【正文】 ........................ 34 7 結(jié)論 ............................................................................................................................... 38 8 謝辭 ............................................................................................................................... 39 參考文獻(xiàn) .......................................................................................................................... 40 唐山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 1 引言 地球是水的星球，地球的表面大部分被水所覆蓋 ，大概占到地球表面積的80%，然而能被陸地上居民所利用的水資源卻只有很少很少的一部分，與地球上的水所比簡(jiǎn)直就是微乎其微甚至可以忽略。人口、資源、環(huán)境是當(dāng)今全世界所有國(guó)家都所面對(duì)的三大主要問(wèn)題，對(duì)于現(xiàn)階段而言，水資源問(wèn)題是全球最受矚目的問(wèn)題之一，水資源的開(kāi)發(fā) 困難和技術(shù)的限制，使海水、地下水、冰雪等固態(tài)誰(shuí)難以被直接利用，只有容易開(kāi)發(fā)的、與人類生 產(chǎn)關(guān)系比較接近的水資源才可以直接被人類所利用 [1]。就是這微少的水資源養(yǎng)育著全球幾十億的人口。聯(lián)合國(guó)世界衛(wèi)生協(xié)會(huì)預(yù)測(cè)，到 2030年的時(shí)候，全世界將會(huì)有大約一半的人口生活在水資源匱乏的缺水的地區(qū) 【 2。中國(guó)地域內(nèi)水資源相對(duì)豐富，但是我國(guó)人口眾多，地域面積大，水體分布不均勻，南多北少，東多西少，導(dǎo)致很多地區(qū)的水資源供不應(yīng)求，不能解決人民的生活需要。 我國(guó)是一個(gè)嚴(yán)重缺少水資源的國(guó)家，雖然中國(guó)地域內(nèi)水資源相對(duì)豐富，但是我國(guó)人口眾多，地域面積大，水體分布不均勻，南多北少，東多西少，導(dǎo)致很多地區(qū)的 水資源供不應(yīng)求，不能解決人民的生活需要。許多城市都面臨著缺水或者嚴(yán)重缺水的現(xiàn)狀。世界上有許多國(guó)家也面臨著水資源嚴(yán)重缺乏的問(wèn)題。根據(jù)全國(guó)性的監(jiān)測(cè)對(duì)比報(bào)告得出，我國(guó)的城市水資源污染問(wèn)題已經(jīng) 發(fā)展成為帶有普遍性的、緊迫的、急需解決的最重要問(wèn)題之一，它不僅污染了生態(tài)環(huán)境、加劇了水資源的惡化、更造成了巨大的社會(huì)凈經(jīng)濟(jì)損失 [3]。他們把城市污水經(jīng)過(guò)再生化處理來(lái)達(dá)到循環(huán)利用的效果，并取得了相應(yīng)的環(huán)境經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益，這些都值得我們所借鑒。水資源短缺、水污染、水資源浪費(fèi)是目前我國(guó)水資源所面臨的三個(gè)巨大問(wèn)題，另外，水資源的過(guò)度開(kāi)發(fā)、水土流失、生態(tài)惡化等因素也是造成現(xiàn)狀的一些主 體因素。城市污水處理再次利用應(yīng)是我國(guó)面對(duì)水資源缺乏最重要的部分。水資源是全球的生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)中最重要的主體因素，更是世界上最寶貴的資源。隨著水資源的日益減少和污染的日益加重，水資源正面臨著前所未有的危機(jī)，給我們?nèi)祟惿鐣?huì)的生存帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)。 污水的性質(zhì)指標(biāo)一般分為：物理性質(zhì)指標(biāo)、化學(xué)性質(zhì)指標(biāo)、生物性質(zhì)指標(biāo)等三類?？煞譃轭w粒、大小、色度、濁度、溫度、密度、嗅和味等懸浮固體和揮發(fā)性懸浮固體一般也是污水處理廠設(shè)計(jì)計(jì)算中比較重要的設(shè)計(jì)參數(shù)。