【正文】 污泥濃縮脫水機(jī)房 (一 )設(shè)計(jì)參數(shù) ① 進(jìn)泥含水率：從初次沉淀 池進(jìn)入濃縮池時(shí)，其含水率一般為95%— 97%；當(dāng)為二次沉淀池污泥時(shí)，其含水率一般為 %— %；當(dāng)為混合污泥時(shí)，其含水率為 98%— %.由于本次設(shè)計(jì)含水率 P1取 97%。消毒池分成 3 個(gè)渠道 。排水管內(nèi)流速按照，管徑按照 2h 內(nèi)將池水放空計(jì)算。 ② 清水池的出水管 由于處理水量的些微變化，清水池的出水管也應(yīng)按照出水最大流量計(jì)： 34 241 K? 式中： K— 時(shí)變化系數(shù)，一般采用 — ，設(shè)計(jì)中取 ； Q— 設(shè)計(jì)水量， m3/d。h ， t1=3 分鐘 每池沖洗時(shí)設(shè)計(jì)氣量 Q=6036=2160 m3/h= m3/s 取 V=25m/s，則 D=，取 DN180，則 V 實(shí) =反沖洗水管管徑設(shè)計(jì)為 DN180。 ⑥ 調(diào)節(jié)池的提升泵 設(shè)計(jì)流量 Q=50000 m3/d15%=7500 m3/d= m3/h= m3/s=87L/s 凈揚(yáng)程為 ，選用管徑 DN500，查表得 v=， 1000i=,設(shè)管總長(zhǎng)為 50m，局部損失占沿程的 30%，則水頭總損失為： 30 %)301(501 0 0 ???? 管線水頭損失假設(shè)為 ，考慮自由水頭為 ，則水泵的總揚(yáng)程為： H=+++=，取 14m 選擇 200QW360— 15— 30 型污水泵三臺(tái)，兩用一備，其性能見(jiàn)表 5： 表 5 200QW360— 15— 30 型污水泵性能 流量 360 m3/h 電動(dòng)機(jī)功率 30KW 揚(yáng)程 15m 電壓 380V 轉(zhuǎn)速 980r/min 出口直徑 200mm 軸功率 泵重 900kg 效率 % 氣水反沖洗濾池與清水池 a) 氣水反沖洗濾池 （ 1）參數(shù)的選定 設(shè)計(jì)水量： Q=╳ 105m3/d =① 設(shè)計(jì)濾速 V=10m/h ② 強(qiáng)制濾速 V=14m/h ③ 過(guò)濾周期 T=48h ④ 氣沖洗強(qiáng)度 q1=60m3/m2水力停留時(shí)間 T=8h ② 確定調(diào)節(jié)池容積 調(diào)節(jié)水量一般為處理規(guī)模的 10%— 15%可滿足要求。 29 二級(jí)提升泵房及廢水調(diào)節(jié)池的設(shè)計(jì) 為該污水提升泵房配置 4 臺(tái)潛水泵， 3 用 1 備，單臺(tái)水泵技術(shù)參數(shù)為 Q=800 m3/h， H=7m，其中一臺(tái)采用變頻，以適應(yīng)水量的變化，節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用。 厭氧池采用與氧化溝合建，取單溝池寬 B=4m，則彎道部分面積 42= m2 則 mL 6 0 ??? 取 L=27m 厭氧池有效池容 V=（ +278） 4=1065 m3，能夠滿足要求。好氧時(shí)段：轉(zhuǎn)刷曝氣機(jī)與潛水?dāng)嚢铏C(jī)同時(shí)運(yùn)行，控制溶解氧為 — 2mg/L，并根據(jù)溶解氧量逐臺(tái)啟動(dòng)或停止轉(zhuǎn)刷；缺氧時(shí)段，潛水?dāng)嚢杵鬟\(yùn)行、轉(zhuǎn)刷停止運(yùn)行，不必控制池內(nèi)溶解氧數(shù) 值；沉淀時(shí)段，潛水?dāng)嚢杵髋c轉(zhuǎn)刷曝氣機(jī)同時(shí)停止運(yùn)行，也不控制池內(nèi)溶解氧數(shù)值 [36]。因此轉(zhuǎn)刷曝氣需要供應(yīng)的氧量為： = KgO2/d 根據(jù)各溝的需要量設(shè)置轉(zhuǎn)刷。 出水豎井位于中心島。 Q=,取堰上水頭 h=，則堰寬 b=,去取 b=。 因此，每座氧化溝總寬度為 4+5= 中心島半徑 r 取 ⑨ 進(jìn)出水管及調(diào)節(jié)堰設(shè)計(jì) a. 