【正文】 ，水污染控制技術有保護和改善環(huán)境、消除污水危害的作用，是保障人民健康和造福子孫后代的大事；從衛(wèi)生上講，水污染控制技術的興起對保障人民健康具有深遠的意義；對預防和控制各種疾病、癌癥或是“公害病”有著重要的作用；從經(jīng)濟上講，城市污水資源化，可重復利用于城市或工業(yè)，這是節(jié)約用水和解決淡水資源短缺的重要途徑，它將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益。這樣才能實現(xiàn)經(jīng)濟效益、社會效益和環(huán)境效益的統(tǒng)一[1]。東西最大直線距離33千米，南北48千米。表1 進水水質(zhì)和排放標準 單位：mg/L項 目pH值SSCODcrBOD5NH3－NTP進水水質(zhì)6～9150400200253排放標準6～9150602081 設計原則①執(zhí)行國家關于環(huán)境保護的政策，符合國家的有關法規(guī)、規(guī)范及標準。③功能分區(qū)明確，生產(chǎn)、生活、人、物、車流向合理。 設計依據(jù)設計任務書及相關原始數(shù)據(jù)《污水綜合排放標準》（GB897896）《城市污水處理廠污水污泥排放標準》（CJ302593）《污水排入城市下水道水質(zhì)標準》（CJ30821999）《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》（GB38382002）《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB189182002）2 污水處理工藝流程比較及選擇 工藝方案分析本項目污水處理的特點為：生活污水以有機污染物為主，BOD/COD= 可生化性較好，重金屬及其他難以生物降解的有毒有害污染物一般不超標，針對這些特點，以及出水要求，現(xiàn)有城市污水處理技術的特點，以采用生化處理最為經(jīng)濟。本市污水處理廠方案，既要考慮有效去除BOD5又要適當去除N和P，故可選擇三種典型的工藝流程，有三種可供選擇的工藝：（1）間歇式活性污泥法（SBR工藝）；（2）氧化溝工藝；（3）好氧—缺氧（A/O）脫氮工藝[2]。主要特點如下：（1）SBR工藝SBR是序批間歇式活性污泥法的簡稱，是一種按間歇曝氣方式來運行的活性污泥水處理技術，又稱序批式活性污泥法。五個工序都在一個設有曝氣或攪拌裝置的反應器中依次進行，所以省去了傳統(tǒng)活性污泥法中的沉淀池和污泥回流設施。優(yōu)點如下：① 工藝流程簡單，運轉(zhuǎn)靈活，基建費用低；② 處理效果好，出水可靠；③ 具有較好的脫氮除磷效果；④ 污泥沉降性能良好；⑤ 對水質(zhì)水量變化的適應性強。（2）A/O工藝AO工藝法也叫厭氧好氧工藝法，A(Anacrobic)是厭氧段，用與脫氮除磷；O(Oxic)是好氧段，用于除水中的有機物[4]。O段的前段采用強曝氣，后段減 ，少氣量，使內(nèi)循環(huán)液的DO含量降低，以保證A段的缺氧狀態(tài)[4]。從外，內(nèi)循環(huán)液來自曝氣池，含有一定的DO，使A段難以保持理想的缺氧狀態(tài)，影響反硝化效果，脫氮率很難達到90％。（3）氧化溝工藝氧化溝又稱循環(huán)混合式活性污泥法。普通卡魯賽爾氧化溝處理污水的原理如下：氧化溝中的污水直接與回流污泥一起進入氧化溝系統(tǒng)。