【文章內(nèi)容簡介】 污泥膨脹。近十幾年來 A1/O 工藝在國內(nèi)外的應(yīng)用發(fā)展較快，被認為是解決城市污水及含氮工業(yè)廢水氮污染的有效工藝。 (1)硝化反應(yīng)：指在好氧條件下，將 NH4+轉(zhuǎn)化為 NO2和 NO3的過程。此作用是由亞硝酸菌和硝酸菌兩種菌共同完成的。這兩種菌屬于化 能自養(yǎng)型微生物。其反應(yīng)如下 ： 硝化細菌是化能自養(yǎng)菌，生長率低，對環(huán)境條 件變化較為敏感。溫度、溶解氧、污泥齡、 pH值、有機負荷等都會對它產(chǎn)生影響。① 硝化反應(yīng)的適宜溫度為 20～30℃。低于 l5℃時，反應(yīng)速度迅速下降， 5℃時反應(yīng)幾乎完全停止。② 由于硝化菌是自養(yǎng)菌，若水中 BOD 值過高，將有助于異養(yǎng)菌的迅速增殖，微生物中硝化菌的比例就會下降。③ 硝化菌的生長世代周期較長，為了保證硝 化作用的進行，泥齡應(yīng)取大于硝化菌最小世代時間兩倍以上。④ 硝化反應(yīng)對溶解氧有較高的要求，處理系統(tǒng)中的溶解氧最好保持在 2 mg／ L以上。⑤ 在硝化反應(yīng)過程中，有 H 釋放出來，使 pH值下降。硝化菌受 pH值的 影響很敏感，為了保持適宜的 pH值 (7～ 8)，應(yīng)在廢水中保持足夠的堿度，根據(jù)變化調(diào)節(jié) pH值。 lg氨態(tài)氮 (以 NH3N計 )完全硝化，需堿量 (以 CaCO3，計 ) g。 (2)反硝化反應(yīng)：指在無氧條件下，反硝化菌 將硝酸鹽的氮和亞硝酸鹽的氮還原為氮氣的過 程。其反應(yīng)如下： 總反應(yīng)式為： 反硝化菌屬異養(yǎng)型兼性厭氧菌，在有氧存在時，它會以 O2 為電子受體進行好氧呼吸；在無氧而有 NO3或 NO2存在時，則以 NO3 或 NO2為電子受體，以有機碳為電子供體和營養(yǎng)源進行反硝化反應(yīng)。影響反硝化反應(yīng) 的一些因素：① 在反硝化反應(yīng)中，最大的問題就是污水中可用于反硝化的有機碳的多少及其可生化程度。 當污水中的 BOD5 ／ TKN(總凱氏氮 )3～ 5時，可認為是碳源充足。② 反硝化反應(yīng)的適宜 pH值為 6． 5～ 7． 5。 若其高于 8或低于 6時。反硝化速率將迅速下降 ③反硝化反應(yīng)的溫度范圍較寬，在 5～ 40℃范圍內(nèi)都可以進行。但溫度低于 l5℃時，反硝化 速率明顯下降。 厭氧池 (A池 )。使進人的廢水與回流的生化活性污泥進行充分的攪拌混合，充分發(fā)揮活性污泥初期吸附能力強的功能，并使混合廢水處于兼氧狀態(tài)，增強抑弱，以達到活性污泥優(yōu)選 的功能。好氧池 (O池 )。是廢水中 COD、 BOD5 達標排放的關(guān)鍵。廢水與活性污泥在 O池中，在充分供氧的情況下．微生物異?；钴S地攝食水體中的有機物進行同化異化反應(yīng)，使得有機物不斷地轉(zhuǎn)化為微生物體內(nèi)的物質(zhì)和簡單 H2O、 CO2 等代謝產(chǎn)物，從而使得廢水中的有機污染物得以較徹底去除 。 本工藝優(yōu)點是：（ 1）去除有機物和氮，流程簡單，構(gòu)筑物少，只有一個污泥回流系統(tǒng)和混合液回流系統(tǒng)，節(jié)省基建費用；（ 2）反硝化池不需外加有機碳源，降低了運行費用；（ 3）好氧池在缺氧池后，可使反硝化殘留的有機物得到進一步去除，提高了出水水質(zhì) （殘留有機物進一步去除）；（ 4）池中污水的有機物被反硝化菌所利用，減輕了其它好氧池的有機物負荷，同時缺氧池中反硝化產(chǎn)生的堿度可彌補好氧池中硝化需要堿度的一半（減輕了好氧池的有機物負荷，堿度可彌補需要的一半）。