畢業(yè)設(shè)計（論文）曝氣生物濾池處理城鎮(zhèn)污水

1、學 位 論 文曝氣生物濾池處理城鎮(zhèn)污水作 者 姓 名： 專 業(yè) ： 學 號 ： 指 導 教 師： 完 成 日 期： 學校名摘 要城鎮(zhèn)污水主要為生活污水和工業(yè)廢水的混合污水。目前城鎮(zhèn)污水的排放已造成了對水環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)的嚴重污染，做好城鎮(zhèn)污水的處理及再生利用是主要任務(wù)之一，解決城鎮(zhèn)污水對水環(huán)境污染的重要途徑之一就是修建污水處理廠。本設(shè)計對sbr法、a2/o法、曝氣生物濾池法工藝進行了比較，最終確定選用處理效果好、運行管理方便、投資省的曝氣生物濾池工藝。該工藝中污水經(jīng)過粗格柵、細格柵、旋流沉砂池、水解酸化池的一級處理，進入曝氣生物濾池進行二級處理后。排出的污泥經(jīng)過了生化處理較穩(wěn)定，不需消化濃縮脫水外

2、運，節(jié)省了投資。設(shè)計過程中通過對各構(gòu)筑物的設(shè)計計算及附屬構(gòu)（建）筑物的設(shè)計選型，完成了主要構(gòu)筑物旋流沉砂池、水解酸化池、曝氣生物濾池出圖及整個工廠的平面、高程布置，進而完成了污水廠的設(shè)計。關(guān)鍵詞： 城鎮(zhèn)污水；水解酸化；上向流曝氣生物濾池- i -the format criterion of masters degree paper of dutabstracturban sewage as the main sewage and industrial effluent of sewage mixed. at present urban sewage discharge has caused

3、the water environment ecosystems serious pollution and do a good job of urban sewage treatment and recycling is one of the main tasks and solve the urban sewage water pollution is one important way to the construction of sewage water treatment plants. the design of the sbr, a2 / o, biological aerate

4、d filter technology of the law, the final choice of treatment effect, and facilitate the operation and management, investment in the biological aerated filter technology. the process of sewage through rough grid, small grille, swirl desilting pool, pool acid hydrolysis of the primary treatment, into

5、 the biological aerated filter after secondary treatment. after the sludge from the biological treatment more stable, not digest condensed directly dehydration sinotrans, a saving of investment. through the process of effluent treatment can be achieved gb18918-2002 in a b standards, and removal of t

6、he water quality indicators were codcr: 76%, bod: 86.7%, ss: 86.7%, nh3-n: 80%, tn : 50%, tp: 62.5%. through the various structures of the design and calculation and subsidiary structure (built) to build the design selection, completed the main structure swirl desilting pool, pool acid hydrolysis, b

7、iological aerated filter to plan and plant the whole plane, elevation layout and then completed a wastewater treatment plant design. key words：biological aerated filter technology of the law；urban sewage；facilitate the operation- iii -目 錄摘 要iiabstractiii引 言- 1 -1 緒論- 2 -1.1研究的目的和意義- 2 -1.2國內(nèi)外污水處理現(xiàn)狀及

8、發(fā)展- 3 -1.2.1國外城市污水處理發(fā)展狀況- 3 -1.2.2我國城市污水處理發(fā)展狀況- 4 -2 設(shè)計概述- 6 -2.1污水處理廠設(shè)計資料- 6 -2.2 污水處理工藝比較- 6 -2.2.1 sbr工藝- 7 -2.2.3曝氣生物濾池工藝- 9 -2.2.4推薦方案- 11 -2.2.5曝氣生物濾池工藝流程圖- 12 -3 水解（酸化）-上向流曝氣生物濾池工藝概況- 13 -3.1 水解（酸化）-上向流曝氣生物濾池工作原理- 13 -3.2水解（酸化）-上向流曝氣生物濾池的優(yōu)點- 13 -3.2.1水解（酸化）曝氣生物濾池的優(yōu)點- 13 -3.2.2向上流曝氣生物濾池的優(yōu)點- 14

9、 -4 構(gòu)筑物的設(shè)計計算- 16 -4.1溢流井的設(shè)計- 16 -4.2粗格柵的設(shè)計- 16 -4.2.1設(shè)計參數(shù)- 16 -4.2.2設(shè)計計算- 16 -4.2.3 附屬設(shè)備的選型- 19 -4.3調(diào)節(jié)池的設(shè)計- 19 -4.3.1設(shè)計計算- 20 -4.3.2附屬構(gòu)筑物選型- 20 -4.4污水提升泵- 20 -4.5細格柵的設(shè)計- 21 -4.5.1設(shè)計概述- 21 -4.5.2設(shè)計計算- 21 -4.5.3 附屬設(shè)備的選型- 23 -4.6渦流沉砂池的設(shè)計- 23 -4.6.1設(shè)計概述- 23 -4.6.2設(shè)計計算- 24 -4.6.3附屬構(gòu)筑物的選型- 24 -4.7.水解酸化池的設(shè)

10、計- 26 -4.7.1水解酸化池的計算- 26 -4.7.2排泥系統(tǒng)- 27 -4.8上流式曝氣生物濾池的設(shè)計計算- 28 -4.8.1 dc曝氣生物濾池- 28 -4.8.2 n型曝氣生物濾池- 33 -4.8.3 dn型曝氣生物濾池- 35 -4.9清水池- 37 -4.10反沖洗緩沖池- 37 -4.11鼓風機房、反沖洗水泵- 37 -4.12污泥處理- 37 -5污水處理廠總體布置- 39 -5.1污水處理廠總平面布置- 39 -5.1.1平面布置的原則：- 39 -5.1.2平面布置的內(nèi)容- 39 -5.2污水廠的高程布置- 40 -5.2.1布置原則- 40 -5.2.2高程計算

