【正文】 約條件，而以處理系統(tǒng)最低的總造價(jià)和運(yùn)行費(fèi)用為目標(biāo)函數(shù)，建立三者之間的相互關(guān)系。 當(dāng)?shù)氐母黜?xiàng) 條件 當(dāng)?shù)氐牡匦?、氣候等自然條件也對(duì)污水處理工藝流程的選定具有一定的影響。 運(yùn)行管理 對(duì)于運(yùn)行管理水平有限的小型污水處理廠或工業(yè)廢水處理站，宜采用操作簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠的處理工藝；對(duì)于運(yùn)行管理水平較高的大型污水處理廠，應(yīng)盡量采用處理效率高、凈化效果好的新工藝。 為了達(dá)到上表處理要求，即要求處理工藝既能有效地去除 BOD COD、 SS 等，又能達(dá)到脫氮除磷的效果?，F(xiàn)有三種可供選擇的工藝流程： ① 普通活性污泥法； ② 氧化溝工藝； ③ 二段生物接觸氧化法。 格 柵 間污 水 提升 泵 房沉 沙 池 初 沉 池 曝 氣 池 二 沉 池接 觸 氧化 池污 泥 處理 系 統(tǒng)進(jìn) 水 出 水回 流 污 泥剩 余 污 泥泥 餅 外 運(yùn) 圖 普通活性污泥法工藝流程圖 某城鎮(zhèn)污水處理廠的設(shè)計(jì) 5 格 柵 間污 水 提升 泵 房沉 沙 池 初 沉 池 氧 化 溝 二 沉 池污 泥 處理 系 統(tǒng)進(jìn) 水 出 水剩 余 污 泥泥 餅 外 運(yùn)回 流 污 泥 圖 氧化溝工藝流程圖 格 柵 間污 水 提升 泵 房沉 沙 池 初 沉 池 一 氧 池 一 沉 池污 泥 濃縮 池進(jìn) 水 出 水剩 余 污 泥泥 餅 外 運(yùn)回 流 污 泥二 氧 池 二 沉 池儲(chǔ) 泥 池污 泥 脫水 機(jī) 房 圖 二段生物接觸氧化法工藝流程圖 方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較 三 種 方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較見表 表 2 2 活性污泥法、氧化溝工藝和二段生物接觸氧化法的技術(shù)經(jīng)濟(jì)對(duì)比 項(xiàng)目 活性污泥法 氧化溝工藝 二段生物接觸氧化法 投資 (元 /m3) 1400 1600 900 生產(chǎn)成本 (元 / m3) (小型污水廠 ) (中型污水廠 ) (小型污水廠 ) (中型污水廠 ) (小型污水廠 ) (中型污水廠 ) 運(yùn)行費(fèi)用 (元 / m3) (小型污水廠 ) (中型污水廠 ) (小型污水廠 ) (中型污水廠 ) (小型污水廠 ) (中型污水廠 ) 占地 (m2/m3) 100130 130150 6080 電耗 (kW 一般在城鎮(zhèn)小區(qū)或企業(yè)內(nèi)修建，由于所在地區(qū)一般不大，而且廠外污水輸送管道也不會(huì)太長(zhǎng)。 一般要求自動(dòng)化程度較高，以減少工作人員配置，降低經(jīng)營(yíng)成本。 由于規(guī)模較小，一般不設(shè)污泥消化，應(yīng)采用低負(fù)荷，確定方案 ③ ，即二段生物接觸氧化法為該城市污 水廠的處理工藝。由于進(jìn)行了分段，故處理效率大大提高。 某城鎮(zhèn)污水處理廠的設(shè)計(jì) 7 二段法在第二段接觸氧化池前后各設(shè)一座接觸沉淀池，能夠有效的節(jié)流污水中的懸浮物，并能將一段和二段完全分開，使其各自成為獨(dú)立系統(tǒng)以充分發(fā)揮各自的效能。其工藝特點(diǎn)為： 無(wú)污泥回流。