【正文】 1 3 5 15 6 陰離子表面活性劑 1 2 5 7 總氮（以 N計） 15 20 8 氨氮（以 N計） 5(8) 8(15) 25(30) 9 總磷（以 P計） 2021年 12月 31日前建設(shè)的 1 3 5 2021年 1月 1日起建設(shè)的 1 3 5 10 色度（稀釋倍數(shù)） 30 30 40 50 11 pH 6—9 12 糞大腸桿菌群數(shù)（個 /L） 103 104 104 山東輕工業(yè)學(xué)院 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 4 設(shè)計 數(shù) 據(jù) 本設(shè)計是根據(jù)任務(wù)書給定的進出水水質(zhì)所設(shè)計的，詳見下表： 表 12 進水、出水指標 Q(m3/d) 指標 BOD（ mg/l） CODcr（ mg/l） SS（ mg/l） 50000 進水水 質(zhì) 100 300 100 出水水質(zhì) 30 80 30 第二章 工藝流程 國內(nèi)外治理現(xiàn)狀 隨著 經(jīng)濟的發(fā)展 ,社會的進步 ,各個學(xué)科的 深入研究 ,以及人們環(huán)保意識的提高 ,使得污水處理技術(shù)在近幾十年得到了飛速的發(fā)展 。 針對小區(qū)污水的水質(zhì)特點， 用生物處理 方 法進行處理比較合適。 活性污泥法 ： 以懸浮在水中的活性污泥為主體，在有利于生物生長的環(huán)境條件下和污水充分接觸，使污水凈化的一種方法。 曝氣池內(nèi)是混合液，在曝氣系統(tǒng)的攪動下，混合液中的活性微生物、 有機物、 氧氣充分混合 ， 接觸。設(shè)置污泥回流 系統(tǒng) 。 微生物 繁殖較快，微生物的種類較多、世代時間短，可以保證活性污泥的活性 。同時，該方法 不需要濾料等微生物的載 體，可避免濾料堵塞等一系列不良問題的出現(xiàn) 。 生物膜法 ： 微生物濃度高；微生物多樣化、微生物分層各個層可以配有有力的微生物；微生物食物鏈長、世代長和微生物存活率高；對水質(zhì)、水量變化的適應(yīng)性強、對溫度適應(yīng)性強、可以處理低濃度廢水；產(chǎn)生污泥少、容易固液分離、動力費用較低、有較好的脫氮除磷效果； 但該方法同時存在著以下缺點： 生物膜法的微生物膜不 宜 刮起、用的時間比較長；生物膜法處理水量 較小 且 布水不太均勻、容易產(chǎn)生池蠅和散發(fā)臭味；采用濾 料作為生物膜的載體，這樣濾料容易堵塞； 管理和 維修 都 不 方 便 。 隨著經(jīng)濟的發(fā)展和時間的推移， 傳統(tǒng)的 普通的活性污泥法 也 發(fā)展出 了一系列新的 處理效果更好，投資費用更低 的 工藝。 各工藝對比分析 氧化溝工藝 氧化溝是活性污泥法的一種變形，它把連續(xù)環(huán)式反應(yīng)池作為生化反應(yīng)器，混合液在其中連續(xù)循環(huán)流動。如卡魯塞爾（ Carrousel 2021）氧化溝、三溝式（ T 型）氧化溝、奧貝爾（ Orbal）氧化溝等。 用轉(zhuǎn)刷曝氣時，設(shè)計污水流量 可以達到 數(shù)百立方米 每日 。 （ 2） 混合液 可以在池內(nèi)循環(huán)流動 ，循環(huán)流量一般為設(shè)計流量的 30~60 倍。 （ 4） 可利用操作間歇時間使溝內(nèi)混合液沉淀而省去二沉池，剩余 污泥通過氧化溝內(nèi)污泥收集器排除。 缺點： （ 1） 處理構(gòu)筑物較多； （ 2） 回流污泥溶解氧較高，對除磷有一定的影響； （ 3） 容積及設(shè)備利用率不高。開創(chuàng)于 80 年代初，因 為它 將缺氧反硝化反應(yīng)池置于 好氧硝化反應(yīng)池之前，所以 故該工藝又稱為前置硝化生物脫氮工藝。 