【文章內(nèi)容簡介】 正方形 \矩形 \半圓形等 .圓形斷面水力條件好 ,但剛度較差 。矩形斷面剛度好 ,水力條件不如圓形 。半圓形斷面水力條件和剛度都較好 ,但形狀相對復(fù)雜 .一般多采用矩形斷面 . 本設(shè)計采用矩形斷面柵條 ,在源污水與沉沙池之間只設(shè)置一道中格柵 .因為鏈條式機(jī)械格柵構(gòu)造簡單，制造方便，占地面積少，適用于中小型污水廠，因此本設(shè)計采用鏈條式機(jī)械格柵。 1． 5． 2 沉砂池的選擇 沉砂池的作用是為了去除比重相對較大的無機(jī)顆粒 (如泥砂，煤渣等，它們的相對密 度約為 2 .65)。沉砂池一般設(shè)于初沉池前，以減輕沉淀池的負(fù)荷及改善污泥處理構(gòu)筑物的處理條件；也可設(shè)于泵站、倒虹管前 ,以便減輕無機(jī)顆粒對水泵、管道的磨損。常用的沉砂池有鐘式沉砂池、平流沉砂池、曝氣沉砂池和多爾沉砂池等。 旋流沉砂池是與砂水分離器配套使用的一種先進(jìn)設(shè)備。該套設(shè)備可以利用水力旋流使泥砂和有機(jī)物分離 ,沉砂效果好，廣泛應(yīng)用于城市大、中、小型污水處理工程中前置預(yù)處理工序及廠礦企事業(yè)單位。 61 17 它有以下幾個優(yōu)點(diǎn)： 1)結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，設(shè)備投資少； 2)結(jié)構(gòu)合理 ,維修率低，能耗小，運(yùn)行管理和維護(hù) 方便； 3)設(shè)備耐腐蝕性強(qiáng) ,使用壽命長； 4)藝布置靈活方便，易于配套組合 ,適應(yīng)工程不同時期分段建設(shè)需要。 該套設(shè)備由葉輪、傳動軸、電動機(jī)、減速器和吸砂系統(tǒng) (泵排 )等部分組成；另外在排砂管與砂泵之間安裝一個閘閥，砂泵出口用管道連接至砂水分離器上部進(jìn)水口。由于葉輪旋轉(zhuǎn)時將使池中污水作螺旋運(yùn)動，加上因污水切向進(jìn)入產(chǎn)生與葉輪一致的旋流，池中的污水形成渦形流態(tài) ,在適當(dāng)?shù)娜~漿傾角和線速度條件下，污水中的砂粒將受到?jīng)_刷并仍保持最佳的沉淀效果，而原來附著在砂粒上的有機(jī)物質(zhì)以及重量不同的物質(zhì)隨污水一同流出。另外由于葉輪的旋 轉(zhuǎn)，減少了旋流沉砂池因進(jìn)水量變化導(dǎo)致流態(tài)變化的敏感程度 ,因此保證了沉砂池效果的穩(wěn)定，出砂的有機(jī)成分低。 但是在實際工程的應(yīng)用中，如果格柵運(yùn)行不正常 ,由污水處理廠的進(jìn)水總管帶來的一些懸浮和漂浮物以及纖維、硬毛、破布條可以直接進(jìn)入沉砂池 ,從而可能導(dǎo)致攪拌槳的損壞，尤其是能造成排砂設(shè)備 (吸砂泵 )及管路(閘閥或球閥 )的堵塞 ,導(dǎo)致設(shè)備無法正常運(yùn)行。這種情況在小型污水處理廠特別常見，成為困擾污水處理廠正常運(yùn)行的一個難題。 本設(shè)計選用鐘式沉砂池。 1． 5． 3 氧化溝類型的選擇 氧化溝污水處理技術(shù)是一種典型的污水處理方法， 并有多種改進(jìn)工藝。氧化溝處理工藝的主要部件包括氧化溝體、曝氣轉(zhuǎn)刷、異步電極、進(jìn) 61 18 出水系統(tǒng)（初沉池、高位水箱、二沉池）及控制系統(tǒng)。通過調(diào)節(jié)曝氣轉(zhuǎn)刷的轉(zhuǎn)速，可以實現(xiàn)氧化溝體的不同部位及不同程度的充氧，可以滿足污水處理過程中不同微生物對氧的需求 ,同時實現(xiàn)好氧厭氧過程 —— 實現(xiàn)脫氮除磷同時進(jìn)行。 （ 1） 卡魯塞爾（ Carrousel）氧化溝 卡魯塞爾氧化溝是一種單溝式環(huán)形氧化溝，在氧化溝的頂端設(shè)有垂直表面曝氣機(jī)，兼有供氧和推流攪拌作用。污水在溝道內(nèi)轉(zhuǎn)折巡回流動，處于完全混合形態(tài)，有機(jī)物不斷氧化得以去除。 