水污染控制工程课程

摘 要本设计为拟建的西安市第六污水处理厂工艺设计,处理规模为10万3/d,设计出水水质执行城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918200一级标准。经查阅资料和现场调研,通过工艺比选,确定采用卡鲁塞尔氧化沟为西安市第六污水处理厂的主体处理工艺,该工艺具有处理流程简单、操作管理方便、出水水质好、工艺可靠、建设投资省和运行费用低等优点.在此基础上,确定了污水处理流程为：进水井粗格栅提升泵房细格栅曝气沉砂池氧化沟二沉池接触池;污泥处理流程为：剩余污泥泵房浓缩池贮泥池脱水间。进行了各单体构筑物的工艺设计和计算,污水处理厂的平面布置,水力计算和高程设计等.在此基础上，完成了平面图、高程图以及主要构筑物的设计和图纸绘制。本工程的实施将显著改善受纳水体水质，同时间接产生经济效益，促进经济可持续发展。关键词：城市污水；卡鲁塞尔氧化沟；工艺设计 Abstact Teprojecis he poess dein o Sixh SwageTratent Pant o buildn X'a。 Tetnt caaity is100m3/d。 The aterqualty i effluent il meetthe requirement of eSt Dicgg Sandard f out foMuncipal Wsewatr etmen Plant (B18918202)1。 Though esourcing data n ivstigtion adome comri，tisdesin ues Crrosel oxationdch process。 he pocesshasom advtages lk eypraio and maageme，rocesrelablity，savng ivemnt, good ratnt effect, and on 。On tisasis, deteminedthe sewgtreatmen proces for：ell ofwatthckrillaeraion sink an olodaton ditchecondary seimentation tacontct chbe；Teslug tetent pocess for:excss sludeumoomconceratd nkud storage poobeteendehydration.Te pan laout of the sructures of the onomr procs desin an catio， sewag tretmen pa， thehdraulic alculation an eetiondsig, etc.Basd n ths,ts esign contain theienificaton，echmonomer pocss ofcalculation， construcodaingsrawing e.Thmpementato of th oject will sgnifiantly mpov e wter qualiy of rceving wat， an indirct eooibenefits and prmoe staine conmi devpment.ey words： urban ewge;arrusel oxidtin ic； poces esig 目录1前言41 城市污水来源42 城市污水的危害4设计计算82。1设计水量及水质82.11设计污水量2。1.2进水水质2.3出水水质9。1.4各污染物去除率9。2处理工艺流程的确定92。2.1设计方案分析92。2。2原污水可生化性分析12.。3 污水处理厂工艺方案比选22。2. 工艺方案选择23。5工艺流程242.构筑物的设计计算252。3.1粗格栅22.32提升泵房3023。细格栅32.。4 曝气沉砂池62。3.5厌氧池402。3。氧化沟023。7二沉池50238消毒设施562。39 巴氏计量槽523。1污泥泵房52。3. 污泥浓缩池602。3。12贮泥池622.3.13 脱水机房634污水处理厂总体布置632.4.1平面布置632。4。2高程布置6总结67参考文献6致谢70 1前言.1 城市污水来源 在人类的生产和生活用水过程中，水会受到不同程度的污染,并改变其原有的化学成分和物理组成。按来源不同污水可分为以下三种: 生活污水:指人们在日常生活中用过的并被生活废料所污染的水，包括卫生间、厨房、洗衣房，主要来自于住宅、公共场所、机关、学校、医院、餐饮业及工厂中的生活服务设施等的生活用水，生活污水含有较多的有机物，如蛋白质、动植物脂 肪、各种碳水化合物、尿素、氨氮、磷酸盐、及常在粪便中出现的各种病原微生物等；工业废水： 指在工业产生过程中排放的水，用水中除一小部分被耗去外，绝大多数工业用水仅仅是作为洗涤、冷却、地面冲洗等，因此，工业废水中的主要污染物为生产过程中所使用的原料、反应中间体、产物或副产物等； 降水:包括降雨或降雪时冲刷地面后进入城市管网的水，降水受季节、气候的影响较大,初期雨水中含较多的污染物，有时pH值较低。