污水紫外消毒装置设计及工艺参数优化研究.pdf

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1、分类号：X 7 0 33密级；吨敬蓬尊岩硕士学位论文凄单侍代码：1 0 1 9 3学号：2 0 1 1 0污水紫外消毒装置设计及工艺参数优化研究R e s e a r c ho nt h ed e s i g no fs e w a g eu l t r a v i o l e td i s i n f e c t i o ne q u i p m e n ta n do p t i m i z a t i o no f t h ec r a f tp a r a m e t e r研究指导教专业名研究方所在学生；壁送师：赵瞳丝麴攫称；班撞工程向：盔盈塞撞剑院：资滥皇坯蓝堂喧2 0 0 6 年

2、5，j _；j独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得吉林农业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我-同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：彳第焉签字日期：y，1 年月纾订关于论文使用授权的说明本人完全了解吉林农业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同意吉林农业大学可以用

3、不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。导师鹤：电蚴签字日期：p 口年厂月1 1 签字目期：2 多年多月罗F 1吉林农业大学硕士学位论文污水紫外消毒装置设计及X-艺参数优化研究摘要水是与人类关系最为密切的环境要素之。，对人类的生存、发展具有决定性意义。在大部分国家水资源短缺已经成为制约社会经济发展的因素。随着经济的发展和城市化进程的加快，城市污水排放量也显著增长，这将直接威胁到人类健康和生存环境质量。污水处理回用是集开源、节流、治污于一体的解决水资源短缺的有效途径，在解决水污染和水资源短缺问题上都具有十分重要的现实意义。一些缺水国家把城市污水回用作为解决水资源短缺的重要战略之一

4、。城市污水处理后可用于农业灌溉、工业生产、城市景观、市政绿化、生活杂用、地下水回灌等方面，即保护了水环境，又缓解了需水和供水之间的矛盾。目前，美国、以色列、澳大利亚、俄罗斯等国早已开展了污水处理回用的工作，我国也有一大批城市正在实施或计划实旌污水处理回用工程。污水处理回用前要进行消毒，消毒方法分物理消毒和化学消毒两类，由于化学消毒费用低而被普遍采用。近年来，随着化学消毒副产物报道的增多和人们对水质要求的不断提高，物理消毒方法引起了高度重视和广泛的研究。紫外光消毒是一种物理消毒方法，在国内外的污水处理中已经开始使用。与化学消毒相比，它具有消毒能力强、消毒效果不受水体p H 和温度影响、无二次污染

5、的优点。当前普遍使用的紫外消毒装置是将紫外光源套在石英套管中后放入水中进行消毒，这种装置有两个缺点：一是石英套管阻挡降低了紫外光的利用率；二是光源产生的热量促使与水接触的石英套管表面结垢，使紫外穿透率进一步降低，影响消毒效果。本文在综合分析现有的紫外消毒设备工艺特点的基础上，提出明渠表面紫外消毒装置设计方案，并自制了明渠紫外消毒器。该消毒器的紫外光源位于水面上，不与水接触，消毒时不会产生灯管结垢现象。此消毒器结构简单，便于安装、管理和维护。并且通过实验数据建立了明渠表面紫外消毒对污水大肠杆菌群灭活率影响模型和明渠表面紫外消毒对污水生化需氧量(B O D，)影响模型，优化了污水流量、水层深度与大

6、肠杆菌群灭活率、生化需氧量(B O D 5)的关系。检验证明，明渠表面紫外消毒可以有效地杀灭水中的大肠杆菌，对污水B O D 5 有降低作用，出水可阻满足农业、景观及绿化等用水对生物指标的要求。明渠表面紫外消毒具有能耗及运行费用低、自动化程度高、维护简便的特点。关键词：生活污水，污水回用，紫外光，大肠杆菌2吉林农业大学硕士学位论文污水紫外消毒装置设计及工艺参数优化研究A b s t r a c tT h ew a t e ri so n eo fc l o s e s te n v i r o n m e n te s s e n t i a lf a c t o r sw i t ht h

7、eh u m a n，w h i c hh a st h ed e c i s i v es i g n i f i c a n c et oh u m a n ss u r v i v a la n dt h ed e v e l o p m e n tT h es h o r to f w a t e rr e s o l l r e e sa l r e a d yb e c a m et h er e s t r i c t i o nf a c t o rf o rs o c i a le c o n o m yd e v e l o p m e n ti nC h i n aa n

