【正文】 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入氧化溝系統(tǒng)。（ 4）脫氮效果還能進一步提高。此外，通過高程計算，同時確定提升泵房水泵的揚程。 （ 6）柵后槽總高度 H 設(shè)柵前渠道超高 h2 = mhhhH ??????? （ 7）柵槽總 長度 L ?ta 121 HLLL ????? a n ???????? 式中 ， 1H 為柵前渠道深， 21 hhH ?? ， m。 曝氣沉砂池還可以克服普通平流式沉砂池的缺點：在其截流的沉砂中夾雜著一些有機物，對被有機物包裹的砂粒，截流效果也不高，沉砂易于腐化發(fā)臭，難于處置，故 本次設(shè)計選用曝氣式沉砂池 [ 10]。 （ 8） 通過格柵的水頭損失 h1 ?? s in2 2341 gvbSkh ???????? = ?75s in 234?????????? = （ 9） 每日柵渣量 W W1 為柵渣量， m3/1000m3 污水； KZ 為總變化系數(shù)。格柵的間隙大小對污水處理運行有直接關(guān)系，目前設(shè)計采用格柵 的間 隙 可分 為三 級 ：細 格 柵 凈 間隙 為 ~10mm， 中格 柵 凈 間 隙為10~40mm，粗格柵 凈 間隙為 50~100mm[9]。 考慮到城 市污水 處理 廠水量 變化較 大，各 管道內(nèi) 的流速 設(shè)計控 制在～ ，以便水量減小時，管內(nèi)流速不致過小 ，形成沉淀；當水量增大時，管內(nèi)流速又不致于過大，增加管道水頭損失，造成能量浪費。 ④ 能承受水量 、 水質(zhì)沖擊負荷，對高濃度工業(yè)廢水有很大的稀釋能力 氧化溝的缺點如下： ① 單純的氧化溝工藝的除磷效率很低，需要增設(shè)厭氧段才能達到一定的除磷效率。 O段的前段采用強曝氣，后段減，少氣 量，使內(nèi)循環(huán)液的 DO含量降低，以保證 A段的缺氧狀態(tài) [4]。 根據(jù)《 J市城市污水處理廠可行性研究報告》，該廠廠址選擇擬選于 J 市的城區(qū)東南方向， C江下游，位于 C江東岸， D公路南側(cè)， W鐵路東北側(cè)。 材料科學與工程學院畢業(yè)論文（設(shè)計） 3 方案比較 7 3 方案比較 設(shè)計依據(jù) 設(shè)計 背景 （ 1） 氣象 J 市屬亞熱帶季風氣候，境內(nèi)光照充足，雨量充沛，溫和 濕潤 ，四季分明，山峰層疊，河流密布，山環(huán)水繞，景色秀麗。表面曝氣機使混合液中溶解氧 DO的濃度增加到大約 2～ 3 mg/ L。 1987年 ,Tang 等人又建立了較為完善的活性污泥污水處理系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計模型。 我國城市污水處理工藝 目前 ,城市污水處理主要采用生物活性污泥法。城區(qū)現(xiàn)在狀水廠設(shè)計供水量能力為 60 萬噸 /日?？紤]到污泥機械脫水間的運行安全，將二沉池等處理構(gòu)筑物的污泥一并濃縮后去機械脫水間脫水，經(jīng)壓濾后外運。 2 文獻綜述 我國污水處理現(xiàn)狀 我國城市污水處理事業(yè)開始于 1921 年 ,上海首先建立了北區(qū)污水處理廠。 也就是城市污水處理廠的優(yōu)化設(shè)計問題。 Carrousel 氧化溝工藝 概述 圖 1 卡魯塞爾氧化溝 Figure 1 Carrousel oxidation ditch 卡魯賽爾 (Carrousel)氧化溝 簡稱循環(huán)折流式氧化溝，采用表面 曝氣 機曝氣，如曝氣轉(zhuǎn)刷、曝氣轉(zhuǎn)蝶、倒傘曝氣機等。為了取得更好的除磷脫 氮 的效果， Carrousel 2021系統(tǒng)在普通 Carrousel氧化溝前增加了一個厭氧區(qū)和絕氧區(qū)（又稱前反硝化區(qū)）。 （ 2） 積極穩(wěn)妥地采用新技術(shù)，充分利用國內(nèi)外的先進技術(shù)和設(shè)備，以提高行業(yè)的裝備和技術(shù)水平。 各種工藝都有其獨特的方面，一般根據(jù)具體情況而定。在充分摻氧的條件下，微生物得到足夠的溶解氧來去除 BOD5；同時，氨也被氧化成硝酸鹽和亞硝酸鹽，此時，混合液處于有氧狀態(tài)。（ 5）電耗較小，運行費用低。提升泵房后的構(gòu)筑物高程計算方法為沿受納水體逆推計算；提升泵房前的構(gòu)筑物高程計算順推。 （ 8）柵渠過水斷 面積 S 21 26 mvQS ??? 柵渠尺寸（寬 ?深） mmmm 12021050 ? 。 設(shè)計參數(shù) 設(shè)計流量（按最大流量設(shè)計） Qma x= 3/s； 停留時間 3min； 水平流速 ； 沉砂量 30m3/10 6 m3（污水）； 曝氣量 （空氣） /m3（污水） ； 主干管空氣流速 12m/s； 支管空氣流速 。 （ 7） 柵渠過水斷面 S 21 1 94 mvQS ??? 柵渠尺寸（寬 ?深） mmmm 800145 0 ? 。 表 2 污水處理構(gòu)筑物的水面標高、池頂標高及池底標高 Table 2 Water surface elevation、 tank top and bottom elevation of sewage treatment structures 構(gòu)筑物名稱 水面標高 (m) 池底標高 (m) 池頂標高 (m) 進水井 中格柵 泵房集水池 細格柵前 細格柵后 — 曝氣沉砂池 氧化溝 配水井 二沉池 接觸消 毒池 巴式計量槽 污泥泵房 濃縮池 — — 污泥井 儲泥池 脫水機房 — 材料科學與工程學院畢業(yè)論文（設(shè)計） 5 總平面布置 16 表 3 水力及高程計算表 Table 3 Hydraulic and elevation calculation table 構(gòu) 筑 物 名 稱 構(gòu)筑物水頭損失m/ 構(gòu)筑物間距m/ 連接管道水頭損失 總損失m/ 水面標高m/ 地面標高m/ 水面與地面差m/ 流量)//(3 dm 連接管徑mm/ 流速)//( sm 坡度 沿程損失m/ 局部損失m/ 水頭損 失m/ 進水管 120210 1100 2 0 0 0 00 0 進水井 0 120210 0 0 0 0 0 中 格柵間 0 120210 0 0 0 0 0 提升泵房 0 120210 0 0 0 0 0 細格柵間 40.8 120210 8002 2 8 0 沉砂池 0 120210 0 0 0 配水井 82 120210 8002 4 6 0 氧化溝 120210 5006 3 5 5 5 0 配水井 120210 8004 2 3 0 二沉池 12021 5006 0 材料科學與工程學院畢業(yè)論文（設(shè)計） 5 總平面布置 17 0 2 3 出水井 120210 6004 3 5 5 5 9 0 9 接觸池 37.1 120210 1000 4 1 2 0 2 巴氏計量槽 5 120210 1000 8 2 1 0 1 受納水體 42 120210 1000 6 4 0 0 材料科學與工程學院畢業(yè)論文（設(shè)計） 6 設(shè)備選擇與計算 18 6 設(shè)備選擇與計算 設(shè)計流量 平均流量： L / s 1 1 6 0/sm 1 .1 6/hm 4 1 6 6 .6/dm10 3335 ????aQ 設(shè)計流量： L / s 1389/sm 1 . 3 8 9/ h m 5000 t/d101 . 2 335m a x ??????? aZ QKQ 中格柵 城市污水含有大量懸浮物和漂浮物，故需要設(shè)置格柵以攔截較大的懸浮固體物質(zhì)。為了便于維修，本設(shè)計除泵房（提升泵房、污泥泵房）內(nèi)及相關(guān)壓力管道選擇鑄鐵管和氣體管道選擇鋼管外，其余管道均采用鋼筋混凝土管。 ③ 污泥廠量少， 污泥性質(zhì)穩(wěn)定。 優(yōu)點： ① 流程簡單，勿需外加碳源與后曝氣池，以原污水為碳源，建設(shè)和運行費用較低； ② 反硝化在前，硝化在后，設(shè)內(nèi)循環(huán)，以原污水中的有機底物作為碳源，效果好， 反硝化反應充分； 材料科學與工程學院畢業(yè)論文（設(shè)計） 3 方案比較 11 ③ 曝氣池在后，使反硝化殘留物得以進一步去除，提高了處理水水質(zhì)； ④ A段攪拌，只起使污泥懸浮，而避免 DO的增加。若有可能宜采用污水不經(jīng)水泵提升而自流入處理構(gòu)筑物的方案，以節(jié)約動力費用，降低處理成本； （ 6） 根據(jù)城市總體發(fā)展規(guī)劃，污水處理工程 廠址的選擇應考慮遠期發(fā)展的可能性，有擴建的余地。 Carrousel 氧化溝演變 第一代為普通 Carrousel氧化溝，該種形式氧化溝以去除 BOD 5為主要目的，并具一定的脫氮除磷效果；第二代為 Carrousel 2021氧化溝，該種形式氧化溝主要是針對排放 標準對氮、磷的嚴格要求而發(fā)展起來的具有脫氮除磷的工藝；第三代是 Carrousel 3000氧化溝，其最顯著的特點是水深很大，減少了占地面積，同時也具備脫氮除磷功效。 最初的普通 carrousel氧化溝的工藝中污水直接與回流污泥一起進入氧化溝系 統(tǒng)。 1981 年 ,Danial Tyteca 建立了非線性規(guī)劃模型 ,對整個城市污水處理廠進行了優(yōu)化設(shè)計 ,把城市污水處理廠的優(yōu)化設(shè)計理論推進了一大步。在重點流域和水資源保護區(qū) ,城區(qū)人口在 50 萬以下的 中小城市及村鎮(zhèn) ,應依據(jù)當?shù)厮廴究刂埔?,建設(shè)污水處理設(shè)施。 目前 J市城區(qū)供水由自來水和自備水源兩部分組成，自來水公司主要提供給居民生活用水及部分用水量較小的工廠生產(chǎn)用水，而大部分工廠企業(yè)生產(chǎn)用水由自備水源解決。并且該工藝運行穩(wěn)定、管理方便、工程投資少、運營成本低。近年來隨著經(jīng)濟的發(fā)展 ,水污染控制所面臨的問題愈加嚴重 ,同時污水處理能力的建設(shè)也取得了一定的成就。 歷史回顧 對城市 污水處 理廠優(yōu) 化設(shè) 計理論 的研 究 ,始于上 世紀 60 年代 。隨著污水處理中對脫氮除磷的要求， carrousel 氧化溝自 1967年由荷蘭 DHV公司發(fā)明的第一代的普通的 carrousel 氧化溝發(fā)展為具有脫氮除磷功能的 carrousel 2021型氧化溝，后又發(fā)展為第三代的 carrousel 3000型氧化溝。全部回流污泥和 1030%的污水進入?yún)捬鯀^(qū)，可將回流污泥中的殘留硝酸氮在缺氧和 1030%碳源條件下完成反硝化，為以后的絕氧池創(chuàng)造絕氧條件。 （ 3） 功能分區(qū)明確，生產(chǎn)、生活、人、物、車流向合理。主要特點如下： （ 1） SBR 工藝 SBR 是序批間歇式活性污泥法的簡稱，是一種按間歇曝氣方式來運行的活性污泥水處理技術(shù)，又稱序批式活性污泥法。在曝氣機下游，水流由曝氣區(qū)的湍流狀態(tài)變成之后的平流狀態(tài)，水流維持在最小流速，保證活性污泥處于懸浮狀態(tài)。而 SBR 工藝僅適合處理量為 10 萬 t/d 以下的處理廠，所以本課題選擇氧化溝處理工藝。兩者的差值加上泵房集水池最高水位與最低水位的差值即為提升泵的揚程。 材料科學與工程學院畢業(yè)論文（設(shè)計） 6 設(shè)備選擇與計算 20 （ 9） 每日柵渣量 W W1 為柵渣量， m3/1000m3 污水； KZ 為總變化系數(shù)。 沉 砂 池尺寸 （ 1）有效容積 V 材料科學與工程學院畢業(yè)論文（設(shè)計）