【正文】 理率約為15％。國(guó)外污水處理新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備被引進(jìn)到我國(guó)，在活性污泥法工藝應(yīng)用的同時(shí)，AB法、A/O法、A/A/O法、CASS法、SBR法、氧化溝法、穩(wěn)定塘法、土地處理法等也在污不處理廠的建設(shè)中得到應(yīng)用。如格柵機(jī)、潛水泵、除砂裝置、刮泥機(jī)、曝氣器、鼓風(fēng)機(jī)、污泥泵、脫水機(jī)、沼氣發(fā)電機(jī)、沼氣鍋爐、污泥消化攪拌系統(tǒng)等大型設(shè)備。為此引進(jìn)國(guó)外獎(jiǎng)金建設(shè)污水處理廠成為建設(shè)獎(jiǎng)金的重要組成部分，從而也加快了我國(guó)城市污水處理廠的建設(shè)速度。如：我國(guó)20世紀(jì)最大的污水處理廠高碑店污水廠，處理規(guī)模一期50萬(wàn)立方米/天，二期可達(dá)100萬(wàn)立方米/天，天津東郊污水處理廠，處理規(guī)模為40萬(wàn)立方米/天。這些大型污水處理廠的建設(shè)標(biāo)志著我國(guó)污水處理事業(yè)的不斷壯大，標(biāo)志著污水處理技術(shù)在我國(guó)發(fā)展的成果，標(biāo)志著我國(guó)政府對(duì)污水處理事業(yè)的重視，也標(biāo)志著我國(guó)污水處理事業(yè)發(fā)展到一個(gè)嶄新的階段。從國(guó)情出發(fā)，我國(guó)城市污水處理發(fā)展趨勢(shì)： ① 氮、磷營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的去除仍為重點(diǎn)也是難點(diǎn)； ② 工業(yè)廢水治理開(kāi)始轉(zhuǎn)向全過(guò)程控制；③ 單獨(dú)分散處理轉(zhuǎn)為城市污水集中處理； ④ 由單純工藝技術(shù)研究轉(zhuǎn)向工藝、設(shè)備、工程的綜合集成與產(chǎn)業(yè)化； ⑤ 污水再生利用提上日程； ⑥ 水質(zhì)控制指標(biāo)越來(lái)越嚴(yán)； ⑦ 中小城鎮(zhèn)污水污染與治理問(wèn)題開(kāi)始受到重視。 ⑨ 多功能的污水處理技術(shù)更為流行隨著城市的發(fā)展，城市用水的供需矛盾日益突出，污水處理廠不僅要承擔(dān)控制污染的任務(wù)，還要承擔(dān)解決城市水資源短缺的任務(wù)，污水回用量將越來(lái)越大。⑩ 有關(guān)污水處理的政策更加完善我國(guó)對(duì)城市污水處理十分重視，建立專(zhuān)門(mén)管理機(jī)構(gòu)以解決城市污水處理問(wèn)題，水處理設(shè)施的投資在國(guó)民生產(chǎn)總值中所占的比例會(huì)更大。2 設(shè)計(jì)概述　（1）設(shè)計(jì)流量： 平均流量Q = 5000/d = ＝ 最大流量Q = Ka= = （2）設(shè)計(jì)水質(zhì) CODcr = 250 mg/L； BOD5 = 150 mg/L；SS = 150 mg/L； NH3N = 30 mg/L；TN = 40 mg/L； TP = 4 mg/L（3）處理要求出水水質(zhì)要求達(dá)到城市污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB189182002）中的一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)【2】COD ≤ 60 mg/L； BOD ≤ 20 mg/L；SS ≤ 20 mg/L； NH3N ≤ 8 mg/ ；TN ≤ 20 mg/L； TP ≤ mg/L （4）設(shè)計(jì)溫度 設(shè)計(jì)最低溫度120C，最高溫度250C。