德興市污水處理廠畢業(yè)設(shè)計(jì)說明計(jì)算書

1、華東交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 目錄第一部分 設(shè)計(jì)說明書第1章 概述11.1 設(shè)計(jì)任務(wù)及設(shè)計(jì)資料2第2章 污水處理廠總體設(shè)計(jì)42.1 國(guó)內(nèi)外城市污水處理研究進(jìn)展42.2 工藝流程方案的確定92.3 處理構(gòu)筑物的選擇16第3章 污水處理廠的總平面布置18第4章：污水廠的高程布置19第5章 污水廠構(gòu)筑物設(shè)計(jì)說明205.1污水處理構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)205.2污泥處理構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)22第6章 污水廠總投資、年總成本及經(jīng)營(yíng)成本估算246.1計(jì)算依據(jù)246.2污水廠設(shè)計(jì)成本24第二部分 設(shè)計(jì)計(jì)算書第1章 泵前中格柵261.1設(shè)計(jì)依據(jù)261.2設(shè)計(jì)參數(shù)261.3設(shè)計(jì)計(jì)算26第2章 污水提升泵房292.1設(shè)計(jì)依據(jù)292.2設(shè)計(jì)

2、參數(shù)292.3設(shè)計(jì)計(jì)算29第3章 泵后細(xì)格柵313.1設(shè)計(jì)依據(jù)313.2設(shè)計(jì)參數(shù)313.3設(shè)計(jì)計(jì)算32第4章 沉砂池344.1設(shè)計(jì)依據(jù)344.2設(shè)計(jì)參數(shù)344.3設(shè)計(jì)計(jì)算35第5章 配水井365.1設(shè)計(jì)參數(shù)365.2 設(shè)計(jì)計(jì)算36第6章 厭氧池和卡羅塞爾氧化溝386.1設(shè)計(jì)依據(jù)386.2設(shè)計(jì)參數(shù)406.3設(shè)計(jì)計(jì)算41第7章 二沉池467.1設(shè)計(jì)依據(jù)467.2設(shè)計(jì)參數(shù)467.3設(shè)計(jì)計(jì)算46第8章 消毒設(shè)施518.1設(shè)計(jì)依據(jù)518.2設(shè)計(jì)參數(shù)528.3設(shè)計(jì)計(jì)算52第9章 污泥處理構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)計(jì)算549.1 污泥提升泵房549.2 貯泥池549.3 污泥濃縮脫水間55第10章 污水處理廠總體設(shè)計(jì)及高

3、程布置5610.1設(shè)計(jì)依據(jù)5610.2 污水廠的平面布置5810.2.1 各處理單元構(gòu)筑物的平面布置5810.2.2 管道及渠道的平面布置5810.2.3 附屬建筑物5810.2.4估算占地面積5910.2.5污水處理廠附屬建筑及其尺寸6010.3污水廠的高程布置6110.3.1 污水的高程布置6110.3.2水頭損失計(jì)算6210.3.3污水處理高程計(jì)算及布置63第11章 污水廠項(xiàng)目總投資、年總成本及經(jīng)營(yíng)成本估算6611.1 項(xiàng)目總投資估算6611.2 污水廠處理成本估算68謝辭71外文資料72參考文獻(xiàn)76附錄7769 第一部分 設(shè)計(jì)說明書第1章 概述水是分布廣泛而又十分重要的自然資源。它孕育

4、和滋養(yǎng)了地球上的一切生物，并從各個(gè)方面為人類社會(huì)服務(wù)。水的用途大致有以下幾個(gè)方面：生活用水、工業(yè)用水、農(nóng)業(yè)用水、漁業(yè)用水、交通運(yùn)輸用水等。一般情況下，與人類生活和生產(chǎn)密切相關(guān)的前三種用水不能大規(guī)模取用海洋咸水，而只能取用淡水。發(fā)展趨勢(shì)是世界上任何國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展,都伴隨著人民生活水平的改善和城市化進(jìn)程的不斷加快。但是相應(yīng)的淡水資源的需求和消耗也在不斷增多。水,作為一種必不可少的資源，長(zhǎng)期以來一直被認(rèn)為是取之不盡、用之不竭的。在這種觀點(diǎn)的驅(qū)使下，水環(huán)境的質(zhì)量越來越惡劣、水資源短缺也越來越嚴(yán)重，這一切都加重了城市的負(fù)荷，帶來一系列危及城市生存與發(fā)展的生態(tài)環(huán)境問題。2008年，全國(guó)廢水排放總量為620

