【正文】 層則將老化的生物膜沖掉以生長(zhǎng)新的生物膜，如此往復(fù)以達(dá)到凈化污水的目的。老化的生物膜不斷脫落下來，隨水流入二次沉淀被沉淀去除。膜處理技術(shù)膜分離法是利用特殊膜(離子交換膜、半透膜)的選擇透過性，對(duì)溶劑(通常是水)中的溶質(zhì)或微粒進(jìn)行分離或濃縮方法的統(tǒng)稱。溶質(zhì)通過膜的過程成為滲析，溶劑通過膜的過程稱為滲透。在污水深度處理中常用的膜分離設(shè)備有5種。①微濾器(MF)膜孔徑～，工作壓力300kpa左右?？捎糜诜蛛x污水中的較細(xì)小顆粒物質(zhì)(15μm)和粗分散相油珠等或作為其他處理工藝的預(yù)處理，如用作反滲透設(shè)備的預(yù)處理，去除懸浮物質(zhì)、CODcr、BOD5成分，減輕反滲透的負(fù)荷，使其運(yùn)行穩(wěn)定。②超濾器(UF)～，工作壓力150～700kpa。超濾器可分離水中細(xì)小顆粒物質(zhì)(10μm)和乳化油等；在用于污水深度處理時(shí)，可去除大分子與膠態(tài)物質(zhì)、病毒和細(xì)菌等；或者作為反滲透的預(yù)處理。③納濾器(NF)～，操作壓力500～1000kpa。納濾器可截留分子質(zhì)量為200～500的有機(jī)化合物，主要用于分離污水中多價(jià)離子和色度粒子，可除去二級(jí)出水中2/3鹽度、4/5硬度以及超過90％的溶解有機(jī)碳和THM前體物。納濾進(jìn)水要求幾乎不含濁度，故僅適用于經(jīng)過砂濾、微濾、甚至超濾作為預(yù)處理的水質(zhì)。④反滲透(RO)膜孔徑，操作壓力。反滲透不僅可以去除鹽類和離子狀態(tài)的其他物質(zhì)，還可以除去有機(jī)物質(zhì)、膠體、細(xì)菌和病毒。反滲透對(duì)城市二級(jí)處理出水的脫鹽率達(dá)90％以上，水的回收率在75％左右，CODcr、BOD5去除率在85％以上，反滲透對(duì)含氮化合物、氯化物和磷也有良好的脫除性能。為防止膜堵塞，二級(jí)處理出水通常采用過濾和活性炭吸附等預(yù)處理工藝，為了減少結(jié)垢的危險(xiǎn)有時(shí)需要去除鐵、錳等。工藝特點(diǎn)：①出水濁度5NTU，懸浮顆粒SS去除率高達(dá)99％以上。②結(jié)構(gòu)緊湊，占地小，模塊化組合設(shè)計(jì)適用于各種規(guī)模的處理。③投資高，膜壽命短，一般為三年。二、工藝流程根據(jù)任務(wù)設(shè)計(jì)書及各工藝的特點(diǎn)，決定選用生物膜法中的生物接觸氧化工藝。三、主要構(gòu)筑物的選擇(一)格柵一種截留廢水中粗大污物的預(yù)處理設(shè)施。是由一組平行的金屬柵條制成的金屬框架，斜置在廢水流經(jīng)的渠道上，或泵站集水池的進(jìn)口處，用以截阻大塊的呈懸浮或漂浮狀態(tài)的固體污染物，以免堵塞水泵和沉淀池的排泥管。截留效果取決于縫隙寬度和水的性質(zhì)。按格柵柵條間距的大小不同,格柵分為粗格柵、中格柵和細(xì)格柵3類。按格柵的清渣方法，有人工格柵、機(jī)械格柵和水力清除格柵三種。按格柵構(gòu)造特點(diǎn)不同可分為抓耙式、循環(huán)式、弧形、回轉(zhuǎn)式、轉(zhuǎn)鼓式、旋轉(zhuǎn)式、齒耙式和階梯式等多種形式。格柵設(shè)備一般用于污水處理的進(jìn)水渠道上或提升泵站集水池的進(jìn)口處，主要作用是去除污水中較大的懸浮或漂浮物，以減輕后續(xù)水處理工藝的處理負(fù)荷，并起到保護(hù)水泵、管道、儀表等作用。