在曝氣機下游，水流由曝氣區(qū)的湍流狀態(tài)變成之后的平流狀態(tài)，水流維持在最小流速，保證活性污泥處于懸浮狀態(tài)。經(jīng)過缺氧區(qū)的反硝化作用，混合液進入有氧區(qū)，完成一次循環(huán)。由于結(jié)構(gòu)的限制，這種氧化溝雖然可以有效去除BOD，但脫氮除磷的能力有限[5]。② 處理效果穩(wěn)定，出水質(zhì)好，并可實現(xiàn)脫氮。④ 能承受水量，水質(zhì)沖擊負荷，對高濃度工業(yè)廢水有很大的稀釋能力氧化溝的缺點如下：① 單純的氧化溝工藝的除磷效率很低，需要增設厭氧段才能達到一定的除磷效率。 工藝的比選對SBR工藝、氧化溝工藝、A/O工藝進行比選。（2）不設初沉池，有機性懸浮物在氧化溝內(nèi)能達到好氧穩(wěn)定的程度。（4）脫氮效果還能進一步提高。而SBR工藝僅適合處理量為10萬t/d以下的處理廠，所以本課題選擇氧化溝處理工藝。格柵曝氣沉砂池氧化溝二沉池接觸消毒池污泥泵房濃縮池儲泥池脫水間剩余污泥污泥回流柵渣砂水分離泥餅外運城市污水出水厭氧池圖1 Carrousel型氧化溝的污水處理工藝流程3 工藝流程設計計算 設計流量平均流量：設計流量： 中格柵城市污水含有大量懸浮物和漂浮物，故需要設置格柵以攔截較大的懸浮固體物質(zhì)。格柵的間隙應根據(jù)水體的實際需要設置，想用一種規(guī)格格柵截留各種漂流物是行不通的，進水格柵的間隙和道數(shù)應根據(jù)處理要求設計。主要設計參數(shù)：柵條寬度S=10mm； 柵條間隙寬度b=30mm；過柵流速v2=； 柵前渠道流速v1 =；柵前渠道水深h=； 格柵傾角 75176。（1）柵條間隙數(shù)個 （）（2）柵槽寬度B （）（3）進水渠道漸寬部分的長度設進水渠道寬 B=，漸寬部分展開角α1=20o， （）（4）柵槽與出水渠道連接處的漸寬部分長度 （）（5）通過格柵的水頭損失設柵條斷面為銳邊矩形斷面， （）= 式中，h1為設計水頭損失，m；ho為計算水頭損失，m，；g為重力加速度，m/s2；k為系數(shù)，格柵受污物堵塞時水頭損失增大倍數(shù)，一般采用3；為阻力系數(shù)，與柵條斷面形狀有關，可按手冊提供的計算公式和相關系數(shù)計算。（9）每日柵渣量W 取污水，KZ=，代入數(shù)據(jù)得 （）（10）格柵選擇 采用機械除渣。提升泵房最高水位與最低水位差為，則提升泵揚程為：H=++3=。 CP(T)5110400型沉水式污物泵參數(shù)出口直徑/mm流量m3/h揚程/m極數(shù)效率﹪功率/kW 細格柵主要設計參數(shù)：柵條寬度S=10mm 柵條間隙寬度b=10mm過柵流速v1=柵前渠道水深h=； 格柵傾角 數(shù)量座（1）柵條間隙數(shù)個（2）柵槽寬度（3）進水渠道漸寬部分的長度 設進水渠寬B1=，其漸寬部分展開角度，進水渠道內(nèi)的流速為[6]。（7）柵渠過水斷面柵渠尺寸（寬深）。格柵間隙為10~25mm時，W1=~；格柵間隙為30~50mm時，W=~。根據(jù)流量及設備選型表，選擇兩臺XHG1800型回轉(zhuǎn)式格柵除污機。由于曝氣沉砂池和環(huán)流式沉砂池對流量變化的適應性較強，除砂效果好且穩(wěn)定，條件許可時，建議盡量采用曝氣式沉砂池和環(huán)流式沉砂池。設計流量（按最大流量設計）Qmax=；停留時間 3min；水平流速 ；沉砂量 30m3/106m3（污水）；曝氣量 （空氣）/m3（污水）；。