【正文】 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 2 頁 國內(nèi)外發(fā)展概況 隨著人類社會的不斷發(fā)展，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，城市的用水量和排水量都在不斷增加，加劇了用水緊張和水質(zhì) 污染，環(huán)境問題日益突出，由此造成的水危機(jī)已經(jīng)成為社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要制約因素。 我國城市污水處理相對于國外發(fā)達(dá)國家，起步較晚，到現(xiàn)在為止，全國還有 60%的城市污水得不到妥善的處理，城市污水處理率較低， 很多老城區(qū)的排水管網(wǎng)甚至不成系統(tǒng)。 設(shè)計依據(jù)及原則 設(shè)計依據(jù) 1） 《室外排水設(shè)計規(guī)范》 GBJ1487 2） 《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》 GB38382021 3） 《工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn)》 GB1234890 4） 《泵站設(shè)計規(guī)范》 GB/T 5026597 5） 《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》 GB189182021 6） 《給水排水設(shè)計規(guī)范》 GBJ1588 設(shè)計原則 污水處理工程設(shè)計過程當(dāng)中應(yīng)遵循下列原則： 1） 污水處理工藝技術(shù)方案，達(dá)到治理要求的前提下應(yīng)優(yōu)先選擇投資和運(yùn)行費(fèi)用少、運(yùn)行管理簡便的工藝； 2） 所用污水、污泥處理技術(shù)和其他技術(shù)不僅要求先進(jìn)，更要求成熟可靠； 3） 和污水處理廠配套的廠外工程應(yīng)同時 建設(shè)，以使污水處理廠盡快完全發(fā)揮效益； 4） 污水處理廠出水應(yīng)盡可能回用，以緩解城市嚴(yán)重缺水問題； 5） 污泥及浮渣處理應(yīng)盡量完善，消除二次污染； 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 3 頁 6） 盡量減少工程用地。進(jìn)水水質(zhì)見下表 。污水排放標(biāo)準(zhǔn)見表 。污水生物處理技術(shù)分為好氧生物處理、缺氧生物處理和厭氧生物處理。目前對于城市生活污水的處理多為好氧處理。 污水中含有足夠的可溶解性易降解有機(jī)物，作為微生物生理活動所必需的營養(yǎng)物質(zhì)。 活性污泥連續(xù)回流，同時，還要及時地排出剩余污泥，使曝氣池中保持恒定的活性污泥濃度。 沒有對微生物有毒害作用物質(zhì)進(jìn)入。對微生物來講，碳、氮、磷營養(yǎng)有一定的比例，一般為 BOD5： N： P=100： 5： 1。如果某種營養(yǎng)元素低于需求可以加淀粉漿料補(bǔ)充碳源，投加尿素、硫酸銨等補(bǔ)充氮源，投加磷酸鉀、磷酸鈉等補(bǔ)充磷源。溫度適宜，能夠促進(jìn)、強(qiáng)化微生物的生理活動，溫度不適宜，能夠減弱甚至破壞微生物的生理活動。一般好氧 生物處理中的微生物多屬于中溫微生物，其生長繁殖的最適溫度范圍為 20～37℃ 。 PH 值對微生物的影響主要作用于：引起細(xì)胞膜電荷的變化，從而影響了微生物對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收，改變生長環(huán)境中營養(yǎng)物質(zhì)的可給性。高濃度的氫離子還可導(dǎo)致菌體表面蛋白質(zhì)和核酸水解而變性。在好氧生物處理中，如果溶解氧不足，其活性將受到影響，新陳代謝能力降 低，同時對溶解氧要求較低的微生物將逐步成為優(yōu)勢種屬，影響正常的生化反應(yīng)過程，造成處理效果下降。 原污水可生化性分析 污水處理廠進(jìn)水營養(yǎng)物比值見下表 。因此， 對污水營養(yǎng)成分的分析以及判斷污水能否采用生物處理是設(shè)計污水生物處理工程的前提。綜合國內(nèi)外的研究成果，一般認(rèn)為 BOD5/ 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 6 頁 CODCr的比值＞ 可生化性較好， BOD5/ CODCr的比值＜ 較難生化， BOD5/ CODCr的比值＜ 不易生化。一般認(rèn)為， C/N≥ 3，即可認(rèn)為污水有足夠的碳源供反硝化菌利用，才能進(jìn)行有效脫氮。