改良氧化溝工藝畢業(yè)設(shè)計(jì)--生活污水廠設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　2013屆畢業(yè)生</b></p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　題 目:某縣 5.0萬(wàn)噸/天生活污水廠設(shè)計(jì)（改良氧化溝工藝）</p><p>　　院系名稱： 化 學(xué) 學(xué)院 專業(yè)班級(jí)： </p><p>　　學(xué)

2、生姓名： 學(xué) 號(hào)： </p><p>　　指導(dǎo)教師： 教師職稱： 教 授 </p><p>　　2013年05月18日</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1.緒論1&l

3、t;/b></p><p>　　1.1氧化溝的基本概念、原理和技術(shù)發(fā)展1</p><p>　　1.1.1氧化溝的基本概念和原理2</p><p>　　1.1.2氧化溝技術(shù)的演變及發(fā)展2</p><p>　　1.2氧化溝脫氮除磷的矛盾關(guān)系及某些解決方法3</p><p>　　1.2.1污泥泥齡3</

4、p><p><b>　　1.2.2碳源3</b></p><p>　　1.2.3硝酸鹽4</p><p>　　1.2.4系統(tǒng)的硝化和反硝化容量問(wèn)題4</p><p>　　1.3氧化溝的曝氣和混合推動(dòng)設(shè)備4</p><p>　　1.3.1曝氣設(shè)備5</p><p>　　

5、1.3.2水下推進(jìn)設(shè)備5</p><p>　　1.3.3氧化溝曝氣設(shè)備選型及設(shè)計(jì)關(guān)鍵6</p><p>　　1.4四溝式氧化溝工藝原理及特點(diǎn)6</p><p>　　1.4.1工藝原理6</p><p>　　1.4.2四溝式氧化溝工藝特點(diǎn)6</p><p><b>　　2.設(shè)計(jì)說(shuō)明書8</b&

6、gt;</p><p>　　2.1污水處理廠設(shè)計(jì)規(guī)模8</p><p>　　2.2進(jìn)水水質(zhì)及出水所需達(dá)到的目標(biāo)8</p><p><b>　　2.3流程說(shuō)明8</b></p><p><b>　　2.3.1格柵9</b></p><p>　　2.3.2進(jìn)水泵房10&

7、lt;/p><p>　　2.3.3旋流沉砂池10</p><p>　　2.3.4厭氧混合池與氧化溝12</p><p>　　2.3.5二級(jí)提升泵房及廢水調(diào)節(jié)池14</p><p>　　2.3.6氣水反沖洗濾池與清水池15</p><p>　　2.3.7消毒池16</p><p>　　2.3

8、.8加藥間16</p><p>　　2.3.9污泥儲(chǔ)泥池16</p><p>　　2.3.10污泥濃縮脫水機(jī)房17</p><p>　　3.設(shè)計(jì)計(jì)算書18</p><p>　　3.1粗格柵的設(shè)計(jì)18</p><p>　　3.2進(jìn)水泵房的設(shè)計(jì)20</p><p>　　3.3細(xì)格柵的設(shè)計(jì)

9、20</p><p>　　3.4旋流沉砂池的設(shè)計(jì)22</p><p>　　3.5厭氧混合池與氧化溝的設(shè)計(jì)24</p><p>　　3.6二級(jí)提升泵房及廢水調(diào)節(jié)池的設(shè)計(jì)31</p><p>　　3.7氣水反沖洗濾池與清水池32</p><p><b>　　3.8消毒池36</b><

10、/p><p><b>　　3.9加藥間37</b></p><p>　　3.10污泥儲(chǔ)泥池37</p><p>　　3.11污泥濃縮脫水機(jī)房37</p><p><b>　　結(jié) 論40</b></p><p><b>　　致 謝41</b>&l

11、t;/p><p>　　參 考 文 獻(xiàn)42</p><p><b>　　1.緒論</b></p><p>　　上百年來(lái)西方發(fā)達(dá)國(guó)家在逐漸形成工業(yè)化和城市化過(guò)程中，分階段出現(xiàn)的重大的環(huán)境問(wèn)題，在我國(guó)近幾十年來(lái)集中出現(xiàn)，呈現(xiàn)壓縮型、復(fù)合型、結(jié)構(gòu)型的特點(diǎn)。尤其是在改革開放后，隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速崛起，社會(huì)各方面的變化日新月異，但與之而來(lái)的嚴(yán)重的環(huán)境污染也同

12、樣讓我們目不暇接。環(huán)境污染和生態(tài)破壞已經(jīng)造成巨大經(jīng)濟(jì)損失，嚴(yán)重危害人民群眾健康，并影響社會(huì)穩(wěn)定和環(huán)境安全。</p><p>　　我國(guó)是一個(gè)水資源嚴(yán)重匱乏的國(guó)家且時(shí)空分布嚴(yán)重不均，隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快，原始資源型缺水問(wèn)題已經(jīng)日益突出。近幾年頻繁出現(xiàn)的極端天氣，比如2008年南方大雪冰封了河流湖泊和億萬(wàn)同胞回家的路；2010年山東、甘肅出現(xiàn)六十年不遇的干旱，使許多水庫(kù)、河流干涸和斷流；2012年7月北

13、京遭遇61年最強(qiáng)暴雨，造成經(jīng)濟(jì)損失近百億元；而與此同時(shí)三年連旱使得云南苦不堪言。華北地區(qū)幾乎處于有河皆涸、有水皆污的狀況，致使許多城市限水限電，南方不少城市也面臨“有水難用”、“優(yōu)于水而憂于水”的發(fā)展困境。長(zhǎng)此以往，江南水鄉(xiāng)將無(wú)水可喝，說(shuō)出去這不是天大的悲哀嗎？是我們采取行動(dòng)的時(shí)候了[1]。</p><p>　　隨著環(huán)境污染問(wèn)題的日益突出，以及人們對(duì)安全健康和社會(huì)環(huán)境的關(guān)注，國(guó)家和地方對(duì)污水排放的控制也越來(lái)越嚴(yán)格

14、，對(duì)污水處理程度的要求越來(lái)越高，與此同時(shí)，科學(xué)發(fā)展觀已經(jīng)逐漸深入人心。</p><p>　　在近100余年的發(fā)展歷程中，城市污水處理的理論和技術(shù)有了巨大的發(fā)展，在污水處理技術(shù)方面應(yīng)用最多的是傳統(tǒng)的活性污泥法及其變型工藝，如氧化溝法及其變型工藝、SBR法及其變型工藝，還有生物膜法[2]。其中氧化溝法及其變型工藝被認(rèn)為是出水水質(zhì)好、運(yùn)行可靠、基建投資費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用低的污水生物處理方法，特別是其封閉循環(huán)式的池型尤其有優(yōu)

15、勢(shì)，適用于污水的除磷脫氮，在國(guó)內(nèi)外用得最為廣泛[3]。</p><p>　　1.1氧化溝的基本概念、原理和技術(shù)發(fā)展</p><p>　　1.1.1氧化溝的基本概念和原理</p><p>　　氧化溝是活性污泥法的一種變形，最早是由荷蘭果里衛(wèi)生研究所（TND）的帕斯維爾（A﹒Pasveer）教授發(fā)明的。1954年首先在海牙北部的沃紹本建造了第一個(gè)生產(chǎn)型實(shí)驗(yàn)廠并投入使用，

16、試驗(yàn)廠的基本特征是跑道型循環(huán)混合式曝氣池，以后幾經(jīng)改革作為污水處理設(shè)施用于污水處理廠的建造中。</p><p>　　氧化溝的池體狹長(zhǎng)，池深較淺，在溝槽中設(shè)有機(jī)械曝氣和推進(jìn)裝置，近年來(lái)也有采用局部區(qū)域鼓風(fēng)曝氣外加水下推進(jìn)器的運(yùn)行方式。池體的布置和曝氣、攪拌裝置都有利于廊道內(nèi)的混合液?jiǎn)蜗蛄鲃?dòng)。廊道中水流雖然呈推流式，但過(guò)程動(dòng)力學(xué)接近完全混合反應(yīng)池。當(dāng)污水離開曝氣區(qū)后，溶解氧濃度降低，有可能發(fā)生反硝化反應(yīng)[4]。<

