傳統(tǒng)活性污泥法處理日處理萬噸城市生活污水處理廠的設(shè)計

1、目錄摘要IAbstractII1 前 言12 文獻綜述22.1地區(qū)概況22.1.1氣象資料22.1.2水文情況22.2相關(guān)法規(guī)及工程實施準則32.3傳統(tǒng)活性污泥法的背景及現(xiàn)狀33 工藝說明53.1工藝方法比選53.11 傳統(tǒng)活性污泥法53.1.2 A/O工藝73.1.3 SBR工藝83.1.4 氧化溝工藝93.1.5.卡魯塞爾氧化溝113.2 最佳工藝選擇123.2.1.傳統(tǒng)活性污泥法123.2.2 A/O工藝123.2.3SBR工藝123.2.4.卡魯塞爾氧化溝123.2.5.A2/O工藝123.3傳統(tǒng)活性污泥法的工藝流程簡圖134 主要構(gòu)筑物的設(shè)計計算1441格柵144.1.1 粗格柵15

2、4.1.2細格柵174.2 沉砂池選擇與設(shè)計計算194.2.1沉砂池的選擇193.2.2 曝氣沉砂池的設(shè)計計算204.3 推流式曝氣池的設(shè)計計算254.3.1已知條件254.3.2設(shè)計計算254.4二次沉淀池的選擇與設(shè)計計算364.4.1二次沉淀池的選擇363.4.2輻流式沉淀池設(shè)計計算374.5紫外線消毒工藝設(shè)計計算403.5.1紫外線消毒工藝特征404.5.2紫外線消毒工藝設(shè)計計算404.6 污泥濃縮池設(shè)計計算414.6.1剩余污泥量的計算414.6.2設(shè)計計算425 平面布置和高程設(shè)計455.1污水處理構(gòu)筑物高程計算455.1.1.構(gòu)筑物水頭損失455.1.2.管渠水頭損失455.2.污

3、水處理高程計算及布置475.3泵型的選擇485.4污水處理廠的平面布置486.經(jīng)濟分析507.參考文獻528. 致謝54景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（課題）任務(wù)書材料科學(xué)與工程 學(xué)院 2013 年 9 月 15 日專 業(yè)環(huán)境工程班級2010學(xué)生姓名程健平指導(dǎo)老師梁華銀題目活性污泥法處理3萬噸/日城市生活污水處理廠初步設(shè)計設(shè)計技術(shù)指標、參數(shù)：進水：3萬m3/日，BOD5=170mg/L,CODCr=240 mg/L，NH3-N=20 mg/L（T=10），TN=40 mg/L, SS=160mg/L, 堿度（以CaCO3計）=250 mg/L出水：生活污水國家一級排放標準基本要求：1、擇合適的處理工藝

4、；2、構(gòu)筑物及反應(yīng)裝置選擇合理，計算正確；圖紙包括總平面圖，高程圖，流程圖及主要設(shè)備圖共5張；要求手工和計算機作圖各一半左右；3、設(shè)計說明書要求35頁以上，要求語句通順，公式選擇合理，排版格式正確，圖表規(guī)范；4、參考35篇外文，10篇左右中文，并翻譯至少3000字符的外文；5、對照工作進度，按時完成。工作進度：第 1-4 周 畢業(yè)實習(xí)；完成實習(xí)日記與實習(xí)報告第5 周 查閱文獻，選擇工藝；第6-12周 設(shè)備與工藝的設(shè)計計算，完成設(shè)計說明書第12-16周 繪制圖紙，修改并打印論文第17周 上交論文，準備答辯。摘要本次設(shè)計是設(shè)計一個日處理量為3萬噸的城市生活污水廠的設(shè)計，本次設(shè)計所實用的工藝為傳統(tǒng)的

5、活性污泥法，傳統(tǒng)活性污泥的主要流程是污水進入推流式曝氣池，在曝氣池內(nèi)的活性污泥利用污水中的有機物進行繁殖，從而達到去除水中有機物的要求，推流式曝氣池工藝有其本身的缺點就是前段供養(yǎng)不足，會形成厭氧狀態(tài)，后期供養(yǎng)過剩。所以在這過程中，池內(nèi)的微生物會有硝化作用和反硝化，所以能夠去除一定量的氨氮，從而達到出水對氨氮的要求。傳統(tǒng)活性污泥法相對其他工藝而言更為經(jīng)濟，在不考慮氨氮的出水情況下用傳統(tǒng)活性污泥法更為經(jīng)濟。此次設(shè)計的進水指標是，BOD5=170mg/L,CODCr=240 mg/L， SS=160mg/L,經(jīng)過處理后的水質(zhì)的出水指標BOD5=16mg/L,CODCr=45 mg/L， SS=16m

6、g/L符合國家出水水質(zhì)一級B標準。由于本設(shè)計所用的是傳統(tǒng)活性污泥法因而對氨氮的去除率是比較低的因此本次設(shè)計對氨氮無要求。關(guān)鍵詞：傳統(tǒng)活性污泥法 經(jīng)濟 推流式 設(shè)計 城市污水 AbstractThis design is a daily processing capacity of 30,000 tons municipal sewage plant use the traditional activated sludge process, the main process is conventional activated sludge sewage into the plug-flow ex

7、posure gas pools in the aeration tanks of sewage sludge use in organic breeding to achieve the removal of organic compounds in water requirements , plug-flow aeration process has drawbacks of its own front-end support is inadequate , will form an anaerobic state, late dependents surplus. So in this

8、process, the pool of microbial nitrification and denitrification there , so a certain amount of ammonia can be removed , so as to achieve the effluent ammonia nitrogen requirements. Conventional activated sludge process in terms relative to other more economical , without considering the case of amm

9、onia water using conventional activated sludge process more economical. The design is water indicators , BOD5 = 170mg / L, CODCr = 240 mg / L, SS = 160mg / L, after the treated effluent water quality indicators BOD5 = 16mg / L, CODCr = 45 mg / L, SS = 16mg / L a B meet national water quality standar

