四維生物脫氮

1、安徽工業(yè)大學工商學院 畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書摘 要醫(yī)院污水是生活污水之一，主要特點是來源及成分復雜，含有病原性微生物、有毒、有害的物理化學污染物和放射性污染等，具有空間污染、急性傳染和潛伏性傳染等特征，不經(jīng)有效處理會成為一條疫病擴散的重要途徑并嚴重污染環(huán)境。醫(yī)院污水處理的目的是通過采用各種處理技術(shù)和設(shè)備去除水中的物理的、化學的和生物學的各種水污染物，使水質(zhì)得到凈化，達到國家或地方的水污染物排放標準，保護水資源環(huán)境和人體健康。并采用新型的生物脫氮工藝，在濾池內(nèi)形成交替循環(huán)流動，使各個區(qū)域充分混合，產(chǎn)生良好的耗氧和厭氧的環(huán)境，滿足硝化和反硝化該的需要。醫(yī)院污水處理廠的處理水量為40m3/h。原污水

2、中各項指標為：BOD濃度為180 mg/L ,COD濃度為250 -350mg/L ，氨氮濃度為40 mg/L。本設(shè)計采用四維生物脫氮處理醫(yī)院污水。關(guān)鍵詞： 醫(yī)院污水；生物濾池；交替循環(huán)流；生物脫氮；氣提升；Abstract Hospital sewage is one of domestic sewage, the source and composition of the hospital sewage are dominate and complex, and it contains Pathogenicmicroorganism, toxic or harmful physical a

3、nd chemical pollutants, radioactive contamination and so on, it has the feature of space pollution, acute infection and latent infection, without effective treatment, it will become a major way to spread disease and pollute the environment seriously. The purpose of hospital sewage disposal is to rem

4、ove physical, achieve the water pollutants standards of national or locals, protect water resources environment and human health.The water which needs to treated in the hospital wastewater treatment plant is 40 m3/h. The concentrations of BOD, COD, Escherichia coli are 180 mg/L, 250-350 mg/L, 40 mg/

5、L respectively. The treated water can be discharger directly after this sewage treatment system.Key words： Hospital sewage,bio-filters, alternant loop, bio-nitrogen removal,airlift第 1 頁 共 65 頁安徽工業(yè)大學工商學院 畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書目錄摘 要1Abstract1第1章 緒論51.1 醫(yī)院廢水來源61.1.2 醫(yī)院廢水的污染物61.1.3 醫(yī)院廢水處理及回用的必要性61.2 污水排放標準71.3 醫(yī)院廢

6、水處理原則及設(shè)計原則71.3.1 處理原則71.3.2 設(shè)計原則8第2章 醫(yī)院污水處理工藝設(shè)計92.1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀92.2 各種處理工藝的比較102.2.1 CASS工藝102.2.2水解酸化+生物接觸氧化法122.2.3 AB法132.2.4 厭氧池+氧化溝142.2.5 SBR工藝152.2.6四維生物脫氮法16第3章 構(gòu)筑物設(shè)計及設(shè)備選型213.1格柵213.1.1 設(shè)計說明213.1.2 設(shè)計參數(shù)213.1.3 設(shè)計計算213.2集水池、污水提升泵233.2.1設(shè)計說明233.2.2設(shè)計參數(shù)233.2.3設(shè)計計算233.3調(diào)節(jié)池243.3.1設(shè)計說明243.3.2設(shè)計參數(shù)253.3

7、.3設(shè)計計算253.4 平流沉砂池253.4.1設(shè)計說明253.4.2 設(shè)計參數(shù)263.4.3 設(shè)計計算（按最大流量計算）263.5四維生物脫氮反應(yīng)器283.5.1設(shè)計說明283.5.2設(shè)計參數(shù)283.5.3設(shè)計計算293.6鼓風機房363.6.1設(shè)計說明363.7 平流式接觸消毒池373.7.1 設(shè)計說明373.7.2 設(shè)計計算373.8 集泥井393.8.1設(shè)計說明393.8.2設(shè)計計算393.9 污泥濃縮池403.9.1 設(shè)計說明403.9.2 設(shè)計計算413.10 污泥脫水間423.10.1 設(shè)計說明423.10.2 設(shè)計計算42第4章 污水處理廠總體布置444.1 構(gòu)筑物及建筑物主要

8、設(shè)計參數(shù)444.2 污水處理廠的平面布置444.2.1 平面布置的一般原則和要求444.2.2 具體平面布置454.3 污水處理廠高程布置454.3.1 高程布置原則454.3.2水頭損失計算464.3.3 高程確定504.3.4人員配置和管理52第5章 工程技術(shù)經(jīng)濟分析535.1 土建費用及主要設(shè)備材料費用535.1.2 主要設(shè)備清單545.1.3 直接投資費用545.2 運行費用計算555.2.1 電費555.2.2 工資福利開支555.2.4 生產(chǎn)用水水費開支555.2.5 運費565.2.6 維護維修費565.2.7 管理費用565.2.8 運行成本核算56結(jié) 論57參考文獻58致 謝

9、59附錄160第1章 緒論 為使污水達到排水某一水體或再次使用的水質(zhì)要求，并對其進行凈化的過程即為污水處理。污水處理被廣泛應(yīng)用于建筑、農(nóng)業(yè)，交通、能源、石化、環(huán)保、城市景觀、醫(yī)療、餐飲等各個領(lǐng)域，也越來越多地走進尋常百姓的日常生活。近年我國的污水處理行業(yè)雖然取得了較大發(fā)展，但仍然存在污水處理廠設(shè)計標準低、設(shè)備和工藝技術(shù)落后等問題，導致工廠出現(xiàn)“高耗能，低效率”的現(xiàn)象。污水處理工藝與其他工藝過程相似，需要在一定的溫度、壓力、流量、液位等工藝條件下進行。其可變因素較多，水量、濃度、溫度、氣量、微生物狀態(tài)、機械運行和系統(tǒng)控制情況等，都會影響污水處理效率以及功能，因此盡快建立自動化程度較高的污水處理廠