污泥回流比 R 混合液懸浮固體濃度 （ MLSS）： 3000mg/L，回流污泥濃度： 1950 mg/L， 1950QR=3000（ Q+QR） → %65??R n 進(jìn)出水管流量 Q=104m3/d= m3/s,進(jìn)出水管流速控制在 1m/s 以下。 表 4 四溝式氧化溝一個(gè)單元工作過(guò)程 編號(hào) 工作過(guò)程 MLSS（ mg/L） 時(shí)間 （ h） A 池 澄清過(guò)渡段 3300 1 B 池 曝氣 2400 4 C 池 曝氣 2400 4 D 池 沉淀 3300 4 按照表 5所示的四溝式氧化溝的工作過(guò)程及四條溝平均污泥濃度，估算活性污泥比例： 0 0 04 43 3 0 0113 3 0 011 ??? ?????? 故氧化溝總?cè)莘e為： 3 3 4 3 5 4 5 4 m?? 26 則澄清區(qū)的容積為： = m3 ⑧ 確定氧化溝的工藝尺寸 氧化溝有效水深取 ，超高取 ，每溝之間隔墻厚度均為 ； 工程設(shè)三組四溝式氧化溝，則單組氧化溝容 積為 m3 。 系統(tǒng)每日脫氮量wee XNNONNHTNQW 1 2 0 0 0 )()([ 340 ???????? 25 0 0 0 )5530( 4 ??????? =式中，出水中的 NO3Ne按 5mg/L 計(jì)。 硝化菌比增長(zhǎng)速率 10 ???? dQu c,則 ??nYuq 式中 Yn 為硝化菌產(chǎn)率系數(shù)，取 Yn=+N。d)，符合脫氮除磷的要求。因此，最終出水 BOD5的應(yīng)當(dāng)是： 總出水的 BOD5（ mg/L） =[出水溶解性 BOD5(mg/L)]+[出水中 VSS 的BOD5(mg/L)] 實(shí)際上 VSS 只有 77%是可生物降解的， 23%是惰性的。為提高系統(tǒng)抗負(fù)荷變化能力，選擇混合液污泥濃度 MLSS=3000mg/L（ MLVSS==1950 mg/L） ，考慮所選污水處理工藝不設(shè)初沉池，取有效性系數(shù) f=，溶解氧濃度好氧區(qū)取 mg/L，缺氧區(qū)取 mg/L，根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)值，取污泥產(chǎn)率系數(shù) 23 Y=,內(nèi)源代謝系數(shù) Kd=,K=k’=，設(shè)置三組氧化溝，每組設(shè)計(jì)流量 104m3/d[35]。 )( mV ????????? 22 5) 沉砂室高度 54321 hhhhhH ????? 式中： 1h — 沉砂池超高， m，一般采用 ～ ，設(shè)計(jì)中取 1h =； 3h — 沉砂池緩沖層高度， m； mdDh )(2 45t a n)(2 45t a n)( ????????? H=++++= 6) 進(jìn)水渠道 進(jìn)水渠與渦流式沉砂池呈切線方向進(jìn)水，以提供渦流的初速度。36004 qQD ?? 式中： Q— 設(shè)計(jì)流量， sm/3 ； 39。以最大限度地延長(zhǎng)水流在沉砂池內(nèi)的停留時(shí)間，達(dá)到除砂的目的。 ⑦ 每日柵渣量 W 計(jì)算 ?? 1000* 86400** 1m a xKz WQW m3/d 攔截污物量遠(yuǎn)大于 m3/d，宜采用機(jī)械清渣。 2. 設(shè)計(jì)計(jì)算 19 說(shuō)明： Qmax— 最大設(shè)計(jì)流量，為 ； ① 根據(jù)最優(yōu)水力斷面公式 221max VBQ ?計(jì)算得： mvQB m a x1 ?? ?? 21Bh 所以柵前槽寬約為 。 提升的初始水位： 提升后的水位： 提升凈揚(yáng)程： 設(shè)泵的水頭損失為： 1m 所需的揚(yáng)程 H為： 采用潛水房，一用兩備，單泵提升流量 Q=1000m3/h， N=55KW，揚(yáng)程 12m，轉(zhuǎn)速 1250r/min，排出口徑 210mm[28]。 式中： W— 每日柵渣量， m3/d； W1— 單位體積污水柵渣量， m3/(103m3污水 )，一般取 ～ ，細(xì)格柵取大值，粗格柵取小值，此處取 。柵前水深約為 。 