5.2 设计参数校核和运行调整110-112
• 4.6 维护技术研究112-120
• 4.6.1 检修和维护112-119
• 4.6.2 大修和重置方案119-120
• 4.7 本章小结120-121
• 第五章 污水处理厂污泥资源化运行技术121-166
• 5.1 污泥处理项目概况121
• 5.2 堆肥技术的可行性分析121-122
• 5.3 好氧堆肥技术122-125
• 5.4 污泥生物干化工艺的控制模型与初步应用125-162
• 5.4.1 污泥生物干化过程中的物质平衡计算126-140
• 5.4.2 污泥生物干化过程中的能量平衡计算140-145
• 5.4.3 污泥生物干化物质和能量平衡模型的工艺模拟145-160
• 5.4.4 控制模型的初步应用160-162
• 5.4.5 后续研究建议162
• 5.5 问题讨论162-165
• 5.6 投资估算及成本比较165
• 5.7 本章小结165-166
• 第六章 托管运营技术实施效果评估166-174
• 6.1 维修技术改进166-168
• 6.1.1 维修问题166
• 6.1.2 实际维护维修技术166-167
• 6.1.3 维护维修效果评价167-168
• 6.2 节能降耗技术研究168-169
• 6.3 满意度调查169-170
• 6.4 成本比较研究170-172
• 6.4.1 指标对比170
• 6.4.2 敏感性分析170-172
• 6.5 托管运营后的初步技术评估172-173
• 6.6 本章小结173-174
• 第七章 结论与展望174-178
• 7.1 全文总结174-176
• 7.2 创新点176
• 7.3 本文不足及展望176-178
• 参考文献178-188
• 发表论文和科研项目情况188-189
• 致谢189

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