【正文】 愈發(fā)嚴(yán)重，地下水污染對環(huán)境和經(jīng)濟(jì)造成的影響也越來越大。 可以看出，我國水污染已經(jīng)十分嚴(yán)重了。特別是在改革開放后，我國的資本業(yè)迅速膨脹，工業(yè)得到快速發(fā)展，污水處理行業(yè)也不可避免的發(fā)展起來了。具體數(shù)據(jù)見表13。據(jù)可靠數(shù)據(jù)分析，到目前為止中國平均城鎮(zhèn)污水的處理效率大約只有百分之四十，在所有城市中，只有首都北京的污水處理效率最高，達(dá)到了百分之八十九點(diǎn)三。原因可能是在運(yùn)行維護(hù)污水廠的成本比較高，很多城鎮(zhèn)還沒有建設(shè)相應(yīng)的污水廠，而且污水廠的實際處理能力遠(yuǎn)沒有達(dá)到當(dāng)初設(shè)計污水廠的污水處理量。表14是中國和其他國家城鎮(zhèn)處理污水率比較。經(jīng)過思考后我推測我國污水行業(yè)的問題主要有：(1)市場秩序規(guī)則有很大問題。(2)水污染治理行業(yè)還處在發(fā)展的初期。（3）污水處理廠盲目選擇熱門工藝，沒有因地制宜。此外，產(chǎn)生的污泥沒有有效處置，給環(huán)境造成了再次污染。因此，我感覺我國的污水處理行業(yè)未來還是有廣闊的發(fā)展之路的，只是同時存在技術(shù)與資金的問題。 本課題研究的意義及目的目前，我國城鎮(zhèn)處理污水的比例和效率都相對比較低，老百姓的生活污水，工業(yè)迅速發(fā)展產(chǎn)生的廢水，農(nóng)業(yè)上農(nóng)藥的不節(jié)制使用產(chǎn)生的水污染，都是使我國的水污染問題遲遲難以解決。水對于人類生產(chǎn)生活，盡管是不可或缺的必需品，但是水是可以循環(huán)再生的。污水廠處理后的污水可以進(jìn)行循環(huán)使用不僅代替了清潔水的使用，還減少了污水的排放，水處理循環(huán)使用是解決國內(nèi)水資源問題的不二之選。氧化溝工藝是相對比較成熟的工藝，許多中小型污水處理廠都采用氧化溝法處理技術(shù)。污水的種種特點(diǎn)和數(shù)據(jù)指標(biāo)都可以表明其只是普通生活污水。目前對污水的處理比較傾向于使用活性污泥法和生物膜法。 兩種生物處理方法的比較(1) 活性污泥法中污水和活性污泥在曝氣池中接觸混合，通過曝氣使得活性污泥中微生物對污水中有機(jī)物充分完全的進(jìn)行反應(yīng)。(2) 活性污泥中的微生物需要氧氣來進(jìn)行對有機(jī)物的反應(yīng)，所以反應(yīng)過程中需要持續(xù)進(jìn)行曝氣，讓有機(jī)物被更好的分解(3) 活性污泥法中設(shè)計二沉池，為了讓反應(yīng)過后的污泥和水分離，讓出水液澄清。(4)污泥回流：對污泥的提升、剩余污泥的處理、污泥的回流系統(tǒng)。活性污泥法新工藝主要有：SBR 工藝、工藝、氧化溝工藝等一系列先進(jìn)工藝， 目前氧化溝工藝在大中型污水處理廠中比較常見，是一種比較好的污水處理工藝。 活性污泥法的工藝有： (一)傳統(tǒng)活性污泥法； (二)的工藝； (三)SBR的工藝； (四)氧化溝法； (五)生物濾池； 不同工藝的對比，分析它們各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)：（1） 傳統(tǒng)活性污泥法初沉池 沉砂池泵站格柵原水二沉池曝氣池排放消毒脫水消化濃縮 圖21 普通活性污泥法工藝流程(1)在曝氣池內(nèi)的反應(yīng)微生物經(jīng)歷了完整生長周期；(2)處理污水的能力不錯，效果也不錯，能去除90%的BOD；(3)傳統(tǒng)活性污泥法處理污水時穩(wěn)定性高；2．