在方案比選時(shí),主要控制的條件有用地范圍、尾水排放、污泥出路、地質(zhì)條件、發(fā)展余地、管理水平、運(yùn)行費(fèi)用、工程投資、環(huán)境影響等諸方面。已知一些污水廠建成后,由于運(yùn)行費(fèi)用高而無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn),而另一些處理廠引進(jìn)高級(jí)監(jiān)控儀表設(shè)備,由于缺乏具有一定水平的維護(hù)人員,這些儀表設(shè)備被閑置。城市污水處理的工藝選擇要求：（1）技術(shù)的合理性要求技術(shù)先進(jìn)而成熟,對(duì)水質(zhì)變化適應(yīng)性強(qiáng),出水達(dá)標(biāo)且穩(wěn)定性高,污泥易于處理。（2）經(jīng)濟(jì)節(jié)能“運(yùn)行費(fèi)用低、造價(jià)低和占地少”是經(jīng)濟(jì)節(jié)能的基本要求。二是鼓風(fēng)機(jī)房電耗,一般占運(yùn)行費(fèi)用的50% ～60% ,主要與進(jìn)出水BOD5 或氨氮等要求有關(guān)。（3）易于管理操作管理方便,設(shè)備可靠且維修簡(jiǎn)單是基本要求。最大限度地消除二次污染是污水處理廠進(jìn)行工藝選擇必須考慮的因素之一。 本設(shè)計(jì)處理流量為5000m3/d ，處理量較小，故考慮選用SBR法、A2/O、曝氣生物濾池法。最初是在一個(gè)池中間歇進(jìn)水、間歇曝氣,然后沉淀、排水、排泥,處理工序相當(dāng)簡(jiǎn)化。它是通過(guò)時(shí)間上的交替來(lái)實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)活性污泥法的整個(gè)運(yùn)行過(guò)程，它在流程上只有一個(gè)基本單元，將調(diào)節(jié)池、曝氣池和二沉池的功能集于一池，進(jìn)行水質(zhì)水量調(diào)節(jié)、微生物降解有機(jī)物和固、液分離等。 多種類(lèi)型的SBR工藝在我國(guó)均有應(yīng)用，如屬第二代SBR工藝的ICEAS工藝，屬第三代的CAST工藝、UNITANK工藝等。SBR工藝的概念和操作靈活性使其易于引入?yún)捬?好氧除磷過(guò)程或缺氧/好氧除氮過(guò)程，通過(guò)調(diào)整運(yùn)行周期以及控制各工序時(shí)間的長(zhǎng)短，可實(shí)現(xiàn)對(duì)氮磷的高效去除（2） SBR工藝的優(yōu)越性工藝流程簡(jiǎn)單，運(yùn)行靈活，基建費(fèi)用低。理想的推流過(guò)程使生化反應(yīng)推力大、效率高。脫氮除磷效果好。（3） SBR工藝的局限性 SBR工藝的容積利用率不高。對(duì)于多個(gè)SBR反應(yīng)器，其進(jìn)水和排水的閥門(mén)自動(dòng)切換頻繁，因此，對(duì)自控設(shè)備的要求比較高，目前，某些國(guó)產(chǎn)設(shè)備的質(zhì)量尚不過(guò)關(guān)，如果考慮進(jìn)口，自控系統(tǒng)所占的投資比例將增加，而且將增大維修費(fèi)用。 設(shè)備的閑置率較高。 如果需要后處理，則需要較大容積的調(diào)節(jié)池，有足夠的接受能力。對(duì)管理人員技術(shù)素質(zhì)要求較高。由此開(kāi)發(fā)了改良A/A/O工藝和回流污泥反硝化生物除磷工藝，并已開(kāi)始在實(shí)際工程中應(yīng)用。厭氧缺氧好氧（簡(jiǎn)稱A/A/O或A2/O）工藝由厭氧池、缺氧池、好氧池串聯(lián)而成，是20世紀(jì)70年代由美國(guó)專(zhuān)家在厭氧好氧工藝的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出來(lái)的。（1）A2/O工藝的基本流程該工藝在厭氧好氧除磷工藝中加入缺氧池，將好氧池流出的一部分混合液流至缺氧池前端，以達(dá)到反硝化脫氮的目的。