由于填料上老化的生物膜不會(huì)脫落，從而使填料上附著的生物膜能較長(zhǎng)時(shí)間地保持高活性，所以不需要污泥回流。 污泥產(chǎn)量低、無(wú)污泥膨脹、運(yùn)行穩(wěn)定。 在活性 污泥法中容易產(chǎn)生膨脹的菌種（如絲狀菌）在而短發(fā)中不僅不產(chǎn)生污泥膨脹，而且能充分發(fā)揮其分解、氧化能力強(qiáng)的特點(diǎn)，但其沉降性能差，在曝氣池中易隨水流出。 二段法的生化組合池總停留時(shí)間在 h 之間，水力停留時(shí)間比活性污泥法（ 48 h）和氧化溝工藝（ 1520 h）要短得多。由于二段法沒有 污泥 回流，也就不需要設(shè)污泥回流泵房；又由于生化組合池除閥門外沒有 其他設(shè)備，所以整個(gè)二段法工藝流程簡(jiǎn)潔、設(shè)備少、工程投資低。 某城鎮(zhèn)污水處理廠的設(shè)計(jì) 8 表 二段法對(duì) NH3N 的去除效果 進(jìn)水 NH3N (mg/L) 水力停留 時(shí)間 (h) 氣水比 去除率 (%) 100 .5 5:1 10 50100 5:1 3550 3050 5:1 4560 1530 5:1 5070 515 3:1 6080 5 3:1 7595 某城鎮(zhèn)污水處理廠的設(shè)計(jì) 9 第三章 污水處理構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)計(jì)算 泵前中格柵的設(shè)計(jì)計(jì)算 設(shè)計(jì)參數(shù) 按最高日最高時(shí)流量設(shè)計(jì) Qmax = 320 L/s = m3/s；柵前流速 V1=， 柵條寬度 S = ， 柵條間距 e = ，柵條部分長(zhǎng)度 ，格柵安裝傾角 α = 75176。設(shè)兩組格柵，按兩組格柵同時(shí)工作設(shè)計(jì)，一格停用、一格工作校核。取柵前水深 h = m。 柵條間隙數(shù) ?????0 . 3 2 s i n 7 5n 2 1 個(gè)0 . 0 2 5 0 . 6 1 柵槽寬度 B 柵槽寬度比一般格柵寬 m，取 m B = s(n1) + e 污水提升泵房設(shè)計(jì)計(jì)算 本設(shè)計(jì)采用地下濕式矩形合建式泵房 。 泵房的設(shè)計(jì)計(jì)算 集水池計(jì)算 最大設(shè)計(jì)流量為 27600 m3/d，采用 4 臺(tái)污水泵（ 3 用 1 備），則每臺(tái)污水泵的設(shè)計(jì)流量為： Q1 = Qmax/3 = 27600/(324) = m3/h。集水池平面尺寸 LB = m 4 m，保護(hù)水深 m，實(shí)際水深 m。設(shè)管長(zhǎng)為 m，局部損 失占沿程損失的 30%，則總水頭損失 h = ()/1000 = m。 選用 WQ4002445 污水潛水泵，該泵的規(guī)格性能見下表 。水泵總揚(yáng)程用下式計(jì)算 H h1 + h2 + h3 + h4 式中 h1—— 吸水管水頭損失（ m）， 211 1 1 39。2vhhg???； ξ ξ2—— 局部阻力系數(shù)； v1—— 吸水管流速（ m/s）； v2—— 出水管流速（ m/s）； h3—— 集水池最低工作水位與所提升最高水位之差（ m）； h4—— 自由水頭，取 h4 = m； h1′、 h2′—— 吸水管、出水管沿程損失（ m）。每根吸水管的流量為 Q1 = 400 m3/s，選用 250 mm 管徑，流速 v = m/s， 1000i = 。