【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 括無(wú)機(jī)性的砂粒 、 礫石和少量較重的有機(jī)性的顆粒，如果殼皮 、 骨條 、 種粒等。在上述顆粒物質(zhì)的表面還附著一些粘性有機(jī)物質(zhì)，這些粘性有機(jī)物質(zhì)是極易腐敗的污泥。污水中的砂如不去處，會(huì)在后續(xù)處理單元或渠道內(nèi)沉積，并使設(shè)備過(guò)度磨損。 在污水處理中，沉砂池的主要作用是利用物理原理去除污水中比重較大的無(wú)機(jī)顆粒，主要包括無(wú)機(jī)性的砂粒、礫石和較重的有機(jī)物質(zhì) 。 目前，應(yīng)用較多的沉砂池有平流沉砂池、豎流式沉砂池、輻流式沉砂池、曝氣沉砂池、渦流沉砂池以及斜板式沉砂池。 在本工藝中采用渦流沉砂池。它與傳統(tǒng)的平流式曝氣沉砂池相比，具有除砂效率高，占地面積小，能耗低，土建費(fèi)用省等優(yōu)點(diǎn)。旋渦式沉砂池有平底型和斜底型，本設(shè)計(jì)采用平底型。其特點(diǎn)為： （ l）水流為旋渦式，使砂粒保持在轉(zhuǎn)盤(pán)周圍旋 轉(zhuǎn)，直至所有砂粒被旋渦傳送至漏斗部分，而較輕的有機(jī)物則被送回污水中，使砂和有機(jī)物分離，減少砂內(nèi)的有機(jī)物。 （ 2）應(yīng)變能力強(qiáng)。如遇特殊原因，轉(zhuǎn)盤(pán)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，砂粒便會(huì)沉積在平底上，但當(dāng)轉(zhuǎn)盤(pán)再次運(yùn)轉(zhuǎn)，便可恢復(fù)砂粒和有機(jī)物的分離，若有需要，也很容易將上層平底的砂粒清除。 （ 3）不需依靠空氣仲洗來(lái)“清洗”砂粒，砂粒從漏斗被傳送至濃縮器，使砂粒與水和有機(jī)物再進(jìn)一步分離。 （ 4）為避免在進(jìn)水渠道有沉積，在進(jìn)口處設(shè)計(jì)一個(gè)斜度，如有沉積物，便會(huì)沿斜度引至池的上層平底上。 沉砂池部分?jǐn)?shù)據(jù)的確定： （ 1）沉砂池總有效容積 （ 417） 式中 t—— 最大設(shè)計(jì)流量時(shí)的流行時(shí)間，一般為 13min，取 t=2min （ 2）水流斷面積 （ 418） 式中 v1—— 污水流速，取 v1=（ 3） 沉砂池總寬度 黑龍江生態(tài)工程職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 mhAB ???mAVL ??? ??BL366m a x 86400 mKXTQVZ ?????????? （ 419） 式中 h2—— 有效水深，取 h2=2m （ 4）沉砂池總長(zhǎng)度 （ 420） 長(zhǎng)寬比： （ 421） （ 5）沉砂室所需要的容積 （ 422） 式中 X—— 城市污水沉砂量，取 30m3/? 104m3； T—— 清砂間隔時(shí)間，取 T=1d； KZ—— 污水流量變化系數(shù)，取 每組沉砂池上設(shè)有立式槳葉分離機(jī)和輸砂泵各 1臺(tái)，沉砂經(jīng)水力旋流濃縮后，進(jìn)入砂水分離器，分離后的干砂外運(yùn)，剩余污水接入進(jìn)水泵房。 巴氏計(jì)量槽 巴氏計(jì)量槽具有價(jià)格便宜、水頭損失小、操作簡(jiǎn)便、測(cè)量精度不受水中懸浮物的影響等優(yōu)點(diǎn)，本工程采用巴氏計(jì)量槽。計(jì)量槽設(shè)在渦流沉砂池后的渠道上 ，計(jì)量槽喉寬 W=，測(cè)量范圍為 。 初沉池 沉淀的理論依據(jù)： 在流速不大時(shí)，密度比污水大的一部分懸浮物會(huì)借重力作用在污水中沉淀下來(lái)，從而實(shí)現(xiàn)與污水的分離；這種方法稱之為重力沉淀法。