8、 dm o s ta r e a si nt h ew o r l dA st h ed e v e l o p m e n to fe c o n o m ya n dc i t yo v e r s p r e a d t h ea m o u n to fs e w a g eo ft h ec i t yi n c r e a s e sq u i c k l y，f h ed i s p o s a la n dr e c y c l ef o rs e w a g ei so n es i g n i f i c m l tw a yt ot h es o l u t i o nt

9、 ot h es h o r to f w a t e rw h i c hc a ue n h a n c et h eu s ec t 弧c i e n c yo ft h ew a t e ra n dd e c r e a s et h ep o l l u t i o nt ot h ee n v i r o n m e n t S ot h er e s e a r c hf o rr e c y c l et e c h n i q u ef o rs e w a g ei sd e v e l o p i n gm o r ea n dm o r ei m p o r t a

10、n tr o l ei nt h er e a l i s t i cl i f et os o l u t et h es e w a g ep o l l u t i o na n dt h es h o r t a g eo f W a t e rr e s o u r c eI nt h ew o r l d s o m ec o u n t r i e sw h i c hf a c et h ep r o b l e mo f t h ew a t e rs h o r t a g et a k et h er e c y c l eo f c i t ys e w a g ea

11、so u eo fi m p o r t a n ts t r a t e g i e s I ti sal o n gr e s e a r c ha n da p p l i c a t i o nh i s t o r yt h a tt h er e c y c l e ds e w a g eh a sb e e nu s e di na g r i c u l t u r a li r r i g a t i o nt h ei n d u s t r i a lp r o d u c t i o n，t h ec i t y b e a u t i f i c a t i o n

12、，t h ep l a n tc u l t i v a t i o n，n o r l n a ll i f eu s e,t h eg r o u n dw a t e rr e t u r n sa n ds oo n，w h i c hn o to n l yC a l lp r o t e c tt h ew a t e re n v i r o n m e n t，b u ta l s oa l l e v i a t e sc o n f l i c tb e t w e e nt h ew a t e rd e m a n da n dt h es u p p l y,t h

13、ep r o m o t et h eq u a l i t ya n dv o l u u l o ft h ew a t e rr e c y c l ea n dr e u s e A tp r e s e n t,s o m ec o u n t r i e ss u c ha sU S A，I s r a e l，A u s t r a l i a，R u s s i a，e t e h a v ea l r e a d yl a u n c h e dt h ew o r ko f s e w a g er e c y c l i n g m o s to f c i t i e

14、si no u rc o u n t r ya l r e a d yi m p l e m e n tt h ec i t ys e w a g er e c y c l ep r o j e c to rl i s ti nt h ep l 甜S t e r i l i z eb e f o r er e c y c l i n go f s e w a g ed i s p o s a l，s t e r i l i z i n gm e t h o dh a st w ok i n d s：p h y s i c i s ts t e r i l i z i n ga n dc h e

15、 m i s t r ys t e r i l i z i n g g e n e r a l l ya d o p ts e c o n db e c a u s ec h e m i s t r ys t e r i l i z i n gi se x p e n s e sl o w I nr e c e n ty e a r s，s t e r i l i z eb y-p r o d u c ti n c r e a s eo fr e p o r tw i t hc h e m i s t r ya n dp e o p l ec o n s t a n tt or a i s e

16、t ow h o mw a t e rq u a l i t yr e q u i r e，i tc a u s e sp a y i n gc l o s ea t t e n t i o nt oa n de x t e n s i v er e s e a r c ht h em e t h o do fp h y s i c ss t e r i l i z i n g，U l t r a v i o l e tr a ys t e r i l i z ei ti sap h y s i c st h a ts t e r i l i z em e t h o d，s e w a g

17、ed i s p o s a la th o m ea n da b r o a da l r e a d yb e g i nt ou s eC o m p a r e dw i t ht h es i t u a t i o nt h a tc h e m i s t r ys t e r i l i z i n g，i th a ss t e r i l i z a t i o na b i l i t yo f 而d et a b l e s，i ti sf l e eo fw a t e rb e d yp Ha n dt e m p e r a t u r et os t e r

