【文章內(nèi)容簡介】 穩(wěn)定后，用作農(nóng)肥。 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 第 四 章 主要構(gòu)筑物的選擇 格柵 格柵是一組平行的金屬柵條或篩網(wǎng)組成，安裝在污水 管道、泵房、集水井 的進(jìn)口處或處理廠的端部，用以截留較大的懸浮物或漂浮物，以便減輕后續(xù)處理構(gòu)筑物的處理負(fù)荷。 截留污物的清除方法有兩種，即人工清除和機械清除。大型污水處理廠截污量大，為減輕勞動強度，一般應(yīng)用機械清除截留物。 污水 泵 房 城市污水處理廠的運行費用大部分來自于電能，其中 40%的電能為水泵消耗，所以，確定合理的水泵及泵站 是 污水處理廠的關(guān)鍵所在。 泵站形式的選擇取決于水力條件和工程造價，其它考慮因素還有：泵站規(guī)模大小、泵站的性質(zhì)、水文地質(zhì)條件、地形地 貌 、挖渠及施工方案、 管理水平、環(huán)境性質(zhì)要求、選用水泵的形式及能否就地取材等。 污水泵站的主要形式： (1)合建式矩形泵站，裝設(shè)立式泵，自灌式工作臺，水泵數(shù)為 4 臺或更多時，采用矩形，機器間、機組管道和附屬設(shè)備布置方便，啟動簡單，占地面積大； (2)合建式圓形泵站，裝設(shè)立式泵，自灌式工作臺，水泵數(shù)不超過 4 臺，圓形結(jié)構(gòu)水力條件好，便于沉井施工法，可降低工程造價，水泵啟動方便。 (3)對于自灌式泵房，采用自灌式水泵，葉輪（泵軸）低于集水池最低水位，在最高、中間和最低水位都能直接啟動，其優(yōu)點為啟動及時可靠，不需引水輔助設(shè)備，操作簡單。 (4)非自灌式泵房，泵軸高于集水池最高水位，不能直接啟動，由于污水泵水管不得設(shè)低閥，故需設(shè)引水設(shè)備。但管理人員必須能熟練的掌握水泵的啟動程序。 由以上可知，本設(shè)計因水量較 大 ，并考慮到造價、自動化控制等因素，以及施工的方便與否，采用半地下 自灌式 圓 形泵房。 該污水泵站設(shè)在污水處理廠內(nèi)，與其它構(gòu)筑物統(tǒng)一布置，為防止噪音和污染，應(yīng)用綠化帶和公共建筑隔離，隔離寬度一般不小于 30 米。泵站進(jìn)出口比室外地面高 米以上。每臺泵應(yīng)設(shè)置單獨的吸水管，這不僅改善水力條件，而且可以減少雜質(zhì)堵塞管道的可能性。 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 由于泵房較深，采用電動排水 ： 自然通風(fēng)、機械通風(fēng)。 自然通風(fēng)：采用全部自然通風(fēng)布置特點，要有足夠自然通風(fēng)要求，適用于地面泵房或埋深淺的地下式或半地下式泵房。 機械通風(fēng)：采用全部機械通風(fēng)和部分機械通風(fēng)。部分機械通風(fēng)機械將電機排出的熱風(fēng)抽出，冷空氣自然補充。機械排風(fēng)可以是為電機分別排風(fēng)，也可以多臺電機組成排風(fēng)系統(tǒng)，使用廣泛，一般用于半地下式泵房。 本工程采取機械通風(fēng)。 沉砂池 沉砂池的功能的去除比重較大的無機顆粒。沉砂池一般設(shè)于泵站倒虹吸管前，以便減輕無機顆粒對水泵、管 道的磨損；也可設(shè)于初沉池前，以減輕沉淀池負(fù)荷及改善污泥處理構(gòu)筑物的處理條件，沉砂池的形式，按水流方向的不同可分為平流式、豎流式、曝氣沉砂池三類。 優(yōu)點：沉淀效果好，耐沖擊負(fù)荷，適應(yīng)溫度變化。工作穩(wěn)定，構(gòu)造簡單，易于施工， 便于管理。 缺點：占地大，配水不均勻，易出現(xiàn)短流和偏流，排泥間距較多，池中約夾雜有 15%左右的有機物使沉砂池的后續(xù)處理增加難度。 優(yōu)點：占地少，排泥方便，運行管理易行。 缺點：池深大，施工困難，造價較高，對耐沖擊負(fù)荷和溫度的適應(yīng)性較差，池徑受 到限制，過大的 池徑會使布水不均勻。 