鐵路新型節(jié)水應(yīng)用技術(shù)研究—污水處理技術(shù)集成體系研究

1、合同編號(hào)鐵路新型節(jié)水應(yīng)用技術(shù)研究污水處理技術(shù)集成體系研究研究大綱主持單位：鐵道第三勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司參加單位：北京交通大學(xué)中鐵 X 局集團(tuán)有限公司1目錄一、項(xiàng)目立項(xiàng)背景及必要性1二、主要研究?jī)?nèi)容42.1 污水收集體系研究42.2 污水處理的技術(shù)集成42.3 污水處理的技術(shù)集成化管理體系研究5三、關(guān)鍵技術(shù)5四、研究思路與技術(shù)路線64.1 研究思路64.2 技術(shù)路線7五、研究目標(biāo)、成果的形式（如專利、版權(quán)等）145.1 研究目標(biāo)145.2 成果的形式14六、進(jìn)度安排14七、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)效益和推廣應(yīng)用前景16八、項(xiàng)目組織和實(shí)施措施16九、項(xiàng)目總經(jīng)費(fèi)預(yù)算18十、分年度部撥款計(jì)劃19十一、各承擔(dān)單位經(jīng)

2、費(fèi)預(yù)算( 鐵道第三勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司) . 19十二、合同簽訂各方意見22十三、共同條款232100m3/d；一、項(xiàng)目立項(xiàng)背景及必要性由于鐵路分布形式的特殊性， 結(jié)合我國(guó)市政污水管網(wǎng)建設(shè)滯后的現(xiàn)狀，鐵路污水尤其是中小站的生活污水很難并入當(dāng)?shù)厥姓鬯幚硐到y(tǒng)，絕大多數(shù)情況下只有采用自行處理的方式。因此，貫徹國(guó)家、鐵道部“節(jié)能減排、減員增效”的政策方針，開發(fā)高效節(jié)能、適合鐵路站區(qū)特點(diǎn)的污水處理技術(shù)是鐵路給排水工作者的首要任務(wù)。鐵路污水水質(zhì)及排放規(guī)律具有以下特點(diǎn)：(1)、污水進(jìn)水量很不均衡、點(diǎn)多線長(zhǎng)、污染源分散；(2)、污水量小，如秦沈線沿線小站污水水量一般都低于(3)、生活污水水質(zhì)優(yōu)于一般市政

3、污水，一般為： COD 150320 mg/L ，氨氮 1050 mg/L， SS 50200mg/L，石油類 520 mg/L，動(dòng)植物油類 530 mg/L ，pH 值呈中性。一般需采用生物處理才可實(shí)現(xiàn)污水達(dá)標(biāo)排放；(4)、1d 之內(nèi)污水水量水質(zhì)出現(xiàn)了2 個(gè)高峰期， 11: 0014: 00 和17: 00 左右，其余各時(shí)段變化不是很大。這2 個(gè)時(shí)間段一般 COD 在200420mg/L，氨氮在 3050mg/L，SS在 90 200mg/L；(5)、其水量大小主要受站區(qū)工作人員數(shù)量和車站規(guī)模的影響，工作人員數(shù)量和車站規(guī)模相對(duì)較大的站段水量較大。國(guó)內(nèi)對(duì)于鐵路污水處理研究以生產(chǎn)污水專項(xiàng)處理為主

4、， 也產(chǎn)生了一些較為成熟的工藝， 如機(jī)務(wù)段、車輛段的含油污水處理采用氣浮處理；酸堿廢水采用中和處理；糞便污水就地設(shè)化糞池處理等。混合污水處理一般采用地埋式污水處理設(shè)備、 強(qiáng)化一級(jí)處理設(shè)備， 但出水水質(zhì)一般僅能達(dá)到污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn) (GB89781996)的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。在要求達(dá)到一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)的地區(qū)， 一般采用 SBR、生物接觸氧化、 氧化溝等工藝，在要求出水回用的站段，一般采用 MBR 技術(shù)。 SBR、生物接觸氧化、氧化溝等工藝基建投資高， 施工周期長(zhǎng)，處理設(shè)備多，控制復(fù)雜，不易于管理，而且投產(chǎn)后運(yùn)營(yíng)費(fèi)用高，污水處理系統(tǒng)出現(xiàn)3故障 (主要是污泥膨脹 )后調(diào)試恢復(fù)周期長(zhǎng)，影響出水水質(zhì)。此外，對(duì)利用活

5、性污泥法工藝產(chǎn)生的剩余污泥的處理也是一大難題。總之，鐵路行業(yè)污水分散， 污水處理規(guī)模一般較小， 處理不穩(wěn)定，且自動(dòng)化程度低， 給污水綜合利用帶來(lái)了困難。 為此開發(fā)鐵路污水集成化處理技術(shù)將污水在同一個(gè)反應(yīng)器里利用多項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行同步處理，實(shí)現(xiàn)污水高效、低耗、資源化的處理，將對(duì)鐵路中小站污水綜合利用將具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。二、主要研究?jī)?nèi)容基于鐵路沿線中小站區(qū)， 特別是針對(duì)日排放污水量在 1050m3/d的車站較多的現(xiàn)狀， 相應(yīng)鐵路行業(yè)污染物零排放的要求， 從可技術(shù)實(shí)現(xiàn)、可工程實(shí)施的角度出發(fā)，引用新的水處理理念，利用先進(jìn)的技術(shù)手段和管理手段，以創(chuàng)新、 通用、實(shí)用的技術(shù)集成體系來(lái)構(gòu)建鐵路沿線中小站區(qū)污水處理