18、i l i z et h er e s u l t，n o tp o l l u t e db yt w i c e U s eg e n e r a l l yu l t r a v i o l e td e e o n t a n f i n a t i n gt op u tu l t r a v i o l e tl i g h ts o u r c es u i ti n t ow a t e ra f t e rb e i n gi nq u a r t zs l e e v ep i p eo u t s i d ea tp r e s e n t，t h i sk i n do

19、 f d e v i c eh a st w os h o r t c o m i n g s：F i r s t,q u a r t zs l e e v ep i p es t o ps o m eu l t r a v i o l ar a yp e n e t r a t e，u t i l i z a t i o nr a t i ot or e d u c eu l t r a、d o l e tr a y；S e c o n d，t h eh e a tt h a tt h el i g h ts o m c ep r o d u c e si m p e l st h et e

20、 l e s c o p i cs u r f a c eo fq u a r t zt h a ti se x p o s e dt ow i t hw a t e rt of o r mt h ed i r t，m a k ep u r p l eo u t s i d ep e n e t r a t i n gr a t ef u r t h e rr e d u c e，t h u si n f l u e n c et h er e s u l to fs t e r i l i z i n g T l l i sp a p e rs t e r i l i z e si nc o

21、 m p r e h e n s i v ea n a l y s i se x i s t i n g l yu l t r a v i o l e td e c o n t a m i n a t i n go nt h ef o u n d a t i o no f t h ee r 抓c h a r a c t e r i s t i co f t h ea p p a r a t u so u t s i d e，p r o p o s et h eo p e n st y p ec h a n n e ls u r f a c eu l t r a v i o l e td i s

22、 i n f e c t i o nd e s i g n h a sm a d et h eo p e nt y p ec h a n n e lu l t r a v i o l e te q u i p m e n tb yo u t s e t T h i sd i s i n f e c t i o ne q u i p m e n t su l t r a v i o l e tp h o t o s o u r c el i e ss u r f a c eo fw a t e r，n o tk e e pi nt o u c hw i t hw a t e r，C a l lp

23、 r o d u c el i g h ti nc h a r g eo f f o r md i r tp h e n o m e n o n T h i ss t e r i l i z e ri so fs i m p l es t r u c t u r e，e a s yt oi n s t a l la n dm a u a g i n ga R ds a f e g u a r d i n gT h r o u g ht h ee m p i r i c a ld a t u mo p e nw i d et y p ec h a n n e ls u r f a c eu l

24、t r a v i o l e td i s i n f e c t i o na n do p e nw i d et y p ec h m m e ls u r f a c eu l t r a v i o l e td i s i n f e c t i o nt ot h es e w a g eh a se s t a b l i s h e dt h ei n f l u e n c em o d e lf o rc o l o nb a c i l l u se l i m i n a t i o nr a t emt h es e w a g ea n db i o c h e

25、 m i c a lo x y g e nd e m a n d(B O D s)i n f l u e n c em o d e l w h i c ho p t i m i z e dt h es e w a g et u r b i d i t y r a t e，t h er e l a t i o n s重塑奎些查兰蔓圭兰堡堡主望查整盐塑墨茎墼堡!垒三堇查塾垡些至壅b e t w e e nt h ew a t e rl e v e ld e p t ha n dt h ec o l o nb a c i l l u se l i m i n a t i o nr a t e，t h

26、 eb i o c h e m i c a lo x y g e nd e m a n d(g O D s)T e s tp r o v e s o p e nw i d et y p ec h a n n e ls u r f a c cu l t r a v i o l e td i s i n f e c t i o nm e t h o dc a ns t e r i l i z eb a c t e r i 啪t ob l lw a t e re f f e c t i v e l y,B O D 5i ns e w a g eh a v ef u n c t i o no fr e

27、 d u c i n gW a t e ra f t e rd i s i n f e c t i o n,c a nm e e ta 斫c u l t u r e，v i e w，w a t e rr e q u i r e m e n tf o rb i o l o g i c a li n d e xo fa f f o r e s t i n ge t eB e s i d e st h a tt h i se q u i p m e n th a sa d v a n t a g et h a te n e r g yc o n s u m p t i o na n dt h eo

