【正文】 為了準(zhǔn)確計(jì)量水廠實(shí)際進(jìn)水量和出水量， 便于進(jìn)行運(yùn)行管理，城市污水處理需要設(shè)置計(jì)量設(shè)施 。 應(yīng)用范圍很廣，對大中小型規(guī)模的污泥都適用。其余構(gòu)筑物由于臭氣較輕，考慮到成本因素，并沒有納入設(shè)計(jì)工藝。 接觸消毒池有平流式和豎流式接觸消毒池，由于豎流式接觸消毒池只適用于小水量，因此本設(shè)計(jì)采用平流式接觸消毒池。 缺點(diǎn) ： 1運(yùn)行過程觀察不到濾層的狀況； 2清砂較為困難； 3池深較大，單池面積較小； 4反沖洗的效果不佳，且反沖洗會造成水量的浪費(fèi)； 5采用的變水位等速過濾，過濾效果較降速過濾差。 缺點(diǎn)： 1濾料價(jià)格昂貴，且較易流失； 2沖洗效果差，容易形成泥球； 3一般適合于中阻力配水系統(tǒng) 4管理維護(hù)復(fù)雜 小于10 1 適用于中型污水處理廠； 2 單池面積一般不能超過5060m2； 3 需要配合輔助反 沖 洗 設(shè) 備 使用。濾池不僅可以有效降低出水 SS 的濃度，同時(shí)可以提高對濁度、 BOB、 COD、殘留微生物、重金屬的去除效果。 1 占地面積大，浪費(fèi)土地； 2 若使用機(jī)械排泥時(shí)，大多數(shù)設(shè)施設(shè)于地下，易造成設(shè)備的腐蝕； 3 機(jī)械排泥各泥斗需要分別設(shè)置排泥管 ，管路復(fù)雜。 配水井 在 AA/O 池和二沉池間，設(shè)置配水井，完成對污水的均衡分配。 本設(shè)計(jì)曝氣池采用鼓風(fēng)曝氣的方式曝氣，厭氧和缺氧池中都設(shè)有攪拌器。旋流沉砂池的進(jìn)水設(shè)在沉砂池中下部，水流從切 線方向呈旋轉(zhuǎn)方向進(jìn)入沉砂池，從池上部溢流流出池外，池內(nèi)砂石向下沉淀，其余有機(jī)物質(zhì)向上流出池外。下面敘述了 各形式沉砂池的性質(zhì)特點(diǎn)。敞開部分應(yīng)該設(shè)置欄桿，保證檢查維修時(shí)工作人員的安全。 一般的自灌式泵啟動時(shí)應(yīng)該采用合建式的泵房。 中、細(xì)格柵均設(shè)置 5組， 4 用 1 備 ， 4組格柵并聯(lián)運(yùn)行。 格柵的 清渣方式 有 人工清渣和機(jī)械清渣 兩種， 人工清渣 一般 用于水量 不大 或著 是 污水中污染物量少的情況，當(dāng)柵渣量超過 ，則應(yīng)當(dāng)采取機(jī)械清渣。而氧化溝和 SBR 的運(yùn)行穩(wěn)定性一般， AA/O 的穩(wěn)定性很高，因此本設(shè)計(jì)采用 AA/O 法，但是應(yīng)用 AA/O 最大的缺點(diǎn)是內(nèi)回流較大。在經(jīng)濟(jì)上，它可以采用在廊道內(nèi)進(jìn)行沉淀，以此來完成泥水分離，不必單獨(dú)設(shè)置二沉池，節(jié)約了基建費(fèi)用。 各污染物去除率的確定 根據(jù)進(jìn)出水水質(zhì) 要求 ，可以計(jì)算出 各種 污染物質(zhì)的去除程度。污水處理在工藝選擇、池型選擇、相關(guān)設(shè)施設(shè)備選擇以及藥劑選擇等方面都可以做到優(yōu)化處理，降低污水處理廠的基建以及運(yùn)行費(fèi)用。結(jié)合自身的實(shí)際情況，如自然條件、水文條件、地質(zhì)條件等，設(shè)計(jì)滿足要求的污水處理工藝。 最小流量時(shí) ，河段內(nèi) 水體 的 溶解氧濃度 范圍是 56 mg/L。 氣溫：年平均氣溫 約 ℃； 歷年最高氣溫約 40℃ ； 歷年最低氣溫約 16℃ ； 月最高平均氣溫約 29℃ 。 確定 污水處理廠 的 輔助構(gòu)筑物 的規(guī)格尺寸 ?？紤]到出水已基本達(dá)到回用標(biāo)準(zhǔn)，因此全部污水深度處理，回用后水滿足《城市污水再生利用 城市雜用水水質(zhì)》。 