【正文】 除磷。 本 設(shè)計(jì)采用 中隔柵， 又因雜物量多，可采用機(jī)械清渣。 本設(shè)計(jì)采用卡魯塞爾（ Carrousel） 2021 型氧化溝工藝，它是在普通 Carrousel 氧化溝前增加一個(gè)厭氧區(qū)和缺氧區(qū)，又稱前反硝化區(qū)，對(duì) BOD、 COD、 N 的去除率均達(dá)到 95％。 1． 機(jī)械設(shè)備 較多； 2． 曝氣易堵塞； 3． 操作、管理、維護(hù)較復(fù)雜 ，要求管理人員具有較高素質(zhì)。 1． 除磷效果不明顯 ； 2． 單位能耗高。該法是由一個(gè)或多個(gè) SBR 反應(yīng)器 —— 曝氣池組成的，曝氣池的運(yùn)行操作是由：①流入；②反應(yīng)；③沉淀；④排放；⑤待機(jī)（閑置）等五個(gè)工序組成。厭氧池和好氧池聯(lián)合完成除磷 功能。污水首先進(jìn)入首段厭氧池，與進(jìn)入的從二沉池回流的含磷污泥混合，本池主要功能為釋放，使污水中磷的濃度升高，溶解性有機(jī)物被微生物細(xì)胞吸收而使污水中 BOD 濃度下降；另外， NH3－ N 因細(xì)胞的合成而被除去一部分，使污水中 NH3－ N 濃度下降，但 NH3－ N 含量沒(méi)有變化。該工藝對(duì)水溫、水質(zhì)和水量的變動(dòng)有較強(qiáng)的適應(yīng)性， BOD負(fù)荷低，污泥齡長(zhǎng)，反應(yīng)器內(nèi)可存活硝化細(xì)菌，發(fā)生硝化反應(yīng)。主要整治的河涌包括官山涌、大洲河和聯(lián)安電排站主涌。影響丹灶鎮(zhèn)氣候的主要事件為熱帶氣旋、前汛期暴雨、強(qiáng)對(duì)流天氣、干旱和陰霾等。 2021 年年 平均氣溫 ℃，是1957 年以來(lái)氣溫最高的年份，其中 11 月的氣溫較常年偏高 2 ℃以上。 采用先進(jìn)、成熟、 合理、 可靠、節(jié)能的工藝，確保處理量及水質(zhì)排放達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。 表 設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì) 項(xiàng)目 SS CODcr BOD5 氨氮 磷酸鹽 進(jìn)水水質(zhì) (mg/L) 250 350 180 30 4 出水水質(zhì) (mg/L) ≤ 40 ≤ 40 ≤ 20 ≤ 8 ≤ 去除率（％） 84 排放標(biāo)準(zhǔn) (mg/L) 20 40 20 8 設(shè)計(jì)處理能力 橫江污水處理廠位于南海區(qū)丹灶鎮(zhèn)北面， 針對(duì)現(xiàn)在丹灶城區(qū)存在的雨污合流狀況，在各居民點(diǎn)的沿排水出口設(shè)施污水截流管，將旱流污水和初期雨水進(jìn)行截流，再排入污水系統(tǒng)。為此，丹灶鎮(zhèn)在 2021 年啟動(dòng)水污染綜合整治專項(xiàng)工作，在鎮(zhèn)內(nèi)規(guī)劃建設(shè)橫江、丹灶和蘇村三座污水處理廠。 2021 年初南海進(jìn)行區(qū)域調(diào)整，原丹灶鎮(zhèn)、金沙鎮(zhèn)合并組成了新丹灶，總面積達(dá) 平方公里 ， 總?cè)丝诔^(guò) 16 萬(wàn) 。 我國(guó)作為亞太區(qū)經(jīng)濟(jì)龍頭，造成水資源短缺的原因除了人口增長(zhǎng)、氣候變化和人為浪費(fèi)外，其中一個(gè)最引人詬病的因素便是水環(huán) 境污染。工程總占地面積為 44550m2，總投資為 萬(wàn)元，每年的總運(yùn)行費(fèi)用為 萬(wàn)元，每噸水的運(yùn)行費(fèi)用是 元 /天。該 工藝 具有污水處理效率高，運(yùn)行能耗低，生物脫氮除磷 效果好的優(yōu)點(diǎn)。 進(jìn)水水質(zhì)為 BOD5：180mg/L， CODcr： 350mg/L， SS： 250mg/L， 氨氮： 30mg/L，磷酸鹽： 4mg/L。 8.《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（ GB189182021） B標(biāo)準(zhǔn)。 4. 張希衡主編，《廢水治理工程》，冶金工業(yè)出版社， 1984。編制正式設(shè)計(jì)說(shuō)明書，完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。 