污水的化學(xué)性質(zhì)指標(biāo)，化學(xué)性質(zhì)指標(biāo)又分為有機(jī) 物指標(biāo)和無(wú)機(jī)物指標(biāo)。無(wú)機(jī)物指標(biāo)又可以分為酸堿度、各種營(yíng)養(yǎng)元素、重金屬和各種無(wú)機(jī)非金屬污染物等等。主要污染物一般是有機(jī)物磷氮等物質(zhì)。其生化性比較好適用于各種生物處理方法，工業(yè)廢水指的是各個(gè)工業(yè)生產(chǎn)制造過(guò)程中產(chǎn)生的廢水，主要有工藝廢水。 城市污水處理的主要工藝有格柵，沉砂池，初次沉淀池，氧化溝，二沉池等處理工藝。 污水處理就是采用一定的方法和流程操作將污水中所含的污染物質(zhì)減少或者將其分離，或者將其轉(zhuǎn)化為危害和穩(wěn)定的物質(zhì)，從而使污水得到凈化達(dá)到回復(fù)期原狀或者功能的過(guò)程。城市污水處理的級(jí)別按照處理的程度可以分為三級(jí)： (1)污水的一級(jí)處理，目的主要是去除污水中呈懸浮或者漂浮狀態(tài)的固體污染物質(zhì)。通常采用的生物處理作為二級(jí)處理的主體工藝。 結(jié)合本次設(shè)計(jì)的出水要求和基本參量，本次設(shè)計(jì)采用的主體工藝是改良式卡魯塞爾氧化溝，處理后的污水達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（ GB189182020）的一級(jí) B 標(biāo)準(zhǔn)，從而達(dá)到污水再生化利用的效果。 設(shè)計(jì)任務(wù) 80000m179。 設(shè)計(jì)依據(jù) （ 1） 《給排水工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》 （ GBJ16984） （ 2） 《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》 （ GB189182020） 唐山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 （ 3） 《鼓風(fēng)曝氣設(shè)計(jì)規(guī)程》 （ CECS97:97） （ 4） 《給排水構(gòu)筑物施工及驗(yàn)收規(guī)范》 （ GBJ9396） （ 5） 《畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)》 污水處理過(guò)程中的主要原則 (1)選擇正確的處理工藝，要求工藝先進(jìn)設(shè)備先進(jìn)。 (3)工藝簡(jiǎn)單，維修管理方便。 (5)盡量減少對(duì)周邊環(huán)境的影響。 污泥出路 污泥應(yīng)先集中在污泥池，經(jīng)過(guò)處理壓縮后通過(guò)人工處理向外運(yùn)輸或者當(dāng)作廢料。 （ 2） 盡量采用先進(jìn)可靠成熟方便的處理工藝，處理過(guò)程中應(yīng)注意經(jīng)濟(jì)效益環(huán)境保護(hù)處理成都等在嚴(yán)格要求保證合格的情況下盡可能減少經(jīng)濟(jì)的投入。 （ 4） 所選擇的工藝一定要有抗沖擊負(fù)荷能力，能夠適應(yīng)不同時(shí)節(jié)氣候變化所帶來(lái)的水質(zhì)水量變化等因素的影響，并使出水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。 （ 6） 合理選擇工藝，盡量減少藥品的投放，減少經(jīng)濟(jì)支出。 主要污水處理工藝的比較 城市污水的來(lái)源：城市污水是排入城市污水系統(tǒng)污水的總稱。生活污水主要是日常淋浴、洗滌所產(chǎn)生的廢水以及廚房產(chǎn)生的廚余廢水及廁所沖刷廢水。工業(yè)廢水一般是用于對(duì)產(chǎn)品的冷卻洗滌調(diào)節(jié)所產(chǎn)生的廢水，一般含有固體原料等甚至含有有毒、有害、難以降解的污染物等。具有明顯的季節(jié)變化特點(diǎn) [7]。通過(guò)各個(gè)構(gòu)筑物的處理作用而達(dá)到出去 N、 P、有機(jī)物的作用從而達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)而排放。 （ 1） A2/O 工藝 圖 31 O/A2 工藝流程圖 唐山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 該處理系統(tǒng)中同時(shí)具有厭氧區(qū)、缺氧區(qū)、好氧區(qū)，能夠同時(shí)達(dá)到脫氮除磷以及有機(jī)物的降解的效果。