流經(jīng)沉砂池的 生活污水與二沉池回流污泥在卡魯塞爾氧化溝內(nèi)設(shè)置的圓形混合井進(jìn)行充分混合后進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū) Ⅰ 。該區(qū)分為 3格，每格都設(shè)有水下攪拌器 以防止污泥沉淀。經(jīng)厭氧反應(yīng)后的混合液進(jìn)入缺氧區(qū) Ⅱ ，并與由氧化溝 Ⅲ 經(jīng)回流 通道 Ⅳ 進(jìn)入缺氧區(qū)的回流液充分混合，進(jìn)行反硝化脫氮和除磷反應(yīng)。缺氧區(qū) Ⅱ 的中間部位設(shè)導(dǎo)流隔墻，并在適當(dāng)位置安裝水下攪拌器，使該區(qū)具有良好的混合與循環(huán)條件。經(jīng)厭氧、缺氧反應(yīng)后的混合液流入氧化溝 Ⅲ 進(jìn)行氧化、硝化、反硝化反應(yīng)，氧化溝 Ⅲ 的充氧機(jī)械采用倒傘形曝氣葉輪，可根據(jù)池內(nèi) DO 測定儀控制調(diào)節(jié)堰出水、改變曝氣葉輪浸水深度以達(dá) 到調(diào)節(jié)供氧的目的。 卡魯塞爾氧化溝主要由 3部分組成，即厭氧區(qū) Ⅰ 、缺氧區(qū) Ⅱ 、 氧化溝區(qū) Ⅲ 。其工作原理、計算方法、設(shè)計參數(shù)、容積大小等因素的確定是設(shè)計中要解決的主要問題。 ① 厭氧區(qū) Ⅰ 在沒有溶解氧和硝態(tài)氮存在的厭氧條件下，兼性細(xì)菌將溶解性 BOD轉(zhuǎn)化成低分子發(fā)酵產(chǎn)物，生物聚磷菌將優(yōu)先吸附這些低分子發(fā)酵產(chǎn)物，并將 61 19 其運(yùn)送到細(xì)胞內(nèi)、同化成胞內(nèi)碳源存貯物，所需能量來源于聚磷的水解以及細(xì)胞內(nèi)糖的水解，并導(dǎo)致磷酸鹽的釋放。經(jīng)厭氧狀態(tài)釋放磷酸鹽的聚磷菌在好氧狀態(tài)下具有很強(qiáng)的吸磷能力，吸收、存貯超出生長需求的磷量，并合成新的聚磷菌細(xì)胞、產(chǎn)生富磷污泥，通過剩余污泥的排放將磷從系統(tǒng)中除去。 ② 缺氧區(qū) Ⅱ 泥水混合液由厭氧區(qū) Ⅰ 進(jìn)入缺氧區(qū) Ⅱ ，一部分聚磷菌利用后續(xù)工藝的混合液 (內(nèi)回流帶來的 )中硝酸 鹽作為最終電子受體以分解細(xì)胞內(nèi)的PHB(聚 β 羥基丁酸 )，產(chǎn)生的能量用于磷的吸收和聚磷的合成，同時反硝化菌利用內(nèi)回流帶來的硝酸鹽，以及污水中可生物降解的有機(jī)物進(jìn)行反硝化，達(dá)到部分脫碳與脫硝、除磷的目的。 ③ 氧化溝區(qū) Ⅲ 氧化溝兼有推流型和完全混合型反應(yīng)池兩者的特性，完成一次循環(huán)所需時間約為 5～ 20 min，而總的 停留時間卻很長。氧化溝中有好氧、缺氧交替出現(xiàn)的區(qū)域，具有硝化、生物除磷、反硝化的條件。在氧化溝好氧區(qū)聚磷菌除了吸收、利用污水中的可生物降解有機(jī)物外，主要是分解體內(nèi)貯積的 PHB，產(chǎn)生的能量可供自身生長繁殖，此外還可主動吸收周圍環(huán)境中的溶解磷，并以聚磷的形式在體內(nèi)超量貯積。 （ 2） 奧貝爾 (Orbal)氧化溝 奧貝爾氧化一般溝由三個同心橢園形溝道組成，污水由外溝道進(jìn)入，與回流污泥混合后，由外溝道進(jìn)入中間溝道再進(jìn)入內(nèi)溝道，在各溝道循環(huán)達(dá)數(shù)百到數(shù)十次。最后經(jīng)中心島的可調(diào)堰門流出，至二次沉淀池。在各溝道橫跨安裝有不同數(shù) 量水平轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)，進(jìn)行供氧兼有較強(qiáng)的推流攪伴作用。外溝道的供氧量通常為總供氧量的 50%左右，但 80%以上的 BOD 可以 61 20 在外溝道中去除。由于外溝道溶解氧平均值很低，絕大部分區(qū)域 DO 為,所以，氧傳遞作用是在虧氧條件下進(jìn)行的，氧的傳遞效率有所提高，有一定的節(jié)能效果。