二、設(shè)計(jì)（論文）的要求與數(shù)據(jù) 表 1 生活污水設(shè)計(jì)水質(zhì)指標(biāo) 主要污染產(chǎn)物 SS CODCr BOD5 氨氮 磷酸鹽 原水水質(zhì)（ mg/L） 250 350 180 30 4 排放標(biāo)準(zhǔn)（ mg/L） ≦ 40 ≦ 40 ≦ 20 ≦ 8 ≦ 三、設(shè)計(jì)（論文）應(yīng)完成的工作 選擇工藝流程，計(jì)算各處理構(gòu)筑物的尺寸，選定主要設(shè)備的型號(hào)及處理能力，并繪出總平面布置圖、工藝流程圖、高程圖、管道布置圖、二沉池的剖面圖及溢流堰詳圖，對(duì)輔助構(gòu)筑物進(jìn)行布置和設(shè)計(jì)，給出整個(gè)工程的投資概算。 3. 陳季華，奚旦立，《廢水處理工藝設(shè)計(jì)及實(shí)例分析》，高等教育出版社， 1990。 7.《廣東省地方標(biāo)準(zhǔn) — 水污染物排放限值》（ DB44/262021）二時(shí)段一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。 本設(shè)計(jì)要求處理 佛山南海區(qū)丹灶鎮(zhèn) 50000 噸 /天 的生活污水。 通過(guò)研究 丹灶鎮(zhèn) 生活污水 的 特點(diǎn) ，在參照了國(guó)內(nèi)外運(yùn)用 傳統(tǒng)氧化溝 工藝 處理 城鎮(zhèn) 生活污水 的 成功經(jīng)驗(yàn) 的基礎(chǔ)上，本設(shè)計(jì) 采取了 較傳統(tǒng)氧化溝法 更有效的處理工藝 —— 卡魯塞爾 2021 型氧化溝工藝。 主要污染指標(biāo)全部達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。聯(lián)合國(guó) 亞太經(jīng)社會(huì) (UNESCAP)最近一項(xiàng)研究表明，水資源短缺已成為亞太地區(qū)實(shí)現(xiàn) 經(jīng)濟(jì) 可持續(xù)增長(zhǎng)的主要障礙之一。 位于佛山市南海區(qū)西部的丹灶鎮(zhèn) ，環(huán)境優(yōu)美，民風(fēng)淳樸，是國(guó)家衛(wèi)生鎮(zhèn)、廣東省教育強(qiáng)鎮(zhèn)、佛山市文明鎮(zhèn) ， 周邊與獅山、南莊、西樵、西南、白泥等鎮(zhèn)相鄰。隨著工業(yè)的發(fā)展和人們生活水平的提高，丹灶鎮(zhèn)河內(nèi)水 體飽受工業(yè)廢水和生活污水的污染困擾。 設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì) 本項(xiàng)目設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)根據(jù)生活污水來(lái)源和《廣東省地方標(biāo)準(zhǔn) — 水污染物排放限值》（ DB44/262021）標(biāo)準(zhǔn) [1]，及 《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（ GB189182021）一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的 B 標(biāo)準(zhǔn)中的嚴(yán)格者 [2]，具體 如表 。 設(shè)計(jì)原則 嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家有關(guān)環(huán)境保護(hù)的各項(xiàng)法規(guī)。 3 2 污水處理工藝選擇及說(shuō)明 氣象與 水文資 料 丹灶鎮(zhèn) 屬亞熱帶海洋性氣候，冬暖夏涼，四季宜人 。全年總?cè)照諘r(shí)數(shù) 小時(shí)，較常年偏少 小時(shí)，為近五十年來(lái)的次小值。近年鎮(zhèn)政府對(duì)河涌綜合整治工作高度重視，投入大量人力財(cái)力，著力解決河道淤塞和改善河道水質(zhì)。 氧化溝 工藝 氧 化溝工藝的曝氣池呈封閉的溝渠型，池體狹長(zhǎng)，可達(dá)數(shù)十至百米以上，曝氣裝置多采用表面曝氣器，污水和活性污泥的混合液在其中做不停的循環(huán)流動(dòng)的過(guò)程，有機(jī)物 4 質(zhì)被混合液中的微生物分解。 