10、并高效運作已經(jīng)成為當下刻不容緩的任務(wù)。目前我國大城市污水處理后排放的不到10%,未經(jīng)處理的污水嚴重影響了水環(huán)境,制約了現(xiàn)代化進程的告訴發(fā)展。這種狀況已經(jīng)引起了各級政府的高度關(guān)注,開始逐步推行各級政府的污水處理項目。醫(yī)院是病人治療、生活的地方,其門診部、住院部以及洗衣房、食堂、廁所 等都要排出廢水。醫(yī)院廢水中通常含有多種細菌、病毒、寄生蟲卵和一些有毒有 害物質(zhì)。這些細菌、病毒、寄生蟲卵在環(huán)境中具有較強的抵抗力,在廢水中存活 時間較長。當人們接觸細菌、病毒、寄生蟲卵或有毒有害物質(zhì)污染的水和蔬菜時, 就會使人致病,甚至引起傳染病的爆發(fā)流行。歷史上曾對醫(yī)院廢水的危害認識不 夠,醫(yī)院廢水未經(jīng)任何處理任意

11、排放,引起多起傳染病流行事件,給人民的健康 帶來了巨大的危害。同時醫(yī)院廢水中還含有重金屬、消毒劑、有機溶劑以及酸堿 物質(zhì),這些物質(zhì)排入水體將對環(huán)境造成巨大的危害并長期危害人體健康。1.1 醫(yī)院廢水來源 醫(yī)院產(chǎn)生廢水的主要部門和設(shè)施有:診療室、化驗室、病房、洗衣房、X光照像洗印、動物房、同位素治療診斷、手術(shù)室等排水;醫(yī)院行政管理和醫(yī)務(wù)人員 排放的生活污水,食堂、單身宿舍、家屬宿舍排水。不同部門科室產(chǎn)生的污水成 分和水量各不相同,如重金屬廢水、含油廢水、洗印廢水、放射性廢水等。而且 不同性質(zhì)醫(yī)院產(chǎn)生的廢水也有很大不同。醫(yī)院污水較一般生活污水排放情況復雜。1.1.2 醫(yī)院廢水的污染物 醫(yī)院廢水中含有

12、糞便、傳染性細菌和病毒等病原性微生物,還含有酸、堿、 懸浮固體、BOD 5 、COD 和動植物油等有毒、有害物質(zhì),另外牙科治療、洗印和 化驗等過程產(chǎn)生污水含有重金屬、消毒劑、有機溶劑等,部分具有致癌、致畸或 致突變性,危害人體健康并對環(huán)境有長遠影響。同位素治療和診斷產(chǎn)生放射性污 水。放射性同位素在衰變過程中產(chǎn)生 a-、 -和 -放射性,在人體內(nèi)積累而危 害人體健康。1.1.3 醫(yī)院廢水處理及回用的必要性醫(yī)院污水含有有機物、氨氮及大腸菌病原體等污染物,若不經(jīng)過處理直接排 入水體,將對周圍環(huán)境造成嚴重污染,廢水中有機物含量高,易于腐化,一經(jīng)腐 化就能發(fā)臭,使水體變黑,而且會造成病原體的擴散和傳播,

13、危害人的健康,造 成前門治病,后門放毒的嚴重后果。因此對醫(yī)院廢水的處理是非常有必要的。 我國建有污水處理系統(tǒng)的醫(yī)院,其污水經(jīng)過處理后大都達到國家的排放標 準。如果在此基礎(chǔ)上,投資部分資金建設(shè)污水深度處理設(shè)施和建立再生循環(huán)利用 管道系統(tǒng),醫(yī)院污水經(jīng)過深度處理后可達到回用水的水質(zhì)要求,將再生水作為醫(yī) 院二次利用,在醫(yī)院中的門診、住院大樓建立中水道,用以沖廁等,自行循環(huán)使 用,并在有條件的花園、林蔭樹帶噴澆花澆樹,節(jié)省大量自來水,有利于減少醫(yī) 院污水排入市政管道的數(shù)量,對減少污染、節(jié)約水資源和保護環(huán)境起十分重要的 作用,必然有廣闊的應(yīng)用前景。所以在水資源緊缺的今天,將醫(yī)院污水回用是非 常有必要的。

14、1.2 污水排放標準表1-1污水排放的標準1.3 醫(yī)院廢水處理原則及設(shè)計原則1.3.1 處理原則(1) 全過程控制原則：對醫(yī)院污水產(chǎn)生、處理、排放的全過程進行控制。 (2) 減量化原則：嚴格醫(yī)院內(nèi)部衛(wèi)生安全管理體系,在污水和污物發(fā)生源處 進行嚴格控制和分離,醫(yī)院內(nèi)生活污水與病區(qū)污水分別收集,即源頭控制、清污 分流。(3) 就地處理原則：為防止醫(yī)院污水輸送過程中的污染與危害,在醫(yī)院必須 就地處理。(4) 分類指導原則：根據(jù)醫(yī)院性質(zhì)、規(guī)模、污水排放去向和地區(qū)差異對醫(yī)院 污水處理進行分類指導。(5) 達標與風險控制相結(jié)合原則：全面考慮綜合性醫(yī)院和傳染病醫(yī)院污水達標排放的基本要求,同時加強風險控制意識

