【文章內(nèi)容簡介】 于50100 1 適用于處理能力為 50000m3/d以下的小型污水處理廠； 2 需要配合輔助反 沖 洗 設(shè) 備 使用。 虹吸濾池 無閥濾池，水流方向為下流向，低水優(yōu)點： 1不需設(shè)置閥門，節(jié)省了造價； 2 不需要專門設(shè)置反沖洗水箱和水泵； 3便于實現(xiàn)自動化操作運行。 缺點： 1土建結(jié)構(gòu)復(fù)雜； 小于10 1 適應(yīng)于處理能力為20200m3/d100000m3/d 的中型污水處理廠； 2 單池面積一般不過大； 頭互洗式濾池 2池深大，單池面積不能太大 3反沖洗效果不易控制 4采用的變水位等速過濾，過濾效果較降速過濾差。 3 每組濾池中應(yīng)包含不少于 6 個池體。 無閥濾池 水流方向為下流向，濾料一般為砂濾，是低水頭帶水箱反沖洗的無閥濾池 優(yōu)點： 1不需設(shè)置閥門，節(jié)省了造價； 2 不需要專門設(shè)置反沖洗水箱和水泵； 3便于實現(xiàn)自動化操作運行； 4生產(chǎn)方便，可成套定制。 缺點 ： 1運行過程觀察不到濾層的狀況； 2清砂較為困難； 3池深較大，單池面積較?。? 4反沖洗的效果不佳，且反沖洗會造成水量的浪費； 5采用的變水位等速過濾，過濾效果較降速過濾差。 小于10 1 適用于污水處理能力為10000m3/d 的小型污水處理廠； 2 單池面積不能大于 25m2。 移動罩濾池 水流方向為下流向，濾料一般為砂濾，是反洗連續(xù)優(yōu)點： 1不需要閥門，從而降低了造價； 2池體較淺，結(jié)構(gòu)簡單； 3降速過濾，過濾效果較好； 4能實現(xiàn)連續(xù)自動運行，不需要設(shè)置反沖洗水塔和水泵； 5節(jié)省能耗 和基建費用 缺點： 1 需要移動沖洗設(shè)備，且設(shè)備的材質(zhì)，加工要求較高； 小于10 1 大中型污水處理廠適用； 2 單池面積一般不過（小于 10m2） 過濾的低水頭無閥濾池 2 對移動罩與隔墻間的密封有較高要求； 3 盡管起始濾速較高，由于降速過濾，濾池內(nèi)平均濾速較低。 由于處理水量較大， 本設(shè)計選用 V 型濾池。 V 型濾池過濾效果較好，濾速較高，單池面積最大可達(dá)到 150m2，其反沖洗系統(tǒng)采用的是氣沖洗、水沖洗以及表面掃洗聯(lián)合沖洗的方式，反沖洗需水量僅為傳統(tǒng)濾池需水量的四分之一左右，大大節(jié)省了反沖洗用水量，節(jié)省了能耗。 污水 經(jīng)過上述處理過后，污染物濃度得到明顯去除， 但是 細(xì)菌數(shù)量仍相當(dāng)可觀，且不能保證無致病菌的存在，因此有必要在污水排放前對其進(jìn)行消毒處理，以降低細(xì)菌及致病菌的數(shù)量。 目前常用的消毒方法有液氯消毒、二氧化氯消毒、臭氧消毒、紫外線消毒以及次氯酸鈉消毒等，關(guān)于這些消毒劑的適用范圍及優(yōu)缺點列于下表。 名稱 優(yōu)點 缺點 適用條件 液氯 價廉易得，效果持久，投配設(shè)備簡單 ， 易操作 有消毒副產(chǎn)物的產(chǎn)生 大、中型污水處理廠 次氯酸鈉 可以現(xiàn)場進(jìn)行配制，使用方便，投配量便于確定 設(shè)備較液氯消毒復(fù)雜 中、小型污水處理廠 臭氧 除 臭、脫色效果好，兼具預(yù)氧化作用，無消毒副產(chǎn)物的產(chǎn)生 設(shè)備復(fù)雜，成本高，管理運行復(fù)雜 對出水水質(zhì)衛(wèi)生條件要求較高的污水處理廠 二氧化氯 效果好，產(chǎn)品定型 維修管理復(fù)雜 中、小型污水處理廠 紫外 速度快，效果好， 對濁度要求高，能 下游水質(zhì)要求較無化學(xué)物質(zhì)參與，無有害副產(chǎn)物產(chǎn)生 耗大 高的污水處理廠 本設(shè)計由于處理規(guī)模大，收納水體無特殊要求，考慮到消毒效果及出于經(jīng)濟(jì)方面的考慮，采用液氯消毒。 