6、的新篇章。2.1 污水收集體系研究研究調(diào)查各站區(qū)車站生活、 生產(chǎn)用水變化特征及生活污水變化規(guī)律，分析各污水處理站存在的問(wèn)題，為集成化技術(shù)的研發(fā)提供依據(jù)。2.2 污水處理的技術(shù)集成、研究分析不同污水中各類污染物的特征和降解轉(zhuǎn)化規(guī)律， 為技術(shù)集成提供理論依據(jù)；、通過(guò)實(shí)驗(yàn)室研究，確定在一個(gè)反應(yīng)器中通過(guò)污水混合、實(shí)現(xiàn)微生物好氧、缺氧、厭氧全過(guò)程的低動(dòng)力運(yùn)行的集成化技術(shù)工藝體系。將各種生物降解的機(jī)理進(jìn)行合成，克服各種工藝單獨(dú)運(yùn)行的不協(xié)調(diào)，使污染物質(zhì)、微生物自身調(diào)節(jié)，達(dá)到最佳處理狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)多功能高效運(yùn)轉(zhuǎn)；、在一個(gè)反應(yīng)器中，研究脫氮除磷機(jī)理，首先確定氨化、硝化反應(yīng)的好氧區(qū)空間體積和結(jié)構(gòu)形狀，確定最佳混合區(qū)、

7、反應(yīng)區(qū)、生物接觸區(qū)的停留時(shí)間； 然后確定短程硝化亞硝酸鹽積累區(qū)的過(guò)渡過(guò)程及4停留時(shí)間；最后確定反硝化脫氮除磷泥水分離區(qū)的體積大小、 污泥停留時(shí)間、污泥回流方式和回流量；、研究提出污水處理技術(shù)集成的理論體系， 設(shè)計(jì)確定集成化技術(shù)的結(jié)構(gòu)形式。2.3 污水處理的技術(shù)集成化管理體系研究根據(jù)各站區(qū)污水的特點(diǎn)， 建立技術(shù)集成化管理體系， 并與其他處理工藝比較，進(jìn)行效益分析，擬定評(píng)價(jià)指標(biāo)，提出推廣應(yīng)用的技術(shù)方案。三、關(guān)鍵技術(shù)針對(duì)鐵路沿線中小站區(qū)污水中有機(jī)物含量的特點(diǎn)， 生物處理仍是最經(jīng)濟(jì)的可選方法。 基于項(xiàng)目的研究?jī)?nèi)容， 鐵路新型節(jié)水應(yīng)用技術(shù)研究污水處理技術(shù)集成體系研究需解決以下關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題：(1)、微生物

8、好氧、缺氧、厭氧全過(guò)程的集成化技術(shù)工藝體系的建立：污水生物脫氮除磷是一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程，微生物的好氧、缺氧、厭氧各工藝單獨(dú)運(yùn)行存在著不協(xié)調(diào)，周期長(zhǎng)，需要投加營(yíng)養(yǎng)物，調(diào)節(jié) pH 值等問(wèn)題。將好氧、缺氧、厭氧三個(gè)技術(shù)進(jìn)行集成，使微生物和污染物自身調(diào)節(jié)，達(dá)到最佳處理狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)多功能高效運(yùn)轉(zhuǎn)，是評(píng)判技術(shù)集成裝置處理效率高低的重要理論依據(jù)；(2)、污水處理技術(shù)集成的污染物降解機(jī)理：在污水生物處理厭氧、缺氧、好氧脫氮除磷工藝方面雖有深入的研究，但針對(duì)三個(gè)工藝技術(shù)集成于一體， 并能高效運(yùn)轉(zhuǎn)的污染物降解機(jī)理還處于空白。通過(guò)微生物的變化、 污染物的降解、 污水流動(dòng)狀態(tài)和反應(yīng)裝置的結(jié)構(gòu)特性等因素的分析， 揭示技術(shù)

9、集成化的反應(yīng)機(jī)理， 是研究開發(fā)技術(shù)集成裝置的重要理論基礎(chǔ)；(3)、污水處理技術(shù)集成化裝置的設(shè)計(jì)：實(shí)現(xiàn)污水處理在好氧、缺氧、厭氧集成化狀態(tài)下高效運(yùn)轉(zhuǎn)， 反應(yīng)裝置的構(gòu)造設(shè)計(jì)是該技術(shù)推廣應(yīng)用的重要依據(jù)。通過(guò)各狀態(tài)的停留時(shí)間、體積大小、混合狀態(tài)的5計(jì)算，實(shí)現(xiàn)各工藝狀態(tài)的動(dòng)態(tài)循環(huán)和平衡， 設(shè)計(jì)出合理的高效反應(yīng)器；(4)、技術(shù)集成化管理體系的建立：集成化反應(yīng)裝置能否高效運(yùn)轉(zhuǎn)，管理體系的建立也是重要的關(guān)鍵技術(shù)之一。根據(jù)污水水質(zhì)的變化，合理調(diào)整反應(yīng)裝置的內(nèi)部形式和設(shè)計(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)，是集成化反應(yīng)裝置能否高效運(yùn)行的重要保障。四、研究思路與技術(shù)路線4.1 研究思路研究工作將分為五個(gè)階段進(jìn)行：（ 1）、調(diào)查研究主要工作是