（1）有效容積 （）（2）水流斷面積 （）取有效水深為為，則池寬 沉沙池分為兩格，則每格寬度。（4）每小時所需空氣量d為每立方米所需空氣量，取d= （）（5）沉砂室沉砂斗體積 為沉砂時間取，為城市污水沉砂量，污水。② 沉砂斗上口寬 （）式中：斗高，??；斗底寬，??；斗壁與水平面的傾角。沉砂室由兩部分組成：一部分為沉砂斗另一部分為沉沙池坡向沉砂斗的過渡部分，沉砂室的寬度為。 集砂量及排砂設備（1）每天沉砂量V （）采用行車式排砂機，配備一臺型沉砂池吸砂機，每2d排砂一次。min160001000~30002~5 曝氣系統(tǒng)（1）曝氣量 （）（2）風機選擇選用兩臺型羅茨鼓風機（一備一用），配以型電動機（功率為）。min1軸功率La/kW電機功率P0/kW（3）空氣管道計算 按風機實際風量計算 干管管徑，取。 （） 每隔一米分出兩格支管，則總支管數(shù)為個，每一支管氣量。 （）驗算氣流速度，符合要求。設計最大流量：Q=105m3/d=5000m3/h； 設計平均流量：Qa=1105m3/d；座數(shù)：4； 總污泥齡：；MLSS=3500mg/L； 污泥產(chǎn)率系數(shù)Y=；曝氣裝置：采用倒傘式表曝機，曝氣池內(nèi)DO＝。傳統(tǒng)卡魯賽爾氧化溝的脫氮功能是通過溝中溶解氧沿溝長的濃度實現(xiàn)的。表曝機的轉(zhuǎn)動將水流提升向四周擴散，形成漩渦流并向前推進，它同時發(fā)揮著充氧、攪拌和推流的功能[8]。本設計θC=10d。溝寬也要參數(shù)所選曝氣設備確定，一般取5～10m。（4）未設表曝機的轉(zhuǎn)彎處需設置導流墻，改善流態(tài)，提高內(nèi)側(cè)流速，防止污泥沉淀[8]?！?0186。 活性污泥工藝的最小泥齡和建議泥齡表 (T=10186。 反應池MLSS取值范圍表處理目標MLSS(kg/m3)有初沉池無初沉池無硝化～～有硝化（和反硝化）～～污泥穩(wěn)定 BOD負荷波動系數(shù)表泥齡θC（d）468101525波動系數(shù)fc SVI設計值表 （mg/L）處理目標SVI（mg/L）含有利的工業(yè)廢水含不利的工藝廢水無硝化100～150120～180有硝化（和反硝化）100～150120～180污泥穩(wěn)定75～120120～150 設計計算（1）確定設計污泥齡 ，取硝化泥齡θCO=10d （） 式中：N0—需反硝化的硝態(tài)氮濃度，mg/L； Ne—需反硝化的硝態(tài)氮濃度，mg/L； N —進水總氮濃度，mg/L； S0—進水BOD濃度，mg/L； Se—出水BOD濃度，mg/L； （） 式中：Kde—反硝化速率，kgNO3/kgBOD； 總泥齡為 （） 表中：V—氧化溝（包括缺氧溝和好氧溝）總?cè)莘e（m3）； VD—缺氧池容積（m3）； θCd—反硝化泥齡（d）； θCO—硝化泥齡（d）； θC —總泥齡（d）。 K —修正系數(shù)，取K=； X0—進水懸浮物濃度，mg/L； T —設計水溫，℃；核算污泥負荷： （）（3）確定污泥濃度 按表 ，要使污泥穩(wěn)定，取X=用污泥回流比反復復核。 回流污泥濃度按下式計算： （）（4）計算好氧溝容積 （）（5）計算缺氧溝容積 （）（6）氧化溝總池容 （） 其中好氧溝占80%，缺氧溝占20%。 每座氧化溝設計最大水量 Q39。=1105/4m3/d=25000m3/d=1042m3/h