11、- 41 -6結(jié)論- 42 -參考文獻- 43 -致謝- 44 -v引 言水資源是人類賴以生存的基本物質(zhì)之一,已成為人類社會可持續(xù)發(fā)展的重要限制因素。近年來隨著城鎮(zhèn)建設(shè)和工業(yè)的發(fā)展,城鎮(zhèn)用水量急劇增加,量不達標污廢水的排放不僅污染了環(huán)境和水源,更加重了水資源的日益短缺和水質(zhì)的日益惡化,從而導致生態(tài)環(huán)境的惡性循環(huán)。目前我國城市污水的處理量僅為排放總量的10%左右，大量污水進入水體導致了嚴重的水體污染，使已十分嚴重的水資源短缺狀況更加嚴峻。我國政府歷來重視環(huán)保治理工作，使得我國的污水處理事業(yè)得到了長足的發(fā)展，但是我們要清醒的看到，我國工業(yè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的步伐很快，特別是改革開放的20年鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的誕生

12、使我國的企業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，有些企業(yè)在追求經(jīng)濟效益時忽視了社會、環(huán)境效益，若長此下去將帶來環(huán)境受到嚴重污染的后患。為此當今環(huán)境污染的治理不能停留在各級政府的重視，而要深化到全民族每位公民環(huán)保意識的提高。我們不僅要達到經(jīng)濟發(fā)展了，生活水平提高了，還要做到經(jīng)濟與環(huán)境保護協(xié)調(diào)發(fā)展，生活的質(zhì)量不斷提高。為此我們要喚起民眾為21世紀可持續(xù)發(fā)展目標的實現(xiàn)，為人類健康的生存，為子孫后代留下優(yōu)質(zhì)的環(huán)境而努力付出自己的責任吧。1 緒論1.1研究的目的和意義水資源是人類賴以生存的基本物質(zhì)之一,已成為人類社會可持續(xù)發(fā)展的重要限制因素。近年來隨著城鎮(zhèn)建設(shè)和工業(yè)的發(fā)展,城鎮(zhèn)用水量急劇增加,大量不達標污廢水的排放不僅污染

13、了環(huán)境和水源,更加重了水資源的日益短缺和水質(zhì)的日益惡化,從而導致生態(tài)環(huán)境的惡性循環(huán)。目前我國城市污水的處理量僅為排放總量的10%左右，大量污水進入水體導致了嚴重的水體污染，使已十分嚴重的水資源短缺狀況更加嚴峻。另外, 隨著環(huán)境對出水水質(zhì)要求的提高, 傳統(tǒng)污水處理工藝已 不能滿足環(huán)境的要求。因此近十年來，各種廢水處理新技術(shù)不斷涌現(xiàn)。目前來說，最經(jīng)濟有效的方法是生物處理法。隨著越來越多的廢水處理設(shè)施投入運轉(zhuǎn)，廢水生物處理已成為城市污水和有機工業(yè)廢水處理的主要方法。目前我國已建成的污水處理廠大多采用傳統(tǒng)活性污泥法及其變形工藝，氧化溝工藝，a-b法工藝,sbr法工藝，雖然這幾種工藝處理的水質(zhì)能達到排放

14、水的一般要求，但其投資和占地面積大，難于管理。例如活性污泥法，其研究，應(yīng)用，改進已很長的歷史，目前在世界上仍占優(yōu)勢地位，但同時其也存在一些難以克服的缺點，如占地面積大，基建投資高，處理負荷低，運行啟動慢，經(jīng)常出現(xiàn)污泥膨脹 ，不能承受沖擊負荷等。所以在20世紀80 年代末在歐美發(fā)展起來的一種新型的污水處理技術(shù)曝氣生物濾池,它是由滴濾池發(fā)展而來并借鑒了快濾池形式,在一個單元反應(yīng)器內(nèi)同時完成了生物氧化和固液分離的功能。因此它具有占地面積小，抗沖擊負荷強，基建費用低，自動化運行程度高等特點。雖然曝氣生物濾池作為一種高效、低成本的污水處理新技術(shù),在我國的應(yīng)用還剛剛起步,但隨著社會的發(fā)展和水資源的緊缺,對

15、污水處理后的水質(zhì)要求必將日益提高,更高的污水排放水質(zhì)標準和污水回用水源標準也將會逐步出臺,這為曝氣生物濾池技術(shù)在已有的污水處理廠作深度處理,或在新建的污水處理廠中應(yīng)用創(chuàng)造了條件。本論文通過對曝氣生物濾池處理城鎮(zhèn)污水的研究，從理論到實踐，采用對比分析、類比分析、定量分析等方法，分析研究我國污水處理系統(tǒng)的特點，從而使得曝氣生物處理工藝在我國污水處理系統(tǒng)中的進一步推廣應(yīng)用有著積極的促進作用。因此,曝氣生物濾池作為經(jīng)濟高效的污水處理技術(shù),對促進污水回用的發(fā)展和水環(huán)境的恢復有著現(xiàn)實和深遠的意義。1.2國內(nèi)外污水處理現(xiàn)狀及發(fā)展1.2.1國外城市污水處理發(fā)展狀況世界任何國家的經(jīng)濟發(fā)展，都會推向社會進步、促進

16、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能力得到提高，使人民生活得到進一步改善，但是也隨之帶來不同程序的環(huán)境污染。污水也是造成環(huán)境污染的來源之一。這個污染源的出現(xiàn)引起了世界各國政府的關(guān)注，治理水污染環(huán)境的課題被列入世界環(huán)保組織的工作日程。19世紀以來,經(jīng)濟發(fā)達的國家相繼出現(xiàn)了環(huán)境污染和社會公害問題,許多國家的河湖水域解氧降低,水生物減少,甚至絕跡.由于水環(huán)境污染,人們發(fā)病率增加,政府開始認識到加強污水處理的必要性,并投以大量資金興建污水處理工程.經(jīng)過30多年的大力整治,付出巨大代價,才基本控制了形勢,使水生物恢復生長,水環(huán)境得到改善.這種污水處理事業(yè)與經(jīng)濟發(fā)展不相適應(yīng)的狀況所造成的損失是極大的,教訓是深刻的.為此,各國政府