10、摸清各站區(qū)車站生活、 生產(chǎn)用水變化特征及生活污水變化規(guī)律，分析各污水處理站存在的問(wèn)題， 為集成化技術(shù)的研發(fā)提供依據(jù)。（ 2）、機(jī)理研究主要工作是建立微生物好氧、 缺氧、厭氧全過(guò)程的集成化技術(shù)工藝體系，研究污水處理技術(shù)集成的污染物降解機(jī)理。 通過(guò)對(duì)技術(shù)集成裝置中微生物的變化、 污染物的降解、 污水流動(dòng)狀態(tài)和反應(yīng)裝置的結(jié)構(gòu)特性等因素進(jìn)行分析，揭示污染物的轉(zhuǎn)化機(jī)理。（ 3）、技術(shù)開發(fā)在技術(shù)集成化理論體系的指導(dǎo)下， 合理設(shè)計(jì)反應(yīng)裝置， 通過(guò)各狀態(tài)的停留時(shí)間、體積大小、 混合狀態(tài)的計(jì)算，實(shí)現(xiàn)各工藝狀態(tài)的動(dòng)態(tài)循環(huán)和平衡，設(shè)計(jì)出不同形式、 不同規(guī)格的反應(yīng)器為技術(shù)推廣和應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。（ 4）、試驗(yàn)總結(jié)根據(jù)實(shí)驗(yàn)

11、室確定的設(shè)備技術(shù)參數(shù)， 擴(kuò)大設(shè)施處理規(guī)模， 進(jìn)一步檢驗(yàn)經(jīng)濟(jì)、技術(shù)指標(biāo)，以及運(yùn)行中可能出現(xiàn)的其他問(wèn)題。（ 5）、管理體系研究根據(jù)各站區(qū)污水的特點(diǎn)， 建立技術(shù)集成化管理體系， 并與其他處6理工藝比較，進(jìn)行效益分析，擬定評(píng)價(jià)指標(biāo)，提出推廣應(yīng)用技術(shù)方案。建立建全各項(xiàng)指標(biāo)的管理， 根據(jù)污水水質(zhì)的變化， 合理調(diào)整反應(yīng)裝置的內(nèi)部形式和設(shè)計(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)，為集成化反應(yīng)裝置的高效運(yùn)行提供保障。4.2 技術(shù)路線污水水質(zhì)特點(diǎn)分析由于鐵路線長(zhǎng)， 車站分布地域不同， 各地對(duì)于污水處理及就地直接排放標(biāo)準(zhǔn)要求也不同。 選擇有代表性的車站 （南、北方地區(qū)，干旱、濕潤(rùn)地區(qū)，靠近發(fā)達(dá)地區(qū)與遠(yuǎn)離城鎮(zhèn)的不發(fā)達(dá)地區(qū)的大、中、小型車站等）進(jìn)行

12、調(diào)研，檢測(cè)分析污水處理的技術(shù)工藝。根據(jù)鐵路典型站段排污量類比分析調(diào)查報(bào)告 （鐵三院勞衛(wèi)所2000.6）的相關(guān)資料，對(duì)于生活污水為主的車站污水水質(zhì)指標(biāo)：CODcr=120250mg/l，平均 200mg/l；SS=50100mg/l，平均 80mg/l； BOD 5=50150mg/l，平均 80mg/l；結(jié)合其他生活的經(jīng)驗(yàn)值，氨氮取30mg/l；TP 取 2.0mg/l。綜合以上水質(zhì)情況，鐵路污水的典型污水進(jìn)水水質(zhì)為：CODcr=200mg/l ； SS=100mg/l ； BOD5=80mg/l ； 氨 氮 =30mg/l ；TP=2.0mg/l。原污水是否能夠采用生化處理，特別是能否適用于

13、生物脫氮、除磷工藝，取決于原污水中各種營(yíng)養(yǎng)成分的含量和比例能否滿足生物增長(zhǎng)的需要，因此首先應(yīng)判斷相關(guān)的指標(biāo)能否滿足要求。根據(jù)以上的污水進(jìn)水水質(zhì)的假定，各營(yíng)養(yǎng)物比值見下表：進(jìn)水營(yíng)養(yǎng)物比值項(xiàng)目比值BOD 5/ COD CR0.40BOD 5/ TN2.707BOD 5/ TP40（ 1）、BOD5/COD：成分較穩(wěn)定的污水， BOD5 值與 COD 值之間保持著一定的相關(guān)關(guān)系。 BOD5/COD 可作為污水是否適宜于采用生物化學(xué)處理法的一個(gè)衡量指標(biāo)，所以把 BOD5/COD 的比值叫可生化性指標(biāo)。比值越大，越容易被生化處理。一般認(rèn)為BOD5/COD 大于 0.3 的污水才適合采用生化處理，小于 0