5、億噸，比上年增長(zhǎng)4.7%。其中城鎮(zhèn)污水排放量246.7億噸，占廢水排放總量的53.8%?？墒?，2008年我國(guó)污水的處理率僅為32%。遠(yuǎn)低于我國(guó)環(huán)保規(guī)劃綱要規(guī)定的要求，所以以后重點(diǎn)是解決水污染問題，而水污染中的重點(diǎn)是建設(shè)城市污水處理廠。城市污水的性質(zhì)特征主要與下列因素有關(guān)：人們的生活習(xí)慣；氣候環(huán)境條件；生活污水與生產(chǎn)廢水所占的比例；所采用的排水體制以及國(guó)家、地方部門對(duì)水質(zhì)的要求等。為了經(jīng)濟(jì)有效的解決水污染問題，必須深入了解城市污水的各項(xiàng)特性。我國(guó)城市基礎(chǔ)設(shè)施相對(duì)國(guó)外先進(jìn)國(guó)家較為落后，城市污水處理廠不能很好的滿足社會(huì)的進(jìn)步以及人民生活水平日益提高所帶來的污水排放問題。污水處理技術(shù)沒有得到普遍應(yīng)用，

6、污水處理率低，結(jié)果造成大量未經(jīng)處理的污水排入江河湖海，造成嚴(yán)重污染。因此，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)城市污水治理的政策措施，將城市污水處理列為環(huán)保工作重點(diǎn)，保證我國(guó)水環(huán)境和水資源的可持續(xù)發(fā)展。 根據(jù)水利部門的預(yù)測(cè)，到2030年我國(guó)人口増至16億時(shí)，人均水資源將降低到1760m³，總?cè)彼繉⑦_(dá)到400500億m³，已經(jīng)達(dá)到了世界公認(rèn)的缺水警戒線。從地區(qū)分布情況來看，水資源總量的81%集中分布于長(zhǎng)江及其以南地區(qū)，其中40%以上又集中于西南五省區(qū)，就人均占有淡水資源而言，南方最高地區(qū)和北方最低地區(qū)相差數(shù)十倍，西部比東部甚至高出五、六百倍；這些地區(qū)水資源短缺的現(xiàn)狀將在一個(gè)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間成為難以解決的問

7、題。 隨著人類社會(huì)的不斷發(fā)展，城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大，城市的用水量和排水量都在不斷增加，加劇了用水的緊張和水質(zhì)的污染，環(huán)境問題日益突出，由此造成的水危機(jī)已經(jīng)成為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要制約因素。 改革開放以來，我國(guó)城市化也進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期，城市數(shù)量由1978年的193個(gè)增加到2001年的664個(gè)，城鎮(zhèn)人口由17，245萬人增加到48，064萬人。上世紀(jì)90年代后，我國(guó)城市化速度進(jìn)一步加快，目前城市化水平達(dá)到37%左右。城市數(shù)量與規(guī)模的迅速增加與擴(kuò)張，帶來了嚴(yán)重的城市生活污水和垃圾污染問題。近10年來，我國(guó)城市生活污水排放量每年以5%的速度遞增，在1999年首次超過工業(yè)污水排放量，2001年城市生活污水排

8、放量221億噸，占全國(guó)污水排放總量的53.2%.與此同時(shí)，我國(guó)城市生活污水處理設(shè)施嚴(yán)重滯后和不足。 據(jù)統(tǒng)計(jì)：目前全國(guó)年排污量約為350億m3,但城市污水集中處理率僅為15，全國(guó)超過80的城市污水未經(jīng)任何有效的收集處理就直接排放到附近的水體，使得原本具有泄洪和美化景觀作用的河渠變成了天然污水渠。特別是在全國(guó)2200座縣城與19200個(gè)建制鎮(zhèn)中，污水排放量約占污水排放總量的一半以上，但這些中小城市（鎮(zhèn)）的污水處理能力都明顯低于全國(guó)平均水平。 照此發(fā)展下去，城市的水環(huán)境將每況愈下。并進(jìn)一步的加劇了水資源的短缺。即使在我國(guó)水資源比較豐富的南方地區(qū)，由于水體污染，水質(zhì)型缺水也處于相當(dāng)嚴(yán)峻地步。而且隨著現(xiàn)

