【正文】 （ 4）污水、污泥處理流程確定及設(shè)計方案對比論證。 （ 3）主要處理構(gòu)筑物圖 3～ 4 張 。 設(shè)計目的 水是一種寶貴的自然資源，是自然界的基本要素，也是人類和一切生物 賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)。 通過 對 城市污水處理廠 處理 工藝的選擇、設(shè)計， 可以 培養(yǎng)環(huán)境工程專業(yè)學生利用所學到的水污染控制理論，系統(tǒng)的掌握污水處理方案比較、優(yōu)化，各主要構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計與參數(shù)計算 的能力。近年來，隨著可持續(xù)發(fā)展 和循環(huán)經(jīng)濟理念的推廣，工業(yè)文明時代正被人們有意識地轉(zhuǎn)向環(huán)境文明時代，生態(tài)環(huán)境的標準在日益提高。 自 1914年英國 曼徹斯特 活性污泥法處理技術(shù)問世以來，一直被世界各國廣泛采用，目前發(fā)達國家 已普及了二級生物處理。隨著近代生物學的發(fā)展以及人們對生物技術(shù)的掌握，不同菌群的生物學特性日益為人們所熟悉。 [1] 目前存在的問題 a)污水處理廠建設(shè)資金的短缺 b)污水處理廠運行經(jīng)費不能到位 c)進口設(shè)備的維修及設(shè)備備件的開發(fā) d)污水處理工藝選擇有一陣風的現(xiàn)象，不結(jié)合本地區(qū)的實際情況選熱門藝 e)污水處理后的再生水得不到充分的利用 f)污泥沒有真正達到無害化，沒有最終處置的途徑 茂名學院本科畢業(yè)設(shè)計： Carrousel 氧化溝城鎮(zhèn)污水處理廠的設(shè)計 4 g)污水處理廠沒有除臭裝置 今后的發(fā)展趨勢 a) 經(jīng)濟發(fā)展與污水處理事業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展 b) 扶植國內(nèi)環(huán)保產(chǎn)業(yè)（污水處理行業(yè)）的發(fā)展 c) 多方籌資加速污水處理廠的建設(shè)，以最短的時間控制、治理已造成污染的水環(huán)境 d)改變污水處理行業(yè)的運營機制，由事業(yè)型向企業(yè)經(jīng)營型轉(zhuǎn)變 e) 加強污水處理工藝選擇機制，為各地區(qū)污水處理廠建設(shè)的工藝 審查把關(guān) f)政府應(yīng)給予污水處理行業(yè)優(yōu)惠的政策 g)再生水回用 h)加大宣傳力度，提高全民水的憂患意識 污水處理中生物方法的比較 國內(nèi)外城市污水處理的流行工藝 國內(nèi)外城市污水處理工藝大致可分為兩大類：活性污泥法、生物膜法。是德國亞琛工業(yè)大學賓克（ Bohnke） 教授于 70年代中期開創(chuàng)的。 A 級與 B 級間設(shè)中間沉淀池。此法集進水、曝氣、沉淀、出水在一座池子中完成，常由四個或三個池子構(gòu)成一組，輪流運轉(zhuǎn)，一池一池地間歇運行，故稱序批式活性污泥法。和標準活性污泥系統(tǒng)相比，序批式活性污泥系統(tǒng)有很多優(yōu)勢，如 :運行費用較低、脫氮除磷效率高、污泥膨脹少等。在厭氧條件下，聚磷菌通過它們的細胞膜吸收利用細胞內(nèi)聚磷水解釋放的能量，將脂肪酸轉(zhuǎn)化為醋酸。當磷的聚集量超過細胞正常生長所需要的量或者生物量過剩時，普遍認為生物除磷能力會提高。