14、.25 不宜生化，大于 0.4 可生化性較好。（ 2）、COD /TkN ：要達(dá)到脫氮的目的，污水中的可降解有機(jī)物濃度越高，反硝化速率越大。通常只要污水中的C/N8，氮的去除率可達(dá) 80%。一般認(rèn)為 BOD5/ TkN 值 35 時(shí)，即可認(rèn)為碳源充足。（ 3）、BOD5/ TP：該指標(biāo)是鑒別能否生物除磷的主要指標(biāo)。因?yàn)槲鬯锌缮锝到庥袡C(jī)物對(duì)聚磷菌厭氧釋磷起著關(guān)鍵性的作用， 所以，進(jìn)水中溶解性磷與溶解性有機(jī)物的比值應(yīng)大于 20，比值越大，生物除磷效果越明顯。鐵路典型污水進(jìn)水水質(zhì)的 B/C 值為 0.40；BOD5/ TkN 值為 2.70；BOD5/ TP 值為 40。基本可以滿足生物處理有機(jī)

15、物及生物脫氮除磷的水質(zhì)要求，為提高系統(tǒng)的脫氮效率應(yīng)考慮采取多點(diǎn)進(jìn)水， 合理分配碳源的技術(shù)措施。綜上所述 , 鐵路污水處理進(jìn)水水質(zhì)不僅適宜于采用二級(jí)生化處理工藝，而且可以采用生物脫氮除磷工藝（缺氧、厭氧、好氧工藝）。研究開發(fā)技術(shù)路線的選定為了選擇處理中小水量生活污水的最佳方案，課題組對(duì)多種試驗(yàn)方案進(jìn)行了研究分析：（ 1）、活性污泥法主要包括氧化溝系列、 SBR 系列、A2O 及其改進(jìn)系列等。 以上工藝都具有同步脫氮除磷功能，可以在不同的時(shí)間和空間上形成厭氧、缺氧和好氧功能區(qū)。 厭氧段原廢水進(jìn)入， 同步進(jìn)入的還有從沉淀池排8出的含磷回流污泥，主要功能是釋放磷；缺氧段的首要功能是脫氮，硝態(tài)氮是通過(guò)內(nèi)

16、循環(huán)由好氧段送來(lái)的，循環(huán)的混合液流量較大， 一般為廢水流量的 2 倍；好氧段（曝氣池）單元是多功能的，去除BOD，硝化和吸收磷等項(xiàng)反應(yīng)均在本反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行，混合液中含有NO3-N，污泥中含有過(guò)剩的磷，而廢水中的BOD 或 COD 則得到去除，流量為 2Q 的混合液從這里回流到缺氧段。（ 2）、生物膜法生物膜法是與活性污泥法平行發(fā)展起來(lái)的生物處理工藝， 微生物附著在載體表面生長(zhǎng)而形成膜狀， 污水流經(jīng)載體表面和生物膜接觸過(guò)程中，污水中的有機(jī)污染物被微生物吸附、穩(wěn)定和氧化，最終轉(zhuǎn)化為H2O、CO2、NH 3 和微生物細(xì)胞物質(zhì)，污水得到凈化。在許多情況下，生物膜法不僅代替活性污泥法用于污水的二級(jí)生物處理

17、， 而且還具有一些獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：、運(yùn)行穩(wěn)定、抗沖擊負(fù)荷；、經(jīng)濟(jì)節(jié)能；、無(wú)污泥膨脹問(wèn)題；、可實(shí)現(xiàn)封閉運(yùn)轉(zhuǎn)，防止臭味外溢等。、可以維持較高的污泥齡，生物相相對(duì)穩(wěn)定，具有較高微生物量，水力停留時(shí)間大為縮短；生物膜法更適合中小規(guī)模污水量的生物處理。（ 3）、膜生物反應(yīng)器膜生物反應(yīng)器技術(shù)是將過(guò)濾膜與活性污泥組合， 利用活性污泥的生物作用和過(guò)濾膜的過(guò)濾作用處理污水的方法。 該方法對(duì)污水中有機(jī)物和懸浮物處理效率高， 可節(jié)省二沉池，適合于中小水量的污水處理，在鐵路站段污水的一般處理中發(fā)揮著重要作用。以上三種工藝在污水處理領(lǐng)域應(yīng)用較廣， 鐵路行業(yè)也有應(yīng)用， 但運(yùn)行穩(wěn)定性較差，主要原因是構(gòu)筑物較多，系統(tǒng)管理復(fù)雜；運(yùn)

18、行管理水平較低，剩余污泥排放和混合液回流量控制不當(dāng)。（ 4）、自然處理系統(tǒng)主要包括穩(wěn)定塘、 人工濕地、土地滲濾系統(tǒng)等。以上幾種工藝的共同特點(diǎn)是：動(dòng)力消耗低，運(yùn)行管理簡(jiǎn)單，工程簡(jiǎn)單，基建投資省。9當(dāng)然缺點(diǎn)也比較明顯： 由于主要靠水體和土壤的自凈能力來(lái)處理污染物，必須選擇比較長(zhǎng)的停留時(shí)間和較低的負(fù)荷，因此占地面積較大；處理系統(tǒng)受氣候的變化影響較大， 尤其冬季水溫降低出水效果明顯降低，再土壤系統(tǒng)處理不合適容易造成土壤板結(jié)，過(guò)濾性能降低，使整個(gè)系統(tǒng)報(bào)廢。（ 5）、技術(shù)集成化污水處理技術(shù)技術(shù)集成化污水處理技術(shù)是將污水處理的好氧處理、缺氧處理、厭氧處理形成集成化工藝技術(shù)平臺(tái)，使污水中不同性質(zhì)、不同狀態(tài)、不