根據(jù)污水中可沉懸浮物質(zhì)濃度的高低和絮凝性能的強(qiáng)弱，沉淀過(guò)程有以下四種類型，它們?cè)谖鬯幚砉に嚵鞒讨卸加芯唧w體現(xiàn)： ① 自由沉淀 黑龍江生態(tài)工程職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 自由沉淀有時(shí)也稱為離心沉淀，是一種相互之間無(wú)絮凝傾向或弱絮凝傾向的固體顆粒在稀溶液中的沉淀。由于懸浮固體濃度低，而且顆粒間不發(fā)生粘和，顆粒 的形狀 、 粒徑和密度在沉淀過(guò)程中基本保持不變，各自獨(dú)立地完成沉淀全過(guò)程。顆粒的形狀 、 粒徑和密度都直接決定顆粒下沉速度。另外，由于自由沉淀過(guò)程一般歷時(shí)較短，因此污水的水平流速與停留時(shí)間對(duì)沉淀效果影響很大。自由沉淀由于發(fā)生在稀溶液中，且是離散的，因此入流顆粒濃度不影響沉淀效果。 平流沉砂池中砂粒的沉淀過(guò)程即為典型的自由沉淀，沉淀效果有污水的水平流速和停留時(shí)間決定。初沉池沉淀初期也屬于自由沉淀。但初沉池內(nèi)自由沉淀歷時(shí)很短，絮體之間很快會(huì)相互黏結(jié)，形成另外一種沉淀類型。 ② 絮凝沉淀 絮凝沉淀是一種絮凝性顆體在 稀懸浮液中的沉淀。在絮凝沉淀過(guò)程中，各微小絮狀顆粒之間能互相粘和成較大的絮體，使顆粒的形狀 、 粒徑和密度不斷發(fā)生變化，因此沉降速度也不斷發(fā)生變化。 初次沉淀池中的顆粒在經(jīng)過(guò)短暫的自由沉淀之后，即馬上轉(zhuǎn)變?yōu)樾跄恋?。另外，活性污泥在二次沉淀池?nèi)的沉淀初期也屬于絮凝沉淀。 ③ 成層沉淀 當(dāng)污水中的懸浮物濃度較高時(shí)，顆粒相互靠的很近，每個(gè)顆粒的沉降過(guò)程都受到周圍顆粒作用力的干擾，但顆粒之間相對(duì)的位置不變，成為一個(gè)整體的覆蓋層共同下沉。此時(shí)，懸浮物與水之間有一個(gè)清晰的界面，這種沉淀類型為成層沉淀。 活性污泥在二次沉淀 池中的沉淀中期以及化學(xué)絮凝體在混凝沉淀池中的均屬于成層沉淀。 ④ 壓縮沉淀 壓縮沉淀也稱擁擠沉淀。當(dāng)污水中的懸浮固體濃度很高時(shí)，顆粒之間便相互接觸彼此支撐。在上層顆粒的重力作用下，下層顆粒間隙中的游離水被擠出界面，因此顆粒之間相互擁擠得更加緊密。通過(guò)這種擁擠與自動(dòng)壓縮過(guò)程，污水中的懸浮固體濃度進(jìn)一步提高。 活性污泥在二次沉淀中的沉淀后期，污泥在濃縮池內(nèi)的重力濃縮均屬于壓縮沉淀。 初沉池的作用以及特點(diǎn) 初沉池作用是對(duì)污水中的以無(wú)機(jī)物為主的比重大的固體懸浮物進(jìn)行沉淀分離；去處 50%～ 60%的 SS 使污水的 BOD5降低 25%～ 35%；去處漂浮物；均和水質(zhì)。 黑龍江生態(tài)工程職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 本工藝采用平流式沉淀池，其特點(diǎn)： ； ； ，造價(jià)較低； ； ； 、中 、 小型污水處理廠； g．采用多斗排泥時(shí)，每個(gè)泥斗需單獨(dú)設(shè)排泥管各自排泥，操作量大；采用鏈帶式刮泥機(jī)排泥時(shí)，鏈帶的支承件和驅(qū)動(dòng)件都沒(méi)于水中，易繡蝕。 初沉池的部分設(shè)計(jì) A/O 氧化溝 活性污泥法（氧化溝工藝）概述 活性污泥法是處理城市污水最廣 泛使用的方法。它能從污水中去除溶解的和膠體的可生物降解有機(jī)物以及能被活性污泥吸附的懸浮固體和其他一些物質(zhì)。無(wú)機(jī)鹽類（磷和氮的化合物）也能部分地被去除。類似的工業(yè)廢水也可用活性污泥法處理?