【正文】 所示的四溝式氧化溝的工作過(guò)程及四條溝平均污泥濃度，估算活性污泥比例： 4330011330011 ??? ?????? 故氧化溝總?cè)莘e為： m?? 26 則澄清區(qū)的容積為： = m3 ⑧ 確定氧化溝的工藝尺寸 氧化溝有效水深取 ，超高取 ，每溝之間隔墻厚度均為 ； 工程設(shè)三組四溝式氧化溝，則單組氧化溝容 積為 m3 。因此，最終出水 BOD5的應(yīng)當(dāng)是： 總出水的 BOD5（ mg/L） =[出水溶解性 BOD5(mg/L)]+[出水中 VSS 的BOD5(mg/L)] 實(shí)際上 VSS 只有 77%是可生物降解的， 23%是惰性的。以最大限度地延長(zhǎng)水流在沉砂池內(nèi)的停留時(shí)間，達(dá)到除砂的目的。 式中： W— 每日柵渣量， m3/d； W1— 單位體積污水柵渣量， m3/(103m3污水 )，一般取 ～ ，細(xì)格柵取大值，粗格柵取小值，此處取 。 加藥間 采用投加聚合氯化鋁藥劑進(jìn)行化學(xué)除磷，并且化學(xué)除磷加藥間與污泥濃縮脫水機(jī)房合建，加藥間留有一定的發(fā)展空間，按遠(yuǎn)期規(guī)模設(shè)計(jì)。但由于其進(jìn)氣量的布配設(shè)施欠佳， 一直得不到更大的推廣應(yīng)用。但這種出水方式也存在許多問(wèn)題，如 13 在曝氣階段邊溝的出水堰內(nèi)易進(jìn)入混合液，在預(yù)沉淀時(shí)污染物會(huì)沉積在出水堰內(nèi)，使出 水不能直接排放。提高了設(shè)備利用率 [24]。 QW 系列潛水式排污泵采用獨(dú)特的單片或雙片輪結(jié)構(gòu)，大大提高了污物通過(guò)能力，能夠使纖維物質(zhì) 與直徑為泵口徑約 50%的固體顆粒順利通過(guò)?！?90176。高工藝無(wú)需初沉池、二沉池和污泥回流裝置。 表 1 部分潛水?dāng)嚢铏C(jī)主要性能參數(shù) 類型 型號(hào) 電機(jī)功率 /KW 漿葉直徑 /mm 潛水?dāng)嚢铏C(jī) MDD MDD MDD 280 340 410 潛水混合機(jī) OMPG OMPG OMPG 600 600 850 中速潛水推流機(jī) MRPG MRPG MRPG 700 750 800 氧化溝曝氣設(shè)備選型及設(shè)計(jì)關(guān)鍵 由于氧化溝機(jī)械曝氣設(shè)備與一般鼓風(fēng)曝氣不同，除了良好的充氧性能外，還要負(fù)擔(dān)混合和推流，因此，設(shè)備選型時(shí)要注意充氧和混合推流之間的協(xié)調(diào)。必須使回流污泥充分反硝化。 由此 可知，硝化菌和聚磷菌在泥齡上存在著矛盾。這一階段的氧化溝已經(jīng)開(kāi)始考慮到了硝化和反硝化。 華北地區(qū)幾乎處于有河皆涸、有水皆污的狀況，致使許多城市限水限電，南方不少城市也面臨“有水難用”、“優(yōu)于水而憂于水 ”的發(fā)展困境。 日處理量為 萬(wàn)噸的小型污水處理廠，采用改良氧化溝工藝，以改進(jìn)型四溝式氧化溝和曝氣生物濾池為核心處理構(gòu)筑物。 氧化溝的基本概念、原理和技術(shù)發(fā)展 氧化溝的基本概念和原理 2 氧化溝是活性污泥法的一種變形，最早是由荷蘭果里衛(wèi)生研究所（ TND）的帕斯維爾（ A﹒ Pasveer） 教授發(fā)明的。 3 （ 4） 第四代氧化溝 —— 曝氣凈化與污泥的沉淀分離 一體化 這一概念由美國(guó)最早提出將二沉池直接設(shè)置在氧化溝中的一體化，在實(shí)際中迅速顯現(xiàn)出極廣闊的前景。 碳源 生物脫氮的反硝化過(guò)程中，反硝化菌利用易降解的有機(jī)物作為碳源，以保證一定的碳氮比，而使反硝化反應(yīng)能順利地進(jìn)行。 系統(tǒng)的硝化和反硝化能力決定因素有各自相應(yīng)區(qū)域的水力停留時(shí)間、工藝布置形式等。 四溝式氧化溝是一種四溝交替工作式污水處理方法，每個(gè)溝中都設(shè)有曝氣設(shè)備，四溝由公共 池壁處開(kāi)孔相通。