28、p e r a t i n gc o s ti sl o wa n da u t o m a t t z a t l o n1 sh i g ha n dt h em a i n t e a a n c ei ss i m p l e K e yw o r d：L i f es e w a g e，S e w a g er e c y c l i n g，U l t r a v i o l e tr a y，c o l o nb a c i l l u s4吉林农业大学硕士学位论文污水紫外消毒装置设计及工艺参数优化研究1 前言1 1 研究背景地球有“水的星球”之称，是与人类关系最为密切的环境要

29、素之“，对人类的生存、发展具有决定性意义，而人类活动对水的状态也产生了重要的影响。人与水的这种关系主要集中三个方面，即：水资源、水灾害和水污染。水资源关系到人类的生存：水灾害威胁到人类和环境的安全，而水污染则直接危害到人类的健康和环境的质量。因此，调控人和水的关系，达到人与水的和谐，是实现人类社会、经济、环境可持续发展的重要内容。水资源短缺在中国_ 和世界大部分地区已经成为社会经济发展的制约因素，部分地区已经形成或正在趋向于水资源危机。1 9 7 7 年2 月，联合国在阿根廷马德普拉塔召开的世界水资源大会上，曾向全世界发出警告：“淡水危机将成为继石油危机之后，另一个更为严重的全球性危机”。全世

30、界，特别是亚洲和非洲的许多国家，正面临着一场严重的淡水危机。水源短缺成为许多国家制约国民经济和社会发展的主要因素。1 9 9 7 年，联合国开发计划署在世界水资源综合评估报告中指出：“发展中国家约有l o 多亿人无法获得安全饮用水。有2 0 多亿人面临水资源严重短缺的威胁，城市缺水问题尤为突出，已经严重地阻碍了城市经济发展，限制了城市化进程，造成了巨大的经济损失”。解决水资源短缺问题，是国际社会共同关注的焦点，已经纳入世界有关组织和各国政府的重点议程；并且成为水资源及其相关领域的重要攻关课题，投入大量的人力、物力和财力，研究、开发和寻求有效的对策和措施，并取得了较大的成效和进展。国内外大量研究

31、结果和工程实践表睨，城市污水水量稳定、供给可靠是一种潜在水资源，污水处理回用是集开源、节流、治污于一体的解决水资源短缺重要途径；是水资源可持续利用的重要组成部分(”。排入城市污水收集系统的生活和工业污水(域市污水)在经过处理达到排放标准的基础上再经过进一步净化后，可作为工业、农业、市政和环境用水等多种用途的水源重新回用，将污承资源化。即减轻水体污染程度、又改善生态环境、解决城市的缺水问题。我国是一个水资源贫乏的国家，水资源总量将近3 万亿矗，居世界第6 位，但人均水资源量为2 3 4 0m 3，仅为世界平均水平的四分之，我国己被列为世界1 3 个贫水国之一I”。从2 0 世纪8 0 年代初开始

32、，我国社会经济一宜处于快速发展状态，城市化进程加快，人民生活水平不断提高，用水总量明显增加，资源型缺水日益突出。以全国城吉林农业大学硕士学位论文污水紫外消毒装置设计及工艺参数优化研究市生活用水为例，从1 9 8 0 年到1 9 9 9 年用水量增长_ 4 倍，为同期城市人口增长率的两倍。在全国6 0 0 多个城市中，有4 0 0 多个城市缺水，严重缺水的城市有1 0 8 个，以北方城市最为严重，就人均水资源拥有量而言，北京不足3 0 0 m 3、山东3 8 0m 3、河j t 3 3 0m 3、天津仅为1 5 0n 1 3，成为世界上最缺水的地区之一。正常年份城市缺水6 0 亿m 3，同缺水量

33、达1 6 0 0 万m 3。2 0 0 0 年北方地区百年不遇的大早，使许多水库河流出现从来没有过的断流和枯干，城市供水出现了前所未有的紧张局面，天津、长春、烟台、威海等城市用水告急。具有关研究报告，到2 1 世纪中叶，我国人口总量将达到1 5 1 6 4 7,，人均水资源量将减少至1 J 1 7 6 0 m 3，接近联合国规定的人均用水警告线，我国将进入严重缺水期，2 0 3 0 年缺水量将达N 4 0 0 5 0 0 亿m 3【3 1。在资源型缺水问题目益突出的同时，水质型缺水又成为更加棘手的问题。由于尚未完全摆脱资源粗放利用的生产模式，水资源综合管理水平较低，污染控制相对滞后，不仅直接造