進(jìn)水管道的計(jì)算根據(jù)流量Q=45000m3/d=1875m3/h=，污水流量總變化系數(shù)為Kz=,所以設(shè)計(jì)流量為Qmax=54000m3/d=2250m3/h=，所以可選管徑=800mm，格柵格柵用以攔截水中較大懸浮物和漂浮物，以減輕后續(xù)處理構(gòu)筑物的負(fù)荷，用來去除那些可能堵塞水泵機(jī)組駐管道的較大的懸浮物，并保證后續(xù)處理設(shè)施正常運(yùn)行的裝置。設(shè)計(jì)規(guī)定：(1)水泵處理系統(tǒng)前格柵柵條間隙，應(yīng)符合以下要求：人工清除25~40mm機(jī)械清除16~25mm最大間隙40mm(2)在大型污水處理廠或泵站前大型格柵()，應(yīng)采用機(jī)械清除。(3)人工格柵安裝角度一般與水平面成30176?！?0176。，機(jī)械格柵傾角一般為60176。—70176。(4)—設(shè)計(jì)計(jì)算：設(shè)中格柵前水深h=，過柵流速v=，取斷面形狀為正方形的柵條且間隙寬度b=，柵條傾角=60176。，格柵個(gè)數(shù)N=2柵條間隙數(shù)n為： 取37個(gè)格柵槽總寬度B： B=S(n－1)+bn=(37－1)+37=過柵水頭損失圖3—2 格柵水力簡(jiǎn)圖計(jì)算水頭損失：過柵水頭損失： h2=kh0= 3=式中： —阻力系數(shù)；—收縮系數(shù)，；—系數(shù)，格柵受污物堵塞后，水頭損失增大倍數(shù)，一般采用=3。 柵后槽的總高度H： H==(++)m=式中：—柵前水深，m； —格柵前渠道超高，一般取=； —格柵的水頭損失，m。格柵的總長(zhǎng)度L：進(jìn)水渠道漸寬部位的長(zhǎng)度： 式中：——進(jìn)水渠道漸寬部位的展開角度，一般取。格柵槽與出水渠道連接處的漸窄部位的長(zhǎng)度：===格柵前槽高：==+=格柵的總長(zhǎng)度：=++++=： 計(jì)算結(jié)果：柵槽總長(zhǎng)度： 柵槽寬度： 柵槽總高度： 水頭損失： 選用機(jī)械清渣(二)曝氣沉沙池的設(shè)計(jì)計(jì)算空氣擴(kuò)散裝置設(shè)在池的一側(cè)，送氣管應(yīng)設(shè)置調(diào)節(jié)氣量的閥門；池子的形狀應(yīng)盡可能不產(chǎn)生偏流或死角。池寬與池深比為1—，池長(zhǎng)寬比可達(dá)5，當(dāng)池長(zhǎng)寬大于5時(shí)，應(yīng)考慮設(shè)置橫向擋板；池子的進(jìn)口和出口布置應(yīng)防止發(fā)生短路，進(jìn)水方向應(yīng)與池中旋流方向一致；出水方向應(yīng)與進(jìn)水方向垂直，并宜考慮設(shè)置擋板；池內(nèi)考慮消泡裝置；曝氣沉沙池多采用穿孔曝氣，，每組穿孔曝氣管應(yīng)有調(diào)節(jié)閥門。曝氣沉沙池剖面圖工藝結(jié)構(gòu)尺寸 主要確定沉砂池的池長(zhǎng)L，池寬B，池深h2等(1)、池容V(有效容積，m3) 停留時(shí)間取t=6min V=60Qmaxt=606=225m3 式中 Qmax—最大設(shè)計(jì)流量(m3/s)。 t—最大設(shè)計(jì)流量時(shí)的停留時(shí)間(min)。(2)、水流斷面積A(m2) 水平流速取ν= A=Qmax/ν= 式中 ν—最大設(shè)計(jì)流量時(shí)的水平流速(m/s)，)。(3)、池長(zhǎng)L(m) L=V/A=225/=36m(4)、池寬B(m) 有效水深取h2= B=A/h2= 式中 h2—設(shè)計(jì)有效水深(m)，一般取2m3m(5)、每小時(shí)所需空氣量q(m3/m3) 取d= q=3600dQmax=3600=450m3/h 式中 d—每立方米污水所需空氣量(m3/m3)。