其主要缺點是脫氮效率不高，一般為 70%80%。此外，行不當，則會發(fā)生反硝化反應(yīng)，造成污泥上浮，使處理水水質(zhì)惡化。 3． 3 A／ O工藝與傳統(tǒng)的生物脫氦工藝的比較 A／ 0工藝與傳統(tǒng)的多級生物脫氮工藝相比主要有如下優(yōu)點：① 流程簡單，省去了中間沉淀池，構(gòu)筑物少，大大節(jié)省了基建費用．且運行費用低，占地面積?。虎? 以原污水中的含碳有機物和內(nèi)源代謝產(chǎn)物為碳源，節(jié)省了投加外碳源的費用，并可獲得較高的碳氮比，以確保反硝化作用的充分進行；③ 好氧池設(shè)在缺氧池之后，可進一步去除反硝化殘留的有機污染物，確保出水水質(zhì)達標后排放； @ 缺氧池置于好氧池之前，由于反硝化消耗了原污水中一部分碳源有機物 BOD，既可減輕好氧池的有機負荷，又可改善活性污泥的沉降性能，以利于控制污泥膨脹，而且反硝化過程產(chǎn)生的堿度可以補償硝化過程對堿度的消耗。 A／ O工藝的缺點：由于好氧池位于缺氧池之后，從 A／ O生化池出來的水中含有一定濃度的硝酸鹽，在二沉池中， 有可能進行反硝化反應(yīng)，造成污泥上浮，影響出水水質(zhì)。 主要構(gòu)筑物 及其簡介 格柵 格柵是由一組平行的金屬柵條制成的框架，斜置在污水流經(jīng)的渠道上，或泵站集水井的進水處，用以截阻城市污水中大塊的呈懸浮或漂浮狀態(tài)的污物，是物理處理法的一種。 一般情況下，分粗細兩道格柵，粗格柵的作用是攔截較大的懸浮物或漂浮物，以保護水泵；細格柵的作用是攔截粗格柵未截流的懸浮物或漂浮物。 其中被截留的物質(zhì)稱為柵渣。 泵房 泵房采用合建式，即集水池與機械間合建在一起 （ 1） 集水池 城市污水的水量和水質(zhì)隨時間 而變化，污水量越小，其水質(zhì)和水量變化程序越大。城市工業(yè)廢水的水質(zhì)和水量，也會隨著企業(yè)的性質(zhì)不同而變化，污水的水量變化對污水處理設(shè)備，特別是生物處理設(shè)施正常發(fā)揮其凈化功能是不利的，甚至還可能遭到破環(huán)。在這種情況下，經(jīng)常采取的措施是，在污水處理系統(tǒng)之前設(shè)有均和集水池，用以進行水量的調(diào)節(jié)和水質(zhì)的均和，以保證污水處理設(shè)施的正常運行。 （ 2） 泵房形式 A 自灌式泵房和非自灌式泵房 水泵及吸水管的充水，有自灌式和非自灌式，故泵房也可分為自灌式與非自灌式兩種。 ① 自灌式泵房 采用自灌式時葉輪（或泵軸）低于集水池最低水位， 在最高、中間和最低水位三種情況都能直接啟動。自灌式泵房優(yōu)點是啟動及時可靠，不需引水的輔助設(shè)備，操作簡單。缺點是泵房較深，增加地下工程造價。噪聲較大。污水泵站為常年運行，采用自灌式較多，啟動及時，管理簡單，尤其對開停比較頻繁的泵站，使用自灌式較多。 ② 非自灌式泵房 泵軸高于集水池最高水位，不能直接啟動，需要引水設(shè)備。這種泵房較淺，結(jié)構(gòu)簡單，但管理人員必須熟練地掌握水泵啟動工序。 B 圓形泵房和矩形泵房 ① 圓形及下圓上方泵房 當設(shè)計水量較小或水泵臺數(shù)在 4 臺以下時，一般可采用圓形泵房，采用下圓上方形泵房，室內(nèi)面積 的利用更好些。