彎管 1 個(gè)（ ξ = ）， DN350 閘門 1 個(gè)（ ξ = ）， DN350 轉(zhuǎn)至 DN150 漸縮管 1 個(gè)（ ξ = ）。直管部分長(zhǎng) 20 m。彎頭 4 個(gè)（ ξ=） 。 沉砂池設(shè)計(jì)計(jì)算 采用曝氣沉砂池，在池的一側(cè)通入空氣，使污水沿池旋轉(zhuǎn)前進(jìn)，從而產(chǎn)生與主流垂直的橫向恒速環(huán)流。設(shè) 2 座曝氣沉砂池，并聯(lián)運(yùn)行，當(dāng)污水量較少時(shí)，可考慮 1 個(gè)工作， 1 個(gè)備用。 設(shè)計(jì)參數(shù) 最大設(shè)計(jì)流量 Qmax = 320 L/s = m3/s，水平流速 v1 = m/s，最大設(shè)計(jì)流量時(shí)的流行時(shí)間 t = 2 min，池子的有效水深 h2 = m，設(shè)每立方米污水的曝氣量為 d = m3/m3，排泥間隔天數(shù) T = 2 d。Qmax = 3600 = m3/h 沉砂斗所需容積 V 已知該城市污水沉砂量 X = 30 m3/(106 m3污水 )，生活污水流量總變化系數(shù) Kz = ，則 V = QmaxXT/Kz = 32030286400/(109) = m3 每個(gè)沉砂斗容積 V0 設(shè)每一分格有一個(gè)沉砂斗，則 V0 = V/n = 1 = m3 沉砂斗各部分尺寸 設(shè)斗底寬 a1 = m， 斗壁與水平面傾角 55176。 沉砂斗上口寬 a = (2)/tan55176。 + = m 砂斗容積 V1 = (2 + 2 + 2)/6 = m3 m3（符合要求） 沉砂池高度 h3 采用采用重力排沙，設(shè)計(jì)池底坡度為 ，坡向砂斗。 1 池總高度 H 設(shè)超高 h1 = m H = h1 + h2 + h3 = (++) = m 曝氣沉砂池計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖 所示。該沉淀池效果好，對(duì)沖擊負(fù)荷和溫度變化的適應(yīng)能力較強(qiáng)，適用于地下水位高度及地質(zhì)較差的地區(qū)，適用于大、中、小型污水處理廠。 設(shè)計(jì)參數(shù) 最大流量 Qmax = m3/s，表面負(fù)荷 q′ = m3/(m2d)，兩次清泥間隔時(shí)間 T = 2 d。分 3 組，每組兩座。斗壁與水平面傾角為 60176。/2 = m。 1 沉淀池總高度 H 采用機(jī)械刮泥 H= h1 + h2 + h3+ h4 某城鎮(zhèn)污水處理廠的設(shè)計(jì) 16 取 h1 = m， h2 = m ， h4 = h4′ + h4′′ = (+) = m 則 H = (+++) = m 1 機(jī)械刮泥機(jī)的選擇 采用武漢閥門廠和唐山機(jī)械電子研究所所生產(chǎn)的 GL525 型鏈板式刮泥機(jī)，其規(guī)格性能如表 所示。 1 出入口的整流措施 入口采用淹沒孔與有孔整流墻的組合如圖所示。 某城鎮(zhèn)污水處理廠的設(shè)計(jì) 17 圖 初沉池整流措施和集水槽形式 一段和二段氧化池設(shè)計(jì)計(jì)算 設(shè)計(jì)參數(shù) 采用日平均時(shí)設(shè)計(jì)流量 Q = 18400 m3/s；進(jìn)水 BOD5的濃度 ρ0 = 120 mg/L（按初沉池去除 20%計(jì)算），出水 BOD5濃度 ρe ≤ 20 mg/L；進(jìn)水 SS 濃度 C0 = 180 mg/L， 出水 SS濃度 Ce ≤ 20 mg/L。