優(yōu)點：克服了平流沉砂池的缺點，使砂粒與外裹的有機物較好的分離，通過 調(diào)節(jié)布?xì)饬靠煽刂莆鬯男魉俣?，使除砂效率較穩(wěn)定，受流量變化影響小，同時起預(yù)曝氣作用，其沉砂量大，且其上含有機物少。 缺點：由于需要曝氣，所以池內(nèi)應(yīng)考慮設(shè)消泡裝置，其他型易產(chǎn)生偏流或死角，并且由于多了曝氣裝置而使費用增加。 基于以上三種沉砂池的比較， 中、大型污水廠一般選用曝氣沉砂池和比式、鐘式沉砂池，而平流式沉砂池適用于小型城市污水處理廠，本設(shè)計 采用 曝氣 式沉砂池 。 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 沉淀池（二沉池） 由于本設(shè)計 主要構(gòu)筑物采用氧化溝，可不設(shè)初沉池。二沉池設(shè)在生物處理構(gòu)筑物的后面，用于沉淀去除活性污泥或腐殖污泥（指生物膜法脫落的生物膜）。 優(yōu)點： (1)沉淀效果好； (2)耐沖擊負(fù)荷和溫度的變化適應(yīng)性強； (3)施工容易，造價低。 缺點： (1)池子配水不均勻； (2)采用多斗排泥時，每個泥斗需要單設(shè)排泥管各自排泥，操作量大。 適用條件 :適用于大、中、小型污水處理廠； 適用于地下水位較高和地質(zhì)條件較差的地區(qū)。 優(yōu)點： (1)多為機械排泥，運行較好，管理較簡單； (2)排泥設(shè)備已趨定型。 缺點： (1)池內(nèi)水速不穩(wěn)定，沉淀效果較差； (2)機械排泥設(shè)備復(fù)雜，對施工質(zhì)量要求高。 適用條件：適用于大、中型污水處理廠； 適用于地下水位較高的地區(qū)。 優(yōu)點： (1)排泥方便，管理簡單； (2)占地面積較小。 缺點： (1)池子深度大，施工困難； (2)對沖擊負(fù)荷和溫度變化的適應(yīng)性能力較差； (3)造價較高； (4)池徑不宜過大，否則布水不均勻。 適用條件：適用于處理水量不大的小型污水處理廠。 （管）沉淀池 優(yōu)點： 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 (1)沉淀效率高，停留時間短； (2)占地面積小。 缺點：用于 二沉池時，當(dāng)固體負(fù)荷較大時其處理效果不太穩(wěn)定，耐沖擊負(fù)荷的能力較差。 綜上所述，四種沉淀池的優(yōu)缺點比較，并結(jié)合本設(shè)計的具體資料可知，本工程二沉池采用中心進(jìn)水、周邊出水的輻流式沉淀池。 氧化溝 氧化溝的方式很多，主要有奧貝爾（ Orbal）氧化溝、卡魯 塞 爾（ Carrousel） 氧化溝、三溝式氧化溝、 一體 式氧化溝等。 奧貝爾氧化溝 常規(guī)的奧貝爾氧化溝由外、中、內(nèi) 3 個同心橢圓形溝組成，污水由外溝道進(jìn)入，與回流污泥混合后，進(jìn)入中間溝道再進(jìn)入內(nèi)溝道，污水在各溝道循環(huán)數(shù)十次到數(shù)百次，最后經(jīng)中心島的可調(diào) 堰門流出。其工藝特點： （ 1）特有的外、中、內(nèi)溝道 0、 2mg/L 溶解氧分 布 形式，可同時進(jìn)行有機物的氧化降解和氮的硝化、反硝化，并可有效去除污水中的磷，出水水質(zhì)好。 （ 2）具有推流式和完全混合式兩種流態(tài)的優(yōu)點，且池容較大，循環(huán)流量大，因而具有較強的抗沖擊負(fù)荷能力，并可減少污泥膨脹現(xiàn)象發(fā)生，有利于難降解有機物的去除。 （ 3）污泥齡較長，使污泥量較少并趨于好氧穩(wěn)定、可不設(shè)污泥消化池，從而簡化工藝流程，投資省，管理方便。 （ 4）表曝機的使用可調(diào)節(jié)工藝系統(tǒng)的供氧能力，不僅使池內(nèi)溶解氧值保持在最佳值，且表曝機設(shè)備簡 單，因而投資少、操作容易、控制靈活、對自動化程度依賴低、維護(hù)方便、運行穩(wěn)定、節(jié)能效益顯著。 