9、代工業(yè)的發(fā)展及人口城市化的加速，城鎮(zhèn)污水量將愈來愈大，水環(huán)境污染也會(huì)日益加重。為保護(hù)環(huán)境，避免發(fā)生上述問題，現(xiàn)代城市就需要建立一套完整的工程設(shè)施來收集、輸送、處理和利用污水；此工程設(shè)施就稱之為排水工程。它的基本任務(wù)是保護(hù)環(huán)境免受污染，以促進(jìn)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和保障人民的健康與正常生活。其主要內(nèi)容包括： 收集各種污水并及時(shí)的將之輸送至適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)。 妥善處理后排放或再利用。排水工程在我國(guó)社會(huì)主義建設(shè)中有著十分重要的作用。從環(huán)境保護(hù)方面講，排水工程有保護(hù)和改善環(huán)境、消除污水危害的作用，是保障人民健康和造福子孫后代的大事；從衛(wèi)生上講，排水工程的興建對(duì)保障人民健康具有深遠(yuǎn)的意義；對(duì)預(yù)防和控制各種疾病、癌癥或

10、是“公害病”有著重要的作用；從經(jīng)濟(jì)上講，城市污水資源化，可重復(fù)利用于城市或工業(yè)，這是節(jié)約用水和解決淡水資源短缺的重要途徑，它將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益?？傊?，在實(shí)現(xiàn)四個(gè)現(xiàn)代化過程中，排水工程作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的組成部分，對(duì)環(huán)境保護(hù)、促進(jìn)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和保障人民健康有現(xiàn)實(shí)意義和深遠(yuǎn)影響，并使經(jīng)濟(jì)建設(shè)、城鄉(xiāng)建設(shè)與環(huán)境建設(shè)同步規(guī)劃，同步實(shí)施，同步發(fā)展。這樣才能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益的統(tǒng)一。1.1 設(shè)計(jì)任務(wù)及設(shè)計(jì)資料1.1.1設(shè)計(jì)任務(wù)德興市污水處理廠處理工藝設(shè)計(jì)。1.1.2設(shè)計(jì)資料（一）工程概況德興市位于江西省東北部，德興市城區(qū)地處洎水河兩岸，城區(qū)地下水基本為潛水，洎水河兩岸地勢(shì)低平，地下水位高，含水豐富，

11、對(duì)工程建設(shè)有一定影響。德興市地處中亞熱帶溫濕季風(fēng)區(qū)，具有四季分明，雨量充沛，氣候溫暖，無霜期長(zhǎng)的氣候特征；全市多年平均氣溫17.2，年平均最高氣溫為18.1，最低為16.6，年際差1.5。；德興是江西省三個(gè)多雨地區(qū)之一，多年平均降雨量為1853mm；德興市全年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|北風(fēng)，夏季風(fēng)向多西南風(fēng)；洎水河執(zhí)行類地面水標(biāo)準(zhǔn)。德興市2010年城市人口為6萬人，年工業(yè)產(chǎn)值為4億元；根據(jù)德興市總體規(guī)劃要求近期2013年城市人口為8萬人，年工業(yè)產(chǎn)值為10億元；遠(yuǎn)期2020年城市人口為11萬人，年工業(yè)產(chǎn)值為22億元；平均日綜合生活用水指標(biāo)為250L/cap×d，工業(yè)萬元產(chǎn)值耗水量為8.0m3/萬元d

12、。（二）市政給排水條件隨著工業(yè)的全面快速發(fā)展，城區(qū)洎水河河水受到上游重金屬的嚴(yán)重污染，為了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高擬建污水處理廠。德興市的城市排水采用合流制排水系統(tǒng)，污水經(jīng)截污干管截流，合流管的截流倍數(shù)為1.5。污水水質(zhì)如下： 表1-2-1 水質(zhì)情況項(xiàng)目CODBOD5SSNH3-NTP數(shù)值340mg/L180 mg/L200 mg/L25 mg/L3 mg/L污水經(jīng)處理后，尾水排入洎水河。（污水總管排入污水廠標(biāo)高為-5.5米）1.1.3 設(shè)計(jì)內(nèi)容1、根據(jù)排入水體的要求，估算處理廠應(yīng)處理的程度；2、污水處理工藝流程的選擇，進(jìn)行技術(shù)分析；3、主要處理構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)計(jì)算（附計(jì)算草圖）4、水廠平面

