【正文】 供需矛盾將更加突出，水資源不足已成為制約國民經濟和社會發(fā)展的重要因素。隨著城鎮(zhèn)經濟快速發(fā)展，人口迅速增加，城鎮(zhèn)生活污水排放量逐年增多，而大多數城鎮(zhèn)污水處理設施不夠完善，生活污水未經處理直接排放，嚴重污染了環(huán)境。 城市污水的特征及建造城市污水處理廠的必要性 2008年，全國廢水排放總量為620億噸，%。城市污水的性質特征主要與下列因素有關：人們的生活習慣；氣候環(huán)境條件；生活污水與生產廢水所占的比例；所采用的排水體制以及國家、地方部門對水質的要求等。因此，應加強對城市污水治理的政策措施，將城市污水處理列為環(huán)保工作重點，保證我國水環(huán)境和水資源的可持續(xù)發(fā)展。隨著改革開放不斷深入，我國的污水處理事業(yè)也得到了快速的發(fā)展。其中住宅建筑面積82579平方米，紅十字住宅中心3000平方米，公用配套設施5902平方米（包括幼兒園、商業(yè)網點、娛樂室、配電站、物業(yè)管理中心、垃圾站、運動場等），并配有綠化廣場。⑴ 年平均氣溫 ℃極端最高氣溫 ℃極端最低氣溫 ℃⑵ 年平均雨量 mm年最大降雨量 mm月最大降雨量 mm⑶ 年平均相對濕度 80 %年最小相對濕度 10 %⑷ 年平均風速 m/s年最大風速 24 m/s年最多風向及頻率 NW 24 %⑸ 年最大積雪深度： 20 cm年最大凍土深度： 5 cm3. 交通及建設衛(wèi)技新村住宅小區(qū)位于長沙市岳麓山咸嘉村，緊鄰銀雙路及金星路，是衛(wèi)生廳主管的廳屬職工高級住宅小區(qū)建設項目。長沙地區(qū)地震設計烈度為6度，本工程建筑按6度設防。（4）處理場地處于衛(wèi)技新村住宅小區(qū)內，工程設計與布局應與區(qū)域地形地貌協(xié)調，充分體現園林化的特色。由此可計算出設計水量，包括：小區(qū)日平均污水排放量和日最大流量。小區(qū)污水排放采用雨污分流制。取160 L/人根據《室外排水設計規(guī)范GB500142006》，我國生活污水污染物排放標準：BOD為25～50g/（人?日），SS為40～65g/（人?日），總氮為5～11g/（人?日），～（人?日）。 12C時的控制指標，括號內數值為水溫12時的控制指標。遼寧污水處理廠其中生活污水量占一半，其余包括石油、化工、造紙、印染等多種工業(yè)廢水。我國第一座大型城市污水處理廠—污水處理廠招標—天津市紀莊子污水處理廠于1982年破土動工，1984年4月28日竣工投產運行，處理規(guī)醫(yī)院污水處理模為26萬m/d。與1990年相比，城市排水管道增加543萍鄉(xiāng)污水處理廠73km，平均每年增長10874km；城市污水處理廠169座(其中二級生化處理廠116座)，％。據統(tǒng)計，到2000年底，全國已建設城市污水處理廠427座，其中二級處理廠282座，二級處理率約為污水處理原理15％。從國情出發(fā)，我國城市污水處理發(fā)展趨勢：　(1)氮、磷營天津污水處理養(yǎng)物質的去除仍為重點也素難點；　(2)工業(yè)廢水治理開始轉向全過程控制污水處理設施；　(3)單獨分散處理轉為城市污水集中處理；　(4)污水處理廠招標水質控制指標越來越嚴；(5)由單純工藝技術研究轉向工藝、設備、工程的武漢污水處理廠綜合集成與產業(yè)化及經濟、政策、標準的綜合性研究；　(6)污水再生利用提上濟寧污水處理廠日程；　(7)中小城鎮(zhèn)污水污染與治理問題開始受到重視。 小區(qū)生活污水的定義來源及特征 定義醫(yī)院、港口、公園、商業(yè)中心、新建的郊外住宅區(qū)、高級住宅區(qū)、療養(yǎng)區(qū)、學校、農場、漁場、狩獵場等均可稱為小區(qū)，我們最常遇到的主要是由居住區(qū)、療養(yǎng)院、商業(yè)中心、機關學校等一種功能或多種功能構成的相對獨立的區(qū)域，其排水系統(tǒng)通常不在城市市政管網覆蓋范圍之內。根據我國情況，建議把等于或小于4000m3/d的處理廠定義為小區(qū)污水處理廠。其特點有三：沖洗廁所的水中含有糞便，是多種疾病的傳染源；生活污水濃度低，其中干物質濃度為1%~3%,COD濃度僅為500~1000mg/L。該工藝對曝氣池按高、低負荷分二級供氧，A級負荷高，曝氣時間短，產生污泥量大，(kgMLSS二級池子F/M(污染物量與微生物量之比)不同，形成不同的微生物群體。