在缺氧池中，反硝化菌利用污水中的有機(jī)物作碳源，將回流混合液中帶入的大量NO3N和NO2N還原N2為釋放至空氣，因BOD濃度繼續(xù)下降，NO3N濃度大幅度下降，而磷的下降很小。所以，A2/O工藝可以同時(shí)完成有機(jī)物的去除、反硝化的脫氮、過(guò)量攝取去除磷等功能，脫氮的前提是NH3N應(yīng)完全硝化，好氧池能完成這一功能。② 在同時(shí)脫氮除磷的工藝中，該工藝流程最為簡(jiǎn)單，總的水力停留時(shí)間也少于同類(lèi)其他工藝。④ 污泥中磷含量高，%以上。（3）A2/O工藝的局限性A2/O工藝最大的問(wèn)題就是難以同時(shí)取得良好的脫氮除磷的效果，當(dāng)脫氮效果好時(shí)，除磷效果則較差，反之亦然。曝氣生物濾池（Biological Aerated Filter，簡(jiǎn)稱BAF）是一種集過(guò)濾、生物吸附、生物氧化于一體的新型水處理技術(shù)。80 年代產(chǎn)生于歐洲，后在歐美和日本廣為應(yīng)用，目前全球已有很多污水處理廠采用此種技術(shù)。由于水污染和水資源短缺，必須尋求一種經(jīng)濟(jì)、高效、安全的水處理工藝。該工藝具有占地面積小，投資和運(yùn)行成本底，管理方便，氧利用效率高、出水水質(zhì)好，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)而越來(lái)越受到人們的關(guān)注。由于池體內(nèi)存在著好氧、厭氧、缺氧的微環(huán)境，硝化、反硝化作用可以同時(shí)進(jìn)行，因此可以集有機(jī)物去除和脫氮于一體。（2）曝氣生物濾池形式曝氣生物濾池根據(jù)水流方向分為上向流和下向流兩種：上向流是由底部進(jìn)水，氣水同向；下向流則是上部進(jìn)水，氣水反向。劉軍等[2]在通過(guò)動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)，在綜合各種污染物質(zhì)的去除效果，上向流式曝氣生物濾池優(yōu)于下向流式曝氣生物濾池。按照污水處理的目的不同，曝氣生物濾池又可以分為：除碳工藝（BAF DC）；除碳/硝化工藝（BAF C/N）；除碳/硝化/反硝化工藝（BAF C/N/DN）；除碳/脫氮/除磷工藝（BAF C/DN/P）；反硝化/（除碳、硝化）工藝（BAF DN）。曝氣生物濾池以高比表面積的粗糙多孔顆粒填料作為生物膜載體，具有更高的生物濃度和更高的有機(jī)負(fù)荷。由于填料的機(jī)械截留作用以及濾料表面的微生物和代謝中產(chǎn)生的粘性物質(zhì)形成的吸附架橋作用，對(duì)SS 的去除率高，使出水的活性污泥少，故可省去二沉池，進(jìn)而降低基建費(fèi)用。④ 耐沖擊能力強(qiáng)。⑥ 對(duì)環(huán)境影響小，受溫度影響小。同時(shí)隨著現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展，將會(huì)出現(xiàn)更加先進(jìn)的膜分析技術(shù)，為曝氣生物濾池提供更好的分析技術(shù)和檢測(cè)方法。曝氣生物濾池可應(yīng)用于受污染水源水預(yù)處理、污水的二級(jí)、深度處理和與其他工藝聯(lián)合處理等。（5）曝氣生物濾池工藝的應(yīng)用在我國(guó)有幾家污水處理廠使用該工藝,太原殷家堡污水處理廠就是較早采用該工藝的污水處理廠之一,從三十多年的運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)來(lái)看,該工藝確實(shí)運(yùn)費(fèi)用低。綜上所述，這些工藝的共同特點(diǎn)是高效，穩(wěn)定，節(jié)能，并具有脫氮除磷等多功能性，然而這些污水處理工藝同時(shí)也存在一些難以克服的缺點(diǎn)。但是它存在占地面積大，基建投資高，工藝耗電較大還必須建設(shè)較龐大的二沉池和污泥回流系統(tǒng)，使占地面積和工程造價(jià)都進(jìn)一步增加，該工藝耗電相對(duì)較大等缺點(diǎn)。