13、布置；水廠高程布置；5、處理構(gòu)筑物詳圖。第2章 污水處理廠總體設(shè)計(jì)2.1 國(guó)內(nèi)外城市污水處理研究進(jìn)展我國(guó)在推進(jìn)社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)的過程中，環(huán)境保護(hù)已成為一項(xiàng)基本國(guó)策，城市污染防治和生態(tài)環(huán)境保護(hù)已日益得到重視，而興建城市污水集中處理設(shè)施是治理污水的重要途徑。2.1.1 主要研究方向活性污泥法的研究（1）氧化溝法氧化溝是活性污泥法的一種變型，其曝氣池呈封閉的溝渠形，其曝氣池呈封閉的溝渠形，污水和活性污泥混合液在其中循環(huán)流動(dòng)，并因此而得名。又稱 "循環(huán)曝氣池"、"無終端的曝氣系統(tǒng)"。 氧化溝具有獨(dú)特的工藝特點(diǎn)，-般不設(shè)初沉池，通常采用延時(shí)曝氣。污泥負(fù)荷和污泥齡

14、的選取要考慮污水硝化和污泥穩(wěn)定化兩個(gè)因素，一般污泥齡為l0d一30d，污泥負(fù)荷在0.050.10kgBOD5(kgMLSS.d)之間。氧化溝對(duì)有機(jī)物的去除效率很高，其不同工藝組合還具有除磷脫氮功能。近年來，隨著氧化溝專用設(shè)備的開發(fā)研制，在技術(shù)裝備和運(yùn)行控制上有了一整套技術(shù)，如荷蘭DHV公司與美國(guó)EMICO公司合作推出的Carrousel2000氧化溝、丹麥Kruger公司推出的交替工作式氧化溝、美國(guó)Envirex公司推出的Orbal氧化溝、德國(guó)Passavant公司推出的轉(zhuǎn)刷曝氣氧化溝等。 北京燕山石化公司?？谟鬯幚韽S曾對(duì)氧化溝進(jìn)行了工程測(cè)試，該廠主要接納工業(yè)廢水及少量生活污水，結(jié)果表明，

15、Orbal氧化溝處理效果很好，出水各項(xiàng)指標(biāo)均遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)值，COD、氨氮的去除率都超過90；重慶建筑大學(xué)鄧榮森等應(yīng)用側(cè)渠式氧化溝與厭氧處理方法相結(jié)合，對(duì)高濃度有機(jī)廢水(屠宰)進(jìn)行處理，研究表明，組合式氧化溝處理高濃度有機(jī)廢水是完全可行的，厭氧組合有助于提高出水水質(zhì)，側(cè)渠合建能實(shí)現(xiàn)無泵污泥自動(dòng)回流；目前，氧化溝以其流程簡(jiǎn)單、管理方便、處理效果好等優(yōu)點(diǎn)，在我國(guó)中小城市污水處理廠中得到廣泛應(yīng)用。 （2）SBR法(Sequencing Batch Reactor) SBR法早在20世紀(jì)初已開發(fā)，由于人工管理繁瑣未予推廣。此法集進(jìn)水、曝氣、沉淀、出水在一座池子中完成，常由四個(gè)或三個(gè)池子構(gòu)成一組，輪流運(yùn)轉(zhuǎn)

16、，一池一池地間歇運(yùn)行，故稱序批式活性污泥法?，F(xiàn)在又開發(fā)出一些連續(xù)進(jìn)水連續(xù)出水的改良性SBR工藝，如ICEAS法、CASS法、IDEA法等。這種一體化工藝的特點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單，由于只有一個(gè)反應(yīng)池，不需二沉池、回流污泥及設(shè)備，一般情況下不設(shè)調(diào)節(jié)池，多數(shù)情況下可省去初沉池，故節(jié)省占地和投資，耐沖擊負(fù)荷且運(yùn)行方式靈活，可以從時(shí)間上安排曝氣、缺氧和厭氧的不同狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)除磷脫氮的目的。但因每個(gè)池子都需要設(shè)曝氣和輸配水系統(tǒng)，采用潷水器及控制系統(tǒng)，間歇排水水頭損失大，池容的利用率不理想，因此，一般來說并不太適用于大規(guī)模的城市污水處理廠。（3）A/O及A/A/O法 20世紀(jì)80年代末90年代初，A/O工藝、A/A/