沉砂室設(shè)計(jì)計(jì)算(1)沉砂斗所需容積清楚沉砂間隔時(shí)間為2天，城市污水沉砂量(2)沉砂室坡向沉砂斗的坡度取i=。采用2個(gè)沉砂斗，則V0=V/2=沉砂斗各部分尺寸：①設(shè)斗底寬a1=，斗壁與水平面的傾角為60176。，斗高h(yuǎn)=，則砂斗上口寬a=，沉砂斗容積 ②沉砂室高度：本設(shè)計(jì)采用重力排砂，沉砂室含兩部分：一部分為沉砂斗；另一部分為沉砂池坡向沉砂斗的過渡部分。()h3=h+l2=+=超高h(yuǎn)1=，總高度H=h1+h2+h3=++=進(jìn)出水區(qū) 包括進(jìn)水區(qū)、配水方式、出水區(qū)等的設(shè)計(jì)進(jìn)水：沉砂池進(jìn)水一般采用管道或明渠將污水直接引入配水區(qū)。配水：由于曝氣沉砂池內(nèi)流水的旋流特性，一般認(rèn)為對(duì)曝氣沉沙池的配水要求不十分嚴(yán)格，通常采用配水渠淹沒配水。出水：沉砂池出水一般采用出水堰出水，出水堰的寬度一般與沉砂池寬度相同，依此根據(jù)堰流計(jì)算公式可確定相應(yīng)的堰上水頭。工藝裝備：包括供氣方式、曝氣設(shè)備、排砂設(shè)備、集油設(shè)備、砂水和油水分離設(shè)備等計(jì)。供氣方式：鼓風(fēng)曝氣，曝氣沉沙池的供氣可與曝氣池供氣聯(lián)合進(jìn)行或獨(dú)立進(jìn)行。曝氣設(shè)備：一般采用穿孔管，孔徑一般為2mm5mm。排砂設(shè)備、集油設(shè)備：曝氣沉沙池的排砂一般采用排砂泵抽吸：浮油的收集通常采用撇油的方式：吸砂泵和撇油設(shè)備通常置于行車上。(三)斜板式沉淀池(初沉池)初沉池可除去廢水中的可沉物和漂浮物。廢水經(jīng)初沉后，約可去除可沉物、油脂和漂浮物的50%、BOD的20%，按去除單位質(zhì)量BOD或固體物計(jì)算，初沉池是經(jīng)濟(jì)上最為節(jié)省的凈化步驟，對(duì)于生活污水和懸浮物較高的工業(yè)污水均易采用初沉池預(yù)處理。初沉池的主要作用如下。(1) 去除可沉物和漂浮物，減輕后續(xù)處理設(shè)施的負(fù)荷。(2) 使細(xì)小的固體絮凝成較大的顆粒，強(qiáng)化了固液分離效果。(3) 對(duì)膠體物質(zhì)具有一定的吸附去除作用。(4) 一定程度上，初沉池可起到調(diào)節(jié)池的作用，對(duì)水質(zhì)起到一定程度的均質(zhì)效果。減緩水質(zhì)變化對(duì)后續(xù)生化系統(tǒng)的沖擊。 (5) 有些廢水處理工藝系統(tǒng)將部分二沉池污泥回流至初沉池，發(fā)揮二沉池污泥的生物絮凝作用，可吸附更多的溶解性和膠體態(tài)有機(jī)物，提高初沉池的去除效率。 　　另外，還可在初沉池前投加含鐵混凝劑，強(qiáng)化除磷效果。含鐵的初沉池污泥進(jìn)入污泥消化系統(tǒng)后，還可提高產(chǎn)甲烷細(xì)菌的活性，降低沼氣中硫化的含量，從而既可增加沼氣產(chǎn)量，又可節(jié)省沼氣脫硫成本。根據(jù)水量、原水水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)選用斜板式沉淀池作初沉池每座沉淀池表面積初沉池采用n=4個(gè)，設(shè)表面積水力負(fù)荷 ，每座沉淀池表面積式中 —斜板區(qū)面積利用系數(shù)—最大設(shè)計(jì)流量，池子平面尺寸設(shè)沉淀池為方形池，池子邊長(zhǎng)池內(nèi)停留時(shí)間，斜板傾角，斜板高度設(shè)斜板區(qū)上部，池內(nèi)停留時(shí)間式中 污泥部分所需容積設(shè)每人每日污泥量S=(人d)，排泥時(shí)間T=，污泥部分所需容積式中 N—設(shè)計(jì)人口數(shù)污泥斗容積設(shè)污泥斗下部邊長(zhǎng)，污泥斗高度污泥斗容積池子總高度設(shè)沉淀池的超高，斜板下緩沖層的高度，池子總高度(m)式中 (四)輔流式沉淀池(二沉池)沉淀池是分離懸浮固體的一種常用構(gòu)筑物，二沉池是活性污泥處理系統(tǒng)的重要組成部分，其作用是泥水分離，使混合液澄清，濃縮和回流活性污泥。