根據(jù)最近的研究表明，一些除磷微生物可以利用硝酸鹽代替氧氣和好氧嗜磷菌之類作為電子受體。在實踐中，生物除磷通常和脫氮同時進行。 PH 值的變化通常可以為持續(xù)生物反應(yīng)提供了一個很好的指示。根據(jù)氧化溝構(gòu)造和運行特征，并根據(jù)不同的發(fā)明者和專利情況可分為以下幾種有代表性的類型。 b) 交替工作式氧化溝 早期是丹麥 Kr252。由于雙溝式氧化溝的設(shè)備閑置率高（利用率 50% ） ,所以該公司為了占 領(lǐng)發(fā)展中國市場，又開發(fā)了三溝式（ T 型 ） 氧化溝，提高了設(shè)備利用率（ %） 。 e) 微孔曝氣氧化溝 由廣東省環(huán)境工程裝備總公司發(fā)明的微孔曝氣氧化溝（專利號 ） ,采用微孔曝氣，具有工藝先進、出水水質(zhì)穩(wěn) 定、占地少、節(jié)能等特點。 普通曝氣法及其變法 本工藝出現(xiàn)最早，至今仍有較強的生命力。采用普通曝氣法去除 BOD5，在池型上有多種形式 (如下文所述的氧化溝 )，工程上稱為普通曝氣法的變法，亦可統(tǒng)稱為普通曝氣法。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氣逸入大氣，達到脫氮的目的。它集 “ 序批法 ” 、 “ 普通曝氣池法 ” 及 “ 三溝式氧化溝法 ” 的優(yōu)點，克服了 “ 序批法 ” 間歇進水、“ 三溝式氧化溝法 ” 占地面積大、 “ 普通曝氣池法 ” 設(shè)備多的缺點。 UNITANK 工藝由比利時 Seghers 公司首先建在我國的澳門特區(qū)， 該廠 污水處理量140km3/d(不下雨時平均處理水量為 70km3/d)，池型封閉，設(shè)計采用的容積負荷為(m3?d)，總的反應(yīng)池體積為 46800m3，曝氣池水力停留時間為 8h，出水的BOD SS＜ 20mg/L。 [7] UNITANK 工藝的成功與否有賴于系統(tǒng)采用穩(wěn)定可靠的儀表及設(shè)備，因此引進技術(shù)，消化、吸收和開發(fā)先進的自控系統(tǒng)是應(yīng)用此工藝的關(guān)鍵問題。由于選用的填料不同，以及是否有脫氮要求，設(shè)計的工藝參數(shù)是不同的，如要求處理出水 BOD SS＜ 20mg/L，去除 BOD5達 90%以上的工藝，其容積負荷為 ～ kgBOD5/(m3?d)，水力停留時間 1～ 2h；以硝化 (90%以上 )為主的工藝，其容積負荷為 ～ (m3?d)，水力停留時間 2～ 3h。這些氧化溝由于在結(jié)構(gòu)和運行上存在差異，因此各具特點。由于從內(nèi)溝 (好氧區(qū) )到中溝 (缺氧區(qū) )之間沒有回流設(shè)施，所以總的脫氮效率較差。不設(shè)厭氧池，不具備除磷功能。 在污水脫氮除磷的工藝設(shè)計中必須具備厭氧、缺氧、好氧 3個基本條件，但是在實施過程中由于所需的處理構(gòu)筑物多、 污泥回流量大，從而造成投資大、能耗多、運行管理復(fù)雜。所以這里我們也將選擇卡魯塞爾氧化溝作為生物處理工藝。氧化溝曝氣混合設(shè)備有表面曝氣機、曝氣轉(zhuǎn)刷或轉(zhuǎn)盤、射流曝氣器、導管式曝氣器和提升管式曝氣機等，近年來配合使用的還有水下推動器。在曝氣機下游，水流由曝氣區(qū)的湍流狀態(tài)變成之后的平流狀態(tài)，水流維持在最小流速，保證活性污泥處于懸浮狀態(tài)（平均流速 ） 。由于結(jié)構(gòu)的限制，這種氧化溝雖然可以有效的去 除 BOD，但除磷脫氮的能力有限。