【文章內容簡介】 生化反應器，混合液在其中連續(xù)循環(huán)流動。隨著氧化溝技術的不斷發(fā)展，氧化溝技術已遠遠超出最初的實踐范圍，具有多種多樣的工藝參數(shù)、功能選擇、構筑物形式和操作方式。如卡魯塞爾（ Carrousel 2021）氧化溝、三溝式（ T 型）氧化溝、奧貝爾（ Orbal）氧化溝等 [8]。 卡魯塞爾氧化溝是一個多溝串聯(lián)的系統(tǒng)，進水與活性污泥混合后在溝內做不停的循環(huán)運動。污水和會流污泥在第一個曝氣區(qū)中混合。由于曝氣器的泵送作用，溝中流速保持在。水流在連續(xù)經過幾個 曝氣區(qū)后，便流入外邊最后一個環(huán)路，出水從這里通過出水堰排出，出水位于第一曝氣區(qū)的前面。 卡魯塞爾氧化溝采用垂直安裝的低速表面曝氣器，每組溝渠安裝一個，均安裝在同一武漢理工大學畢業(yè)設計 4 端，因此形成靠近曝氣器下游的富氧區(qū)和曝氣器上游以及外環(huán)的缺氧區(qū)。這不僅有利于生物凝聚，還使活性污泥易于沉淀。 BOD 去除率可達 95%~99%，脫氮效率約為 90%，除磷率為 50%。 在正常的設計流速下，卡魯塞爾氧化溝渠道中混合液的流量是進水流量的 50~100 倍，曝氣池中的混合液平均每天 5~20min 完成一個循環(huán)。具體循環(huán)時間取決于渠道長度、渠道流速及設 計負荷。這種狀態(tài)可以防止短流，還通過完全混合作用產生很強的耐沖擊負荷力。 以下是氧化溝的優(yōu)缺點： 優(yōu)點： ① 用轉刷曝氣時，設計污水流量多為每日數(shù)百立方米。用葉輪曝氣時，設計污水流量可達每日數(shù)萬立方米。 ② 氧化溝由環(huán)形溝渠構成，轉刷橫跨其上旋轉而曝氣，并使混合液在池內循環(huán)流動，渠道中的循環(huán)流速為 ~，循環(huán)流量一般為設計流量的 30~60 倍。 ③ 氧化溝的流型為循環(huán)混合式，污水從環(huán)的一端進入，從另一端流出，具有完全混合曝氣池的特點。 ④ 間歇運行適用于處理少量污水?？衫貌僮鏖g歇時間使溝內混合液沉淀而省去二沉 池，剩余污泥通過氧化溝內污泥收集器排除。連續(xù)運行適用于處理流量較大的污水，需另沒二沉池和污泥回流系統(tǒng)。 ⑤ 工藝簡單，管理方便，處理效果穩(wěn)定，使用日益普通。 ⑥ 氧化溝的設計可用延時曝氣油的設計方法進行。即從污泥產量 為零 出發(fā)，導出曝氣池的體積，而后按氧化溝的工藝條件布置成環(huán)狀循環(huán)混合式。 缺點： ① 處理構筑物較多； ② 回流污泥溶解氧較高，對除磷有一定的影響； ③ 容積及設備利用率不高。 普通 曝 氣法 本工藝出現(xiàn)最早，至今仍有較強的生命力。普曝法處理效果好，經驗多，可適應大的污水量，對于大廠可 集中 建污泥 消化池，所產生沼氣可作能源利用。傳統(tǒng)普曝法的不足之處是只能作為常規(guī)二級處理，不具備脫氮除磷功能。近幾年在工程實踐中，通過降低普通曝氣池容積負荷，可以達到脫氮的目的；在普曝池前設置厭氧區(qū)，可以除磷，亦可用化學法除磷。采用普通曝氣法去除 BOD5，在池型上有多種形式 ， 如 上 文所述的氧化溝 [13]。 污水生化處理 污水生化處理屬于二級處理，以去除不可沉懸浮物和溶解性可生物降解有機物為主要目的，其工藝構成多種多樣，可分成活性污泥法、生物膜法、生物穩(wěn)定塘法和土地處理法武漢理工大學畢業(yè)設計 5 等四大類。日前大多數(shù)城市污水處理廠都采用活 性污泥法。生物處理的原理是通過生物作用，尤其是微生物的作用，完成有機物的分解和生物體的合成，將有機污染物轉變成無害的氣體產物（ CO2）、液體產物（水）以及富含有機物的固體產物（微生物群體或稱生物污泥）；多余的生物污泥在沉淀池中經沉淀池固液分離，從凈化后的污水中除去 [7]。 由此可見，污水處理工藝的作用僅僅是通過生物降解轉化作用和固液分離，在使污水得到凈化的同時將污染物富集到污泥中，包括一級處理工段產生的初沉污泥、二級處理工段產生的剩余活性污泥以及三級處理產生的化學污泥。由于這些污泥含有大量的有機物和病原體， 而且極易腐敗發(fā)臭，很容易造成二次污染，消除污染的任務尚未完成。污泥必須經過一定的減容、減量和穩(wěn)定化無害化處理井妥善處置。污泥處理處置的成功與否對污水廠有重要的影響，必須重視。