城市污水是生活污水、工业废水及雨水所形成的混合物。12 城市污水的危害水是一个国家经济体系运行中不可缺少的一部分，也是人类生存的必要条件.我国是水资源短缺的国家,城市缺水问题尤为突出。随着经济发展和城市化进程的加快，当前相当部分城市水资源短缺，城市缺水范围不断扩大，缺水程度日趋严重；与此同时，水价不合理、节水措施不落实和水污染严重等问题也比较突出。城市污水直接灌溉农田， 通过食物链进行传递, 给人们的生态环境造成了严重破坏.人喝了被污染的水或吃了被水体污染的食物,就会对健康带来危害。因污染物排入水体后，水生动物、植物就会慢慢对其吸收并在物体中有所积累。如果是急性中毒则会使生物很快死亡，这会引起人们的注意，但是许多情况下水体中的中毒国内外发展概况则是慢性的，往往不能被人所注意，如果人吃了这些食物，会使毒物在人体内进一步积累，长期下去人们得病则属必然。同时当水受到污染，会危及到水生生物生长和繁衍，并造成渔业大幅度减产。  为切实加强和改进城市供水、节水和水污染防治工作,促进经济社会的可持续发展。13 城市污水处理国内外发展概况 随着人类社会的不断发展，城市规模不断扩大,城市的用水量和排水量都在不断增加,加剧了用水紧张和水质污染，环境问题日益突出,由此造成的水危机已经成为社会经济发展的重要制约因素。我国污水处理事业的历史始于1921年,但是真正是在80年代才得以发展,改革开放三十年来取得了迅速的发展，但仍然滞后于城市发展的需要，处理量的增加仍远远滞后于污水排放量的增长,两者之间的差距还有进一步拉大的趋势.我国城市污水处理相对于国外发达国家，起步较晚,到现在为止,全国还有0%的城市污水得不到妥善的处理，城市污水处理率较低，很多老城区的排水管网甚至不成系统.目前，美国平均每1 万人拥有一座污水处理厂;瑞典和法 国每500 人有一座污水处理厂;英国和德国每 7008000 人拥有一座污水处理厂.国外城市都在为污水处理普及率达到10%而努力，将推广低能耗高性能的污水处理工艺技术，提高水处理排放的标准，完善污水处理的有关政策,多功能的污水处理技术更为流行。我国的城市污水量正以每年 6。5的速度增大,然而由于资金、能源等方面原因的制约，城市污水处理率很低，我国在建国初期只有几个过去有国外租界留下来的城市污水处理厂，日处理量还不过万吨;解放后，城市污水处理厂有了较大的发展,特别是“六五”期间；截止 197 年底全国污水处理厂建成投产的已有 78座;至 190 年有污水处理的城市56个,省和直辖市增加到21个；199 年全国建成污水处理厂 389 座,处理率为29.65%，城建系统17 座，处理率16。18;截至211年底,全国已有63个设市城市建有污水处理厂，占设市城市总数的97%,此外,目前全国正在建设的城镇污水处理项目达60个,总设计能力约200万立方米/日。目前，国内外城市污水处理厂处理工艺大都采用一级处理和二级处理。一级处理是采用物理方法,主要通过格栅拦截、沉淀等手段去除废水中大块悬浮物和砂粒等物质。这一处理工艺国内外都已成熟,差别不大。二级处理则是采用生化方法,主要通过微生物的生命运动等手段来去除废水中的悬浮性,溶解性有机物以及氮、磷等营养盐.目前,这一处理工艺有多种方法，归结起来，有代表性的工艺主要有传统活性污泥、氧化沟、A/O或A2/O工艺、SBR及A工艺等.目前，这几种代表工艺在国内外都有实际应用。在我们大力引进国外先进技术、设备和经验的同时，必须结合我国发展规划,尤其是当地的实际情况,探索适合我国实际的污水处理系统。1.4 设计任务一、 毕业设计（论文)的目的与要求毕业设计（论文）是本科生培养目标的重要环节，是专业知识深化和系统提高的重要过程，以培养学生的实践能力、创新精神、理论联系实际能力等综合素质为目的.毕业设计（论文)的基本要求为:、通过毕业设计（论文）环节,培养学生正确的设计思想和技术经济观点，理论联系实际的工作作风、严肃认真的科学态度.2、在毕业设计（论文）过程中,完成具有一定理论或实践意义的课题,培养学生综合运用、巩固与扩展所学的专业基础和专业知识，提高学生独立分析和解决问题的能力。使学生受到工程设计方法和科学研究方法的初步训练。3、学生在查阅文献和收集资料、理论分析、经济技术分析、方案制定、绘图、计算、实验、数据处理、使用计算机、外文阅读和翻译、撰写设计说明书或论文写作等基本技能方面得到进一步的训练和提高。 二毕业设计(论文）的主要内容(含主要技术参数） (一）论文题目西安市第六污水处理厂污水处理工艺设计（二)设计规模及水质1、设计规模：该污水处理厂服务范围为西安市西郊皂河和太平河之间的工业区和生活服务区的工业废水和生活污水。设计污水量为10×104m3d，其中生活污水和工业废水所占比例约为6：4。