【正文】 際上，有些城市采取的高投資、高運行費的 ―新工藝 ‖，由于水質(zhì)不穩(wěn)定，水量波動大等緣故，并未收到理想的處理效果。 目前國內(nèi)外 生活污水 二級處理方法大概分為 5 種： AB 工藝 ， A2/O 生物脫氮除磷工藝，氧化溝工藝， SBR 工藝， Cass 工藝。 AB 法盡管有節(jié)能的優(yōu)點，但不適合低濃度水質(zhì)， A 級與B 級也可分期建設(shè)。 SBR 工藝 SBR 是序列間歇式活性污泥法（ Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process）的簡稱，是一種按間歇曝氣方式來運行的活性污泥污水處理技術(shù)，又稱序批式活性污泥法。 工程概況 基礎(chǔ)資料 本工程為中部某城市的城市排水工程，該市位于平原地區(qū)，整個城市起伏不大，平均坡度為 ％～ ％，地勢較平緩。氣候特點是：年降水量適中，氣溫較高，夏季炎熱，冬季寒冷而干燥。常年主導(dǎo)風(fēng)向為東南風(fēng)。 表 設(shè)計進水水質(zhì) 項目 CODCr BOD5 SS NH3N TP pH 進水水質(zhì) /(mg/L) 400 200 41 6～ 9 2）出水水質(zhì) 根據(jù)受納水體 類別或者是否回用 選擇排放標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù) 項目所在地的實際情況， 確定該污水處理廠設(shè)計出水水質(zhì)執(zhí)行 污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn) (GB8978— 1996)一級 處理標(biāo)準(zhǔn) 。 影響微生物生長的環(huán)境因素有： 1）溫度 溫度是影響微生物正常生理活動的重要因素之一。 2） 營養(yǎng)物質(zhì) 微生物為合成自生的細(xì)胞物質(zhì)，必須不斷地從其周圍環(huán)境中攝取自身生存所必需的營養(yǎng)物質(zhì)，主要的營養(yǎng)物質(zhì)是碳、氮、磷等，微生物還需要硫、鈉、鉀、鈣、鎂、鐵等元素作為營養(yǎng)，但需要量甚微。 4） pH 值 微生物的生理活動與環(huán)境的酸堿度密切相關(guān)，只有在適宜的酸堿度條件下，微生物才能進行正常的生理活動。 原污水可生化性分析 污水處理廠進水營養(yǎng)物比值見下表 。綜合國內(nèi)外的研究成果，一般認(rèn)為 BOD5/ CODCr的比值＞ 可生化性較好， BOD5/ CODCr 的比值＜ 較難生化， BOD5/ CODCr 的比值＜ 不易生化。進水中 的 BOD5 是作為營養(yǎng)物質(zhì)供除磷菌活動的基質(zhì)， BOD5/ TP 是衡量能否達到除磷的重要指標(biāo)，一般認(rèn)為該值要大于 20，比值越大，生物除磷效果越好。 1） A2/O 工藝 2） 奧貝爾（ Orbal）氧化溝工藝 3） 周期循環(huán)曝氣活性污泥法（ CASS）工藝 A2/O 工藝 AAO 工藝，亦稱 A2/O 工藝，按實質(zhì)意義來說，本工藝稱為厭氧 —缺氧 —好氧法。好氧段結(jié)構(gòu)型式與普通活性污泥法相同，且要 保證溶解氧不低于 2mg/L，水力停留時間 2～ 4 小時。 3） 基建費用低，具有較好的脫氮、除磷功能。 7） 管理維護簡單，運行費用低。 2） 需增加內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)。 傳統(tǒng)的氧化溝工藝成熟，對水質(zhì)適應(yīng)性強、抗沖擊負(fù)荷性能好；處理構(gòu)筑物少，基建投資少、管理簡進水 厭氧池 缺氧池 好氧池 沉淀池 回流污泥 排放 剩余污泥 圖 21 A2/O 工藝流程圖 內(nèi)循環(huán) 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 （論文） 8 單；剩余污泥產(chǎn)量小，但是脫氮除磷效果不是很理想。 2） 奧貝爾（ Orbal）氧化溝工藝流程圖 圖 22 奧貝爾氧化溝工藝圖 3） 奧貝爾（ Orbal）氧化溝的工藝特點 ① 總投資省。奧貝爾氧化溝一般為延時曝氣，由于污泥齡較長，污泥量少，因此污泥處理費用較低。 ⑤ 污水廠規(guī)模大于 150000~202000m3/d 以上時，氧化溝的基建投資將超過傳統(tǒng)活性污泥工藝。