16 污水處理廠構(gòu)筑物和機(jī)械設(shè)備有粗格柵、污水提升泵房、細(xì)格柵、旋流沉砂池、四溝式 氧化溝、曝氣設(shè)備、二級(jí)提升泵房、氣水反沖洗濾池、紫外消毒池等。 污泥濃縮脫水機(jī)房 污泥濃縮的主 要目的是為了減少污泥體積，以便后續(xù)的單元操作。 加藥間 采用投加聚合氯化鋁藥劑進(jìn)行化學(xué)除磷，并且化學(xué)除磷加藥間與污泥濃縮脫水機(jī)房合建，加藥間留有一定的發(fā)展空間，按遠(yuǎn)期規(guī)模設(shè)計(jì)。 清水池檢修時(shí)需要放空，因此還應(yīng)設(shè)置排水管。在清水池內(nèi)設(shè)置導(dǎo)流墻，以防止池內(nèi)出現(xiàn)死角，池子頂部還設(shè)置有檢修孔，以方便檢修。配氣配水系統(tǒng)安裝長(zhǎng)柄濾頭，這樣既滿足均勻布?xì)?、?水的要求，又方便施工，且不影響濾板鋼筋布置。但由于其進(jìn)氣量的布配設(shè)施欠佳，一直 得不到更大的推廣應(yīng)用。并且調(diào)節(jié)池是提升式進(jìn)水，結(jié)合曝氣機(jī)和攪拌設(shè)備的操作維護(hù)，本著節(jié)約基建費(fèi)用的原則，池深可以深些。這一問(wèn)題是不容忽視的，為解決這一問(wèn)題，廢水處理前一般要設(shè)置調(diào)節(jié)池，以調(diào)節(jié)水質(zhì)水量的變化。選擇的污水泵參數(shù)應(yīng)能夠滿足水量要求，且對(duì)水量的變化能夠隨時(shí)做出調(diào)節(jié)。但這種出水方式也存在許多問(wèn)題，如 13 在曝氣階段邊溝的出水堰內(nèi)易進(jìn)入混合液，在預(yù)沉淀時(shí)污染物會(huì)沉積在出水堰內(nèi)，使出水不 能直接排放。同時(shí)構(gòu)筑物的合建也極大地 節(jié)省了土建投資。 由于我國(guó)大多 市政管道屬于合流制，雨季時(shí)水量很不穩(wěn)定，不僅進(jìn)一步降低了進(jìn)水濃度，而且水量過(guò)大時(shí)極易造成對(duì)氧化溝的沖擊，進(jìn)而影響到出水的穩(wěn)定性。 四溝式氧化溝結(jié)構(gòu)緊湊、操作管理簡(jiǎn)便，適用于新建的中小型污水處理廠。提高了設(shè)備利用率 [24]。排出的砂是經(jīng) 砂水分離器 分離，水排至提升泵站，砂晾干后外 運(yùn)填埋。 鐘式沉砂池是旋流沉砂池的一種，是利用機(jī)械力控制水流流速與流態(tài)，加速砂粒沉降，并使有機(jī)物隨水流帶走的沉砂裝置。本污水處理廠選用可提升式無(wú)堵塞潛水污水泵，選用 350QW12001145 型的污水泵 [24]。 QW 系列潛水式排污泵采用獨(dú)特的單片或雙片輪結(jié)構(gòu)，大大提高了污物通過(guò)能力，能夠使纖維物質(zhì)與直 徑為泵口徑約 50%的固體顆粒順利通過(guò)。 經(jīng)粗格柵分離后的污水，已經(jīng)去除了其中較大的漂浮物及懸浮物，但仍然存在許多細(xì)小顆粒，包括無(wú)機(jī)顆粒、纖維等漂浮物和懸浮物。 ② 細(xì)格柵 去除污水中漂浮物質(zhì)，以保證后處理構(gòu)筑物正常運(yùn)行。格柵設(shè)計(jì)的工作平臺(tái)應(yīng)高出柵前最高設(shè)計(jì)水位 ,并應(yīng)有安全及沖洗設(shè)施 [20]?！?90176。 8 圖 1 氧化溝污水處理 工藝流程 格柵 格柵是污水處理廠的第一道預(yù)處理設(shè)施，可去除大尺寸的漂浮物和懸浮物，以保護(hù)進(jìn)水泵的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，并盡量分離出來(lái)那些不利于后續(xù)處理的雜物。在設(shè)計(jì)出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，要求排入河流的出水必須達(dá)到此時(shí)執(zhí)行《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（ GB8978— 1996）二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn) [17]。