【正文】 本次設(shè)計(jì)選用曝氣式沉砂池 [ 10]。 mBBL a n2 a n2 111 ?? ???? ?? （ 4） 柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長(zhǎng)度 L2 mLL ??? （ 5） 柵后槽總高度 H 材料科學(xué)與工程學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 6 設(shè)備選擇與計(jì)算 22 設(shè)柵前渠道超高 mh ? mhhhH ??????? （ 6） 柵槽總長(zhǎng)度 L ?ta 121 HLLL ????? a n ??????? ? 式中 ， 1H 為柵前渠道深， 21 hhH ?? 。 （ 6）柵后槽總高度 H 設(shè)柵前渠道超高 h2 = mhhhH ??????? （ 7）柵槽總 長(zhǎng)度 L ?ta 121 HLLL ????? a n ???????? 式中 ， 1H 為柵前渠道深， 21 hhH ?? ， m。設(shè)計(jì)進(jìn)水管處的水面標(biāo)高為 ，依次推算其他構(gòu)筑物的水面標(biāo)高，具體標(biāo)高見表 2。此外，通過(guò)高程計(jì)算，同時(shí)確定提升泵房水泵的揚(yáng)程。 管道設(shè)計(jì)包括管材的選擇、管徑及流速的確定。（ 4）脫氮效果還能進(jìn)一步提高。 ② 處理效果穩(wěn)定，出水質(zhì)好，并可實(shí)現(xiàn)脫氮。 普通卡魯賽爾氧化溝處理污水的原理如下：氧化溝中的污水直接與回流污泥一起進(jìn)入氧化溝系統(tǒng)。 （ 2） A/O 工藝 AO工藝法也叫厭氧好氧工藝法， A(Anacrobic)是厭氧段，用 以 脫氮除磷； O(Oxic)是好氧段，用于除水中的有機(jī)物 [6]。本 市污水處 理廠方案 ，既要 考慮有效 去除BOD5 又要適當(dāng)去除 N 和 P，故可選擇三種典型的工藝流程，有三種可供選擇的工藝：（ 1）間歇式活性污泥法（ SBR 工藝）；（ 2）氧化溝工藝；（ 3）好氧 —缺氧（ A/O）脫氮工藝 [ 4 ]。廠址應(yīng)盡量設(shè)在地質(zhì)條件好的地方，以便于施工，降低造價(jià)； （ 5） 要充分利用地形，應(yīng)選擇有適當(dāng)坡度的地區(qū)，以滿足于污水處理構(gòu)筑物高程布置的需要，減少土方工程量。 設(shè)計(jì)原則 （ 1） 執(zhí)行國(guó)家關(guān)于環(huán)境保護(hù)的政策，符合國(guó)家的有關(guān)法規(guī)、規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)。 材料科學(xué)與工程學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 2 文獻(xiàn)綜述 6 優(yōu)點(diǎn) 與常規(guī)污水處理系統(tǒng)相比， Carrousel氧化溝具有以下幾個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)： （ 1） 在處理某些工業(yè) 廢水 時(shí)尚需預(yù)處理，但在處理城市污水時(shí)不需要預(yù)沉池； （ 2） 污泥穩(wěn)定，不需消化池可直接干化； （ 3） 工藝極為穩(wěn)定可靠； （ 4） 工藝控制極其簡(jiǎn)單； （ 5） 系統(tǒng)性能顯示， BOD 5降解率達(dá) 95%～ 98%， COD降解率達(dá) 90%～ 95%，同時(shí)具有較高的脫氮除磷功效； （ 6） Carrousel氧化溝系統(tǒng)不再使用臥式轉(zhuǎn)刷 曝氣機(jī)而采用立式低速 攪拌機(jī) ，使溝式可增加到 5m甚至 8m，從而使曝氣池的占地面積大大減??； （ 7） Carrousel氧化溝從 “田徑跑道 ”式向 “同心圓 ”式轉(zhuǎn)化，池壁共用，降低了占地面積和工程造價(jià)。