A段中的短世代周期的微生物在高負荷條件下處于對數增殖期，同時也產生大量的粘性物質，使其與污水中的懸浮物、顆粒以及游離的細菌等產生吸附絮凝，形成較密實的絮凝體，然后通過沉淀去除；通過生物氧化去除的比例較小。B段曝氣池以中低負荷運行，整體有利于避免污泥膨脹現象的發(fā)生。② SBR法(Sequencing Batch Reactor)SBR法早在20世紀初已開發(fā)，由于人工管理繁瑣未予推廣。但因每個池子都需要設曝氣和輸配水系統(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。反應池內基質濃度變化也是從高到底，至反應結束時（嚴格意義上指沉淀結束時）上清液中的基質濃度最低。優(yōu)點:，占地面積小，投資較低。應注意的問題: :SBR反應池的進水和出水均為間斷的，而處理的污水無論是間斷還是連續(xù)進入污水處理廠，兩者之間都存在水量的匹配問題，影響SBR反應池的設計參數，也會影響調節(jié)池的取設及調節(jié)池容積的大小。:間斷曝氣的運行方式，容易使水滲入曝氣頭內部，進入供氣支管中，再次曝氣時增大了管道阻力，也會造成污泥堵塞微孔。同時，還應防止水面的漂浮物隨水流排出。(2) 排水比的確定。(6) SBR間斷進水、間斷排水與前處理及后續(xù)處理構筑物的高程及水量匹配問題。 ICEAS的優(yōu)點是采用連續(xù)進水系統(tǒng)，減少了運行操作的復雜性，故適用于較大規(guī)模的污水處理，但其在工藝改進的同時也喪失了表1列出的5種優(yōu)點，僅僅保留了SBR反應器的結構特征 。　　連續(xù)進水不用進水閥門之間切換，控制簡單，從而可應用于較大型的污水廠。：CAST反應池通常按曝氣、沉淀、排水和閑置四個階段根據時間依次進行。CAST工藝的優(yōu)點，占地面積小，投資較低：CAST的核心構筑物為反應池，沒有二沉池，一般情況下不設調節(jié)池及初沉池。實踐證明，當冬季溫度較低，污泥沉降性能差時，或在處理一些特種工業(yè)廢水污泥凝聚性能差時，均不會影響CAST工藝的正常運行。CAST工藝集曝氣、沉淀等功能于一體，池容相對較大，抗水質、水量沖擊能力較大。 。： 一般情況下，CAST工藝采用自動控制和手動操作兩種方式。： CAST工藝的排水要求與SBR相同，目前，常用的設備為旋轉式撇水機，其優(yōu)點是排水均勻、排水量可調節(jié)、對底部污泥干擾小，又能防止水面漂浮物隨水排出。A/A/O法的可同步除磷脫氮機制由兩部分組成：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)。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田，可將脫氮除 磷放在下一步改擴建時考慮，以節(jié)省近期投資。近幾年在工程實踐中，通過降低普通曝氣池容積負荷，可以達到脫氮的目的；在普曝池前設置厭氧區(qū)，可以除磷，亦可用化學法除磷。h)?？ㄊ?Carrousel)簡稱循環(huán)折流式，采用倒傘形葉輪曝氣，從工藝運行來看，但污泥易于沉積，其原因是供氧與流速有矛盾。表面曝氣機使混合液中溶解氧DO的濃度增加到大約2～3mg/L。經過缺氧區(qū)的反硝化作用，混合液進入有氧區(qū)，完成一次循環(huán)。T型氧化溝構造簡單，處理效果不錯，但其采用轉刷曝氣，水深淺，占地面積大，復雜的控制儀表增加了運行管理的難度。h)］。d)，水力停留時間1～2h；以硝化(90%以上)為主的工藝，～ /(. 生物處理法的新進展生物處理法是目前研究得較多、新技術層出不窮的方法， 無論是好氧生物處理技術，還是厭氧生物處理技術都引起了研究人員的極大興趣。(1) 活性污泥法的新發(fā)展到目前為止， 對活性污泥法在運行方式上還沒有大的突破， 往往所作的是一些局部的改進， 但在曝氣方式上確取得了較大的成果， 如純氧曝氣、深井曝氣、射流曝氣， 采用微氣泡擴散器等， 這些都增大了氧轉移率、提高了氧的利用率使曝氣池中氧的濃度增加。(2) 生物膜處理法的新進展生物膜法最早出現的工藝是1893年在英國出現的將污水噴撒在粗濾料上而得以凈化的普通生物濾池，它是最早出現而至今仍在不斷改進和發(fā)展的人工生物處理設備。另外還有空氣驅動的生物轉盤、生物轉盤和曝氣池相結合、藻類轉盤等。