圓形泵房便于用沉井法施工；中小型泵站中以圓形造價較低，常用內(nèi)徑為 7～ 15 米。地面以下至來水管底深度一般為 3～ 8 米。 ② 矩形泵房 多為打開槽施工，其設(shè)計流量為 ～ 30m3/s。矩形泵房比圓形泵房可利用的空間較大，室內(nèi)面積利用率較高，工藝布置用于大中型泵站較為合理，起吊檢修方便。但是，施工工程不成熟。 C 合建式泵房和分建式泵房 合建式泵房是指集水池與機械間合建在一起。自灌式大多數(shù)采用合建式泵房，緊湊，占地少，結(jié)構(gòu)簡單，尤其是開明施工。分建式泵房是指集水池與機械間分成兩個獨立的構(gòu)筑物，兩者之間 可以相隔一定距離，非自灌式泵房采用分建式較多，水泵檢修方便 [910]。 沉砂池 沉砂池的作用是從污水中分離相對密度較大的無機顆粒，沉砂池一般設(shè)在泵站、沉淀池前，保護水泵和管道免受磨損，防止后續(xù)處理構(gòu)筑物管道的堵塞，減少污泥處理構(gòu)筑物的容積，提高污泥有機組分的含量，提高污泥作為肥料的價值。 污水中的砂粒是指相對密度較大，易沉淀分離的一些大顆粒物質(zhì)，主要是污水中的無機性砂粒，礫石和少量較重的有機顆粒，如樹皮、骨頭、種粒等。在顆粒物質(zhì)的表面還附著一些粘性有機物，這些粘性有機物是極易腐敗的污泥，因此，這些顆粒物都應(yīng)在沉砂池中去除。 沉砂池有三種形式：平流式、曝氣式和渦流式。 平流式矩形沉砂池是常見的型式，具有結(jié)構(gòu)簡單、處理效果較好的優(yōu)點。曝氣沉砂池是在池的一側(cè)通入空氣，使污水沿池旋轉(zhuǎn)前進，從而產(chǎn)生與主流垂直的橫向恒速環(huán)流。渦流式沉砂池是利用水力渦流，使泥砂和有機物分開，以達到除砂的目的。 本設(shè)計采用 曝氣 式沉砂池。 普通沉砂池的沉砂中含有約 15％的有機物，使沉砂的后續(xù)處理難度增加。采用曝氣式沉砂池可克服這一缺點， 曝氣沉砂池是在池的一側(cè)通入空氣，使污水沿池旋轉(zhuǎn)前進，從而產(chǎn)生與主流垂直的橫向恒速環(huán)流。曝氣式沉砂 池的優(yōu)點是通過調(diào)節(jié)曝氣量，可以控制污水的旋流速度，使除砂效率較穩(wěn)定，受流量變化的影響較小。同時還對污水起預曝氣作用。 初次沉淀池 沉淀池主要去除懸浮于污水中的可沉淀的固體物質(zhì)。按在污水處理流程中的位置，主要分為初次沉淀池和二次沉淀池。初次沉淀池的作用是對 污水中的以無機物為主體的比重大的懸浮物進行沉淀分離。當污水進入初次沉淀池后流速迅速減小至 ，從而極大地減小了水流夾帶懸浮物的能力，使懸浮物在重力作用下沉淀下來成為污泥，而相對密度小于 1 的細小漂浮物則浮至水面形成浮渣而除去。 按照初 次沉淀池的形狀和水流特點，國內(nèi)通常將初次沉淀池分為平流式、豎流式、輻流式及斜板（管）四種。每種沉淀池均包含進水區(qū)、沉淀區(qū)、緩沖區(qū)、污泥區(qū)和出水區(qū)五個區(qū)。 本設(shè)計采用 豎流式沉淀池，它的優(yōu)點是無機械刮泥設(shè)備，排泥方便，管理簡單，占地面積較小。但是缺點是池子深度較大，施工困難，對沖擊負荷和溫度變化的適應(yīng)能力較差，造價較高，池徑不宜過大，否則布水不均。它適用于處理水量不大的小型污水處理廠（單池容積小于 1000 m3）。 A1 /O 脫氮工藝是一種有回流的前置反硝化生物脫氮工藝，由前段缺氧池， 后段好氧池串聯(lián)組成。 二次沉淀池 通常把生物處理后的沉淀池稱為二次沉淀池或最終沉淀池。二次沉淀池的作用是泥水分離，使混合液澄清、污泥濃縮并將分離的污泥回流到生物處理階段。 