、设计进水水质：根据水质调查结果,并参考类似工程，确定污水处理厂进厂水质指标如下：COD： 0m/ BOD5:12m/SS： 50mg/l ：5m/NH3N:5m TP： mglpH： 7。6 T12ºC、污水处理厂出水水质:出水水质满足城镇污水处理厂污染物排放标准(G118202）中的一级B标准,具体主要水质指标如下:COD60g/ BOD520mg/lSS 20m/l NH4+N： mg/L TN2mgL P1 mg/ pH：9(三）基础资料1、气象条件：年平均气温:1。2;极端最高气温:4。4;极端最低气温：零下2。8；年平均降水量:537。9 m；平均日照时数：2243小时;年辐射总量:118千卡/c;最大风速:1m/；主导风向为西南风，次主导风向为东北风。2、水文地质潜水：主要分布在黄土状土、粉土、粉细砂和砾石层的孔洞中,水位埋深平均67m；承压水:地下 深度；地质:地表沉积物由第四纪全新世素填土，冲击风积黄土状土，冲击粉质粘土、粉土、粉细纱和砾石层构成，厚度50 m.3、地形地貌规划污水处理厂厂区地面平坦,适合于工程建设，地面平均高程：m.4、进水管标高:进水管位于规划污水处理厂西侧，进水管管内底标高：39m；5、受纳水体受纳水体位于厂区东侧50米，该河流水质符合地表水环境质量标准中的类标准。0年一遇河水最高水位383.m。 2 设计计算.1设计水量及水质2。1.1设计污水量 设计污水量为10×14m/,其中，生活污水和工业废水的比率约为6:4。2.12进水水质根据水质调查结果，并参考类似工程，确定污水处理厂进厂水质指标见下表2。表2。1 设计进水水质项目ODB5STN3-TP进水水质/（m/L）35012504525376>=12.1.3出水水质依据设计任务书，确定该污水处理厂设计出水水质执行城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918002一级B标准,相应的水质指标见表2.2.表2 设计出水水质 项目ODBOD5SSTNN3NTpH最高允许排放浓度g/L6020202081921.4各污染物去除率 各污染物去除率见表.表2。 各污染物去除率 项目CDB5SSTH3NTP去除率/%82.983.3 9255.6866。72.2处理工艺流程的确定22。1设计方案分析污水生物处理技术主要是利用自然界中广泛分布的个体微小、代谢营养类型多、适应能力强的微生物的新陈代谢作用，将污水中的污染物质转化为微生物细胞及O2、H2O、H2S、N2、CH4等多种物质，从而使污水得到净化的过程。污水生物处理技术分为好氧生物处理、缺氧生物处理和厌氧生物处理。好氧生物处理又分为活性污泥法和生物膜法。目前对于城市生活污水的处理多为好氧处理。一、活性污泥法处理系统有效运行的基本条件1、有大量起吸附和分解作用的微生物.2、污水中含有足够的可溶解性易降解有机物，作为微生物生理活动所必需的营养物质。3、混合液中含有足够的溶解氧。4、活性污泥连续回流，同时，还要及时地排出剩余污泥，使曝气池中保持恒定的活性污泥浓度。5、活性污泥在曝气池中呈悬浮状态，能够与污水充分接触。6、没有对微生物有毒害作用物质进入。二、环境因素对微生物生长的影响1、营养物质微生物为合成自生的细胞物质,必须不断地从其周围环境中摄取自身生存所必需的营养物质，主要的营养物质是碳、氮、磷等，微生物还需要硫、钠、钾、钙、镁、铁等元素作为营养,但需要量甚微。对微生物来讲，碳、氮、磷营养有一定的比例,一般为 D：P=10:5：1.生活污水中大多含有微生物能利用的碳源,氮和磷的含量也高，可以满足生物法处理时微生物的营养需求。如果某种营养元素低于需求可以加淀粉浆料补充碳源，投加尿素、硫酸铵等补充氮源,投加磷酸钾、磷酸钠等补充磷源。2、温度温度是影响微生物正常生理活动的重要因素之一。温度适宜,能够促进、强化微生物的生理活动，温度不适宜，能够减弱甚至破坏微生物的生理活动.可能使微生物死亡。一般好氧生物处理中的微生物多属于中温微生物,其生长繁殖的最适温度范围为207。3、p值微生物的生理活动与环境的酸碱度密切相关,只有在适宜的酸碱度条件下，微生物才能进行正常的生理活动.PH值对微生物的影响主要作用于：引起细胞膜电荷的变化，从而影响了微生物对营养物质的吸收,改变生长环境中营养物质的可给性。PH值的变化还能改变有害物质的毒性。高浓度的氢离子还可导致菌体表面蛋白质和核酸水解而变性。、溶解氧溶解氧是影响生物处理效果的重要因素.在好氧生物处理中，如果溶解氧不足,其活性将受到影响，新陈代谢能力降低，同时对溶解氧要求较低的微生物将逐步成为优势种属，影响正常的生化反应过程,造成处理效果下降.5、有毒物质(抑制物质)有毒物质对微生物生理功能毒害作用的原因，效果都比较复杂,取决于较多的因素。2.2。2 进水水质分析 污水处理厂进水营养物比值见表2。4。表2。