如果污泥不進行處理，污泥將不得不隨處理后的出水排放，污水廠的凈化效果也就會被抵消掉。 SBR 工藝 SBR 工藝早在 20 世紀初已有應用，由于人工管理的困難和繁瑣未于推廣應用。此法集進水、曝氣、沉淀在一個池子中完成。一般由多個池子構成一組，各池工作狀態(tài)輪流變換運行，單池由撇水器間歇出水，故又稱為序批式活性污泥法。 該工藝 將傳統(tǒng)的曝氣池、沉淀池由空間上的分布改為時間上的分布，形成一體化的集約構筑物，并利于實現(xiàn)緊湊的模塊布置，最大的優(yōu)點是節(jié)省占地。另外，可以減少污泥回流量，有節(jié)能效果。典型的 SBR 工藝沉淀時停止進水，靜止沉淀可以獲得較高的沉淀效率和較好的水質 [8]。 表 11 SBR 工藝 的優(yōu)點 但是， SBR 工藝也有一些缺點。它對自動化控制要求很高，并需要大量的電控閥門和機械撇水器，稍有故障將不能運行，一般必須引進全套進口設備。 由于一池有多種功能，相關設備不得已而閑置，曝氣頭的數(shù)量和鼓風機的能力必須稍大。池子總體容積也不減小。另外，由于撇水深度通常有 ~2 米，出水的水位必須按最低撇水水位設計，故總的水力高程較一般工藝要高 1 米左右，能耗將有所提高 [8]。 優(yōu) 點 機 理 沉淀性能好 有機物去除效率高 提高難降解廢水的處理效率 抑制絲狀菌膨脹 可以除磷脫氮，不需要新增反應器 不需二沉池和污泥回流，工藝簡單 理想沉淀理論 理想推流狀態(tài) 生態(tài)環(huán)境多樣性 選擇性準則 生態(tài)環(huán)境多樣性 結構本身特點 武漢理工大學畢業(yè)設計 6 SBR（序批式活性污泥法）工藝早在 1914 年即已開發(fā)，但由于當時監(jiān)測手段落后，并沒有得到推廣應用。 1979 年美國的 對 SBR 工藝進行了深入的研究，并于 1980年在印第安那州的 Culver 改進并投產了一個 SBR 污水處理廠。此后隨著計算機監(jiān)控技術、各種新型不堵塞曝氣器和軟件技術的出現(xiàn)，同時也由于開發(fā)了在線溶解氧測定儀、水位計 等精度高并且對過程控制比較經濟的水質檢測儀表，污水處理廠的運行管理逐漸實現(xiàn)了自動化，加之 SBR 具有均化水質、工藝簡單，處理效果穩(wěn)定，耐沖擊負荷力強，出水質好，操作靈活、占地面積少等優(yōu)點而成為包括美、德、日、澳、加等在內的許多工業(yè)發(fā)達國家競相研究和開發(fā)的熱門工藝。以澳大利亞為例，近 10 多年來建成采用 SBR 工藝的污水處理廠就達近 600 座之多 [4]。 SBR 工藝一般適用于中小規(guī)模、土地緊張、具有引進設備條件的場合。 武漢理工大學畢業(yè)設計 7 2 設計任務 說明 設計任務 本設計 的任務是完成日處理量為 萬 m3/d 的污水處理工藝設計，具體 內容包括處理工藝的確定、各構筑物的設計計算、平面布置、高程計算、經濟技術分析。完成總平面布置圖、 污水處理工藝流程圖，污水處理廠高程設計圖，污水處理設備構筑物圖。 設計依據(jù) 1) 《中華人民共和國環(huán)境保護法》 2) 《中華人民共和國水污染防治法實施細則 》（ 1985 年 9 月） 3) 《污水綜合排放標準》（ GB897896） 4) 《室外排水設計規(guī)范》（ GBJ1487） 5) 《惡臭污染物排放標準》（ GB1455493） 6) 《污水泵站設計規(guī)程》（ DBJ082391） 7) 《地面環(huán)境質量標準》（ GB383888） 8) 《地表水環(huán)境標準》（ GBHZB11999） 9) 《污水排放城市下水道水質標準》（ CJ1886） 10) 《室外排水設計規(guī)范》（ GB 500142021） 11) 《建筑給排水設計規(guī)范》（ GBJ15—88） 12) 《給水排水工程結構設計規(guī)范》（ GBJ69－ 84） 水質 設計 參數(shù) 水處理廠建設規(guī)模為日處理污水量 萬 m3,總變化系數(shù) Kz=，假設污水量日變化系數(shù) Kd=，則時變化系數(shù) Kh=,各流量指標如下：平均流量 Qave=2083 m3/h；高日流量 Qmax.＝ 60000 m3/d；高峰流量 Qpeak.＝ 2791 m3/h。 