二沉池除了進行泥水分離外，還起著污泥濃縮的作用。在二沉池中同時進行著兩種沉淀，即層狀沉淀和壓縮沉淀。層狀沉淀滿足澄清的要求，壓縮沉淀完成污泥濃縮的功能。所以與初沉池相比所需要的面積大于進行泥水分離所需要的池面積。 本設(shè)計采用 輻流式二次沉淀池。 消毒 接觸池 污水經(jīng)二次沉淀池澄清后水質(zhì)得到改善，細菌含量也大幅 度減少，但其絕對值仍很可觀，并有存在病原菌的可能。因此，污水排入水體前進行消毒，特別是醫(yī)院、生物制品所及屠宰場等有致病菌污染的污水，更應(yīng)嚴格消毒。 本設(shè)計采用藥劑二氧化氯（ ClO2）進行消毒， ClO2 在常溫常壓下是一種帶有辛辣氣味的黃綠色氣體，易溶于水形成黃綠色溶液，溶解度為 。 ClO2是一種強氧化劑，不但具有高效的殺菌性能，可以有效地殺滅水中的細菌、病毒、藻類和浮游生物，而且 ClO2 能與水中的 Fe2+、 Mn2+、 CN等無機物和酚類、腐殖質(zhì)等發(fā)生反應(yīng)并有效地去除這些物質(zhì)，達到減低色度、分解酚 類等物質(zhì)的目的。ClO2 可以將水中的高分子有機物氧化分解成小分子。與氯氣相比， ClO2 還具有用量少、作用快和效率高等優(yōu)點 [11]。 4 計算部分 設(shè)計水量的計算 污水平均水量： sLsmdmQ /232/???平均 污水總變化系數(shù)： ??sK 最大設(shè)計水量： s/ 3zm a x ????? 平均 最小設(shè)計水量： / 3zm i n ??? 平均 格柵 設(shè)計參數(shù)及其規(guī)定 （ 1）水泵前格柵柵條間隙，應(yīng)根據(jù)水泵要求確定。 （ 2）污水處理系統(tǒng)前格柵柵條間隙，應(yīng)符合：（ a）人工清 25～40mm。(b)機械清除 16mm。(c)最大間隙 40mm。污水處理廠亦可設(shè)置粗細兩道格柵，粗格柵柵條間隙 50～ 150mm。 （ 3）如水泵前格柵柵條不大于 25mm，污水處理系統(tǒng)前可不再設(shè)置格柵。 （ 4）柵渣量與地區(qū)的特點，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(guān)。在無當?shù)剡\行資料時，可采?。海?a）格柵間隙 16～ 25mm,～ /103 m3（柵渣 /污水）；（ b）格柵間隙30～ 50mm， ～ m3 /103 m3（柵渣 /污水）。柵渣的含水率一般為 80%，容重約為 960kg/m3。 （ 5）在大型污水處理廠或泵站前的大型格柵（每日柵渣量大于） ,一般采用機械清渣。 （ 6）機械格柵不宜少于 2 臺，如為 1 臺時，應(yīng)人工清除格柵備用。 （ 7）過柵流速一般采用 ～ 。俄羅斯規(guī)范為 ～ m/s，日本指南為 m/s，美國手冊為 ～ ，法國手冊為 ～。 （ 8）格柵前渠道內(nèi)水流速度一般采用 ～ m/s。 （ 9） 格柵傾角一般采用 45176?！?75176。日本指南為人工清除 45176。～60176。，機械清除 70176。左右；美國手冊為人工清除 30176?！?45176。，機械清除40176。～ 90176。；國內(nèi)一般采用 60176?！?70176。 （ 10）通過格柵水頭損失一般采用 ～ 。 （ 11）格柵間必須設(shè)置工作臺，臺面應(yīng)高出柵前最高設(shè)計水位。工作臺上應(yīng)有安全設(shè)施和沖洗設(shè)施。 （ 12）格柵間