由于生活污水的水質(zhì)水量會有一定的變化，保證出水能夠一直滿足要求，本設(shè)計(jì)也完成了化學(xué)除磷和外碳源投加的設(shè)計(jì)計(jì)算。 對污水處理廠進(jìn)行概預(yù)算 設(shè)計(jì) ，初步確定污水處理的成本。 冬季冰凍期： 60 天； 最大 冰凍線深度： 1米 ； 土 壤承載力 kg/ 2cm ； 地下水位 。而由于近年來污水處理要求的提升，城市污水處理廠排水標(biāo)準(zhǔn)一級 A 標(biāo)的出水水質(zhì)基本達(dá)到了中水回用的要求，本設(shè)計(jì)二級生化處理之后，又增加了過濾消毒處理，來實(shí)現(xiàn)污水的回用。在設(shè)計(jì)時(shí)要從工程的角度出發(fā)，全面的 考慮 多種因素 的影響 ，來進(jìn)行設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的優(yōu)化選擇。目前 據(jù) 國家 相關(guān)要求， 城市污水處理廠必須 24 小時(shí)連續(xù)運(yùn)行，因此污水處理廠應(yīng)做好相關(guān)的安全措施?；钚晕勰喾壳氨容^ 常用的有 AA/O、 SBR、氧化溝、 CASS 等工藝，生物膜法常用的有生物接觸氧化池、生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤等工藝。 SBR 法： SBR 是序批式活性污泥法中常用的一種，它最大的特點(diǎn)是在一個(gè)池子內(nèi)完成由進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、出水和閑置 5 個(gè)階段。設(shè)置格柵的 作用是 ， 截留 入流污水 中大 粒徑 的懸浮物和漂浮物，如纖維、毛發(fā)、塑料制品等，防止后續(xù)的泵、閥門、管道等出現(xiàn)堵塞問題。目前比較常用的是方形格柵，斷面是圓形或者按照流線加以 修正的格柵 ，相 較 與 方形格柵 ， 水力條件好，但剛度較差。 、提升泵房 一般的，污水處理廠在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，考慮利用各處理單元間自身的靜壓差來完成的污水的流通，這就意味著處于流程前端的單元需要較高的靜壓，然而從市政管網(wǎng)接入的污水靜壓很低，因此，需要對污水進(jìn)行提升。 提升泵房中設(shè)有集水池，潛水泵淹沒在池內(nèi)，完成對污水的提升。這些物質(zhì) 會造成泵、攪拌器等設(shè)施的磨毀或堵塞，也會在流動過程中對管道造成磨損 。同時(shí)在經(jīng)濟(jì)方面，它的 基建和運(yùn)行費(fèi)用都不高 。沉砂池中間部位設(shè)置了可以調(diào)節(jié)速度的槳板，進(jìn)水的設(shè)計(jì)、槳板以及擋板的共同作用，水流在旋流沉砂池內(nèi)保持了螺旋環(huán)狀流動。外碳源采用 甲醇 ， 甲醇是 目前最為經(jīng)濟(jì)的外碳源。二沉池是設(shè)置在二級生物處理末端的沉淀池，其作用是完成泥水分離，并提供生物處理單元的回流污泥。 2 占地面積小。 名稱 性能特點(diǎn) 優(yōu)缺點(diǎn) 適用條件 濾前水濁度 規(guī)模 普通快濾池 單層濾料；水流為下流向；四閥濾池 優(yōu)點(diǎn)： 1 工藝成熟、運(yùn)行效果可靠； 2濾料一般采用砂濾料，價(jià)廉易得 。 三層濾料濾池 水流方向?yàn)?下流向，濾料層采用石英砂、無煙煤和重質(zhì)礦石 優(yōu)點(diǎn)： 1對過濾前進(jìn)水的要求低，適用范圍廣，可以直接過濾，而不需其他預(yù)處理設(shè)施； 2降速過濾 3過濾效果好，出水水質(zhì)較好 缺點(diǎn)： 1工作周期短 2池體正常運(yùn)轉(zhuǎn)要求高 3濾料價(jià)格昂貴，且較易流失； 4沖洗效果差，容易形成泥球 小于50100 1 適用于處理能力為 50000m3/d以下的小型污水處理廠； 2 需要配合輔助反 沖 洗 設(shè) 備 使用。 