武漢理工大學畢業(yè)設計 8 表 21 水質 設計要求 項目 進水水質 (mg/l) 出水水質 (mg/l) BOD COD SS NH3N 磷酸鹽 150 350 250 25 3 ≤20 ≤40 ≤20 ≤10 ≤ 工藝流程設計 通過前面對生活污水處理工藝的比選， 本設計采用 SBR 法對污水進行處理， SBR 法集進水、曝氣、沉淀、出水在一座池子中完成，常由四個或三個池子構成一組，輪流運轉，一池一池地間歇運行，故稱序批式活性污泥法?，F(xiàn)在又開發(fā)出一些連續(xù)進水連續(xù)出水的改良性 SBR 工藝，如 ICEAS 法、 CASS 法、 IDEA 法等。這種一體化工藝的特點是工藝簡單，由于只有一個反應池，不需二沉池、回流污泥及設備，一般情況下不設調節(jié)池，多數(shù)情況下可省去初沉池，故節(jié)省占地和投資，耐沖擊負荷且運行方式靈活，可以從時間上安排曝氣、缺氧和厭氧的不 同狀態(tài)，實現(xiàn)除磷脫氮的目的。 SBR 法中曝氣池兼具沉淀的作用，厭氧、好氧也在同一池進行。其運行操作由流入、反應、沉淀、排放、待機五個工序組成。通過調節(jié)每個工序的時間，可達到除磷脫氮的效果 [19]。 SBR 工藝的優(yōu)點是：工藝流程簡單， 不設二沉池，無污泥回流設備；耐沖擊負荷，一般不用設置調節(jié)池；反映推動力大，易于得到優(yōu)于連續(xù)流系統(tǒng)的出水水質；運行操作靈活，通過適當調節(jié)各單元的狀態(tài)可達到脫氮除磷的效果；污泥沉淀性能好， SVI 值較低，能有效的防治絲狀菌膨脹；各項運行指標和各操作階段可通過計算機加以控制，便于自 控運行，易于維護管理。 運行方式靈活多變，空間上完全混合，時間上理想推流，對進水水質、流量變化的適應性好，生物處理出水可以達到一級排放標準，采用微孔曝氣，電耗低，池深較大，布置緊湊，占地面積小，基處理費用及土建費用相對較低 [10]。 武漢理工大學畢業(yè)設計 9 工藝流程 如下： 圖 21 工藝流程圖 工藝流程簡述： 污水 經過 粗 格柵去除大 顆粒 懸浮物后， 經提升泵后 ， 在細格柵去除小顆粒懸浮物 ， 再進入曝氣沉砂池去除泥沙 ， 經配水井調整后 進入 SBR 池，在 SBR 池中， 利用微生物的代謝降解大部分 CODcr、 BOD5 、 SS、 NH3N 和 TP 等，最后進入 接觸消毒池 ， 經加氯消毒后 排放。 SBR 池中的剩余污泥進入污泥濃縮池和脫水池，最后將處理后的污泥外運 。 粗格柵 提升泵房 細格柵 曝氣沉砂池 配水井 SBR反應池 進水 達標 排放 接觸消毒池 污泥濃縮池 均質池 污泥脫水 污泥外運 武漢理工大學畢業(yè)設計 10 3 設計計算 原始設計參數(shù) 原水水量 Q=142021m3/d=由資料提供的數(shù)據(jù)可知，污水總變化系數(shù)為： Kz=，時變化系數(shù) Kh= 則 設計流量 3m a x= K 1 . 3 4 1 . 6 4 4 2 . 2 0 3 / szQ Q m? ? ? ? (31) 格柵 設計說明 格柵（見圖 31）一般斜置在進水泵站之前，主要對水泵起保護作用，截去生活水中較大的懸浮物，它本身的水流阻力并不大，水頭損失只有幾厘米，阻力主要產生于篩余物堵塞柵條，一般當格柵的水頭損失達到 10~15 厘米時就該清洗。格柵按形狀可分為平面格柵和曲面格柵兩種，按格柵柵條間隙可分為粗格柵（ 50~100mm），中格柵（ 10~40mm），細格柵（ 3~10mm）三種 [15]。 圖 31 格柵結構示意圖 根據(jù)清洗方 法，格柵和篩網(wǎng)都可設計成人工清渣和機械清渣兩類，當污染物量大時，一般應采用機械清渣，以減少人工勞動量。本設計柵渣量大于 ,為改善勞動與衛(wèi)生條件，采用一組中格柵，既可達到保護泵房的作用，又經濟可行，設置一套帶有人工清渣武漢理工大學畢業(yè)設計 11 格柵的旁通事故槽，便于排除故障。 柵渣量與地區(qū)特點，格柵的間隙大小，污水流量以及下水道系統(tǒng)的類型等因素有關，在無當?shù)刭Y料時，可采用： （ 1） 格柵間隙 16~25mm， 處理 ~ 柵渣 /103m3污水 （ 2） 格柵間隙 30~50mm， 處理 ~ 柵渣 /103m3污水 柵渣的含水率一 般為 80%，容重約為 960kg/ m3。 柵條的斷面形狀有圓形、銳邊矩形、迎水面為半圓形的矩形、迎水面背水面均為半圓的矩形幾種。而其中迎水面為半圓形的矩形的柵條具有強度高，阻力損失小的優(yōu)點 [16]。 設計 計算 本設計采用