【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 計(jì)污水管道系統(tǒng)的先決條件，是污水處理管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。管道定線一般按主干管、干管、支管的順序依次進(jìn)行。 兩個(gè)檢查井之間的管段采用的設(shè)計(jì)流量不變 ,且預(yù)計(jì)采用相同的管徑和坡度 ,稱它為設(shè)計(jì)管段。但在劃分設(shè)計(jì)管段時(shí) ,為了簡(jiǎn)化計(jì)算 ,不需要把每個(gè)檢查井都作為設(shè)計(jì)管段的起訖點(diǎn)。因?yàn)樵谥本€管段上 ,為了疏通管道 ,需要在一定距離處設(shè)置檢查井。估計(jì)可以采用同樣管徑和坡度 的連續(xù)管段 ,就可以劃作一個(gè)設(shè)計(jì)管段。根據(jù)管道平面布置圖 ,凡有集中流量進(jìn)入 ,有旁側(cè)管段接入的檢查井均可作為設(shè)計(jì)管段的起訖點(diǎn)。設(shè)計(jì)管段的起訖點(diǎn)應(yīng)編上號(hào)碼 . [2] 根據(jù)設(shè)計(jì)管段的定義和劃分方法，將各干管和主干管中有本段流量進(jìn)入的點(diǎn)和旁側(cè)支管進(jìn)入的點(diǎn)，把島的西端的接管點(diǎn)作為設(shè)計(jì)管段的起迄點(diǎn)，并給檢查井編上號(hào)碼。 定線應(yīng)遵循的主要原則是：應(yīng)盡可能在管線較短和埋深較小的情況下，讓最大區(qū)域的污水能自流排出。在一定條件下，地形一般是影響管道定線的主要因素。又因?yàn)槲鬯艿乐械乃骺恐亓α鲃?dòng)，因此管道具有坡度。污水主干管的走 向取決于污水廠和出水口的位置。由于管道為重力流管道，管道的埋設(shè)深度較其管線大，且有很多連接支管，若管線位置安排不當(dāng)，將會(huì)造成施工和維修的困難。因此，污水管道與建筑物間應(yīng)有一定的距離。當(dāng)其與給水管道相交時(shí)，應(yīng)敷設(shè)在生活給水管道下面。 污水管網(wǎng)平面布置 根據(jù)不同的管線布置形式，設(shè)計(jì)兩套不同的方案，根據(jù)可靠性和經(jīng)濟(jì)性兩方面進(jìn)行比較，選擇較優(yōu)方案。 從平面圖上可知該區(qū)地勢(shì) 較較平坦， 可劃分為一個(gè)排水流域。綜合以上各方面資料，擬定 如下 方案： 6 污水管道的設(shè)計(jì)計(jì)算 參數(shù)要求 (1) 設(shè)計(jì)充滿度 [5] 污水管道的設(shè)計(jì)按不滿流計(jì)算，以防止污水管內(nèi)沉積的污泥可能分解析出一些有害氣體，以至管道爆炸。另外便于管道的疏通和維護(hù)和管理 [3]。表 列出了最大設(shè)計(jì)充滿度 表 最大設(shè)計(jì)充滿度表 管徑 mm 最大設(shè)計(jì)充滿度 200～ 300 350～ 450 500～ 900 ≥1000 7 (2) 設(shè)計(jì)流速 污水在管內(nèi)流行緩慢時(shí)，污水中所含雜質(zhì)可能下沉，產(chǎn)生淤泥。當(dāng)污水流量增 大時(shí)，可能產(chǎn)生沖刷現(xiàn)象，甚至損壞管道。為了防止管道產(chǎn)生淤積或沖刷，設(shè)計(jì)流速 不宜過大或過小，規(guī)定污水管道的最小設(shè)計(jì)流速為 m/s。 (3) 最小管徑 為了不使管道堵塞和維修方便，本設(shè)計(jì)采用最小管徑為 300mm。 (4) 最小設(shè)計(jì)坡度 最小坡度應(yīng)使管道內(nèi)流速大于最小設(shè)計(jì)流速，以防止管道內(nèi)產(chǎn)生沉淀，在給定設(shè)計(jì)充滿度條件下，管徑越大，相應(yīng)的最小設(shè)計(jì)坡度值也就越小。規(guī)定 300mm 的最小設(shè)計(jì)坡度為 。 (5) 污水管道的埋設(shè)深度 污水管道的最小覆土厚度必須滿足幾個(gè)條件： a 必須防止管道內(nèi)污水冰凍和因土壤凍脹而損壞管道。 b 必須防止管壁因地面載 荷而受到破壞。 c 必須滿足街區(qū)污水連接管銜接的要求。 設(shè)計(jì)管段 (1) 每一設(shè)計(jì)管段的污水設(shè)計(jì)流量包括以下幾種流量： a 本段流量 q1 是從管段沿線街坊流來的流量； b 轉(zhuǎn)輸流量 q2 是從上游管段和旁側(cè)管段流來的污水量； c 集中流量 q3—是從工業(yè)企業(yè)或其它大型公共建筑物流來的水量。 (2) 本段流量可用下式計(jì)算： q1=Fq0Kz （ ） F— 設(shè)計(jì)管段服務(wù)的街區(qū)面積（ ha）； Kz—生活污水量總變化系數(shù)； q0—單位面積的本段平均流量，即比流量（ L/（ sha））； 式中 q0=np/86400 n 居住區(qū)生活污水定額 L/(capd)； p人口密度 cap/ha (3) 轉(zhuǎn)輸流量 q2是從上游管段和旁側(cè)管段流來的居住區(qū)的平均污水量 。 (4) 集中流量 q3是從工業(yè)企業(yè)或其它大型公共建筑物流來的污水設(shè)計(jì)流量。 生活污水量總變化系數(shù) K = () 8 其中 Q—平均日平均時(shí)污水流量（ L/s）。當(dāng) Q＜ 5 L/s 時(shí)， Kz =；當(dāng) Q＞ 1000L/s 時(shí) Kz =。 管道計(jì)算 各設(shè)計(jì)管短的設(shè)計(jì)流量應(yīng)列表計(jì)算。在初步設(shè)計(jì)階段只計(jì)算干管和主干管的設(shè)計(jì)流量。 根據(jù)設(shè)計(jì)管段的定義和劃分方法，將各干管和主干管中有本段流量進(jìn)入的點(diǎn)、集中流量及旁側(cè)支管進(jìn)入的點(diǎn)，作為設(shè)計(jì)管段的起訖點(diǎn)的檢查井并編上號(hào)碼。將各劃分面積編上號(hào)碼，并按其平面范圍，測(cè)量管道長(zhǎng)度，列入管道長(zhǎng)度表，測(cè)量它們的面積，列入街區(qū)面 積表。各設(shè)計(jì)管段的設(shè)計(jì)流量應(yīng)列表進(jìn)行計(jì)算。 (計(jì)算結(jié)果見附表） 注意事項(xiàng) [10]： (1) 必須細(xì)致研究管道系統(tǒng)的控制點(diǎn)。控制點(diǎn)一般位于本區(qū)最遠(yuǎn)或最低處 ,它們的埋深控制該地區(qū)污水管道的最小埋深。各條管道的起點(diǎn)，污水出口較深的工業(yè)企業(yè)都是研究控制點(diǎn)的對(duì)象。 (2) 必須注意管道敷設(shè)坡度與地面坡度的關(guān)系。使確定的管道坡度 ,在保證最小設(shè)計(jì)流速的前提下 ,又不使管道埋深過大 ,以便于支管的接入。 (3) 水力計(jì)算自上游依次向下游進(jìn)行，一般情況下，隨著設(shè)計(jì)流量逐段增加，設(shè)計(jì)流速依次增大。