19、同成份的污染物分別在同一處理設(shè)施內(nèi)、同一過(guò)程中進(jìn)行綜合處理，并一次性同步去除多項(xiàng)污染物的一種高效處理工藝。 在反應(yīng)器的反應(yīng)區(qū)內(nèi)形成了好氧區(qū)、 缺氧區(qū)、厭氧區(qū)，污水在好氧區(qū)內(nèi)經(jīng)過(guò)氨化、硝化、有機(jī)物的降解后，經(jīng)提升混合液通過(guò)缺氧區(qū)、厭氧區(qū)進(jìn)行反硝化，硝化、反硝化后的混合液又回流到好氧區(qū)，從而形成了一個(gè)內(nèi)部循環(huán)系統(tǒng)該工藝技術(shù)的污水處理原理介于活性污泥法和生物膜兩者之間，在內(nèi)部分區(qū)上保證缺氧、 厭氧和好氧部分的合理布局， 盡可能提高缺氧、厭氧處理功效（增大厭氧處理部分停留時(shí)間， 提高厭氧污泥濃度，利用機(jī)械或者水力條件實(shí)現(xiàn)污泥與污水的充分接觸反應(yīng)） ，降低好氧曝氣強(qiáng)度和曝氣時(shí)間，提高氧傳導(dǎo)效率。在反應(yīng)器

20、中，完成了污水處理的進(jìn)水、混合、反應(yīng)、污泥回流、沉淀等過(guò)程。通過(guò)在生物池內(nèi)投加填料，在填料表面形成生物膜，生物膜上的微生物勿需象活性污泥那樣承受強(qiáng)烈的攪拌沖擊， 易于生長(zhǎng)繁殖，其生物固體平均停留時(shí)間（污泥齡）較長(zhǎng)，因此在生物膜上能夠生長(zhǎng)世代時(shí)間較長(zhǎng)，比增殖速度很小的微生物，如硝化菌等。生物膜處理法可以根據(jù)出水水質(zhì)要求多分段運(yùn)行，在正常運(yùn)行的條件下，每段都繁衍與進(jìn)入本段污水水質(zhì)相適應(yīng)的微生物，并形成優(yōu)勢(shì)種屬，這種現(xiàn)象非常有利于微生物新陳代謝功能的充分發(fā)揮和有機(jī)污染物10的降解。對(duì)于小型污水處理設(shè)施，往往生物池內(nèi)水流速度較小，水力停留時(shí)間較長(zhǎng)， 長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行可能會(huì)出現(xiàn)生物膜在填料上大量繁殖， 活性降

21、低。如果生物膜內(nèi)部形成的厭氧層過(guò)厚，在其脫落后，將有大量的非活性細(xì)小懸浮物分散在水中， 使處理水的澄清度降低。 在本次設(shè)備開發(fā)中借鑒活性污泥系統(tǒng)的方法， 實(shí)現(xiàn)污泥回流， 主要功能有一下幾方面： a.通過(guò)環(huán)流水力剪切作用，加快生物膜的新陳代謝速度，提高氧的專移效率； b.通過(guò)污泥的回流實(shí)現(xiàn)磷的釋放和吸附過(guò)程，提高除磷效果； c.提高生化池的污泥濃度，加大污水與污泥的接觸面積，提高系統(tǒng)抗沖擊負(fù)荷能力。該技術(shù)路線簡(jiǎn)圖如下所示：研究開發(fā)技術(shù)方案的制定在選定合適的進(jìn)水水樣后，技術(shù)方案主要包括兩個(gè)階段：11第一階段為實(shí)驗(yàn)室小試， 主要驗(yàn)證設(shè)計(jì)參數(shù)的可靠性、 經(jīng)濟(jì)性和合理性。重點(diǎn)驗(yàn)證的技術(shù)內(nèi)容為： 根據(jù)相關(guān)

22、理論及水處理數(shù)學(xué)模型初步選定試驗(yàn)參數(shù)，研究污水處理效果與其中相關(guān)參數(shù)的關(guān)系， 從而確定最佳運(yùn)行參數(shù)或最佳運(yùn)行參數(shù)范圍， 如：研究污泥齡與污水處理效果的關(guān)系；研究進(jìn)水流量與污水處理效果的關(guān)系； 研究污泥濃度與處理效果的關(guān)系；研究污泥回流比與處理效果的關(guān)系； 研究處理效果與水力停留時(shí)間的關(guān)系等。在確保出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)的前提下， 核算投資估算指標(biāo)、 處理每立方米污水的電耗指標(biāo)、處理每千克 5d 生化需氧量的電耗指標(biāo)和占地面積指標(biāo)。經(jīng)濟(jì)指標(biāo)要在建造成本和運(yùn)營(yíng)成本之間綜合考慮。第二階段為現(xiàn)場(chǎng)中試， 根據(jù)實(shí)驗(yàn)室確定的設(shè)備技術(shù)參數(shù)， 擴(kuò)大設(shè)施處理規(guī)模，進(jìn)一步檢驗(yàn)經(jīng)濟(jì)、技術(shù)指標(biāo)，以及運(yùn)行中可能出現(xiàn)的其他問(wèn)題。關(guān)鍵