由于處理水量較大， 本設(shè)計(jì)選用 V 型濾池。一般的，污泥的脫水首先要經(jīng)過污泥濃縮池，其主要完成對污泥游離水的去除。 污泥經(jīng)過污泥濃縮池過后，雖然可以分離一部分水分，但此時(shí)污泥的含水率仍然在 97%左右，應(yīng)進(jìn)一步對污泥進(jìn)行處理，來降低其含水率。 真空轉(zhuǎn)鼓過濾機(jī) 可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)行工作，易于自動化控制，但是結(jié)構(gòu)負(fù)雜，操作復(fù)雜，運(yùn)行費(fèi)用高。 下表列出來幾種常見計(jì)量設(shè)施。 在理論上，應(yīng)用 數(shù)學(xué)模型 不僅可以借助數(shù)學(xué)這一得力工具來幫助我們理解整個(gè)系統(tǒng)的內(nèi)在過程，提高我們的認(rèn)識深度；也可以建立模型來 模擬系統(tǒng) 不同時(shí)間各組分的變化 ，總結(jié)其變化趨勢與規(guī)律，并通過改變不同參數(shù)來評估其影響程度 ；在實(shí)踐上，我們 可 以以實(shí)際水質(zhì)為基礎(chǔ)，利用模型進(jìn)行模擬，然后通過調(diào)整相關(guān)參數(shù) 進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，在保證處理效果的基礎(chǔ)上 達(dá)到處理費(fèi)用的最低化。 在 ASM1 中，將活性污泥 反應(yīng)池 的物質(zhì)共分成 十三 個(gè)組分，并根據(jù)污染物質(zhì)的去除途徑、微生物生長過程以及其他組分的存在情況分為 八 個(gè)過程。但是，活性污泥 一 號模型僅僅考慮了有機(jī)物和氮的去除 途徑 ， 關(guān)于反應(yīng)池體內(nèi) 磷的 降解情況，并沒有涉及 。但是模型中關(guān)于生物除磷部分的研究，還未能達(dá)到足夠高的可靠程度。 ASM3 模型包含了有機(jī)物的降解、氮的去除過程，對于磷 的脫除并未納入考慮。 同時(shí)，除了生物過程， ASM2D 也增加了化學(xué)過程 ，來模擬化學(xué)除磷過程。 模型基礎(chǔ) ．矩陣符號 ASM2D 模型引用 ASM1 思想，表述上采用矩陣形式。 對任意組分 i，其參與的所有過程 j 和質(zhì)量平衡涉及到的物質(zhì) c 都符合下述守恒方程： 0?? cijii? 式中： ?ji:組分 i 在過程 j 中的化學(xué)計(jì)量系數(shù)（ Mi/Mk） Ici:轉(zhuǎn)化因子（ Mc/Mi） ,將組分 i 換算為參與守恒計(jì)量的物質(zhì) c 每個(gè)方程中都包含著一個(gè)預(yù)測性信息，可將其應(yīng)用于其相應(yīng)的過程。 2 污水堿度 SALK（ mol (HCO3)/L） 堿度是用生化反應(yīng)過程中的電荷平衡來計(jì)算得來，劃分堿度的目的是判斷模型系統(tǒng)中是否會出現(xiàn)低 PH值（ ） ,及時(shí)發(fā)現(xiàn)并避免低 PH 對生物的抑制作用。 6 氨氮及銨態(tài)氮 SNH4（ M（ N） /L） 考慮到電荷平衡的要求，假設(shè) SNH4 并無氣態(tài)氨氮存在，全部都是以銨態(tài)氮形式存在的。（實(shí)際上也包含著部分溶解態(tài)的基質(zhì)，他們不能直接被微生物利用，而是需要水解成小分子然后再得以利用） 1 硝化菌 XAUT（ M（ COD） /L） 硝化反應(yīng)需要靠硝化菌來完成，硝化菌能夠利用氨氮或銨態(tài)氮在好養(yǎng)環(huán)境中進(jìn)行消化反應(yīng)，由于硝化菌屬于自養(yǎng)菌，在此過程中不需要消耗有機(jī)碳來提供碳源，而是可以利用無機(jī)碳源來完成。 