流量不變時(shí) ,流速不應(yīng)減少。流量逐段增 加 ,設(shè)計(jì)管徑也應(yīng)逐段增大 ,但當(dāng)管道坡度驟然增大時(shí) ,下游管段的管徑可以減少 ,但縮小范圍不得超過 50～ 100mm。 (4) 在地面坡度太大的地區(qū) ,為了減小管內(nèi)水流速度 ,防止管壁被沖刷 ,管道坡度往往需要小于地面坡度。這就有可能使下游管段的覆土厚度無(wú)法滿足最小限值的要求，甚至超出地面，因此在適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)可設(shè)置跌水井，管段之間采用跌水連接。 (5) 水流通過檢查井時(shí)，常引起局部水頭損失。為了盡量降低這項(xiàng)損失，檢查井底部在直線管道上要嚴(yán)格采用直線，在管道轉(zhuǎn)彎處要采用勻稱的曲線。通常直線檢查井可不考慮局部損失。 (6) 在 旁側(cè)管與干管的連接處，要考慮干管的已定埋深是否允許旁側(cè)管接入。 第三章 污水處理廠設(shè)計(jì) 污水處理廠址選擇 污水廠廠址選擇應(yīng)遵循下列各項(xiàng)原則 [22] 應(yīng)與選定的工藝相適應(yīng) 盡量少占農(nóng)田 應(yīng)位于水源下游和夏季主導(dǎo)風(fēng)向下風(fēng)向 應(yīng)考慮便于運(yùn)輸 充分利用地形 9 本地區(qū)在總體規(guī)劃、專業(yè)規(guī)劃及開發(fā)區(qū)建設(shè)中，已按自然地形，用地規(guī)劃預(yù)留了污水處理廠位置。 污水污泥處理工藝選擇 水質(zhì) 表 污水處理廠進(jìn)、出水水質(zhì)指標(biāo) 污水、污泥處理工藝選擇 處理工藝流程選擇應(yīng)考慮的因素 污水處理廠的工藝流程系指在保證處理水達(dá)到所要求的處理程度的前提 下，所采用的污水處理技術(shù)各單元的有機(jī)組合。 在選定處理工藝流程的同時(shí)，還需要考慮各處理單元構(gòu)筑物的形式，兩者互為制約，互為影響。污水處理工藝流程的選定，主要以下列各項(xiàng)因素作為依據(jù)。 ① 污水的處理程 度 ② 工程造價(jià)與運(yùn)行費(fèi)用 ③ 當(dāng)?shù)氐母黜?xiàng)條件 ④ 原污水的水量與污水流入工程 該污水處理廠日處理能力約 2萬(wàn)噸 ,屬于中小規(guī)模的污水處理廠。按《城市污水處理和污染防治技術(shù)政策》要求推薦， 20萬(wàn) t/d規(guī)模大型污水廠一般采用常規(guī)活性污泥法工藝， 1020萬(wàn) t/d污水廠可以采用常規(guī)活性污泥法、氧化溝、 SBR、 AB法等工藝，小型污水廠還可以采用生物濾池、水解好氧法工藝等。對(duì)脫磷脫氮有要求的城市，應(yīng)采用二級(jí)強(qiáng)化處理，如 A2/O工藝， A/O工藝， SBR及其改良工藝，氧化溝工藝，以及水解好氧工藝，生物濾池工藝等。 由于該設(shè)計(jì)對(duì)脫氮除磷 有要求故選取二級(jí)強(qiáng)化處理。可供選取的工藝： A/O工藝， A2/O工藝， SBR序號(hào) 項(xiàng) 目 進(jìn) 水 出 水 1 BOD5 160 10 2 COD 300 50 3 SS 180 10 4 TN 35 15 5 NH3—N 25 5（ 8） 6 TP 4 10 及其改良工藝，氧化溝工藝。 適合于中小型污水處理廠的除磷脫氮工藝 該污水處理廠要求對(duì)原水中的氮、磷有比較好的去除，應(yīng)采用二級(jí)強(qiáng)化處理。