【導(dǎo)讀】鷹潭市位于江西省東北部，信江中下游。信江自東向西流經(jīng)本市進(jìn)入鄱陽。城區(qū)地下水基本為潛水，信江兩岸地勢(shì)低平，地下水位高，含水豐富。人民生活水平的提高擬建第一污水處理廠，占地約。m3/d，原水水質(zhì)COD為400mg/L,BOD5為220mg/L，SS為200mg/L,NH3-N. 污水處理后出水應(yīng)達(dá)到城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排。放標(biāo)準(zhǔn)GB18918-2020的一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)，預(yù)計(jì)前期投資6120萬元人民幣，運(yùn)行費(fèi)用元/噸，采用厭氧池加氧化溝工藝。gritchamber→matchwell→Anaerobicpond→oxidationditch→watermud

　　

【正文】 工藝 。 厭氧池 +氧化溝處理 工藝 。 兩種 工藝 經(jīng)過比較 ： 氧化溝除了具有 A/A/O 的效果外，還具有如下特點(diǎn)： 1) 具有獨(dú)特的水力流動(dòng)特點(diǎn)，有利于活性污泥的生物凝聚作用，而且可以將其工作區(qū)分為富氧區(qū)，缺氧區(qū)，用以進(jìn)行硝化和反硝化作用，取得脫氮效果 ； 2) 不 設(shè)初沉池 ， 有機(jī)性懸浮物在氧化溝內(nèi)能達(dá)到好氧穩(wěn)定的程度 ； 3) BOD 負(fù)荷低，使氧化溝具有對(duì)水溫、水質(zhì)、水量的變動(dòng)有較強(qiáng)的適應(yīng)性，污泥產(chǎn)率低，勿需進(jìn)行硝化處理 ； 4) 脫氮效果還能 進(jìn)一步提高 ； 5) 電耗較小， 運(yùn)行費(fèi)用低。 所以本設(shè)計(jì)選用 厭氧池 +氧化溝處理 工藝 。 本設(shè)計(jì)的工藝流程如圖 1 為： 圖 1 工藝流程 Abstract Ⅱ 第 4 章 污水廠的工藝設(shè)計(jì)選擇 格柵的選擇 格柵是用來去除可能堵塞水泵機(jī)組及管道閥門的較粗大懸浮物，并保證后續(xù)處理設(shè)施能正常運(yùn)行。格柵是由一組（或多組）相平行的金屬柵條與框架組成。傾斜安裝在進(jìn)水的渠道，或進(jìn)水泵站集水井的出口處，以攔截污水中粗大的懸浮物及雜質(zhì)。格柵柵條常用的端面形式有圓形 \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(duì)復(fù)雜 .一般多采用矩形斷面 . 本設(shè)計(jì)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?yàn)殒湕l式機(jī)械格柵構(gòu)造簡(jiǎn)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(jì)采用鏈條式機(jī)械格柵。 沉砂池的選擇 沉砂池的作用是為了去除比重相對(duì)較大的無機(jī)顆粒 (如泥砂，煤渣等，它們的相對(duì)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?xiàng)l件；也可設(shè)于泵站、倒 虹管前 ,以便減輕無機(jī)顆粒對(duì)水泵、管道的磨損。常用的沉砂池有 旋流 沉砂池、平流沉砂池、曝氣沉砂池和多爾沉砂池等。 旋流沉砂池是利用機(jī)械力控制水流流態(tài)與流速、加速沙粒的沉淀并使有機(jī)物隨水流帶走的沉砂裝置。 沉砂池由流入口，流出口，沉砂區(qū)，砂斗、渦輪驅(qū)動(dòng)裝置以及排沙系統(tǒng)等組成。污水由流入口切線方向流入沉砂區(qū)，進(jìn)水渠道設(shè)一跌水堰，使可能沉積在渠道底部的沙子向下滑入沉砂池；還設(shè)有一擋板，使水流及砂子進(jìn)入沉砂池時(shí)向池底流行，并加強(qiáng)附壁效應(yīng)。在沉砂池中間設(shè)有可調(diào)速的槳板，使池內(nèi)的水流保持環(huán)流。槳板、擋板和進(jìn)水水流組合在一起 ，旋轉(zhuǎn)的渦輪葉片使砂粒呈螺旋形流動(dòng)，促進(jìn)有機(jī)物和砂粒的分離，由于所受離心力不同，相對(duì)密度較大的砂粒被甩向池壁，在重力作用下沉入砂斗；而較輕的有機(jī)物，則在沉砂池中間部分與砂子分離，有機(jī)物隨出水旋流帶出池外。通過調(diào)整轉(zhuǎn)速，可以達(dá)到最佳的沉砂效果。砂斗內(nèi)沉砂可以采用空氣提升、排沙泵排沙等方式排除，再經(jīng)過砂水分離達(dá)到清潔排沙的標(biāo)準(zhǔn)。 它有以下優(yōu)點(diǎn)： 適應(yīng)流量變化能力強(qiáng)； 摘要 11 水頭損失小，典型的損失值僅 6mm； 細(xì)砂粒去除率高， 140（ ） 目的細(xì)砂也可達(dá) 73%； 動(dòng)能效率高。 本設(shè)計(jì)選用 旋 流式沉砂池。 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)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(shí)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(duì)氧的需求 ,同時(shí)實(shí)現(xiàn)好氧厭氧過程 —— 實(shí)現(xiàn)脫氮除磷同時(shí)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(dòng)，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(cè)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(jì)算方法、設(shè)計(jì)參數(shù)、容積大小等因素的確定是設(shè)計(jì)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(zhǎng)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 Abstract 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(shí)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(shí)間約為 5～ 20 min，而總的停留時(shí)間卻很長(zhǎng)。