接觸消毒池有平流式和豎流式接觸消毒池，由于豎流式接觸消毒池只適用于小水量，因此本設(shè)計采用平流式接觸消毒池。 二沉池的污泥含水率很高，一般可以達(dá)到百分之九十九。高的污泥含水率使得污泥體積增大，因此需要對污泥進(jìn)行脫水處理。一般的，污泥的脫水首先要經(jīng)過污泥濃縮池，其主要完成對污泥游離水的去除。較為經(jīng)濟(jì)的污泥濃縮池是重力濃縮池，也是城市污水處理廠最常采用的濃縮池。離心濃縮池和氣浮濃縮池盡管產(chǎn)生臭氣少，效果較重力濃縮池好，但運行費用高，本設(shè)計最終確定選擇重力濃縮池。 重力濃縮池 優(yōu)點是儲存污泥的量大、運行費用低，但是容易造成污水處理廠環(huán)境狀況的下降，因此，本設(shè)計 濃縮池封閉建造，將 產(chǎn)生的臭氣收集起來，通過泵通入生物 處理單元，利用微生物的作用，對其進(jìn)行除臭。 本設(shè)計考慮了 除臭的單元有 細(xì)格柵、重力濃縮池、貯泥池、污泥脫水機(jī)房 。其余構(gòu)筑物由于臭氣較輕，考慮到成本因素，并沒有納入設(shè)計工藝。 重力 污泥濃縮池 常 用 的形式有 豎流式和輻流式 兩種，豎流式一般適用于小型污水處理廠。由于設(shè)及水量大，泥量相應(yīng)較大，因此 采用輻流式重力濃縮池 ，中心進(jìn)泥，周邊出泥。 污泥經(jīng)過污泥濃縮池過后，雖然可以分離一部分水分，但此時污泥的含水率仍然在 97%左右，應(yīng)進(jìn)一步對污泥進(jìn)行處理，來降低其含水率。污 泥 處理常常采用污泥脫水裝置來對其進(jìn) 行脫水，脫水方法有真空吸濾方式脫水、壓濾法脫水 、離心式脫水。常用的脫水裝置有帶式壓濾機(jī)、板框式壓濾機(jī)、真空轉(zhuǎn)鼓過濾機(jī)以及離心機(jī)。下表列出來常用脫水機(jī)械的性能特征。 名稱 特點 適用范圍 帶式壓濾機(jī) 高的脫水效果、低能耗、工作時產(chǎn)生的噪聲低，可以實現(xiàn)連續(xù)運行，管理操作方便。 應(yīng)用范圍很廣，對大中小型規(guī)模的污泥都適用。 板框式壓濾機(jī) 結(jié)構(gòu)簡單，操作容易，但不能實現(xiàn)連續(xù)工作，勞動的強(qiáng)度大。 適合小型規(guī)模的污泥處理。 真空轉(zhuǎn)鼓過濾機(jī) 可以實現(xiàn)連續(xù)運行工作，易于自動化控制，但是結(jié)構(gòu)負(fù)雜，操作復(fù)雜，運行費用高。 應(yīng)用范圍較少，只適用于企業(yè)工業(yè)污泥處理。 離心機(jī) 高的脫水效果，結(jié)構(gòu)簡單，但是工作時產(chǎn)生的噪聲大，所消耗的能耗多。 應(yīng)用范圍很廣，對大中小型規(guī)模的污泥都適用。 考慮到處理效果和經(jīng)濟(jì)兩方面的因素，本設(shè)計采用帶式壓濾機(jī)對經(jīng)過污泥濃縮池的污泥進(jìn)行脫水。 為了準(zhǔn)確計量水廠實際進(jìn)水量和出水量， 便于進(jìn)行運行管理，城市污水處理需要設(shè)置計量設(shè)施 。 城市污水處理廠常用計量設(shè)施包括巴士計量槽、薄壁堰、流量計等，常用流量計包括超聲波流量計、渦輪流量計以及電磁流量計等。目前計量設(shè)備應(yīng)用的較多的是巴氏計量槽， 其優(yōu)點是操作簡單，水頭損失小，不易發(fā)生雜物的沉積等。 下表列出來幾種常見計量設(shè)施。 