污水處理廠 主要接納其周邊 工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)廢水和幾乎全部居住區(qū)生活污水， 且主要為生活污水。 ① 粗格柵 通常粗格柵設(shè)在提升泵前面，柵條間隙一般采用 16～ 40mm，特殊情況下，最大間隙可為 100mm。 選擇粗格柵與污水提升泵房合建，大大節(jié)約了基建面積，節(jié)省基建費(fèi)用，有利于運(yùn)行管理。尤其在北方地區(qū)，常年雨水較少，在培菌過(guò)程中，只依靠常規(guī)悶曝方法便可達(dá)到很好的效果。因此，在所選擇的泵中應(yīng)有變頻式潛水泵，且有備用。濾頭縫隙總面積占單格濾池面積的%— %，安裝密度為 50— 60 只 /m2。目前，污泥濃縮的技術(shù)界限大致為：活性污泥含水率可降至 97%— 98%，初次沉淀污泥可降至 90%— 92%。 泵房的設(shè)計(jì)為地上部分 6m,地下部分 7m,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。q — 表面負(fù)荷， )/( 23 hmm ? ； 則 ? ???D= 2) 沉砂池有效水深 22 4DQth ?? 式中： t— 水力停留時(shí)間，設(shè)計(jì)中取 t=36s 則 mh 22 ?? ???，取 h2= 3) 沉砂室所需容積 6m ax 10 86400XTQV ? 式中 :Q 平 = ╳ 105m3/d =T— 清觸沉砂的時(shí)間 ,間隔設(shè)計(jì)中取 T=1d。 ④ 四溝式氧化溝的產(chǎn)泥量 24 表 觀產(chǎn)率系數(shù) ?????? ?QKYY cobs 又 QSrYobs=Xw=Q(S0Se)Yobs ,則剩余污泥量為： Xw=QSrYobs=104()103=（干污泥量） ⑤ 硝化校核 實(shí)際硝化速率 rn=fn 進(jìn)出水管直徑 md ????,取 d=。 ? 四溝式氧化溝的產(chǎn)泥量 經(jīng)上述計(jì)算得出氧化溝每日排放的剩余污泥量為 （干污泥量） 四溝式氧化溝污泥在溝中的停留時(shí)間為 18h，由于氧化溝內(nèi)部分容積用來(lái)缺氧化硝化，再加上設(shè)計(jì)中有將近一半的污泥處于沉淀和澄清狀態(tài)，并未參與降解污染物，因此好氧污泥泥齡 10 天左右，與污泥消化池停留時(shí)間相近，因而其污泥穩(wěn)定性較好，可直接經(jīng)過(guò)重力濃縮后脫水。h ， t1=3 分鐘 水沖洗強(qiáng)度 q2=15 m3/ m2h,t2=3 分鐘 氣水反沖洗 2 分鐘 ⑤ 表面掃洗 q3=5 m3/ m2h,t3=2 分鐘 （ 2）計(jì)算 ① 濾池總面積 F 則 35 1044810 mVTQF ????? ② 池子尺寸 采用單排單格設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì) 3 個(gè)池子，則單個(gè)面積為 mnFf ?? 為保證沖洗及排水效果理想，故取單個(gè)面積濾池濾板寬 B=， L=,即為單個(gè)面積 36 31 m2， ③ 濾池進(jìn)水總渠設(shè)計(jì) 濾池進(jìn)水總流量 Q=╳ 105m3/d =進(jìn)水渠寬 h=== 進(jìn)水渠中正常水深 h0=== 渠中平均流速 smV / ??? 校核渠底坡底 i 是否足夠 由 n iRRJcV 2132 ??? mWR ??? ??? ? 表 6 常用管材曼寧粗糙系數(shù) n 管壁材料 n 管壁材料 n 鑄鐵管、陶土管 漿砌磚渠道 （鋼筋）混凝土管 — 漿砌塊石渠道 水泥砂漿抹面渠道 — 干砌塊石渠道 — 石棉水泥管、鋼管 土明渠 — 因?yàn)V池池壁為水泥砂漿材料，所以 n=,坡度 i=‰ 則 smV / 1 0 0 0 21320 ???＞ 符合設(shè)計(jì)要求。 加藥 間 化學(xué)除磷加藥間與污泥濃縮脫水機(jī)房合建，加藥間按遠(yuǎn)期規(guī)模設(shè)計(jì)。 ④ 清水池的排水管 在檢修清水池時(shí)需要將其放空，因此應(yīng)設(shè)置排水管。 ① 確定停留時(shí)間 調(diào)節(jié)池的水力停留時(shí)間：經(jīng)驗(yàn)值為 4— 12h，一般取 8h(連續(xù)進(jìn)水取 4h，間歇進(jìn)水取 12h)。轉(zhuǎn)刷曝氣機(jī)的供氧量是在標(biāo)準(zhǔn)條件下，即在清水中， 20℃ 水溫時(shí)的供氧量，與在實(shí)際運(yùn)行條件下相比，要乘以系數(shù) f， f 值與水溫、池中污泥濃度、溶解氧值等有關(guān)，一般 f 值為 。假定四溝內(nèi)污泥濃度分別為兩邊溝3300mg/L,中溝均為 2400mg/L，平均 3000mg/L。 ?????? ? 考慮到該工藝無(wú)初沉池，所以取 f=VSS/SS=, 由于總出水的 BOD5總應(yīng)包括出水溶解性 BOD5和由于出水帶出的 VSS所構(gòu)成的 BOD5這兩部分。 旋流沉砂池的設(shè)計(jì) 1. 設(shè)計(jì)參數(shù) ⅰ .表面水力負(fù)荷： 200m3/() HRTmax＞ 30s ⅱ .有效水深 1～ 2m，池徑與池深比為 ～ ⅲ .進(jìn)水渠道流速：在最大流量的 40％～ 80％ 的情況下為 ～ ,在最小流量時(shí)大于 ，在最大流量時(shí)不大于 ⅳ .進(jìn)水渠道直段長(zhǎng)度應(yīng)為渠寬的 7 倍，并不小于 ⅴ .出水渠道與進(jìn)水渠道的夾角大于 270176。 ⑦ 每日柵渣量 W 計(jì)算 ?? 1000* 86400** 1m a xKz WQW m3/d 攔截污物量遠(yuǎn)大于 m3/d，宜采用機(jī)械清渣。 紫外線殺菌消毒是利用適當(dāng)波長(zhǎng)的紫外線對(duì)微生物的輻射損傷，破壞微生物機(jī)體細(xì)胞中的 DNA 或 RNA 的分子結(jié)構(gòu)，使微生物自身不能復(fù)制，造成生長(zhǎng)性細(xì)胞死亡和再生性細(xì)胞死亡，達(dá)到殺 菌消毒的效果。這種濾池早在上世紀(jì)初的美國(guó)已經(jīng)開(kāi)始使用，而后歐洲的許多濾池也多數(shù)采用氣水反沖洗技術(shù)。因此，該工程設(shè)計(jì)時(shí)采用可調(diào)式三角堰出水。 圖 2 鐘式沉砂池工藝圖 11 圖 4 砂水分離器 厭氧混合池與氧化溝 （一）四溝式氧化溝工藝說(shuō)明及應(yīng)用 根據(jù)本項(xiàng)目對(duì)污水脫氮除磷的要求，并且針對(duì)傳統(tǒng)三溝式氧化溝在容積利用率和設(shè)備利用率不高，該工程決定采用改進(jìn) 型四溝式氧化溝工藝，可以使氧化溝的容積利用率由三溝式氧化溝的 58%提高到 69%，大大降低了作為沉淀池的邊溝容積，使氧化溝總?cè)莘e減少 11%。 目前污水泵形式多樣，其中最常用的潛水式為 QW 型潛水污水泵。 機(jī)械清渣的格柵安裝傾角一般為 60176。溝內(nèi)泥水混合均勻，因而具有較強(qiáng)的耐沖擊負(fù)荷能力，屬完全混合反應(yīng)池。表 1 為 部分 水下推進(jìn)器性能參數(shù) [13]。主要有兩種解決方法：一是工程中應(yīng)嚴(yán)格控制從缺氧區(qū)回流的污泥中硝酸鹽的含量。資料表明，以除磷為目的的生物除磷工藝的污泥齡一般應(yīng)控制在 — 7d[6]。 新一代氧化溝采用直徑 1m的曝氣刷和立式曝氣器，使氧化溝 的溝深逐步擴(kuò)大，可達(dá) ，稱之為 Carrousel氧化溝。近幾年頻繁出現(xiàn)的極端天氣，比如 2021 年南方大雪冰封了河流湖泊和億萬(wàn)同胞回家的路； 2021 年山東、甘肅出現(xiàn)六十年不遇的干旱，使許多水庫(kù)、河流干涸和斷流； 2021 年 7月北京遭遇 61 年最強(qiáng)暴 雨，造成經(jīng)濟(jì)損失近百億元；而與此同時(shí)三年連旱使得云南苦不堪言。污水通過(guò)管道進(jìn)入提升泵房、經(jīng)細(xì)格柵后進(jìn)入?yún)捬醭?