4 进水营养物比表项目比值D/ OD0.34BOD5/ TN2。67BO5/ P40污水生物处理是以污水中所含污染物质作为营养物质,利用微生物代谢作用使污染物被降解，从而使污水得到净化。因此，对污水营养成分的分析以及判断污水能否采用生物处理是设计污水生物处理工程的前提.BD5和O是污水处理过程中常见的两个水质指标，一般情况下,BD/ OD的比值越大，说明污水可生物处理性越好。综合国内外的研究成果，一般认为BD5COD的比值0。4可生化性较好,BOD5/ OD的比值0.较难生化，BD5 COD的比值。25不易生化.BD5 TN（即C/N）是鉴别能否采用生物脱氮的重要指标,由于反硝化细菌是在分解有机物的过程当中进行硝化脱氮的，在不投加外来碳源的条件下,污水中必须有足够的有机物,才能保证反硝化的顺利进行.一般认为，C/，即可认为污水有足够的碳源供反硝化菌利用,才能进行有效脱氮.OD/ TP(即C/P)是鉴别能否采用生物除磷的重要指标，生物除磷是活性污泥中除磷菌在厌氧条件下分解细胞内的聚磷酸盐同时放出PO4和ATP，并利用AP将废水中的脂肪酸等有机物摄入细胞，以HB（聚-羟基丁酸)及糖原等有机颗粒的形式贮存于细胞内，同时随着聚磷酸盐的分解，释放磷；一旦进入好氧环境，除磷菌又可以利用聚-羟基丁酸氧化分解所释放的能量来超量摄取废水中的磷,并把所摄取的磷合成聚磷酸盐而贮存于细胞内，经沉淀分离，把富含磷的剩余污泥排除污泥，达到生物除磷的目的。进水中的BOD5是作为营养物质供除磷菌活动的基质，BO5/ P是衡量能否达到除磷的重要指标，当原水OD低于00 m g /L时， 总磷去除率随原水CO的提高而提高,而当COD超过00 m g /时, 总磷去除率随着C的提高而逐渐下降， 但COD去除效果不受影响.当OD TP在低于左右时, 随着CODTP的增大除磷率也迅速上升，超过7后除磷效果逐渐下降。因此，污水的COD浓度对间歇式生物接触氧化反应器的除磷效果有直接影响， 总磷去除率随着COD的提高而提高， 浓度为500 mg /L左右时， 除磷效果最好， 而后开始下降.根据试验结果,当污水的CODT值约为50 10时， 可以达到较好的除磷效果.一般认为该值要大于20，比值越大，生物除磷效果越好.综上所述，该城市污水处理厂进水水质不仅适宜于采用二级生物工艺，而且还适宜于采用生物脱氮除磷工艺。223污水处理厂工艺方案比选城市污水处理厂设计处理方案时，既要考虑有效去除BO5又要考虑适当去除、P。城市污水处理的工艺有很多,而相对来说处理效果好而且技术成熟的工艺有A/O、A2/O、氧化沟、周期循环曝气活性污泥法(CASS)以及序批式活性污泥法（SBR）等,下面对各种工艺及使用的条件进行简要论述。（1）/工艺/是Anoi/Oxi的缩写,它的优越性是除了使有机污染物得到降解之外,还具有一定的脱氮除磷功能，是将厌氧水解技术用为活性污泥的前处理，所以A/O法是改进的活性污泥法。A/O工艺将前段缺氧段和后段好氧段串联在一起，A段DO不大于0。2mg/L,O段D=24mg/L。在缺氧段异养菌将污水中的淀粉、纤维、碳水化合物等悬浮污染物和可溶性有机物水解为有机酸，使大分子有机物分解为小分子有机物,不溶性的有机物转化成可溶性有机物,当这些经缺氧水解的产物进入好氧池进行好氧处理时，可提高污水的可生化性及氧的效率；在缺氧段,异养菌将蛋白质、脂肪等污染物进行氨化（有机链上的N或氨基酸中的氨基）游离出氨（NH3、NH4+），在充足供氧条件下,自养菌的硝化作用将NH3-(+）氧化为NO3,通过回流控制返回至A池，在缺氧条件下,异氧菌的反硝化作用将O-还原为分子态氮（N2)完成C、N、在生态中的循环，实现污水无害化处理。 改良的A/工艺流程图见图21 鼓风机房折流式沉淀池好氧反应池缺氧反应池污泥泵房 图.1改良的A/O工艺流程图根据以上对生物脱氮基本流程的叙述，结合多年的焦化废水脱氮的经验，我们总结出（A)生物脱氮流程具有以下优点: ）效率高。该工艺对废水中的有机物，氨氮等均有较高的去除效果.当总停留时间大于54，经生物脱氮后的出水再经过混凝沉淀,可将C值降至10mg/L以下,其他指标也达到排放标准,总氮去除率在70以上. 2）流程简单，投资省,操作费用低。该工艺是以废水中的有机物作为反硝化的碳源，故不需要再另加甲醇等昂贵的碳源。尤其,在蒸氨塔设置有脱固定氨的装置后,碳氮比有所提高,在反硝化过程中产生的碱度相应地降低了硝化过程需要的碱耗。 3)缺氧反硝化过程对污染物具有较高的降解效率.如OD、BOD和SC在缺氧段中去除率在67%、38、59，酚和有机物的去除率分别为2和36，故反硝化反应是最为经济的节能型降解过程。 4）容积负荷高。由于硝化阶段采用了强化生化，反硝化阶段又采用了高浓度污泥的膜技术，有效地提高了硝化及反硝化的污泥浓度，与国外同类工艺相比，具有较高的容积负荷。5)缺氧好氧工艺的耐负荷冲击能力强。当进水水质波动较大或污染物浓度较高时，本工艺均能维持正常运行，故操作管理也很简单。