【正文】 活性污泥法，間歇式活性污泥法作為一項(xiàng)新技術(shù)，不論在工業(yè)企業(yè)還是城市污水處理工程中得到了更廣泛的應(yīng)用。目前國(guó)內(nèi)一些運(yùn)行此工藝的城市有云南昆明市第三污水處理廠，處理流量為15萬(wàn)m3/d；浙江金華市污水處理廠，處理流量為8萬(wàn)m3/d；貴州遵義市污水處理廠，處理流量為8萬(wàn)m3/d。這主要是該工藝具有特殊的運(yùn)行和凈化機(jī)制，比傳統(tǒng)活性污泥法具有更高的污染物凈化效果，尤其對(duì)高濃度難生物降解污水，SBR工藝可省去二沉池、污泥回流設(shè)施，某些情況下還可省去調(diào)節(jié)池和初沉池，因而使整個(gè)工程占地減少、投資降低。另外，該工藝還具有較強(qiáng)的沖擊負(fù)荷調(diào)節(jié)能力，污泥不易膨脹、易于沉淀、脫水性能好，可實(shí)現(xiàn)脫氮除磷功能等優(yōu)點(diǎn)。 但該工藝要求配備專用排水裝置和自動(dòng)控制系統(tǒng)，在目前環(huán)保資金還比較緊張的條件下，限制了SBR工藝的高效穩(wěn)定運(yùn)行。由于是間歇運(yùn)行，該工藝空氣擴(kuò)散器堵塞的可能性大于傳統(tǒng)活性污泥法，若采用大氣泡空氣擴(kuò)散器（為降低投資），則其節(jié)能效果不如傳統(tǒng)活性污泥法。 AB法工藝AB法即吸附生物氧化處理法，80年代初開始應(yīng)用于工程實(shí)踐。該工藝對(duì)進(jìn)水負(fù)荷變化適應(yīng)性強(qiáng)、運(yùn)行穩(wěn)定、污泥不易膨脹、較好的脫氮除磷效果等優(yōu)點(diǎn)。由于其具有抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、對(duì)pH值變化和有毒物質(zhì)具有明顯緩沖作用的特點(diǎn)，故主要應(yīng)用于污水濃度高、水質(zhì)水量變化較大，特別是工業(yè)污水所占比例較高的城市污水處理廠。目前全世界已有60多座AB法污水處理廠在運(yùn)行和設(shè)計(jì)、規(guī)劃之中。德國(guó)有34座污水處理廠采用AB法工藝。國(guó)內(nèi)一些運(yùn)行此工藝的城市有山東青島市海泊河污水處理廠，工程規(guī)模為8萬(wàn)m3/d；山東淄博市污水處理廠，工程規(guī)模為14萬(wàn)m3/d；廣東深圳市羅芳污水處理廠，工程規(guī)模為10萬(wàn)m3/d；廣東廣州獵德污水處理廠工程規(guī)模為22萬(wàn)m3/d。實(shí)踐證明AB工藝可以比傳統(tǒng)活性污泥法節(jié)省工程投資15%—25%，節(jié)省占地10%—15%，降低運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)15%—25%，已成為近10年來(lái)發(fā)展最快的城市污水處理工藝。根據(jù)系統(tǒng)工程的理論，AB法工藝省去了初沉池；從生物反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的角度出發(fā)，采用了經(jīng)濟(jì)合理的二段處理工藝流程；根據(jù)微生物的生長(zhǎng)、繁殖規(guī)律及其對(duì)有機(jī)質(zhì)的代謝關(guān)系，使二段的污泥回流系統(tǒng)分開而保證處理過(guò)程中生物相的穩(wěn)定性。這些使得AB法工藝比傳統(tǒng)活性污泥法具有更高和更穩(wěn)定的處理效果，大大的節(jié)省了基建和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。在AB法污水處理廠的分期建設(shè)中，可以先建AB工藝的A段，既能緩解建設(shè)資金的不足，又能使大量的污水得到較大程度的處理。待資金充足時(shí)，再建B段，這樣既容易實(shí)施，也可帶來(lái)巨大的環(huán)境經(jīng)濟(jì)效應(yīng)，比較符合我國(guó)的國(guó)情。另外，我國(guó)已建的2級(jí)污水處理廠普遍存在著超負(fù)荷的問(wèn)題。如果把它們改造成用AB法，則可較大幅度的提高其處理能力。其做法是將原污水廠的沉砂池改為A段曝氣池，將原初沉池改為中沉池，再另建一套污泥回流系統(tǒng)即可。該辦法經(jīng)國(guó)外有關(guān)污水處理廠實(shí)踐證明是行之有效的，而且具有投資小、經(jīng)濟(jì)效益高的優(yōu)點(diǎn)。