其基本原理是在傳統(tǒng)的二級處理中將有機氮轉(zhuǎn)化為 氨氮的基礎(chǔ)上，通過硝化和反硝化菌的作用，將氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝態(tài)氮、硝態(tài)氮，再經(jīng)過反硝化作用將硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化為氮氣，從而達到從廢水中脫氮的目的。 A1/O法工藝的主要特點： 首先， 硝化液一部分回流至反硝化池，池內(nèi)的反硝化脫氮菌以原污水中的有機物作碳源，以硝化液中 NOX－中的氧作為電子受體，將 NOX－ —N還原成 N2，不需外加碳源。第三， 反硝化池殘留的有機物可在好氧硝化池中進一步去除。而且反硝化產(chǎn)生的堿度可以補償硝化所需的堿度； A1/O 法工藝的 缺點： （ 1） 脫氮效率不高，一般在 70%— 80%之間； （ 2） 如果沉淀池運行不當(dāng)，則在沉淀池內(nèi)會發(fā)生反硝化反應(yīng)，造成污泥上浮，使處理的水質(zhì)惡化； （ 3） 如提高脫氮效率，必須加大內(nèi)循環(huán)比，會使運行費用增高； （ 4） 內(nèi)循環(huán)混合也來自曝氣池（硝化池），含有一定的溶解氧，使反硝化難于維持理想的缺氧狀態(tài)，一般脫氮率難于達到 90%。污水和回流污泥進入該池，在水下攪拌器的幫助下，混合?；旌弦簭膮捬醭亓魅牒醚醭睾?，污水中的有機物被氧化分解，聚磷菌吸收比在厭氧條件下所釋放的更多的磷，排出剩余污泥使污水中的磷得到去除。生物除磷系統(tǒng)的除磷效 果與排放的剩余污泥量密切相關(guān)，而剩余的污泥量又取決于系統(tǒng)的污泥齡，所以有實驗表明：當(dāng)泥齡在 5~10d時，除磷效果較好。 山東輕工業(yè)學(xué)院 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 8 圖 23 A2/O除磷工藝流程圖 厭氧 缺氧 好氧生物除磷工藝（ A2/O工藝） 由于對城市污水處理的出水有去除氮和磷的要求， 最早由美國專家于 20世紀 70年代在厭氧 好氧除磷工藝（ A2/0）的基礎(chǔ)上開發(fā)而來。 在首段厭氧池 (DO)進行磷的釋放使污水中 P的濃度升高，被 微生物 細胞吸收 溶解性有機物 使污水中 BOD濃度下降，另外 NH3N因細胞合成而被去除一部分 濃度下降，但 NO3－ N濃度沒有變化。在好氧池中 （ D0=） ，有機物被微生物生化降解， BOD5濃度繼續(xù)下降；有機氮被氨化繼而被硝化，使 NH3N濃度顯著下降， 但 NO3N濃度 會隨著硝化過程而 顯著增加，而磷隨著聚磷菌的過量攝取也 會 快速下降 [3]。若降低污泥濃度、壓縮污泥齡、控制硝化，以去除磷、 BOD5 和 COD 為主，則可用 A/O 工藝。 2. 在反應(yīng)池內(nèi)水力停留時間較短，一般為 3～ 6h，其中厭氧池 1～ 2h，好氧池 2～ 4h。4. 混合液的 SVI100,易沉淀，不膨脹 。 6. 沉淀池應(yīng)及時排泥和污泥回流，否則聚磷菌在厭氧狀態(tài)下，產(chǎn)生磷的釋放，降低η P。 A2/O工藝 缺點 ： （ 1） 除磷效果難于再次提高，污泥增長有一定的限度不易提高，特別是 P/BOD 值高時更加如此； （ 2） 脫 氮效果也難進一步提高，內(nèi)循環(huán)量一般以 2Q 為限，不宜太高； （ 3） 進入沉淀池的處理水要保持一定的濃度的溶解氧，減少停留時間，防止產(chǎn)生厭氧狀態(tài)和污泥釋放磷的現(xiàn)象的出現(xiàn)。 