通过以上流程的比较,不难看出，生物脱氮工艺本身就是脱氮的同时，也降解酚、氰、CD等有机物。结合水量、水质特点，我们推荐采用缺氧/好氧（A/O)的生物脱氮(内循环） 工艺流程,使污水处理装置不但能达到脱氮的要求，而且其它指标也达到排放标准。 /O工艺的缺点如下: 1）由于没有独立的污泥回流系统，从而不能培养出具有独特功能的污泥,难降解物质的降解率较低； 2）若要提高脱氮效率,必须加大内循环比,因而加大了运行费用。另外，内循环液来自曝气池，含有一定的,使A段难以保持理想的缺氧状态，影响反硝化效果,脱氮率很难达到0%。 3)影响因素 ：水力停留时间 (硝化h，反硝化2）污泥浓度MSS（300mg）污泥龄（ 30d ）NMLS负荷率(。0g/gVS/ ）进水总氮浓度（ <30mg/L）（)A2O工艺 AA-O工艺,亦称A2/工艺，是英文Anaeroc-AnoxiOx第一个字母的简称,按实质意义来说，本工艺称为厌氧缺氧好氧法。本法是在70年代，由美国的一些专家在厌氧-好氧(n）法脱氮工艺的基础上开发的，其宗旨是开发一项能够同步脱氮除磷的污水处理工艺.A/O工艺由厌氧段和好氧段组成,两段可以分别建也可以合建,合建时两段应该以隔板隔开.厌氧池中必须严格控制厌氧条件，使其既无分子态氧，也无NO等化合态氧,厌氧段水力停留时间为1h。好氧段结构型式与普通活性污泥法相同，且要保证溶解氧不低于2gL，水力停留时间24小时./O工艺流程图如图2.所示。进水厌氧池缺氧池好氧池沉淀池回流污泥排放剩余污泥图2.2 A2/O工艺流程图内循环 图2.2 A2/O工艺流程图2/O工艺具有以下优点：1）在厌氧的好氧交替运行条件下，丝状菌得不到大量增殖，污泥不易膨胀。2) 脱氮效果难于进一步提高，内循环量一般以2Q为限，不宜太高，否则增加运行费用。3) 基建费用低，具有较好的脱氮、除磷功能。4）具有改善污泥沉降性能，减少污泥排放量。5） 具有提高对难降解生物有机物去除效果,运转效果稳定.） 技术先进成熟,运行稳妥可靠。7） 管理维护简单，运行费用低。8） 国内工程实例多，工艺成熟,易获得工程管理经验。9） 出水水质好，较易于深度处理,出水水质稳定,对外界条件变化有一定的适应性。A2/O工艺的缺点如下：1)1 污泥膨胀，正常活性污泥沉降性能良好，污泥含水率在99 左右。当污泥发生膨胀时,污泥容积指数上升,污泥体积膨胀,澄清液稀少，污泥在二沉池中不能进行正常的泥水分离，污泥随着水流大量流失，如果不采取相应措施，流失的污泥会使出水的SS 超标,使曝气池中的微生物锐减，不能满足分解有机物的需要.)污泥上浮,在二沉池中污泥不沉降，成块上浮，或已沉降的污泥成块上浮并随水流流失的现象。3） 泡沫问题，泡沫问题是A2/O 工艺污水处理厂中常见的问题，一般有三种现象： 1、在曝气池表面产生白色的、粘稠的空气泡沫，有时出现较大的浪花； 2、在曝气池表面形成细微的暗褐色泡沫；3、脂状,暗褐色泡沫异常强烈，并随混合液进入二沉池.(3）氧化沟 传统活性污泥法污水处理技术的改良，外形呈封闭环状沟,其特点是混合液在沟内不中断地循环流动，形成厌氧、缺氧和好氧段,且将传统的鼓风曝气改为表面机械曝气.氧化沟是活性污泥法的一种变型，其曝气池呈封闭的沟渠型,所以它在水力流态上不同于传统的活性污泥法，它是一种首尾相连的循环流曝气沟渠,污水渗入其中得到净化.氧化沟的工艺流程图如图.3所示 图.3 氧化沟的工艺流程图 一般氧化沟法的主要设计参数为: 水力停留时间:10-40小时; 污泥龄:一般大于20天； 有机负荷：0。0015kgBO5/（gMLS.d）; 容积负荷：00.4OD5/（m3d)； 活性污泥浓度：00-6000mg/l； 沟内平均流速:0。0。5m/s。 氧化沟法由于具有较长的水力停留时间，较低的有机负荷和较长的污泥龄。因此相比传统活性污泥法,可以省略调节池，初沉池，污泥消化池,有的还可以省略二沉池.氧化沟能保证较好的处理效果，这主要是因为巧妙结合了CL形式和曝气装置特定的定位布置，氧化沟具有独特水力学特征和工作特性: 氧化沟系统具有很强的耐冲击负荷能力,对不易降解的有机物也有较好的处理能力； 1) 氧化沟具有明显的溶解氧浓度梯度,特别适用于硝化反硝化生物处理工艺;2) 氧化沟沟内功率密度的不均匀配备,有利于氧的传质,液体混合和污泥絮凝；3) 氧化沟的整体功率密度较低,可节约能源,据国外的一些报道,氧化沟比常规的活性污泥法能耗降低0%0;4) 据国内外统计资料显示，与其他污水生物处理方法相比，氧化沟具有处理流程简单，超作管理方便；出水水质好，工艺可靠性强;基建投资省，运行费用低等特点. 氧化沟缺点尽管氧化沟具有出水水质好、抗冲击负荷能力强、除磷脱氮效率高、污泥易稳定、能耗省、便于自动化控制等优点。但是,在实际的运行过程中，仍存在一系列的问题。 