缺點(diǎn)(1)曝氣池負(fù)荷過多有機(jī)物，為了避免由于缺氧對氧氣的消耗速率比較大，處理的污水濃度不能過高；(2)供養(yǎng)速率和好氧速率難以吻合；(3)對不同的進(jìn)水水質(zhì)和水量的不同變化，它的處理效果會大打折扣；(4)脫氮除磷效果一般（2） SBR工藝曝氣池初沉池原污水 間歇式曝氣 處理水 圖22 SBR工藝流程1．優(yōu)點(diǎn)(1)SBR整體工藝流程簡單清晰，構(gòu)筑物數(shù)量少，所以建造SBR的費(fèi)用比較低；(2)SBR中污泥比較容易沉淀，所以污泥膨脹的現(xiàn)象十分少見；(3)SBR經(jīng)過適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，對BOD、N、P也有很好的去除效果；(4)一般出水的的水質(zhì)優(yōu)于連續(xù)式；(5)自動化控制運(yùn)行操作、參數(shù)設(shè)定2．缺點(diǎn)(1)不好確定幾個同事運(yùn)行工序的時間；(2)經(jīng)過SBR處理的污水，到時候水質(zhì)不怎么穩(wěn)定；(3)SBR工藝整體的自動化程度要求比較高；(三) 工藝工藝的處理可以簡單形容為先厭氧反應(yīng)然后缺氧反應(yīng)再然后好氧反應(yīng)。2．缺點(diǎn)(1)對P的處理效果幾乎無法再進(jìn)一步提高；(2)當(dāng)然對污水中氮的去除效果，在現(xiàn)階段來看，以目前的技術(shù)也無法再次提高；(3)在沉淀池中，污水反應(yīng)需要的溶解氧的濃度很難以捉摸，對于污水廠來說是個難題。氧化溝工藝的曝氣采用延時曝氣，能比較好地除和N。氧化溝處理效率相對不錯，能去除95%的SS和，去除75%~83%的污水中的N。但是構(gòu)筑物面積比較大，所以占地面積比較高，比較適合建造在郊外。(2)氧化溝工藝無需放置初沉池。(4)污泥齡較長，有良好的脫氮效果；(5)反應(yīng)產(chǎn)生的污泥不多，所以大部分情況下也不用放置消化池；（五）生物濾池優(yōu)點(diǎn)：，操作容易，生物膜受到破壞較?。?，曝氣設(shè)備都不需要，氧氣來源依靠自然通風(fēng)。 方案的確定通過不同方案的比較，也經(jīng)過了我的細(xì)細(xì)思考，在不同的工藝面前我仔細(xì)的分析對比了它們各自的優(yōu)劣，最后我決定使用氧化溝工藝來設(shè)計本次設(shè)計。(一)被選方案的特點(diǎn)（氧化溝工藝的特點(diǎn)）1． 在構(gòu)造方面的特征(1)從遠(yuǎn)處看是呈現(xiàn)環(huán)狀的樣子，從平面上看呈橢圓形或者圓形狀。(2)氧化溝的進(jìn)水要求不是很高。在交替工作系統(tǒng)中，溢流堰控制池內(nèi)水流方向的變化；2．在水流混合方面的特征氧化溝的水流狀態(tài)，你可以看作是混合式也可以看作是推流式。而且氧化溝的獨(dú)特之處在于，其能分成不同的好氧區(qū)和厭氧區(qū)，這樣就能進(jìn)行硝化和反硝化的反應(yīng)，來去除氮和磷。下表21是氧化溝工藝主要參數(shù)。這一類型氧化溝主要是為了去除BOD,如果要同時脫氮除磷，三溝式氧化溝最大的特點(diǎn)就是三個氧化溝是組在一起，并列放置的，三個溝一個整體一起運(yùn)行，曝氣池由中間氧化溝來擔(dān)任，污水進(jìn)入兩側(cè)的氧化溝進(jìn)行有機(jī)物的分解，來去除氮和磷，處理的水從當(dāng)作沉淀池的氧化溝流出。 三溝式氧化溝的結(jié)構(gòu)特征三溝式氧化溝一般的水深達(dá)到了3米多，在兩側(cè)安裝曝氣機(jī)對污水進(jìn)行曝氣，比較特別的是兩側(cè)的氧化溝不是一直運(yùn)行的，他們是交替運(yùn)作的，交替運(yùn)行就能使污水一會處于缺氧一會處于好氧狀態(tài)。每個氧化溝都配有轉(zhuǎn)刷用以污水和環(huán)流。四、三溝式氧化溝的基本運(yùn)行方式三溝式氧化溝整個運(yùn)行的一周期可以被細(xì)分為六個小的階段，周期大約為8 小時。