17、對于污水處理工作極為重視,從法律和建設(shè)資金上給予保證,并不斷開拓新技術(shù),使城市污水處理事業(yè)得以迅速發(fā)展.污水處理是經(jīng)濟發(fā)展和水資源保護不可或缺的組成部分。污水處理在發(fā)達國家已有較成熟的經(jīng)驗。如英國，德國，芬蘭，荷蘭等歐洲國家均已投巨資對因工業(yè)革命和經(jīng)濟發(fā)展帶來的水污染進行治理，日本，新加坡，美國，澳大利亞等國家也對污水處理給予了較大投資，特別是新加坡并沒有走先污染后治理的道路，而是采取經(jīng)濟與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的政策，使該國不僅在經(jīng)濟上進入發(fā)達國家的行列，而且還是一個綠樹成蔭，藍天碧水，環(huán)境優(yōu)美的國家。國外對污水的處理主要是通過建造污水處理廠。實踐證明建造污水處理廠是解決污染的一條有效途徑。美國平均每

18、一萬人擁有一座污水處理廠，瑞典和法國每五千人有一座污水處理廠，英國和德國每7000人有一座污水處理廠，而目前我國城市每150萬人左右才擁有一座污水處理廠，而且還存在著污水處理廠建設(shè)有效投資利用率低以及處理出水達標率低等諸多問題。國外污水處理廠建設(shè)和發(fā)展的主要特點為污水處理廠趨向于大型化。國內(nèi)外對城市污水是集中處理還是分散處理的問題已經(jīng)達到共識，及污水的集中處理應(yīng)是城市污水處理廠建設(shè)的長期規(guī)劃目的。結(jié)合不同的城市布局，發(fā)展規(guī)劃，地理水文等具體情況，對城市污水處理廠的建設(shè)進行合理規(guī)劃，集中處理，不僅能保證建設(shè)資金的有效利用率，降低處理能耗，而且有利于區(qū)域或流域水污染的協(xié)調(diào)管理及水體自凈容量的充分利

19、用。污水處理所采用的工藝技術(shù)是污水處理的核心部分。污水處理采取的工藝與很多因素有關(guān)，如進水水質(zhì)，出水要求，處理水量，投資大小等，還與氣候條件有關(guān)。雖然污水處理的工藝多種多樣，但活性污泥法仍是國外污水處理廠采用的主體工藝，其他一些低成本的處理方法，如土地處理和氧化塘法也有所應(yīng)用。如澳大利亞新南威爾士州廣泛采用間歇排水曝氣塘工藝idal。1.2.2我國城市污水處理發(fā)展狀況我國污水處理產(chǎn)業(yè)發(fā)展進步較晚，建國以來到改革開放前，我國污水處理的需求主要是以工業(yè)和國防尖端使用為主。改革開放后，國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，人民生活水平的顯著提高，拉動了污水處理的需求。據(jù)統(tǒng)計，到2000年底，全國已建設(shè)城市污水處理廠4

20、27座，其中二級處理廠282座，二級處理率約為15。2000年用于城市污水處理工程建設(shè)的總投資約為150億元。國外污水處理新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備被引進到我國，在活性污泥法工藝應(yīng)用的同時，ab法、a/o法、a/a/o法、cass法、sbr法、氧化溝法、穩(wěn)定塘法、土地處理法等也在污不處理廠的建設(shè)中得到應(yīng)用。由過去只具有去除有機物功能的污水處理工藝技術(shù)發(fā)展為具有除磷脫氮多功能的工工藝技術(shù)，國外一些先進的、高效的污水處理專用設(shè)備進入了我國污水處理行業(yè)的市場。如格柵機、潛水泵、除砂裝置、刮泥機、曝氣器、鼓風機、污泥泵、脫水機、沼氣發(fā)電機、沼氣鍋爐、污泥消化攪拌系統(tǒng)等大型設(shè)備。由于建設(shè)大型城市污水處理廠的

21、投資很大，我國的建設(shè)獎金有限，無法適應(yīng)水污染治理的需要。為此引進國外獎金建設(shè)污水處理廠成為建設(shè)獎金的重要組成部分，從而也加快了我國城市污水處理廠的建設(shè)速度。一批大型的城市污水處理廠利用國外貸款項目相繼建成投產(chǎn)。如：我國20世紀最大的污水處理廠高碑店污水廠，處理規(guī)模一期50萬立方米/天，二期可達100萬立方米/天，天津東郊污水處理廠，處理規(guī)模為40萬立方米/天。成都三瓦窯污水處理廠處理規(guī)模為40萬立方米/天，杭州四堡污水處理廠處理規(guī)模為40萬立方米/天，沈陽北部污水處理廠規(guī)模為40萬立米米/天，鄭州王新莊污水處理廠處理規(guī)模40萬立方米/天。這些大型污水處理廠的建設(shè)標志著我國污水處理事業(yè)的不斷壯大

22、，標志著污水處理技術(shù)在我國發(fā)展的成果，標志著我國政府對污水處理事業(yè)的重視，也標志著我國污水處理事業(yè)發(fā)展到一個嶄新的階段。目前我國新建及在建的城市污水處理廠所采用的工藝中，各種類型的活性污泥法仍為主流，占90以上，其余則為一級處理、強化一級處理、生物膜法及與其他處理工藝相結(jié)合的自然生態(tài)凈化法等污水處理工藝技術(shù)。從國情出發(fā)，我國城市污水處理發(fā)展趨勢： 氮、磷營養(yǎng)物質(zhì)的去除仍為重點也是難點； 工業(yè)廢水治理開始轉(zhuǎn)向全過程控制； 單獨分散處理轉(zhuǎn)為城市污水集中處理； 由單純工藝技術(shù)研究轉(zhuǎn)向工藝、設(shè)備、工程的綜合集成與產(chǎn)業(yè)化； 污水再生利用提上日程； 水質(zhì)控制指標越來越嚴； 中小城鎮(zhèn)污水污染與治理問題開始受