根據(jù)《城市污水處理和污染防治技術(shù)政策》推薦，以及國(guó)內(nèi)外工程實(shí)例和豐富的經(jīng)驗(yàn)，比較成熟的適合中小規(guī)模具有除磷、脫氮的工藝有： A2/O工藝， A/O工藝， SBR及其改良工藝，氧化溝及其改良工藝。 A/O工藝、A2/O工藝、各種氧化溝工藝、 SBR工藝這些從活性污泥法派生出來的工藝都可以實(shí)現(xiàn)除碳、 除氮、除磷三種流程的組合，都是比較實(shí)用的除磷脫氮工藝。 一 .A2/O 處理工藝 (1)A2/O 處理工藝是 Anaerobic－ Anoxic－ Oxic 的英文縮寫，它是厭氧－缺氧－好氧生物脫氮除磷工藝的簡(jiǎn)稱， A2/O 工藝是在厭氧－好氧除磷工藝的基礎(chǔ)上開發(fā)出來的，該工藝同時(shí)具有脫氮除磷的功能。 (2)A2/O 工藝的特點(diǎn)： A：厭氧、缺氧、好氧三種不同的環(huán)境條件和不同種類的微生物菌群的有機(jī)配合，能同時(shí)具有去除有機(jī)物、脫氮除磷功能； B：在同時(shí)脫氮除磷去除有機(jī)物的工藝中，該工藝流程最為簡(jiǎn)單，總的水力停留時(shí)間也少于同類其它工藝。 C：在厭氧 缺氧 好氧交替運(yùn)行下，絲狀菌不會(huì)大量繁殖， SVI 一般小于 100，不會(huì)發(fā)生污泥膨脹。 D：污泥中含磷量高，一般為 %以上。 二 .氧化溝 嚴(yán)格地說，氧化溝不屬于專門的生物除磷脫氮工藝。但是隨著氧化溝技術(shù)的發(fā)展，它早已超出原先的實(shí)踐范圍，出現(xiàn)了一系列除磷脫氮技術(shù)與氧化溝技術(shù)相結(jié)合的污水處理工藝流程。按照運(yùn)行方式，氧化溝可以分為連續(xù)工作式、交替工作式和半交替工作式。連續(xù)工作式氧化溝 ， 如帕斯韋爾氧化溝、卡魯塞爾氧化溝。奧貝爾氧化溝在我國(guó)應(yīng)用比較多，這些氧化溝通過設(shè)置適當(dāng)?shù)娜毖醵巍捬醵?、好?段都能取得較好的除磷脫氮效果。連續(xù)工作式氧化溝又可分為合建式和分建式。 交替工作式氧化溝一般采用合建式 , 多采用轉(zhuǎn)刷曝氣，不設(shè)二沉池和污泥回流設(shè)施。交替工作式氧化溝又可分為單溝式、雙溝式和三溝式，交替式氧化溝兼有連續(xù)式氧化溝和 SBR工藝的一些特點(diǎn)，可以根據(jù)水量水質(zhì)的變化調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)刷的開停，既可以節(jié)約能源，又可以實(shí)現(xiàn)最佳的除磷脫氮效果。 氧化溝具有以下特點(diǎn)： (1)工藝流程簡(jiǎn)單，運(yùn)行管理方便。氧化溝工藝不需要初沉池和污泥消化池。有些類型氧化溝還可以和二沉池合建，省去污泥回流系統(tǒng)。 (2)運(yùn)行穩(wěn)定，處理效果好。 氧化溝的 BOD平均處理水平可達(dá)到 95%左右。 (3)能承受水量、水質(zhì)的沖擊負(fù)荷，對(duì)濃度較高的工業(yè)廢水有較強(qiáng)的適應(yīng)能力。這主要是由于氧化溝水力停留時(shí)間長(zhǎng)、泥齡長(zhǎng)和循環(huán)稀釋水量大。 11 (4)污泥量少、性質(zhì)穩(wěn)定。由于氧化溝泥齡長(zhǎng)。一般為 20～ 30 d，污泥在溝內(nèi)已好氧穩(wěn)定，所以污泥產(chǎn)量少?gòu)亩芾砗?jiǎn)單，運(yùn)行費(fèi)用低。 (5)可以除磷脫氮?？