10、ds . Because of this design is used in the conventional activated sludge process and thus the ammonia removal is relatively low so this design is no requirement for ammonia .Keywords: conventional activated sludge process economic Plug-flow Design Urban sewage60材料科學(xué)與工程學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計） 1 前言1 前 言隨著我國社會經(jīng)濟持續(xù)快

11、速的發(fā)展，環(huán)境問題逐漸變得突出，特別是城市水環(huán)境的惡化，尤為加劇了水資源的短缺，影響著人民群眾的身心健康，水已經(jīng)成為城市能否可持續(xù)發(fā)展的嚴重制約因素。最近年來以來，國家和地方政府非常的重視污水處理事業(yè)的發(fā)展，城市污水處理工程的建設(shè)正在以前所未有的速度向前逐步推進，有數(shù)百座污水處理廠正在工程設(shè)計和建設(shè)中。在建設(shè)污水處理廠的這一進程中，城市污水處理工藝的選擇必將會是工程界面臨的一個不可避免的首要問題。決定城鎮(zhèn)污水處理廠投資和運行資本很重要的一個現(xiàn)實因素就是是污水處理工藝的選擇。一座污水處理廠處理工藝的選擇，雖然是由污水水質(zhì)、水量、排放標準等因素來確定的，但是污水處理廠投資和運行成本也是一個極為重要

12、的因素，不能過分的強調(diào)污水處理工藝的前沿性，先進性，以實際出發(fā)才為更加重要。污水處理的實質(zhì)就是要用有限的資金來解決我們面臨的日益嚴重的水污染問題。城市污水主要是包括生活污水，自然雨水和工業(yè)廢水的混合污水。對于現(xiàn)在的城市污水的排放現(xiàn)狀已經(jīng)造成了對水環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)的嚴重污染，修建城市污水處理廠是做好城市污水的處理和再生利用的任務(wù)之一，同樣也是解決城市污水對水環(huán)境污染的重要途徑。對于工業(yè)廢水和城市污水是合并處理還是分別處理,世界各國都有不同的意見,我國更為突出。工業(yè)廢水與城市污水處理的關(guān)系能否更加合理的解決,關(guān)系到資金在運轉(zhuǎn)過程中如何才能獲得更大的回報。要使得各地區(qū)能夠正確落實因地制宜,區(qū)別對待的方針

13、是極其重要的。我國是一個地域廣大,資源豐富，各地的氣候、地貌、經(jīng)濟條件的差異時巨大的,城市規(guī)模的大小不同、性質(zhì)也不相同,因此不可能有一種廢水處理方案來針對所有城市。只有深入的研究各地區(qū)的狀況，通過多方案的比較,才能找出適合本地的污水處理的工藝。堅持不同區(qū)域吧同對待，因地質(zhì)疑，分開來建設(shè),近期為主要,遠近期結(jié)合的方針。這對于合理、快速地解決我國城鎮(zhèn)污水水處理問題是很重要的。城市廢水廠的建設(shè)可以從小到大，從少到多,從低級到高級。結(jié)合我國實際現(xiàn)狀,盡量開發(fā)高效、低耗的處理工藝,以便在財力、物力都不是很不充足的條件下,能夠經(jīng)濟有效地解決水污染和防治問題?？偠灾?，污水處理廠的建設(shè)是十分必要的，是迫在眉

14、睫的事情。黨的十八大報告也指出，建設(shè)中國特色社會主義，總布局是政治建設(shè)、經(jīng)濟建設(shè)、文化建設(shè)、社會建設(shè)和生態(tài)文明建設(shè)五位一體，要大力推進生態(tài)文明建設(shè)，使得我國的經(jīng)濟更加繁榮，社會更加和諧，人民的物質(zhì)生活精神神火得到更大的提高。材料科學(xué)與工程學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計） 2 文獻綜述2 文獻綜述2.1地區(qū)概況A市位于中國中央山地秦巴山區(qū)漢水谷地，湖北西北部，漢江中上游，東經(jīng)109°29至111°16，北緯31°30至33°16。A是湖北省城建綜合實力最強的地級市，同時是鄂、豫、陜、渝毗鄰地區(qū)唯一的區(qū)域性中心城市，為秦巴山區(qū)10萬平方公里三大中心城市之首。全市國土面積

15、2.3萬平方公里，轄兩區(qū)五縣一市及A經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)、武當(dāng)山旅游經(jīng)濟特區(qū)，總?cè)丝?34萬。A位于華中、西南、西北三大經(jīng)濟板塊的結(jié)合部，起著承東啟西、通南達北作用，是毗鄰地區(qū)最大的汽車制造，汽車科研，醫(yī)療衛(wèi)生，商業(yè)集散，交通樞紐，旅游文化，生態(tài)控制中心，是鄂西生態(tài)文化旅游圈的核心城市。A是世界著名道教圣地武當(dāng)山，南水北調(diào)中線工程調(diào)水源頭丹江口水庫，中國第一世界前三的東風(fēng)商用車公司總部所在地，“武當(dāng)山”、“丹江水”、“汽車城”三張世界級名片閃耀全球。2.1.1氣象資料A地區(qū)冬季比同緯度其他地區(qū)略為溫暖，夏季比較炎熱。屬于北亞熱帶大陸性季風(fēng)氣候。光熱資源較豐富。年平均日照時數(shù)16551958小時，無霜