由于結(jié)構(gòu)的限制，這種氧化溝雖然可以有效的去處 B OD5，但除磷脫氮的能力有限。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、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。如何在實(shí)際應(yīng)用中把這些不確定性因素綜合考慮進(jìn)去 , 以使系統(tǒng)模型理論上的最優(yōu)解在實(shí)際應(yīng)用中也趨于最優(yōu) , 是亟需解決的問(wèn)題 [2]。 在城市污水處理廠化化設(shè)計(jì)理論發(fā)展的初始階段 ,許多研究都用來(lái)優(yōu)化一些特殊的單元或一些小規(guī)模的單元，而對(duì)于整個(gè)污水處理 廠的優(yōu)化設(shè)計(jì)則很少。怎樣產(chǎn)生多個(gè)可以相互替代的方案 , 并且從中選出最好的設(shè)計(jì)方案 , 一直是工程設(shè)計(jì)人員追求的目標(biāo) 。按照《城市污水污染控制技術(shù)政策》要求 ,城區(qū)人口達(dá) 50 萬(wàn)以上的城市 ,必須建立污水處理設(shè)施 。 設(shè)計(jì)結(jié)果表明：污水處理廠處理后的出水達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（ GB189182021） 中的一級(jí) B 標(biāo)準(zhǔn)。 有鑒于城市污水處理的重要意義和深遠(yuǎn)影響，為促使經(jīng)濟(jì)建設(shè)、城鄉(xiāng)建設(shè)與環(huán)境建設(shè)同步規(guī)劃、同步實(shí)施、同步發(fā)展，以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益的統(tǒng)一， J 市擬規(guī)劃建設(shè)一座日處理量 10 萬(wàn)噸的城市生活污水處理廠。預(yù)計(jì)本方案 BOD 5 的去除率 可達(dá)95%， SS 的去除率可達(dá) 90%。污水處理廠工程總投資 12384 萬(wàn)元，污水處理總成 本 2985 萬(wàn)元 /年，污水處理成本 元 / 立方米?，F(xiàn)狀排水為分流制排水體制，城市生活污水未經(jīng)處理直接排入城區(qū)排水溝，現(xiàn)狀排放量為： 8萬(wàn)噸 /日 。 “ 十一五 ” 期間，我國(guó)城鎮(zhèn)污水處材料科學(xué)與工程學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 2 文獻(xiàn)綜述 2 理廠數(shù)量年均增長(zhǎng) 8%，截至 2021年 9月底，全國(guó)建成 2630座城鎮(zhèn)污水處理廠，日污水處理能力達(dá)到 ， 在建污水處理廠 1849座，日污水處理能力 4900萬(wàn)立方米。生物活性污泥法有多種處理工藝 ,城市二級(jí)污水處理廠常用的工藝方法有 :普通曝氣法、 A B 法(二段曝氣法 )、 A / O 除磷工藝、 A / O 脫氮工藝、 A2 / O 除磷脫氮工藝、氧化溝工藝等。 1962 年， Lynn 等人試圖用系統(tǒng)分析的方法來(lái)選擇污水處理廠的優(yōu)化處理鏈，并材料科學(xué)與工程學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 2 文獻(xiàn)綜述 3 建立了線性規(guī)劃模型進(jìn)行優(yōu)化，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的最小總費(fèi)用。