【正文】 天津大學(xué)仁愛學(xué)院2014屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第一章 設(shè)計(jì)概述 設(shè)計(jì)任務(wù)及設(shè)計(jì)依據(jù)本次設(shè)計(jì)內(nèi)容是設(shè)計(jì)一座二級(jí)污水處理廠，使出水達(dá)標(biāo)排放，并對(duì)污泥脫水機(jī)房臭氣進(jìn)行處理，以改善污水處理廠的工作環(huán)境。主要設(shè)計(jì)任務(wù)包括：(1) 開題報(bào)告（不少于2000字）；(2) 設(shè)計(jì)計(jì)算說明書（不少于15000字）；(3) 英文文獻(xiàn)翻譯（不少于5000漢字）；(4) 污水處理廠總平面圖和流程圖（1張）；(5) 污泥脫水機(jī)房臭氣處理工藝圖（1張）；(6) 構(gòu)筑物施工圖或主要設(shè)備大樣圖（4張）。 設(shè)計(jì)依據(jù) 邯鄲市地勢(shì)自西向東呈階梯狀下降，高差懸殊，地貌類型復(fù)雜多樣。以京廣鐵路為界，西部為中、低山丘陵地貌，東部為華北平原。，相對(duì)高差1866米，‰。邯鄲市自西向東大致可分為五級(jí)階梯：西北部中山區(qū)、西部低山區(qū)、中部低山丘陵區(qū)、中部盆地區(qū)、東部沖積平原。 邯鄲市屬典型的暖溫帶半濕潤(rùn)大陸性季風(fēng)氣候，日照充足，雨熱同期，干冷同季，隨著四季的明顯交替，依M 次呈現(xiàn)春季干旱少雨，夏季炎熱多雨，秋季溫和涼爽，冬季寒冷干燥。年平均氣溫14℃，最冷月份（一月）℃，極端最低氣溫20℃，最熱月份（七月）平均氣溫27℃，℃，全年無霜期200天，年日照2557小時(shí)。， mm， mm，常年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)橄募緰|南風(fēng)，冬季西北風(fēng)。地基承載力 ，地下水位 ，最大凍土深度 ，河水最高水位 （大沽標(biāo)高），河水最低水位 （大沽標(biāo)高），設(shè)計(jì)場(chǎng)地平坦，設(shè)計(jì)標(biāo)高 （大沽標(biāo)高）。 設(shè)計(jì)水量與水質(zhì)表11 設(shè)計(jì)水量表m3/dm3/hL/sm3/s平均日流量16000185 高日高時(shí)流量24295281Qd=16000m3/d，污水總變化系數(shù)公式：==；高日高時(shí)流量Qh=QdKz=185= L/s 表12 進(jìn)出水水質(zhì)及去除率BOD(mg/L)COD（mg/L）懸浮物（mg/L）總氮（mg/L）總磷（mg/L）原水水質(zhì)18537013029處理后水質(zhì)1050205去除率（%）  第二章 污水處理廠構(gòu)筑物的選型 污水處理方案的確定 污水處理方案的比較國(guó)內(nèi)外處理城市污水的主要技術(shù)是活性污泥法。關(guān)于活性污泥法，當(dāng)前流行的污水處理工藝有：AB法、SBR法、氧化溝法、普通曝氣法、A2/O法、A/O 法等，這幾種工藝都是從活性污泥法派生出來的，且各有其特點(diǎn)。為了使本工程選擇最合理的處理工藝，有必要按使用條件，排除不適用的處理工藝后，再對(duì)可以采取的處理工藝方案進(jìn)行對(duì)比和選擇。氧化溝工藝，A2/O工藝和SBR工藝三種工藝均能達(dá)到處理要求。在設(shè)計(jì)可行性分析階段，對(duì)氧化溝工藝，A2/O工藝和SBR工藝的比較分析：1. SBR法(Sequencing Batch Reactor) SBR法早在20世紀(jì)初已開發(fā)，由于人工管理繁瑣未予推廣。此法集進(jìn)水、曝氣、沉淀、出水在一座池子中完成，常由四個(gè)或三個(gè)池子構(gòu)成一組，輪流運(yùn)轉(zhuǎn)，一池一池地間歇運(yùn)行，故稱序批式活性污泥法?，F(xiàn)在又開發(fā)出一些連續(xù)進(jìn)水連續(xù)出水的改良性SBR工藝，如ICEAS法、CASS法、IDEA法等。