【正文】 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備有5種。①微濾器(MF)膜孔徑～，工作壓力300kpa左右。可用于分離污水中的較細小顆粒物質(15μm)和粗分散相油珠等或作為其他處理工藝的預處理，如用作反滲透設備的預處理，去除懸浮物質、CODcr、BOD5成分，減輕反滲透的負荷，使其運行穩(wěn)定。②超濾器(UF)～，工作壓力150～700kpa。超濾器可分離水中細小顆粒物質(10μm)和乳化油等；在用于污水深度處理時，可去除大分子與膠態(tài)物質、病毒和細菌等；或者作為反滲透的預處理。③納濾器(NF)～，操作壓力500～1000kpa。納濾器可截留分子質量為200～500的有機化合物，主要用于分離污水中多價離子和色度粒子，可除去二級出水中2/3鹽度、4/5硬度以及超過90％的溶解有機碳和THM前體物。納濾進水要求幾乎不含濁度，故僅適用于經過砂濾、微濾、甚至超濾作為預處理的水質。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，還可以除去有機物質、膠體、細菌和病毒。反滲透對城市二級處理出水的脫鹽率達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，二級處理出水通常采用過濾和活性炭吸附等預處理工藝，為了減少結垢的危險有時需要去除鐵、錳等。工藝特點：①出水濁度5NTU，懸浮顆粒SS去除率高達99％以上。②結構緊湊，占地小，模塊化組合設計適用于各種規(guī)模的處理。③投資高，膜壽命短，一般為三年。二、工藝流程根據任務設計書及各工藝的特點，決定選用生物膜法中的生物接觸氧化工藝。三、主要構筑物的選擇(一)格柵一種截留廢水中粗大污物的預處理設施。是由一組平行的金屬柵條制成的金屬框架，斜置在廢水流經的渠道上，或泵站集水池的進口處，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。按格柵柵條間距的大小不同,格柵分為粗格柵、中格柵和細格柵3類。按格柵的清渣方法，有人工格柵、機械格柵和水力清除格柵三種。按格柵構造特點不同可分為抓耙式、循環(huán)式、弧形、回轉式、轉鼓式、旋轉式、齒耙式和階梯式等多種形式。格柵設備一般用于污水處理的進水渠道上或提升泵站集水池的進口處，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荷，并起到保護水泵、管道、儀表等作用。進水管道的計算根據流量Q=45000m3/d=1875m3/h=，污水流量總變化系數為Kz=,所以設計流量為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)處理構筑物的負荷，用來去除那些可能堵塞水泵機組駐管道的較大的懸浮物，并保證后續(xù)處理設施正常運行的裝置。設計規(guī)定：(1)水泵處理系統前格柵柵條間隙，應符合以下要求：人工清除25~40mm機械清除16~25mm最大間隙40mm(2)在大型污水處理廠或泵站前大型格柵()，應采用機械清除。(3)人工格柵安裝角度一般與水平面成30176。—60176。，機械格柵傾角一般為60176?！?0176。(4)—設計計算：設中格柵前水深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。，格柵個數N=2柵條間隙數n為： 取37個格柵槽總寬度B： B=S(n－1)+bn=(37－1)+37=過柵水頭損失圖3—2 格柵水力簡圖計算水頭損失：過柵水頭損失： h2=kh0= 3=式中： —阻力系數；—收縮系數，；—系數，格柵受污物堵塞后，水頭損失增大倍數，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。格柵的總長度L：進水渠道漸寬部位的長度： 式中：——進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度：===格柵前槽高：==+=格柵的總長度：=++++=： 計算結果：柵槽總長度： 柵槽寬度： 柵槽總高度： 水頭損失： 選用機械清渣(二)曝氣沉沙池的設計計算空氣擴散裝置設在池的一側，送氣管應設置調節(jié)氣量的閥門；池子的形狀應盡可能不產生偏流或死角。池寬與池深比為1—，池長寬比可達5，當池長寬大于5時，應考慮設置橫向擋板；池子的進口和出口布置應防止發(fā)生短路，進水方向應與池中旋流方向一致；出水方向應與進水方向垂直，并宜考慮設置擋板；池內考慮消泡裝置；曝氣沉沙池多采用穿孔曝氣，，每組穿孔曝氣管應有調節(jié)閥門。曝氣沉沙池剖面圖工藝結構尺寸 主要確定沉砂池的池長L，池寬B，池深h2等(1)、池容V(有效容積，m3) 停留時間取t=6min V=60Qmaxt=606=225m3 式中 Qmax—最大設計流量(m3/s)。 t—最大設計流量時的停留時間(min)。(2)、水流斷面積A(m2) 水平流速取ν= A=Qmax/ν= 式中 ν—最大設計流量時的水平流速(m/s)，)。(3)、池長L(m) L=V/A=225/=36m(4)、池寬B(m) 有效水深取h2= B=A/h2= 式中 h2—設計有效水深(m)，一般取2m3m(5)、每小時所需空氣量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)。