混合液從厭氧區(qū)進(jìn)入好氧區(qū)，如果反硝化作用進(jìn)行基本完全，混合液中的 COD 濃度已經(jīng)基本接近排放標(biāo)準(zhǔn)，在好氧區(qū)除進(jìn)一步降解有機(jī)物外主要進(jìn)行氨氮的硝化和磷的吸收，混合液中硝態(tài)氮回流至缺氧反應(yīng)區(qū)污泥過(guò)量吸收的磷通過(guò)剩余污泥排放。 該工藝缺點(diǎn)：除磷效果難以再次提高， 污泥增長(zhǎng)有一定的限度。進(jìn)入沉淀池的處理水要保持一定濃度的溶解氧，減少停留時(shí)間防止產(chǎn)生厭氧狀態(tài)?？赡艽嬖谥Z卡氏菌的問(wèn)題 [8]。該工藝特點(diǎn)有：需要對(duì)曝氣池按高、低負(fù)荷分二級(jí)供氧， A 級(jí)負(fù)荷高，曝氣時(shí)間短，產(chǎn)生污泥量大，污泥負(fù)荷(kgMLSSd)以上 ； B 級(jí)負(fù)荷低，污泥齡較長(zhǎng)。二級(jí)池子 F/M(污染物量與微生物量之比 )不同，形成不同的微生物群體。 唐山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 （ 3） SBR 工藝 圖 32 SBR工藝流程圖 SBR 分為進(jìn)水期、反應(yīng)期、沉淀期、排水（泥）期、閑置期等幾個(gè)階段。該工藝為了取得更好的脫氮除磷效果，好氧反應(yīng)后也可以設(shè)置缺氧反硝化反映階段。 該工藝的有點(diǎn)：（ 1）工藝組成簡(jiǎn)單，曝氣池更是具有二沉池的作用，無(wú)需二沉池，不必設(shè)置污泥回流設(shè)備。 （ 3）系統(tǒng)的反應(yīng)推動(dòng)力大，更容易得到優(yōu)秀的連續(xù)出水的水質(zhì)。 唐山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 該工藝的缺點(diǎn)：曝氣池體積較大，曝氣設(shè)備的推 動(dòng)力大，設(shè)備的利用率低，設(shè)計(jì)過(guò)程復(fù)雜繁瑣，需要解決連續(xù)進(jìn)水的問(wèn)題，需要多設(shè)置一套 SBR 設(shè)施，間歇出水也會(huì)給后續(xù)深度處理帶來(lái)不利影響，同時(shí)脫氮除磷時(shí)的操作復(fù)雜。磷物質(zhì)的去除好決定于污水中的以降價(jià)的 COD 的含量，并且微生物對(duì)于磷的吸收是可逆的吸附過(guò)程，污水長(zhǎng)時(shí)間的曝氣和污泥長(zhǎng)時(shí)間的沉淀都對(duì)于磷的吸收有抑制的效果。 A/O 的主要特點(diǎn)：（ 1)其工藝流程操作簡(jiǎn)單易懂（ 2）厭氧池設(shè)在好氧池之前，可以達(dá)到生物選擇器的選擇作用，有益于抑制污泥中絲狀菌的膨脹，可以改善活性污泥的沉降性能，并能減輕后續(xù)好氧池的負(fù)荷，以便于后續(xù)處理單元的運(yùn)行操作。污水中的有機(jī)污染物可以被生物膜內(nèi)存在的微生物進(jìn)行利用氧化分解，通過(guò)微生物細(xì)胞內(nèi)的酶的水解作用分解為微生物可以直接進(jìn)行利用的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，從而解決。生物膜法處 理污水的處理特征可以分為：微生物方面的特征其中包括微生物的種類和微生物存活的世代時(shí)間：處理方面的特征：生物膜法處理方式能對(duì)水質(zhì)、水量變化幅度較大的情況適應(yīng)能力大，能過(guò)的到較穩(wěn)定的出水指標(biāo)，生物膜法處理污水適用于低濃度污水有機(jī)物的處理，通過(guò)此方法處理所產(chǎn)生的剩余污泥產(chǎn)量較少，而且此工藝方法運(yùn)行操作簡(jiǎn)單，不需要投入大量的時(shí)間精力去維護(hù)。 （ 6） 改良式卡魯塞爾氧化溝 卡魯塞爾氧化溝是一個(gè)多溝串聯(lián)的系統(tǒng)，進(jìn)水與活性污泥混合后在溝內(nèi)不停的循環(huán)運(yùn)動(dòng)。不但可以有利于生物的凝聚，還能是活性污泥易于沉淀。更加充分利用了生物反硝化的工藝資源不僅有益于絲狀菌膨脹更加不利于菌群的生長(zhǎng)。 （ 2）有較強(qiáng)的耐沖擊負(fù)荷能力和攪拌能力，對(duì)濃度較高的各種廢水有較強(qiáng)適 應(yīng)能力。 （ 4）氧的轉(zhuǎn)移效率高。 （ 6）能夠提升生物系統(tǒng)的穩(wěn)定性和適應(yīng)性。 （ 8）工藝流程簡(jiǎn)單，運(yùn)行方便。 (10)基建投資小，運(yùn)行成本較低 . 綜上，選擇改良式卡魯塞爾氧化溝工藝的方法，改良式卡魯塞爾氧化溝能夠更好地處理處理本次設(shè)計(jì)的城市污水處理廠的設(shè)計(jì) ，此工藝方案能使出水水質(zhì)達(dá)到所需要達(dá)到的水準(zhǔn)，經(jīng)過(guò)此工藝處理后的再生水可以直接排放河流和市政管網(wǎng)之內(nèi)。