34、成水资源的浪费，而且导致水资源可利用性明显降低，江苏、广东、上海等一大批省市己经面临日益严重的冰质污染型”缺水，如太湖流域3 0 0 0 多万入守着2 3 0 0 k m 2 的太湖出现了“水多用难”的尴尬局面，广东省的珠江三角洲地区形成了“经济发展水体污染一水质下降”的恶性循环【4 1。随着经济建设的发展，城市人口数量的增加，城市用水量急剧增长，城市的供水、节水和水污染防治工作己面临十分严峻的形势。2 0 0 0 年国务院召开了全国城市供水、节水和水污染防治工作会议，会议指出要从全局和战略的高度，充分认识我国水资源问题的极端重要性和紧迫性，提出了”必须坚持开源节流并重、节流优先、治污为本、科

35、学开源、综合利用”的原则。这是对过去几十年城市节约用水工作的总结，也是我们今后发展城市供水，继续做好城市节约用水工作，治理城市水污染所必需遵循的重要原则。在这一战略的实施过程中，具有节水和治污双重功能的城市污水处理回用工程将得到曰益广泛的关注。长春是我国主要缺水城市之一，市区年生活污水排放量2 2 3 2 0 万m 3。污水再利用是集开源节流、减轻水体污染、改善生态环境、解决水资源匮乏的有效途径之一。污水再利用不仅技术可行，而且经济合理，污水回用本身蕴含着合理性和必然性，其实质是天然水再生循环过程的模拟与强化。在中水回用过程中，消毒处理是保证回用水卫生安全的关键技术之一，本试验拟采用紫外光技术

36、对中水进行消毒处理，自行设计紫外消毒装置，对工艺参数进行优化并对其消毒效果进行验证。研究成果对扩展中水回范围和提高污水回用率，推动污水处理技术进步，促进环境和经济协调发展具有十分重要的意义，为指导长春市污水处理与利用提供科学依据。吉林农业大学硕士学位论文污水紫外消毒装置设计及工艺参数优化研究1 2 文献综述1 2 1 国内外污水现状1211 城市污水的产生量城市污水是指纳入或将纳入城市污水收集系统的生活污水和工业废水之混合污水。污水处理，实质上是采用各种技术与方法，将污水中的污染物分离出来，或将其转化为无害的物质，使污水得到净化。城市是工业、人E l、能源和物流高度密集的地方，随着经济发展，排

37、放的工业废水、生活污水及其他污染物逐年增加。我国自改革开放以来，城市污水中生活污水所占比例呈逐年上升趋势。近年来，国务院相继制订了淮河、辽河、海河、太湖、滇池、巢湖等流域的水污染控制总体规划，各省市也制订了相应的水污染治理规划，其中城市污水处理设施的建设与运营是重要的组成部分。强调“治污为本”是保护水质、改善水环境的必然要求，也是实现城市水资源与水环境协调发展的根本出路。长期以来，在增加城市供水能力的同时，未能及时注意水污染防治，许多城市至今尚无污永处理设施【鄂。大量废水、污水的排放造成了城市水体的严重污染，直接影响人民健康和工农业生产【“。据预测，如果要在2 0 1 0 年以前基本遏制城市水

38、污染的发展趋势，保护城市供水永源，并在2 0 3 0 年以前使水环境有明显改善，2 0 1 0 年$口2 0 3 0 年城市污水的有效处理率必须达到5 0 和8 0 以上。否则，我国的水污染不仅不能得到控制，甚至还会进一步恶化。因此，必须加大污染防治力度，扩大城市污水处理设旌建设规模，提高城市污水处理率，有效修复受污染的城市水环境。根据中国统计年鉴统计，我国1 9 8 7 2 0 0 0 年排放污水情况如表l所示。从表1 可以看出，1 9 8 7 2 0 0 0 年平均污水排放增长率为1，其中工业废水占6 0，呈下降趋势，年平均下降2，生活污水约占4 0 上升趋势，年平均增长79。预计2 0