16、期224255天。平均年降水量800毫米以上，六至八月是本區(qū)全年雨水、熱能最豐富的季節(jié)。夏季平均氣溫大都高于25，其中七月平均為27左右，積溫較多。七、八月份降水量一般都在100毫米以上。旱居各種災(zāi)害之首，出現(xiàn)機率一般在80%以上，多發(fā)生于七八月。受海拔高度、坡向等地形地貌因素影響，氣候復(fù)雜多樣。該地區(qū)的常年主導(dǎo)風(fēng)向為西南風(fēng)，風(fēng)級為34級。2.1.2水文情況A市河流眾多，共計2489條。堵河為A市最大河流，全長338.6公里，在湖北省中、小河流中僅次于清江，位居第二。漢江是A市過境河流，流經(jīng)鄖西、鄖縣和丹江口市，過境長度216公里。由于丹江口水庫水質(zhì)清秀少污染，跨世紀南水北調(diào)宏大工程國家已選定

17、中線方案。山泉質(zhì)量甚優(yōu)，如房縣的“神龍礦泉水”因其含微量元素鍶、鋰、氡、硒等數(shù)十種，具有較高的保健功效，在市場上十分走俏。2.2相關(guān)法規(guī)及工程實施準則氧化溝活性污泥法污水處理工程技術(shù)規(guī)范（HJ578-2010）中華人民共和國水污染防治法(自2008年6月1日開始實施) 城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準(GB18918-2002)室外排水設(shè)計規(guī)范(GB50014-2006)室外給水設(shè)計規(guī)范(GB50013-2006)建筑設(shè)計防火規(guī)范（GB50016-2006） 生活飲用水衛(wèi)生標準（GB5749-85）給水排水設(shè)計手冊.第01冊.常用資料給水排水設(shè)計手冊.第05冊.城鎮(zhèn)排水 環(huán)境保護產(chǎn)品技術(shù)要求 污泥

18、脫水用帶式壓榨過濾機（HJ/T242）環(huán)境保護產(chǎn)品技術(shù)要求 轉(zhuǎn)刷曝氣裝置（HJ/T259）環(huán)境保護產(chǎn)品技術(shù)要求 推流式潛水?dāng)嚢杵鳎℉J/T279）環(huán)境保護產(chǎn)品技術(shù)要求 污泥濃縮帶式脫水一體機（HJ/T335）城市工程管線綜合規(guī)劃規(guī)范（GB50289-98）厭氧、缺氧好氧活性污泥法污水處理工程技術(shù)規(guī)范（HJ576-2010）序批式活性污泥法污水處理工程技術(shù)規(guī)范（HJ577-2010）工業(yè)企業(yè)總平面設(shè)計規(guī)范（GB50187）民用建筑設(shè)計通則（JGJ37）動力機器基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（GB50040）給水排水管道工程施工及驗收規(guī)范（GB50268）給水排水構(gòu)筑物施工及驗收規(guī)范（GBJ141）工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生

19、標準（GBZ1）城市區(qū)域環(huán)境噪聲標準（GB3096）工業(yè)企業(yè)噪聲控制設(shè)計規(guī)范（GBJ87）工作場所有害因素職業(yè)解除限值（GBZ2）2.3傳統(tǒng)活性污泥法的背景及現(xiàn)狀活性污泥法工藝是一種有效的傳統(tǒng)污水處理的方法，同樣也是一項很有發(fā)展前景的污水處理技術(shù)。傳統(tǒng)活性污泥法對進水水質(zhì)的要求不高有很強的適應(yīng)能力，運行靈活，有良好的控制性。還可以人為的控制厭氧區(qū)和好氧區(qū)，可以達到脫氮除磷的效果。自其從發(fā)展以來就有了很多的改進工藝如傳統(tǒng)曝氣工藝，完全混合工藝，階段曝氣工藝，吸附再生工藝，延時曝氣工藝，高負荷曝氣工藝，深井曝氣工藝，純氧曝氣工藝。這些工藝都有各自的優(yōu)缺點，在選著是用何種工藝的時候應(yīng)該考慮進水水質(zhì)的

20、特點以及出水指標等情況。傳統(tǒng)活性污泥法處理流程包括曝氣池、沉淀池、污泥回流及剩余污泥排除系統(tǒng)等基本組成部分。污水和回流污泥一起進入曝氣池形成混合液。曝氣池是一個生物反應(yīng)池，曝氣設(shè)備將空氣傳入污水中，空氣重的氧氣溶入污水中，污泥中的微生物發(fā)生好氧代謝反應(yīng)，消耗掉污水中的有機物，同樣利用污水中的有機物微生物自身也進行繁殖，增加了活性污泥的量，污水經(jīng)過二沉池之后將污泥沉淀，出水經(jīng)過紫外消毒渠后將有害的微生物殺滅。出水即符合國家出水標準。材料科學(xué)與工程學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計） 3 工藝說明3 工藝說明3.1工藝方法比選3.11 傳統(tǒng)活性污泥法（1）基本原理 向生活污水不斷地注入空氣，維持水中有足夠的溶解氧

21、，經(jīng)過一段時間后，污水中即生成一種絮凝體。這種絮凝體是由大量繁殖的微生物構(gòu)成，易于沉淀分離，使污水得到澄清，這就是“活性污泥”。活性污泥法就是以懸浮在水中的活性污泥為主體，在微生物生長有利的環(huán)境條件下和污水充分接觸，使污水凈化的一種方法。它的主要構(gòu)筑物是曝氣池和二次沉淀池，基本流程如圖1所示。需處理的污水和回流活性污泥一起進入曝氣池，成為懸浮混合液，沿曝氣池注入壓縮空氣曝氣，使污水和活性污泥充分混合接觸，并供給混合液足夠的溶解氧。這時污水中的有機物被活性污泥中的好氧微生物群體分解，然后混合液進入二次沉淀池，活性污泥與水澄清分離，部分活性污泥回流到曝氣池，繼續(xù)進行凈化過程，澄清水則溢流排放。由于