奧貝爾氧化溝具有較好的脫氮功能。奧貝爾氧化溝具有推流式和完全混合式兩種流態(tài)的優(yōu)點(diǎn)。對于每個溝道內(nèi)來講，混合液的流態(tài)基本為完全混合式，具有較強(qiáng)的抗沖擊負(fù)荷能力；對于三個溝道來講，溝道與溝道之間的流態(tài)為推流式，有著不同的溶解濃度和污泥 負(fù)荷，兼有多溝道串聯(lián)的特性，有利于難降解有機(jī)物的去除，并可減少污泥膨脹現(xiàn)象的發(fā)生 。 奧貝爾氧化溝一般適用于 20 萬立方米 /日以下規(guī)模的城市污水處理廠，尢其推薦應(yīng)用于中小規(guī)模的城市污水處理廠。 由于奧貝爾氧化溝屬于多反應(yīng)器系統(tǒng)，在一定程度上有利于難降解有機(jī)物的去除，且抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，因此，當(dāng)城市污水中工業(yè)廢水比例較高時，奧貝爾氧化溝較其他類型氧化溝有更好的適應(yīng)性。 奧貝爾氧化溝有三個相對獨(dú)立的溝道，進(jìn)水方式靈活。在暴雨期間，進(jìn)水可以超越外溝道，直接進(jìn)入中溝道或內(nèi)溝道，由外溝道保留大部分活性污泥，利 于系統(tǒng)的恢復(fù)。因此，對于合流制或部分合流制的污水系統(tǒng)，奧貝爾氧化溝均有很好的適用性。 （ 3） 三溝交替工作型 氧化溝 三槽式氧化溝是帶有沉淀功能的氧化溝，同建在一起的三個氧化溝組成一個單元。在每個氧化溝中均布置有一定數(shù)量的轉(zhuǎn)刷，以達(dá)到曝氣和環(huán)流的要求。三個氧化溝通過配水井相互連通，該配水井有三個自動控制的出水堰，可調(diào)節(jié)進(jìn)入每溝的流量?；具\(yùn)作方式分為六個階段： 階段 A： 通過調(diào)節(jié)配水井堰門，污水進(jìn)入第一溝，溝內(nèi)轉(zhuǎn)刷以低速運(yùn) 61 21 行，僅溝內(nèi)污泥在懸浮狀態(tài)下環(huán)流，所供氧量則不足以使溝內(nèi)有機(jī)物氧化。此時，活性污泥中微生物 強(qiáng)制利用上一階段產(chǎn)生的硝態(tài)氮作為氧化劑，有機(jī)物被氧化，硝態(tài)氮還原成氮?dú)庖莩?。同時，溝內(nèi)自動調(diào)節(jié)出水堰上升，廢水與活性污泥通過接管進(jìn)入第二溝。 階段 B： 污水入流從第一溝轉(zhuǎn)向第二溝，第一溝內(nèi)的轉(zhuǎn)刷開始高速運(yùn)轉(zhuǎn)。開始，溝內(nèi)處于缺氧狀態(tài)，隨著供氧量的增加，逐步成為富氧狀態(tài)。在第二溝內(nèi)處理過的污水與活性污泥一起進(jìn)入第三溝，第三溝仍作為沉淀池，沉淀后的廢水通過出水堰排出。 階段 C： 第一溝的轉(zhuǎn)刷停止，開始泥水分離，至該階段末端，分離過程結(jié)束。在 C段，入流污水仍然進(jìn)入第二溝，處理后的污水仍然通過第三溝出水 堰排出。 階段 D： 污水入流從第二溝轉(zhuǎn)入第三溝。第一溝出水堰降低，第三溝出水堰升高。同時，第三溝內(nèi)轉(zhuǎn)刷開始以低轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，污水污泥一起從第三溝流向第二溝。在第二溝曝氣后再流入第一溝，此時，第一溝仍作為沉淀池。階段 D 與階段 A相類似，所不同的僅僅是反硝化作用發(fā)生在第三溝，處理后的污水通過第一溝已降低的出水堰排出。 階段 E： 污水入流從第三溝轉(zhuǎn)入第二溝，第三溝的轉(zhuǎn)刷開始高速運(yùn)行，以保證在該段末端內(nèi)有余氧。第一溝仍作為沉淀池，處理后的污水通過該出水堰排出，階段 E 與階段 B類似，所不同的僅僅是兩個外溝功能相反。 階段 F： 該階段基本與階段 C 相同，第三溝內(nèi)的轉(zhuǎn)刷停止運(yùn)行，開始泥水分離，入流污水仍然進(jìn)入第二溝 ， 處理后的污水經(jīng)第一溝出水堰排出。