17、O工藝因其較好的脫氮除磷效果而逐漸應(yīng)用于城市污水處理之中，并且成為主流。在此接頓，氮磷污染物控制與去除技術(shù)的研究及相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用成為水環(huán)境污染控制日益緊迫的重要課題。A/O工藝包括A/O除磷工藝和A/O脫氮工藝，它們對(duì)磷、氮的去除率分別達(dá)到90%以上和80%左右；而A/A/O工藝不能同時(shí)高效脫氮除磷。20世紀(jì)90年代以來，隨著具有脫氮除磷功能污水處理工藝的研究應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)A/A/O工藝本身存在的缺陷，即硝化菌、反硝化菌和聚磷菌在有機(jī)負(fù)荷、泥齡以及碳源需求上存在著矛盾和競(jìng)爭(zhēng)，很難再同一系統(tǒng)中同時(shí)獲得氮、磷的高效去除，阻礙著生物除磷脫氮技術(shù)的應(yīng)用，因此為解決這些工藝矛盾，研究者們進(jìn)行了大量研究來進(jìn)行

18、工藝改進(jìn)，開發(fā)出倒置A/A/O、UCT,A+A/A/O等工藝，尤其對(duì)倒置A/A/O進(jìn)行了大量研究，現(xiàn)已完成了對(duì)其原理與特點(diǎn)，運(yùn)行參數(shù)的研究，并通過生產(chǎn)試驗(yàn)研究，現(xiàn)已有部分污水廠采用該工藝并取得了良好的運(yùn)行效果，如常州北城污水廠、青島團(tuán)島污水廠、青島李村河污水處理廠等。（4）厭氧生物處理技術(shù) 厭氧生物處理是利用兼性厭氧菌和專性厭氧菌在無氧條件下降解有機(jī)污染物的處理技術(shù)。因其效率高、成本低而成為現(xiàn)代先進(jìn)的廢水處理技術(shù)之一。 厭氧方法適合處理高濃度的有機(jī)廢水。同時(shí)，采用厭氧生物處理技術(shù)時(shí)，每去除1 kg COD能產(chǎn)主0.35m3 的甲烷因此廢水厭氧處理在食品釀造和制糖工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。強(qiáng)志民等9利

19、用好氧污泥轉(zhuǎn)厭氧馴化的方法在厭氧復(fù)合床(結(jié)合了缺氧生物濾池和UASB的優(yōu)點(diǎn)內(nèi)接種培養(yǎng)，處理含酚l gL左右的廢水，處理效果明顯，苯酚去除率達(dá)98.7，COD去除率達(dá)98.3。 厭氧工藝處理城市污水最大的缺點(diǎn)是出水水質(zhì)通常達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)閰捬跆幚碇饕侨コ鬯锏腃OD，使得出水水中氨氮和硫化物濃度較高，一些感官性指標(biāo)如色度、氣味也較重。對(duì)于處理后出水里的BOD、TSS、N、P和病原體/致病微生物等可采取一些生物方法（如穩(wěn)定塘），物理化學(xué)方法（如石灰投加法等）和化學(xué)方法（如加入臭氧等去除）。 在用厭氧處理污水的時(shí)候，值得注意的是污水的處理溫度和濃度，溫度會(huì)影響溶解性有機(jī)物的降解，在溫度低于2

20、0時(shí)有機(jī)物的水解過程會(huì)受到抑制，而污水的濃度則影響厭氧微生物的生長(zhǎng)速度。 （5）天然凈化系統(tǒng) 自然生物處理法是利用在自然條件下生長(zhǎng)、繁殖的微生物處理廢水的技術(shù)。其主要特征是工藝簡(jiǎn)單、建設(shè)與運(yùn)行費(fèi)用都較低，但凈化功能受自然條件的制約。主要的處理技術(shù)有土地處理法、人工濕地和穩(wěn)定塘等。下面主要介紹土地處理和人工濕地在污水處理中的應(yīng)用。 1、土地處理法 土地處理法是利用土壤一微生物一植物組成的生態(tài)系統(tǒng)對(duì)污水中的污染物進(jìn)行物理、化學(xué)和生物凈化，并通過系統(tǒng)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和水分的循環(huán)利用，使綠色植物生長(zhǎng)繁殖，從而實(shí)現(xiàn)污水的資源化、無害化和穩(wěn)定化，是一種高效、節(jié)能、經(jīng)濟(jì)并符合生態(tài)原理的污水處理系統(tǒng)。 污水土地處理技