22、在處理過程中活性污泥不斷增長，部分剩余污泥從系統(tǒng)中排出，以維持系統(tǒng)穩(wěn)定。（2）傳統(tǒng)活性污泥的優(yōu)缺點普通活性污泥法優(yōu)點：a廢水濃度從池子的首端至池尾是逐漸下降的，由于在曝氣池內(nèi)存在這種濃度梯度，廢水降解反應(yīng)的推動力較大，效率較高；b推流式曝氣池也可采用多種運行方式。缺點：a耐沖擊技能差；b需氧量沿池長前大后小，而空氣的供應(yīng)是均勻的，這就是造成前段氧量不足后段氧量過剩的現(xiàn)象。若要維持前段足夠的溶解氧。則會造成后段大大超過需要，造成浪費（3）傳統(tǒng)活性污泥的工藝比較a 階段曝氣法：階段曝氣法又稱逐步曝氣法，是為了克服普通法的第b個缺點而發(fā)展起來的。在階段曝氣法中，污水沿池長分段多點進入，使有機物負荷分

23、布較為均勻，對氧的需求變得較為均勻。微生物在有機物比較均勻的條件下，能充分發(fā)揮分解有機物的能力。另一個特點是污泥濃度沿池長逐步降低，出流污泥濃度低，有利于二次沉淀池的運行。因此，階段曝氣法可以提高空氣利用率和曝氣池的工作能力，并且能減輕二沉池的負荷。階段曝氣法特別適用于大型曝氣池及濃度高的廢水。其不足是，進水若得不到充分混合，會引起處理效率的下降。b 完全混合法：其流程和普通法相同。完全混合法有兩個優(yōu)點，其一是進入曝氣池的污水立即與池內(nèi)原有濃度低的大量混合液混合，得到了很好的稀釋，所以進水水質(zhì)的變化對污泥的影響將降低到很小程度，能較好地承受沖擊負荷；其二是池內(nèi)個點有機物濃度(F)均勻一致，微生

24、物群的性質(zhì)和數(shù)量（M）基本相同，池內(nèi)各部分工作情況幾乎完全一致。由于微生物生長所處階段主要取決與F：M，所以完全混合法有可能把整個池子工作情況控制在良好的同一條件下進行，微生物活性能夠充分發(fā)揮，這一特點是推流曝氣池所不能具備的。其基本流程如圖2所示。完全混合法分為加速曝氣法和延時曝氣法兩種。加速曝氣法是一種利用處于對數(shù)增長階段微生物處理廢水的方法。由于微生物活力強，分解有機物快而多，大大提高了曝氣池的處理能力。采用這種方法一般有機廢水曝氣時間僅需要24小時，BOD5去除率即可達90。池中污泥濃度一般在36g/L左右。它的主要缺點是微生物活力強，凝聚性能差，出水中含有機物較多，處理效果不如普通法

25、。 延時曝氣法的特征是曝氣時間長（約13天），微生物生長在內(nèi)源代謝階段，不但去除了水中污染物，而且氧化了合成的細胞物質(zhì)，基本上沒有污泥外排，省去了污泥處理設(shè)施，管理方便，處理效果穩(wěn)定。缺點是池容積大，曝氣時間長，基建費和動力費都較高。這種方法一般適用于要求高而又不便于污泥處理的中小城鎮(zhèn)或工業(yè)廢水處理。（4）傳統(tǒng)活性污泥的工藝圖污水通過預(yù)處理之后進入曝氣池，在曝氣池內(nèi)微生物進行生化反應(yīng)，曝氣裝置將空氣傳入水體中，微生物利用空氣中的氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)，消耗污水中的有機物，同時微生物也進行自身的繁殖，產(chǎn)生的污泥一部分回流，剩余的污泥排出，經(jīng)過曝氣池中的污水進入二沉池后便可外排 二沉池曝氣池 進水出水回

26、流污泥剩余污泥圖1.1傳統(tǒng)活性污泥工藝圖Figure 1.1 The process of conventional activated sludge3.1.2 A/O工藝(1)基本原理A/O工藝的優(yōu)越性是除了使有機污染物得到降解之外，還具有一定的脫氮除磷功能，是將厭氧水解技術(shù)用為活性污泥的前處理，所以A/O法是改進的活性污泥法。A/O工藝將前段缺氧段和后段好氧段串聯(lián)在一起，A段DO不大于0.2 mg/L，O段DO=24 mg/L。在缺氧段異養(yǎng)菌將污水中的淀粉、纖維、碳水化合物等懸浮污染物和可溶性有機物水解為有機酸，使大分子有機物分解為小分子有機物，不溶性的有機物轉(zhuǎn)化成可溶性有機物，當(dāng)這些經(jīng)缺

27、氧水解的產(chǎn)物進入好氧池進行好氧處理時，可提高污水的可生化性及氧的效率；在缺氧段，異養(yǎng)菌將蛋白質(zhì)、脂肪等污染物進行氨化，游離出氨（NH3、NH4+），在充足供氧條件下，自養(yǎng)菌的硝化作用將NH3-N（NH4+）氧化為NO3-，通過回流控制返回至A池，在缺氧條件下，異氧菌的反硝化作用將NO3-還原為分子態(tài)氮（N2）完成C、N、O在生態(tài)中的循環(huán)，實現(xiàn)污水無害化處理。(2)A/O內(nèi)循環(huán)生物脫氮工藝特點a效率高；b流程簡單，投資省，操作費用低；c缺氧反硝化過程對污染物具有較高的降解效率；d容積負荷高；e缺氧/好氧工藝的耐負荷沖擊能力強。(3)A/0工藝的缺點a由于沒有獨立的污泥回流系統(tǒng)，從而不能培養(yǎng)出具有

28、獨特功能的污泥，難降解物質(zhì)的降解率較低；b若要提高脫氮效率，必須加大內(nèi)循環(huán)比，因而加大了運行費用。另外，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%。(4)工藝流程本工藝設(shè)計主要是以除氮為主，所以應(yīng)采用缺氧好氧（A/O）工藝，基本工藝流程如下：混合液回流缺氧池預(yù)處理二沉池好氧池進水出水污泥回流剩余污泥排放圖1.2缺氧好氧工藝流程Figure 1.2The process of anoxic aerobic3.1.3 SBR工藝(1)定義指在同一反應(yīng)池（器）中，按時間順序由進水、曝氣、沉淀、排水和待機幾個基本工序組成的活性污泥污水處理方法