；钚晕勰喾冗m用于大流量的污水處理，也適用于小流量的污水處理。運(yùn)行方式靈活，日常運(yùn)行費(fèi)用較低，但管理要求較高?；钚晕勰喾ū举|(zhì)上與天然水體（江、湖）的自凈過(guò)程相似，二者都為好氧生物過(guò)程，只是它的凈化強(qiáng)度大，因此活性污泥法是天然水體自凈作用的人工化和強(qiáng)化。 1912 年英國(guó)的克拉克（ Clark）和蓋奇（ Cage）發(fā)現(xiàn)，對(duì)污水長(zhǎng)時(shí)間 曝氣會(huì)產(chǎn)生污泥，同時(shí)水質(zhì)會(huì)得到明顯的改善。繼而阿爾敦（ Arden）和洛開(kāi)脫 (Lockett)對(duì)這一現(xiàn)象進(jìn)行了研究。曝氣試驗(yàn)是在瓶中進(jìn)行的，每天試驗(yàn)結(jié)束時(shí)把瓶子倒空，第二天重新開(kāi)始，他們偶然發(fā)現(xiàn)，由于瓶子清洗不完善，瓶壁附著污泥時(shí)，處理效果反而好。由于認(rèn)識(shí)了瓶壁留下污泥的重要性，他們把它稱為活性污泥。隨后，他們?cè)诿刻旖Y(jié)束試驗(yàn)前，把曝氣后的污水靜止沉淀，只倒去上層凈化清水，留下瓶底的污泥，供第二天使用，這樣大大縮短了污水處理的時(shí)間。這個(gè)試驗(yàn)的工藝化便是于 1916 年建成的第一個(gè)活性污泥法污水處理廠。 活性污泥法是 由曝氣池、沉淀池、污泥回流和剩余污泥排除系統(tǒng)所組成。污水和回流的活性污泥一起進(jìn)入曝氣池形成混和液。曝氣池是一個(gè)生物反應(yīng)器，通過(guò)曝氣設(shè)備充入空氣，空氣中的氧溶入污水使污泥混合液產(chǎn)生好氧代謝反應(yīng)。曝氣設(shè)備不僅傳遞氧氣進(jìn)入混合液，且使混合液得到足夠的攪拌而呈懸浮狀態(tài)。這樣，污水中的有機(jī)物、氧氣同微生物能充分接觸和反應(yīng)。隨后混合液流入沉淀池，黑龍江生態(tài)工程職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 混合液中的懸浮固體在沉淀池中沉淀下來(lái)和水分離。流出沉淀池的就是凈化水。沉淀池中的污泥大部分回流，稱為回流污泥?；亓魑勰嗟哪康氖鞘蛊貧獬貎?nèi)保持一定的懸浮固體濃度，也就是保持一定的 微生物濃度。曝氣池中的生化反應(yīng)引起了微生物的增殖，增殖的微生物通常從沉淀池中排除，以維持活性污泥系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。這部分污泥叫剩余污泥。剩余污泥中含有大量的微生物，排放環(huán)境前應(yīng)進(jìn)行處理，防止污染環(huán)境。從上述流程可以看出，要使活性污泥法形成一個(gè)實(shí)用的處理方法，污泥除了有氧化和分解有機(jī)物的能力外，還要有良好的凝聚和沉淀性能，以使活性污泥能從混合液中分離出來(lái)，得到澄清的出水?；钚晕勰嘀械募?xì)菌是一個(gè)混合群體，常以菌膠團(tuán)的形式存在，游離狀態(tài)的較少。菌膠團(tuán)是由細(xì)菌分泌的多糖類物質(zhì)將細(xì)菌包覆成的粘性團(tuán)塊，使細(xì)菌具有抵御外界 不利因數(shù)的性能。菌膠團(tuán)是活性污泥絮凝體的主要組成部分。游離狀態(tài)的細(xì)菌不易沉淀，而混合液中的原生動(dòng)物可以捕食這些游離細(xì)菌，這樣沉淀池餓出水就會(huì)更清澈，因而原生動(dòng)物有利于出水水質(zhì)的提高。 活性污泥法使用到現(xiàn)在已有近百年的歷史，面對(duì)污水復(fù)雜程度的提高和對(duì)出水水質(zhì)的嚴(yán)格要求，各國(guó)在活性污泥法原有基礎(chǔ)上進(jìn)行了許多革新與改進(jìn)，如：低負(fù)荷活性污泥法、氧化溝處理技求、兩段活性污泥法（ AB 法）、生物脫氮除磷工藝（ A/O、 A2/O法 )、序批式活性污泥法（ SBR）及天然生物凈化系統(tǒng)等等。