21、術(shù)有5種基本類型：慢速滲濾、快速滲濾、地下滲濾、地表漫流和濕地系統(tǒng)。土地處理系統(tǒng)工藝類型的選擇，主要是根據(jù)土壤性質(zhì)、透水性、地形、種植作物種類、氣候條件和對(duì)廢水處理程度的要求等來選擇的。 2、人工濕地處理系統(tǒng) 人工濕地是二十世紀(jì)七八十年代發(fā)展起來的。它是一種利用濕地自然生態(tài)系統(tǒng)中的物理、化學(xué)和生物學(xué)協(xié)同作用，通過過濾、吸附、共沉、離子交換、植物吸附和微生物分解來實(shí)現(xiàn)對(duì)廢水的高效凈化的污水處理方法。 人工濕地去除污染物的范圍很廣泛，包括N，P，SS、有機(jī)物、微量元素、病原體等。彭超英等13人對(duì)某地人工濕地進(jìn)行探討和檢測(cè)，結(jié)果表明，其CODCr去除率可達(dá)83，總氮去除率達(dá)45；李亞治等采用水葫蘆一

22、水草人工濕地系統(tǒng)對(duì)再生漿造紙廢水進(jìn)行了處理。結(jié)果表明：BOD5，CODCr，SS的去除率分別達(dá)到98，93和89，而且系統(tǒng)性能穩(wěn)定。出水水質(zhì)達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)且可用于農(nóng)灌生物處理法的新進(jìn)展生物處理法是目前研究得較多、新技術(shù)層出不窮的方法， 無論是好氧生物處理技術(shù)，還是厭氧生物處理技術(shù)都引起了研究人員的極大興趣。因?yàn)橛蒙锓ɡ玫氖俏⑸锏男玛惔x作用，以污染物質(zhì)為食料，將其代謝成諸如CO2、H2O、NH3、SO2等穩(wěn)定的小分子， 它的二次污染小， 對(duì)處理生活污水及與之性質(zhì)相近的有機(jī)污水有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。生物處理法自從問世以來，其技術(shù)已獲得了極大的發(fā)展， 隨著人們生活水平的日益提高， 生活污水中的成也日

23、益復(fù)雜， 因此用生物處理方法的目的也從以前能處理降解蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物等一類物質(zhì)增加到也能處理合成洗滌劑、脫氮、脫磷及其它一些難降解的復(fù)雜有機(jī)物。這也就必然要求人們改革工藝，過去由于厭氧生物處理的效率不盡人意， 處理時(shí)間也較慢， 所以未引起人們的重視， 僅僅用來處理污泥或高濃度有機(jī)污水的預(yù)處理，但現(xiàn)在由于能源緊張， 厭氧生物處理由于能產(chǎn)生能源物質(zhì)甲烷而越來越引起人們的青睞， 由此也出現(xiàn)了許多新的工藝。表1-2-1生物處理方法對(duì)城鎮(zhèn)生活污水的處理及性能分析反應(yīng)器類型污泥產(chǎn)量（kg·kgBOD）容積負(fù)荷（kg）BOD去除率%上升式曝氣生物濾池0.150.25493下降式曝氣生物濾池

24、0631.067.575Trikling filter0.30.5高速0.080.48090中速0.240.485070低速0.480.966585生物轉(zhuǎn)盤（RBC）/510（）86淹沒式生物反應(yīng)器0.00.30.0050.78799傳統(tǒng)活性污泥法0.60.320.648595SBR/0.080.248595氧化溝/0.100.247595（1） 活性污泥法的新發(fā)展到目前為止， 對(duì)活性污泥法在運(yùn)行方式上還沒有大的突破， 往往所作的是一些局部的改進(jìn)， 但在曝氣方式上確取得了較大的成果， 如純氧曝氣、深井曝氣、射流曝氣， 采用微氣泡擴(kuò)散器等， 這些都增大了氧轉(zhuǎn)移率、提高了氧的利用率使曝氣池中氧的濃