17、;/p><p>　　1.1.2氧化溝技術(shù)的演變及發(fā)展</p><p>　　氧化溝工藝已有百余年的歷史，自誕生以來(lái)，其發(fā)展過(guò)程可分為四個(gè)階段：</p><p>　　第一代氧化溝——Pasveer氧化溝</p><p>　　Pasveer氧化溝可追溯到1920年，其雛形是在英國(guó)Sheffield建成的槳板曝氣池，是一種簡(jiǎn)易污水處理系統(tǒng)，最初屬于延時(shí)曝

18、氣法，目的是處理周邊城鎮(zhèn)的污水，服務(wù)人口只有幾百人。它把常規(guī)處理系統(tǒng)的四個(gè)主要內(nèi)容合并在一個(gè)溝中完成，白天進(jìn)水曝氣，晚上作沉淀池用，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，處理效果好。第一代氧化溝溝深1—2.5m，為了可以連續(xù)運(yùn)行，已發(fā)展了多種形式，設(shè)置了二沉池。</p><p>　　第二代氧化溝——規(guī)模型和用于處理工業(yè)廢水</p><p>　　氧化溝較于其他污水處理方法具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行管理方便和構(gòu)筑物少便于維護(hù)等優(yōu)

19、點(diǎn)，自上世紀(jì)60年代以來(lái)其數(shù)量和規(guī)模不斷增長(zhǎng)和擴(kuò)大，處理能力也大大增加。</p><p>　　新一代氧化溝采用直徑1m的曝氣刷和立式曝氣器，使氧化溝的溝深逐步擴(kuò)大，可達(dá)3.5m，稱之為Carrousel氧化溝。這一階段的氧化溝已經(jīng)開始考慮到了硝化和反硝化。</p><p>　　第三代氧化溝——多樣性發(fā)展</p><p>　　隨著污水處理技術(shù)及氧化溝技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了

20、許多從不同角度深入研究得出的新型氧化溝。如DHV公司的Carrousel2000型、丹麥Kruger公司的雙溝、三溝式氧化溝等。這一階段的氧化溝進(jìn)一步考慮到脫氮除磷的問(wèn)題，許多新的概念也被提出來(lái)了。在這一時(shí)期，出現(xiàn)了許多新的溝型，如延時(shí)曝氣低負(fù)荷系統(tǒng)、高負(fù)荷氧化溝、要求污泥穩(wěn)定的氧化溝等。</p><p>　　第四代氧化溝——曝氣凈化與污泥的沉淀分離一體化</p><p>　　這一概念由美

21、國(guó)最早提出將二沉池直接設(shè)置在氧化溝中的一體化，在實(shí)際中迅速顯現(xiàn)出極廣闊的前景。所謂一體化氧化溝，就是充分利用氧化溝較大的容積和水面，在不影響氧化溝運(yùn)行的情況下，通過(guò)改進(jìn)氧化溝部分區(qū)域的結(jié)構(gòu)或在溝內(nèi)設(shè)置一定的裝置，使泥水分離過(guò)程在氧化溝內(nèi)進(jìn)行[5]。</p><p>　　1.2氧化溝脫氮除磷的矛盾關(guān)系及某些解決方法</p><p>　　隨著水體富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題的日益嚴(yán)重，對(duì)城市污水中氮磷的去除要

22、求也越來(lái)越高。但值得注意的是脫氮與除磷所需的環(huán)境條件是相互矛盾的，要達(dá)到預(yù)期目的，必須先了解二者之間的關(guān)系。</p><p><b>　　1.2.1污泥泥齡</b></p><p>　　對(duì)于生物脫氮工藝而言，污泥齡是很重要的設(shè)計(jì)參數(shù)。作為硝化過(guò)程的主體，硝化菌通常都屬于自養(yǎng)型專性好氧菌，較長(zhǎng)的污泥齡可增加生物硝化的能力，并可減輕有毒物質(zhì)的抑制作用。污泥齡一般應(yīng)控制在3

23、—5d以上，有的可高達(dá)10—15d。而反硝化菌是兼性菌，所需泥齡比硝化菌小的多。</p><p>　　對(duì)于生物除磷工藝而言，泥齡越長(zhǎng)，污泥含磷量越低，去除單位質(zhì)量的磷需消耗較多的BOD。此外，由于有機(jī)質(zhì)不足而導(dǎo)致的污泥“自溶”現(xiàn)象，使磷的溶解及排泥量的減少導(dǎo)致除磷效果的降低。資料表明，以除磷為目的的生物除磷工藝的污泥齡一般應(yīng)控制在3.5—7d[6]。</p><p>　　由此可知，硝化菌和

24、聚磷菌在泥齡上存在著矛盾。針對(duì)這一矛盾，一般的做法是把系統(tǒng)的泥齡控制在一個(gè)較窄的范圍內(nèi)，兼顧除磷與脫氮的需要。為了充分發(fā)揮兩類微生物各自的優(yōu)勢(shì)，可采取其他對(duì)策，第一類是設(shè)立中間沉淀池，并設(shè)兩套污泥回流系統(tǒng)[7]。第二類是在好氧區(qū)的適當(dāng)位置投放填料。這種做法達(dá)到了分離不同泥齡微生物的目的。</p><p><b>　　1.2.2碳源</b></p><p>　　生物脫氮

25、的反硝化過(guò)程中，反硝化菌利用易降解的有機(jī)物作為碳源，以保證一定的碳氮比，而使反硝化反應(yīng)能順利地進(jìn)行。這樣反硝化反應(yīng)速率較快，缺氧區(qū)則可建的較小。但就除磷工藝而言，聚磷菌有限吸收相對(duì)分子質(zhì)量較小的低級(jí)脂肪酸類物質(zhì)。進(jìn)水中的BOD5/TP值至少要高于15，才能保證聚磷菌足夠的機(jī)制需求而獲得良好的除磷效果。</p><p>　　針對(duì)這一矛盾，有兩種措施。一是從工藝外部考慮，增加進(jìn)水易降解的COD數(shù)量，如可以取消處理廠的

26、初沉池或?qū)⒊醭脸馗臑樗峄氐榷加幸欢ǖ淖饔?。而是從工藝?nèi)部考慮，更合理的進(jìn)行碳源配置，將缺氧區(qū)放在工藝的最前面，厭氧區(qū)置后。這樣除磷不僅未受影響，反而有所增強(qiáng)[8]。</p><p><b>　　1.2.3硝酸鹽</b></p><p>　　在常規(guī)工藝中，由于厭氧區(qū)在前，厭氧區(qū)的硝態(tài)氮會(huì)妨礙發(fā)酵作用的進(jìn)行，也會(huì)導(dǎo)致乙酸鹽等低分子有機(jī)物的消耗，嚴(yán)重影響了聚磷菌的釋磷效率

27、。</p><p>　　硝酸鹽的問(wèn)題歸根結(jié)底還是碳源的競(jìng)爭(zhēng)問(wèn)題，解決此問(wèn)題仍屬于碳源的分配問(wèn)題。主要有兩種解決方法：一是工程中應(yīng)嚴(yán)格控制從缺氧區(qū)回流的污泥中硝酸鹽的含量。必須使回流污泥充分反硝化。二是采用厭氧區(qū)和缺氧區(qū)按比例分區(qū)進(jìn)原水的方法來(lái)調(diào)節(jié)碳源的分配，使合理配置[9]。</p><p>　　1.2.4系統(tǒng)的硝化和反硝化容量問(wèn)題</p><p>　　硝化和反硝化

28、是生物脫氮除磷系統(tǒng)密不可分的兩個(gè)過(guò)程。硝化不充分，出水氨氮必然上升，反硝化能力也發(fā)揮不出來(lái)；反硝化不充分出水硝酸鹽就會(huì)上升。配置恰當(dāng)?shù)南趸头聪趸萘浚浞职l(fā)揮它們的潛力，是脫氮除磷工藝設(shè)計(jì)和運(yùn)行的一個(gè)重要問(wèn)題[10]。</p><p>　　系統(tǒng)的硝化和反硝化能力決定因素有各自相應(yīng)區(qū)域的水力停留時(shí)間、工藝布置形式等。對(duì)于前置反硝化來(lái)說(shuō)，內(nèi)循環(huán)比是十分重要的運(yùn)行參數(shù)，對(duì)硝化、反硝化以及釋磷、吸磷都有重要影響。對(duì)于一