23、技術(shù)問(wèn)題的解決途徑污水處理技術(shù)集成化體系研究中可能存在的技術(shù)關(guān)鍵問(wèn)題有：(1)微生物好氧、缺氧、厭氧全過(guò)程的集成化技術(shù)工藝體系的建立； (2) 污水處理技術(shù)集成的污染物降解機(jī)理； (3)污水處理技術(shù)集成化裝置的設(shè)計(jì)； (4)技術(shù)集成化管理體系的建立。(1)、微生物好氧、缺氧、厭氧全過(guò)程集成化技術(shù)工藝體系的建立污水生物脫氮除磷是一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程，微生物的好氧、缺氧、厭氧各工藝單獨(dú)運(yùn)行存在著不協(xié)調(diào)，周期長(zhǎng)，需要投加營(yíng)養(yǎng)物，調(diào)節(jié)pH 值等問(wèn)題。將好氧、缺氧、厭氧三個(gè)技術(shù)進(jìn)行集成，使微生物和污染物自身調(diào)節(jié)，達(dá)到最佳處理狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)多功能高效運(yùn)轉(zhuǎn)。通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)， 在一個(gè)反應(yīng)器中首先將污水與活性污泥混合；

24、然后混合液經(jīng)過(guò)渡區(qū)逐步變?yōu)槿毖鯛顟B(tài)；缺氧狀態(tài)再經(jīng)無(wú)氧化過(guò)程逐步12變?yōu)閰捬鯛顟B(tài)；厭氧狀態(tài)再將污泥與原污水混合進(jìn)行厭氧氨氧化和厭氧反消化和除磷反應(yīng)， 從而形成生物處理的一個(gè)無(wú)限循環(huán)過(guò)程， 污泥齡可以達(dá)到足夠大，有機(jī)物、氨氮、磷在同一反應(yīng)器中自行調(diào)節(jié)、自動(dòng)緩沖，污水中污染物得到充分降解。(2)、污水處理技術(shù)集成的污染物降解機(jī)理在污水生物處理厭氧、 缺氧、好氧脫氮除磷工藝方面雖有深入的研究，但針對(duì)三個(gè)工藝技術(shù)集成于一體， 并能高效運(yùn)轉(zhuǎn)的污染物降解機(jī)理還處于空白。通過(guò)微生物的變化、污染物的降解、污水流動(dòng)狀態(tài)和反應(yīng)裝置的結(jié)構(gòu)特性等因素的分析，揭示技術(shù)集成化的反應(yīng)機(jī)理，是研究開發(fā)技術(shù)集成裝置的重要理論基礎(chǔ)

25、。本研究將通過(guò)對(duì)體系中各反應(yīng)區(qū)取水分析， 研究污染物的轉(zhuǎn)化規(guī)律，建立物質(zhì)平衡關(guān)系，推導(dǎo)機(jī)理模型；通過(guò)對(duì)污泥混合區(qū)的水質(zhì)分析，分析建立厭氧氨氧化、 亞硝酸鹽積累和短程硝化的機(jī)理；通過(guò)對(duì)污泥過(guò)渡區(qū)的水質(zhì)分析， 建立脫氮機(jī)理； 通過(guò)對(duì)無(wú)氧化過(guò)程區(qū)的水質(zhì)分析，建立厭氧反消化和除磷的機(jī)理。(3)、污水處理技術(shù)集成化裝置的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)污水處理在好氧、缺氧、厭氧集成化狀態(tài)下高效運(yùn)轉(zhuǎn)，反應(yīng)裝置的構(gòu)造設(shè)計(jì)是該技術(shù)推廣應(yīng)用的重要依據(jù)。通過(guò)各狀態(tài)的停留時(shí)間、體積大小、混合狀態(tài)的計(jì)算， 實(shí)現(xiàn)各工藝狀態(tài)的動(dòng)態(tài)循環(huán)和平衡，設(shè)計(jì)出合理的高效反應(yīng)器。(4)、技術(shù)集成化管理體系的建立集成化反應(yīng)裝置能否高效運(yùn)轉(zhuǎn)， 管理體系的建立也是

26、重要的關(guān)鍵技術(shù)之一。根據(jù)污水水質(zhì)的變化， 合理調(diào)整反應(yīng)裝置的內(nèi)部形式和設(shè)計(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)，是集成化反應(yīng)裝置能否高效運(yùn)行的重要保障。根據(jù)鐵路站區(qū)污水的特點(diǎn)， 合理選擇集成化反應(yīng)器， 并從污水處理的水量、運(yùn)行時(shí)間、出水水質(zhì)等方面建立評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，形成科學(xué)管理體系。13五、研究目標(biāo)、成果的形式（如專利、版權(quán)等）5.1 研究目標(biāo)(1)、項(xiàng)目總體目標(biāo)：通過(guò)對(duì)鐵路沿線站區(qū)污水處理現(xiàn)狀的調(diào)查研究，提出適合鐵路沿線中小站區(qū)污水處理的集成化處理方案， 改變目前小水量污水處理運(yùn)行不正常的局面， 積極推行污水處理的準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)污水綜合利用節(jié)約用水的目的， 為鐵路的安全運(yùn)營(yíng)提供技術(shù)保障。（ 2）、技術(shù)指標(biāo)：總結(jié)達(dá)到目標(biāo)出