23、到重視。 水處理排放標準的提高隨著人們生活質(zhì)量的提高，對環(huán)境質(zhì)量的要求也逐步提高，這就使得城市污水處理廠的排放標準越來越高，除bod外，對氮磷等的去除要求也將提升。 多功能的污水處理技術(shù)更為流行隨著城市的發(fā)展，城市用水的供需矛盾日益突出，污水處理廠不僅要承擔控制污染的任務(wù)，還要承擔解決城市水資源短缺的任務(wù)，污水回用量將越來越大。另外污水處理還要兼顧生態(tài)恢復，對污水熱能利用的開發(fā)研究也將普及。 有關(guān)污水處理的政策更加完善我國對城市污水處理十分重視，建立專門管理機構(gòu)以解決城市污水處理問題，水處理設(shè)施的投資在國民生產(chǎn)總值中所占的比例會更大。排污收費和污水處理設(shè)施有償使用的觀念逐步為公眾接受，水污染收

24、費體制日趨健全。2 設(shè)計概述2.1污水處理廠設(shè)計資料（1）設(shè)計流量： 平均流量q = 5000/d = 0.058/s 208.3 最大流量q = ka= 1.30.058 = 0.0754/s = 270.79 （2）設(shè)計水質(zhì) codcr = 250 mg/l； bod5 = 150 mg/l；ss = 150 mg/l； nh3-n = 30 mg/l；tn = 40 mg/l； tp = 4 mg/l（3）處理要求出水水質(zhì)要求達到城市污水處理廠污染物排放標準（gb18918-2002）中的一級b標準【2】cod 60 mg/l； bod 20 mg/l；ss 20 mg/l； nh3-n

25、 8 mg/ ；tn 20 mg/l； tp 1.5 mg/l （4）設(shè)計溫度 設(shè)計最低溫度120c，最高溫度250c。2.2 污水處理工藝比較污水處理工藝選擇是依據(jù)進水水質(zhì)、水量狀況,再依據(jù)受納水體環(huán)境容量或者國家規(guī)定排放標準,確定應(yīng)該去除污染物的項目與數(shù)量,從而選擇合適的污水處理工藝。在方案比選時,主要控制的條件有用地范圍、尾水排放、污泥出路、地質(zhì)條件、發(fā)展余地、管理水平、運行費用、工程投資、環(huán)境影響等諸方面。在滿足出水水質(zhì)各項指標前提下,應(yīng)著重研究運行費用與管理水平。已知一些污水廠建成后,由于運行費用高而無法正常運轉(zhuǎn),而另一些處理廠引進高級監(jiān)控儀表設(shè)備,由于缺乏具有一定水平的維護人員,這

26、些儀表設(shè)備被閑置。所以,要從目前國內(nèi)的現(xiàn)狀出發(fā),選擇合適的處理工藝,切忌盲目跟風。城市污水處理的工藝選擇要求：（1）技術(shù)的合理性要求技術(shù)先進而成熟,對水質(zhì)變化適應(yīng)性強,出水達標且穩(wěn)定性高,污泥易于處理。針對出水有回用要求的要選用深度處理工藝,對有脫氮、除磷要求的要考慮具有脫氮、除磷效果的工藝。（2）經(jīng)濟節(jié)能“運行費用低、造價低和占地少”是經(jīng)濟節(jié)能的基本要求。對于城市污水處理,運行費用主要是“兩大因素”:一是提升泵房電耗,一般占運行費用的20% 30% ,主要與出水水位標高、進水管底高程和工藝流程損失有關(guān);二是鼓風機房電耗,一般占運行費用的50% 60% ,主要與進出水bod5 或氨氮等要求有關(guān)

27、。因此不同工藝本身對電耗影響較小,即工藝對運行費用的影響相對較小,但造價和占地則不同,在比較工藝的積極性方面主要是投資和占地因素間的比較。（3）易于管理操作管理方便,設(shè)備可靠且維修簡單是基本要求。（4）重視環(huán)境污水處理廠的廠區(qū)平面布置與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào),注意廠內(nèi)噪聲控制和臭氣的治理,綠化、道路與分期建設(shè)結(jié)合好。最大限度地消除二次污染是污水處理廠進行工藝選擇必須考慮的因素之一。一般認為中小規(guī)模污水處理廠選用氧化溝、sbr法、a2/o、生物膜法具有明顯優(yōu)點,而大型污水處理廠推流式活性污泥法仍是首選方案。 本設(shè)計處理流量為5000m3/d ，處理量較小，故考慮選用sbr法、a2/o、曝氣生物濾池法。2

28、.2.1 sbr工藝序批式曝氣法(sbr) 是一種古老的工藝,其處理污水的機理與連續(xù)入流式活性污泥法相同，其核心處理設(shè)備是一個序批式間歇反應(yīng)器。最初是在一個池中間歇進水、間歇曝氣,然后沉淀、排水、排泥,處理工序相當簡化。如采用延時曝氣的sbr 法,還可省去污泥消化、沼氣貯存利用工序,整個污水廠只需要幾個構(gòu)筑物。它是通過時間上的交替來實現(xiàn)傳統(tǒng)活性污泥法的整個運行過程，它在流程上只有一個基本單元，將調(diào)節(jié)池、曝氣池和二沉池的功能集于一池，進行水質(zhì)水量調(diào)節(jié)、微生物降解有機物和固、液分離等。經(jīng)典sbr反應(yīng)器的運行過程為：進水曝氣沉淀出水閑置。 多種類型的sbr工藝在我國均有應(yīng)用，如屬第二代sbr工藝的i

29、ceas工藝，屬第三代的cast工藝、unitank工藝等。（1） sbr工藝的主要特征sbr工藝的基本特征是在一個反應(yīng)池中完成污水的生化反應(yīng)、沉淀、排水、排泥，處理設(shè)施比一般氧化溝簡單。sbr工藝的概念和操作靈活性使其易于引入?yún)捬?好氧除磷過程或缺氧/好氧除氮過程，通過調(diào)整運行周期以及控制各工序時間的長短，可實現(xiàn)對氮磷的高效去除（2） sbr工藝的優(yōu)越性工藝流程簡單，運行靈活，基建費用低。處理效果穩(wěn)定，對水量、水質(zhì)變化適應(yīng)性質(zhì)、耐沖擊負荷。理想的推流過程使生化反應(yīng)推力大、效率高。污泥活性高，濃度高且具有良好的污泥沉降性能。脫氮除磷效果好。不需大規(guī)模的污泥回流系統(tǒng)，可節(jié)省大量能耗。（3） sb