29、定的工藝系統(tǒng)，內(nèi)循環(huán)比應(yīng)有一定的范圍，并隨水質(zhì)、水量和溫度的變化而適當(dāng)調(diào)整。</p><p>　　1.3氧化溝的曝氣和混合推動(dòng)設(shè)備</p><p><b>　　1.3.1曝氣設(shè)備</b></p><p>　　機(jī)械表面曝氣機(jī)是氧化溝上應(yīng)有較廣的一類表面機(jī)械充氧設(shè)備，它包括水平軸曝氣機(jī)、垂直軸曝氣機(jī)以及自吸螺旋曝氣機(jī)。</p><

30、;p>　　轉(zhuǎn)刷曝氣機(jī)又稱曝氣轉(zhuǎn)刷。它是通過(guò)水平軸的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)，強(qiáng)烈攪動(dòng)水面濺起水花，空氣中的氧就轉(zhuǎn)移到水中，完成充氧過(guò)程，轉(zhuǎn)刷轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其下游水位被抬高，在轉(zhuǎn)刷上下游之間形成一定的提升水頭，推動(dòng)溝中混合液的水平流動(dòng)[30]。</p><p>　　射流曝氣機(jī)是Lecompt和Mandt首次提出將水下曝氣和推流系統(tǒng)用于氧化溝，它一般放在氧化溝的底部，吸入的壓縮空氣與加壓水充分混合，向水平方向噴射，達(dá)到曝氣充

31、氧、推進(jìn)水流及混合攪拌的目的。由于產(chǎn)生微小氣泡，氧的轉(zhuǎn)移效率高[12]。</p><p>　　1.3.2水下推進(jìn)設(shè)備</p><p>　　水下推進(jìn)器是一種在水下獲得推力并產(chǎn)生一定流速的水下旋轉(zhuǎn)設(shè)備。在氧化溝中，其主要作用是混合和推動(dòng)氧化溝中的混合液，增加溝底流速，保持污泥懸浮并可提高曝氣效率。表1為部分水下推進(jìn)器性能參數(shù)[13]。</p><p>　　表1 部分潛

32、水?dāng)嚢铏C(jī)主要性能參數(shù)</p><p>　　1.3.3氧化溝曝氣設(shè)備選型及設(shè)計(jì)關(guān)鍵</p><p>　　由于氧化溝機(jī)械曝氣設(shè)備與一般鼓風(fēng)曝氣不同，除了良好的充氧性能外，還要負(fù)擔(dān)混合和推流，因此，設(shè)備選型時(shí)要注意充氧和混合推流之間的協(xié)調(diào)。但從一定意義上講，氧化溝曝氣設(shè)備的混合和推流能力比其充氧能力更重要。在有水下推動(dòng)設(shè)備的氧化溝而言，供氧能力較易解決；對(duì)于有脫氮除磷的氧化溝而言，采用曝氣設(shè)備與

33、水下推動(dòng)器相結(jié)合的形式是較為有效地措施[14]。</p><p>　　由于在實(shí)際應(yīng)用中難以校核混合推動(dòng)力，因此，在無(wú)水下推動(dòng)器時(shí)，氧化溝有效水深的大小應(yīng)考慮設(shè)備本身的性能，溝型上應(yīng)以盡可能減少水頭損失為主要原則，并加強(qiáng)彎道的推流[15]。</p><p>　　1.4四溝式氧化溝工藝原理及特點(diǎn)</p><p><b>　　1.4.1工藝原理</b>

34、;</p><p>　　氧化溝技術(shù)由于具有出水水質(zhì)好，運(yùn)行穩(wěn)定，管理方便以及區(qū)別于傳統(tǒng)活性污泥法的一系列技術(shù)特征，使其在近幾十年來(lái)取得了迅速的發(fā)展，成為污水處理中用的較多的技術(shù)之一。</p><p>　　四溝式氧化溝是一種四溝交替工作式污水處理方法，每個(gè)溝中都設(shè)有曝氣設(shè)備，四溝由公共池壁處開孔相通。本污水處理工藝有兩種運(yùn)行方式：一種為去除氨氮和有機(jī)物的運(yùn)行方式，主要是Ⅰ、Ⅳ溝交替出水；另一

35、種為生物脫氮的運(yùn)行方式，分為六個(gè)階段進(jìn)行，周期為8h，且隨每一階段各溝中的曝氣設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)狀況的不同，進(jìn)、出水的溝也不同。采用本污水處理方法可以提高曝氣設(shè)備和氧化溝容積的利用率，可以同時(shí)反硝化，脫氮效率高，運(yùn)行靈活。</p><p>　　1.4.2四溝式氧化溝工藝特點(diǎn)</p><p>　?、?工藝流程簡(jiǎn)單，管理方便。四溝式氧化溝按好氧、缺氧、沉淀4種不同的工藝條件運(yùn)行，所以除了有一半氧化溝的抗

36、沖擊負(fù)荷、不易發(fā)生斷流等特點(diǎn)外，還不需另建沉淀池，不需要污泥回流。</p><p>　　曝氣設(shè)備利用率高。與雙溝交替工作式氧化溝相比，在四溝中，有一溝一直作為曝氣使用，因而提高了曝氣設(shè)備的利用率。</p><p>　　自動(dòng)化程度高。整個(gè)工藝根據(jù)輸入的運(yùn)行模式，由PLC系統(tǒng)自動(dòng)控制和切換，使整個(gè)裝置實(shí)行了自動(dòng)化控制。</p><p>　　四溝式氧化溝容積較大，曝氣狀態(tài)

37、下，溝內(nèi)循環(huán)流速較高（0.3-0.5m/s）。溝內(nèi)泥水混合均勻，因而具有較強(qiáng)的耐沖擊負(fù)荷能力，屬完全混合反應(yīng)池。高工藝無(wú)需初沉池、二沉池和污泥回流裝置。除了對(duì)有機(jī)物的去除外，這種工藝還具有高度的轉(zhuǎn)氨、脫氮和除磷的功能。所以根據(jù)現(xiàn)有的一些成果能夠確定出水水質(zhì)能夠達(dá)到國(guó)家水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)[16]。</p><p><b>　　2.設(shè)計(jì)說(shuō)明書</b></p><p>　　2.

38、1污水處理廠設(shè)計(jì)規(guī)模</p><p>　　此污水處理廠設(shè)計(jì)一期設(shè)計(jì)規(guī)模為0.5╳105m3/d，二期設(shè)計(jì)待定。計(jì)劃2015年初投入運(yùn)轉(zhuǎn)。污水處理廠主要接納其周邊工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)廢水和幾乎全部居住區(qū)生活污水，且主要為生活污水。污水處理廠計(jì)劃服務(wù)面積為15平方公里，總服務(wù)人口15萬(wàn)人左右。</p><p>　　2.2進(jìn)水水質(zhì)及出水所需達(dá)到的目標(biāo)</p><p>　　經(jīng)過(guò)對(duì)縣

39、城污水及周邊工業(yè)廢水的實(shí)際考察，做出了可行性研究報(bào)告對(duì)流域區(qū)各種污水水質(zhì)、水量的監(jiān)測(cè)，并對(duì)規(guī)劃期內(nèi)縣城人口的增長(zhǎng)、工業(yè)企業(yè)的發(fā)展與改造而影響到的污水水質(zhì)與水量進(jìn)行了分析與預(yù)測(cè)，結(jié)果采用以下進(jìn)廠水水質(zhì)指標(biāo)。在設(shè)計(jì)出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，要求排入河流的出水必須達(dá)到此時(shí)執(zhí)行《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978—1996）二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)[17]。另外根據(jù)國(guó)家環(huán)保局的要求，并經(jīng)與外商談判后雙方認(rèn)可，由此確定污水處理廠最終出水水質(zhì)。</p>&l