15、,從工藝技術(shù)、工程建設(shè)和監(jiān)督管理 等方面提高應(yīng)對突發(fā)性事件的能力。 (6) 生態(tài)安全原則：有效去除污水中有毒有害物質(zhì),減少處理過程中消毒副 產(chǎn)物產(chǎn)生和控制出水中過高余氯,保護生態(tài)環(huán)境安全 。 1.3.2 設(shè)計原則(1) 為提高污水處理效果,盡量采用先進的技術(shù),及行之有效的設(shè)備。(2) 污水處理設(shè)施有較大的靈活性及可調(diào)節(jié)余地,以適應(yīng)水質(zhì)、水量及溫度 的變化。(3) 保證出水水質(zhì)的基礎(chǔ)上,降低運行費用,易于維護管理。 (4) 在滿足工藝要求的前提下,合理布局,盡量減少占地面積,節(jié)約投資。 (5) 處理工藝流程抗沖擊負荷強,有可靠的運行穩(wěn)定性。第2章 醫(yī)院污水處理工藝設(shè)計2.1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 根據(jù)

16、排入水體的不同,我國現(xiàn)有醫(yī)院一般采用下列兩種工藝處理醫(yī)院污水: (1) 對排入城市下水道(設(shè)有二級城鎮(zhèn)污水處理廠)的醫(yī)院一般僅使用接觸 消毒處理,常規(guī)工藝流程如下: 消毒劑 污水格柵調(diào)節(jié)池接觸消毒池清水池下水道(2)對于排入自然水體的醫(yī)院污水,采用生化處理+消毒工藝,其工藝流程 如下: 污水格柵調(diào)節(jié)池曝氣池沉淀池接觸消毒池外排 污水經(jīng)過格柵后,其中較大的懸浮物被去除,進入調(diào)節(jié)池后,水質(zhì)水量得到 均化,再進入曝氣池進行生化處理(國內(nèi)采用較多的工藝是生物接觸氧化法和 SBR 工藝),在曝氣池中,污水中大部分有機物被降解。經(jīng)好氧生化處理后的污 水進入沉淀池進行泥水分離,清液進入消毒池,經(jīng)消毒后的水達

17、標排放到水體中。 污水消毒設(shè)備有:真空加氯機及其配套設(shè)備、次氯酸鈉發(fā)生器、二氧化氯發(fā) 生器、氯片消毒器、臭氧發(fā)生器。 發(fā)達國家對醫(yī)院污水的管理非常嚴格,有嚴格的衛(wèi)生安全管理體系,歐洲、 北美和日本等國家在醫(yī)院污水的管理與處理方面都執(zhí)行世界衛(wèi)生組織的要求,有 的國家還嚴于該要求。發(fā)達國家在醫(yī)院有關(guān)科室內(nèi)對接觸到病菌、病毒以及有毒 有害的污水和污物在發(fā)生源處進行嚴格的控制和分離,在任何情況下都不允許將 醫(yī)院污水和污物隨意棄置或排入下水道。而且發(fā)達國家普遍建設(shè)了完備的下水道 系統(tǒng)和終端污水處理廠,在對污水處理的同時,還進行了消毒處理。歐洲和美洲 的一些國家在排放標準中都規(guī)定了生物學指標。同時,絕大多

18、數(shù)的發(fā)達國家的城 市污水處理廠都設(shè)有污泥消化和無害化甚至焚燒裝置,經(jīng)過無害化處理之后的污 泥可以達到WHO 的相關(guān)規(guī)定 。我國醫(yī)院污水處理現(xiàn)狀：我國醫(yī)院污水的實際情況與國外醫(yī)院有較大差別，主要表現(xiàn)在以下幾個方面： 我國醫(yī)院從功能上雖然分為傳染病醫(yī)院和非傳染病醫(yī)院，但在我國傳染病的初期診斷大都是在普通醫(yī)院進行。 我國的城市排水系統(tǒng)普及率和城市污水集中處理率低，直接或間接地排入環(huán)境的醫(yī)院污水比例高，存在巨大的疾病和環(huán)境風險。全國城市污水處理廠集中處理率僅為24.3%，而且絕大部分污水處理廠沒有對污泥進行厭氧消化。 現(xiàn)有的醫(yī)院污水處理設(shè)計規(guī)范對傳染病醫(yī)院（包括帶傳染病房的綜合醫(yī)院）污水的處理與一般普

19、通醫(yī)院同等對待，沒有進行特別的區(qū)分，處理工藝基本都以氯化消毒為主，上二級生化處理的醫(yī)院很少。 目前我國醫(yī)院污水處理還存在處理設(shè)施擁有率低、未全面考慮生態(tài)環(huán)境安全 等問題。我國應(yīng)走有中國特色的醫(yī)院污水處理技術(shù)路線: (1) 生物污染控制與潛在生態(tài)毒性控制相結(jié)合,將醫(yī)院污水病原體生物污染 與疾病控制、環(huán)境污染與風險控制和生態(tài)環(huán)境保護相結(jié)合,減少對生態(tài)環(huán)境和人 體健康的影響,促進健康、安全和良好的生態(tài)環(huán)境建設(shè)。 (2) 將長期、穩(wěn)定和安全的達標排放與突發(fā)性公共衛(wèi)生事件的風險控制相結(jié) 合?？紤]醫(yī)院污水達標排放的同時,加強風險控制意識,從工藝技術(shù)和工程建設(shè) 等方面提高應(yīng)對突發(fā)性事件的能力,將突發(fā)性公共衛(wèi)