29、，簡稱SBR法。其主要變形工藝包括循環(huán)式活性污泥工藝（CASS或CAST工藝）、連續(xù)和間歇曝氣工藝（DAT-IAT工藝）、交替式內(nèi)循環(huán)活性污泥工藝（AICS工藝）等。(2)基本原理在反應(yīng)器內(nèi)預(yù)先培養(yǎng)馴化一定量的活性污泥，當(dāng)廢水進入反應(yīng)器與活性污泥混合接觸并有氧存在時，微生物利用廢水中的有機物進行新陳代謝，將有機物降解并同時使微生物細胞增殖。將微生物細胞物質(zhì)與水沉淀分離，廢水即得到處理。其處理過程主要由初期的去除與吸附作用、微生物的代謝作用、絮凝體的形成與絮凝沉淀性能幾個凈化過程完成。(3)SBR工藝特點a 理想的推流過程使生化反應(yīng)推動力增大，效率提高，池內(nèi)厭氧、好氧處于交替狀態(tài)，凈化效果好。b

30、 運行效果穩(wěn)定，污水在理想的靜止狀態(tài)下沉淀，需要時間短、效率高，出水水質(zhì)好。c 耐沖擊負荷，池內(nèi)有滯留的處理水，對污水有稀釋、緩沖作用，有效抵抗水量和有機污物的沖擊。d 工藝過程中的各工序可根據(jù)水質(zhì)、水量進行調(diào)整，運行靈活。e 處理設(shè)備少，構(gòu)造簡單，便于操作和維護管理。f反應(yīng)池內(nèi)存在DO、BOD5濃度梯度，有效控制活性污泥膨脹。g SBR法系統(tǒng)本身也適合于組合式構(gòu)造方法，利于廢水處理廠的擴建和改造。h脫氮除磷，適當(dāng)控制運行方式，實現(xiàn)好氧、缺氧、厭氧狀態(tài)交替，具有良好的脫氮除磷效果。i工藝流程簡單、造價低。主體設(shè)備只有一個序批式間歇反應(yīng)器，無二沉池、污泥回流系統(tǒng)，調(diào)節(jié)池、初沉池也可省略，布置緊湊

31、、占地面積省。(4)SBR工藝的缺點a間歇周期運行，對自控要求高；b變水位運行，電耗增大；c脫氮除磷效率不太高；d污泥穩(wěn)定性不如厭氧硝化好。(5) 污染物去除率（如表1.1）表1.1 SBR工藝的污染物去除率Table 1.1 The pollutant removal of SBR process污水類別主體工藝污染物去除率（%）SSBOD5CODcrTNNH3-NTP城鎮(zhèn)污水初次沉+SBR70-9080-9580-9085-9560-8550-85工業(yè)廢水預(yù)處理+SBR70-9070-9070-9085-9555-8550-85注：根據(jù)水質(zhì)、SBR工藝流程等情況，決定是否設(shè)置初次沉淀池3.

32、1.4 氧化溝工藝(1)氧化溝簡介氧化溝，又名連續(xù)循環(huán)曝氣池，是活性污泥法的一種變形。指反應(yīng)池呈封閉無終端循環(huán)流渠形布置，池內(nèi)配置充氧和推動水流設(shè)備的活性污泥法污水處理方法。主要工藝包括單槽氧化溝、雙槽氧化溝、三槽氧化溝、豎軸表曝機氧化溝和同心圓向心流氧化溝，變形工藝包括一體氧化溝、微孔曝氣氧化溝。(2)氧化溝工藝特點a構(gòu)造形式多樣性基本形式氧化溝的曝氣池呈封閉的溝渠形，而溝渠的形狀和構(gòu)造則多種多樣，溝渠可以呈圓形和橢圓形等形狀?？梢允菃螠舷到y(tǒng)或多溝系統(tǒng)；多溝系統(tǒng)可以是一組同心的互相連通的溝渠，也可以是相互平行，尺寸相同的一組溝渠。有與二次沉淀池分建的氧化溝也有合建的氧化溝，合建的氧化溝又有體

33、內(nèi)式和體外式之分等等。多種多樣的構(gòu)造形式，賦予了氧化溝靈活機動的運行性能，使他可以按照任意一種活性污泥的運行方式運行，并結(jié)合其他工藝單元，以滿足不同的出水水質(zhì)要求。b曝氣設(shè)備的多樣性常用的曝氣設(shè)備有轉(zhuǎn)刷、轉(zhuǎn)盤、表面曝氣器和射流曝氣等。不同的曝氣裝置導(dǎo)致了不同的氧化溝型式，如采用表面曝氣機的卡魯塞爾氧化溝，采用轉(zhuǎn)刷的帕斯維爾氧化溝等等，與其他活性污泥法不同的是，曝氣裝置只在溝渠的某一處或者幾處安設(shè)，數(shù)目應(yīng)按處理場規(guī)模、原污水水質(zhì)及氧化溝構(gòu)造決定，曝氣裝置的作用除供應(yīng)足夠的氧氣外，還要提供溝渠內(nèi)不小于0.3m/s的水流速度，以維持循環(huán)及活性污泥的懸浮狀態(tài)。c曝氣強度可調(diào)節(jié)氧化溝的曝氣強度可以通過兩