該氧化溝系統(tǒng)非常靈活，運(yùn)行方式有多種，可隨不同的入流水質(zhì)及出流水質(zhì)要求而改變。 （ 4） 一體化氧化溝 61 22 立體循環(huán)一體化氧化溝由曝氣轉(zhuǎn)刷、上下兩層溝道及沉淀區(qū)組成，其特點(diǎn)是： ① 氧 化溝的上層為好氧區(qū)，下層為缺氧區(qū)，混合液在上下循環(huán)過程中完成降解有機(jī) 物和生物脫氮過程； ② 厭 氧區(qū)在底層不與大氣接觸，缺氧環(huán)境形成快。與常規(guī)氧化溝相比，采取上下兩層溝道立體循環(huán)方式減少占地面積約 50%； ③ 沉 淀區(qū)與氧化溝合建 (建在氧化溝的一端 )，沉淀的污泥可自動回流到氧化溝內(nèi)，無需污泥回流設(shè)備，節(jié)省了投資和能耗，并對氧化溝內(nèi)混合液的流態(tài)無任何影響； ④ 結(jié) 構(gòu)緊湊，運(yùn)行操作簡便。 立體循環(huán)一體化氧化溝能夠有效地去除污水中的有機(jī)污染物，對 COD去除率達(dá)到 95%，相應(yīng)的 BOD5去除率為 98%。同時，由于在下層溝道形成缺氧區(qū)，有利于生物脫氮。在 H RT 為 10h、 SRT 為 30d 時，對 NH3N的去除率達(dá)到 99%、對 TN 的去除率＞ 90%，因此采用立體循環(huán)一體化氧化溝處理城市污水是可行的。 立 體氧化溝的優(yōu)點(diǎn)是： ① 由于活性污泥混合液呈立體循環(huán)，故在同等處理能力下較常規(guī)氧化溝節(jié)省占地面積約 50%； ② 實現(xiàn)了污泥自動回流，沉淀分離器置于立體氧化溝的一端，不改變主溝混合液的流態(tài)，不造成能量損失，因而更加節(jié)能； ③ 整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、占地少、投資少、操作方便，是適合現(xiàn)階段我國中小城鎮(zhèn)及城市小區(qū)污水處理需要的新工藝。 本設(shè)計采用 卡魯塞爾（ Carrousel）氧化溝 。 1． 5． 4 二沉池的選擇 二次沉淀池是整個污水處理系統(tǒng)中非常重要的一個組成部分。整個系 61 23 統(tǒng)的處理效果與二次沉淀池的設(shè)計和運(yùn)行是否良好密切有關(guān)。從利用 懸浮物與污水的密度差以達(dá)到固液分離的原理來看，二次沉淀池與一般的沉淀池并無不同；但是，二次沉淀池的功能要求不同，沉淀的類型不同；因此，二次沉淀池的設(shè)計原理和構(gòu)造都與一般的沉淀池有所不同。二次沉淀池在功能上要同時滿足澄清 (固液分離 )和污泥濃縮 (使回流污泥的含水率降低，回流污泥的體積減少 )兩方面的要求。 在二沉池中，未發(fā)生污泥膨脹時，澄清能力是二沉池處理能力的控制因素，而進(jìn)入二沉池的混合液的澄清取決于活性污泥的絮凝。不同池型的輻流式二沉池，其流態(tài)對混合液活性污泥絮凝與沉降有著不同的影響。分析比較其流態(tài) ，是合理選擇池型的一個重要基礎(chǔ)。 （ 1）輻流式 該池型的流態(tài)特點(diǎn)是：污水從池中心進(jìn)入，在池周邊出流，進(jìn)水口處徑向流速大，這時由于污泥顆粒處于前期絮凝階段，紊動對絮凝的影響不大，隨著絮凝不斷進(jìn)行，污泥顆粒越來越大，過渡到后期絮凝階段，紊動的不利影響越來越大，與絮凝過程的要求相適應(yīng)，該池型沿徑向逐漸減小，紊動越來越小，近出水槽處橫斷面徑向流速最小。對澄清來說，只要泥水界面沒有上升到溢流堰附近，整個池子就能穩(wěn)定運(yùn)行，因此該池型具有一定的耐沖擊能力。由此可見，幅流式流態(tài)符合混合液活性污泥絮凝與沉降過程的要求，其最大 水力負(fù)荷可達(dá) 47mm/s。 （ 2）向心流式 該池型流態(tài)特點(diǎn)是 :污水由周邊進(jìn)入，從中心流出，出水槽處污泥顆粒極其細(xì)小，處于前期絮凝階段，盡管此處水流紊動很小，對絮凝并沒有什么益處，也不會