20、生事件的危害降到最低 。2.2 各種處理工藝的比較 近年來,隨著污水處理水質(zhì)要求不斷提高和處理技術(shù)的發(fā)展,醫(yī)院污水處理 技術(shù)取得了很大的進步,生化處理工藝有 CASS 技術(shù)、水解酸化+生物接觸氧化 法、厭氧池+氧化溝法、AB 法、四維生物脫氮法等,各種工藝均有自身的優(yōu)缺點。 2.2.1 CASS工藝 CASS 反應(yīng)池分為三個區(qū):生物選擇器、缺氧區(qū)、好氧區(qū)。生物選擇器設(shè)在池子首部,其容積大約占整個反應(yīng)池的容積10%,停留時間 0.5h-1h。由好氧區(qū)回流回的活性污泥與污水在這里充分混合、接觸,創(chuàng)造出微 生物種群在高負荷的競爭條件,選擇出優(yōu)勢菌種,可有效抑制絲狀菌的繁殖,從 而達到防止污泥膨脹的效

21、果,同時活性污泥的快速吸附作用加快了溶解性基質(zhì)的 去除,并對難降解有機物起到良好的水解作用。污泥中的磷在生物選擇器中也得 到有效的釋放,同時反硝化作用也較顯著。缺氧區(qū)起水質(zhì)水量的緩沖作用,在該 區(qū)?通過再生污泥的吸附作用進一步去除有機物,同時具有促進磷的釋放和強化反 硝化作用。好氧區(qū)是去除有機物N、P 元素的主要場所,DO 濃度控制在0-2.5mg/L, 運行過程通常是將其曝氣強度加以控制使池中出現(xiàn)好氧、缺氧、厭氧的狀態(tài),達 到去除有機物、硝化作用和污泥對磷的吸收作用。 CASS 運行過程分四個周期: (1) 進水-曝氣階段 向曝氣池內(nèi)供氧,此時有機物被微生物氧化分解,同時污水中的氨氮通過微

22、生物的硝化作用轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮。 (2) 沉淀階段 此時停止曝氣,微生物利用水中的剩余的溶解氧進行氧化分解,反應(yīng)池由好 氧狀態(tài)向缺氧轉(zhuǎn)化,開始進行反硝化作用,活性污泥逐漸沉到池底,上層水變清。(3) 潷水階段 沉淀結(jié)束后,置于反應(yīng)池末段的潷水器開始工作,自上而下逐漸排出上層清 液,此時反應(yīng)池逐漸過渡到厭氧狀態(tài)。(4) 閑置階段 閑置階段是潷水階段向進水階段的過渡。 CASS 工藝保持了典型的完全混合特性,具有較強的耐沖擊負荷能力;CASS 工藝設(shè)置生物選擇器,促進絮凝型細菌的生長和繁殖,從而抑制了污泥膨脹的發(fā) 生,能高效地進行硝化和反硝化,脫氮除磷效果顯著。另外,其工藝流程簡單, 采用矩形結(jié)構(gòu),不

23、需要大量的污泥回流,自動化程度高,所以建設(shè)和運行費用省。 CASS 法與傳統(tǒng)活性污泥法比較,有以下優(yōu)點: (1) 建設(shè)費用省:省去了初沉池、二沉池和污泥回流設(shè)備,建設(shè)費用節(jié)省 20%-30%。 (2) 工藝流程簡單,占地面積少:省去了初沉池、二沉池,構(gòu)筑物布局緊湊, 占地面積減少20%-35%。(3) 運行費用省:由于曝氣是周期性的,池內(nèi)溶解氧的濃度也是變化的,沉 淀階段和排水階段溶解氧降低,重新開始曝氣時,氧的濃度梯度大,傳遞效率高, 節(jié)能效果顯著,運行費用?。(4) 有機物去除率高,脫氮除磷效果顯著,出水水質(zhì)好。(5) 管理簡單,運行可靠,污水處理設(shè)備種類和數(shù)量少,控制系統(tǒng)比較簡單, 工藝

24、本身決定了不發(fā)生污泥膨脹,所以系統(tǒng)管理方便。(6) 污泥產(chǎn)量低,污泥性質(zhì)穩(wěn)定,無異味。2.2.2水解酸化+生物接觸氧化法 水解酸化處理是利用厭氧反應(yīng)中的水解和產(chǎn)酸菌作用將反應(yīng)控制在水解酸化第二階段,而不進入產(chǎn)甲烷段的一種處理方法。在此過程,大量難溶解性有機 物水解為可溶性有機物,大分子有機物降解為小分子有機物,BOD 5與COD的比值有所提高,污水的可生化性提高了,有利于后續(xù)的生化處理,由于厭氧反應(yīng) 的第一、第二階段反應(yīng)速度快,所以水解與完全厭氧相比,污水停留時間大大縮 短,處理構(gòu)筑物的體積減少了很多,還提高了處理效果,水解酸化對污水的懸浮 物質(zhì)的去除能力很強,在整個?水處理過程中起著很重要的

25、作用。 生物接觸氧化法的原理是:池內(nèi)設(shè)置填料,填料淹沒在廢水中,填料上長滿 了生物膜,廢水與生物膜接觸過程中,水中的有機物被微生物吸附、氧化分解和 8 轉(zhuǎn)化為新的生物膜。從填料上脫落的生物膜,隨水流到二沉池后被去除,廢水得 到凈化。在接觸氧化池中,微生物所需要的氧氣來自水中,而廢水則自鼓入的空 氣不斷補充失去的溶解氧?？諝馐峭ㄟ^設(shè)置在池底的穿孔布氣管進入水流,當氣 泡上升向廢水供應(yīng)氧氣,有時并借以回流池水 8 。 水解酸化工藝的優(yōu)點有: (1) 水解酸化能大幅度去除廢水中的懸浮物或者有機物,其產(chǎn)物主要是小分 子的有機物,小分子有機物易通過細胞膜進入菌體內(nèi)進行生化代謝,可生物降解 性好,因此水解