但是由于近年來能源危機及環(huán)境污染加重，厭氧生物處理由于其產物具有能源物質而得到人們的重視， 一大批新的厭氧生物處理法技術相繼誕生， 為了提高厭氧微生物的濃度，有使厭氧微生物附著在載體表面的厭氧生物膜處理方法如厭氧生物濾池、厭氧轉盤、厭氧膨脹床、厭氧接觸氧化、厭氧檔板反應器、厭氧流化床法，以及象上流式厭氧污泥床反應器(UASB) 依靠微生物之間凝聚造粒而形成的自己固定法方法。日， %以上。在池形、運行方式、曝氣方式、載體等方面已經很難有較大的發(fā)展。在調控活性污泥系統(tǒng)時，不必再考慮污泥的沉降性能問題，從而使工藝控制大大簡化；②曝氣池的污泥濃度將大大提高(MLSS可以大于20000mg/d)從而使系統(tǒng)可在超大泥齡、超低負荷狀態(tài)下運行，充分滿足去除各種污染物質的需要；③在同樣的處理要求下，可使曝氣池容積大大減小，節(jié)省處理廠的占地面積；④污泥濃度的提高，將要求較高的曝氣速率，因而純氧曝氣將隨著膜分離而被大量采用。目前正用分子診斷技術進行這些絲狀菌的生物學定位，以進一步準確了解其特性。較傳統(tǒng)活性污泥法低?！　∮捎趥鹘y(tǒng)SBR法不能有效防止污泥膨脹現象，且除磷和脫氮效果不如CAST工藝。污泥濃縮方法的選擇：污泥濃縮的主要目的就是減少污泥體積，從而降低后續(xù)處理構筑物和設備的負荷，減少處理費用。離心濃縮法：濃縮效果好，工作效率高；占地面積小，幾乎不散發(fā)臭氣，工作環(huán)境好。中格柵: 該污水處理工程的處理規(guī)模為：720，即平均日流量，最大設計流量為，設計水量變化系數。 S——柵條寬度，m。（2）柵槽寬度取柵條寬度，則 （3）進水漸寬部分長度 根據公式： （32）式中 ——進水渠道漸寬部分長度，m；——進水渠道寬度，取進水渠寬； ——進水渠展開角，漸寬部分展開角度取； （4）柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分根據公式： （33） 式中 ——柵槽與出水渠連接渠的漸縮長度，m （5）通過格柵的水頭損失 根據公式， （34）式中——過柵水頭損失，m；——計算水頭損失，m；g——重力加速度，；k——系數，格柵受污物堵塞后，水頭損失增大的倍數，一般k=3；ε——阻力系數，與格柵斷面形狀有關，ε=，當為矩形斷面時，β=?！钗鬯髁靠傋兓禂怠Ｍ瑫r由于小區(qū)污水處理系統(tǒng)管理人員較少，應盡量采用自動化程度較高的泵站，另外小區(qū)生活污水水量變化較大，應采用自灌式泵房。設有效水位高為1m，則集水間面積為： 則：V死水==V總=V有效+V死水=+=集水池水位為h1=1++=集水池總高為：H=h1+h2=+= (h2:) 。（4）水泵的總估算揚程為：H=+++= m2．初步選泵： 初步選用2臺（考慮一用一備）IP125100200型水泵，流量為：100 m3/h，水泵揚程為：25m，電機轉數為：1450r/min，功率為：7582kv，氣蝕余量（NPSH）r為:。則沿程水頭損失為：==出水管局部水頭損失計算：Dg100150漸擴管一個（），漸擴管的長度為：L==250；Dg150止回閥一個（）；Dg150彎頭三個（）；異型四通一個（）；Dg200 彎頭三個（）；Dg漸擴管長度為（）： 。為了松動集水坑內的沉渣，應在坑內設置壓力沖洗管。機器間必須采暖時選用火爐（但是必須特別注意安全）。本設計中集配水井的配水方式采用堰式配水，進水管在配水井的中心，水從配水井底中心進入，經等寬度堰流入個水斗，在由水斗經水管流入各個水處理構筑物。（1）堰上水頭H的計算：因單個出水溢流堰的流量為，一般流量大于100L/s時采用矩形堰，流量小于100L/s采用三角堰，因此本設計采用三角堰（三角堰采用），堰高h為： 式中： ——過堰流量； h ——水堰水深m；當流量為=，h=。設計計算：（1）豎流式初沉池的設計要求：1）中心管下設有喇叭口幾反射板，反射搬與中心管的各部分尺寸關系見圖36所示：圖362），澄清的污水沿池的周邊流出；；3），；4）—，—，—。. CAST主反應池的設計計算. 采用間斷進水設計的原因由于小區(qū)生活污水水量變化大，在早晨八點污水流量達到最大，在一日中三頓飯前后污水流量分別達到不同的高峰，由此可知小區(qū)污水流量將會呈現周期性的變化，為了保證經處理后的水質達到國家規(guī)定的排放標準，避免出現由于某一時段污水流量較大而導致出水水質不達標的現象，本設計的CAST工藝將采用間斷進水，可根據流量變化適當的調整處理周期，保證處理后的水質到達國家規(guī)定