名稱 優(yōu)點 缺點 適用范圍 巴氏計量槽 操作簡單，水頭損失小，不易發(fā)生雜物的沉積 不具備自動記錄數(shù)據(jù)的功能，施工要求技術(shù)較高 大、中、小型污水處理廠都適用 薄壁堰 操作簡單，運行穩(wěn)定，結(jié)果可靠 水頭損失大，堰前易聚集沉淀物質(zhì)，適用于大型污水處理廠 不具備自動記錄數(shù)據(jù)的功能 超聲波流量計 水頭損失小，不易聚集沉淀物質(zhì)，很少發(fā)生堵塞，兼具自動記錄數(shù)據(jù)的功能，精度高 造價高，且一旦損壞，維修困難 適用于大或中型污水處理廠 渦輪流量計 兼具自動記錄數(shù)據(jù)的功能，精度高 一旦損壞，維修困難 適用于中或小型污水處理廠 電磁流量計 水頭損失小，不易聚集沉淀物質(zhì)，很少發(fā)生堵塞，兼具自動記錄數(shù)據(jù)的功能 造價高，且一旦損壞，維修困難 適用于大或中型污水處理廠 本設(shè)計綜合各種計量設(shè)備的優(yōu)缺點及適用范圍，采用巴氏計量槽來進(jìn)行計量。由于本設(shè)計設(shè)計最大流量為 ，因此采用的巴氏計量槽的測量范圍在 ～ 。 、活性污泥模型概述 隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，水體的污染日益嚴(yán)重，污水量也持續(xù)增加，國家對環(huán) 境也日益重視，所有城鎮(zhèn)污水都必須經(jīng)處理后達(dá)標(biāo)才能排放。傳統(tǒng)的污水處理分為一級處理、二級處理（生物處理）和污水三級處理（深度處理），三級處理用于污水的深度處理，一般用于污水中水回用，而一級處理則適用于地面凈水工藝，在城市污水處理中，常常采用二級處理，活性污泥法憑借其獨特的優(yōu)勢 ，成為一種基本而主要的生物處理法，也具有 巨大的 發(fā)展前景?；钚晕勰喾ň哂袑λ|(zhì)水量適應(yīng)性強(qiáng)，處理效果好、運行靈活，控制性良好，處理成本低、可以通過厭氧、缺氧和好氧區(qū)的設(shè)置來同時達(dá)到脫氮除磷效果 等 優(yōu)勢。 但是，活性污泥 法尚一些問題未能解決，其 在 深度上的研究還待進(jìn)行。由于污水成分、運行過程和生物過程的復(fù)雜性，要想能 完全 認(rèn)清 其內(nèi)部 的規(guī)律，要考慮從數(shù)學(xué)模型的角度上去研究，從而能夠 在 盡可能 降低 復(fù)雜 程度的同時 ，最大程度的涵蓋到各因素的影響。 在理論上，應(yīng)用 數(shù)學(xué)模型 不僅可以借助數(shù)學(xué)這一得力工具來幫助我們理解整個系統(tǒng)的內(nèi)在過程，提高我們的認(rèn)識深度；也可以建立模型來 模擬系統(tǒng) 不同時間各組分的變化 ，總結(jié)其變化趨勢與規(guī)律，并通過改變不同參數(shù)來評估其影響程度 ；在實踐上，我們 可 以以實際水質(zhì)為基礎(chǔ)，利用模型進(jìn)行模擬，然后通過調(diào)整相關(guān)參數(shù) 進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，在保證處理效果的基礎(chǔ)上 達(dá)到處理費用的最低化。 活性污泥法數(shù)學(xué)模型的研究早在一九八二 年展開 ，眾多學(xué)者提出了許多不同的意見，目前最為認(rèn)可的是 活性污泥法 系列 數(shù)學(xué)模型（ ASM） ，它是由 國際水污染控制協(xié)會（ IAWPRC）研究 推 出 ，并于一九八七 年首 次 推出活性污泥 1 號模型（ ASM1） 。現(xiàn)今，許多學(xué)者用 ASM1 來 模擬硝化和反硝化 的實際降解情況，并已證實效果可靠 。隨著 研究的不斷探索， 對活性污泥法 認(rèn)識也有所加深， 活性污泥模型也相應(yīng) 的 在不斷的發(fā)展。 一九九五 年 ，活性污泥拓展模型 — ASM2 和ASM2D 誕生。三年后，最新研究成果活性污泥法 3 號 模型（ ASM3） 誕生 ， 彌補(bǔ)了 ASM1 存在的一些不足。 、活性污泥數(shù)學(xué)模型簡介 、活性污泥 一 號模型 活性污泥 一 號模型是活性污泥數(shù)學(xué)模型首先推出的模型，它是基于微生物死亡 — 再生理論而提出的，涵括了有機(jī)碳氧化過程、硝化工程以及反硝化過程 ，模型并未包括磷的變化過程。 在形式上采用矩陣來表達(dá)模型，從而使模型更加直觀，便于我們理解和使用。 