30、r工藝的局限性 sbr工藝的容積利用率不高。峰值需氧量高。對于多個sbr反應(yīng)器，其進水和排水的閥門自動切換頻繁，因此，對自控設(shè)備的要求比較高，目前，某些國產(chǎn)設(shè)備的質(zhì)量尚不過關(guān)，如果考慮進口，自控系統(tǒng)所占的投資比例將增加，而且將增大維修費用。無法達到大型污水處理項目之連續(xù)進水、出水的要求。 設(shè)備的閑置率較高。 污水提升水頭損失較大。 如果需要后處理，則需要較大容積的調(diào)節(jié)池，有足夠的接受能力。 連續(xù)進水時，對于單一sbr反應(yīng)器需要較大的調(diào)節(jié)池。對管理人員技術(shù)素質(zhì)要求較高。因為間歇運行的控制工作較為繁雜，所以要依賴于計算機，對設(shè)備要求高，這就要求管理操作人員的技術(shù)水平提出了較高的要求2.2.2 a2

31、/o工藝隨著我國對水環(huán)境質(zhì)量要求的提高，修訂后的國家污水綜合排放標準(gb89782002)也越來越嚴，特別是對出水氮、磷的要求提高，使得新建城市污水處理廠必須考慮氮磷的去除問題。由此開發(fā)了改良a/a/o工藝和回流污泥反硝化生物除磷工藝，并已開始在實際工程中應(yīng)用。泰安污水處理廠、青島李村河污水處理廠、天津北倉污水處理廠、北京清河污水處理廠等。厭氧-缺氧-好氧（簡稱a/a/o或a2/o）工藝由厭氧池、缺氧池、好氧池串聯(lián)而成，是20世紀70年代由美國專家在厭氧-好氧工藝的基礎(chǔ)上開發(fā)出來的。該工藝同時具有脫氮除磷的功能。（1）a2/o工藝的基本流程該工藝在厭氧-好氧除磷工藝中加入缺氧池，將好氧池流出

32、的一部分混合液流至缺氧池前端，以達到反硝化脫氮的目的。在首端厭氧池主要是進行磷的釋放，使污水中磷的濃度升高，溶解性的有機物被細胞吸收而使污水中的bod濃度下降；另外部分nh3-n因細胞的合成得以去除，使污水中的nh3-n濃度下降。在缺氧池中，反硝化菌利用污水中的有機物作碳源，將回流混合液中帶入的大量no3-n和no2-n還原n2為釋放至空氣，因bod濃度繼續(xù)下降，no3-n濃度大幅度下降，而磷的下降很小。 在好氧池中，有機物被微生物生化氧化，而繼續(xù)下降；有機氮被氨化繼而被硝化，使nh3-n濃度顯著下降，但隨著硝化過程使no3-n濃度增加，而磷隨著聚磷菌的過量攝取，也已較快的速率下降。所以，a2

33、/o工藝可以同時完成有機物的去除、反硝化的脫氮、過量攝取去除磷等功能，脫氮的前提是nh3-n應(yīng)完全硝化，好氧池能完成這一功能。（2）a2/o工藝的優(yōu)越性 厭氧、缺氧、好氧三種不同的環(huán)境條件和不同種類微生物菌群的有機配合，同時具有去除有機物、脫氮除磷的功能。 在同時脫氮除磷的工藝中，該工藝流程最為簡單，總的水力停留時間也少于同類其他工藝。 在厭氧-缺氧-好氧交替運行條件下，絲狀菌不會大量繁殖，svi一般小于100，污泥沉降性好。 污泥中磷含量高，一般在2.5%以上。 該工藝脫氮效果受混合液回流比大小的影響，除磷效果則受回流污泥中夾帶的溶解氧和硝酸態(tài)氧的影響，因而脫氮出磷效果不可能很高。（3）a2

34、/o工藝的局限性a2/o工藝最大的問題就是難以同時取得良好的脫氮除磷的效果，當脫氮效果好時，除磷效果則較差，反之亦然。這種工藝較適于脫氮除磷效果要求高的污水處理。2.2.3曝氣生物濾池工藝曝氣生物濾池（biological aerated filter，簡稱baf）是一種集過濾、生物吸附、生物氧化于一體的新型水處理技術(shù)。它可以維持高的水力負荷和保留高的生物量濃度以減少環(huán)境沖擊，能促進微生物生長且產(chǎn)泥量少。80 年代產(chǎn)生于歐洲，后在歐美和日本廣為應(yīng)用，目前全球已有很多污水處理廠采用此種技術(shù)。我國在90 年代初開始對此技術(shù)的試驗研究。由于水污染和水資源短缺，必須尋求一種經(jīng)濟、高效、安全的水處理工藝

35、。曝氣生物濾池應(yīng)用于受污染水源預處理，難降解處理以及深度處理的應(yīng)用前景較好。該工藝具有占地面積小，投資和運行成本底，管理方便，氧利用效率高、出水水質(zhì)好，抗沖擊負荷能力強等優(yōu)點而越來越受到人們的關(guān)注。（1）曝氣生物濾池的工作原理曝氣生物濾池結(jié)合給水快濾池以及污水生物接觸氧化的特點，以顆粒狀填料為介質(zhì)，通過濾料的截留以及填料表面的生物膜，在進行曝氣的條件下，以過濾、生物吸附絮凝與生物氧化作用凈化廢水。由于池體內(nèi)存在著好氧、厭氧、缺氧的微環(huán)境，硝化、反硝化作用可以同時進行，因此可以集有機物去除和脫氮于一體。同時由于隨著流速方向的營養(yǎng)物質(zhì)的減少而呈現(xiàn)出不同的生物相，使得曝氣生物濾池的生物相相當豐富、食