污水經(jīng)過(guò)粗格柵后進(jìn)入提升泵，提升泵將污水提升至設(shè)計(jì)的高度，然后流入細(xì)格柵，并使后續(xù)的處理單元的運(yùn)行以水流的重力流動(dòng)為基礎(chǔ)。然后污水進(jìn)入唐山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 沉砂池，沉砂池可以起到泥水分離的作用，使混合在污水里面的泥沙與誰(shuí)分離沉底，分離的泥沙在池底進(jìn)入沉砂池的儲(chǔ)砂區(qū)域，泥沙定期的專業(yè)處理清理。在此階段后，污水進(jìn)入二沉池，此池的作用是泥水分離澄清出水。 影響改良式卡魯塞爾氧化溝除磷的主要因素是污泥齡、硝酸鹽的濃度以及基質(zhì)的濃度等。 影響改良式卡魯塞爾氧化溝脫氮的主要因素是 DO、 硝酸鹽濃度以及碳源濃度，研究表明，好氧區(qū) DO 達(dá)到 ，缺氧區(qū) DO 達(dá)到 硝化反應(yīng)的前提。 雖然改良式卡魯塞爾氧化溝有著出水水質(zhì)好、抗沖擊負(fù)荷強(qiáng)、脫氮除磷效果好、污泥穩(wěn)定、節(jié)省能源、運(yùn)行操作方便等優(yōu)點(diǎn)，但是在實(shí)際的運(yùn)行操作過(guò)程中讓然會(huì)有一些問(wèn)題。為了解決污泥膨脹的問(wèn)題可以增加曝氣量、降低進(jìn)水量、或者控制污泥的回流量 [12]。最主要的還是加強(qiáng)水源管理，減少含油過(guò)高的廢水進(jìn)入污水處理單元。可以暫停進(jìn)水找明原因，若發(fā)生反硝化作用可以減小曝氣量，若發(fā)生污泥腐化，應(yīng)增大曝氣量。 唐山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 4 主體構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)計(jì)算 粗格柵的設(shè)計(jì)計(jì)算 圖 41 格柵計(jì)算簡(jiǎn)圖 設(shè)計(jì)參數(shù) 粗格柵設(shè)置兩道 設(shè)計(jì)流量 Q=80000m179。 漸寬部分長(zhǎng)度 1L 根據(jù)最優(yōu)水力斷面公式 1B = m a x ?????? a n2 01 ??? 020 為進(jìn)水渠道漸寬部位的展開(kāi)角度 粗格柵與提升泵鏈接漸窄部分長(zhǎng)度 2L 12 ?? 粗格柵的水力損失計(jì)算 02h hk?? ?? s in2 20 ??? gvh K：系數(shù)，水頭損失增大系數(shù)，一般取 3， 格柵斷面形狀為銳邊矩形， 34)bS（??? 取 ?? ， 唐山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 g取 ， ? 取 60176。 當(dāng)每日柵渣大于 179。所以粗格柵每日產(chǎn)生的柵渣采用機(jī)械清渣 [14]。/h 揚(yáng)程 9m 輸出功率 37kw 功率 型號(hào) 300QW900937 本次設(shè)計(jì)采用 5 臺(tái)泵， 4 臺(tái)工作， 1 臺(tái)備用。 設(shè)計(jì)計(jì)算 本次設(shè)計(jì)采用兩道細(xì)格柵 55s inQ ma x 0 ??????? e n vn ?根 h：柵前水深 V：過(guò)柵流速 柵槽寬度 B=S（ n1） +e? n=? 209++210= 最優(yōu)水力斷面：阻力系數(shù)最小的水力斷面，在影響過(guò)水?dāng)嗝娴淖兞恐?，水流的阻力與過(guò)水?dāng)嗝娴拿娣e S 負(fù)相關(guān)，與濕周 X 正相關(guān)， S/X 最小時(shí)，阻力系數(shù)最小，此時(shí)的過(guò)水?dāng)嗝鏋樽顑?yōu)水力斷面。 Kz：污水流量總變化系數(shù) W= d/m871 0 0 8 6 4 0 3?? ?? 當(dāng)每日柵渣大于 179。所以粗格柵每日產(chǎn)生的柵渣采用機(jī)械清渣。污水） T：排砂時(shí)間的間隔 2d Kz：污水流量的總變化系數(shù) V= 0 0 0 6 4 0 0 ?? ??? 每個(gè)沉沙斗容積 0V 一個(gè)沉砂池有 2 個(gè)分格，每格 2 個(gè)沉沙斗，拱 4 個(gè)池子 30 ???? （ 4) 貯砂斗的各部分尺寸計(jì)算 設(shè)貯砂斗底寬 1b =，貯砂斗傾斜角度 a= 060 ；則貯砂斗上口寬 2b 為 [15] 唐山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 10132 b60tanh2b ?? 設(shè) 13 ? 則 a n *2b02 ??? 貯砂斗的容積 1v ）（）（ 9 6 6 222121131 ?????