這種一體化工藝的特點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單，由于只有一個(gè)反應(yīng)池，不需二沉池、回流污泥及設(shè)備，一般情況下不設(shè)調(diào)節(jié)池，多數(shù)情況下可省去初沉池，故節(jié)省占地和投資，耐沖擊負(fù)荷且運(yùn)行方式靈活，可以從時(shí)間上安排曝氣、缺氧和厭氧的不同狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)除磷脫氮的目的。但因每個(gè)池子都需要設(shè)曝氣和輸配水系統(tǒng)，采用潷水器及控制系統(tǒng)，間歇排水水頭損失大，池容的利用率不理想，因此，一般來說并不太適用于大規(guī)模的城市污水處理廠。 (Anaerobic—Anoxic—Oxic) 由于對(duì)城市污水處理的出水有去除氮和磷的要求，故國(guó)內(nèi)10年前開發(fā)此厭氧—缺氧—好氧組成的工藝。利用生物處理法脫氮除磷，可獲得優(yōu)質(zhì)出水，是一種深度二級(jí)處理工藝。A2/O法的可同步除磷脫氮機(jī)制由兩部分組成：一是除磷，污水中的磷在厭氧狀態(tài)下(DO)，釋放出聚磷菌，在好氧狀況下又將其更多吸收，以剩余污泥的形式排出系統(tǒng)。二是脫氮，缺氧段要控制DO mg/L，由于兼氧脫氮菌的作用，利用水中BOD作為氫供給體(有機(jī)碳源)，將來自好氧池混合液中的硝酸鹽及亞硝酸鹽還原成氮?dú)庖萑氪髿猓_(dá)到脫氮的目的。為有效脫氮除磷，對(duì)一般的城市污水，COD/～(完全脫氮COD/TKN)，BOD/～，COD/TP為30～60，BOD/TP為16～40(一般應(yīng)＞20)。若降低污泥濃度、壓縮污泥齡、控制硝化，以去除磷、BOD5和COD為主，則可用A2/O 工藝。有的城市污水處理的出水不排入湖泊，利用大水體深水排放或灌溉農(nóng)田，可將脫氮除 磷放在下一步改擴(kuò)建時(shí)考慮，以節(jié)省近期投資。 本工藝50年代初期發(fā)展形成，因其構(gòu)造簡(jiǎn)單，易于管理，很快得到推廣，且不斷創(chuàng)新，有發(fā)展前景和競(jìng)爭(zhēng)力，當(dāng)前可謂熱門工藝。氧化溝在應(yīng)用中發(fā)展為多種形式，比較有代表性的有： （a）卡魯塞爾氧化溝 卡魯塞爾氧化溝是一種單溝環(huán)形氧化溝，主要采用表面曝氣機(jī)，兼有供氧和推流的作用。污水在溝內(nèi)轉(zhuǎn)折巡回流動(dòng)，處于完全混合狀態(tài)，有機(jī)物不斷得以去除。 表曝機(jī)少，靈活性差，設(shè)備維修期間溝不能工作，溝內(nèi)混合液自由流程長(zhǎng)，由于紊流導(dǎo)致的流速不均，很容易引起污泥沉淀，影響運(yùn)行效果。單溝氧化溝的平均溶解氧維持在2mg/L左右，加之單點(diǎn)供氧強(qiáng)度過大，耗氧較高。在一般情況下，單溝很難形成穩(wěn)定的缺氧段，不利于脫N。 （b）三溝式氧化溝 三溝式氧化溝工藝有兩個(gè)邊溝，一個(gè)中溝，當(dāng)一個(gè)曝氣時(shí)，另外兩個(gè)作為沉淀池使用。一定時(shí)間后改變水流方向，使兩溝作用相互輪換，中溝則連續(xù)曝氣，三溝式氧化溝無需污泥回流裝置，如果條件合適，還可以進(jìn)行反消化。缺點(diǎn)：進(jìn)、出水方向，溢流堰的起閉及轉(zhuǎn)刷的開動(dòng)于停止必須設(shè)自動(dòng)控制系統(tǒng)；自控系統(tǒng)要求管理水平高，稍有故障就會(huì)嚴(yán)重影響氧化溝正常工作。由于側(cè)溝交替運(yùn)行，設(shè)備利用率較低。 （c）一體化氧化溝 一體化氧化溝就是將沉淀池建在氧化溝內(nèi)，即氧化溝的一個(gè)溝內(nèi)設(shè)沉淀槽，在沉淀池兩側(cè)設(shè)隔板，底部設(shè)一導(dǎo)流板。在水面上設(shè)集水裝置以收集出水，混合液從沉淀池底部流走，部分污泥則從間隙回流至氧化溝。一體化氧化溝將曝氣、沉淀功能集于一體，免除了污泥回流系統(tǒng)，但其結(jié)構(gòu)有待進(jìn)一步完善。 （d）奧貝爾氧化溝 奧貝爾氧化溝由三個(gè)同心橢園形溝道組成，污水由外溝道進(jìn)入溝內(nèi)，然后依次進(jìn)入中間溝道和內(nèi)溝道，最后經(jīng)中心島流出，至二次沉淀池。在各溝道橫跨安裝有不同數(shù)量轉(zhuǎn)碟氣機(jī)，進(jìn)行供氧兼有較強(qiáng)的推流攪拌作用。外溝道體積占整個(gè)氧化溝體積的50—55%，,高效地完成主要氧化作用：中間溝道容積一般為25%—30%，作為“擺動(dòng)溝道”，可發(fā)揮外溝道或內(nèi)溝道的強(qiáng)化作用；內(nèi)溝道的容積約為總?cè)莘e的15%—20%，需要較高的溶解氧值（），以保證有機(jī)物和氨氮有較高的去除率。 外溝道的供氧量通常為總供氧量的50%左右，但80%以上的BOD5可以在外溝道中去除。由于外溝道溶解氧平均值很低，絕大部分區(qū)域DO為0mg/L，所以，氧傳遞作用是在虧氧條件下進(jìn)行的，大大提高了氧傳遞效率，達(dá)到了節(jié)約能耗的目的。一般情況下，可以節(jié)省電耗20%左右。內(nèi)溝道作為最終出水的把關(guān)，一般應(yīng)保持較高的溶解氧，但內(nèi)溝道容積最小，能耗是較低的。中溝道起到互補(bǔ)調(diào)節(jié)作用，提高了運(yùn)行的可靠性和可控性。因此，奧貝爾氧化溝可以在確保處理效果的前提下，可以獲得較大的節(jié)能效益。 對(duì)于每個(gè)溝道內(nèi)來講，混合液的流態(tài)為完全混合式，對(duì)進(jìn)水水質(zhì)、水量的變化具有較強(qiáng)的抗沖擊負(fù)荷能力；對(duì)于三個(gè)溝道來講，溝道與溝道之間的流態(tài)為推流式，且具有完全不同溶解氧濃度和污泥負(fù)荷。奧貝爾氧化溝實(shí)際上是多溝道串聯(lián)的溝型，同時(shí)具有推流式和完全混合式兩種流態(tài)的優(yōu)點(diǎn)，這種特殊設(shè)計(jì)兼有氧化溝和A2/O工藝的特點(diǎn)，耐沖擊負(fù)荷，可避免普通完全混合式氧化溝易發(fā)生的污泥膨脹現(xiàn)象，可以獲得較好的出水水質(zhì)和穩(wěn)定的處理效果。 不同工藝的處理效果與其所配套的附屬設(shè)備是分不開的，往往是新設(shè)備的產(chǎn)生、發(fā)展帶動(dòng)了工藝的改革，使其處理優(yōu)越性得以突現(xiàn)。 奧貝爾氧化溝采用的曝氣轉(zhuǎn)碟，其表面有符合水力特性的一系列凹孔和三角形突起，使其在與水體接觸時(shí)將污水打碎成細(xì)密水花，具有較高的充氧能力和混合效率。通過改變曝氣機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向、浸水深度、轉(zhuǎn)速和開停數(shù)量，可以調(diào)整其供氧能力和電耗水平。尤其是蝶片可以方便拆裝，更為優(yōu)化運(yùn)行提供了簡(jiǎn)便手段。另一方面，并在碟片最大切線區(qū)設(shè)置T形推流和切割葉片，增強(qiáng)切割氣泡，推動(dòng)混合液的能力。平行切入在水中旋轉(zhuǎn)運(yùn)行，具有極強(qiáng)的整流和推流能力。實(shí)踐證明，在水深為5m ，在不需要水下推進(jìn)器時(shí)。當(dāng)污水濃度下降，為節(jié)能而減少曝氣機(jī)運(yùn)行臺(tái)數(shù)時(shí)，一般也不必?fù)?dān)心沉淀的發(fā)生。這是曝氣轉(zhuǎn)碟和奧貝爾溝型所獨(dú)具的優(yōu)點(diǎn)。 奧貝爾氧化溝的溝道布置，便于采用不同種類的工藝模式。在使用普通活性污泥法時(shí)，內(nèi)溝道用于曝氣，外溝道用于需氧消化；使用接觸穩(wěn)定和分段曝氣時(shí)，是把進(jìn)水和回流污泥引入相應(yīng)的溝道中；為了保證高質(zhì)量而穩(wěn)定的處理效果和減少污泥量，需要進(jìn)行硝化時(shí)采延時(shí)曝氣模式。 根據(jù)本次設(shè)計(jì)污水處理的特點(diǎn)，我們可以看出A2/O法