XMeOH可以是通過進(jìn)水而帶進(jìn)來的，也可能是模擬過程中外投加的。 XPHA只是為了模型的方便而劃分出來的一個(gè)組分，它并不同于分析測定的 PHA，也不能用化學(xué)法來對它進(jìn)行測定，但可以以物料守恒的原理被反映在 COD 中。在活性污泥 2D 號模型中，總懸浮固體的濃度可以利用化學(xué)計(jì)量學(xué)來進(jìn)行計(jì)算。在 ASM2D 模型中，區(qū)分了不同的電子受體對水解過程的不同影響，即將水解過程劃分為厭氧水解、缺氧水解及好氧水解，分別模擬其水解過程。 聚磷菌的過程 ASM2D 中聚磷菌不同于 ASM2 中的聚磷菌，他認(rèn)為聚磷菌中包含著一部分菌體具有反硝化聚磷的作用，因此可以在缺氧環(huán)境中以 PHA 作為內(nèi)碳源，利用鹽酸鹽或亞硝酸鹽來同時(shí)進(jìn)行反硝化脫氮和吸磷。目前常用的金屬離子鹽溶液是鋁鹽和鐵鹽。這兩個(gè)過程類似于過程 5 的異養(yǎng)菌好氧生長過程，只是是以硝酸鹽替代氧氣作為電子受體來進(jìn)行有機(jī)基質(zhì)的降解和異養(yǎng)菌的生長的。在好氧環(huán)境中，聚磷菌利用好氧呼吸來供能，而在缺氧環(huán)境中則利用硝酸鹽為電子受體的缺氧呼吸來為聚磷酸鹽的形成提供必要的能量。 —— 15 過程、 16 過程和 17 過程，分別表示了聚磷菌的自溶以及它的體內(nèi)物質(zhì)聚磷酸鹽和胞內(nèi)貯存物質(zhì)的溶解。 —— 19 過程是硝化細(xì)菌的溶解。 T)） 水解過程 1 好氧水解 HHSX HSNONO NOOO ONOh XXXKXXSK SSK KK //3332223 ????HHSX HSNONO NOOO Ofeh XXXKXXSK SSK KK //333222 ????HA L KA L K A L KPOP PONHNH NHAF AAA AOO OH XSKSSK SSK SSS SSK SSK S ???????????44444222?HA L KA L K A L KPOP PONHNH NHAF FFF FOO OH XSKSSK SSK SSS SSK SSK S ???????????44444222?HA L KA L K A L KPOP PONHNH NHAF FFF FNONO NOOO ONOH XSKSSK SSK SSS SSK SSK KSK K ?????????????444443332223??HA L KA L K A L KPOP PONHNH NHAF AAA ANONO NOOO ONOH XSKSSK SSK SSS SSK SSK KSK S ?????????????444443332223??HA L KA L K A L KFF FNONO NOOO Ofe XSKSSK SSK KSK Kq ???????333222PAOA L KA L K A L KPAOPPPP PAOPPAA AP H A XSKSXXX XXSK Sq ????? //2 缺氧水解 3 厭氧水解 異養(yǎng)菌之 XH 4 利用 SF的生長 5 利用 SA的生長 6 利用 SF的反硝化 7 利用 SA的反硝化 8 發(fā)酵 9 溶菌 HHXb 聚磷菌之 XPAO 10 XPHA的貯存 PAOPAOPPPP PAOPPA L KA L K A L KPAOP H AP H A PAOP H APOPS POOO OPP XXXKKXXKSK SXXX XXSK SSK Sq ////m a xm a x44222 ?? ?????????3332231112NONONOOONO SK SSK ???? ???P A OP A OP H AP H A P A OP H APOPS POA L KA L K A L KNHNH NHOO OP A O XXXXXXSK SSK SSK SSK S //4444