三池的工作狀態(tài)分別為：Ⅰ池為缺氧狀態(tài)，進(jìn)行反硝化降解部分有機(jī)物；Ⅱ池現(xiàn)在當(dāng)作好氧區(qū)，；Ⅲ池這時候是當(dāng)作沉淀池。Ⅰ池和Ⅱ池現(xiàn)在都是當(dāng)作好氧區(qū)運(yùn)行，Ⅲ這時候還是當(dāng)作沉淀池。但是Ⅰ池現(xiàn)在是沉淀狀態(tài)，Ⅱ池現(xiàn)在是當(dāng)作缺氧區(qū)使用，進(jìn)行反硝化，Ⅲ池現(xiàn)在還是當(dāng)作沉淀池。Ⅰ池現(xiàn)在當(dāng)作沉淀池了，Ⅲ池現(xiàn)在是缺氧區(qū)，Ⅱ池現(xiàn)在還是當(dāng)作好氧區(qū)。具體運(yùn)行方式見圖24表 22 三溝式氧化溝不同階段時間階段ABCDEF時間/h三溝式氧化溝除了上面演示的一種6階段的運(yùn)行方式外，如果外界的進(jìn)水水質(zhì)或者水量發(fā)生改變它還能靈活的改變其運(yùn)行方式，可是說三溝式氧化溝因其特殊的方式變成了靈活的多面手，能處理很多奇怪的情況。如果未來污水廠處理的污水負(fù)荷過大，污水處理廠需要進(jìn)行擴(kuò)建，我們也可以將整個三個氧化溝作為一個整體的曝氣池，然后按照傳統(tǒng)的活性污泥法的設(shè)計要求在整個三溝式氧化溝的后面增加二沉池以及污泥的處理設(shè)備啊，比較方便。其工藝處理效果穩(wěn)定，從管理方面上看也是不難的，而且因為構(gòu)筑物不是太多，整個污水處理廠的占地面積也不是太多，這樣就是節(jié)省了很多投資的費(fèi)用。當(dāng)前污水處理廠主流的發(fā)展方向都是為了更高的污水處理效果，減少污水廠整體的投資，運(yùn)行費(fèi)用也要少，操作也不難，比較符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的目標(biāo)。圖25 三溝式氧化溝工藝流程圖24 三池交替工作氧化溝系統(tǒng)的運(yùn)行過程圖25 三溝式氧化溝工藝流程圖 粗格柵格柵一般是用金屬柵條或篩網(wǎng)平行組成的，污水處理廠的端部或者污水管道、泵站的進(jìn)口處一般都會進(jìn)行安裝，較大的漂浮物和懸浮物會被截留下來。我們這個設(shè)計的污水廠的日處理量十分大，用人工清除的話，一來效率比較低，而且對工人的工作量太大，所以我決定采用機(jī)械清除。 污水泵房用電的費(fèi)用占污水處理廠運(yùn)行總費(fèi)用的很大一部分，水泵消耗大約40%的電能。(1)泵站特點(diǎn)和種類污水泵站常見種類：1）合建式矩形泵站，裝備有立式泵，自灌式的工作臺，當(dāng)水泵數(shù)量大于等于4臺時，采用矩形的形式，布置機(jī)器間和管道的附屬設(shè)備比較方便，但是我們需要注意它的占地面積還是相當(dāng)大的；2）合建式圓形泵站，與合建式矩形泵站相比，它也配備有立式泵，并且它的水利條件，從橫線對比來看比較好，造價低，啟動迅速方便。4）非自灌式泵房，這個泵房不能直接啟動，污水泵房中的水管也不能設(shè)置蝶閥，在污水廠工作的人員必須熟練嚴(yán)格的掌握相關(guān)的啟動操作，這對從業(yè)人員的素質(zhì)要求就比較高。(2) 泵站的布置泵站要和整個污水廠構(gòu)筑物合體，布局要好看合理。(3)泵房內(nèi)部的排水泵房的深度比較大，用機(jī)器來排水。自然通風(fēng)：布置全部用自然通風(fēng)，自然通風(fēng)風(fēng)力小，這樣就只能適合建造在地表的泵站或者埋深比較淺的泵站啦機(jī)械通風(fēng)：簡單來說就是使用機(jī)械設(shè)備進(jìn)行通風(fēng)或者一部分使用機(jī)械設(shè)備進(jìn)行通風(fēng)。 細(xì)格柵的確定污水經(jīng)過提升泵站后還會含有許多粒徑較小的懸浮物，粗格柵是無法攔截的，所以在泵房后面設(shè)置了這些細(xì)格柵，為的就是把那些還沒處理的粒徑較小的懸浮物再次處理。