40、t;p>　　表2 污水廠進(jìn)、出水水質(zhì)</p><p><b>　　2.3流程說(shuō)明</b></p><p>　　為了滿足進(jìn)、出水水質(zhì)的要求，并綜合考慮本工程的建設(shè)規(guī)模、處理要求、工程投資、運(yùn)行費(fèi)用和維護(hù)管理以及工程的資金籌措等情況，經(jīng)過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較、分析，確定采用改進(jìn)型四溝式氧化溝處理工藝，二級(jí)處理出水后采用三級(jí)深度處理（氣水反沖洗濾池過(guò)濾）和紫外線消毒。剩余污

41、泥不經(jīng)消化直接采用機(jī)械濃縮脫水一體機(jī)[18]。</p><p>　　圖1 氧化溝污水處理工藝流程</p><p><b>　　2.3.1格柵</b></p><p>　　格柵是污水處理廠的第一道預(yù)處理設(shè)施，可去除大尺寸的漂浮物和懸浮物，以保護(hù)進(jìn)水泵的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，并盡量分離出來(lái)那些不利于后續(xù)處理的雜物。</p><p>　

42、　確定柵條間隙寬度是格柵設(shè)計(jì)的主要參數(shù)，柵條間隙寬度與污水處理廠處理規(guī)模、污水水質(zhì)及后續(xù)處理設(shè)備的選擇有關(guān)。多數(shù)情況下污水處理廠設(shè)計(jì)有兩道格柵，第一道間隙較粗一些，第二道間隙較細(xì)一些。</p><p>　　機(jī)械清渣的格柵安裝傾角一般為60°～90°；格柵過(guò)水面積，一般不應(yīng)小于進(jìn)水管渠的有效面積的1.2倍。格柵的渠道寬度要適當(dāng)，應(yīng)使水流保持適當(dāng)?shù)牧魉?，通常采?.4～0.9m/s。另外，為防止柵

43、條間隙堵塞，污水通過(guò)柵條間隙的流速（過(guò)柵流速）一般采用0.6～1.0m/s，最大流量時(shí)可高到1.2～1.4m/s。格柵設(shè)計(jì)的工作平臺(tái)應(yīng)高出柵前最高設(shè)計(jì)水位0.5m,并應(yīng)有安全及沖洗設(shè)施[20]。</p><p><b>　　粗格柵</b></p><p>　　通常粗格柵設(shè)在提升泵前面，柵條間隙一般采用16～40mm，特殊情況下，最大間隙可為100mm。采用直徑為10m

44、m的圓鋼為柵條，且柵條凈間隙為b=25.0mm，柵前流速v=0.7m/s，過(guò)柵流速0.6 m/s，柵前部分長(zhǎng)度：0.5 m，格柵傾角α=60°，單位柵渣量：W1=0.03m3柵渣/103m3污水。</p><p><b>　　細(xì)格柵</b></p><p>　　去除污水中漂浮物質(zhì)，以保證后處理構(gòu)筑物正常運(yùn)行。細(xì)格柵間隙較細(xì)，一般設(shè)置在處理構(gòu)筑物前，柵條間隙一

45、般采用1.5～10mm。格柵間與沉砂池合建，一層為鼓風(fēng)機(jī)間（沉砂池曝氣用），二層安裝XQ—1000—1250型格柵共2臺(tái)，每臺(tái)寬度2.3m，柵條間隙10mm，自動(dòng)清渣。</p><p><b>　　2.3.2進(jìn)水泵房</b></p><p>　　污水泵是用來(lái)提升污水以滿足后續(xù)污水處理流程豎向銜接的要求，實(shí)現(xiàn)重力流動(dòng)順序處理污水。</p><p>

46、;　　經(jīng)粗格柵分離后的污水，已經(jīng)去除了其中較大的漂浮物及懸浮物，但仍然存在許多細(xì)小顆粒，包括無(wú)機(jī)顆粒、纖維等漂浮物和懸浮物。由于污水中含有易纏繞或聚束的纖維物，故該種泵的流道易于堵塞，從而使泵不能正常工作，造成排污不暢。因此，抗堵性是污水泵至關(guān)重要的因素[22]。</p><p>　　目前污水泵形式多樣，其中最常用的潛水式為QW型潛水污水泵。QW系列潛水式排污泵采用獨(dú)特的單片或雙片輪結(jié)構(gòu)，大大提高了污物通過(guò)能力，

47、能夠使纖維物質(zhì)與直徑為泵口徑約50%的固體顆粒順利通過(guò)。它采用硬質(zhì)耐腐材料進(jìn)行密封，可使泵安全連續(xù)運(yùn)行8000小時(shí)以上。并且整體結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、噪聲小、節(jié)能效果好，檢修方便。目前潛水式排污泵流量為7～2400m3/h，其揚(yáng)程為7～60m，潛水排污泵根據(jù)使用介質(zhì)、安裝方式不同，設(shè)計(jì)制造成同性能參數(shù)的WL、YW、GW系列產(chǎn)品。本污水處理廠選用可提升式無(wú)堵塞潛水污水泵，選用350QW1200-11-45型的污水泵[24]。</p>

48、;<p>　　選擇粗格柵與污水提升泵房合建，大大節(jié)約了基建面積，節(jié)省基建費(fèi)用，有利于運(yùn)行管理。</p><p>　　2.3.3旋流沉砂池</p><p>　　污水中的無(wú)機(jī)顆粒若不預(yù)先沉降分離去除，不僅會(huì)磨損設(shè)備和管道，降低活性污泥活性，而且會(huì)在反應(yīng)池底部板積，減少有效容積，甚至?xí)诿撍畷r(shí)扎破濾帶，損壞脫水設(shè)備。旋流沉砂池是利用機(jī)械力控制水流流態(tài)與流速、加速砂粒的沉淀并使有機(jī)物

49、隨水流帶走的沉砂裝置[25]。</p><p>　　鐘式沉砂池是旋流沉砂池的一種，是利用機(jī)械力控制水流流速與流態(tài)，加速砂粒沉降，并使有機(jī)物隨水流帶走的沉砂裝置。該套設(shè)備由葉輪、轉(zhuǎn)動(dòng)軸、電動(dòng)機(jī)、減速器和吸砂系統(tǒng)等部分組成；另外在排沙管與砂泵之間安裝一個(gè)閘閥，砂泵出口處用管道鏈接至砂水分離器上部進(jìn)水口。</p><p>　　廢水由流入口切線方向進(jìn)入沉砂區(qū)，利用電動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)裝置帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤和斜坡式葉

50、片，根據(jù)所受離心力的不同，把砂粒甩向池壁，然后落入砂斗，有機(jī)物則被送回廢水中。砂降入砂斗后采用空氣提升器排砂，排砂時(shí)間每日一次，每次1～2小時(shí)，所需空氣量為排砂量的15～20倍[27]。排出的砂是經(jīng)砂水分離器分離，水排至提升泵站，砂晾干后外運(yùn)填埋。鐘式沉砂池剖面圖如圖所示：</p><p>　　圖3 鐘式沉砂池剖面圖</p><p>　　出水渠道與進(jìn)水渠道建在一起，中間設(shè)有閘板，以便在檢

51、修沉砂池時(shí)超越沉砂池，兩渠道夾角為360°，最大限度地延長(zhǎng)沉砂池內(nèi)的水力停留時(shí)間。</p><p>　　圖4 砂水分離器</p><p>　　2.3.4厭氧混合池與氧化溝</p><p>　　（一）四溝式氧化溝工藝說(shuō)明及應(yīng)用</p><p>　　根據(jù)本項(xiàng)目對(duì)污水脫氮除磷的要求，并且針對(duì)傳統(tǒng)三溝式氧化溝在容積利用率和設(shè)備利用率不高

52、，該工程決定采用改進(jìn)型四溝式氧化溝工藝，可以使氧化溝的容積利用率由三溝式氧化溝的58%提高到69%，大大降低了作為沉淀池的邊溝容積，使氧化溝總?cè)莘e減少11%。，提高了設(shè)備利用率[24]。四溝式氧化溝是Orbal氧化溝的改良型，是在常規(guī)的Orbal氧化溝外設(shè)置厭氧溝，由四個(gè)同心環(huán)狀溝串聯(lián)組成，并在3、4溝之間開一個(gè)缺口。并且為提高生物脫氮除磷的效率，將A2/O工藝組合進(jìn)四溝式氧化溝，在氧化溝前增設(shè)厭氧池，將作為沉淀功能的邊溝中的污泥回流到