氧化溝屬于延時(shí)曝氣活性污泥工藝，從運(yùn)行方式 上可分為兩大類：一類按時(shí)間順序安排為主對(duì)污水進(jìn)行處理，如：交替和半交替工作式氧化溝；另一類按空間順序交排為主對(duì)污水進(jìn)行處理，如：連續(xù)工作分建式氧化溝（包括 Pasveer 型、 Carrousel型、 Orbal 型）、連續(xù)工作合建式（包括 Boat 式、 C型溝內(nèi)式、型 D 溝內(nèi)式、管式等）。與傳統(tǒng)活性污泥法相比，氧化溝在去除污水中 BOD5的同時(shí)，兼具脫氮除磷功能，較長(zhǎng)的 HRT 和 SRT 使得剩余污泥產(chǎn)量少且較穩(wěn)定，勿需消化處理。 氧化溝法是活性污泥法的發(fā)展和演變，是其多種運(yùn)行方式中的一種。在 50年代開(kāi)發(fā)的氧化溝是延時(shí)曝氣法的一 種特殊形式（如圖 ）。所謂的延時(shí)曝氣是在 40 年代末到 50 年代初在美國(guó)流行起來(lái)的。其特點(diǎn)是曝氣時(shí)間很長(zhǎng)，達(dá) 24h甚至更長(zhǎng)， MLSS 較高，達(dá)到 30006000mg/L，活性污泥在時(shí)間和空間上部分處于內(nèi)源呼吸狀態(tài)，剩余污泥少而穩(wěn)定，無(wú)需消化，可直接排放。適用于污水量很小的場(chǎng)合，最先是牛奶場(chǎng)，后來(lái)用于村莊和風(fēng)景區(qū)、旅社等。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)用于高層建筑生活污水處理。設(shè)備可用鋼板裝配，由廠商供應(yīng)。對(duì)于不是 24h連續(xù)來(lái)水的場(chǎng)合，常常不設(shè)沉淀池而采用間歇運(yùn)行方式，例如 20h曝氣和進(jìn)水， 2h 沉淀，2h 放空，再運(yùn)行。也有 曝氣池和二沉池合建的。氧化溝的池體狹長(zhǎng)，池深較淺，在溝槽中設(shè)有表面曝氣裝置。曝氣裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)，推動(dòng)溝內(nèi)液體迅速流動(dòng)，取得曝氣和攪拌兩個(gè)作用，溝中混合液流速約為 ，使活性污泥呈懸浮狀態(tài)。黑龍江生態(tài)工程職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 其中典型的氧化溝 —— 卡羅塞式氧化溝，它是由荷蘭 DHV公司于 60 年代開(kāi)發(fā)的使用很廣泛的一種氧化溝，如我國(guó)昆明蘭花溝污水處理廠，桂林市東區(qū)污水處理廠以及上海龍華肉聯(lián)廠的廢水處理都采用這種形式的氧化溝，它不但可以達(dá)到 95%以上的 BOD5去除率，還可以同時(shí)達(dá)到部分脫氮除磷的目的。 氧化溝利用 A/O 法（即缺氧好氧活性污泥 法）。 A/O 法是由厭氧池和好氧池組成的同時(shí)去除污水中有機(jī)污染物以及磷的處理系統(tǒng)。為了使微生物在好氧池中易于吸收磷，溶解氧應(yīng)維持在 2mg/L 以上， pH 值應(yīng)控制在 78之間。磷的去除率還取決于進(jìn)水中的 BOD5與磷濃度之比。據(jù)報(bào)道，如果這一比值大于 10： 1，出水中磷的濃度可在 1mg/L 左右。由于微生物吸收磷是可逆的過(guò)程，過(guò)長(zhǎng)的曝氣時(shí)間及污泥在沉淀池中停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)都有可能造成磷的釋放。 