這是奧貝爾氧化溝的缺點，其 轉(zhuǎn)盤動力效率不超過回流污泥 曝氣轉(zhuǎn)刷 二沉池 進水 出水 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 （論文） 9 (kWh)。對于一般城市污水 CASS 工藝并不需 很高程度的預(yù) 處理，只需設(shè)置粗格柵、細(xì)格柵和沉砂池，無需初沉池和二沉池，也不需要龐大的污泥回流系統(tǒng) (只在 CASS 反應(yīng)器內(nèi)部有約 40%的污泥回流 )。 通過主反應(yīng)區(qū)污泥的回流并與進水混合，不僅充分利用了活性污泥的快 速吸附作用而加速對溶解性底物的去除并對難降解有機物也起到良好的水解作用，同時可使污泥中的磷在厭氧條件下得到有效的釋放。 3） CASS 工藝主要技術(shù)特征 ① 連續(xù)進水，間歇排水 傳統(tǒng) SBR 工藝為間斷進水，間歇排水，而實際污水排放大都是 連續(xù) 或半連續(xù)的， CASS工藝可連續(xù)進水，克服了 SBR 工藝的不足，比較適合實際排水的特點，拓寬了 SBR 工藝的應(yīng)用領(lǐng)域。 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 （論文） 10 沉淀階段 :此時停止曝氣，微生物利用水中剩余的 DO 進行氧化分解。此時反應(yīng)池逐漸過渡到厭氧狀態(tài)繼續(xù)反硝化。 ④ 溶解氧周期性變化，濃度梯度高 CASS 在反應(yīng)階段是曝氣的，微生物處于好氧狀態(tài)，在沉淀和排水階段不曝氣，微生物處于缺氧甚至厭氧狀態(tài)。 圖 23 Cass 工藝流程圖 4） CASS 工藝主要優(yōu)點 ① 工藝流程簡單，占地面積小，投資較低。 ③ 沉淀效果好。 ⑤ 生物選擇器的作用，是集中接納含有高濃度有機物的來水和處于 ―饑餓 ‖狀態(tài)的回流活性污泥。 ⑦ 剩余污泥量小，性質(zhì)穩(wěn)定。 ⑨ 自動化程度高，保證出水水質(zhì)。 CASS 工藝有著 SBR 工藝系列用于中小型污水處理廠比較經(jīng)濟的優(yōu)點，而傳統(tǒng)的活性污泥法及其變形工藝都不適用于中小型污水處理廠。 3） CASS 工藝一次性投資較少，占地面積較小，運 行靈活，抗沖擊能力強，可實現(xiàn)不同的處理目標(biāo)，不易發(fā)生污泥膨，剩余污泥量小，性質(zhì)穩(wěn)定。 ② 半靜止?fàn)顟B(tài)沉淀，表面水力和固體負(fù)荷低 ,沉淀效果好。靜止沉淀時 ,活性污泥處于缺氧狀態(tài) ,氧化合成大為減弱，但生物體內(nèi)源呼吸在進行，保證了出水水質(zhì)。一般需在城市污水廠設(shè)置一道或兩道格柵。沉砂池一般設(shè)在沉淀池之前，以保護機件和管道，保證后續(xù)作業(yè)的正常進行 ， 本設(shè)計選用 鐘 式 沉砂池 。 7） 污泥處理系統(tǒng) Cass 池的剩余污泥進入污泥濃縮池，通過加藥可以增加污泥的絮凝性，經(jīng)重力濃縮之后進入污泥脫水機房，污泥脫水后外運。 則 60s ????n ＝ 取 35 個 柵槽寬度 設(shè)柵條寬度 S＝ 10 ?（ ） 則柵槽寬度 B＝ S(n1)+bn （ ） ＝ (351)+35＝ 由柵槽寬度 B 可以知道，柵槽寬度較寬，為了便于檢修，可以設(shè)置兩套粗格柵，則每套粗格柵 柵條間隙數(shù)為 35/2 ≈18 個。 111 2 ?tgBBL ?? = ?202 tg? = m （ ） 柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度 212 LL ? = = （ ） 過柵水頭損失 01 khh ? ??? s i n2g 20 ?h （ ） 試中 h1—過柵水頭損失， m； H0—計算水頭損失， m； 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 （論文） 18 g —重力加速度， ； k —系數(shù)，格柵受污物堵塞后，水頭損失增大的倍數(shù)。 表 GSHZ1100 型型旋轉(zhuǎn)式格柵除污機參數(shù) 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 （論文） 17 型號 格柵寬度/mm 柵 隙 /mm 適用槽寬 /mm 電機功率/KW 格柵傾角 耙行速度 /（ m/min） GSHZ1100 1100 30 1200 70186。 