36、物鏈比一般的工藝要長且復雜。（2）曝氣生物濾池形式曝氣生物濾池根據(jù)水流方向分為上向流和下向流兩種：上向流是由底部進水，氣水同向；下向流則是上部進水，氣水反向。根據(jù)處理效果和控制來說，上向流運用得比較多。劉軍等2在通過動態(tài)模擬試驗，在綜合各種污染物質(zhì)的去除效果，上向流式曝氣生物濾池優(yōu)于下向流式曝氣生物濾池。根據(jù)進水方式和填料的不同，目前比較成熟的曝氣生物濾池工藝形式有biocarbon、biofor、biostyr、biosmedi、biopur、colox、deepbed、b2a、safe、stereau等，而其中最有代表性和應(yīng)用得最多的是biocarbon、biofor、biostyr。按照

37、污水處理的目的不同，曝氣生物濾池又可以分為：除碳工藝（baf dc）；除碳/硝化工藝（baf c/n）；除碳/硝化/反硝化工藝（baf c/n/dn）；除碳/脫氮/除磷工藝（baf c/dn/p）；反硝化/（除碳、硝化）工藝（baf dn）。 （3）曝氣生物濾池的特點 池容和占地面積較小。曝氣生物濾池以高比表面積的粗糙多孔顆粒填料作為生物膜載體，具有更高的生物濃度和更高的有機負荷。 工藝簡單、基建費用、運行費用低。由于填料的機械截留作用以及濾料表面的微生物和代謝中產(chǎn)生的粘性物質(zhì)形成的吸附架橋作用，對ss 的去除率高，使出水的活性污泥少，故可省去二沉池，進而降低基建費用。 生物濃度高、生物相復雜

38、、菌群結(jié)構(gòu)合理。 耐沖擊能力強。 管理簡單，自動化程度高。 對環(huán)境影響小，受溫度影響小。（4）曝氣生物濾池的研究與應(yīng)用前景曝氣生物濾池發(fā)展到現(xiàn)在已取得很大的成果，許多學者對其也比較關(guān)注，但其除磷效果、反應(yīng)機理、反應(yīng)動力學、影響因素等方面還有待進一步的研究。同時隨著現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展，將會出現(xiàn)更加先進的膜分析技術(shù)，為曝氣生物濾池提供更好的分析技術(shù)和檢測方法。曝氣生物濾池具有占地面積小、出水水質(zhì)高、投資省、運行靈活方便、易于管理、抗沖擊能力強、對環(huán)境影響小等優(yōu)點，將污水生物處理與深層過濾集于一身，充分體現(xiàn)了現(xiàn)代水處理工藝的特點。曝氣生物濾池可應(yīng)用于受污染水源水預處理、污水的二級、深度處理和與其他工

39、藝聯(lián)合處理等。通過研發(fā)高效性能的新型填料、加強預處理、高級氧化、工藝組合等，可以強化曝氣生物濾池的性能以及對某些難降解污染物的去除能力，從而使曝氣生物濾池在水處理上發(fā)揮更大的作用。（5）曝氣生物濾池工藝的應(yīng)用在我國有幾家污水處理廠使用該工藝,太原殷家堡污水處理廠就是較早采用該工藝的污水處理廠之一,從三十多年的運行管理經(jīng)驗來看,該工藝確實運費用低。上海在50年代建成一座用礫石為濾料的生物濾池,運行40余年,處理效果良好。2.2.4推薦方案綜上所述，這些工藝的共同特點是高效，穩(wěn)定，節(jié)能，并具有脫氮除磷等多功能性，然而這些污水處理工藝同時也存在一些難以克服的缺點。如氧化溝雖然具有出水水質(zhì)穩(wěn)定，抗沖擊

40、負荷能力強，污泥在氧化溝中趨于相對穩(wěn)定，工藝流程簡單，構(gòu)筑物少，控制管理較方便等優(yōu)點。但是它存在占地面積大，基建投資高，工藝耗電較大還必須建設(shè)較龐大的二沉池和污泥回流系統(tǒng)，使占地面積和工程造價都進一步增加，該工藝耗電相對較大等缺點。再如sbr工藝，雖然它具有工藝流程簡單，布置緊湊，運行靈活，處理效果好，無需設(shè)置二沉池，土建 和設(shè)備投資相對減少，不需大規(guī)模的污泥回流系統(tǒng)，可節(jié)省大量能耗，整個工藝系統(tǒng)的操作完全自動化，可減輕勞動強度，具有一定的抗沖擊負荷能力等優(yōu)點，但它由于工藝過程對自控系統(tǒng)要求較高，所以自控儀表，元件質(zhì)量的好壞直接影響到工藝的正常運行，并對操作和維護人員的技術(shù)水平要求很高。由于工

41、藝要求間隙式運行，所以正常運行時總有部分反應(yīng)池和設(shè)備處于待機狀態(tài)，使反應(yīng)池和設(shè)備閑置率較高等缺點。但是曝氣生物濾池技術(shù)就可以很好的彌補了氧化溝和sbr工藝的缺點，因為它具有較小的池容和占地面積，抗沖擊負荷能力強，處理效果穩(wěn)定，處理出水水質(zhì)好，簡化處理流程，基建費用，運轉(zhuǎn)費用節(jié)省，自動化程度高，運行管理簡單，脫氮除磷效果好，受氣候，水量，水質(zhì)影響小，構(gòu)筑物模塊化，有利于今后的擴建，主要設(shè)備和材料均可國內(nèi)配套生產(chǎn)，不需要進口等緒多優(yōu)點。所以本工程選用水解（酸化）上向流曝氣生物濾池法處理污水的工藝方案。2.2.5曝氣生物濾池工藝流程圖原污水格柵提升泵房渦流沉砂池水解池dc.n.dn濾池接觸池清水池反

42、沖洗泵反沖洗排水緩沖池污泥均質(zhì)池砂水分離器泥槳泵污泥濃縮脫水池砂外運3 水解（酸化）-上向流曝氣生物濾池工藝概況3.1 水解（酸化）-上向流曝氣生物濾池工作原理水解（酸化）-上向流曝氣生物濾池屬于升流式厭氧污泥床反應(yīng)器技術(shù)范疇。水解池內(nèi)分污泥床區(qū)和清水層區(qū)，待處理污水以及濾池反沖洗時脫落的剩余微生物膜由反應(yīng)器底部進入池內(nèi)，并通過帶反射板的布水器與污泥床快速而均勻的混合。污泥床較厚，類似于過濾層,從而將進水中的顆粒物質(zhì)與膠體物質(zhì)迅速截留和吸附。由于污泥床內(nèi)含有高濃度的兼性微生物，在池內(nèi)缺氧條件下，被截留下來的有機物質(zhì)在大量水解-酸化菌作用下，將不溶性有機物溶解為溶解性有機物質(zhì)，將大分子、難于生物