活性污泥 工藝 A2O 活性污泥工藝是在 A2O 除磷工藝基礎(chǔ)上增設(shè)了一個(gè)缺氧池，并將好氧池出流的部分混合液回流至缺氧池，具有同步脫氮除磷功能。所以， A2O 工藝可以同時(shí)完成有機(jī)物的去除、硝化脫氮、磷的過(guò)量攝取而被去除等功能，脫氮的前提是 NH3－ N 應(yīng)完全硝化，好氧池能完成這一功能，缺氧池則完成脫氮功能。 SBR 法不同于傳統(tǒng)活性污泥法，在流態(tài)及有機(jī)物降解上是空間的推流的特點(diǎn)，該法 5 在流態(tài)上屬完全混合型，而在有機(jī)物降解方面，有機(jī) 基質(zhì)含量是隨時(shí)間的進(jìn)展而降解的。 表 污水處理 工藝方案技術(shù)比較表 方案項(xiàng)目 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 方案一 氧化溝 工藝 1． 穩(wěn)定的脫氮除磷功能 ，有機(jī)物去除率好，有一定的抗沖擊負(fù)荷能力 ； 2． 剩余污泥較少，污泥不經(jīng)消化也容易脫水 ； 3． 處理廠與其它工藝相比，臭味較少 ； 4． 曝氣設(shè)備多樣化，曝氣強(qiáng)度可靈活調(diào)節(jié) ； 5． 具有推流式流態(tài)的某些特征 ； 6． 工藝流程簡(jiǎn)單，構(gòu)造形式多樣； 7． 自動(dòng)化水平高，技術(shù)先進(jìn)成熟，操作靈活 ； 8．占地面積 不大，基建費(fèi)用低，運(yùn)行管理容易 。 方案三 SBR 工藝 1．穩(wěn)定的脫氮除磷功能； 2． 池內(nèi)水質(zhì)均勻，具有完全混合的水力學(xué)特征； 3．處理構(gòu)筑物簡(jiǎn)單，不易產(chǎn)生污泥膨脹； 4． 自動(dòng)化水平高， 運(yùn)行穩(wěn)妥可靠 ，單位電耗低 ； 5．國(guó)內(nèi)工程實(shí)例較多，容易 獲得工程管理經(jīng)驗(yàn)。 針對(duì)以上特 點(diǎn) 、 出水要求 、 現(xiàn)有城市污水處理技術(shù)的特點(diǎn) 以及參照國(guó)內(nèi)工程實(shí)例的普遍工藝 ， 并結(jié)合丹灶城鎮(zhèn)污水處理技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀， 采用 氧化溝 最為經(jīng)濟(jì) 簡(jiǎn)便 。 流程各結(jié)構(gòu)介紹 格柵 因?yàn)榕湃胛鬯幚韽S的污水中有雜物，所以在處理系統(tǒng)之前設(shè)置格柵，以攔截較大的雜物，防止雜物堵塞處理系統(tǒng)的管道、孔口和輔助設(shè)施。由于本設(shè)計(jì)的處理量較大，并且污水經(jīng)過(guò) 中 格柵除渣，對(duì)泵站影響不大，為了便于清砂，沉沙池設(shè)于泵站后；另外， 考慮到曝氣沉砂池除砂效果較好，水力漩流能使砂粒與有機(jī)物分離，沉渣不易腐敗，且兼有除油、吹脫、氧化等效能，近年也較推廣使用，故選用之。曝氣機(jī)周圍的側(cè)向?qū)Я髑沙浞掷每斎麪栄趸?溝原有的渠道流速，在不增加任何回流提升動(dòng)力的情況下，將相當(dāng)于 400％進(jìn)水流量以上的硝化液回流到前置缺氧池與原水混合并進(jìn)行反硝化。本設(shè)計(jì)采用了運(yùn)行較好，管理較 簡(jiǎn)單，排泥設(shè)備已趨定型的輻流式沉淀池。 本設(shè)計(jì)針對(duì)污泥量大、節(jié)省運(yùn)行成本，采用了重力濃縮方法，重力濃縮具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)： （ 1） 貯存污泥能力高； （ 2） 操作要求不高； （ 3） 運(yùn)行費(fèi)用少，尤其是電耗。 為減少柵渣量， 擬采用中隔柵， 格柵柵條間隙 設(shè) 定為 。/d=67500m3/d =2813m179。柵前水深 h=，格柵數(shù) N=1。 比柵格寬取 ； B＝ S(n－ 1)＋ en+＝ 37＋ 38+＝ ； 過(guò) 柵水頭損失 ： h2＝ k(S/e) 4/3v 2sinα/2g ＝ 3（ ） 4/3sin60176。 ＝ ； 格柵間建筑規(guī)格為 644。； 每 日 柵 渣 量 為 W=Qmax/d； 攔截污物量大于 m179。設(shè)計(jì)流量 Qmax=Kz/s。設(shè)計(jì)流量 Qmax=2813m179。