缺點：奧貝爾氧化溝特有的溶解氧分布形式，有時因為設(shè)備本身的原因或者來水有機負(fù)荷比設(shè)計值低，氧化溝總的供氧量大于實際需氧量，或者氧化溝上浮及施工方面的原因，很難控制溶解氧的量 。 卡魯賽爾氧化溝 卡魯塞爾 氧化溝是一個多溝串聯(lián)系統(tǒng)，進(jìn)水與活性污泥混合后沿水流方向在溝內(nèi)不停的循環(huán)流動， 采用表面機械曝氣器， 每溝渠的一端各安裝一個，靠近曝氣器下游的區(qū)段為好氧區(qū)，處于曝氣器上游和外環(huán)的區(qū)段為缺氧區(qū)，混合液交替進(jìn)行好氧和 缺氧，這不僅提供了良好的生物脫氮條件，而且有利于生物絮凝，使活性污泥易于沉淀。如果有機負(fù)荷較低時，可停止某些曝氣器的運行，在保證水流攪拌混合循環(huán)流動的前提下，減少能量消耗。 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 卡魯賽爾也有幾種分類，其中 Carrousel 2020 的優(yōu)勢較突出， Carrousel 2020 氧化溝采用低速立軸葉輪表面曝氣機，這種曝氣機既能提供必要的氧氣以支持微生物降解，同時通過推動污水產(chǎn)生沿環(huán)形渠道的紊流而使渠道中微生物污泥保持懸浮狀態(tài)，從而保證活性污泥處理系統(tǒng)正常、穩(wěn)定運行。 Carrousel 2020 氧化溝可以通過調(diào)節(jié)曝氣 機的轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)總的充氧量，實際的溶解氧 (DO)濃度通過設(shè)置在曝氣區(qū)下游的溶解氧探頭測量，測得的結(jié)果被送至 PLC 自控系統(tǒng)，自控系統(tǒng)根據(jù) DO 濃度通過調(diào)整表曝機的轉(zhuǎn)速而控制調(diào)節(jié)充氧能力，從而實現(xiàn)了充氧能力與實際需氧量匹配，節(jié)省了能源，與鼓風(fēng)曝氣相比，表曝機設(shè)備簡單、維修方便、堅固耐用、運行穩(wěn)定可靠的優(yōu)點。 Carrousel 2020 氧化溝設(shè)計采用較長的泥齡 (延時曝氣模式 )，以便完全消化和產(chǎn)生穩(wěn)定的污泥，由于污泥的穩(wěn)定性較好，使得污泥很容易處置而無需進(jìn)一步的消化處理。 Carrousel 2020 氧化溝有很強的緩 沖能力，能夠吸納在工業(yè)廢水排放時經(jīng)常出現(xiàn)的峰值沖擊負(fù)荷，并保證氧化溝系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)。 Carrousel 2020 氧化溝還具有建設(shè)及運行費用也較低的優(yōu)點，越來越被證明是一種非常有效的污水處理工藝。 三溝式氧化溝 三溝式 氧化溝的特點是低負(fù)荷運行，因此有機物可以有效去除， COD 的 去除率在90％以上。而且對氨氮完成硝化。氧化溝運行操作簡便，基建和運行費均低于活性污泥法。當(dāng)要求污水脫氮時，氧化溝比其它生物脫氮工藝費用低、 TN 去除效率高，因為它的循環(huán)運行方式非常適合生物脫氮的過程，不需要為反硝化而增設(shè)回流系 統(tǒng)。 此外， 三溝式氧化溝剩余污泥處置簡單，脫水性能好，絮凝劑投加量低。 缺點： ① 停留時間與反應(yīng)時間問題：出水 NH3－ N 偏高，通過實驗發(fā)現(xiàn)延長硝化停留時間，可以降低出水的 NH3－ N。這說明原設(shè)計的停留時間雖然對于 BOD 的去除充分，但對于脫氮其停留時間是不夠的 ， 可能與污泥齡和運行方式有關(guān)。 ② 污泥停留時間問題：通過污泥耗氧速率和懸浮物干重?fù)p失率等評價污泥穩(wěn)定化實驗方法，對其污泥進(jìn)行測定的結(jié)果表明：經(jīng)過處理的污泥尚未得到穩(wěn)定。 ③ 三溝式氧化溝的容積利用率問題：三溝式氧化溝本身的容積利用率較低 (58％ )。三條溝的 MLSS 分布與設(shè)計的分布情況有較大差距。這是三溝式氧化溝運行及設(shè)計的一個主要問題。 一體式氧化溝 一體化氧化溝又稱合建式氧化溝，是指集曝氣、沉淀、泥水分離和污泥回流功能為一體，無需建造單獨的氧化溝。一體化氧化溝的優(yōu)點是不必設(shè)單獨的二沉池，工藝流程短，構(gòu)筑物和設(shè)備少，所以投資省，占地少。此外污泥可在系統(tǒng)內(nèi)自動回流，無需回流泵和設(shè)置回流泵站，因此能耗低，管理簡便容易。 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 特點： （ 1）在一定范圍內(nèi)有較強的抗負(fù)荷沖擊能力； （ 2） 由于一體化氧化溝的沉淀池建在溝內(nèi)，不用另建沉淀池，而且污泥回流及時，可大大縮 小沉淀池容積，節(jié)省 1/3 左右的占地 ； （ 3） 污泥回流依靠自身重力及溝內(nèi)水力條件，不須另建污泥回流系統(tǒng)，可大大節(jié)省 投資； （ 4） 由于配套設(shè)施減少，同時減少運行操作人員，運行管理更為方便。 正是一體化氧化溝具有的占地少、投資省、運行效率高、環(huán)境效益和社會效益明顯這些優(yōu)勢，特別適用于小區(qū)域污水集中處理，有著很高的推廣應(yīng)用價值。 但由于溝內(nèi)需要設(shè)分區(qū)，或增設(shè)側(cè)渠，使氧化溝的內(nèi)部結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，造成檢修不便。 由此 本工程選用 卡魯賽爾氧化溝 工藝。 消毒 接觸池：采用 隔 板往復(fù)式池子。 消毒劑的選擇： 優(yōu)點 ：價格便宜，效果可靠，投配設(shè)備簡單。 缺點：對生生物有毒害作用，并且可能產(chǎn)生致癌物質(zhì)。 適用于大、中型規(guī)模的污水處理廠。 優(yōu)點：投加設(shè)備簡單，價格便宜。 缺點：除用液氯缺點外，尚有投配量不準(zhǔn)確，溶解劑調(diào)制不便，勞動強度大。 適用于消毒要求不高或間斷投加的小型污水處理廠。 優(yōu)點：消毒效率高，能有效的降解水中殘留有機物、色味等，污水溫度、 PH值對消毒效果影響小，不產(chǎn)生難處理或生物積累性殘余物。 缺點：投資大，成本高，設(shè)備管理復(fù)雜。 綜上三種消毒劑的比較，本工程設(shè)計采用液氯作消毒劑。 濃縮池 污泥濃縮池主要是降低污泥中的空隙水 來達(dá)到使污泥減容的目的。濃縮池可分為重力濃縮池和浮選濃縮池。重力濃縮池按其運行方式分為間歇式或連續(xù)式。 ：適用于濃縮活性污泥以及生物濾池等較輕的污泥，并且運行費用較湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 20 高貯泥能力小。 ：用于濃縮初沉池污泥和二沉池的剩余污泥，只用于活性污泥的情況不多，運行費用低，動力消耗小。 綜上所述，本設(shè)計采用 連續(xù) 式重力濃縮池。 污泥脫水 污泥脫水的方法有自然干化、機械脫水及污泥燒干、焚燒等方法。本設(shè)計采用機械脫水，采用 滾壓帶 式壓濾機。 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 第 五 章 主要構(gòu)筑物的設(shè)計計算 泵前中格柵： 設(shè)計參數(shù) ： 設(shè)計流量 Q=150000m3/d=1736L/s 柵前流速 v1=， 過柵流速 v2=柵條寬度 s=， 格柵間隙 e=20mm 柵前部分長度 ， 格柵傾角 α =60176。 單位柵渣量 ω 1= /103m3污水 設(shè)計計算： （ 1）確定格柵前水深，根據(jù)最優(yōu)水力斷面公式 2 1211 vBQ ?計算