不然水中的顆粒就會損害管道和泵站，增加維修費(fèi)用。(1)平流沉砂池優(yōu)點(diǎn)：首先要說沉淀效果那是相當(dāng)不錯，抗擊水力沖擊又強(qiáng)，對溫度變化也不怕。缺點(diǎn)：占的地皮非常多，而且分配的水也不均衡。缺點(diǎn)：雖然占地面積小，但是它的深度大，就是打洞要深，施工困難，建造的費(fèi)用也高，而且對水力和溫度的沖擊它抵抗力差。(3)曝氣沉砂池優(yōu)點(diǎn)：能讓外裹的有機(jī)物的沙礫與有機(jī)物分離，曝氣量影響了污水的旋轉(zhuǎn)流速，曝氣量多，流速就快，總體上看去除顆粒的能力比較突出，但是沉砂量大。并且曝氣裝置的增加讓整體費(fèi)用也增加了。 消毒(1)接觸池：選用折板往復(fù)式池子。表23對比不同消毒劑。 接觸池的確定設(shè)計的污水廠主要處理生活污水。為了普通老百姓的健康，這些處理水當(dāng)然不能直接排入水中。接觸池的主要作用讓水與消毒劑接觸充分，讓消毒劑殺死水中的細(xì)菌和病原體，不同污水工藝使用不同的消毒方法，這樣接觸池的設(shè)計計算也是千差萬別。 計量設(shè)施 對于污水處理廠的設(shè)計來說計量設(shè)備是必不可少的，在接觸池后的出水流量、壓力等參數(shù)，本設(shè)計選擇巴氏計量槽。浮選濃縮池和重力濃縮池可以說是現(xiàn)今污水處理廠的常見面孔。(1)浮選濃縮池：適合處理活性污泥和生物濾池等產(chǎn)生的較輕污泥，但是費(fèi)用消耗高，而且裝載污泥的體積小。本設(shè)計決定采用間歇式重力濃縮池。 在現(xiàn)代化社會我當(dāng)然決定采用機(jī)械脫水的方法，板框式壓濾機(jī)是我選中的機(jī)器。其中地下運(yùn)輸就是管道運(yùn)輸，成本比較低、連續(xù)輸送比較衛(wèi)生。不同輸送方式比較見表24： 污泥不同輸送方式的經(jīng)濟(jì)比較方式最初成本管理費(fèi)輸送污泥成本管道輸送輪船裝運(yùn)卡車裝運(yùn)通過比較，本設(shè)計污泥采用管道輸送。經(jīng)過考慮后決定污水廠設(shè)計無需設(shè)置未來工程，即污水廠設(shè)計水量按照最高日最高時流量進(jìn)行設(shè)計，設(shè)計數(shù)據(jù)可滿足要求。其參數(shù)見表32表32 啟閉機(jī)性能表型號形式啟閉能力（噸）啟閉速度（m/min）手搖人數(shù)手電兩用螺桿式啟閉手動電動上升下降 進(jìn)水格柵間的設(shè)計關(guān)于污水廠的設(shè)計需要設(shè)計兩道格柵，一道粗格柵、一道細(xì)格柵。 粗格柵的設(shè)計計算需要設(shè)置三組格柵，兩用一備。 污水提升泵房 總揚(yáng)程估算 過格柵水頭損失；； （～）； 提升的最高水位：； 泵房外水管線長度：15m， 局部阻力系數(shù)：ζ=10； 泵房管線水頭損失：， 自由水頭：； 通過設(shè)計任務(wù)書，我們可以得出，進(jìn)水管管底標(biāo)高，管徑，則：（1）進(jìn)水管水面標(biāo)高： +=（2）格柵后水面標(biāo)高： =（3）集水池最低工作水位： = （4）集水池最低工作水位與最高水位差： == 水泵選型根據(jù)流量Q = ，選擇600WQ350012型潛水污水泵，共四臺，三用一備。 曝氣沉砂池 設(shè)計草圖曝氣沉砂池的草圖見圖33 設(shè)計計算(1) 池子的有效容積： 式（） 沉砂池有效總?cè)莘e，；最大設(shè)計流量，； 最大流量時流行時間，本設(shè)計取2min；==（2） 水流斷面面積： 式（）過水?dāng)嗝婷娣e，設(shè)計最大流速，；通常取，本設(shè)計取==（3）池總寬度： 式（）B——沉砂池總寬度，m；H——設(shè)計有效水深，m；；==每個池子寬度：設(shè) n=2 式（） = ==，符合（4） 池長： 式（）