53、該池與進(jìn)水混合，主要目的是富磷污泥的釋放和補(bǔ)充活性污泥，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的除磷，改善了污泥的分布狀態(tài)，進(jìn)一步提高了氧化溝的容積利用率。它兼具氧化溝的耐沖擊、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，而且因各溝相對(duì)獨(dú)立，使得溝內(nèi)處理效果穩(wěn)定，提高了出水水質(zhì)；又具有A2/O工藝的特點(diǎn)和效能[25]。</p><p>　　四溝式氧化溝結(jié)構(gòu)緊湊、操作管理簡(jiǎn)便，適用于新建的中小型污水處理廠。尤其在北方地區(qū)，常年雨水較少，在培菌過(guò)程中，只依靠常規(guī)悶曝方法便可

54、達(dá)到很好的效果。在雨水較多的夏季，一般采用從鄰近進(jìn)水性質(zhì)相近的污水廠接種培菌，或者投加營(yíng)養(yǎng)物，提高進(jìn)水濃度，從而加快培菌過(guò)程。不過(guò)，考慮到縣城污水處理技術(shù)限度及接種培菌的復(fù)雜性，建議采用投加營(yíng)養(yǎng)物來(lái)達(dá)到所需的菌種濃度[32]。</p><p>　　由于我國(guó)大多市政管道屬于合流制，雨季時(shí)水量很不穩(wěn)定，不僅進(jìn)一步降低了進(jìn)水濃度，，而且水量過(guò)大時(shí)極易造成對(duì)氧化溝的沖擊，進(jìn)而影響到出水的穩(wěn)定性。因此，必須建立完善的污水管

55、網(wǎng)，并且嚴(yán)格控制進(jìn)水水質(zhì)。當(dāng)今，眾多的應(yīng)用實(shí)例結(jié)果均表明，變頻式直流脈沖電磁水處理裝置能較好的解決循環(huán)水管道中的結(jié)垢、腐蝕以及微生物堵塞問(wèn)題，并以其無(wú)污染、管理方便、處理效果好的特點(diǎn)及可觀的經(jīng)濟(jì)效益和明顯的環(huán)保優(yōu)勢(shì)而逐步得以推廣和發(fā)展[28]。</p><p>　　工程的污泥回流采用潛水過(guò)墻泵，減少了提升揚(yáng)程，節(jié)約了電耗。同時(shí)構(gòu)筑物的合建也極大地節(jié)省了土建投資。</p><p>　　以下是

56、改進(jìn)型四溝式氧化溝6階段的同步脫氮除磷運(yùn)行模式。見(jiàn)圖4</p><p>　　注：N為好氧狀態(tài)；DN為缺氧狀態(tài)；A為厭氧狀態(tài)；S為沉淀狀態(tài)；PS為預(yù)沉狀態(tài)</p><p>　　圖5 改進(jìn)型四溝式氧化溝運(yùn)行模式</p><p>　?。ǘ┭趸瘻铣鏊到y(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　傳統(tǒng)交替式氧化溝邊溝一般配備可調(diào)節(jié)電動(dòng)旋轉(zhuǎn)閘門用于出水和調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)刷葉片

57、的浸沒(méi)深度，但采用此種出水方式需要的設(shè)備投資較大且維護(hù)管理復(fù)雜。因此，該工程設(shè)計(jì)時(shí)采用可調(diào)式三角堰出水。但這種出水方式也存在許多問(wèn)題，如在曝氣階段邊溝的出水堰內(nèi)易進(jìn)入混合液，在預(yù)沉淀時(shí)污染物會(huì)沉積在出水堰內(nèi)，使出水不能直接排放。因此，本工程在設(shè)計(jì)上采取在出水管上加裝渾水排放管的方式加以解決。這種方法運(yùn)行維護(hù)較簡(jiǎn)單，設(shè)備投資較少[29]。</p><p>　　2.3.5二級(jí)提升泵房及廢水調(diào)節(jié)池</p>

58、<p>　　2.3.5.1二級(jí)提升泵房</p><p>　　二級(jí)提升泵房主要用于氧化溝的出水，抽出的水將會(huì)進(jìn)入氣水反沖洗濾池。選擇的污水泵參數(shù)應(yīng)能夠滿足水量要求，且對(duì)水量的變化能夠隨時(shí)做出調(diào)節(jié)。因此，在所選擇的泵中應(yīng)有變頻式潛水泵，且有備用。</p><p>　　由于污水處理廠接收周邊服裝、制藥、造紙、化工、啤酒工業(yè)等排放的污水以及轄區(qū)內(nèi)居民住宅區(qū)生活污水，并且還有氣水反沖洗濾

59、池排出的水，其水質(zhì)水量會(huì)隨時(shí)變化，波動(dòng)較大。這些變化對(duì)排水設(shè)備及廢水處理設(shè)備，尤其是對(duì)污水凈化設(shè)備的正常發(fā)揮其凈化功能是極其不利的，甚至有可能損壞設(shè)備。這一問(wèn)題是不容忽視的，為解決這一問(wèn)題，廢水處理前一般要設(shè)置調(diào)節(jié)池，以調(diào)節(jié)水質(zhì)水量的變化。廢水調(diào)節(jié)池也用于調(diào)節(jié)濾池反沖洗廢水，同時(shí)將廢水均勻地提升至細(xì)格柵，以避免水量沖擊負(fù)荷[30]。</p><p>　　2.3.5.2廢水調(diào)節(jié)池</p><p&

60、gt;　　調(diào)節(jié)池可以提供對(duì)污水處理負(fù)荷的緩沖能力，防止處理系統(tǒng)負(fù)荷的急劇變化；能夠減少處理系統(tǒng)污水流量的波動(dòng)；且當(dāng)工廠或其他系統(tǒng)暫時(shí)停止排放污水時(shí)仍能夠?qū)ο到y(tǒng)繼續(xù)輸入污水，保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。由于污水處理廠地處平原地區(qū)，開挖施工難度較小，且縣城用地緊張。并且調(diào)節(jié)池是提升式進(jìn)水，結(jié)合曝氣機(jī)和攪拌設(shè)備的操作維護(hù)，本著節(jié)約基建費(fèi)用的原則，池深可以深些。</p><p>　　二級(jí)提升泵房選擇與廢水調(diào)節(jié)池合建，土建規(guī)模留有

61、遠(yuǎn)期發(fā)展的空間，節(jié)約了建設(shè)費(fèi)用。</p><p>　　2.3.6氣水反沖洗濾池與清水池</p><p>　　2.3.6.1氣水反沖洗濾池</p><p>　　氣水反沖洗濾池主要用于去除濾池中濾料層的污泥，使得濾料層恢復(fù)原有的功能，以正常運(yùn)行。這種濾池早在上世紀(jì)初的美國(guó)已經(jīng)開始使用，而后歐洲的許多濾池也多數(shù)采用氣水反沖洗技術(shù)。但由于其進(jìn)氣量的布配設(shè)施欠佳，一直得不到更

62、大的推廣應(yīng)用。隨著粗粒，均勻?yàn)V池深床濾池的應(yīng)用，才得到完善而被許多國(guó)家和地區(qū)采用。</p><p>　　在反沖洗時(shí)去除污泥主要是由水流剪力來(lái)完成，水流剪力是去除濾料截留物的主要因素，水流流速變化緩慢時(shí)，濾料顆粒的相反水沖洗是在反沖洗之前或同時(shí)，將空氣由濾料層下部通入，使粘附在濾料層的污物分離，再用低速水漂洗，排出廢水[32]。</p><p>　　國(guó)內(nèi)外水廠運(yùn)行實(shí)踐表明：先用氣沖，然后氣水