在這之后 ,U bdr 等 (1991)， Kao ， 等 ( 1993) 以及 Alder man 等 (1994,1998) 都對(duì)城市污水處理廠的優(yōu)化設(shè)計(jì)理論的發(fā)展作出了一定的貢獻(xiàn) ,使城市污水處理廠優(yōu)化設(shè)計(jì)理論的實(shí)際應(yīng)用成為了可能。國(guó)內(nèi)許多污水處理廠使用的情況證明，氧化溝工 藝是一種工藝流程簡(jiǎn)單、管理方便、投資省、運(yùn)行費(fèi)用低、工藝穩(wěn)定性高的污水處理技術(shù)。在這種充分摻氧的條件下，微生物得到足夠的溶解氧來(lái)去除 BOD 5；同時(shí)，氨也被氧化成硝酸鹽和亞硝酸鹽，此時(shí)，混合液處于有氧狀態(tài)。同時(shí)，厭氧區(qū)中的兼性細(xì)菌將可溶性 BOD5轉(zhuǎn)化成 VFA，聚磷菌獲得 VFA將其同化成 PHB，所需能量來(lái)源于聚磷的水解并導(dǎo)致磷酸鹽的釋放。風(fēng)向以西北風(fēng)為主。 （ 4） 規(guī)劃布置四優(yōu)先：工藝流程先進(jìn)，安全可靠?jī)?yōu)先；運(yùn)行管理便利，經(jīng)濟(jì)優(yōu)先；環(huán)境綠化、美化 優(yōu)先；有利于排水事業(yè)可以持續(xù)發(fā)展優(yōu)先。 廠區(qū)靠近生活區(qū)，占農(nóng)田不多；地勢(shì)由東北向西南逐漸降低，可以利用地勢(shì)之便使處理水自然流經(jīng)各處理構(gòu)筑物進(jìn)行處理工作，減少動(dòng)力費(fèi)用，降低處理成本；此區(qū)處于下風(fēng)向，不會(huì)影響城市居民的正常生活；廠址處于 C江東岸，有利于污水處理后達(dá)標(biāo)直接就近排放，比較符合選址的原則和城市建設(shè)原則，已經(jīng)得到了 J 市政府的批準(zhǔn)。 SB R 的運(yùn)行工況以間歇操作 為特征。 缺點(diǎn)： ① 由于沒(méi)有獨(dú)立的污泥回流系統(tǒng)，從而不能培養(yǎng)出具有獨(dú)特功能的污泥，難降解物質(zhì)的降解率較低； ② 若要提高脫氮效率，必須加大內(nèi)循環(huán)比，因而加大運(yùn)行費(fèi)用。微生物的氧化過(guò)程消耗了水中溶解氧，知道 DO 值 降為零，混合液呈缺氧狀態(tài)。 材料科學(xué)與工程學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 3 方案比較 12 ② 雖然污泥產(chǎn)量少 、 耐沖擊負(fù)荷，但是這是建立在該工藝很低的污泥負(fù)荷上的，且要求處理構(gòu)筑物內(nèi)水深要淺，而這又決定了在處理相同水質(zhì)，水量污水的情況下，該工藝是最占土地的，也即增加了基建費(fèi)用。 材料科學(xué)與工程學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 4 工藝流程 13 4 工藝流程 以氧化溝為主工藝的工藝流程圖見圖 2： 圖 2 Carrousel 型氧化溝的污水處理工藝流程 Figure 2 Carrousel oxidation ditch sewage treatment process 污水處理流程：從泵房經(jīng)格柵到達(dá)沉砂池，進(jìn)入 Carrousel 氧化溝，二沉池，最后消毒出水。 流速和管材確定后，根據(jù)各管段負(fù)擔(dān)的流量，依據(jù)水力計(jì)算表確定各管段的管徑、水力坡度，然后根據(jù)管段長(zhǎng)度（由平面圖確定）確定相應(yīng)的沿程水力損失。 本設(shè)計(jì)的水力及高程計(jì)算見表 表 3。 格柵的間隙應(yīng)根據(jù)水體的實(shí)際需要設(shè)置，想用一種規(guī)格格柵截留各種漂流物是行不通的，進(jìn)水格柵的間隙和道數(shù)應(yīng)根據(jù)處理要求設(shè)計(jì)。格柵間隙為 16~25mm時(shí)， W1=~； 格 柵 間 隙 為 30~50mm 時(shí)，W=~。