進(jìn)水中的 BOD5是作為營養(yǎng)物質(zhì)供除磷菌活動的基質(zhì)， BOD5/ TP 是衡量能否達(dá)到除磷的重要指標(biāo)，一般認(rèn)為該值要大于 20，比值越大，生物除磷效果越好。 污水處理廠工藝方案比選 城市污水處理廠設(shè)計處理方案時，既要考慮有效去除 BOD5又要考慮適當(dāng)去除 N、P。 A2/O 工藝 奧貝爾（ Orbal）氧化溝工藝 周期循環(huán)曝氣活性污泥法（ CASS）工藝 A2/O 工藝 AAO 工藝，亦稱 A2/O 工藝，是英文 AnaerobicAnoxicOxic 第一個字母的簡稱，按實(shí)質(zhì)意義來說，本工藝稱為厭氧 —缺氧 —好氧法。 A2/O 工藝 由厭氧段和好氧段組成，兩段可以分別建也可以合建，合建時兩段應(yīng)該以隔板隔開。好氧段結(jié)構(gòu)型式與普通活性污泥法相同，且要保證溶解氧不低于 2mg/L，水力停留時間 2～ 4 小時。 A2/O 工藝優(yōu)點(diǎn)： 1） 在厭氧的好氧交替運(yùn)行條件下，絲狀菌得不到大量增殖，污泥不易膨脹。 3） 基建費(fèi)用低，具有較好的脫氮、除磷功能。 5） 具有提高對難降解生物有機(jī)物去除效果，運(yùn)轉(zhuǎn)效果穩(wěn)定。 7） 管理維護(hù)簡單，運(yùn)行費(fèi)用低。 9） 出水水質(zhì)好，較易于深度處理，出水水質(zhì)穩(wěn)定，對外界條件變化有一定的適應(yīng)性。 2） 需增加內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)。奧貝爾氧化溝為多環(huán)反應(yīng)器系統(tǒng)，通常由三個同心的進(jìn)水 厭氧池 缺氧池 好氧池 沉淀池 回流污泥 排放 剩余污泥 圖 A2/O工藝流程圖 內(nèi)循環(huán) 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 8 頁 溝渠串聯(lián)組成，溝渠呈圓形或橢圓形。 奧貝爾氧化溝有兩個特點(diǎn)，其一是使用曝氣盤。盡管盤厚很薄，但具有良好的混合功能。其二是其反應(yīng)器的形式為獨(dú)特的同心圓形的多溝槽系統(tǒng)，因?yàn)閹讉€串聯(lián)的完全混合槽和單槽的動力學(xué)是不同的，奧貝爾系統(tǒng)中的每一圓形溝渠均表現(xiàn)單個反應(yīng)器的特性。 3） 奧貝爾（ Orbal）氧化溝的工藝特點(diǎn) ① 總投資省。此外，氧化溝的緩沖能力較強(qiáng)，污水可以不設(shè)調(diào)節(jié)池。奧貝爾氧化溝一般為延時曝氣，由于污泥齡較長，污泥量少，因此污泥處理費(fèi)用較低。奧貝爾氧化溝的出水有機(jī)物比其他的活性污泥法都低，在外溝道形成交替的耗氧和大區(qū)域的缺氧環(huán)境，較高程度地發(fā)生 ―同時消化反硝化 ‖，即使在不設(shè)內(nèi)回流的條件下，也能獲得較好的脫氮效果。 ⑤ 技術(shù)先進(jìn)成熟，管理維護(hù)簡單。 進(jìn)水 沉砂池 奧貝爾氧化溝 沉淀池 回流污泥 排放 剩余污泥 圖 奧貝爾（ Orbal）氧化溝工藝流程圖 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 9 頁 ⑦ 容積及設(shè)備利用率不高。這是奧貝爾氧化溝的缺點(diǎn)，其轉(zhuǎn)盤動力效率不超過(kWh)。設(shè)置周期選擇器的主要目的是使系統(tǒng)選擇出絮凝性能好，抗沖擊性強(qiáng)的優(yōu)質(zhì)細(xì)菌，其容積約占整個池子的 10%。 CASS 工藝對污染物質(zhì)的降解是一個時間上的推流過程，其構(gòu)筑物集反應(yīng)、沉淀、排水于一體，是一個好氧 /缺氧 /厭氧交替運(yùn)行的過程，因此具有一定的脫氮除磷效果。雖然 CASS 工藝設(shè)計時均考慮為連續(xù)進(jìn)水，但在設(shè)計運(yùn)行中即使有間斷進(jìn)水，也不影響處理系統(tǒng)的運(yùn)行。 ③ 運(yùn)行過程的非穩(wěn)態(tài)性 每個工作周期內(nèi)排水開始時 CASS 池內(nèi)液位最高，排水結(jié)束時，液位最低，液位的變化幅度取決于排水比，而排水比與處理廢水的濃度、排水標(biāo)準(zhǔn)及生物降解的難易程度有關(guān)。 ④ 溶解氧周期性變化，濃度梯度高 CASS 在反 應(yīng)階段是曝氣的，微生物處于好氧狀態(tài)，在沉淀和排水階段不曝氣，微生物處于缺氧甚至厭氧狀態(tài)。實(shí)踐證實(shí)對同樣的曝氣設(shè)備而言， CASS 工藝與傳統(tǒng)活性污泥法相比有較高的氧利用率。 