1） 污泥膨胀问题；2） 泡沫问题； 3） 污泥上浮问题; 4） 流速不均及污泥沉积问题； 5） 导致有较多的大肠杆菌散发到空气中，引发了毒黄瓜的事件; 6） 对于BOD较小的水质完全没有处理能力。（4）CAS工艺 1)CSS工艺工作原理CS（yclic actvated sludg system）是在SR是基础上发展起来的,即在SR池内前端加了一个生物选择器,实现联系进水,间歇排水的周期循环运行.设置周期选择器的主要目的是使系统选择出絮凝性能好,抗冲击性强的优质细菌，其容积约占整个池子的10%。生物选择器的工艺过程遵循活性污泥的基质积累再生理论，使活性污泥在选择器中经历一个高负荷的吸附阶段，随后在主反应区经历一个较低负荷的基质降解阶段，以完成整个基质降解的全过程和污泥再生。CASS工艺对污染物质的降解是一个时间上的推流过程，其构筑物集反应、沉淀、排水于一体，是一个好氧/缺氧厌氧交替运行的过程,因此具有一定的脱氮除磷效果.）CAS工艺主要技术特征 连续进水,间歇排水传统SR工艺为间断进水，间歇排水，而实际污水排放大都是联系或半连续的,CASS工艺可连续进水，克服了SR工艺的不足,比较适合实际排水的特点，拓宽了SR工艺的应用领域.虽然S工艺设计时均考虑为连续进水，但在设计运行中即使有间断进水,也不影响处理系统的运行。 运行上的时序性CSS反应池通常按曝气、沉淀、排水和闲置四个阶段根据时间依次进行。 运行过程的非稳态性每个工作周期内排水开始时A池内液位最高，排水结束时,液位最低，液位的变化幅度取决于排水比，而排水比与处理废水的浓度、排水标准及生物降解的难易程度有关。反应池内混合液体积和基质浓度均是变化的，基质降解是非稳态的. 溶解氧周期性变化,浓度梯度高CASS在反应阶段是曝气的,微生物处于好氧状态,在沉淀和排水阶段不曝气，微生物处于缺氧甚至厌氧状态。因此，反应池中溶解氧是周期性变化的,氧浓度梯度大、转移效率高，这对提高脱氮除磷效率、防止污泥膨胀及节约能耗是有利的。实践证实对同样的曝气设备而言,CASS工艺与传统活性污泥法相比有较高的氧利用率。3)CAS工艺流程ASS工艺流程图如图2.4所示。进水沉砂池CASS池回流污泥排放剩余污泥格栅 图2.4 CASS工艺流程图) CASS工艺主要优点如下：工艺流程简单，占地面积小,投资较低。CASS工艺的核心构筑物为CAS池，没有二沉池，一般情况不设调节池及初沉池。生化反应推动力大.在完全混合式连续流曝气池中的底物浓度等于二沉池底物浓度,底物流入曝气池的速率即为底物降解速率。 沉淀效果好。CSS工艺在沉淀阶段几乎整个反应池均起沉淀作用，沉淀阶段的表面负荷比普通二次沉淀池小得多，虽然有进水的干扰，但其影响很小,沉淀效果较好。运行灵活，抗冲击能力强，可实现不同的处理目标.CAS工艺在设计时已考虑流量变化的因素,能确保污水咋系统内停留预定的时间后经沉淀排放,特别是ASS工艺可以通过调节运行周期来适应进水量和水质的变化。不易发生污泥膨。适用范围广，适合分期建设。C工艺可以应用于大型、中型及小型污水处理工程，比SR工艺适用范围更广泛. 剩余污泥量小,性质稳定.传统活性污泥法的泥龄仅7天，而CSS法泥龄为2530天，所以污泥稳定性好，脱水性能佳,产生的剩余污泥少。去除BOD产生0。20。3剩余污泥，仅为传统法的60%左右. 生化池分为生物选择器、厌氧区和主曝气区,利用生物选择器及厌氧区对磷的释放、反硝化作用以及对进水中有机底物的快速吸附及吸收作用,增强了系统的稳定性;同时，曝气区和静止沉淀的过程中都同时进行着消化和反硝化反应，因而具有脱氮除磷的作用.自动化程度高,保证出水水质。）ASS工艺主要缺点为:设备闲置率高，因采用降堰排水,水头损失大；由于自动化程度高，故对操作人员的素质要求也高。（5)SBR工艺 SR是序列间歇式活性污泥法（Sequncig Batch Ractr ctivatedSlugeProess)的简称，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术，又称序批式活性污泥法。 与传统污水处理工艺不同,BR技术采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式，非稳定生化反应替代稳态生化反应，静置理想沉淀替代传统的动态沉淀。它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作，SBR技术的核心是SBR反应池,该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池,无污泥回流系统。1)SBR工艺的主要优点:理想的推流过程使生化反应推动力增大，效率提高,池内厌氧、好氧处于交替状态，净化效果好. 运行效果稳定,污水在理想的静止状态下沉淀,需要时间短、效率高,出水水质好。耐冲击负荷，池内有滞留的处理水，对污水有稀释、缓冲作用,有效抵抗水量和有机污物的冲击。