由于工藝要求間隙式運(yùn)行，所以正常運(yùn)行時(shí)總有部分反應(yīng)池和設(shè)備處于待機(jī)狀態(tài)，使反應(yīng)池和設(shè)備閑置率較高等缺點(diǎn)。所以本工程選用水解（酸化）—上向流曝氣生物濾池法處理污水的工藝方案。水解池內(nèi)分污泥床區(qū)和清水層區(qū)，待處理污水以及濾池反沖洗時(shí)脫落的剩余微生物膜由反應(yīng)器底部進(jìn)入池內(nèi)，并通過(guò)帶反射板的布水器與污泥床快速而均勻的混合。由于污泥床內(nèi)含有高濃度的兼性微生物，在池內(nèi)缺氧條件下，被截留下來(lái)的有機(jī)物質(zhì)在大量水解酸化菌作用下，將不溶性有機(jī)物溶解為溶解性有機(jī)物質(zhì)，將大分子、難于生物降解的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為易于生物降解的物質(zhì)（如有機(jī)酸類(lèi)）；同時(shí)生物濾池反沖洗時(shí)排出的剩余污泥（剩余微生物膜）菌體外多糖粘質(zhì)層發(fā)生水解，使細(xì)胞壁打開(kāi)，使污泥液態(tài)化，從新回到污水處理系統(tǒng)中被好氧菌代謝，達(dá)到剩余污泥減容化的目的。由于上述原因以及水解酸化的污泥齡較長(zhǎng)（一般為15～20d），所以在污水處理的同時(shí)，污泥得以硝化減容。水解酸化池中COD的降解，主要是微生物的生長(zhǎng)過(guò)程中吸收有機(jī)污染物作為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，以及大分子物質(zhì)降解為有機(jī)酸過(guò)程中產(chǎn)生的二氧化碳，同時(shí)還包括硫酸鹽的還原、氫氣的產(chǎn)生及少量的甲烷化過(guò)程等所致。（酸化）上向流曝氣生物濾池的優(yōu)點(diǎn)（酸化）曝氣生物濾池的優(yōu)點(diǎn)在本工藝中，采用水解（酸化）池代替現(xiàn)有的初沉池，除達(dá)到截留污水中懸浮物的目的外，還具有部分生化處理能力。水解池用較短的時(shí)間和較低的能耗完成了部分有機(jī)污染物的凈化過(guò)程，水解（酸化）曝氣生物濾池組合工藝較常規(guī)工藝節(jié)能35%～40%。（3）水解（酸化）工藝基建費(fèi)用較常規(guī)初沉池基建費(fèi)用低，且不需要大量的水下設(shè)備維護(hù)，處理效果穩(wěn)定，管理方便。采用向上流曝氣生物濾池工藝的城市污水處理廠總占地面積只有氧化溝工藝的1/3。高濃度的微生物量使得濾池的容積負(fù)荷大大增加，所以池容和占地面積大大降低。由于上向流曝氣生物濾池對(duì)污水中懸浮物的生物截留作用，使出水中的SS很少，完全達(dá)到國(guó)家所需要的排放標(biāo)準(zhǔn)，故濾池后面不需設(shè)置二沉池。同時(shí)由于高濃度的微生物以膜狀存在于濾池的填料表面，其本身就耐水量的沖擊，而高濃度的固定生物膜使得濾速增大而不會(huì)使微生物流失，所以對(duì)水量、水質(zhì)具有較強(qiáng)的抗沖擊負(fù)荷能力。（3）簡(jiǎn)化處理流程由于上向流曝氣生物濾池的生物截留作用，處理后水中SS很少，故不需設(shè)置二沉池和污泥回流泵房，處理流程簡(jiǎn)化，使占地面積進(jìn)一步減少。在德國(guó)和法國(guó)已分別建成多座日處理量30萬(wàn)立方米以上的城市污水處理廠。由于該工藝流程短、池容積小和占地省，使基建費(fèi)用大大低于常規(guī)二級(jí)生化處理。其填料為無(wú)機(jī)燒結(jié)材料，經(jīng)久耐用且不需更換，所以設(shè)備維護(hù)費(fèi)用較低。 