AB法需增加一些構(gòu)筑物和設(shè)施如曝氣池、回流設(shè)施等，在這方面的工程投資要增加。此外，AB法污泥產(chǎn)量較高，如用于污泥消化可產(chǎn)更高的沼氣量，否則給污泥處理和出路增加了難度。 通過(guò)以上對(duì)設(shè)計(jì)任務(wù)書中原始數(shù)據(jù)進(jìn)行的工藝分析和對(duì)四種處理工藝的比較，決定采用AB法工藝處理。分析如下：工藝選擇應(yīng)該結(jié)合技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)兩方面綜合評(píng)估選出最優(yōu)方案。在上述各處理過(guò)程工藝中從處理效率、運(yùn)行能耗和管理等方面比較，普通活性污泥法比其它三種新工藝明顯不具優(yōu)勢(shì)。本設(shè)計(jì)任務(wù)中有機(jī)物濃度較大，對(duì)于氧化溝在運(yùn)行時(shí)的能耗、運(yùn)行費(fèi)用較高，不選用此工藝。而SBR工藝對(duì)于排水裝置和自動(dòng)控制系統(tǒng)要求較高，設(shè)備投資和運(yùn)行費(fèi)用較高，考慮到城鎮(zhèn)污水廠經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)問(wèn)題，不選此工藝方法。因此，結(jié)合實(shí)際情況和技術(shù)經(jīng)濟(jì)等因素，本次設(shè)計(jì)決定采用AB法工藝處理。AB工藝除了能保證污水處理要求的同時(shí)也能緩解污水廠可能出現(xiàn)的資金不足問(wèn)題。此外，污泥消化過(guò)程產(chǎn)生的沼氣也能帶來(lái)一部分經(jīng)濟(jì)效益。 設(shè)計(jì)計(jì)算 污水處理程度的確定本設(shè)計(jì)采用AB法處理上述廢水，處理出水水質(zhì)要求達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（GB8978—1996）。查《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)中排放水質(zhì)指標(biāo)規(guī)定值為pH=6—8，COD=60 ≤mg/L，BOD5≤20 mg/L，SS≤20 mg/L，N–NH3≤5 mg/L，TN≤10 mg/L。該城鎮(zhèn)生活污水每天平均流量為Q=60104247。 m3/d=40104 m/d=*103l/sQ最大= 60104m3/d=103l/s污水中SS的處理程度根據(jù)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)可求出SS的處理程度為ESS=（200–20）/200=%污水中BOD5的處理程度根據(jù)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，BOD的處理程度為EBOD=（200–20）/200=% 污水處理工藝流程的選擇該污水處理工程主要以去除有機(jī)污染為主，去除目標(biāo)為SS和BOD5 及部分含氮污染物。本設(shè)計(jì)采用AB法處理，在兩段曝氣池降解有機(jī)物的同時(shí)，B段曝氣池也能發(fā)揮出去除含氮污染物的作用。AB法污水及污泥的處理工藝流程如圖1所示：生活 格 提升 曝 氣 A 段 中 B 段 終 出污水 柵 泵站 沉砂池 曝氣池 沉池 曝氣池 沉池 水井 A 段 B 段污泥泵房 污泥泵房 沼氣利用 污泥 污泥 污 泥 貯 污 泥外運(yùn) 脫水機(jī) 消化池 泥池 濃縮池圖1 AB法污水及污泥處理工藝流程 各處理單元設(shè)計(jì)計(jì)算 格柵格柵設(shè)在處理構(gòu)筑物之前，用于攔截水中較大懸浮物和漂浮物，保證后續(xù)設(shè)施的正常運(yùn)行。本設(shè)計(jì)中，污水通過(guò)格柵去除部分懸浮物和漂浮物后經(jīng)提升泵房提升直接進(jìn)入曝氣沉砂池。① 柵槽寬度設(shè)明渠數(shù)N1=1，明渠有效水深h1=3m，水流速度v1= m/s，則明渠寬度B1為B1=Q設(shè)/（N1v1h1）=（1*09*4）=中格柵取柵前水深h= m，過(guò)柵流速v=，柵條間隙寬度b= m，格柵傾角a=75176。，格柵數(shù)N=1，則柵條間隙數(shù)n為n=Q設(shè)（Sin a）1/2/Nbhvn=*1/（***3）=266設(shè)柵條寬度S= m，則柵槽寬度B為B=S（n–1）+bn=*（2661）+*266=粗格柵 柵條間隙寬度b= m，格柵傾角a=75176。