沉淀池常按池內(nèi)水流方向不同分為平流式沉淀池、豎流式沉淀池和輻流式沉淀池三種。本設(shè)計(jì)中二沉池采用中心進(jìn)水，周邊出水的輻流式沉淀池。輻流式沉淀池多呈圓形，池的進(jìn)水在中心為止，出口在周圍。水流在池中呈水平方向向四周輻射，由于過水?dāng)嗝婷娣e不斷變大，故池中的水流速度從池中心向池四周逐漸減慢。泥斗設(shè)在池中央，池底向中心傾斜，污泥常用刮泥機(jī)(或吸泥機(jī))機(jī)械排除。其主要的特點(diǎn)是采用機(jī)械排泥，運(yùn)行較好；排泥設(shè)備有定性產(chǎn)品。、輔流式沉淀池沉淀部分水面容積采用2個(gè)沉淀池式中 —表面負(fù)荷，~ n—沉淀池個(gè)數(shù)池子直徑沉淀部分有效水深設(shè)沉淀時(shí)間t=，有效水深沉淀部分有效容積污泥部分所需容積設(shè)貯泥時(shí)間T=4h，污泥部分所需的容積式中 S—每人每日污泥量，~(人d) N—設(shè)計(jì)人口數(shù)，人污泥斗容積設(shè)污泥斗上部半徑，設(shè)污泥斗下部半徑，傾角，污泥斗高度污泥斗容積污泥斗以上圓錐提部分污泥容積，則圓錐體的高度圓錐體部分污泥容積污泥總?cè)莘e沉淀池總高度設(shè)=, =,沉淀池總高度式中 —沉淀池的超高，m， —緩沖層的高度，m，~沉淀池池邊高度1徑深比徑深比要求在6~12之間1集水槽堰負(fù)荷校核設(shè)集水槽雙面出水，則集水槽出水堰的堰負(fù)荷第四章 生物接觸氧化池的設(shè)計(jì)及計(jì)算一、確定設(shè)計(jì)參數(shù)平均日污水量 平均時(shí)污水量 采用2個(gè)生物濾池，每個(gè)生物濾池平均日污水量 平均時(shí)污水量 進(jìn)水濃度 由于斜板式沉淀池(初沉池)得去除率為20%~30%所以進(jìn)入生物接觸氧化池濃度 出水濃度 去除率根據(jù)實(shí)驗(yàn)資料確定填料容積負(fù)荷 有效接觸時(shí)間 t=2h 填料運(yùn)用蜂窩型玻璃鋼孔徑/mm質(zhì)量/比表面積/壁厚/mm孔隙率適用進(jìn)水塊體規(guī)格/mm2531~33108%100~200800800230二、生物接觸氧化池設(shè)計(jì)計(jì)算有效容積濾池總面積設(shè)H=3m，分3層，每層1m每格濾池面積采用5格濾池，每格濾池面積為每格濾池尺寸為校核反應(yīng)時(shí)間濾池總高度式中 污水在池內(nèi)實(shí)際停留時(shí)間填料總體積所需空氣量每格濾池所需空氣量參考書目：書名作者出版社《水污染控制工程》高延耀 顧衛(wèi)國(guó) 周 琪 編高等教育出版社《給水排水工程常用數(shù)據(jù)速查手冊(cè)》徐晉榮 主編中國(guó)建材工業(yè)出版社《現(xiàn)代給水處理構(gòu)筑物與工藝系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算》張玉仙 主編中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社《水處理構(gòu)筑物設(shè)計(jì)與計(jì)算》尹士君 主編化學(xué)工業(yè)出版社《化工工程CAD技術(shù)應(yīng)用及實(shí)例》楊松林 于奕峰編化學(xué)工業(yè)出版社