【正文】 （ 4）污水、污泥處理流程確定及設(shè)計(jì)方案對(duì)比論證。 （ 3）主要處理構(gòu)筑物圖 3～ 4 張 。 設(shè)計(jì)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(lèi)和一切生物 賴(lài)以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)。 通過(guò) 對(duì) 城市污水處理廠(chǎng) 處理 工藝的選擇、設(shè)計(jì)， 可以 培養(yǎng)環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生利用所學(xué)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(jì)與參數(shù)計(jì)算 的能力。近年來(lái)，隨著可持續(xù)發(fā)展 和循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念的推廣，工業(yè)文明時(shí)代正被人們有意識(shí)地轉(zhuǎn)向環(huán)境文明時(shí)代，生態(tài)環(huán)境的標(biāo)準(zhǔn)在日益提高。 自 1914年英國(guó) 曼徹斯特 活性污泥法處理技術(shù)問(wèn)世以來(lái)，一直被世界各國(guó)廣泛采用，目前發(fā)達(dá)國(guó)家 已普及了二級(jí)生物處理。隨著近代生物學(xué)的發(fā)展以及人們對(duì)生物技術(shù)的掌握，不同菌群的生物學(xué)特性日益為人們所熟悉。 [1] 目前存在的問(wèn)題 a)污水處理廠(chǎng)建設(shè)資金的短缺 b)污水處理廠(chǎng)運(yùn)行經(jīng)費(fèi)不能到位 c)進(jìn)口設(shè)備的維修及設(shè)備備件的開(kāi)發(fā) d)污水處理工藝選擇有一陣風(fēng)的現(xiàn)象，不結(jié)合本地區(qū)的實(shí)際情況選熱門(mén)藝 e)污水處理后的再生水得不到充分的利用 f)污泥沒(méi)有真正達(dá)到無(wú)害化，沒(méi)有最終處置的途徑 茂名學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)： Carrousel 氧化溝城鎮(zhèn)污水處理廠(chǎng)的設(shè)計(jì) 4 g)污水處理廠(chǎng)沒(méi)有除臭裝置 今后的發(fā)展趨勢(shì) a) 經(jīng)濟(jì)發(fā)展與污水處理事業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展 b) 扶植國(guó)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(chǎng)的建設(shè)，以最短的時(shí)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(yùn)營(yíng)機(jī)制，由事業(yè)型向企業(yè)經(jīng)營(yíng)型轉(zhuǎn)變 e) 加強(qiáng)污水處理工藝選擇機(jī)制，為各地區(qū)污水處理廠(chǎng)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(yōu)患意識(shí) 污水處理中生物方法的比較 國(guó)內(nèi)外城市污水處理的流行工藝 國(guó)內(nèi)外城市污水處理工藝大致可分為兩大類(lèi)：活性污泥法、生物膜法。是德國(guó)亞琛工業(yè)大學(xué)賓克（ Bohnke） 教授于 70年代中期開(kāi)創(chuàng)的。 A 級(jí)與 B 級(jí)間設(shè)中間沉淀池。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(chēng)序批式活性污泥法。和標(biāo)準(zhǔn)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(shì)，如 :運(yùn)行費(fèi)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(guò)它們的細(xì)胞膜吸收利用細(xì)胞內(nèi)聚磷水解釋放的能量，將脂肪酸轉(zhuǎn)化為醋酸。當(dāng)磷的聚集量超過(guò)細(xì)胞正常生長(zhǎng)所需要的量或者生物量過(guò)剩時(shí)，普遍認(rèn)為生物除磷能力會(huì)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(lèi)作為電子受體。在實(shí)踐中，生物除磷通常和脫氮同時(shí)進(jìn)行。 PH 值的變化通?？梢詾槌掷m(xù)生物反應(yīng)提供了一個(gè)很好的指示。根據(jù)氧化溝構(gòu)造和運(yùn)行特征，并根據(jù)不同的發(fā)明者和專(zhuān)利情況可分為以下幾種有代表性的類(lèi)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(guó)市場(chǎng)，又開(kāi)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(zhuān)利號(hào) ） ,采用微孔曝氣，具有工藝先進(jìn)、出水水質(zhì)穩(wěn) 定、占地少、節(jié)能等特點(diǎn)。 普通曝氣法及其變法 本工藝出現(xiàn)最早，至今仍有較強(qiáng)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(chēng)為普通曝氣法的變法，亦可統(tǒng)稱(chēng)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(jī)碳源 )，將來(lái)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。它集 “ 序批法 ” 、 “ 普通曝氣池法 ” 及 “ 三溝式氧化溝法 ” 的優(yōu)點(diǎn)，克服了 “ 序批法 ” 間歇進(jìn)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(diǎn)。 UNITANK 工藝由比利時(shí) Seghers 公司首先建在我國(guó)的澳門(mén)特區(qū)， 該廠(chǎng) 污水處理量140km3/d(不下雨時(shí)平均處理水量為 70km3/d)，池型封閉，設(shè)計(jì)采用的容積負(fù)荷為(m3?d)，總的反應(yīng)池體積為 46800m3，曝氣池水力停留時(shí)間為 8h，出水的BOD SS＜ 20mg/L。 [7] UNITANK 工藝的成功與否有賴(lài)于系統(tǒng)采用穩(wěn)定可靠的儀表及設(shè)備，因此引進(jìn)技術(shù)，消化、吸收和開(kāi)發(fā)先進(jìn)的自控系統(tǒng)是應(yīng)用此工藝的關(guān)鍵問(wèn)題。