由于直棒式格柵運行可靠，布局簡潔，易于安裝維護，本工藝選用直棒式格柵。豎流式沉砂池是污水自下而上由中心管進入池內(nèi)，無機物顆粒藉重力沉于池底，處理效果一般較差。 氧化溝 主要比較已經(jīng)在前面敘述，采用 Carrousel 氧化溝 。 c) 豎流沉式淀池 池型可用圓形或正方形。 污泥處理部分 a) 污泥的處理要求 污泥生物處理過程中將產(chǎn)生大量的生物污泥，有機物含量較高且不穩(wěn)定，易腐化，并含有寄生蟲卵，若不妥善處理和處置，將造成二次污染。 c法則設(shè)備投資和運行費用過于昂貴，目前僅用于工業(yè)污泥和垃圾的處理。項目 方案一 方案二 主要構(gòu)筑物 ①污泥 貯泥池 ② 濃縮、脫水機房 ① 污泥濃縮池 ② 脫水機房 主要設(shè)備 ① 濃縮池刮泥機 ① 濃縮池刮泥機 ② 脫水機 占地面積 小 大 絮凝劑總用量 ≤對環(huán)境的影響 小 大 總土建費用 小 大 總設(shè)備費用 一般 稍大 第二章 工藝流程的確定 13 物料衡算 表 物料衡算表 ( 單位： mg/l ) BOD5 CODCr NH3N SS 進水 出水 去除率 進水 出水 去除率 進水 出水 去除率 進水 出水 去除率 粗格柵 — — — — — — — — — 238 225 % 細格柵 — — — — — — — — — 225 210 % 平流沉砂池 190 180 % 380 370 % 49 47 % 210 120 % 卡式氧化溝 180 20 % 370 40 % 47 10 % 120 20 % 二沉池 20 14 % 40 38 % 10 % 20 19 % 茂名學院本科畢業(yè)設(shè)計： Carrousel 氧化溝城鎮(zhèn)污水處理廠的設(shè)計 14 第三章 污水處理系統(tǒng) 設(shè)計流量 ： 平均流量： Qa=100000m3 /d= /h= m3 /s 總變化系數(shù)：0 .1 1 0 .1 12 .7 2 .7 1 .2 41160z aK Q? ? ? 式中： Qa－平均流量， L/S 。 如前面所述，選用 三 座 平面矩形格柵 并聯(lián)使用 。 mbBl 11 ?????? ? 式中： B 為格柵總寬度 ,m； b1為進水渠寬 ,m； ?為漸寬部分展開角度 ,20o 。 因為每日柵渣量＞ ／ｄ ，宜采用機械清渣 清渣設(shè)備 （ 1） 亞太環(huán)保公司的 FH型旋轉(zhuǎn)式格柵除污機， 2臺， N=。 (2)集水池設(shè)計 集水池容積采用相當于一臺泵的 15min流量 : 151177 mV ??? 取有效水深 h＝ ，則集水池面積 mhwA ??? (3)泵房平面尺寸 據(jù)所選泵型，每臺泵寬 ，取機器間隔為 ， 則 L＝ *7+*8＝ 則 B＝ A/L＝ ＝ 取 第三 章 污水 處理系統(tǒng) 17 泵房平面尺寸即為： L*B＝ * m2 (4) 選擇 LD－ A型電動單梁起重機， 整機與 CD1型、 MD1型電動葫蘆配套使用 ， 其起重量為 1t10t。 設(shè)計參數(shù) 設(shè)計流量 Qmax=，柵前水深 ，過柵流速 v= 柵條間隙 b=10mm，柵前長度 L1=，柵后長度 L2= 格柵傾角 a=60176。 （ 2） SY 型柵渣壓榨機 ， 3臺 ,功率 。 （ 4） 進水頭部應(yīng)采取效能和整流措施 。3 ?h 貯 砂斗上口寬： mbhb oo a n a n2 139。33 ?????????? 池總高度： 設(shè)超高 h1 = mhhhH ??????? 