由于相關(guān)工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，一些先進(jìn)的自動(dòng)化設(shè)備如液位傳感器、在線溶氧測(cè)定儀、定時(shí)器、變頻器及微電腦等產(chǎn)品的出現(xiàn)，使得上向流曝氣生物濾池系統(tǒng)運(yùn)行管理自動(dòng)化得以順利實(shí)現(xiàn)，其管理變得簡(jiǎn)單易行。其原理是通過(guò)對(duì)兩組濾池或同一座濾池內(nèi)分別人為地造成好氧、厭氧的生物環(huán)境，不僅能去除一般有機(jī)物和懸浮固體，而且還能去除營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)氮和部分磷，在降解污水中有機(jī)物的同時(shí)，去除污水中氮和部分磷，因?yàn)榈土资蔷S持水生物生長(zhǎng)的主要營(yíng)養(yǎng)物，其處理效果主要取決與供氧條件和曝氣與非曝氣階段的比例。（8）構(gòu)筑物模塊化，有利于今后的擴(kuò)建上向流曝氣生物濾池單元為模塊化結(jié)構(gòu)，可較好滿足城市污水處理廠分期建設(shè)的要求。4 構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)計(jì)算溢流井是進(jìn)水量大于處理量時(shí)或因廠內(nèi)事故原因造成減少處理量時(shí)將污水溢流走的構(gòu)筑物。當(dāng)源水量大于進(jìn)水量時(shí)，溢流閥打開(kāi)，多余的水經(jīng)溢流管排走，以保證后續(xù)工藝安全運(yùn)行。溢流井有源水井、溢流管、進(jìn)水管三條管路。三條管路均為內(nèi)徑2米的管道。溢流井的進(jìn)水和溢流管都設(shè)有閘閥，形式為外螺旋式，特點(diǎn)為閘門(mén)上下運(yùn)動(dòng)時(shí)螺桿不旋轉(zhuǎn)，螺桿也豎直運(yùn)動(dòng)。溢流井中水流停留時(shí)間極短，設(shè)計(jì)尺寸長(zhǎng)寬高為3m3m4m。)， 取a=60176。, ② 柵槽與水渠道連接處的漸窄部分長(zhǎng)度 ,m ③ 通過(guò)格柵的水頭損失 ，m 其中，為設(shè)計(jì)水頭損失，m為計(jì)算水頭損失,mg為重力加速度, 。設(shè)柵條斷面為銳邊矩形斷面, =.(3)柵后槽總高度 H,m設(shè)柵前渠道超高= (4)柵槽總長(zhǎng)度 L, m (5)每日柵渣量W, 其中， W1 為柵渣量，m3/103 m3污水Kz 為總變化系數(shù)，格柵間隙為10～25 mm時(shí) ，W = ～ m3/103 m3污水格柵間隙為30～50 mm時(shí) ，W = ～ m3/103 m3污水本工程格柵間隙為20mm，取W = m3/103 m3污水W ∴采用機(jī)械清渣(6)實(shí)際過(guò)柵流速V = = = (m/s) 附屬設(shè)備的選型 機(jī)械清渣選用GSHZ 型回轉(zhuǎn)式格柵除污機(jī)。② 耐腐蝕性好、耗能省、噪音小。（2）適用范圍① 給排水工程泵站、進(jìn)水口細(xì)格柵間，清除細(xì)格柵上的柵渣。③ 制糖、釀酒、食品加工中的固液分離。設(shè)計(jì)停留時(shí)間 6h。水泵強(qiáng)制循環(huán)攪拌，是在調(diào)節(jié)池底部設(shè)穿孔管，穿孔管與水泵壓力水相連，用壓力水進(jìn)行攪拌。其缺點(diǎn)是穿孔管容易堵塞，檢修也不太方便，影響使用。根據(jù)調(diào)節(jié)池的有效容積，攪拌功率一般按1 污水4～8W選配攪拌設(shè)備。將3臺(tái)潛水?dāng)嚢铏C(jī)，分別安裝在進(jìn)水端及中間部位。其中，LX200－150－17為兩臺(tái)，LX125－100－11為一臺(tái)，2開(kāi)1備。具有極佳的抗堵塞性能和抗纏繞性能。（3）型號(hào)及技術(shù)參數(shù) 表42 污水提升泵的型號(hào)及技術(shù)參數(shù)型號(hào)流量