沉砂室設計計算(1)沉砂斗所需容積清楚沉砂間隔時間為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個沉砂斗，則V0=V/2=沉砂斗各部分尺寸：①設斗底寬a1=，斗壁與水平面的傾角為60176。，斗高h=，則砂斗上口寬a=，沉砂斗容積 ②沉砂室高度：本設計采用重力排砂，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h1=，總高度H=h1+h2+h3=++=進出水區(qū) 包括進水區(qū)、配水方式、出水區(qū)等的設計進水：沉砂池進水一般采用管道或明渠將污水直接引入配水區(qū)。配水：由于曝氣沉砂池內流水的旋流特性，一般認為對曝氣沉沙池的配水要求不十分嚴格，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，依此根據堰流計算公式可確定相應的堰上水頭。工藝裝備：包括供氣方式、曝氣設備、排砂設備、集油設備、砂水和油水分離設備等計。供氣方式：鼓風曝氣，曝氣沉沙池的供氣可與曝氣池供氣聯合進行或獨立進行。曝氣設備：一般采用穿孔管，孔徑一般為2mm5mm。排砂設備、集油設備：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%，按去除單位質量BOD或固體物計算，初沉池是經濟上最為節(jié)省的凈化步驟，對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)處理設施的負荷。(2) 使細小的固體絮凝成較大的顆粒，強化了固液分離效果。(3) 對膠體物質具有一定的吸附去除作用。(4) 一定程度上，初沉池可起到調節(jié)池的作用，對水質起到一定程度的均質效果。減緩水質變化對后續(xù)生化系統的沖擊。 (5) 有些廢水處理工藝系統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，強化除磷效果。含鐵的初沉池污泥進入污泥消化系統后，還可提高產甲烷細菌的活性，降低沼氣中硫化的含量，從而既可增加沼氣產量，又可節(jié)省沼氣脫硫成本。根據水量、原水水質及排放標準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，設表面積水力負荷 ，每座沉淀池表面積式中 —斜板區(qū)面積利用系數—最大設計流量，池子平面尺寸設沉淀池為方形池，池子邊長池內停留時間，斜板傾角，斜板高度設斜板區(qū)上部，池內停留時間式中 污泥部分所需容積設每人每日污泥量S=(人d)，排泥時間T=，污泥部分所需容積式中 N—設計人口數污泥斗容積設污泥斗下部邊長，污泥斗高度污泥斗容積池子總高度設沉淀池的超高，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筑物，二沉池是活性污泥處理系統的重要組成部分，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。本設計中二沉池采用中心進水，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，由于過水斷面面積不斷變大，故池中的水流速度從池中心向池四周逐漸減慢。泥斗設在池中央，池底向中心傾斜，污泥常用刮泥機(或吸泥機)機械排除。其主要的特點是采用機械排泥，運行較好；排泥設備有定性產品。、輔流式沉淀池沉淀部分水面容積采用2個沉淀池式中 —表面負荷，~ n—沉淀池個數池子直徑沉淀部分有效水深設沉淀時間t=，有效水深沉淀部分有效容積污泥部分所需容積設貯泥時間T=4h，污泥部分所需的容積式中 S—每人每日污泥量，~(人d) N—設計人口數，人污泥斗容積設污泥斗上部半徑，設污泥斗下部半徑，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容積沉淀池總高度設=, =,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集水槽堰負荷校核設集水槽雙面出水，則集水槽出水堰的堰負荷第四章 生物接觸氧化池的設計及計算一、確定設計參數平均日污水量 平均時污水量 采用2個生物濾池，每個生物濾池平均日污水量 平均時污水量 進水濃度 由于斜板式沉淀池(初沉池)得去除率為20%~30%所以進入生物接觸氧化池濃度 出水濃度 去除率根據實驗資料確定填料容積負荷 有效接觸時間 t=2h 填料運用蜂窩型玻璃鋼孔徑/mm質量/比表面積/壁厚/mm孔隙率適用進水塊體規(guī)格/mm2531~33108%100~200800800230二、生物接觸氧化池設計計算有效容積濾池總面積設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時間濾池總高度式中 污水在池內實際停留時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 周 琪 編高等教育出版社《給水排水工程常用數據速查手冊》徐晉榮 主編中國建材工業(yè)出版社《現代給水處理構筑物與工藝系統設計計算》張玉仙 主編中國環(huán)境科學出版社《水處理構筑物設計與計算》尹士君 主編化學工業(yè)出版社《化工工程CAD技術應用及實例》楊松林 于奕峰編化學工業(yè)出版社45