粗格柵 提升泵站 鼓風(fēng)機房 細(xì)格柵 鐘式沉砂池 CASS 生物反應(yīng)池 污泥脫水機房 選擇池 進水 出水 柵渣沉砂外運 泥餅外運 回流污泥 注： 水路 柵渣和沉砂走向 風(fēng)路 泥路 沙水分離器 剩余污泥 污泥濃縮池 配水井 圖 24 設(shè)計污水處理工藝流程圖 消毒池 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 （論文） 14 處理程度計算 CODcr的處理程度 %1 0 0???iei C CCE （ ） 式中 E—CODcr 的處理程度 ， （％） Ci—未處理污水中 CODcr 的平均濃度，（ mg/L） Ce—允許排入水體的已處理污水中 CODcr 的平均濃度，（ mg/L） %75%100400 100400 ????E 溶解性 BOD5的處理程度 %1 0 0???ieiC CCE （ ） 式中 E—BOD5 的處理程度 ， （％） Ci—未處理污水中 BOD5 的平均濃度，（ mg/L） Ce—允許排入水體的已處理污水中 BOD5 的平均濃度，（ mg/L） %85%100200 30200 ????E SS 的處理程度 %1 0 0???ieiC CCE （ ） 式中 E—SS 的處理程度 ， （％） Ci—未處理污水中 SS 的平均濃度，（ mg/L） Ce—允許排入水體的已處理污水中 SS 的平均濃度，（ mg/L） .6%89%10 2 2 ????E NH3N的處理程度 %1 0 0???iei C CCE （ ） 式中 E—NH3N 的處理程度 ， （％） Ci—未處理污水中 NH3N 的平均濃度，（ mg/L） 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 （論文） 15 Ce—允許排入水體的已處理污水中 NH3N 的平均濃度，（ mg/L） %%1 0041 1541 ????E TP 的處理 程度 %1 0 0???iei C CCE （ ） 式中 E—TP 的處理程度 ， （％） Ci—未處理污水中 TP 的平均濃度，（ mg/L） Ce—允許排入水體的已處理污水中 TP 的平均濃度，（ mg/L） %90%1005 .505 ????E 表 處理前后各污染物的值 項目 CODcr BOD5 SS NH3N TP 處理前 / mg/L 400 200 41 5 處理后 / mg/L 100 30 20 15 去除率 /％ 75 85 90 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 （論文） 16 第三章 設(shè)計計算 粗格柵設(shè)計計算 設(shè)計說明 處理規(guī)模： 60000 m3/d， 總變化系數(shù)： Qmax=QK=104功能：去除廢水中較大的懸浮物、漂浮物、纖維物質(zhì)和固體顆粒物質(zhì)，以保證后續(xù)處理單元和水泵的正常運行，減輕后續(xù)處理單元的處理負(fù)荷，防止堵塞排泥管道。 5） CASS 池 污水進入 CASS 池進行生化反應(yīng)，有機物得以降解，氨氮和磷得以去除。 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 （論文） 13 3） 沉砂池 污水在提升泵的作用下進入沉砂池。 設(shè)計思路 根 據(jù)綜述的分析，采用 CASS 工藝設(shè)計的工藝流程圖如圖 24 所示。同時 ,曝氣區(qū)和靜止沉淀的過程中都同時進行著硝化和反硝化反應(yīng) ,因而具有除磷脫氮的作用。脫氮效果也難于進一步提高，運行費用高。 由表 和表 可以看出，要求脫氮除磷， CASS 工藝脫氮除磷效果很好，而且不用像 SBR 其他變形工藝和氧化溝工藝在有除磷要求的情況下需要增加厭氧池。 三種污水處理工藝方案具體比較如下表： 表 三種工藝方案比較如下表 工藝 內(nèi)容 A2/O 奧貝爾（ Orbal）氧化溝 CASS 工藝 技術(shù)可行性 先進、成熟、應(yīng)用廣 先進、成熟、應(yīng)用廣 先進、成熟、應(yīng)用廣 水質(zhì)指標(biāo) 出水水質(zhì)好、穩(wěn)定易于深度處理，對外界條件變化有一定的適應(yīng)性 出水水質(zhì)好、穩(wěn)定易于深度處理，對