34、種方式調(diào)節(jié)。一是通過出水溢流堰調(diào)節(jié)：通過調(diào)節(jié)溢流堰的高度改變溝渠內(nèi)水深，進而改變曝氣裝置的淹沒深度，使其充氧量適應(yīng)運行的需要。淹沒深度的變化對曝氣設(shè)備的推動力也會產(chǎn)生影響，從而可以對進水流速起到一定的調(diào)節(jié)作用；其二是通過直接調(diào)節(jié)曝氣器的轉(zhuǎn)速：由于機電設(shè)備和自控技術(shù)的發(fā)展，目前氧化溝內(nèi)的曝氣器的轉(zhuǎn)速時可以調(diào)節(jié)的，從而可以調(diào)節(jié)曝氣強度的推動力。d簡化了預(yù)處理和污泥處理氧化溝的水力停留時間和污泥齡都比一般生物處理法長，懸浮裝有機物與溶解性有機物同時得到較徹底的穩(wěn)定，故氧化溝可以不設(shè)初沉池。由于氧化溝工藝污泥齡長，負荷低，排出的剩余污泥已得到高度穩(wěn)定，剩余污泥量也較少。因此不再需要厭氧消化，而只需進行

35、濃縮和脫水。(3)氧化溝工藝的缺點：a污泥膨脹問題；b泡沫問題；c污泥上浮問題；d流速不均及污泥沉積問題(4)污染物去除率表1.2 氧化溝污染物去除率Table 1.2 Pollutant removal rate of oxidation ditch污水類別主體工藝污染物去除率SSBOD5CODcrTNNH3-NTP城鎮(zhèn)污水預(yù)(前)處理+氧化溝、二沉池70-9080-9580-9055-8585-9550-75工業(yè)廢水預(yù)(前)處理+氧化溝、二沉池70-9070-9070-9045-8570-9540-75注：根據(jù)水質(zhì)、工藝流程等情況，可不設(shè)置初沉池，根據(jù)溝型需要可設(shè)二沉池(5)工藝流程預(yù)處理

36、二沉池氧化溝出水回流污泥剩余污泥排放圖1.3 氧化溝工藝流程Figure 1.3 Ditch process of oxidation 3.1.5.卡魯塞爾氧化溝卡魯塞爾氧化溝是一個多溝串聯(lián)的系統(tǒng)，進水與活性污泥混合后在溝內(nèi)不停地循環(huán)運動。污水和回流污泥在第一個曝氣區(qū)種混合。由于曝氣器的泵送作用，溝中的流速保持在0.3m/s左右。水流在連續(xù)經(jīng)過幾個曝氣區(qū)后，便流入外邊最后一個環(huán)路，出水從這里通過出水堰排出，出水位于第一曝氣區(qū)的前面?？斎麪栄趸瘻喜捎么怪卑惭b的低速表面曝氣器，每組溝渠安裝一個，均安裝在同一端，因此形成了靠近曝氣器下游的富氧區(qū)和曝氣器上游以及外環(huán)的缺氧區(qū)。這不僅有利于生物凝聚，還

37、是活性污泥易于沉降。BOD去除率可達95%99%，脫氮效率約為90%，除磷率約為50%。在正常的設(shè)計流速下，卡魯塞爾氧化溝渠道中混合液的流量是進水流量的50100倍，曝氣池中的混合液平均每520min完成一個循環(huán)。具體循環(huán)時間取決于渠道長度、渠道流速及設(shè)計負荷。這種狀態(tài)可以防止短流，還通過完全混合作用產(chǎn)生很強的耐沖擊負荷能力?？斎麪栄趸瘻系谋砻嫫貧鈾C單機功率大（可達150 kW),其水深可達5 m以上，使氧化溝占地面積減小，土建費用降低。同時具有極強的混合攪拌和耐沖擊負荷能力。當(dāng)有機負荷較低時，可以停止某些曝氣器的運行，或者切換較低的轉(zhuǎn)速，在保證水流攪拌混合循環(huán)流動的前提下，節(jié)約能量消耗。由

38、于曝氣機周圍的局部地區(qū)能量強度比傳統(tǒng)活性污泥曝氣池中強度高得多，使得氧的轉(zhuǎn)移效率大大提高，平均傳氧效率達到2.1 kg/(kW·h)。3.2 最佳工藝選擇3.2.1.傳統(tǒng)活性污泥法傳統(tǒng)活性污泥法與其他的處理工藝相比較，傳統(tǒng)法更為經(jīng)濟，并且傳統(tǒng)法的進水的廢水濃度從池首到池尾是逐漸下降的，由于在曝氣池內(nèi)存在這種濃度梯度，廢水降解反應(yīng)的推動力較大，效率較高；推流式曝氣池也可采用多種運行方式。3.2.2 A/O工藝由于AO工藝沒有獨立的污泥回流系統(tǒng)，從而不能培養(yǎng)出具有獨特功能的污泥，難降解物質(zhì)的降解率較低；AO工藝若要提高脫氮效率，必須加大內(nèi)循環(huán)比，因而加大了運行費用。另外，內(nèi)循環(huán)液來自曝氣

39、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，脫氮率很難達標。3.2.3SBR工藝SBR工藝的后處理設(shè)備要求大：如消毒設(shè)備很大，接觸池容積也很大，排水設(shè)施如排水管道也很大；SBR法一般不設(shè)初沉池，易產(chǎn)生浮渣，浮渣問題尚未妥善解決；SBR工藝間歇周期運行，對自控要求高；變水位運行，電耗增大；脫氮除磷效率不太高；污泥穩(wěn)定性不如厭氧硝化好。3.2.4.卡魯塞爾氧化溝卡魯塞爾氧化溝采用多溝串聯(lián)，適用于大中型污水處理廠，特別是用地緊張的大型污水處理廠。其出水水質(zhì)好，由于存在明顯的富氧區(qū)和缺氧區(qū)，脫氮效果高；曝氣設(shè)施單機功率大，調(diào)節(jié)性能好，并且曝氣設(shè)備數(shù)量少，既可節(jié)省投資，又可使運行管