26、酸化過程可以提高原污水的可生化性,使后續(xù)的處理工藝減少反 應(yīng)時間和能耗,縮小設(shè)備容積,降低處理成本。 (2) (2)水解酸化可以在常溫和較低的溫度下進行,產(chǎn)生的剩余污泥量少,易于 處置,實現(xiàn)了污水、污泥的一次性處理,無需設(shè)置經(jīng)常加熱的中溫消化池,節(jié)約 投資。(3) (3)反應(yīng)器不需要密閉,也無需攪拌,無需固、液、氣三相分離器,使用靈 活,造價低,維護方便,能耗低。(4) (4)水解酸化反應(yīng)控制在厭氧反應(yīng)的第一、第二階段,出水無完全厭氧反應(yīng) 所具有的不良氣味。 (5) (5)水解酸化工藝是集沉淀、吸附、生物凝聚、生物降解于一體的高效處理 單元工藝,水解酸化反應(yīng)迅速,水力停留時間短,所需的反應(yīng)器體

27、積小。 (6) (6)水解酸化工藝對進水負荷的變化有較強的適應(yīng)能力,能為后續(xù)的處理工 藝創(chuàng)造較為穩(wěn)定的進水條件,防止污泥膨脹。 (7) (7)水解酸化反應(yīng)器中產(chǎn)酸菌種類多,世代時間短,生長繁殖快,對環(huán)境的 適應(yīng)能力強,馴化培養(yǎng)時間較短,無論是否接種消化污泥,只要適當控制水力停 留時間,都可在短時間內(nèi)完成調(diào)試工作,因此,有利于運行條件的控制和縮小處 理設(shè)施的容積。生物接觸氧化法有以下優(yōu)點: (1) 對沖擊負荷和水質(zhì)變化的耐受性強,運行穩(wěn)定。(2) 容積負荷高,占地面積小,建設(shè)費用省。(3) 污泥產(chǎn)量低,無需污泥回流,運行管理方便。 水解酸化+生物接觸氧化法,可形成厭氧-好氧環(huán)境,具有一定的脫氮除

28、磷效 果。2.2.3 AB法AB 工藝的原理主要是充分利用微生物種群的特性,為其創(chuàng)造適宜的環(huán)境, 使不同的生物群得到良好的繁殖、生長,通過生化作用凈化污水。在工藝流程上 分A、B 兩段處理系統(tǒng),其中A 段由A 段曝氣池與沉淀池組成,B 段由B 段曝 9 氣池與沉淀池組成。兩段分別設(shè)置污泥回流系統(tǒng)。污水先進入高負荷的 A 段, 然后再進入低負荷的B 段,兩段串聯(lián)運行。 AB 工藝中的A 段是高負荷通常污泥負荷2kgBOD 5 /(kgMLSSd)生物吸 附階段,利用活性污泥的吸附、絮凝能力將污水中的有機物吸附于活性污泥上, 進而降解部分有機物,產(chǎn)生的大量生物污泥在隨后設(shè)置的 A 段沉淀池中進行泥

29、 水分離,大部分有機物質(zhì)以剩余污泥的方式排出。在A 段系統(tǒng)中,其污泥同時具有吸附、絮凝、分解和沉淀作用,以較低能 耗可同時除去 50%-60%的有機物。而 B 段為低負荷,經(jīng) A 段處理后殘留于污水 中的有機物在該段將繼續(xù)被氧化甚至硝化,以保證較高的運行穩(wěn)定性和污水處理 效率 。 AB 工藝的優(yōu)點有: (1) 具有較強的抗沖擊負荷能力。A 段微生物具有極高的繁殖和變異能力, 同時從原污水中不斷得到微生物的補充,因而能對進水的有機負荷、PH 值沖擊、 有毒物質(zhì)沖擊有極強的緩沖能力,使得 B 段進水非常穩(wěn)定,從而保證了 B 段的 良好環(huán)境,穩(wěn)定并改善了出水水質(zhì)。(2) 基建投資少、運行費用少、能耗

30、低。 (3) 具有一定的脫氮除磷效果。A 段可以采取不同的運行方式,如缺氧、好 氧、兼氧等,故具有一定的脫氮除磷效果。(4) 省去初沉池,占地面積少。AB 工藝中,A 段屬于高負荷段,不需要設(shè) 置初沉池,以充分利用污水中的微生物,不斷補充到 A 段曝氣池,使 A 段成為 一個開放的動態(tài)生物系統(tǒng)。(5) 污泥的沉降性能好,但是污泥量大。2.2.4 厭氧池+氧化溝 氧化溝一般呈環(huán)形溝渠狀,污水在溝渠內(nèi)作環(huán)形流動,利用獨特的水力流動 特點,在溝渠轉(zhuǎn)彎處設(shè)曝氣裝置,在曝氣設(shè)備附近為好氧區(qū),下方則為缺氧區(qū), 可以進行硝化和反硝化作用,取得脫氮的效應(yīng),在氧化溝前面設(shè)置厭氧池可以達 到較好的除磷效果。 氧化