由于選用的填料不同，以及是否有脫氮要求，設(shè)計(jì)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(dá) 90%以上的工藝，其容積負(fù)荷為 ～ kgBOD5/(m3?d)，水力停留時(shí)間 1～ 2h；以硝化 (90%以上 )為主的工藝，其容積負(fù)荷為 ～ (m3?d)，水力停留時(shí)間 2～ 3h。這些氧化溝由于在結(jié)構(gòu)和運(yùn)行上存在差異，因此各具特點(diǎn)。由于從內(nèi)溝 (好氧區(qū) )到中溝 (缺氧區(qū) )之間沒(méi)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(jì)中必須具備厭氧、缺氧、好氧 3個(gè)基本條件，但是在實(shí)施過(guò)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(yùn)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(jī)、曝氣轉(zhuǎn)刷或轉(zhuǎn)盤(pán)、射流曝氣器、導(dǎo)管式曝氣器和提升管式曝氣機(jī)等，近年來(lái)配合使用的還有水下推動(dòng)器。在曝氣機(jī)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(yùn)行可靠，布局簡(jiǎn)潔，易于安裝維護(hù)，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(jìn)入池內(nèi)，無(wú)機(jī)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(guò)程中將產(chǎn)生大量的生物污泥，有機(jī)物含量較高且不穩(wěn)定，易腐化，并含有寄生蟲(chóng)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(yùn)行費(fèi)用過(guò)于昂貴，目前僅用于工業(yè)污泥和垃圾的處理。項(xiàng)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(jī)房 ① 污泥濃縮池 ② 脫水機(jī)房 主要設(shè)備 ① 濃縮池刮泥機(jī) ① 濃縮池刮泥機(jī) ② 脫水機(jī) 占地面積 小 大 絮凝劑總用量 ≤對(duì)環(huán)境的影響 小 大 總土建費(fèi)用 小 大 總設(shè)備費(fèi)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(jìn)水 出水 去除率 進(jìn)水 出水 去除率 進(jìn)水 出水 去除率 進(jìn)水 出水 去除率 粗格柵 — — — — — — — — — 238 225 % 細(xì)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(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)： Carrousel 氧化溝城鎮(zhèn)污水處理廠(chǎng)的設(shè)計(jì) 14 第三章 污水處理系統(tǒng) 設(shè)計(jì)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(jìn)水渠寬 ,m； ?為漸寬部分展開(kāi)角度 ,20o 。 因?yàn)槊咳諙旁浚?／ｄ ，宜采用機(jī)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(jī)， 2臺(tái)， N=。 (2)集水池設(shè)計(jì) 集水池容積采用相當(dāng)于一臺(tái)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(tái)泵寬 ，取機(jī)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(dòng)單梁起重機(jī)， 整機(jī)與 CD1型、 MD1型電動(dòng)葫蘆配套使用 ， 其起重量為 1t10t。 設(shè)計(jì)參數(shù) 設(shè)計(jì)流量 Qmax=，柵前水深 ，過(guò)柵流速 v= 柵條間隙 b=10mm，柵前長(zhǎng)度 L1=，柵后長(zhǎng)度 L2= 格柵傾角 a=60176。 （ 2） SY 型柵渣壓榨機(jī) ， 3臺(tái) ,功率 。 （ 4） 進(jìn)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(jì)最小流 量， m3 /s； 1n — 最小流量時(shí)工作的沉沙池?cái)?shù)目，取 11?n ； minA — 最小流量時(shí)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(jì)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(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)： Carrousel 氧化溝城鎮(zhèn)污水處理廠(chǎng)的設(shè)計(jì) 22 選擇總 MLSS濃度為 4000mg/L； 曝氣器采用 立式低速表曝 機(jī) ； 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(jì)算。1 mXN NVdnT ????? 脫氮水力停留時(shí)間 hqV 111 ????? 氧化溝總體積及總水力停留時(shí)間的計(jì)算 31 6 3 2 1 0 7 2 mVVV T ????? hT ????? ??? 氧化溝尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算 氧化溝計(jì)算草圖如圖 ： 茂名學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)： Carrousel 氧化溝城鎮(zhèn)污水處理廠(chǎng)的設(shè)計(jì) 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(zhǎng)度為 ： ? ? ? ? mBL ??????????? ? 大彎道部分長(zhǎng)度為 ： ? ? ? ? mBL ??????????? ? 直線(xiàn)部分面積為： 2213 mAAAA ??????? 直線(xiàn)部分長(zhǎng)度為： mBAL ??? 氧化溝的總長(zhǎng)度為： mLLLL ??????? 取 460m （ 2） 出水堰及出水豎井 ① 出水堰 . 出水堰計(jì)算按薄壁堰來(lái)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(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。為了使氧化溝在任一 組發(fā)生故障時(shí)還能正常工作，每組設(shè)計(jì)流 量 3100000 255 1 4Qq k m d? ? ?? 原始設(shè)計(jì)參數(shù) Q=100km3/d（共設(shè) 5組，每組設(shè)計(jì)流量 smdq /?? ）； 進(jìn)水水質(zhì) 出水水質(zhì) LmgCOD cr /380? ； LmgCOD cr /