39、0 6 2 0 1 0 年污水排放年增长率为0 1，N 2 0 l o 年污水排放量为7 6 3 亿吨。我国社会经济高速增长、人口迅猛膨胀，城市化的进程不断加速。随之而来的，不只是人民生活水平的提高、社会的进步，也使城市水污染状况日趋严重。据中国水资源公报，我国的江河湖泊和水库中，已经受污染的约占8 2 3，全国有监测系统的1 2 0 0 条河流中，有8 5 0 条受到污染。据全国2 2 2 2 个监测站的监测结果显示，我国七大水系符合地面水环境质量标准I、I I 类仅占3 32，符合I 类标准的占2 8 9。属于、V 类标准的占3 89。在统计的1 3 8 个城市河段有1 3 3 个河段受到

40、不同程度的污染，占统计总数的9 64，属于超V 类水质的有5 3 个河段占3 8，属圭竺查些查兰塑主兰竺遣壅望查鉴盐塑童茎垦堡生塾三茎叁塾垡些!j!一V 类水的2 7 个河段占2 0，属类水的2 6 个河段占2 0，I I、I I I 类水仅占2 3。表11 9 8 7 2 0 0 0 年排放污水情况T a b l e1t h ee o n t i o no f s e w a g eb e t w e e n1 9 8 7a n d2 0 0 01 _ 两丽丽i 1 蘸F _ 面面磊矿1 焉r 1 丽琢丽面1 酝F 一堡：!垡堡堑：堡：!量!芝查堑：至：!：!蔓二生至：二8 73 4 862

41、 6 3 78 4 98 83 6 725 42 6 841 89 881 648 93 5 353 82 5 206，11 0 142 69 03 5 380 12 4 8 71 31 0 5 13 69 13 3 625 02 3 575 21 0 05-449 23 5 88672 3 3 9-0 81 2 4 92 4-39 33 5 510 92 1 9 5-6 11 3 6 19 09 43 6 532 72 1 5 5一1 g1 4 9 81 0 09 53 7 2 92 12 2 193 01 5 1 00 89 63 7 6 512 1 7 521 5 9 15，49 73

42、8 0 312 1 3521 6 7，25 19 83 8 4l12 0 8 921 7 5 24，89 93 8 80l2 0 4721 8 3 34 61 1翌!：!j L 鉴L 生L 一1 21 2 城市污水的主要成分城市污水中主要污染指标见表2。表2 生活污水主要污染指标n 1T a b l e2 m a i np o l l u t i o ni n d e x o f s e w a g e堕丝茎塑茎查皇亟耍查塑堡墨堑笪皇型堕型塑壅L P H6 9C O D。r a g L-15 0 -1 3 5 0_ 1 0 0B O D 5 m g-L 181,-20020S S r a g

43、L 1100,20070T 冲n a g-L-11 5,-42 0)N H 3 N n a g L _ 11 2 2 1墨1 5鱼塞堕!坚塑墅生一8吉林农业大学硕士学位论文污水紫外消毒装置设计及工艺参数债化研究1 213 影响污水产量和成分的因素城市用水主要包括两个部分，一部分是生活用水，一部分是生产用水。生产用水是指企业或者个人投入生产领域使用的水量，而生活用水是指城市居民为了满足生存与生活需要而投入到生活领域的水量。从统计资料来看，最近这1 0 多年生活用水随着城市化水平的提高，城市人口的迅猛膨胀，人民生活水平的不断提高，显著增加。例如发达国家城市生活日用水量为2 0 0 3 0 0 L，

44、最高的达6 0 0 L。城市生活用水年平均增长速度为3-5。我国不同城市规模城市生活用水量见表3。表3 我国不同规模城市生活用水量凡人-1d-1i s T a b l e3U r b a nd o m e s t i cc o n s u m p t i o no f d i f f e r e n ts c a l eo f o u rC O B I I 订y L p e r s o n-i d 北方南方城市鬈譬嚣攀嚣蒙萎攀鬻攀嚣规模特大1 7 7】0 2 95 8 l7 4 24 192 6 0 81 6 6 86 399 403 6 1大1 7 99 885 528 044 482 0

45、41 0 305 051 0 104 95中1 3 69 6 87 1 23 9 92 8 82 0 81 4 897 165 9 I2 84小1 3 87 935 7 55 8 74 2 51 8 7 61 4 857 9 23 9 l2 08从表3 可以看出：特大、大城市生活综合用水量在1 7 7 2 6 0 8L-人-1 d 1 之间；中、小城市生活综合用水量在1 3 6 2 0 8L 人-1 d。之问；北方城市用水量明显低于南方城市；居民生活用水占综合用水的5 0 5 7 92。2 0 0 0 年底全国城市平均生活用水量为2 2 02 L 人-i d。随着生活用水量的增加，居民生活污水