31、溝有如下特點: (1) 在流態(tài)上,氧化溝的流態(tài)介于完成混合?與推流式之間,從水流流動形 式上屬于推流式,但是由于回流較大,剛進入池的水易于與溝內(nèi)混合液混合,溝 內(nèi)污泥濃度與有機物濃度基本趨于一致,所以,從這個意義上說,氧化溝又接近 完全混合式,對水質(zhì)水量的波動有較強適應(yīng)性。 (2) 由于氧化溝的水力停留時間長,污水中的有機物同污泥的接觸次數(shù)多, 所以對各類有機物,包括難降解的有機物都有較好的降解能力。(3) 由于氧化溝內(nèi)泥齡長,所以有機物可以在池內(nèi)得到徹底的降解,而且污 泥負荷低,所以污泥產(chǎn)量少,一般可以得到穩(wěn)定,通?？梢圆辉O(shè)置污泥消化構(gòu)筑 物。(4) 污泥齡長,適合硝化菌生長,而且溝內(nèi)氧氣濃

32、度呈現(xiàn)梯度變化,可以造 成缺氧環(huán)境,所以能提高脫氮效果,如果在氧化溝前面設(shè)置厭氧池,可以得到較 好的除磷效果。同時由于反硝化作用,還可以提高污泥的沉降性能。處理流程短,采用的機械設(shè)備少,自動化程度高,運行管理方便。2.2.5 SBR工藝SBR是一種間歇式的活性泥泥系統(tǒng)，其基本特征是在一個反應(yīng)池內(nèi)完成污水的生化反應(yīng)、固液分離、排水、排泥。可通過雙池或多池組合運行實現(xiàn)連續(xù)進出水。SBR通過對反應(yīng)池曝氣量和溶解氧的控制而實現(xiàn)不同的處理目標，具有很大的靈活性。SBR池通常每個周期運行4-6小時，當出現(xiàn)雨水高峰流量時，SBR系統(tǒng)就從正常循環(huán)自動切換至雨水運行模式，通過調(diào)整其循環(huán)周期，以適應(yīng)來水量的變化。

33、SBR系統(tǒng)通常能夠承受3-5倍旱流量的沖擊負荷。SBR工藝具有以下特點：（1）SBR工藝流程簡單、管理方便、造價低。SBR工藝只有一個反應(yīng)器，不需要二沉池，不需要污泥回流設(shè)備，一般情況下也不需要調(diào)節(jié)池，因此要比傳統(tǒng)活性污泥工藝節(jié)省基建投資 30%以上，而且布置緊湊，節(jié)省用地。由于科技進步，目前自動控制已相當成熟、配套。這就使得運行管理變得十分方便、靈活，很適合小城市采用。（2）處理效果好。SBR工藝反應(yīng)過程是不連續(xù)的，是典型的非穩(wěn)態(tài)過程，但在曝氣階段其底物和微生物濃度變化是連續(xù)的(盡管是處于完全混合狀態(tài)中)，隨時間的延續(xù)而逐漸降低。反應(yīng)器內(nèi)活性污泥處于一種交替的吸附、吸收及生物降解和活化的變化

34、過程之中，因此處理效果好。（3）有很好的除磷脫氮效果。SBR工藝可以很容易地交替實現(xiàn)好氧、缺氧、厭氧的環(huán)境，并可以通過改變曝氣量、反應(yīng)時間等方面來創(chuàng)造條件提高除磷脫氮效率。 （4）污泥沉降性能好。SBR工藝具有的特殊運行環(huán)境抑制了污泥中絲狀菌的生長，減少了污泥膨脹的可能。同時由于SBR工藝的沉淀階段是在靜止的狀態(tài)下進行的，因此沉淀效果更好。 （5）SBR工藝獨特的運行工況決定了它能很好的適應(yīng)進水水量、水質(zhì)波動。根據(jù)該地區(qū)污水水質(zhì)特征，污水處理工程，主要的去除目的是BOD5、COD、SS、N和P，本污水廠處理水量小，考慮到本污水廠的規(guī)模、管理、造價，本設(shè)計采用SBR間歇式的活性泥泥系統(tǒng)。污水生物

35、處理過程中將產(chǎn)生大量生物污泥，有機物含量較高且不穩(wěn)定，易腐化且含有寄生蟲卵，若不經(jīng)妥善處理和處置，將造成二次污染，污泥處理要求如下：（1）減少有機物，使污泥穩(wěn)定；（2）減少污泥體積，降低污泥后續(xù)處置費用；（3）減少污泥中有毒物質(zhì)；（4）利用污泥中可用物質(zhì)，化害為利。(5) 根據(jù)該地區(qū)污水水質(zhì)特征，污水處理工程有脫氮除磷的特殊要求，主要的去除目的是BOD5，COD，SS，TP，TN和NH3-N，故本設(shè)計采用SBR工藝處理，曝氣池采用曝氣沉砂池，SBR工藝前設(shè)置厭氧水解酸化池。2.2.6四維生物脫氮法本設(shè)計提供的生物脫氮反應(yīng)器是一種進行廢水連續(xù)處理的一體化裝置，其三維空間水流狀態(tài)受時間軸上程序控制

36、的電磁閥操縱，因此稱為四維生物脫氮反應(yīng)器。分段分區(qū)的空間結(jié)構(gòu)結(jié)合在時間軸上變化的曝氣控制，能夠在反應(yīng)器內(nèi)部，沿處理流程獲得不斷變化的氧環(huán)境和碳氮比，從而適應(yīng)不同階段生物脫氮反應(yīng)的需要，達到高效脫氮的目標。 首先不考慮曝氣作用，由于整個反應(yīng)器連成一體，在進水槽連續(xù)進水的情況下，受液面高程驅(qū)動，因下隔板和上隔板的阻隔形成折返流，經(jīng)出水槽連續(xù)出水，上下隔板使每個“濾池單元”形成獨立的處理環(huán)境。“濾池單元”在電磁閥 交替導通的情況下存在氣提升作用形成循環(huán)流動，曝氣區(qū)域處在完全好氧的氣水上向流處理工況，上向流區(qū)域的顆粒濾料處在氣水反沖洗工況，降流區(qū)處在下向流過濾工況，溶解氧沿流程推流變化，逐步遞減。生物