核算最小流速 vmin smsmAn qv 33m i n1 m i nm i n ??????? 符合要求 式中： minq — 設(shè)計最小流 量， m3 /s； 1n — 最小流量時工作的沉沙池數(shù)目，取 11?n ； minA — 最小流量時沉沙池中的水流斷面面積， m2。 出水采用鑄鐵管連接氧化溝溝體建設(shè)。 選取設(shè)計參數(shù) 污泥產(chǎn)率系數(shù) Y=； 內(nèi)源代謝系數(shù) ?? dkd ； 假設(shè)可生物降 解的 VSS比例 ?bf ； 設(shè)混合液中 70%為揮發(fā)性的； 茂名學院本科畢業(yè)設(shè)計： Carrousel 氧化溝城鎮(zhèn)污水處理廠的設(shè)計 22 選擇總 MLSS濃度為 4000mg/L； 曝氣器采用 立式低速表曝 機 ； 反應(yīng)池中溶解氧濃度 C=； ?? ， ?? ； )/( 3 dk gM L V SSNk gN Oq dn ??? ?； 脫氮溫度修正系數(shù) ?? 。 （ 7） 復(fù)核可生物降解 VSS比例（ bf ） Xk YSXkXkYSXkYSf d rddrdrb 2 )(4)(2 ????? 其中， 4 3 1 03 1 0 0 6 0 ?????? XkYS dr ，代入求得 ?bf 如果 bf 值與最初的假設(shè)值相差較大，（ 1） （ 6）需要重新計算。1 mXN NVdnT ????? 脫氮水力停留時間 hqV 111 ????? 氧化溝總體積及總水力停留時間的計算 31 6 3 2 1 0 7 2 mVVV T ????? hT ????? ??? 氧化溝尺寸設(shè)計計算 氧化溝計算草圖如圖 ： 茂名學院本科畢業(yè)設(shè)計： Carrousel 氧化溝城鎮(zhèn)污水處理廠的設(shè)計 24 圖 氧化溝草圖 （ 1） 溝體尺寸 設(shè) 氧化溝寬度 mB ? ，取氧化溝水深 mh ? ，超高 mh ? ， 間分隔墻厚度為 mb ? ， 氧化溝總高 H為 mhhH ????? 每組溝道的面積為 ： 22 mhVA ??? 每組氧化溝小 彎道面積為： 2221 mBA ???????? ????????? ?? ? 每組氧化溝大彎道面積為 ： 2222 mBA ???????? ??????????? ?? ? 小 彎道部分長度為 ： ? ? ? ? mBL ??????????? ? 大彎道部分長度為 ： ? ? ? ? mBL ??????????? ? 直線部分面積為： 2213 mAAAA ??????? 直線部分長度為： mBAL ??? 氧化溝的總長度為： mLLLL ??????? 取 460m （ 2） 出水堰及出水豎井 ① 出水堰 . 出水堰計算按薄壁堰來考慮 第三 章 污水 處理系統(tǒng) 25 Q= b 式中 : b堰寬 。dnN 為： )/(0 3 )2023()20(39。 ??????? ? 假設(shè)出水 SS=20mg/L,vss/ss=,則 VSS的 BOD5 LmgB O D / ???? 所以總出水 BOD5 LmgB O D / ??? 達到排放標準。為了使氧化溝在任一 組發(fā)生故障時還能正常工作，每組設(shè)計流 量 3100000 255 1 4Qq k m d? ? ?? 原始設(shè)計參數(shù) Q=100km3/d（共設(shè) 5組，每組設(shè)計流量 smdq /?? ）； 進水水質(zhì) 出水水質(zhì) LmgCOD cr /380? ； LmgCOD cr /