63、同時(shí)沖洗，最后再單獨(dú)用水沖洗，是沖洗效果最好的運(yùn)行方式，這種方式已成為濾池氣水反沖洗技術(shù)發(fā)展的一種趨勢(shì)。配氣配水系統(tǒng)安裝長(zhǎng)柄濾頭，這樣既滿足均勻布?xì)狻⒉凰囊?，又方便施工，且不影響濾板鋼筋布置。濾頭縫隙總面積占單格濾池面積的0.9%—1.25%，安裝密度為50—60只/m2。濾池供氣方式采用鼓風(fēng)機(jī)直接向?yàn)V池供氣，效率高，設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便。</p><p>　　2.3.6.2清水池</p><

64、;p>　　氣水反沖洗濾池與清水池合建，土建按遠(yuǎn)期規(guī)模設(shè)計(jì)，設(shè)備按目前規(guī)模配備。在清水池內(nèi)設(shè)置導(dǎo)流墻，以防止池內(nèi)出現(xiàn)死角，池子頂部還設(shè)置有檢修孔，以方便檢修。為了是清水池內(nèi)保持空氣流通，保證水質(zhì)的新鮮，清水池頂部還應(yīng)設(shè)置有通氣孔；清水池頂部應(yīng)有0.5m—1.0m的覆土厚度，并加以綠化，美化環(huán)境。</p><p>　　清水池內(nèi)設(shè)置溢流管，在溢流管的管端設(shè)置喇叭口，管上不設(shè)閥門。出口處設(shè)置網(wǎng)罩，可以防止蟲類等活物

65、進(jìn)入池內(nèi)[33]。</p><p>　　清水池檢修時(shí)需要放空，因此還應(yīng)設(shè)置排水管。清水池內(nèi)布置如圖6：</p><p>　　圖6 清水池平面布置示意圖</p><p><b>　　2.3.7消毒池</b></p><p>　　采用紫外線消毒工藝對(duì)尾水進(jìn)行消毒，殺死影響出水水質(zhì)的微生物，使出水更易達(dá)到允許排放的標(biāo)準(zhǔn)。消毒

66、池都有配套的現(xiàn)場(chǎng)控制箱。</p><p>　　紫外線殺菌消毒是利用適當(dāng)波長(zhǎng)的紫外線對(duì)微生物的輻射損傷，破壞微生物機(jī)體細(xì)胞中的DNA或RNA的分子結(jié)構(gòu)，使微生物自身不能復(fù)制，造成生長(zhǎng)性細(xì)胞死亡和再生性細(xì)胞死亡，達(dá)到殺菌消毒的效果。</p><p><b>　　2.3.8加藥間</b></p><p>　　采用投加聚合氯化鋁藥劑進(jìn)行化學(xué)除磷，并且化

67、學(xué)除磷加藥間與污泥濃縮脫水機(jī)房合建，加藥間留有一定的發(fā)展空間，按遠(yuǎn)期規(guī)模設(shè)計(jì)。藥劑投加點(diǎn)為改進(jìn)型四溝式氧化溝厭氧區(qū)出水處和氣水反沖洗濾池前端，兩處投加量不同。</p><p>　　2.3.9污泥儲(chǔ)泥池</p><p>　　污泥儲(chǔ)泥池用于調(diào)蓄剩余污泥，同時(shí)它還使得控制剩余污泥中的磷在厭氧條件下不再重新釋放，剩余污泥在儲(chǔ)泥池內(nèi)的停留時(shí)間應(yīng)控制在4h以內(nèi)。剩余污泥的含水率高達(dá)99%，若含水率減小

68、為98%，則相應(yīng)的污泥體積降為原體積的一半。</p><p>　　2.3.10污泥濃縮脫水機(jī)房</p><p>　　污泥濃縮的主要目的是為了減少污泥體積，以便后續(xù)的單元操作。目前，污泥濃縮的技術(shù)界限大致為：活性污泥含水率可降至97%—98%，初次沉淀污泥可降至90%—92%。</p><p>　　目前，污泥濃縮的方法有重力濃縮、氣浮濃縮和離心濃縮，其中重力濃縮應(yīng)用最

69、廣。污泥顆粒在重力濃縮池中的沉降行為屬于成層沉降，沉降開始不久沉降污泥即出現(xiàn)分層現(xiàn)象，最上層為清水層，其下為濃度均勻的勻降曾，再下面為濃度漸變的過(guò)渡層，最下面是壓縮層，四層之間有三個(gè)界面[34]。</p><p><b>　　3.設(shè)計(jì)計(jì)算書</b></p><p>　　污水處理廠構(gòu)筑物和機(jī)械設(shè)備有粗格柵、污水提升泵房、細(xì)格柵、旋流沉砂池、四溝式氧化溝、曝氣設(shè)備、二級(jí)提

70、升泵房、氣水反沖洗濾池、紫外消毒池等。機(jī)械設(shè)備平均工作時(shí)間按10h設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　3.1粗格柵的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　污水處理廠設(shè)計(jì)水量Q平= 0.5╳105m3/d =578.7L/s=0.579 m3/s</p><p>　　總變化系數(shù)Kz = 2.7/Q平0.108=1.36</p><

71、p>　　最高時(shí)：Qmax= Kz×Q平=1.36×578.7=787.032L/s=0.787 m3/s</p><p><b>　　設(shè)計(jì)參數(shù)</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p>　　說(shuō)明：Qmax—最大設(shè)計(jì)流量，為0.787m3/s ； </p>

72、<p>　　設(shè)計(jì)采用⊙10圓鋼為柵條，即柵條寬度為S = 0.01m</p><p>　　根據(jù)最優(yōu)水力斷面公式計(jì)算得：</p><p>　　1.50m 0.75m</p><p>　　所以柵前槽寬約為1.50m。柵前水深約為0.75m。</p><p>　　格柵的間隙數(shù)量= 56（條）</p&

73、gt;<p>　　柵槽寬度B： B = S（n-1）+ b×n </p><p>　　= 0.01×(56-1)+0.025×56=1.95m</p><p>　　過(guò)柵水頭損失h2 ： </p><p>　　設(shè)柵條斷面形狀為銳邊矩形 其中β=2.42</p><p>　　h2=k

74、5;ho= 0.253m</p><p>　　K —系數(shù)，格柵受污物堵塞后，水頭損失增大倍數(shù)，一般采用K=3。</p><p><b>　　柵后槽的總高度H</b></p><p>　　h1—格柵前渠道超高，一般去h1=0.3m</p><p>　　H = h + h1 + h2=0.75+0.3+0.253=1.3m&

75、lt;/p><p>　　格柵的總長(zhǎng)度L： </p><p>　　0.618m </p><p>　　H1 = h + h1 =0.75+0.3 = 1.05m</p><p>　　式中：L1—進(jìn)水渠漸寬部位的長(zhǎng)度，m；</p><p>　　L2—柵槽與出水渠連接處漸窄部分長(zhǎng)

76、度，m；</p><p>　　B1—進(jìn)水渠寬度，柵前槽寬，m；</p><p>　　α1—進(jìn)水漸寬部分的展開角，一般取20°。</p><p>　　每日柵渣量W計(jì)算 </p><p><b>　　1.50 m3/d</b></p><p>　　攔截污物量遠(yuǎn)大于0.3 m3/d，宜采用

77、機(jī)械清渣。</p><p>　　式中：W—每日柵渣量，m3/d；</p><p>　　W1—單位體積污水柵渣量，m3/(103m3污水)，一般取0.1～0.01，細(xì)格柵取大值，粗格柵取小值，此處取0.03。</p><p>　　kz—污水流量總變化系數(shù)。</p><p>　　3.2進(jìn)水泵房的設(shè)計(jì)</p><p>　　粗

78、格柵井與提升泵房合建，建設(shè)采用地下鋼筋混凝結(jié)構(gòu)，選用的設(shè)備類型是可提升式無(wú)堵塞潛水污水泵。</p><p><b>　　1.設(shè)計(jì)資料</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)流量</b></p><p>　　最大設(shè)計(jì)流量Qmax= Kz×Q平=1.36×0.5×105t/d=68000t/d

79、=0.787 m3/s</p><p><b>　　泵站地理位置</b></p><p>　　泵站位于管網(wǎng)末端的粗格柵后，污水處理廠的前段，地面標(biāo)高140m。</p><p><b>　　2.設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p>　　提升的初始水位：-5.2m</p><p>　