A/O 工藝具有流程簡(jiǎn)單，工程造價(jià)低的特點(diǎn)。其主要工業(yè)特征是將脫氮池設(shè)置在去除碳過(guò)程的前端，是脫氮過(guò)程一方面更直接利用進(jìn)水中的有機(jī)碳源 而省去外加碳源；另一方面則通過(guò)曝氣池混合液回流，使其中的 NO3在脫氮池內(nèi)反硝化，使氮得以去除。 圖 氧化溝系統(tǒng) 氧化溝工藝基本原理 氧化溝中碳源基質(zhì)的去除動(dòng)力學(xué)與活性污泥法動(dòng)力學(xué)完全一致，主要通過(guò)兼性菌好氧降解實(shí)現(xiàn)。氨氮的硝化反應(yīng)涉及到亞硝化毛干菌和硝化桿菌兩類不同的硝化細(xì)菌。亞硝化毛桿菌在有氧條件下將 NH+4N 轉(zhuǎn)化為 NO2， NO2進(jìn)一步被硝化菌轉(zhuǎn)化為 NO3。在缺氧區(qū)， NO3作為電子受體，被反硝化菌還原為 N2或 N2O。磷的降解有兩條途徑，一條途徑是在厭氧條件下，聚磷菌代謝 細(xì)胞內(nèi)多聚磷酸鹽獲得能黑龍江生態(tài)工程職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 量將污水中基質(zhì)合成為細(xì)胞內(nèi)聚合物質(zhì)，釋放磷酸鹽。在好氧條件下，環(huán)境中缺乏 COD 而使得厭氧條件下貯存的聚β 羥基丁酸酯成為基質(zhì)，聚磷菌過(guò)量攝取環(huán)境中磷酸鹽而在細(xì)胞內(nèi)合成多聚磷酸鹽，細(xì)胞得到增殖；另一條途徑是基于兼性反硝化菌也有著很強(qiáng)的生物攝 /放磷現(xiàn)象，在缺氧條件下，反硝化除磷菌能夠象在好氧條件下一樣，利用硝酸氮充當(dāng)電子受體產(chǎn)生生物攝磷作用，同時(shí) NO3 被還原成N2。后一條途徑已被作為新一代脫氮除磷的技術(shù)基礎(chǔ)之一，導(dǎo)致了可持續(xù)脫氮除磷工藝的誕生。另外，活性污泥吸附也是去除污水中氮磷化合物的 重要機(jī)制。 氧化溝工藝技術(shù)特征 氧化溝是主導(dǎo)反應(yīng)器，水流混合介于推流和完全混合之間，水流攪動(dòng)情況和溶解氧（ DO）濃度沿池長(zhǎng)變化，十分有利于活性污泥生物凝聚和不同菌群生化活性的發(fā)揮。氧化溝主要技術(shù)參數(shù)如下： 有機(jī)物容積負(fù)荷： (m3 d) 有機(jī)物污泥負(fù)荷： (kgVSS d) 水力停留時(shí)間（ HRT）： 1024h 污泥齡（ SRT）： 1030d 活性污泥濃度： 20216000mg/l 出水水質(zhì)： BOD5： 1015mg/l SS:1020mg/l NH+4N:13mg/l 工藝技術(shù)（ A/O 氧化溝法） A/O 氧化溝是污水處理廠的關(guān)鍵構(gòu)筑物，本工程采用厭氧 好氧（ A/O）氧化溝。 設(shè)計(jì)流量 8 萬(wàn) m3/d；污泥負(fù)荷 (kgMLSS d)，污泥濃度 3g/L，水力停留時(shí)間 ；容積負(fù)荷 (m3 d)；泥齡 。氧化溝共設(shè) 4座。 （ 1） 厭氧區(qū) 每座氧化溝內(nèi)有一個(gè)厭氧區(qū)，水力停留時(shí)間 ，混合液濃度 3g/L。厭氧區(qū)中間由導(dǎo)流墻隔開(kāi)，分成兩格，每格平面凈尺寸為 ? 18m，有效水深 ，每個(gè)厭氧區(qū)有效容積為 1210m3。為了使厭氧區(qū)內(nèi)污泥處于懸浮狀態(tài)，不致于產(chǎn)生沉積而影響處理效果，池內(nèi)設(shè)淹沒(méi)式水下攪拌器 2臺(tái)，每臺(tái)配電功率 4kW，在兩座氧化溝間設(shè)一圓形配水井，直徑為 ，沉砂池出水與回流污泥在此混合后分別進(jìn)入兩