27、水指標(biāo)的污泥產(chǎn)率、耗電量指標(biāo)、占地指標(biāo)、投資指標(biāo)以及運(yùn)行成本等。(3)、經(jīng)濟(jì)效益：由于污水處理行業(yè)屬于公益事業(yè)，經(jīng)濟(jì)效益的產(chǎn)生主要體現(xiàn)在較低運(yùn)行成本和中水回用兩方面。整個(gè)運(yùn)行費(fèi)用中電費(fèi)所占份額較大， 降低動(dòng)力能耗的思路為： 減少污水、污泥提升次數(shù)；選擇節(jié)能高效的機(jī)械設(shè)備， 提高溶解氧轉(zhuǎn)移效率； 合理進(jìn)行碳源分配提高氮磷去除效率，降低厭氧、缺氧區(qū)容積。5.2 成果的形式（ 1）、完成鐵路站區(qū)污水處理的技術(shù)集成化體系的調(diào)查分析、 機(jī)理研究、反應(yīng)裝置設(shè)計(jì)和應(yīng)用方案設(shè)計(jì)等；（ 2）、在機(jī)理研究、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面產(chǎn)生相關(guān)科技學(xué)術(shù)論文 2-4 篇，專利 1-2 個(gè)等。（ 3）、提交課題技術(shù)研究報(bào)告；（ 4）

28、、完成技術(shù)的優(yōu)化完善，通過(guò)專家鑒定后，在鐵路沿線站區(qū)試點(diǎn)和推廣應(yīng)用。六、進(jìn)度安排14序內(nèi)容號(hào)1 方案調(diào)研、論證2 站區(qū)污水調(diào)研與水質(zhì)分析3 集成化技術(shù)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及加工實(shí)驗(yàn)室研究，將各種生物4降解的機(jī)理進(jìn)行合成5 集成化的脫氮除磷機(jī)理研究6 集成化技術(shù)評(píng)判7 研究提出運(yùn)行方案8 一體化反應(yīng)器中試分析9 完成技術(shù)研究報(bào)告結(jié)合實(shí)際污水，優(yōu)化運(yùn)行10方案，進(jìn)行技術(shù)推廣進(jìn)度安排表201020118910111212345678910111215七、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)效益和推廣應(yīng)用前景國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)越來(lái)越重視，一些地方污水排放標(biāo)準(zhǔn)也更加嚴(yán)格，尤其是氮、 磷的處理一直是個(gè)難題，以前的處理工藝有的已不能適應(yīng)現(xiàn)在的排放

29、水質(zhì)要求，通過(guò)生物處理方法，經(jīng)過(guò)缺氧、厭氧、好氧處理可以解決這一難題， 因此適用與車站污水水質(zhì)情況、 小水量特點(diǎn)的污水處理反應(yīng)器會(huì)得到各方的重視。課題研究成果將通過(guò)試點(diǎn)對(duì)系統(tǒng)的功能和性能指標(biāo)進(jìn)行檢驗(yàn)和進(jìn)一步完善，基于鐵路沿線中小站區(qū)污水處理存在的問(wèn)題， 引入鐵路污水集成化處理技術(shù)將污水在同一個(gè)反應(yīng)器里利用多項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行同步處理，實(shí)現(xiàn)污水高效、低耗、資源化的處理，將對(duì)鐵路中小站污水綜合利用將具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。為鐵路提供高效、 穩(wěn)定的污水處理技術(shù)和設(shè)備，具有良好的環(huán)境效益、社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。八、項(xiàng)目組織和實(shí)施措施本課題由鐵道第三勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司總體負(fù)責(zé)， 北京交通大學(xué)、中鐵 X 局集團(tuán)有限

30、公司參與研究。本課題將成立專門的課題小組負(fù)責(zé)實(shí)施， 保證設(shè)計(jì)、施工運(yùn)行與研究單位的協(xié)調(diào)并召開階段會(huì)議進(jìn)行研究工作討論和成果交流， 為技術(shù)推廣及工程化應(yīng)用設(shè)計(jì)提供技術(shù)支持。 參與試驗(yàn)研究的主要人員及分工見下表：16參加單位名研究任務(wù)及分工部撥稱經(jīng)費(fèi)分配負(fù)責(zé)課題總體性工作，確定調(diào)查研究范圍，鐵三院研究工藝方案，組織試驗(yàn)、測(cè)試，編寫科研報(bào)告，15.00萬(wàn)元申報(bào)專利北京交通大學(xué)各站區(qū)調(diào)查、水質(zhì)化驗(yàn)分析，制定工藝方案、實(shí)驗(yàn)10.00萬(wàn)元室小試、參與報(bào)告編寫中鐵 X 局集團(tuán)有中試，進(jìn)行試驗(yàn)、檢測(cè)及技術(shù)鑒定。結(jié)合鐵5.00萬(wàn)元限公司路建設(shè)工程，進(jìn)行示范工程建設(shè)，參與報(bào)告編寫課 題性年全 時(shí)職務(wù)職稱研究任務(wù)及

31、分工率所在單位負(fù)責(zé)人別齡（ %）制定與編寫項(xiàng)目研究原則，主處 長(zhǎng) /教持研究工藝方案， 制定項(xiàng)目研鐵道部鑒定中張松巖男47究計(jì)劃， 組織項(xiàng)目組成員按計(jì)80高心劃工作， 定期組織并主持課題組會(huì)議鄭宏波男38總經(jīng)理助參與制定項(xiàng)目研究原則，參與50鐵三院理/高工總體方案策劃， 審核科研報(bào)告主要研究人員參與制定與編寫項(xiàng)目研究原翟計(jì)紅男39高工則，制定具體科研實(shí)施細(xì)則，100鐵三院總體方案策劃、組織調(diào)研、技術(shù)協(xié)調(diào)、編制科研報(bào)告薛林海男47副處長(zhǎng) /參與制定項(xiàng)目研究原則，參與50鐵三院教高總體方案策劃， 審核科研報(bào)告馬敏杰男47處副總 /總體方案策劃、組織調(diào)研、技80鐵三院高工術(shù)協(xié)調(diào)、審查科研報(bào)告所總 /