80、　提升后的水位：5.75m</p><p>　　提升凈揚(yáng)程：10.95m</p><p>　　設(shè)泵的水頭損失為：1m</p><p>　　所需的揚(yáng)程H為：11.95m</p><p>　　采用潛水房，一用兩備，單泵提升流量Q=1000m3/h，N=55KW，揚(yáng)程12m，轉(zhuǎn)速1250r/min，排出口徑210mm[28]。</p>

81、<p>　　泵房的設(shè)計(jì)為地上部分6m,地下部分7m,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。設(shè)有閘門以便檢修。</p><p><b>　　3.3細(xì)格柵的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　Qmax= 0.787 m3/s</p><p><b>　　設(shè)計(jì)參數(shù)</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)計(jì)

82、算</b></p><p>　　說(shuō)明：Qmax—最大設(shè)計(jì)流量，為0.787m3/s ； </p><p>　　根據(jù)最優(yōu)水力斷面公式計(jì)算得：</p><p><b>　　0.57m</b></p><p>　　所以柵前槽寬約為1.15m。柵前水深約為0.57m。</p><p>　　格柵

83、的間隙數(shù)量= 115（條）</p><p>　　柵槽寬度B： B = S（n-1）+ b×n = 0.01×(115-1)+0.01×115=2.3m</p><p>　　過(guò)柵水頭損失h2 ： </p><p>　　設(shè)柵條斷面形狀為銳邊矩形 其中β=2.42</p><p>　　h2=k×

84、ho= 0.525m</p><p>　　K —系數(shù)，格柵受污物堵塞后，水頭損失增大倍數(shù)，一般采用K=3。</p><p><b>　　柵后槽的總高度H</b></p><p>　　h1—格柵前渠道超高，一般去h1=0.3m</p><p>　　H = h + h1 + h2=0.57+0.3+0.525=1.4m<

85、;/p><p>　　格柵的總長(zhǎng)度L： 1.58m </p><p>　　H1 = h + h1 =0.57+0.3 = 0.87m</p><p>　　式中：L1—進(jìn)水渠漸寬部位的長(zhǎng)度，m；</p><p>　　L2—柵槽與出水渠連接處漸窄部分長(zhǎng)度，m；</p><p>

86、;　　B1—進(jìn)水渠寬度，柵前槽寬，m；</p><p>　　α1—進(jìn)水漸寬部分的展開角，一般取20°。</p><p>　　每日柵渣量W計(jì)算 </p><p><b>　　3.5 m3/d</b></p><p>　　攔截污物量遠(yuǎn)大于0.3 m3/d，宜采用機(jī)械清渣。</p><p>

87、　　式中：W—每日柵渣量，m3/d；</p><p>　　W1—單位體積污水柵渣量，m3/(103m3污水)，一般取0.1～0.01，細(xì)格柵取大值，粗格柵取小值，此處取0.07。</p><p>　　kz—污水流量總變化系數(shù)。</p><p>　　3.4旋流沉砂池的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　設(shè)計(jì)參數(shù)</b><

88、;/p><p>　?、?表面水力負(fù)荷：200m3/(m2.h) HRTmax＞30s</p><p>　?、?有效水深1～2m，池徑與池深比為2.0～2.5m</p><p>　?、?進(jìn)水渠道流速：在最大流量的40％～80％的情況下為0.6～0.9m/s,在最小流量時(shí)大于0.15m/s，在最大流量時(shí)不大于1.2m/s</p><p>　

89、?、?進(jìn)水渠道直段長(zhǎng)度應(yīng)為渠寬的7倍，并不小于4.5m</p><p>　?、?出水渠道與進(jìn)水渠道的夾角大于270°，以最大限度地延長(zhǎng)水流在沉砂池內(nèi)的停留時(shí)間，達(dá)到除砂的目的。</p><p>　?、?出水渠的寬度為進(jìn)水渠的兩倍。出水渠的直線段要相當(dāng)于出水渠的寬度。</p><p>　　圖7 鐘式沉砂池剖面圖</p><p>&l

90、t;b>　　設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p>　　設(shè)計(jì)流量：Qmax = 0.787 m3/s</p><p><b>　　沉砂池的直徑</b></p><p>　　式中：Q—設(shè)計(jì)流量，；—表面負(fù)荷，；</p><p><b>　　則=4.25m</b></p>&l

91、t;p><b>　　沉砂池有效水深</b></p><p>　　式中：t—水力停留時(shí)間，設(shè)計(jì)中取t=36s</p><p>　　則，取h2=2.0m</p><p><b>　　沉砂室所需容積</b></p><p>　　式中:Q平= 0.5╳105m3/d =578.7L/s=0.579 m

92、3/s</p><p>　　T—清觸沉砂的時(shí)間,間隔設(shè)計(jì)中取T=1d。</p><p>　　X—城市污水沉砂量，,污水一般采用30污水；</p><p><b>　　則</b></p><p><b>　　沉砂斗容積</b></p><p>　　式中： d—沉砂斗上口直徑，m

93、，設(shè)計(jì)中取d=1.4m；</p><p>　　—沉砂斗圓柱體的高度，m,設(shè)計(jì)中取=1.5m；</p><p>　　—沉砂斗圓臺(tái)體的高度，m；</p><p>　　r—沉砂斗下底直徑，m，一般采用0.4～0.6m,設(shè)計(jì)中取r=0.4m。</p><p><b>　　沉砂室高度</b></p><p>

94、;　　式中： —沉砂池超高，m，一般采用0.3～0.5m，設(shè)計(jì)中取=0.3m；</p><p>　　—沉砂池緩沖層高度，m；</p><p>　　H=0.3+1.998+1.425+1.5+0.5=5.72m</p><p><b>　　進(jìn)水渠道</b></p><p>　　進(jìn)水渠與渦流式沉砂池呈切線方向進(jìn)水，以提供渦流

95、的初速度。</p><p><b>　　進(jìn)水渠道寬度：</b></p><p>　　式中： —進(jìn)水流速，一般采用1.6～1.2m/s，設(shè)計(jì)中取=1.0m/s；</p><p>　　—進(jìn)水渠道水深，m，設(shè)計(jì)中取=1m。</p><p><b>　　則</b></p><p>　

96、　進(jìn)水渠道長(zhǎng)度 L1=7B1=7×0.79=5.53m</p><p>　　3.5厭氧混合池與氧化溝的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　1.基礎(chǔ)資料</b></p><p>　　處理規(guī)模：Q=50000m3/d</p><p>　　進(jìn)水水質(zhì)：BOD5=130 mg/L，COD=220 mg/L，SS=180

97、 mg/L，NH4+-N=25 mg/L，TN=30 mg/L，TP=45 mg/L，水溫最高30℃，最低10℃；</p><p>　　出水水質(zhì)：：BOD5≤10mg/L，COD≤50mg/L，SS≤10mg/L，NH4+-N≤5mg/L，TN≤15mg/L，TP≤0.5 mg/L。</p><p><b>　　2.設(shè)計(jì)參數(shù)</b></p><p&

98、gt;　　考慮污水處理廠脫氮除磷的要求，設(shè)計(jì)污泥齡取20d。為提高系統(tǒng)抗負(fù)荷變化能力，選擇混合液污泥濃度MLSS=3000mg/L（MLVSS=0.650MLSS=1950 mg/L），考慮所選污水處理工藝不設(shè)初沉池，取有效性系數(shù)f=0.60，溶解氧濃度好氧區(qū)取2.0 mg/L，缺氧區(qū)取0.2 mg/L，根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)值，取污泥產(chǎn)率系數(shù)Y=0.60kgVSS/kgBOD5,內(nèi)源代謝系數(shù)Kd=0.05,K=k’=0.038，設(shè)置三組氧化溝，

99、每組設(shè)計(jì)流量1.67×104m3/d[35]。</p><p><b>　　3.設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p><b>　　（1）氧化溝</b></p><p>　?、俅_定污泥齡 綜合考慮到脫氮除磷的要求，確定各參數(shù)為：Kd=0.05d-1, Y=0.60kgVSS/kgBOD5,取SRT=20d。<