在 ASM1 中，將活性污泥 反應(yīng)池 的物質(zhì)共分成 十三 個組分，并根據(jù)污染物質(zhì)的去除途徑、微生物生長過程以及其他組分的存在情況分為 八 個過程。以組分為列，過程為行，將曝氣池各組分和過程一一對應(yīng)于 模型矩陣中，行與列的交叉處則表示組分對應(yīng)于相應(yīng)過程的化學(xué)計量系數(shù)。在矩陣最右側(cè)，各工藝過程的速率列于表中。任一組分的總速率等于不同過程的速率與化學(xué)計量系數(shù)之積再求和，然后根據(jù)質(zhì)量守恒定律：進(jìn)入量 +反應(yīng)量 排出量 =0，可以計算出任意過程任意組分的 反應(yīng)量 ?；瘜W(xué)計量系數(shù)可以通過過程的 COD、氮和堿度的平衡方程求得。在 ASM1 中還給出了廢水特性、動力學(xué)參數(shù)的估計方法，但是當(dāng)條件不足時，也可以采用模型給出的推薦值來 實際模擬 ，以尋求進(jìn)一步的更精確值。 活性污泥 一 號模型是目前已經(jīng)被證實的有效 研究 模擬硝化和反硝化的工具。應(yīng) 用此模型，我們可以將過程的變量和參數(shù)控制在一定變化之中，從來來模擬曝氣反應(yīng)池的實際降解情況和各反應(yīng)池的實際組分濃度，以此來評斷處理工藝是否合理；也可以通過對相關(guān)處理情況的設(shè)置，來進(jìn)行曝氣反應(yīng)池的優(yōu)化設(shè)計。但是，活性污泥 一 號模型僅僅考慮了有機(jī)物和氮的去除 途徑 ， 關(guān)于反應(yīng)池體內(nèi) 磷的 降解情況，并沒有涉及 。因此，在城市污水日益要求嚴(yán)格的今天，模型就有待提高和發(fā)展，于是活性污泥 二 號模型應(yīng)用而生。 、活性污泥 二 號模型 活性污泥 二 號模型（包括 ASM2 和 ASM2D）是在活性污泥 二 號模型基礎(chǔ)上的延生。 ASM2 沿用了 ASM1 的矩陣表示和質(zhì)量平衡計算，但它更為復(fù)雜，包含了生物除磷過程，劃分出了更多的用來描述模型的組分和過程。 ASM2 與 ASM1模型主要不同之處在于其 包含的 生物 區(qū)分了細(xì)胞結(jié)構(gòu) ，因此必須區(qū)分出不同作用的微生物，而不能籠統(tǒng)的用微生物質(zhì)量濃度來表示。另外，除了生物過程， ASM2還定義了 二 個化學(xué)過程，來模擬磷的化學(xué)沉淀。 ASM2 共劃分出來 十九 種組分， 十九 個過程、 二十二 個化學(xué)計量系數(shù)和 四十二 個動力學(xué)參數(shù) 。它 關(guān)于活性污泥法同時去除有機(jī)物、氮和磷的研究， 給我們提供了一個強(qiáng) 很好的借鑒 ，為我們進(jìn)一步研究開發(fā)出生物脫氮除磷的復(fù)合 模型打下堅實基礎(chǔ)。但是模型中關(guān)于生物除磷部分的研究，還未能達(dá)到足夠高的可靠程度。 ASM2D 模型是在 ASM2 模型的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的延伸模型，沿用了 ASM2模型的基本思想。在 ASM2 模型中，與 PAO 相關(guān)的反硝化問題并未得到很好的解決。在 ASM2D 中，假設(shè) PAO 中包含兩部分微生物，其中一部分可以利用 NO3為電子受體在缺氧環(huán)境中進(jìn)行聚磷，同時 NO3得以去除，當(dāng)然，這部分 PAO 在缺氧環(huán)境中的生長及代謝速率都低于好氧環(huán)境。 ASM2D 模型中共定義了 二十 個組分、 二十一 個過程、 二十二 個化學(xué)計量系數(shù)以及 四十五 個動力學(xué)參 數(shù)。與 ASM2 相比， ASM2D 的一大優(yōu)勢在于：對 磷酸鹽 、 硝酸鹽 降解的動力學(xué)模擬 更為準(zhǔn)確。同樣的， ASM2D 也有其限制因