【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 ,但形狀相對復雜 .一般多采用矩形斷面 . 本設計采用矩形斷面柵條 ,在源污水與沉沙池之間只設置一道中格柵 .因為鏈條式機械格柵構造簡單，制造方便，占地面積少，適用于中小型污水廠，因此本設計采用鏈條式機械格柵。 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)。沉砂池一般設于初沉池前，以減輕沉淀池的負荷及改善污泥處理構筑物的處理條件；也可設于泵站、倒虹管前 ,以便減輕無機顆粒對水泵、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設備。該套設備可以利用水力旋流使泥砂和有機物分離 ,沉砂效果好，廣泛應用于城市大、中、小型污水處理工程中前置預處理工序及廠礦企事業(yè)單位。 61 17 它有以下幾個優(yōu)點： 1)結構緊湊，占地面積小，設備投資少； 2)結構合理 ,維修率低，能耗小，運行管理和維護 方便； 3)設備耐腐蝕性強 ,使用壽命長； 4)藝布置靈活方便，易于配套組合 ,適應工程不同時期分段建設需要。 該套設備由葉輪、傳動軸、電動機、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水口。由于葉輪旋轉時將使池中污水作螺旋運動，加上因污水切向進入產(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?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物質以及重量不同的物質隨污水一同流出。另外由于葉輪的旋 轉，減少了旋流沉砂池因進水量變化導致流態(tài)變化的敏感程度 ,因此保證了沉砂池效果的穩(wěn)定，出砂的有機成分低。 但是在實際工程的應用中，如果格柵運行不正常 ,由污水處理廠的進水總管帶來的一些懸浮和漂浮物以及纖維、硬毛、破布條可以直接進入沉砂池 ,從而可能導致攪拌槳的損壞，尤其是能造成排砂設備 (吸砂泵 )及管路(閘閥或球閥 )的堵塞 ,導致設備無法正常運行。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行的一個難題。 本設計選用鐘式沉砂池。 1． 5． 3 氧化溝類型的選擇 氧化溝污水處理技術是一種典型的污水處理方法， 并有多種改進工藝。氧化溝處理工藝的主要部件包括氧化溝體、曝氣轉刷、異步電極、進 61 18 出水系統(tǒng)（初沉池、高位水箱、二沉池）及控制系統(tǒng)。通過調節(jié)曝氣轉刷的轉速，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，在氧化溝的頂端設有垂直表面曝氣機，兼有供氧和推流攪拌作用。污水在溝道內(nèi)轉折巡回流動，處于完全混合形態(tài)，有機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)設置的圓形混合井進行充分混合后進入?yún)捬鯀^(qū) Ⅰ 。該區(qū)分為 3格，每格都設有水下攪拌器 以防止污泥沉淀。經(jīng)厭氧反應后的混合液進入缺氧區(qū) Ⅱ ，并與由氧化溝 Ⅲ 經(jīng)回流 通道 Ⅳ 進入缺氧區(qū)的回流液充分混合，進行反硝化脫氮和除磷反應。缺氧區(qū) Ⅱ 的中間部位設導流隔墻，并在適當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、缺氧反應后的混合液流入氧化溝 Ⅲ 進行氧化、硝化、反硝化反應，氧化溝 Ⅲ 的充氧機械采用倒傘形曝氣葉輪，可根據(jù)池內(nèi) DO 測定儀控制調節(jié)堰出水、改變曝氣葉輪浸水深度以達 到調節(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、設計參數(shù)、容積大小等因素的確定是設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，兼性細菌將溶解性 BOD轉化成低分子發(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 其運送到細胞內(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胞內(nèi)糖的水解，并導致磷酸鹽的釋放。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物進行反硝化，達到部分脫碳與脫硝、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，污水由外溝道進入，與回流污泥混合后，由外溝道進入中間溝道再進入內(nèi)溝道，在各溝道循環(huán)達數(shù)百到數(shù)十次。最后經(jīng)中心島的可調堰門流出，至二次沉淀池。在各溝道橫跨安裝有不同數(shù) 量水平轉碟曝氣機，進行供氧兼有較強的推流攪伴作用。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。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，具有較強的抗沖擊負荷能力；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 負荷，兼有多溝道串聯(lián)的特性，有利于難降解有機物的去除，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器系統(tǒng)，在一定程度上有利于難降解有機物的去除，且抗沖擊負荷能力強，因此，當城市污水中工業(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性。 奧貝爾氧化溝有三個相對獨立的溝道，進水方式靈活。在暴雨期間，進水可以超越外溝道，直接進入中溝道或內(nèi)溝道，由外溝道保留大部分活性污泥，利 于系統(tǒng)的恢復。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)量的轉刷，以達到曝氣和環(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，可調節(jié)進入每溝的流量?；具\作方式分為六個階段： 階段 A： 通過調節(jié)配水井堰門，污水進入第一溝，溝內(nèi)轉刷以低速運 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)有機物氧化。此時，活性污泥中微生物 強制利用上一階段產(chǎn)生的硝態(tài)氮作為氧化劑，有機物被氧化，硝態(tài)氮還原成氮氣逸出。同時，溝內(nèi)自動調節(jié)出水堰上升，廢水與活性污泥通過接管進入第二溝。 階段 B： 污水入流從第一溝轉向第二溝，第一溝內(nèi)的轉刷開始高速運轉。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： 第一溝的轉刷停止，開始泥水分離，至該階段末端，分離過程結束。在 C段，入流污水仍然進入第二溝，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)轉刷開始以低轉速運轉，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入第二溝，第三溝的轉刷開始高速運行，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)的轉刷停止運行，開始泥水分離，入流污水仍然進入第二溝 ， 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，運行方式有多種，可隨不同的入流水質及出流水質要求而改變。 （ 4） 一體化氧化溝 61 22 立體循環(huán)一體化氧化溝由曝氣轉刷、上下兩層溝道及沉淀區(qū)組成，其特點是： 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 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 構緊湊，運行操作簡便。 立體循環(huán)一體化氧化溝能夠有效地去除污水中的有機污染物，對 COD去除率達到 95%，相應的 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)結構緊湊、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計和運行是否良好密切有關。從利用 懸浮物與污水的密度差以達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，二次沉淀池的設計原理和構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。 （ 1）輻流式 該池型的流態(tài)特點是：污水從池中心進入，在池周邊出流，進水口處徑向流速大，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，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 水力負荷可達 47mm/s。 （ 2）向心流式 該池型流態(tài)特點是 :污水由周邊進入，從中心流出，出水槽處污泥顆粒極其細小，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