填料選用爐渣，其粒徑為 2080 mm，孔隙率為 48%60%，比表面積為 60200 cm2， 掛膜較易。 （ 1） 填料容積負(fù)荷 Nv 當(dāng) BOD5進(jìn)水值小于 180 mg/L 時(shí)，采用爐渣填料、蜂窩調(diào)料及組合填料，穿孔管曝氣的二段式接觸氧化法時(shí)，可采用下式計(jì)算 Nv = 式中 Nv —— 填料容積負(fù)荷 [BOD5kg/(m3 Nv = = [BOD5kg/(m3t1/9 = 1840024 = m3 一氧池的面積 A1 = V1/h13 = 一氧池寬 B1取 m；池長(zhǎng) L1 = A1/B1 = 一氧池超高 h11 取 m，穩(wěn)定水層 h12 取 m，底部構(gòu)造層 h14 取 m， 則一氧池總高 H1 = h11 + h12 + h13 + h14 = +++ = m 二氧池的計(jì)算 單組二氧池（單池）的填料體積 V2 =Q （ 1） 總需氧量 Q 氣 = 518400 = 92021 m3/d = m3/min （ 2） 一氧池的總需氧量 Q1 氣 = 2Q 氣 /3 = 2/3 = m3/min （ 3） 單組一氧池的需氣量 Q1 氣 ′ = Q1 氣 /9 = （ 4） 二氧池的總需氧量 Q2 氣 = Q 氣 /3 = （ 5） 單組二氧池的需氣量 某城鎮(zhèn)污水處理廠的設(shè)計(jì) 19 Q2 氣 ′ = Q2 氣 /9 = 按接觸氧化池曝氣強(qiáng)度校核 一 氧曝氣池強(qiáng)度 Q1 氣 ′/A1 = (m2h) 二氧池曝氣強(qiáng)度 Q2 氣 ′/A2 = (m2h) 滿足《生物接觸氧化法設(shè)計(jì)規(guī)程》 （ CECS1282021） 要求范圍 1020 m3/(m2支管布置間距 20 cm， 支管上小孔孔徑 5 mm，小孔間距 6 cm，小孔向下 45176。 接觸氧化池的進(jìn)出水設(shè)計(jì) （ 1）進(jìn)水導(dǎo)流槽設(shè)計(jì) 根據(jù)《生物接觸氧化法設(shè)計(jì)規(guī)程》（ CECS1282021），導(dǎo)流槽寬選取 m，導(dǎo)流槽長(zhǎng)與池寬相同為 m，導(dǎo)流墻下緣距填料底為 m，導(dǎo)流墻距池底 m。 （ 2）出水槽設(shè)計(jì) 接觸氧化池出水槽采用鋸齒形集水槽（兩邊進(jìn)水），集水槽污水過堰負(fù)荷 q = 2 L/(s 一氧單池集水槽總長(zhǎng) L1j = Q/(q但是為了提高沉淀效果，并且與接觸氧化池建設(shè)上更好的匹配，減少工程量，節(jié)省費(fèi)用，常常選用接觸沉淀池。h)，停留時(shí)間 2030 min，有效水深 m。h)，沖洗時(shí)間 1015 min。h)，有效水深 h11 = m。h)，有效水深 h22 = 。 設(shè)計(jì)計(jì)算 沉淀池表面積計(jì)算 單組一沉池面積 A1′ = Q/(9N1q) = 18400/(924) = m2 單組二沉池面積 A2′ = Q/(9N2q) = 18400/(924) = m2 校核水力停留時(shí)間 一沉池 t1′ = 9A1′h22/Q = 924符合規(guī)程要求 。濾料上層水深取 m，濾料層取 m，均包括在有效水深內(nèi)。 泥斗高 ： h13′ = ( ) = m 一沉總高： H1′ = h11′ + h12′ + h13′ = ( + + ) = m 一沉池尺寸 ： L1′ B1′ H1′為 m m m 單組二沉池有效水深 h22′ = m，其他與一沉池相同。 干污泥 量 Wds = Y 式中 Wds—— 污泥干重 (kg