37、膜上從外向內(nèi)也存在氧濃度的濃差梯度，利于微生物生存狀況的多樣性。時間軸上，通過任意點作邏輯圖的垂線同步讀取特定時刻的電磁閥工況；具體到每個“濾池單元”， 側(cè)電磁閥導通曝氣，存在逆時針（由進水向出水端看）的循環(huán)水流；電磁閥曝氣，形成順時針循環(huán)水流；兩側(cè)均不導通曝氣，只有高程驅(qū)動的折返流，沒有循環(huán)水流。因此對于特定時刻，整個反應(yīng)器按分段和分區(qū)，存在好氧區(qū)進行硝化反應(yīng)，也存在缺氧區(qū)進行反硝化反應(yīng)，循環(huán)水流的存在適應(yīng)了A/O工藝的要求，在后段“濾池單元”使用二次進水點(5)為反硝化反應(yīng)補充了碳源，調(diào)整二次進水分配量可以優(yōu)化碳氮比。 具體實施方式 對本發(fā)明的技術(shù)方案進一步描述如下。 附圖1是本發(fā)明的垂直

38、向縱剖面圖，反應(yīng)器濾池池體使用鋼或工程塑料制作。一系列氣提升交替循環(huán)流復合濾料濾池單元（以下簡稱“濾池單元”，一般實施方案中取410個）以折返流形式在縱向串連起來。下隔板(7) 用來保證兩個相鄰“濾池單元”下部阻隔，僅允許靠近上層水面處連通；上隔板(8) 用來保證相鄰“濾池單元”上部阻隔，僅允許靠近池底處連通。每個“濾池單元”的構(gòu)造和實施方式與氣提升交替循環(huán)流復合濾料濾池(專利號ZL 2006 1 0038692.4)完全相同。反應(yīng)器底部在分隔區(qū)域內(nèi)的曝氣器(2) 安裝后進行組合，每個區(qū)域由一個電磁閥獨立控制，如附圖3所示。二次進水點(5)流入反應(yīng)器的位置，可根據(jù)處理對象和設(shè)計負荷選擇在第2個

39、或第4個“濾池單元”頂部。表1-1反應(yīng)池 附圖1， 垂直向縱剖面結(jié)構(gòu)示意圖 附圖2， 垂直向橫剖面(C-C)結(jié)構(gòu)示意圖 附圖3，電磁閥平面布置(D-D剖面)與控制時序圖 圖例： 1. 氣泵， 2.曝氣器， 3.分配器，4.進水槽，5.二次進水點，6.出水槽， 7.下隔板，8.上隔板，9.顆粒濾料，10.纖維濾料， A1A6，B1B6 .曝氣控制電磁閥 該工藝的特點： (1)具有曝氣生物濾池的生物處理和過濾功能，但不需反沖洗和沉淀池。 (2)采用由顆粒濾料和懸掛式纖維濾料組成的復合濾料，過濾的顆粒濾料不會堵塞，懸掛式濾料采用加密布置，在水處理中形成優(yōu)勢互補，提高了容積負荷。 (3)通過交替供氣，

40、循環(huán)流的方向交替變化，處理工況下自動更新，水力條件得到優(yōu)化。 (4)濾池內(nèi)形成完全混合型的升流區(qū)和推流型的降流區(qū)，提供了不同的局部氧濃度，符合碳化、硝化、反硝化生物反應(yīng)對環(huán)境的要求，同時進行碳和氮的去除 (5)開工和管理簡便，工作狀態(tài)穩(wěn)定，而且低能耗，高效率。優(yōu)點表現(xiàn)為：在氣提升交替循環(huán)流復合濾料濾池發(fā)明基礎(chǔ)上，不僅具有集合多種高效處理功能和節(jié)能的所有優(yōu)點，曝氣能耗又還進一步降低了1/3到1/4。通過時間軸上電磁閥導通曝氣的程序設(shè)計，能夠按照生物脫氮反應(yīng)過程和環(huán)境的需要，獲得優(yōu)化的工藝條件，使生物脫氮的效率更高，出水水質(zhì)更好；本發(fā)明的工藝控制可以通過時間軸上電磁閥程序設(shè)計完成，設(shè)計和實施快捷簡

41、便，適應(yīng)性強，具有序批式反應(yīng)器（SBR）處理工藝的靈活性，而從用戶看，則是一個完整的連續(xù)流系統(tǒng)，更便于操作管理。 隨著經(jīng)濟的發(fā)展，社會的進步我們發(fā)展的同時也破壞了自然環(huán)境，也使得水環(huán)境受到嚴重威脅。我國的水環(huán)境現(xiàn)狀已經(jīng)不容樂觀，生活污水、工業(yè)廢水等無控制的大量排放導致河流、湖泊、土壤等污染嚴重。因此對污水的預防和治理措施刻不容緩，對污水的合理處理對人類的生活生產(chǎn)、工農(nóng)業(yè)的發(fā)展、生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定起到了重要的作用。污水處理系統(tǒng)的社會效益巨大，但運行成本高，處理廠的經(jīng)濟效益差。所以應(yīng)用計算機控制技術(shù)，實現(xiàn)污水處理工藝的半自動、全自動監(jiān)控，提高污水處理廠的技術(shù)管理水平，合理使用和配置處理設(shè)備，具有非?，F(xiàn)