40、理簡化；有極強的混合攪拌于耐沖擊負荷能力；氧化溝溝深加大，使占地面積減少，土建費用降低。3.2.5.A2/O工藝 由于A2/O工藝在運行的時候厭氧區(qū)是居前的，回流污泥中帶有大量的硝酸根，破壞厭氧環(huán)境因此對厭氧區(qū)聚磷菌厭氧對磷的釋放是不利的。缺氧區(qū)處在工藝的中間，反硝化時脫氮碳源供應(yīng)不足，使得系統(tǒng)對脫氮受限制。由于整個工藝中存在內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)，常規(guī)工藝系統(tǒng)所排放的剩余污泥實際中只有一部分經(jīng)歷了一部分經(jīng)歷了完整的對磷的釋放和吸附的過程，其余的都沒有哦經(jīng)歷過完整的過程，因此會對處理效果產(chǎn)生很大的影響。3.3傳統(tǒng)活性污泥法的工藝流程簡圖進水通過粗格柵去除一部分的SS之后通過提升泵之后到達細格柵之后再進一步

41、去除一部分的SS，之后污水到達沉砂池之后去除較大的密度較大的顆粒，污水進而進入曝氣池進行生化反應(yīng)，去除大部分的有機物之后通過二沉池去除懸浮物，通過紫外消毒渠之后便可排除。 進水 出水 污泥回流 污泥外運曝氣池二沉池粗格柵沉砂池細格柵紫外消毒提升泵房污泥濃縮池污泥脫水機圖1.4傳統(tǒng)活性污泥工藝流程圖Figure 1.4 conventional activated sludge process flow diagram材料科學(xué)與工程學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計） 4 構(gòu)筑物計算4 主要構(gòu)筑物的設(shè)計計算 41格柵（1）.進出水指標及日處理量日處理量Q=30000m3/d=0.347m3/s=347L/s總變

42、化系數(shù)Kz=1.4日處理水量的最大值表4.1進出水指標Table 4.1Import water index BOD5CODcrNH3-NTNSS進水（mg/l）1702402040160出水(mg/l)206082020去除率(%)88.275605087.5格柵草圖如圖4.1所示：圖4.1 格柵Figure 4.1 grille sketch4.1.1 粗格柵（1）柵槽寬度a柵條的間隙數(shù)n（個）式中：Qmax最大設(shè)計流量，Qmax=0.486 m3/s)； 格柵傾角，取=60°； b柵條間隙，m，取b=0.04 m； n柵條間隙數(shù)，個； h柵前水深，m，取h=0.4（m）； v過

43、柵流速，m/s,取v=0.8 (m/s)。格柵設(shè)2組，按2組同時工作設(shè)計，一格停用，一格工作校核。則柵條間隙數(shù)為： ，取18個。b柵槽寬度B。柵槽寬度一般比格柵寬0.20.3 m，取0.2 m；設(shè)柵條選擇用銳邊矩形，設(shè)柵條寬度S=10 mm=0.01 m，則柵槽寬度為：(2) 通過格柵的水頭損失h1 (m)式中： h1設(shè)計水頭損失，m； h0計算水頭損失，m； g重力加速度，m/s2； k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； §阻力系數(shù)，與柵條斷面開關(guān)有關(guān)，可按手冊提供的計算公式和相關(guān)系數(shù)計算。因柵條斷面為銳邊矩形斷面，所以取=2.42，代入數(shù)據(jù)得：(3) 柵后槽總高

44、度H（m） 設(shè)柵前渠道超高h2=0.3m，則（4）柵槽總長度L (m)a進水渠道漸寬部分的長度L1。設(shè)進水渠寬B1=0.85 m，其漸寬部分展開角度1=200b柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度L2(m)式中：H1柵前渠道深，m。c每日柵渣量W（m3/d)式中，W1為柵渣量，m3/103m3污水，格柵間隙為1625 mm時，W1=0.010.03 m3/103 m3污水；格柵間隙為3050 mm時，W1=0.030.1 m3/103m3污水。本設(shè)計粗格柵間隙為4 mm，取W1=0.07 m3/103m3污水。故采用機械清渣。4.1.2細格柵(1) 柵槽寬度a柵條的間隙數(shù)n（個）式中 ：Qmax

45、最大設(shè)計流量，Qmax=0.486 (m3/s)； 格柵傾角，取=600； b柵條間隙，m，取b=0.02； n柵條間隙數(shù)，個； h柵前水深，m，取h=0.4（m）； v過柵流速，m/s,取v=0.8 (m/s)。格柵設(shè)2組，按2組同時工作設(shè)計，一格停用，一格工作校核。則柵條間隙數(shù)： ，取36個。b柵槽寬度B。柵槽寬度一般比格柵寬0.20.3 m，取0.2 m；設(shè)柵條選擇用銳邊矩形，則柵條寬度S=10 mm=0.01 m，則柵槽寬度為：(2) 通過格柵的水頭損失h1 (m)式中：h1 設(shè)計水頭損失，m； h0 計算水頭損失，m； g 重力加速度，m/s2； k 系數(shù)，格柵受污物堵塞時水頭損失增

46、大倍數(shù)，一般采用3；§阻力系數(shù)，與柵條斷面開關(guān)有關(guān)，可按手冊提供的計算公式和相關(guān)系數(shù)計算。因柵條斷面為銳邊矩形斷面，所以取=2.42，代入數(shù)據(jù)得：(3) 柵后槽總高度H（m） 設(shè)柵前渠道超高h2=0.3 m，則(4) 柵槽總長度L (m) 進水渠道漸寬部分的長度L1。設(shè)進水渠寬B1=1.0 m，其漸寬部分展開角度1=200。 柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度L2 (m)式中，H1為柵前渠道深，m。(5) 每日柵渣量W（m3/d)式中：W1為柵渣量，m3/（103 m3污水），本設(shè)計細格柵間隙為20mm，取W1=0.02 m3/（103 m3污水）。故采用機械清渣。4.2 沉砂池選擇