+氧化后的生物反應(yīng)池中，在氧化溝內(nèi)與回流污泥在厭氧池內(nèi)混合，進(jìn)行磷的釋放，然后進(jìn)入改進(jìn)型的四溝式氧化溝，出來(lái)的清水進(jìn)入氣水反沖洗濾池中進(jìn)行深度處理，最后經(jīng)紫外線消毒后出水。 1954 年首先在海牙北部的沃紹本建造了第一個(gè)生產(chǎn)型實(shí)驗(yàn)廠并投入使用，試驗(yàn)廠的基本特征是跑道型循環(huán)混合式曝氣池，以后幾經(jīng)改革作為污水處理設(shè)施用于污水處理廠的建造中。所謂一體化氧化溝，就是充分利用氧化溝較大的容積和水面，在不影響氧化溝運(yùn)行的情況下，通過(guò)改進(jìn)氧化溝部分區(qū)域的結(jié)構(gòu)或在溝內(nèi)設(shè)置一定的裝置，使泥水分離過(guò)程在氧化溝內(nèi)進(jìn)行 [5]。這樣反硝化反應(yīng)速率較快，缺氧區(qū)則可建的較小。對(duì)于前置反硝化來(lái)說(shuō)，內(nèi)循環(huán)比是十分重要的運(yùn)行參數(shù)，對(duì)硝化、反硝化以及釋磷、吸磷都有重要影響。本污水處理工藝有兩種運(yùn)行方式：一種為去除氨氮和有機(jī)物的運(yùn)行方式，主要是 Ⅰ 、 Ⅳ 溝交替出水；另一種為生物脫氮的運(yùn)行方式，分為六個(gè)階段進(jìn)行，周期為 8h，且隨每一階段各溝中的曝氣設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)狀況的不同，進(jìn)、出水的溝也不同。污水處理廠計(jì)劃服務(wù)面積為 15 平方公里，總服務(wù)人口 15 萬(wàn)人 左右 。采用直徑為 10mm的圓鋼為柵條，且柵條凈間隙為b=，柵前流速 v=，過(guò)柵流速 m/s，柵前部分長(zhǎng)度： m，格柵傾角 α=60176。 旋流沉砂池 污水中的無(wú)機(jī)顆粒若不預(yù)先沉降分離去除，不僅會(huì)磨損設(shè)備和管道，降低活性污泥活性，而且會(huì)在反應(yīng)池底部板積，減少有效容積，甚至?xí)诿撍畷r(shí)扎破濾帶，損壞脫水設(shè)備。在雨水較多的夏季，一般采用從鄰近進(jìn)水性質(zhì)相近的污水廠接種培菌，或者投加營(yíng)養(yǎng)物，提高進(jìn)水濃度，從而加快培菌過(guò)程。 由于 污水處理廠接收周邊 服裝、制藥、造紙、化工、啤酒工業(yè)等 排放的污水以及轄區(qū)內(nèi) 居民住宅區(qū) 生活污水，并且還有氣水反沖洗濾池排出的水，其水質(zhì)水量會(huì)隨時(shí)變化，波動(dòng)較大。濾池供氣方式采用鼓風(fēng)機(jī)直接向?yàn)V池供氣，效率高，設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便。 目前，污泥濃縮的方法有重力濃縮、氣浮濃縮和離心濃縮，其中重力濃縮應(yīng)用最廣。設(shè)有閘門(mén)以便檢修。 X— 城市污水沉砂量， 363 10/ mm ,污水一般采用 30 363 10/ mm 污水； 則 36 mV ????? 4) 沉砂斗容積 )(12141 22542 rdrdhhdV ????? ?? 式中： d— 沉砂斗上口直徑， m，設(shè)計(jì)中取 d=； 4h — 沉砂斗圓柱體的高度， m,設(shè)計(jì)中取 4h =； 5h — 沉砂斗圓臺(tái)體的高度， m； )( mrdh ???? r— 沉砂斗下底直徑， m，一般采用 ～ ,設(shè)計(jì)中取 r=。q n 式中， fn 為 硝 化 菌 在 活 性 污 泥 中 所 占 的 比 例 ， 原 污 水 中BOD5/TKN≈130/30=。 校核進(jìn)出水管流速 smAQV /?? ﹤ b. 出水堰計(jì)算 為了能夠調(diào)節(jié)曝氣轉(zhuǎn)碟的淹沒(méi)深度，氧化溝出水處設(shè)置出水豎井，出水豎井內(nèi)安裝旋轉(zhuǎn)堰堰門(mén)。 （ 2）厭氧池 ①