工艺过程中的各工序可根据水质、水量进行调整，运行灵活。 处理设备少,构造简单，便于操作和维护管理. 反应池内存在O、OD浓度梯度，有效控制活性污泥膨胀。 R法系统本身也适合于组合式构造方法,利于废水处理厂的扩建和改造. 脱氮除磷，适当控制运行方式,实现好氧、缺氧、厌氧状态交替,具有良好的脱氮除磷效果。 工艺流程简单、造价低。主体设备只有一个序批式间歇反应器，无二沉池、污泥回流系统，调节池、初沉池也可省略，布置紧凑、占地面积省. 2）S工艺的主要缺点为:自动化控制要求高。 排水时间短（间歇排水时)，并且排水时要求不搅动沉淀污泥层,因而需要专门的排水设备（滗水器)，且对滗水器的要求很高. 后处理设备要求大:如消毒设备很大，接触池容积也很大，排水设施如排水管道也很大。 滗水深度一般为12m，这部分水头损失被白白浪费，增加了总扬程。 由于不设初沉池，易产生浮渣,浮渣问题尚未妥善解决。 由于上述技术特点，SB系统进一步拓宽了活性污泥法的使用范围。就近期的技术条件,BR系统更适合以下情况： 中小城镇生活污水和厂矿企业的工业废水，尤其是间歇排放和流量变化较大的地方。需要较高出水水质的地方，如风景游览区、湖泊和港湾等，不但要去除有机物，还要求出水中除磷脱氮,防止河湖富营养化。 水资源紧缺的地方。SBR系统可在生物处理后进行物化处理,不需要增加设施,便于水的回收利用. 用地紧张的地方。 对已建连续流污水处理厂的改造等。 非常适合处理小水量,间歇排放的工业废水与分散点源污染的治理。 2.2。4 工艺方案选择在污水脱氮除磷的工艺设计中必须具备厌氧、缺氧、好氧3个基本条件,但是在实施过程中由于所需的处理构筑物多、污泥回流量大,从而造成投资大、能耗多、运行管理复杂。而卡鲁塞尔氧化沟将厌氧、缺氧、好氧过程集中在一个池内完成，各部分用隔墙分开自成体系,但彼此又有联系。该工艺充分利用污水在氧化沟内循环流动的特性,把好氧区和缺氧区有机结合起来，实现无动力回流，节省了去除硝酸盐氮所需混合液回流的能量消耗。rouel氧化沟由于具有良好的出磷脱氮能力、抗冲击负荷能力和运行管理方便等优点,已经得到了广泛的应用。所以这里我们也将选择卡鲁塞尔氧化沟作为生物处理工艺。 Crousel 氧化沟的结构:由图2.5可见，arrouel 氧化沟使用定向控制的曝气和搅动装置,向混合液传递水平速度,从而使被搅动的混合液在氧化沟闭合渠道内循环流动。因此氧化沟具有特殊的水力学流态，既有完全混合式反应器的特点，又有推流式反应器的特点，沟内存在明显的溶解氧浓度梯度。氧化沟断面为矩形或梯形，平面形状多为椭圆形，沟内水深一般为。54.5,宽深比为2：1，亦有水深达7m的，沟中水流平均速度为03ms。氧化沟曝气混合设备有表面曝气机、曝气转刷或转盘、射流曝气器、导管式曝气器和提升管式曝气机等，近年来配合使用的还有水下推动器. 图 .5 Carrosel 氧化沟平面结构图2.25工艺流程污水处理的主要工艺流程见图2. 加氯间 鼓风机房氧化沟二沉池接触池巴氏计量槽厌氧池曝气沉砂池细格栅提升泵房粗格栅进水回流污泥泵剩余污泥泵 排砂泵 渣外运 贮泥池 脱水间 浓缩池污泥外运 图6 污水处理的主要工艺流程图2. 构筑物设计计算23.粗格栅 1） 设计说明：栅条的断面主要根据过栅流速确定，过栅流速一般为061。0m/s。如果流速过大，不仅过栅水头损失增加,还可能将已截留在栅上的栅渣冲过格栅,如果流速过小，栅槽内将发生沉淀.此外,在选择格栅断面尺寸时，应注意设计过流能力只为格栅生产厂商提供的最大过流能力的80，以留有余地。 计算草图如图27 图2. 格栅示意图 2）设计参数设计流量：Q=0×/ 1.17s；总变化系数：。;则最大流量为：Qx=13×/ d505/s；栅条宽:=10mm;栅条间隙宽:b=20m; （1625m）过栅流速取:v0m/s; （0.61.ms)栅前渠道流速：06m/s；（=.m/s） 栅前渠道水深:h1。0m；(0.61.2m）格栅倾角:° （)数量：2座；栅渣量：工程格栅间隙为20m（162m)，取W1=0。1污水  (0.501污水)  ）设计计算过栅流量: Q1=max2=30000/2/d=0。752/s；格栅的间隙数量n nQ1×/(bhv) = =3。9 取=3式中: Qmax最大设计流量， a格栅倾角栅条间隙，m h栅前水深， v-污水流经格栅的速度,/流速的校核，用最小流量来校核： = =0。3 , 符合条件实际过流速度： = =096/s格栅的建筑宽度 B=S(-)+n =选择格栅除污机 选取GH1100型链条式回转格栅除污机【11册p21】，性能参如表25. 表2.5 GH100型链条式回转格栅性能参数公称栅宽安装角度栅条间隙电动机功率栅条截面积整机重量生产厂 110 20m0。72。235005kg无锡通用机械厂格栅的外形尺寸如图2。所示 图2.GH型链条式回转格栅外形尺寸 栅渠过水断面及尺寸：过水断面: S= 0.52.61253(）;栅渠尺寸: 100mm100栅前渠道水深： 取超高,水深h=1。