進水 厭氧 缺氧 好氧 沉淀混合液回流出水剩余污泥污泥回流A2 / O 工藝流程圖 圖 24 A2/O工藝流程圖 CASS 法 CASS（ Cyclic Activated Sludge System）工藝是間歇式活性污泥法的一種變革，是由 SBR（序批式活性污泥法）工藝發(fā)展而來 。前部為生物選擇區(qū)也稱預(yù)反應(yīng)區(qū)，后部為主反應(yīng)區(qū)。 經(jīng)預(yù)處理的污水連續(xù)不斷地進入反應(yīng)池前部的預(yù)反應(yīng)池 ， 在該區(qū)內(nèi)污水中的大部分可溶性 BOD 被活性污泥微生物吸附 ， 并一起從主、預(yù)反應(yīng)區(qū)隔墻下部的孔眼以低流速 (～ )進入反應(yīng)區(qū)。 工藝優(yōu)點 ： 曝氣、沉淀、排水等過程都在同一池子周期循環(huán)進行 ， 省去了常規(guī)活性污泥二沉池和污泥回流系統(tǒng) 。 連續(xù)進水，間斷排水 。 ，氧濃度梯度大、轉(zhuǎn)移效率高，這對于提高脫氮除磷效率、防止污泥膨脹及節(jié)約能耗都是有利的。 但是該 工藝的缺點是 ： 各池同時間歇運行 ， 人工控制很難做到 ， 全依托電腦控制 ， 對處理廠的管理人員素質(zhì)要求很高 ， 對設(shè)計、培訓(xùn)、安裝、調(diào) 試等工作要求較嚴格。工序組成有：進水 → 曝氣 → 沉淀 → 排水 → 閑置 。在階段E后 ，有的根據(jù)水質(zhì)要求還設(shè)有閑置階段。 本設(shè)計采用 SBR 法。去除可能堵塞水泵機組及管道的較粗大懸浮物，設(shè)置篩網(wǎng)截留較細的懸浮物，保證后續(xù)處理設(shè)施能夠順利運行。格柵按格柵柵條間隙可分為粗格柵（ 50~100mm），中格柵（ 10~40mm），細格柵（ 3~10mm）三種。根據(jù)清洗方法 的不同 ，格柵設(shè)計成人工清渣和機械清渣兩類，當(dāng)污染物量大時，一般應(yīng)采用機械清 渣，以減少人工勞動量。 進水泵房 與集水井 污水進廠后，必須通過泵站提升后，才能在以后的處理過程中，保證其以重力流流動。 兩者 一起對水量進行調(diào)解 。 本設(shè)計水量較小 為 5000m3/d，采用 合建式圓形污水泵房 ，自灌式工作 。當(dāng)泵房直徑為 7～ 15m時，工程造價比矩形低 。 沉砂池 小區(qū)生活 污水中含有無機懸浮顆粒，這些 無機懸浮顆粒 物質(zhì) 會對 后 序 生物處理過程中，所使用的 活性污泥 的活性 產(chǎn)生不良的影響。 所以，在無機懸浮顆粒進入生物處理階段前，必須 設(shè)置沉砂池 去除 這些物質(zhì)。 通過比選和進出水水質(zhì)的狀況，本設(shè)計決定采用 曝氣 沉砂池，對相對較小流量的小區(qū)生活污水進行處理。采用曝氣沉砂池可以克服這一缺點 [4]?？梢愿纳七M水的腐化狀況從而提山東輕工業(yè)學(xué)院 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 13 高后續(xù)的處理效 果； 缺點： (1) 能耗比其它沉砂池都高； (2) 運轉(zhuǎn)勞動力較多； (3) 如何獲得良好的螺旋環(huán)流流態(tài)擋板的位置，良好的砂斗和排砂系統(tǒng)等在設(shè)計上還存在許多疑問 ； (4) 釋放有害氣體； 優(yōu)點： (1) 不需要進行流量控制； (2) 通過池子的水頭損失較??