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(zhǎng)繁殖，此外還可主動(dòng)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(gè)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(duì)于每個(gè)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(duì)于三個(gè)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(shí)，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(gè)相對(duì)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(duì)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） 交替工作型 氧化溝 摘要 13 氧化溝是帶有沉淀功能的氧化溝，同建在一起的三個(gè)氧化溝組成一個(gè)單元。在每個(gè)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(gè)氧化溝通過配水井相互連通，該配水井有三個(gè)自動(dòng)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(gè)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)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(shí)，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(shí)，溝內(nèi)自動(dòng)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(shí)，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(shí)，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(gè)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 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%； Abstract Ⅱ 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(dòng)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(duì)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(jiǎn)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(duì) COD 去除率達(dá)到 95%，相應(yīng)的 BOD5去除率為 98%。同時(shí)，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(shí)，對(duì) NH3N 的去除率達(dá)到 99%、對(duì) 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(shí)現(xiàn)了污泥自動(dòng)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(gè)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(guó)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(jì)采用 卡魯塞爾 氧化溝 。 二沉池的選擇 二次沉淀池是整個(gè)污水處理系統(tǒng)中非常重要的一 個(gè)組成部分。整個(gè)系統(tǒng)的處理效果與二次沉淀池的設(shè)計(jì)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(jì)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(shí)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(shí)，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(duì)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(gè)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(shí)由于污泥顆粒處于前期絮凝階段，紊動(dòng)對(duì)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(dòng)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(dòng)越來越小，近出水槽處橫斷面徑向流速最小。對(duì)澄清來說，只要泥水界面沒有上升到溢流摘要 15 堰附近，整個(gè)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(dòng)很小，對(duì)絮凝并沒有什么益處，也不會(huì)有大量的污泥顆粒直接下沉。在措徑向流動(dòng)不斷絮凝的過程中，流速也不斷加大，紊動(dòng)越來越大，因此污泥顆粒必須在進(jìn)水槽不遠(yuǎn)處就迅速沉下，否則過大的紊動(dòng)將會(huì)剪碎泥花，足夠的水流速度將會(huì)攜帶污泥出流。所