格柵間隙為 16~25mm時(shí)， W1=~； 格 柵 間 隙 為 30~50 mm 時(shí)，W=~。 （ 6）每小時(shí)所需空氣量 q d 為每立方米 污水 所需空氣量， m3， 取 d=hmdQq / 0 0 03 6 0 6 0 0 3m a x ?????? （ 7）沉砂室沉砂斗體積 V 0 T 為 清除 沉砂 的間隔 時(shí)間取 d2 ， X 為城市污水沉砂量， 取 363 10/30 mmX ?污水。由于曝氣沉砂池和環(huán)流式沉砂池對(duì)流量變化的適應(yīng)性較強(qiáng)，除砂效果好且穩(wěn)定，條件許可時(shí)，建議盡量采用曝氣式沉砂池和環(huán)流式沉砂池。 表 4 CP(T)5110400 型沉水式污 水 泵參數(shù) Table 4 CP (T) 5110400 type Submersible sewage pump parameters 出口直徑 /mm 流量 m3/h 揚(yáng)程 /m 極數(shù) 效率 ﹪ 功率 /kW 400 1980 14 6 86 10 細(xì)格柵 設(shè)計(jì)參數(shù) 柵條寬度 S=10mm 柵條間隙寬度 b=10mm 過(guò)柵流速 v1=柵前渠道水深 h=； 格柵傾角 ?751?? 數(shù)量 2 座 設(shè)計(jì)計(jì)算 （ 1） 柵條間隙數(shù) n 75s in6 9 4 in1 ???? ??? ?bhvQn ? 個(gè) （ 2）柵槽寬度 B mbnnSB )195()1( ????????? （ 3） 進(jìn)水渠道漸寬部分的長(zhǎng)度 L1 設(shè)進(jìn)水渠寬 B1= m，其漸寬部分展開角度 ?201?? ，進(jìn)水渠道內(nèi)的流速為 sm/ 。 設(shè)計(jì)計(jì)算 （ 1） 柵條間隙數(shù) n 75s in6 9 4 in1 ??????? ?bhvQn ? 個(gè) 其中 smsL /69 ??? （ 2）柵槽寬度 B mbnnSB )141()1( ????????? 材料科學(xué)與工程學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 6 設(shè)備選擇與計(jì)算 19 （ 3）進(jìn)水渠道漸寬部分的長(zhǎng)度 L1 設(shè)進(jìn)水渠道寬 B1=，漸寬部分展開角 α1=20 o，此時(shí)進(jìn)水渠道內(nèi)的流速為 ， mBBL a n2 a n2 111 ?? ???? ?? （ 4）柵槽與出水渠道連接處的漸 窄 部分長(zhǎng)度 L2 mLL 2 ??? （ 5）通過(guò)格柵的水頭損失 h1 ?? s in2 23401 gvbSkkhh ????????? ?75s in 234???????????= 式中， h1 為設(shè)計(jì)水頭損失， m； ho 為計(jì)算水頭損失， m； ?? sin2 20 gvh ? g 為重力加速度， m/s2； k 為系數(shù)，格柵受污物堵塞時(shí)水頭損失增大倍數(shù)，一般采用 3； ? 為阻力系數(shù)，與柵條斷面形狀有關(guān)，可按手冊(cè)提供的計(jì)算 公式和相關(guān) 系數(shù)計(jì)算 ， 設(shè)柵條斷面為銳邊矩形斷面， ?? 。 ），其他標(biāo)高均以此為基準(zhǔn)。 高程計(jì)算 通過(guò)高程計(jì)算確定構(gòu)筑物的水面高程，結(jié)合地平面 高程確定相應(yīng)構(gòu)筑物的埋深。本設(shè)計(jì)采用估算的方法，污水處理構(gòu)筑物的水頭損失選擇見水力計(jì)算表。（ 3） B OD5 負(fù)荷低，使氧化溝具有對(duì)水溫，水質(zhì)，水量的變動(dòng)有較強(qiáng)的適應(yīng)性，污泥產(chǎn)率低，勿需進(jìn)行硝化處理。 氧化溝的主要優(yōu)點(diǎn)如下： ① 氧化溝的液態(tài)在整體上是完全混合的，而局部又具有推流