46、产生量也同步增加。从生活用水量的分析来看，生活用水具有一定的刚性，因为人们需要一个最低的用水标准，以及最高的可能用水量，因此生活用水量只会在这个区间内随着人民生活水平的提高逐渐上浮，具有较强的刚性。生产用水则因为传统计划经济向市场经济的转变，传统的粗放型向集约型的产业结构调憨，用水量呈下降趋势(9 J。从生产用水的分析来看，生产用水量直接关系到生产企业的收益与利润，如果供水价格的提高，必然引起水资源使用成本的提高，增加了企业的不必要的成本，迫使企业寻找替代水的新资源，减少水资源的使用量；若反之则企业会积极寻找可以利用水资源替代的材料和设备等，实现企业用水量、设施与设备之间的有效配黄【1 0 1

47、。因此，生产用水在一定程度上具有一定的柔性。污水处理设施建设的规模需要有一定的超前性，因此各地区，各城市都根据城市用水量和社会经济发展水平、产业结构、地方居民的居住习惯和生活水平等各种因素吉林农业大学硕士学位论文污水紫外消毒装置设计及：L 艺参数优化研究来预测城市污水排放量，确定城市污水排放量的估算“】，城市污水排放总量包括生活污水总量和工业废水总量。虫j 二城市生活用水量的刚性比较强，所以城市生活污水量也具有一定的刚性，一般与生活用水量标准，地区气候，建筑设备，生活习惯及生活水平相关。根据城市生活污水排放量和工业废水排放量可以得到城市污水排放总量。通过城市用水人口和每人每天用水标准，得到日用

48、水量和排水量。再根据城市工业总产值的预测，万元产值取水标准，以及工业用水循环利用率确定工业取水量和排水量。如某城市根据近5 年的数据，预钡J J 2 0 1 5 年该城市有3 5 万用水人口，用水标准为每人每天2 5 0升，得到日用水量和排水量分别为8 8 万n 1 3,d、7 0 万m 3 d，该城市2 0 1 5 年工业总产值为6 8 亿元，万元产值取水为5 0 万m 3 d，工业用水循环利用率为7 0，工业取水量和排水量分别为9 3 万m 3 d-1、7 0 万m 3 d。所以共有1 4 万m 3 d 1 的污水排放量。因此设计了每天I5 万m 3 的处理规模。1 2 2 污水对环境的污

49、染2 0 世纪5 0 年代以后，全球人口急剧增长，工业发展迅速。一方面，人类对水资源的需求以惊人的速度扩大；另一方面，日益严重的水污染蚕食大量可供消费的水资源。联合国世界水资源评估报告显示，全世界每天约有2 0 0 吨垃圾倒进河流、湖泊和小溪，每升废水会污染8 升淡水；所有流经亚洲城市的河流均被污染；美国4 0 的流域被食品废料、金属、肥料和杀虫剂污染；欧洲5 5 条河流中仅有5 条水质差强人意。2 0 世纪，世界人E 1 增加了两倍，而人类用水增加了5 倍。世界上许多国家正面临水资源危机：1 2 亿人用水短缺，3 0 亿入缺乏用水卫生设施，每年有3 0 0 万到4 0 0 万人死于和水有关的

50、疾病【1 2 J。N 2 0 2 5 年，水危机将蔓延3 1 1 4 8 个国家，3 5 亿人为水所困。水资源危机带来的生态系统恶化和生物多样性破坏，也将严重威胁人类生存。水资源危机既阻碍世界可持续发展，也威胁着世界和平。过去5 0 年中，由水引发的冲突共5 0 7 起，其中3 7 起有暴力性质，2 l 起演变为军事冲突。专家警告说，随着水资源日盏紧缺，水的争夺战将愈演愈烈。中国的环境问题在上世纪9 0 年代就已非常严重。如淮河流域。在上世纪9 0 年代五类水质就占到了8 0，整个淮河常年就如同一条巨大的污水沟。1 9 9 5 年，由环境污染造成的经济损失达到1 8 7 5 亿元。如浙江省宁波