100、;/p><p>　　確定出水溶解性BOD5</p><p>　　考慮到該工藝無(wú)初沉池，所以取f=VSS/SS=0.60,</p><p>　　由于總出水的BOD5總應(yīng)包括出水溶解性BOD5和由于出水帶出的VSS所構(gòu)成的BOD5這兩部分。因此，最終出水BOD5的應(yīng)當(dāng)是：</p><p>　　總出水的BOD5（mg/L）=[出水溶解性BOD5(mg/

101、L)]+[出水中VSS的BOD5(mg/L)]</p><p>　　實(shí)際上VSS只有77%是可生物降解的，23%是惰性的。因此，1mgVSS只有0.77mg BOD5。</p><p>　　則出水中SS所占BOD5=出水SS×f×fb=10×0.60×0.77=4.62 mg/L</p><p>　　出水總BOD5=Se+出水

102、VSS產(chǎn)生的BOD5=4.39+4.62=9.01 mg/L＜10 mg/L</p><p><b>　　符合要求。</b></p><p>　　確定氧化溝好氧區(qū)容積 根據(jù)勞倫斯-麥卡蒂方程：</p><p>　　水力停留時(shí)間 </p><p>　　污泥負(fù)荷 如下式： </p><

103、p>　　滿足F/M值在0.1～0.2 kgBOD5/(kgMLSS·d)，符合脫氮除磷的要求。</p><p>　　四溝式氧化溝的產(chǎn)泥量</p><p><b>　　表觀產(chǎn)率系數(shù)</b></p><p>　　又Q×Sr×Yobs=Xw=Q×(S0-Se)×Yobs ,則剩余污泥量為：<

104、;/p><p>　　Xw=Q×Sr×Yobs=5.0×104×(130-4.39)×10-3×0.3=1884.2kg/d（干污泥量）</p><p><b>　　硝化校核</b></p><p>　　實(shí)際硝化速率 rn=fn·qn</p><p

105、>　　式中，fn為硝化菌在活性污泥中所占的比例，原污水中BOD5/TKN≈130/30=4.33。</p><p>　　表3 BOD5/TKN與活性污泥中硝化菌的比率</p><p>　　此時(shí)對(duì)應(yīng)fn=0.061（由表3采用內(nèi)插法計(jì)算）；qn為單位質(zhì)量的硝化菌降解NH4+-N的速率。</p><p>　　硝化菌比增長(zhǎng)速率,則</p><

106、p>　　式中Yn為硝化菌產(chǎn)率系數(shù)，取Yn=0.1kgVSS/kgNH4+-N。</p><p>　　所以實(shí)際硝化速率rn=fn·qn=0.061×0.5=0.0305 d-1</p><p><b>　　又因?yàn)?lt;/b></p><p><b>　　則＜9.3h</b></p><

107、;p>　　可見(jiàn)設(shè)計(jì)HRTN=9.3h能夠滿足硝化要求。</p><p>　　缺氧區(qū)設(shè)計(jì)計(jì)算 采用負(fù)荷法。</p><p><b>　　系統(tǒng)每日脫氮量</b></p><p>　　=275.6kg/d</p><p>　　式中，出水中的NO3--Ne按5mg/L 計(jì)。</p><p>

108、　　取反硝化速率qdn=0.06kgNO3--N/(kgVSS·d) </p><p><b>　　則反硝化所需容積 </b></p><p><b>　　水力停留時(shí)間</b></p><p><b>　　TN去除率</b></p><p><b>　　混合

109、液回流比</b></p><p><b>　　澄清區(qū)容積計(jì)算</b></p><p>　　四溝式氧化溝中一條邊溝是作澄清用。假定四溝內(nèi)污泥濃度分別為兩邊溝3300mg/L,中溝均為2400mg/L，平均3000mg/L。</p><p>　　表4 四溝式氧化溝一個(gè)單元工作過(guò)程</p><p>　　按照表5

110、所示的四溝式氧化溝的工作過(guò)程及四條溝平均污泥濃度，估算活性污泥比例： </p><p>　　故氧化溝總?cè)莘e為： </p><p>　　則澄清區(qū)的容積為：13348.3-6454.4-2355.5=4538.4 m3</p><p>　　確定氧化溝的工藝尺寸</p><p>　　氧化溝有效水深取4.0m，超高取0.5m，每溝之間隔墻厚度均為0.

111、25m；</p><p>　　工程設(shè)三組四溝式氧化溝，則單組氧化溝容積為13348.3 m3 。每溝平面尺寸3337.1m2，每池平面尺寸834.3m2。氧化溝單槽凈寬取5.4m，每溝兩槽凈寬共11.05m，可得出有效凈池長(zhǎng)66.8m。則每池平面尺寸66.8m×11.05m。</p><p>　　因此，每座氧化溝總寬度為11.05×4+0.25×5=45.45

112、m</p><p>　　中心島半徑r取2.5m</p><p>　　進(jìn)出水管及調(diào)節(jié)堰設(shè)計(jì)</p><p><b>　　污泥回流比R</b></p><p>　　混合液懸浮固體濃度（MLSS）：3000mg/L，回流污泥濃度：1950 mg/L，</p><p>　　1950×QR=300

113、0×（Q+QR）→</p><p>　　進(jìn)出水管流量Q=1.67×104m3/d=0.193 m3/s,進(jìn)出水管流速控制在1m/s以下。</p><p>　　進(jìn)出水管直徑,取d=0.50m。</p><p>　　校核進(jìn)出水管流速﹤1.0m/s</p><p><b>　　出水堰計(jì)算</b></p

114、><p>　　為了能夠調(diào)節(jié)曝氣轉(zhuǎn)碟的淹沒(méi)深度，氧化溝出水處設(shè)置出水豎井，出水豎井內(nèi)安裝旋轉(zhuǎn)堰堰門。初步估計(jì)可按薄壁堰計(jì)算。</p><p>　　Q=1.86bh1.5,取堰上水頭h=0.24m，則堰寬b=0.88m,去取b=0.9m。</p><p>　　考慮可旋轉(zhuǎn)堰門的安裝要求（每池邊留0.3m），則出水豎井長(zhǎng)度為L(zhǎng)=0.3×2+b=1.5m，故取L=1.8

115、m。</p><p>　　考慮到安裝高度，出水豎井寬度B=1.2m,則出水豎井平面尺寸為L(zhǎng)B=1800mm×1200mm。</p><p>　　出水井出水孔尺寸為b×h=880mm×1200mm,正常運(yùn)行時(shí)，堰的頂部高出孔口底邊0.1m，堰上下調(diào)節(jié)范圍為0.3m。</p><p>　　出水豎井位于中心島。</p><

116、p>　　需氧量的確定 采用如下經(jīng)驗(yàn)式計(jì)算：</p><p>　　O2 Kg/d=A×Lr+B×MLSS+4.6×Nr-2.8×Nor</p><p>　　式中：第一項(xiàng)為BOD合成污泥需氧量；</p><p>　　第二項(xiàng)為活性污泥內(nèi)源呼吸需氧量；</p><p>　　第三項(xiàng)為硝化需氧量；<

117、;/p><p>　　第四項(xiàng)為反硝化產(chǎn)生氧量。</p><p>　　經(jīng)驗(yàn)系數(shù)：A=0.5 B=0.1</p><p>　　Nr—系數(shù)，需要硝化含氮量</p><p>　　隨剩余污泥排放的含氮量，活性污泥中含氮量為12.4%（活性污泥按C5H7NO2計(jì)），有0.6×50000×（0.13-0.01）×12.4%=

118、446.4KgN/d</p><p>　　出水帶走含氮量：總氮 0.015×50000=750 KgN/d</p><p>　　氨氮 0.005×50000=250 KgN/d</p><p>　　進(jìn)水含氮量 0.03×50000=1500 KgN/d</p><p>　　Nr—系數(shù)

119、，需要硝化含氮量 1500-446.4-250=803.6 KgN/d</p><p>　　Nor—系數(shù)，需要反硝化含氮量 1500-446.4-750=303.6 KgN/d</p><p><b>　　產(chǎn)泥量MLSS</b></p><p>　　泥齡20d，產(chǎn)泥率Y=0.6，在好氧條件下（DO=2mg/l）,要求污泥量MLSS為