計(jì)劃 2020年初投入運(yùn)轉(zhuǎn)。高工藝無(wú)需初沉池、二沉池和污泥回流裝置。 ③ 自動(dòng)化程度高。 四溝式氧化溝工藝特點(diǎn) ① 工藝流程簡(jiǎn)單，管理方便。 四溝式氧化溝工藝原理及特點(diǎn) 工藝原理 氧化溝技術(shù)由于具有出水水質(zhì)好，運(yùn)行穩(wěn)定，管理方便以及區(qū)別于傳統(tǒng)活性污泥法的一系列技術(shù)特征，使其在近幾十年來(lái)取得了迅速的發(fā)展，成為污水處理中用的較多的技術(shù)之一。 表 1 部分潛水?dāng)嚢铏C(jī)主要性能參數(shù) 類型 型號(hào) 電機(jī)功率 /KW 漿葉直徑 /mm 潛水?dāng)嚢铏C(jī) MDD MDD MDD 280 340 410 潛水混合機(jī) OMPG OMPG OMPG 600 600 850 中速潛水推流機(jī) MRPG MRPG MRPG 700 750 800 氧化溝曝氣設(shè)備選型及設(shè)計(jì)關(guān)鍵 由于氧化溝機(jī)械曝氣設(shè)備與一般鼓風(fēng)曝氣不同，除了良好的充氧性能外，還要負(fù)擔(dān)混合和推流，因此，設(shè)備選型時(shí)要注意充氧和混合推流之間的協(xié)調(diào)。由于產(chǎn)生微小氣泡，氧的轉(zhuǎn)移效率高 [12]。 氧化溝的曝氣和混合推動(dòng)設(shè)備 曝氣設(shè)備 機(jī)械表面曝氣機(jī)是氧化溝上應(yīng)有較廣的一類表面機(jī)械充氧設(shè)備，它包括水平軸曝氣機(jī)、垂直軸曝氣機(jī)以及自吸螺旋曝氣機(jī)。配置恰當(dāng)?shù)南趸头聪趸萘?，充分發(fā)揮它們的潛力，是脫氮除磷工藝設(shè)計(jì)和運(yùn)行的一個(gè)重要問(wèn)題 [10]。必須使回流污泥充分反硝化。這樣除磷不僅未受影響，反而有所增強(qiáng) [8]。進(jìn)水中的 BOD5/TP 值至少要高于 15，才能保證聚磷菌足夠的機(jī) 4 制需求而獲得良好的除磷效果。這種做法達(dá)到了分離不同泥齡微生物的目的。 由此可知 ，硝化菌和聚磷菌在泥齡上存在著矛盾。而反硝化菌是兼性菌，所需泥齡比硝化菌小的多。但值得注意的是脫氮與除磷所需的環(huán)境條件是相互矛盾的，要達(dá)到預(yù)期目的，必須先了解二者之間的關(guān)系。在這一時(shí)期，出現(xiàn)了許多新的溝型，如延時(shí)曝氣低負(fù)荷系統(tǒng)、高負(fù)荷氧化溝、要求污泥穩(wěn)定的氧化溝等。這一階段的氧化溝已經(jīng)開(kāi)始考慮到了硝化和反硝化。它把常規(guī)處理系統(tǒng)的四個(gè)主要內(nèi)容合并在一個(gè)溝中完成，白天進(jìn)水曝氣，晚上作沉淀池用，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，處理效果好。池體的布置和曝氣、攪拌裝置都有利于廊道內(nèi)的混合液?jiǎn)蜗蛄鲃?dòng)。其中氧化溝法及其變型工藝被認(rèn)為是出水水質(zhì)好、運(yùn) 行可靠、基建投資費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用低的污水生物處理方法，特別是其封閉循環(huán) 式的池型尤其有優(yōu)勢(shì)，適用于污水的除磷脫氮，在國(guó)內(nèi)外用得最為廣泛 [3]。 華北地區(qū)幾乎處于有河皆涸、有水皆污的狀況，致使許多城市限水限電，南方不少城市也面臨“有水難用”、“優(yōu)于水而憂于水”的 發(fā)展困境。尤其是在改革開(kāi)放后，隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速崛起，社會(huì)各方面的變化日新月異，但與之而來(lái)的嚴(yán)重的環(huán)境污染也同樣讓我們目不暇接。 關(guān)鍵詞 ： 改進(jìn)型四溝式 氧化溝；曝氣生物濾池； 脫氮除磷； II Title 50,000 t/d sewage plant design based on improved oxidation ditch process for a county A