4） CASS 工藝主要優(yōu)點(diǎn) ① 工藝流程簡單，占地面積小，投資較低。 ② 生化反應(yīng)推動力大。 ③ 沉淀效果好。 ④ 運(yùn)行靈活，抗沖擊能力強(qiáng)，可實(shí)現(xiàn)不同的處理目標(biāo)。 ⑤ 不易發(fā)生污泥膨。 CASS 工藝可以應(yīng)用于大型、中型及小型污水處理工程，比 SBR 工藝適用范圍更廣泛。傳統(tǒng)活性污泥法的泥齡僅 2～ 7 天，而 CASS 法泥齡為 25～ 30 天，所以污泥穩(wěn)定性好，脫水性能佳，產(chǎn)生的剩余污泥少。 ⑧ 生化池分為生物選擇器、厭氧區(qū)和主曝氣區(qū)，利用生物選擇器及厭氧區(qū)對磷的釋放、反硝化作用以及對進(jìn)水中有機(jī)底物的快速吸附及吸收作用，增強(qiáng)了系統(tǒng)的穩(wěn)定性；進(jìn)水 沉砂池 CASS 池 回流污泥 排放 剩余污泥 圖 CASS工藝流程圖 格柵 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 11 頁 同時，曝氣區(qū)和靜止沉淀的過程中都同時進(jìn)行著消化和反硝化反應(yīng)，因而具有脫氮除磷的作用。 CASS 工藝主要缺點(diǎn)為：設(shè)備閑置率高，因采用降堰排水，水頭損失大；由于自動化程度高，故對操作人員的素質(zhì)要求也高。 A/A/O 法除磷效果難于再行提高，污泥增長有一定的限度，不易提高，特別是當(dāng) P/BOD 值高時更是如此 。 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 12 頁 從節(jié)約投資、處理效果及運(yùn)行管理方面考慮， 結(jié)合項目時間情況， 本次設(shè)采用周期循環(huán)曝氣活性污泥法（ CASS）工藝。 已知： Q = 16000 m3/d = m3/s = 185L/s ??zK 最大時流量（最大設(shè)計流量）： smQKQ z / 8 3m a x ????? sLQKQ z /2 8 8 5m a x ????? 功能：去除廢水中較大的懸浮物、漂浮物、纖維物質(zhì)和固體顆粒物質(zhì)，以保證后續(xù)處理單元和水泵的正常運(yùn)行，減輕后續(xù)處理單 元的處理負(fù)荷，防止堵塞排泥管道。 則 60s ????n ＝ 取 33 個 柵槽寬度 設(shè)柵條寬度 S＝ 10 ?（ ） 則柵槽寬度 B＝ S(n1)+bn+ （ ） ＝ (331)+33+ ＝ 由柵槽寬度 B 可以知道，柵槽寬度較寬，為了便于檢修，可以設(shè)置兩套粗格柵，則每套粗格柵柵條間隙數(shù)為 33/2 ≈17個。 表 FH900 型型旋轉(zhuǎn)式格柵除污機(jī)參數(shù) 型號 格柵寬度/mm 柵條間距 /mm 適用槽寬/m 電機(jī)功率/KW 格柵傾角 耙行速度 /（ m/min） FH900 900 25 1000 60186。 111 2 ?tg BBL ?? = ?202 tg? = m （ ） 柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度 212 LL ? = = （ ） 過柵水頭損失 01 khh ? ??? s i n2g 20 ?h （ ） 試中 h1—過柵水頭損失， m； H0—計算水頭損失， m； g —重力加速度， ； k —系數(shù)，格柵受污物堵塞后，水頭損失增大的倍數(shù)，一般 k =3； ? —阻力系數(shù)，與柵條斷面形狀有關(guān)， 3/4b ??????? S?? ，當(dāng)為矩形斷面時， ? ＝ 。 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 17 頁 kSh ??? s in2gb 23/41 ??????? （ ） 360s i n 23/41 ?????????? ?h＝ m 柵后槽總高度 設(shè)柵前渠道超 高 h2 = H = h + h1 + h2 （ ） = + + = m 式中 H—柵后槽總高度， m h—柵前水深， m 柵槽總長度 ? 121 HLLL ????? （ ） ?06tg ????? = m 每日柵渣量計算 W 在格柵間隙 25mm的情況下，設(shè)柵渣量為每 1000 m3污水產(chǎn) m3。 泵站的設(shè)計計算 泵房規(guī)范要求 1）污水泵站的設(shè)計流量，應(yīng)按泵 站進(jìn)水總管的最高日最高時流量計算確定。泵站的地面建筑物造型應(yīng)與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)，做到適用、經(jīng)濟(jì)、美觀，泵站內(nèi)應(yīng)