32、高參與總體方案策劃、實(shí)施細(xì)楊丙峰男38則，組織調(diào)研、技術(shù)協(xié)調(diào)，負(fù)60鐵三院工責(zé)對(duì)外聯(lián)系工作石玉川男44所長(zhǎng) /工負(fù)責(zé)人員安排、工作進(jìn)度，組60鐵三院程師織、安排調(diào)研及資料收集工作王衛(wèi)男41副所長(zhǎng) /負(fù)責(zé)人員安排、工作進(jìn)度，組50鐵三院高工織、安排調(diào)研及資料收集工作賀占民男56高工負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)分析整理、編寫60鐵三院以及成果輸出陳為民男39高工負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)分析整理、編寫80鐵三院以及成果輸出李德生男45教授試驗(yàn)設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)研究， 參與報(bào)80北京交通大學(xué)告編寫雷海東男25研究生各站區(qū)調(diào)查、水質(zhì)化驗(yàn)分析100北京交通大學(xué)17朱善斌男23研究生水質(zhì)監(jiān)測(cè) , 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)100北京交通大學(xué)主持中試，進(jìn)行試驗(yàn)、

33、檢測(cè)及董燕囡女40教高技術(shù)鑒定。結(jié)合鐵路建設(shè)工60中鐵X局程，進(jìn)行示范工程建設(shè)，參與報(bào)告編寫劉雪平男42高工資料收集，參與中試，進(jìn)行試100中鐵X局驗(yàn)、檢測(cè)焦寧艷男40高工資料收集，參與中試，進(jìn)行試100中鐵X局驗(yàn)、檢測(cè)許建新男45高工資料收集，參與中試，進(jìn)行試100中鐵X局驗(yàn)、檢測(cè)九、項(xiàng)目總經(jīng)費(fèi)預(yù)算單位：萬(wàn)元經(jīng)費(fèi)來(lái)源預(yù)算科目預(yù)算數(shù)科目來(lái)源預(yù)算合計(jì)85.00支出預(yù)算合計(jì)一、部科研計(jì)劃撥款30.00一、人員費(fèi)二、國(guó)家其他撥款二、設(shè)備費(fèi)三、地方政府撥款三、材料費(fèi)四、上級(jí)單位撥款四、測(cè)試化驗(yàn)加工費(fèi)五、單位自籌款55.00五、燃料動(dòng)力費(fèi)六、銀行貸款六、差旅費(fèi)七、其它來(lái)源七、會(huì)議費(fèi)八、國(guó)際合作與交流費(fèi)九

34、、出版 / 文獻(xiàn) /信息傳播 / 知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)費(fèi)十、專家咨詢費(fèi)十一、管理費(fèi)經(jīng)費(fèi)支出預(yù)算預(yù) 算 數(shù)部 撥 款其他撥款合計(jì)30.0055.0085.003.457.0010.451.505.006.504.122.506.623.002.505.500.302.002.309.0017.5026.502.006.008.000.000.000.002.153.805.952.605.007.601.883.705.5818十、分年度部撥款計(jì)劃單位：萬(wàn)元部撥款總額2010 年2011 年年年30.0025.005.00十一、各承擔(dān)單位經(jīng)費(fèi)預(yù)算( 鐵道第三勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司)經(jīng)費(fèi)來(lái)源預(yù)算科目預(yù)算數(shù)

35、科目來(lái)源預(yù)算合計(jì)55.00支出預(yù)算合計(jì)一、部科研計(jì)劃撥款15.00一、人員費(fèi)二、國(guó)家其他撥款二、設(shè)備費(fèi)三、地方政府撥款三、材料費(fèi)四、上級(jí)單位撥款四、測(cè)試化驗(yàn)加工費(fèi)五、單位自籌款40.00五、燃料動(dòng)力費(fèi)六、銀行貸款六、差旅費(fèi)七、其它來(lái)源七、會(huì)議費(fèi)八、國(guó)際合作與交流費(fèi)九、出版 / 文獻(xiàn) /信息傳播 / 知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)費(fèi)十、專家咨詢費(fèi)十一、管理費(fèi)承擔(dān)單位財(cái)務(wù)部門審核意見單位：萬(wàn)元經(jīng)費(fèi)支出預(yù)算預(yù)算 數(shù)部 撥 款其他撥款合計(jì)15.0040.0055.002.256.008.250.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.006.0016.0022.002.006.008.000.000.000.001.553.805.352.005.007.001.203.204.40承擔(dān)單位審核意見財(cái)務(wù)專用章年月日單位公章年月日19各承擔(dān)單位經(jīng)費(fèi)預(yù)算 (北京交通大學(xué) )單位：萬(wàn)元經(jīng)費(fèi)來(lái)源預(yù)算科目預(yù)算數(shù)科目來(lái)源預(yù)算合計(jì)10.00支出預(yù)算合計(jì)一、部科研計(jì)劃撥款10.00一、人員費(fèi)二