梢酝ㄟ^氧化溝中曝氣機(jī)的開關(guān)，創(chuàng)造好氧、缺氧環(huán)境達(dá)到除磷脫氮目的，脫氮效率一般＞ 80%。但要達(dá)到較高的除磷效果則需要采取另外措施。 (6)基建投資省、運(yùn)行費(fèi)用低。和傳統(tǒng)活性污泥法工藝相 比，在去除 BOD、去除 BOD 和 NH3 N 及去除 BOD和脫氮三種情況下，基建費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用都有較大降低，特別是在去除 BOD和脫氮情況下更省。同時(shí)統(tǒng)計(jì)表明在規(guī)模較小的情況下，氧化溝的基建投資比傳統(tǒng)活性污泥法節(jié)省更多。 Carrousel原指游藝場(chǎng)中的循環(huán)轉(zhuǎn)椅。為一個(gè)多溝串聯(lián)系統(tǒng)，進(jìn)水與活性污泥混合后沿箭頭方向在溝內(nèi)不停的循環(huán)流動(dòng)，采用表面機(jī)械曝氣器，每溝渠的一端各安裝一個(gè)?？拷貧馄飨掠蔚膮^(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，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。 三 .SBR工藝 SBR 是一種間歇式的活性泥泥系統(tǒng)，其基本特征是在一個(gè)反應(yīng)池內(nèi)完成污水的生化反應(yīng)、固液分離、排水、排泥?？赏ㄟ^雙池或多池組合運(yùn)行實(shí)現(xiàn)連續(xù)進(jìn)出水。 SBR 通過對(duì)反應(yīng)池曝氣量和溶解氧的控制而實(shí)現(xiàn)不同的處理目標(biāo)，具有很大的靈活性。 SBR 池通常每個(gè)周期運(yùn)行 46 小時(shí)，當(dāng)出現(xiàn)雨水高峰流量時(shí)， SBR 系統(tǒng)就從正常循環(huán)自動(dòng)切換至雨水運(yùn)行模式，通過調(diào)整其循環(huán)周期，以適應(yīng)來水量的變化。 SBR 系統(tǒng)通常能夠承受 35 倍旱流量的沖擊負(fù)荷。 SBR工藝具有以下特點(diǎn)： (1)SBR工藝流程簡(jiǎn)單 、管理方便、造價(jià)低。 SBR工藝只有一個(gè)反應(yīng)器，不需要二沉池，不需要污泥回流設(shè)備，一般情況下也不需要調(diào)節(jié)池，因此要比傳統(tǒng)活性污泥工藝節(jié)省基建投資 30%以上，而且布置緊湊，節(jié)省用地。由于科技 進(jìn)步，目前自動(dòng)控制已相當(dāng)成熟、配套。這就使得運(yùn)行管理變得十分方便、靈活，很適合小城市采用。 (2)處理效果好。 SBR 工藝反應(yīng)過程是不連續(xù)的，是典型的非穩(wěn)態(tài)過程，但在曝氣階段其底物和微生物濃度變化是連續(xù)的 (盡管是處于完全混合狀態(tài)中 )，隨時(shí)間的延續(xù)而逐漸降低。反應(yīng)器內(nèi)活性污泥處于一種交替的吸附、吸收及生物降解和活化的變化過 程之中，因此處理效果好。 (3)有較好的除磷脫氮效果。 SBR 工藝可以很容易地交替實(shí)現(xiàn)好氧、缺氧、厭氧的環(huán)境，并可以通過改變曝氣量、反應(yīng)時(shí)間等方面來創(chuàng)造條件提高除磷脫氮效率。 (4)污泥沉降性能好。 SBR 工藝具有的特殊運(yùn)行環(huán)境抑制了污泥中絲狀菌的