； (3) 刮泥機的傳動部分、軸承等均在水面之上，壽命長，便于使用維修； (4) 在國外此種沉砂池已經(jīng)系統(tǒng)化，而且除砂、洗砂、分選等設(shè)備也已經(jīng)成套； 缺點： (1) 布水不均勻，進口處理量分布導(dǎo)流板很難調(diào)節(jié)，故而影響處理效果； (2) 沉淀砂粒有機物較多，特別是在進水流量低時； (3) 池深小于 米，刮泥機在刮砂時易將砂粒攪起； 鐘式沉砂池 優(yōu)點 : (1) 適應(yīng)流量變化的能力比較強； (2) 水頭損失小，典型的損失僅為 6mm， (3) 細砂粒去除率較高， 140（ ）目的細砂粒去除率可達 73%左右； (4) 機械的傳動部分在水面以上，便于維修； (5) 動能效率較高； 缺點： (1) 國外公司的專有產(chǎn)品和技術(shù)設(shè)計，技術(shù)成本比較高； (2) 攪拌漿會纏繞纖維狀的物體； (3) 砂斗內(nèi)的砂子因為被壓實而 抽排困難，往往需要高壓水或空氣去攪動。 潷水器 排水系統(tǒng)是 SBR 處理工藝設(shè)計的重要內(nèi)容 。過程中為了防止浮渣進入，要求將排入口淹沒在水下一定深度，所以叫潷水器更為合適。其中收水裝置設(shè)有擋板、集水槽和浮子等，其作用是將 SBR中經(jīng)沉淀后的上清液均勻收集至潷水器中，并通過導(dǎo)管排出 SBR反應(yīng)器；由于排水時間較短，其瞬間收集流量較大，因而要是其做到即在規(guī)定的時間內(nèi)均勻、順暢的集水，同時又要隨 SBR 池中水位的下降而勻速下降，不干擾反應(yīng)器中的污泥，保證澄清的出水。除虹吸式潷水器只有自動式外，其他均有機械、自動組合的轉(zhuǎn)動方式。 表 21 各種潷水器的優(yōu)缺點比較 類型 優(yōu)點 缺點 旋轉(zhuǎn)式潷水器 運行可靠 ,潷水負荷及深度大 ,易自控 機械結(jié)構(gòu)復(fù)雜 ,造價高 ,部件易磨損 ,設(shè)計精度要求較高 套筒式潷水器 潷水負荷大 ,深度較大 結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜 ,造價較高 ,套管有發(fā)生卡阻而不能正常工作的可能 虹吸式潷水器 結(jié)構(gòu)簡單 ,運行可靠 ,造價低 ,運行費用低 潷水深度較低且不易調(diào)整 ,設(shè)計精度要求高 浮筒式潷水器 運行時無動力消耗 ,使用方便 ,維護工作量小 潷水過程中對水量調(diào)節(jié)困難 ,潷水器能力受限制 泵吸式潷水器 結(jié)構(gòu)簡單 ,由于采用泵作動力 ,不受后續(xù)構(gòu)筑物高層影響 取水口集中 ,局部流速過高 膜式潷水器 結(jié)構(gòu)簡單 ,控制方便 可調(diào)節(jié)性差 ,對膜材料要求過高 不同類型的潷水器 有著各自的優(yōu)點和適用范圍。虹吸式潷水器具有結(jié)構(gòu)簡單、維護工作量小等優(yōu)點 ,但運行參數(shù)的調(diào)節(jié)能力差 。 接觸消毒池 常用的消毒方法有氯、二氧化氯、臭氧、紫外線等。 表 22 幾種常 見消毒劑的性能比較 項目 液氯 次氯酸鈉 二氧化氯 臭氧 紫外線 殺菌有效性 較強 中 強 最強 強 效能： 對細菌 對病菌 對芽孢 有效 部分有效 無效 有效 部分有效 無效 有效 部分有效 無效 有效 有效 有效 有效 部分有效 無效 一般投加量(mg/l) 5~10 5~10 5~10 10 接觸時間 10~30min 10~30min 10~30min 5~10min 10~100s 一般投資 低 較高 較高 高 高 運轉(zhuǎn)成本 便宜 貴 貴 最貴 高 優(yōu)點 技術(shù)成熟 ， 投資設(shè)備簡 單，有后續(xù) 消毒作用 可用海水或 濃鹽水作原 料，也可購買 上坪次氯酸 鈉，使用方便 使用安全可 靠，有定型產(chǎn) 品 能有效的去除污水中殘留有機物、色、臭味，受PH、溫度影 響 殺菌迅速，無化學(xué)藥劑 缺點 有臭味，殘 毒，使用時 安全措施要 求高 現(xiàn)場制備設(shè) 備復(fù)雜，維護 管理要求高 需現(xiàn)場制備， 維護管理要 求較高