47、與設(shè)計計算4.2.1沉砂池的選擇沉砂池的功能是利用物理原理去除污水中密度較大的無機顆粒污染物，如泥沙、煤渣等，他們的相對密度均為2.65.城鎮(zhèn)污水處理廠一般均應(yīng)設(shè)置沉砂池。沉砂池一般設(shè)于泵站倒虹吸管前，以前減輕無機顆粒對于水泵、管道的磨損；也可設(shè)于初沉池前，減輕沉淀池負荷及改善污泥處理構(gòu)筑物的處理條件。沉砂池常見的形式有平流式沉砂池、曝氣式沉砂池、豎流式沉砂池及渦流式沉砂池等。(1) 平流式沉砂池優(yōu)點：沉淀效果好，耐沖擊負荷，適應(yīng)溫度變化。工作穩(wěn)定，構(gòu)造簡單，易于施工，便于管理。缺點：占地大，配水不均勻，易出現(xiàn)短流和偏流，排泥間距較多，池中約夾雜有15%左右的有機物使沉砂池的后續(xù)處理增加難度。

48、 (2) 渦流式沉砂池優(yōu)點：適應(yīng)流量變化能力強；水頭損失小，典型的損失值僅6 mm；細砂粒去除率高，140（0.104 mm）目的細砂也可達73%；動能效率高。 缺點：攪拌槳上會纏繞纖維狀物體；砂斗內(nèi)砂子因被壓實而抽排困難，往往需高壓水泵或空氣去攪動，空氣提升泵往往不能有效抽排砂粒；池子本身雖占地小，但由于要求切線方向進水和進水渠直線較長，在池子數(shù)多于兩個時，配水困難，占地也大。(3) 曝氣沉砂池優(yōu)點：克服了平流沉砂池的缺點，使砂礫與外裹的有機物較好的分離，通過調(diào)節(jié)曝氣量可控制污水的旋流速度，使除砂效率穩(wěn)定，受流量變化影響小，同時起調(diào)節(jié)曝氣作用，其沉砂量大，且其含有機物少。缺點：由于需要曝氣，

49、所以池內(nèi)應(yīng)考慮設(shè)有消泡裝置，其他型易產(chǎn)生偏流或死角，并且由于多了曝氣裝置從而使費用增加。由于曝氣沉砂池有占地小，能耗低，土建費用低的優(yōu)點，故采用曝氣沉砂池。3.2.2 曝氣沉砂池的設(shè)計計算(1).設(shè)計水量：日處理量Q=30000m3/d=0.347m3/s=347L/s日變化系數(shù)Kz=1.4日處理水量的最大值 圖3.2 曝氣沉砂池Fig. 3.2 sketch of aerated grit chamber(2) 池體計算a 池子總有效容積V(m3)式中： Qmax最大設(shè)計流量，m3/s，Qmax=0.486 m3/s； t 最大設(shè)計流量時流行時間，min，取 t=2 min。 b水流斷面積A

50、(m2)式中 v1最大設(shè)計流量時的水平流速，m/s,取v1=0.1 m/s。c池總寬度B (m)式中： h2設(shè)計有效水深，m，取h2=1.5 m。d每個池子寬度b (m)，取n=2格，則寬深比：，滿足條件e池長L(m)f每小時所需空氣量q(m3/h)式中： d每立方米污水所需空氣量，m3，取d=0.2 (m3/m3)污水。則(4) 沉砂室尺寸計算a沉砂部分所需容積V (m3)式中：X城鎮(zhèn)污水沉砂量，m3/106 m3污水，取X=30 m3/106 m3污水； T清除沉砂的間隔時間，d，取T=2d； Kz污水流量總變化系數(shù)，取Kz=1.4。(2)每個沉砂斗容積V0(m3)式中： N沉砂斗個數(shù)，設(shè)

51、每一分格有2個沉砂斗，共有4個分格，則：c沉砂池尺寸沉砂斗上口寬 (m)式中 斗高，m，取=0.4 m； 斗底寬，m，取=0.5 m； 斗壁與水平面的傾角，一般在55°60°（取60°）代入上式得： 沉砂斗容積V1 (m3)驗算容積V1V0 ，所以符合設(shè)計要求。沉砂室高度h3 (m) 采用重力排砂，設(shè)池底坡度為0.02，坡向砂斗。沉砂室由兩部分組成：一部分為沉砂斗，另一部分為沉砂池坡向沉砂斗的過渡部分，沉砂室的寬度為2（L2 +)+0.2，其中0.2為二沉砂斗之間隔壁厚。沉砂池總高度H(m) 取超高h1=0.3 m,則：驗算最小流速vmin (m/s) 在最小流量

52、時，用1格工作式中： Qmin最小流量，m3/s； n1最小流量時工作的沉砂池數(shù)目，個； wmin最小流量時沉砂池中的水流斷面面積，m2。d排砂采用重力排砂，排砂管直徑D=300 mm，在沉砂池旁設(shè)貯砂池，并在管道首端設(shè)貯砂閥門。貯砂池容積貯砂池平面面積A式中：貯砂池有效水深，取=2.0 m，代入上式得：4.3 推流式曝氣池的設(shè)計計算4.3.1已知條件(1) 設(shè)計流量與水溫=3.0×104（t/d）=3.0×104（m3/d）=347（L/s）=0.347（m3/s）（不考慮變化系數(shù)）。夏季平均水溫為T=250C，冬季平均水溫為T=100C。(2)設(shè)計進水水質(zhì)：表4.3進水水質(zhì)Table 4.3 Influent quality BOD5CODcrNH3-NTNSS預(yù)處理去除（%）3035101540進水指標(mg/L)119156183496 4.3.2設(shè)計計算(1) 估算出水溶性 BOD5 二沉池處說BOD5由溶解性BOD5和溶解性BOD5組成，