43、降解的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為易于生物降解的物質(zhì)（如有機酸類）；同時生物濾池反沖洗時排出的剩余污泥（剩余微生物膜）菌體外多糖粘質(zhì)層發(fā)生水解，使細胞壁打開，使污泥液態(tài)化，從新回到污水處理系統(tǒng)中被好氧菌代謝，達到剩余污泥減容化的目的。經(jīng)過水解后的污水可生化性進一步提高，并通過清水區(qū)而排出池外并進入后續(xù)好氧系統(tǒng)進一步處理。由于上述原因以及水解酸化的污泥齡較長（一般為1520d），所以在污水處理的同時，污泥得以硝化減容。在水解酸化池中，主要以兼性微生物為主，另含有部分甲烷菌。水解酸化池中cod的降解，主要是微生物的生長過程中吸收有機污染物作為營養(yǎng)物質(zhì)，以及大分子物質(zhì)降解為有機酸過程中產(chǎn)生的二氧化碳，同時還包括硫酸鹽

44、的還原、氫氣的產(chǎn)生及少量的甲烷化過程等所致。水解過程中產(chǎn)生的二氧化碳，在水中形成hco，故水解酸化過程對污水酸堿度具有一定的調(diào)節(jié)緩沖能力。3.2水解（酸化）-上向流曝氣生物濾池的優(yōu)點3.2.1水解（酸化）曝氣生物濾池的優(yōu)點在本工藝中，采用水解（酸化）池代替現(xiàn)有的初沉池，除達到截留污水中懸浮物的目的外，還具有部分生化處理能力。總結(jié)來說，水解（酸化）工藝具有以下優(yōu)點：（1）以多功能的水解池取代功能專一的初沉池，水解（酸化）池對各類有機物的去除率遠遠高于傳統(tǒng)的初沉池，其cod、bod、ss去除率分別達到25%30%、15%25%、65%75%，從數(shù)量上降低了對后續(xù)處理構(gòu)筑物的負荷。水解池用較短的時間

45、和較低的能耗完成了部分有機污染物的凈化過程，水解（酸化）曝氣生物濾池組合工藝較常規(guī)工藝節(jié)能35%40%。（2）水解（酸化）曝氣生物濾池較常規(guī)工藝污泥量減少了25%30%，整個工藝的剩余污泥最終從水解（酸化）池排出，由于采用厭氧處理技術(shù)，在處理水的同時，也完成了對大部分污泥減榮處理，使得污水污泥處理一體化，簡化了傳統(tǒng)處理工藝流程，水解（酸化）池內(nèi)污泥齡大1520d，使污泥穩(wěn)定，剩余污泥量少，容易處理與處置。（3）水解（酸化）工藝基建費用較常規(guī)初沉池基建費用低，且不需要大量的水下設(shè)備維護，處理效果穩(wěn)定，管理方便。3.2.2向上流曝氣生物濾池的優(yōu)點（1）較小的池容和占地面積上向流曝氣生物濾池的bod

46、容積負荷大，是常規(guī)二級生物處理的510倍，所以它的池容積和占地面積較常規(guī)二級生物處理工藝要小得多，同時在濾池后不需設(shè)二次沉淀池，大大節(jié)省了占地面積和大量的土建費用。采用向上流曝氣生物濾池工藝的城市污水處理廠總占地面積只有氧化溝工藝的1/3。濾池內(nèi)高比表面積和粗糙多孔的粒狀填料，其比表面積上可以積累較高的微生物量，微生物量可達1015g/l。高濃度的微生物量使得濾池的容積負荷大大增加，所以池容和占地面積大大降低。池容和占地面積小對擬建的城市污水處理設(shè)施具有很大意義。由于上向流曝氣生物濾池對污水中懸浮物的生物截留作用，使出水中的ss很少，完全達到國家所需要的排放標準，故濾池后面不需設(shè)置二沉池。（2

47、）抗沖擊負荷能力強，處理效果穩(wěn)定，處理出水質(zhì)好由于整個濾池中分布著較高濃度的微生物，使反應(yīng)速率高，并可通過控制供氣量使濾池中存在好氧和缺氧環(huán)境，使得濾池組合可實現(xiàn)硝化、反硝化。同時由于高濃度的微生物以膜狀存在于濾池的填料表面，其本身就耐水量的沖擊，而高濃度的固定生物膜使得濾速增大而不會使微生物流失，所以對水量、水質(zhì)具有較強的抗沖擊負荷能力。上向流曝氣生物濾池工藝處理城市污水，其出水ss和bod可保持在20mg/l一下，去除率高，滿足國家排放標準的要求。（3）簡化處理流程由于上向流曝氣生物濾池的生物截留作用，處理后水中ss很少，故不需設(shè)置二沉池和污泥回流泵房，處理流程簡化，使占地面積進一步減少。

48、（4）基建費用、運行費用節(jié)省在國外，上向流曝氣生物濾池工藝被廣泛應(yīng)用于各種污水處理，包括市政綜合污水、生活污水和工業(yè)廢水處理，日處理規(guī)模從幾百立方米到41萬立方米。在德國和法國已分別建成多座日處理量30萬立方米以上的城市污水處理廠。在國內(nèi)，大連市已建成日處理量為12萬立方米的污水處理廠，上海市也建成了日處理量40萬立方米的污水處理廠。由于該工藝流程短、池容積小和占地省，使基建費用大大低于常規(guī)二級生化處理。同時，采用上向流曝氣生物濾池采用曝氣系統(tǒng)并利用粒狀填料對氣泡的切割作用，以及濾料對氣泡的阻擋作用，使得氣泡在濾池內(nèi)的停留時間大大增加，同時使得空氣與微生物膜的接觸面積也大大增加，上述原因?qū)е聻V

