【文章內(nèi)容簡介】 （ 416） 式中 W1=； KZ= 黑龍江生態(tài)工程職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 3m a x 0 86027 3 mtQV ??????21m a x mvQA ??? 沉砂池 砂是指城市污水中比重較大 、 易沉淀分離下來的一些顆粒物質(zhì)，主要包括無機(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，會在后續(xù)處理單元或渠道內(nèi)沉積，并使設(shè)備過度磨損。 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機(jī)顆粒，主要包括無機(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)盤停止運(yùn)轉(zhuǎn)，砂粒便會沉積在平底上，但當(dāng)轉(zhuǎn)盤再次運(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“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）沉砂池總長度 （ 420） 長寬比： （ 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，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、操作簡便、測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借重力作用在污水中沉淀下來，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，沉淀過程有以下四種類型，它們在污水處理工藝流程中都有具體體現(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程中基本保持不變，各自獨(dú)立地完成沉淀全過程。顆粒的形狀 、 粒徑和密度都直接決定顆粒下沉速度。另外，由于自由沉淀過程一般歷時(shí)較短，因此污水的水平流速與停留時(shí)間對沉淀效果影響很大。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)過短暫的自由沉淀之后，即馬上轉(zhuǎn)變?yōu)樾跄恋怼Ａ硗?，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)顆粒的沉降過程都受到周圍顆粒作用力的干擾，但顆粒之間相對的位置不變，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。通過這種擁擠與自動(dòng)壓縮過程，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) 初沉池作用是對污水中的以無機(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）的自凈過程相似，二者都為好氧生物過程，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年英國的克拉克（ Clark）和蓋奇（ Cage）發(fā) 現(xiàn)，對污水長時(shí)間曝氣會產(chǎn)生污泥，同時(shí)水質(zhì)會得到明顯的改善。繼而阿爾敦（ Arden）和洛開脫 (Lockett)對這一現(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，他們在每天結(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，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，面對污水復(fù)雜程度的提高和對出水水質(zhì)的嚴(yán)格要求，各國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年代初在美國流行起來的。其特點(diǎn)是曝氣時(shí)間很長，達(dá) 24h甚至更長， 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，無需消化，可直接排放。適用于污水量很小的場合，最先是牛奶場，后來用于村莊和風(fēng)景區(qū)、旅社等。近年來，國內(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)。對于不是 24h連續(xù)來水的場合，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，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 年代開發(fā)的使用很廣泛的一種氧化溝，如我國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程，過長的曝氣時(shí)間及污泥在沉淀池中停留時(shí)間過長都有可能造成磷的釋放。 A/O 工藝具有流程簡單，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)置在去除碳過程的前端，是脫氮過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： 20226000mg/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 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，分成兩格，每