m 则H= h+ =1.02。3.0m栅渠长度L栅渠长度： 5.73m过栅水头损失格栅断面为锐边矩形断面，则格栅水头损失: =.113 式中：阻力系数，其值与栅条断面形状有关，锐边矩形断面取    格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般取3每日栅渣量的计算工程格栅间隙为20mm，取1=0.1污水， = 10/d式中：K生活污水流量总变化系数，取1.3因为每日栅渣量2，宜采用机械清渣。粗格栅间粗格栅间内地下有两条渠道，其断面尺寸为1。211，渠道内各安装GH00型链条式回转格栅除污机一台,渠道两边各留1m的人行道，栅渣定期运往厂外填埋,格栅间平面尺寸为：。2.32提升泵房 1）设计说明：提升泵房用以提高污水的水位,保证污水能在整个污水处理流程过程中流过，从而达到污水的净化。 2)设计参数:泵房进水角度=45度;相邻两机组突出部分的间距，以及机组突出部分与墙壁的间距，应保证水泵轴或电动机转子再检修时能够拆卸，并不得小于0.8m，如电动机容量大于5KW时，则不得小于1.0m，作为主要通道宽度不得小于.2。 3）水泵的选择每台泵的设计水量为： Q=156003=163所需的扬程为H113，水力计算见附表。流量Qmax=1505m3s,拟采用4W20512型泵作为污水提升装置.为了避免设备24小时运转，决定共配备4台螺旋泵，用1备，在平时台水泵替换使用，可有效延长设备使用寿命，同时，在某台水泵出现故障时，可启用备用水泵，实现污水处理厂的不间断持续运转。400200-15-1型污水泵性能参数见表6.【11册页】 表2。 0QW20-113型污水泵性能参数 型号流量转速扬程功率效率%出水口直径40QW05-12007451328534400 ）集水池集水池的容积根据设计流量、水泵能力和水泵工作情况等因素确定，并应符合污水泵站集水池的容积，不应小于最大一台水泵5i的出水量。 按一台泵最大流量时6分钟的出流量设计，则有：每台水泵的流量： 集水池的有效容积: 取集水池的有效水深,则集水池面积： ,取. 集水池尺寸为： 2。3.3细格栅 ）设计参数设计流量:=10×/d=1。157/s;总变化系数:=；则最大流量为：Qmax=13× d=1.55s；栅条宽:S=0m；栅条间隙宽：=10m； 过栅流速取：=10m/s; 栅前渠道流速：.m/s； 栅前渠道水深:=12m;格栅倾角:=6° 数量:2座；栅渣量：工程格栅间隙为10mm，取W=0.1 . 2）设计计算计算草图如图29 图29 细格栅计算示意图 过栅流量: Q1=Qmax/21300002/ d0。752/s； 格栅的间隙数量n nQ1×（bv) = =7。9 取n=58 式中: 最大设计流量，/s 格栅倾角 -栅条间隙. 栅前水深， v污水流经格栅的速度,s 流速的校核，用最小流量来校核： = 076ms, 符合条件 实际过流速度: = =.988m/ 格栅的建筑宽度 B： B= (n-1) = 选择格栅除污机 选取GS100回转格栅除污机【11册p30】，性能参如表27。 表.7 TS-1200回转格栅性能参数型号耙齿栅宽 设备宽电动机功率水槽最小宽度设备总宽 排渣高度 TGS200100（mm) 10m111.kw 00（mm）150(mm） A型 型464(mm)74(m）格栅的外形尺寸如图2.10所示图.0 GS120回转格栅外形尺寸 栅渠过水断面及尺寸：过水断面： S= 1 =0.520。55=1。367(）;栅渠尺寸： 300mm100mm 栅前渠道水深H: 取超高，水深h=10m 则H h+=。0+3.3m 栅渠长度L栅渠长度： =57过栅水头损失格栅断面为锐边矩形断面，则格栅水头损失： 0。2 式中：-阻力系数，其值与栅条断面形状有关,锐边矩形断面取    格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般取. 每日栅渣量的计算工程格栅间隙为10mm,取10。， = =10式中：K-生活污水流量总变化系数,取.3 因为每日栅渣量>0./，宜采用机械清渣细格栅间细格栅间内地下有三条渠道，其断面尺寸为1。1m，渠道内各安装TGS1200回转格栅除污机一台,渠道两边各留1m的人行道，格栅前后设手动渠道闸门以便于格栅检修,栅渣定期运往厂外填埋，格栅间平面尺寸为：。23。曝气沉砂池和其它形式的沉砂池相比,曝气沉砂池的特点是： 一， 可通过曝气来实现对水流的调节，而其它沉砂池池内流速是通过结构尺寸确定的,在实际运行中几乎不能进行调解; 二，通过曝气可以有助于有机物和砂子的分离。如果沉砂的最终处置是填埋或者再利用（制作建筑材料） , 则要求得到较干净的沉砂， 此时采用曝气沉砂池较好, 而且最好在曝气沉砂池后同时设置沉砂分选设备。通过分选一方面