該泵提升流量為 2100～ 2300 m179。 曝氣沉砂池 設(shè)計(jì)說(shuō)明 污水經(jīng)水泵提升后進(jìn)入平流 曝氣 沉砂池， 共兩組對(duì)稱于提升泵房中軸線布置，每組分為兩 格。 曝氣沉砂池具體尺寸見(jiàn)圖 。 管路布置： 每格曝氣沉砂池池長(zhǎng)邊兩側(cè)分別設(shè)置 2 根穿孔曝氣管，每格 2 根，共 8 根。 排砂量 計(jì)算 對(duì)城市污水，采 用曝氣沉砂工藝，產(chǎn)生砂量約為： x1=～ ； 每日沉砂量為 ： Qs=Qmax x 1=50000105=（含水率為 P=60%） ； 假設(shè)貯砂時(shí)間為 t=， 則存砂所需容積為 V= Qst==； 折算為 P=%的沉砂體積為 mV ??????? ； 每格曝氣沉砂池設(shè)置 兩個(gè)砂斗 ，共 8 個(gè)砂 斗； 砂 斗 深 ， 斗底 平面尺寸 ； 砂 斗 總?cè)莘e為 322 )(3 mV ??????? ； 每組曝氣沉砂池尺寸為 LBH=10=84m3。 14 每組曝氣沉砂池底配提升泵房一座，配兩臺(tái)提砂泵，一用一備，共 4 臺(tái)。氣和水的沖洗強(qiáng)度均為 10L/（ m2選用 TSD150 羅茨鼓風(fēng)機(jī) 2 臺(tái)，一用一備，單臺(tái) Qa=， p=， N=[6]。其余部分是好氧區(qū)，可同時(shí)進(jìn)行硝化 /反硝化，也用于磷的富集吸收。本設(shè)計(jì)要求污泥好氧穩(wěn)定，選取θ c＝ 14d， Y=。 17 （ 3）缺氧區(qū)計(jì)算： ①脫氮量 W 計(jì)算： 設(shè)計(jì)進(jìn)水 TNK＝ 40 mg/L，出水 TN≤ 20mg/L，出水中的 NO3— Ne 按 5mg/L 計(jì)。 ③ TN 去除率 %50%10040 2040%100 ??????? o eoTN TN TNTN?； 混合液回流比 %100%100 %1001 ??????? TNTNRn ??。 （ 3） 缺氧區(qū) Ⅱ 的中間部位設(shè)導(dǎo)流隔墻 ，彎道直徑為 9m，直線段溝長(zhǎng)為 27m，有效 水深 ，池超高 ； 每組缺氧區(qū)實(shí)際池容＝ 32 1 5 3 m?????? ? 。 曝氣機(jī)數(shù)量和選型 選用 DY325 倒傘型表面曝氣機(jī)，直徑φ ， N55kW，單臺(tái)每小時(shí)最大充氧能力125kgO2/h。 剩余污泥量： ；dkgS e XPxW/42151000100030050000)(368010001000)( 0???????????? 20 取污泥含水率 ％， dmPWV /527)(10 00 42 15)1(10 00 3?????＝剩（干泥量） [4]。 懸浮固體濃度 X=4500 mg/L，二沉池底生物固體濃度Xr=10500 mg/L，污泥回流比 R=75％ ， 水力停留時(shí)間 t=，表面負(fù)荷為 （ m2?h1）。 混合液濃度 X=4500mg/L，為保證污泥回流濃度，二沉池的存泥時(shí)間不宜小于2h， Tw=， 回流污泥濃度為 Xr=10500mg/L（污泥回流比 R=75%）； 二沉池污泥區(qū)所需存泥容積 Vw： 5004500 45002084)(22)1(2 mXX QXRTVrww ?? ????????? ； 21 每個(gè)沉淀池污泥區(qū)的容積 2 39。 214 ?????????； 。 14 ??????? ； 。39。39。 4444 ??????? 。/s； 選取管徑 D1=700mm； 流速 v=4,共 6 個(gè)，沿井壁均勻分布 ； 出水口流速 v2=(6)=。/s； 環(huán)形集水槽內(nèi)流量 q 集 =Q 單 /2=179。=； h4=q/vb=()= m； mgbaqh k )(?????? ； mhhhh k ?????? ； 設(shè)計(jì)取環(huán)形槽內(nèi)水深為 ，集水槽總高為 +（超高） =。 圖 三角溢流堰 排泥部分設(shè)計(jì) 單池污泥量 ： 總污泥量為回流污泥量加剩余污泥量 ； 回流污泥量 QR=Q/h； Q 總 =QR+Qs=+22=1430m179。/h= m179。 設(shè)計(jì)投氯量 ～ 。 加氯量計(jì)算 設(shè)計(jì)最大投氯量為 ，每天投氯量為 67500 10－ 3＝ ＝。二沉池的剩余污泥排到濃縮池，濃縮前污泥含水率P1為 ﹪，濃縮后為 P2=97﹪。 濃縮池面積