，格柵數(shù)N=1，則柵條間隔數(shù)n為 n=Q設(shè)（Sin a）1/2/Nbhv n=*1/（097***3）=530B=S（n–1）+bn=*（5301）+*530=② 水流通過(guò)格柵的水頭損失水頭損失為 ∑h=kβ（S/b）4/3 Sin a v2/2g 其中：k—格柵受污堵塞后水頭損失增大倍數(shù)，取 k=3； β—形狀系數(shù)，本設(shè)計(jì)中，柵條采用迎水面為半圓的矩形斷面，β=； S—柵條寬度，S= m； b—柵條間隙寬度，b= m； a—格柵傾角，a=75176。； v—過(guò)柵流速，v= m/s；則 ∑h=3（）4/31（2）= m③ 柵槽總高度柵槽總高度H=h+h2+∑h h—柵前水深，h= m；h2—柵前渠道超高，取h2= m；則柵槽總高度 H=++= m④ 柵槽總長(zhǎng)度柵槽總長(zhǎng)度L=l1+l2+++H1/tg a　其中：l1—進(jìn)水渠道漸寬部分長(zhǎng)度，l1=（B–B1）/2tg a1； l2—柵槽與出水渠道漸縮部分長(zhǎng)度，l2=l1/2； H1—柵前槽高，H1=h+h2=+= m； a1—進(jìn)水渠展開角，取a1=20176。；將各參數(shù)代入上式，則L中=（–）/2tg20176。+（–）/4tg20176。+= L粗=（–）/2tg20176。+（–）/4tg20176。+=⑤ 每日柵渣量每日柵渣量W=QW1/103 W1—柵渣量， m3柵渣/103 m3 污水；則 W=60104/103=60 m3/d，采用機(jī)械除污設(shè)備。⑥ 清渣設(shè)備江蘇環(huán)保新世紀(jì)有限公司BLQ3500型格柵清污機(jī)兩臺(tái) 一用一備,⑦ 泵站設(shè)計(jì)流量Qmax=*103l/s，考慮到經(jīng)濟(jì)實(shí)用性，擬用sh（s）型泵作為污水的提裝置為了避免設(shè)備的24小時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)，決定共配備6臺(tái)sh（s）四用二備，平時(shí)6臺(tái)水泵替換使用。每臺(tái)泵的設(shè)計(jì)流量為:Q=*103/4=*103l/s集水池容積采用相當(dāng)于一臺(tái)泵的15min流量，即 ：V=*103*15/60=433m3 曝氣沉砂池本設(shè)計(jì)中選用曝氣沉砂池，它主要是使顆粒碰撞摩擦，將無(wú)機(jī)顆粒與有機(jī)物分開，排除的沉砂有機(jī)物含量較低，方便后續(xù)工藝處理。① 總有效容積設(shè)污水在沉砂池中的水力停留時(shí)間t為2 min；則沉砂池的總有效容積V為V=60Q設(shè)t=60**2=833 m3② 水流截面積設(shè)污水在池中的水平速度v m/s，則水流截面積A為A=Q設(shè)/v=，③ 池總寬度設(shè)有效水深h=3 m，則沉砂池總寬度B 為B=A/h=設(shè)沉砂池共1座，則每座沉砂池的池寬b 為b=B=6，寬深比 b ：h=2 ：1，符合要求。④ 沉砂池池長(zhǎng)沉砂池的池長(zhǎng)L為L(zhǎng)=V/A=833/=12 m ⑤ 沉砂池總高 m，則總高H=+=⑥ 曝氣量曝氣沉砂池所需曝氣量q=3600DQ設(shè) D—1 m3 污水所需曝氣量， m3/m3；則 q=3600**= m3/h曝氣沉砂池底部的沉砂通過(guò)吸砂泵送至砂水分離器，脫水后的清潔砂粒外運(yùn)，分離出來(lái)的水回流至提升泵房吸水井。曝氣沉砂池的出水通過(guò)管道直接送往A段曝氣池，輸水管道的管徑為1000 mm。 AB工藝參數(shù)① 設(shè)計(jì)參數(shù)的確定A段污泥負(fù)荷：NSA= kg BOD5/（kgMLSSd）；混合液污泥濃度：XA=2500 mg/L；污泥回流比 RA=。B段污泥負(fù)荷：NSB= kg BOD5/（kgMLSSd）；混合液污泥濃度：XB=3500 mg/L；污泥回流比 RA=。② 計(jì)算處理效率BOD5總?cè)コ?EBOD =（200–20）/200=%A段BOD5去除率EA取60%，則A段出水BOD5濃度LtA為L(zhǎng)tA=200（1–60%）=80 mg/L已知B段出水BOD5濃度LtB=20 mg/L，B段BOD5去除率EB為 EB=（LtA–LtB）/LtA=（80–20）/80=%③ 曝氣池容積計(jì)算進(jìn)水BOD5濃度La=200 mg/L，A段BOD5去除量 LrA為L(zhǎng)rA=La–LtA=200–80=120mg/L= kg/m