49、池總體充氧效率大大提高，氧的利用率達到30%以上，可節(jié)省大量能源消耗。其填料為無機燒結(jié)材料，經(jīng)久耐用且不需更換，所以設(shè)備維護費用較低。（5）自動化程度高，運行管理簡單上向流曝氣生物濾池具有很強的抗沖擊負荷能力，沒有污泥膨脹問題，微生物也不會流失，能保持較高的微生物濃度，因此，日常運行管理簡單，處理效果穩(wěn)定。 由于相關(guān)工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，一些先進的自動化設(shè)備如液位傳感器、在線溶氧測定儀、定時器、變頻器及微電腦等產(chǎn)品的出現(xiàn)，使得上向流曝氣生物濾池系統(tǒng)運行管理自動化得以順利實現(xiàn)，其管理變得簡單易行。（6）脫氮除磷效果好通過不同功能的濾池組合或同一濾池中不同功能區(qū)分布，使濾池在除碳的同時可以進行硝化和反硝

50、化。其原理是通過對兩組濾池或同一座濾池內(nèi)分別人為地造成好氧、厭氧的生物環(huán)境，不僅能去除一般有機物和懸浮固體，而且還能去除營養(yǎng)物質(zhì)-氮和部分磷，在降解污水中有機物的同時，去除污水中氮和部分磷，因為氮和磷是維持水生物生長的主要營養(yǎng)物，其處理效果主要取決與供氧條件和曝氣與非曝氣階段的比例。（7）受氣候、水量、水質(zhì)影響小由于大量的微生物生長在粒狀填料粗糙多孔的內(nèi)部和表面，一方面微生物不會流失，即使長時間不運轉(zhuǎn)也能保持其菌種，使其運行管理非常簡單，如長時間停止不用后再使用，其設(shè)施可在幾天內(nèi)恢復正常運行；另一方面，高濃度的微生物量使得濾池對氣候和水量、水質(zhì)的波動適應(yīng)性強。（8）構(gòu)筑物模塊化，有利于今后的擴

51、建上向流曝氣生物濾池單元為模塊化結(jié)構(gòu)，可較好滿足城市污水處理廠分期建設(shè)的要求。（9）主要設(shè)備和材料均可在國內(nèi)配套生產(chǎn)，不需利用進口工藝中所需的絕大部分設(shè)備和材料均可在國內(nèi)生產(chǎn)和采購，而只有少量的檢測儀表需進口。4 構(gòu)筑物的設(shè)計計算4.1溢流井的設(shè)計溢流井是進水量大于處理量時或因廠內(nèi)事故原因造成減少處理量時將污水溢流走的構(gòu)筑物。當源水量小于或等于進水量時，溢流井不起作用的。當源水量大于進水量時，溢流閥打開，多余的水經(jīng)溢流管排走，以保證后續(xù)工藝安全運行。而源水量大于進水量有兩種情況，一種是源水量因暴雨或其他原因突然增大，另一種原因是因廠內(nèi)工藝問題進水量減少，在這種時刻溢流井起到作用。溢流井有源水井

52、、溢流管、進水管三條管路。源水管與市政管網(wǎng)相連，溢流管直通廠外，將來水排入河中，進水管與后續(xù)工藝管道相連，將污水源源不斷的輸送到粗格柵。三條管路均為內(nèi)徑2米的管道。進水和溢流管口均設(shè)有閘門，均為規(guī)格24002400的平開鋼閘門。溢流井的進水和溢流管都設(shè)有閘閥，形式為外螺旋式，特點為閘門上下運動時螺桿不旋轉(zhuǎn)，螺桿也豎直運動。驅(qū)動結(jié)構(gòu)為電動和手動兩套控制，以保證斷電情況下能對閥門進行開啟和關(guān)閉。溢流井中水流停留時間極短，設(shè)計尺寸長寬高為3m3m4m。4.2粗格柵的設(shè)計4.2.1設(shè)計參數(shù) 格柵的設(shè)計參數(shù)見表4-1 表4-1 格柵的設(shè)計參數(shù)最大設(shè)計污水量qmax6500m3/d = 270.79 m3

53、/h =0.0754 m3/s過柵流速0.61.0m/s格柵前渠道內(nèi)水流速度0.40.9m/s格柵傾角450750格柵間隙1025通過格柵的水頭損失0.08m0.15m4.2.2設(shè)計計算(1) 柵槽寬度 柵條的間隙數(shù) n,個 其中， q為 最大設(shè)計流量, /sa為格柵傾角, ()， 取a=60 b為柵條間隙, m,取 b=20n為柵條間隙數(shù), 個h為柵前水深, m, 取 h=0.4mv為過柵流速, m/s, 取u=0.6m/s(個) 柵槽寬度 b設(shè)柵條寬度 s=10(0.01m)則柵槽寬度 b=s(n-1)+bn =0.01(15-1)+0.0215=0.44(m)(2) 通過格柵水頭損失 h

54、1 進水渠道漸部分的長度.設(shè)進水渠寬=0.5m,其漸寬部分展開角度=20,進水渠道內(nèi)的流速為0.47m/s. 柵槽與水渠道連接處的漸窄部分長度 ,m 通過格柵的水頭損失 ，m 其中，為設(shè)計水頭損失，m為計算水頭損失,mg為重力加速度, ; 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(guān),可按手冊提供的計算公式和相關(guān)系計算;設(shè)柵條斷面為銳邊矩形斷面, =2.42.(3)柵后槽總高度 h,m設(shè)柵前渠道超高=0.3m (4)柵槽總長度 l, m (5)每日柵渣量w, 其中， w1 為柵渣量，m3/103 m3污水kz 為總變化系數(shù)，取為1.30格柵間隙為1025 mm時 ，w = 0.100.05 m3/103 m3污水格柵間隙為3050 mm時 ，w = 0.030.01 m3/103 m3污水本工程格柵間隙為20mm，取w = 0.07 m3/103 m3污水w 采用機械清渣(6)實際過柵流速v = = = 0.584(m/s)4.2.3 附屬設(shè)備的選型