42、實的意義。實踐證明，污水處理控制系統(tǒng)的方案是可行的，系統(tǒng)采用現(xiàn)代先進的以太網(wǎng)通訊和無線通訊技術(shù)，實現(xiàn)了系統(tǒng)現(xiàn)場控制層、監(jiān)控管理層和遠程環(huán)保部門之間的通訊連接。解決了污水處理各工藝過程地理分布相距較遠，難于集中控制管理的問題，同時具有節(jié)約成本、高效、節(jié)能的特點，具有很高的實用性。第3章 構(gòu)筑物設(shè)計及設(shè)備選型3.1格柵3.1.1 設(shè)計說明一種截留廢水中粗大污物的預處理設(shè)施。是由一組平行的金屬柵條制成的金屬框架，斜置在廢水流經(jīng)的渠道上，或泵站集水池的進口處，用以截阻大塊的呈懸浮或漂浮狀態(tài)的固體污染物，以免堵塞水泵和沉淀池的排泥管。3.1.2 設(shè)計參數(shù)（1）如水泵前格柵間隙不大于25mm，污水處理系統(tǒng)

43、前可不再設(shè)置格柵；（2）機械格柵不宜少于兩臺，如為一臺時，應(yīng)設(shè)人工清除格柵備用；（3）過柵流速一般采用0.61.0m/s；（4）格柵傾角一般采用4575；（5）通過格柵的水頭損失一般采用0.080.15m。（6）Q=40t/h=960/d=0.01/s, 得3.1.3 設(shè)計計算（1）格柵的間隙數(shù)（n） 設(shè)柵前水深h=0.4m，過柵流速v=0.9m/s 柵條間隙e=20mm，格柵傾角=60由于設(shè)計流量較小，取最小格柵，GH800，柵槽寬度B=0.8m 格條寬度S=0.01m 選用兩個格柵，一用一備 （2） 進水渠道漸寬部分長度（l1） 設(shè)進水渠寬B1=0.6m，其漸寬部分展開角度1=20(進水渠

44、道內(nèi)的流速為0.5m/s) （3） 柵槽與出水槽連接處的漸窄部分長度（l2） （4）通過格柵的水頭損失（h1） 設(shè)柵條斷面為銳邊矩形斷面 式中：形狀系數(shù)，可由三廢處理工程技術(shù)手冊廢水卷表2-1-2查得，對于銳邊矩形斷面取2.42k系數(shù)，格柵受污物堵塞時水頭損失增大倍數(shù)，一般采用k=3（5）柵后槽總高度（H） 式中：H柵前總高度，m h柵前水深，m h2柵前渠道超高，m，一般用0.3m （6）柵槽總長度（L） （7）每日柵渣量（W）在格柵間隙20mm的情況下，設(shè)柵渣量為每1000m3污水產(chǎn)0.1m3 因W30%，曝氣動力消耗25 w/。4 水力停留時間為24小時，容積負荷率以COD計35 kg/

45、d；以氨氮計0.20.4 kg/d；總氮去除6080 %。 3.5.3設(shè)計計算3.5.3.1 硝化反應(yīng)池設(shè)計計算（1） 以COD容積負荷計算，取。則池子的濾料容積為： （2） 以氨氮負荷計算，取，則池子的濾料容積為： 比較以上兩種方法，取以氨氮負荷計算為準，則池子濾料容積V=144。單個池子的濾料容積為 （3）水力停留時間T（4） 一般來說，曝氣生物濾池內(nèi)的濾料層高度 H 濾料在 2.5-4.5 m 之間。在水力負荷一定的 條件下，濾料層高則污水與微生物的接觸時間長，出水效果好，但相對所需鼓風機的壓頭也 較高，能耗相對也大；濾料層低則污水與微生物的接觸時間短，出水效果相對差些，但所需 鼓風機的

46、壓頭也低些，能耗相對也小些。根據(jù)國內(nèi)外已建成運行的曝氣生物濾池實際情況， 本設(shè)計取濾料層高度 H 濾料 = 2.5 m ，則曝氣生物濾池的截面積S 截面 計算如下： A 截面 = V 濾料 / H 濾料：濾池結(jié)構(gòu)可采正方形結(jié)構(gòu)，尺寸為8m8m，單個截面積，每個池子尺寸為4m4m。 空塔水力負荷一般 為 1.5 - 3.5 m3 /(m2 h)之間，空塔水力負荷復核如下： 實際 q 水力 = Q / A截面 = 40/ 16= 2.50 m3 /(m2 h),滿足要求。為考慮進入濾池的廢水均勻流過濾料層，在濾料承托層下部設(shè)計有緩沖配水室，其高度 H 配水一般為 1.2 - 1.5 m ，考慮到濾

47、頭和配水室內(nèi)布水，布氣管的安裝方便，以及便于配水室 的清洗，本工程取 H 配水 = 1.2 m ，并在配水室池壁考慮設(shè)置檢修入孔；另外，考慮到濾 池反沖洗時濾料的膨脹，在濾料層上部保證有 0.8 - 1.0 m 的清水區(qū)，本工程取清水區(qū)高度 H 清水 = 1.0m ；濾池的超高取 H 超高 = 0.3 m，承托層高 H 承托 = 0.3 m濾池總高H 而根據(jù)運行經(jīng)驗，濾池在裝滿濾料后廢水在濾料層中的實際停留時間約為空塔停留時間的1/2 左右，即 1.25h。單池的進出水情況：表3-1項目COD(mg/L)BOD(mg/L)氨氮(mg/L)進水35018040出水1057216去除率%706060池體的設(shè)計計算：該池中間有導流板，隔成兩個小池，每個小池的尺寸4m2m（5）配水系統(tǒng) 一般濾池的配水系統(tǒng)有大阻力，中阻力和小阻力等三種