济南大学化学工程与工艺开题报告模板参考

题目：某化工厂工业废水生化处理工艺优化研究

姓名：________ 学号：________ 专业：化学工程与工艺（继续教育本科）

学习形式：函授 / 业余

 指导教师：________ 填表日期：____年__月__日

一、选题背景与研究意义

（一）选题背景

我国精细化工、中小型化工制造行业废水排放量逐年增加，化工废水具有 COD 浓度高、有机物组分复杂、可生化性差、含盐量大等特点，传统生化处理工艺普遍存在污泥活性低、曝气能耗高、出水难以稳定达标等生产痛点。山东省作为化工产业大省，各地中小型化工企业环保改造需求旺盛，大量老旧污水处理装置亟需工艺改良优化。在国家《“十四五” 化工绿色发展实施方案》与环保排污新标准管控下，化工废水低成本高效治理成为化工企业刚需。济南及周边化工园区多家生产企业沿用传统活性污泥法工艺，运行成本偏高、出水波动大，因此立足化工生产实际，对现有生化处理工艺开展优化研究具备现实落地价值。本课题依托化工原理、化工工艺设计、环境化工等继续教育所学课程内容，贴合化学工程与工艺专业培养方向，符合济南大学继教院 “理论结合生产实践” 毕业论文选题要求。

（二）研究意义

1.理论意义：梳理生化处理关键工艺参数对废水降解效率的影响规律，完善中小型化工废水生化优化相关理论数据，丰富化工废水处理工艺优化的参考资料，弥补同类中小型化工废水参数研究零散的问题。2.实践意义：通过工艺参数调试与方案优化，降低企业污水处理药耗、电耗，提升出水达标稳定性，减少企业环保运维成本；研究结论可直接应用于同类型中小型化工厂技改，对化工行业节能减排、绿色生产具备实用参考价值。

二、国内外研究现状

国外化工废水处理起步较早，欧美国家普遍采用A/O、MBR 复合生化工艺，依托自动化在线监测系统精准调控溶解氧、污泥浓度，处理效率稳定，但整套设备投资与运维费用高，不适用于国内中小化工企业落地。近些年国外研究重点集中在新型生物菌剂、复合填料改性方向，通过微生物驯化提升难降解有机物去除率，但改性填料采购成本偏高，国内中小企业难以规模化应用。

国内近十年围绕化工废水生化工艺优化研究持续增多，国内高校与环保企业大多聚焦高浓度精细化工废水预处理 + 生化组合工艺，在高盐、高酚类废水领域已有大量试验数据。但现有研究多以大型化工厂区为研究对象，针对山东本地中小型精细化工厂、间歇式生产废水的工艺优化研究偏少，现有工艺参数无法直接适配小企业间歇性排水、水质波动大的工况，部分企业照搬成熟工艺后运行效果不佳。综合现有文献，针对中小化工厂低成本工艺优化、在原有设备基础上改造是目前行业研究缺口，也是本课题切入点，依托现有构筑物优化参数，不用大规模设备改造，性价比更高、落地性更强。

三、主要研究内容与拟解决关键问题

（一）主要研究内容

1. 调研目标化工厂现有废水处理工艺流程，连续取样监测进水 COD、BOD、氨氮、pH 等基础水质数据，总结现有工艺运行现存问题；

2. 控制变量法优化生化池溶解氧、污泥回流比、污泥龄、水力停留时间四项核心工艺参数，分组对比不同参数下污染物去除效率；

3. 对比优化前后药剂消耗量、耗电量、出水指标，确定最优运行参数组合，形成完整工艺优化方案；

4. 结合化工工艺核算方法，完成优化方案经济性测算，撰写论文正文。

（二）拟解决关键问题

1. 原有生化系统污泥沉降性能差、污泥膨胀频发问题；

2. 进水水质波动大导致出水 COD 超标、运行能耗过高问题；

3. 在不新增大型设备前提下，通过工艺参数调整实现废水稳定达标排放。

四、研究方法与技术路线

（一）研究方法

1.文献研究法：检索知网、万方相关化工废水工艺优化文献，借鉴成熟试验思路与参数；2.现场取样试验法：实地采集企业废水样品，现场小试 + 现场装置调试相结合；3.对比分析法：优化前、优化后多组数据横向对比，筛选最优工艺条件；4.化工成本核算法：依托化工经济核算知识测算优化方案经济效益。

（二）技术路线

实地厂区调研→水质连续监测→查找现有工艺缺陷→设置多组参数试验→数据整理分析→确定最佳运行参数→经济性核算→整理数据撰写毕业论文。

五、研究进度安排（济大继教标准分段）

1. 第 1–4 周：查阅文献、完善开题报告、确定试验方案（开题定稿）；2. 第 5–9 周：厂区实地取样、现场试验，收集全部试验原始数据；3. 第 10–14 周：数据整理、工艺核算，完成论文初稿撰写；4. 第 15–17 周：修改论文、查重降重，定稿；5. 第 18 周：准备答辩 PPT，参加学校统一毕业论文答辩。

六、可行性分析、预期成果、参考文献

1. 可行性分析

理论：依托继续教育《化工原理》《化工工艺学》《环境化工》课程所学内容，理论支撑充足；实践：合作化工厂可免费提供水样与现有装置用于试验，试验条件满足；时间：按照学校继教论文周期分步完成，时间充裕。

2. 预期成果

1. 完整本科毕业论文 1 篇（正文≥5000 字，符合济大继教化工论文格式）；2. 一套适配该化工厂的生化工艺优化运行参数方案。

3. 参考文献（GB/T7714 格式，任选 8 篇即可）

[1] 张自杰。排水工程（下册）[M]. 北京：中国建筑工业出版社，2019.[2] 李岳。化工废水生化处理工艺优化研究 [J]. 现代化工，2022 (5):132-135.[3] 王建军。中小型化工厂污水处理改造技术 [M]. 化学工业出版社，2021.[4] 国外化工废水处理技术研究综述 [J]. 环境工程学报，2023.
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