25、度增加。如美日等國(guó)研制出的一種超微氣泡擴(kuò)散器， 氣泡直徑50Lm， 氧吸收率達(dá)90%，Reid Engineering Company of Frederick shurg 等研制的氧化溝下表面曝氣也是一種曝氣方式的改進(jìn)， 把沖刷曝氣(Brush Aeration) 改進(jìn)透平曝氣(Turbine Aeration) 避免了產(chǎn)生氣溶膠、飛濺、結(jié)冰等問題?；钚晕勰喾ǖ牧硪粋€(gè)發(fā)展趨勢(shì)就是朝多功能方向發(fā)展， 采用的方法有：培養(yǎng)馴化專用細(xì)菌，使活性污泥處理對(duì)象不局限于生活污水， 還可以處理如酚一類難降解的有毒有機(jī)物，甚至馴化可以處理象氰一類有劇毒的無機(jī)物；把活性污泥與其它處理方法結(jié)合起來，如活性炭活性污

26、泥法， 它實(shí)際上是一種以活性污泥法形式的活性炭吸附、生物氧化法的綜合處理法； 固定活性污泥法是提供微生物附著的表面， 如合成纖維、塑料、細(xì)沙、粘土焦炭等， 使曝氣池同時(shí)存在附著相和懸浮相的生物；這些都提高了活性污泥的凈化效率，提高了抗有毒物質(zhì)等沖擊負(fù)荷的能力， 還具有脫色、脫氮、削減泡沫的效果， 國(guó)外已用于合成纖維、化工印染、煉油、煉焦等工業(yè)生產(chǎn)的污水處理；活性污泥法與厭氧工藝結(jié)合來脫氮、脫磷等，最典型的工藝是A-O(anaerobic-oxic) 流程?；钚晕勰喾ㄟ€可和化學(xué)法結(jié)合， 提高凈化多氯聯(lián)苯、有機(jī)磷的去除效果。（2） 生物膜處理法的新進(jìn)展生物膜法最早出現(xiàn)的工藝是1893年在英國(guó)出現(xiàn)的

27、將污水噴撒在粗濾料上而得以凈化的普通生物濾池，它是最早出現(xiàn)而至今仍在不斷改進(jìn)和發(fā)展的人工生物處理設(shè)備。在它的基礎(chǔ)上，出現(xiàn)了高負(fù)荷生物濾池、塔式生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤和生物接觸氧化等。近二三十年來，又出現(xiàn)了一些新型的生物膜法處理技術(shù)，如生物流化床，它是以砂、焦炭、活性炭等顆粒材料作為載體，其載體表面附著生長(zhǎng)著生物膜，充氧后的污水以一定流速自下而上流動(dòng)使載處于流化狀態(tài)，載體上的生物膜可以充分地和污水接觸，使凈化效率提高，它的工藝有空氣流床、純氧流動(dòng)床、三相流化床和厭氧兼型流化床工藝等?；钚陨餅V池是將生物濾池、曝氣池及二沉池結(jié)合為一體的新型污水處理工藝，它的特點(diǎn)是將生物濾池的部分出水回流匯同二沉池的回

28、流污泥一起進(jìn)入生物濾池，用活性生物濾池處理生活污水和食品加工廢水的試驗(yàn)結(jié)果表明： 該系統(tǒng)具有處理效果好、效率高、BOD 容積負(fù)荷大、不發(fā)生污泥膨脹和耐沖擊負(fù)荷等優(yōu)點(diǎn)。另外還有空氣驅(qū)動(dòng)的生物轉(zhuǎn)盤、生物轉(zhuǎn)盤和曝氣池相結(jié)合、藻類轉(zhuǎn)盤等。由于生物膜法的生態(tài)環(huán)境與活性污泥法的不同， 生物膜法生態(tài)系統(tǒng)中可以生長(zhǎng)藻類、后生動(dòng)物等， 甚至可以生長(zhǎng)硝化菌及反硝化菌等， 因此可以用來脫氮等。（3） 厭氧生物處理法的新發(fā)展厭氧生物處理法也有一百多年的歷史，它是利用厭氧微生物在無氧的條件下對(duì)有機(jī)物進(jìn)行分解的技術(shù)。由于處理效率低、速度慢、且甲烷菌對(duì)環(huán)境要求嚴(yán)格不易控制等缺點(diǎn)， 厭氧生物處理法長(zhǎng)期以來一般僅用于污泥處理，

29、 它的主要工藝是化糞池、消化池等。但是由于近年來能源危機(jī)及環(huán)境污染加重，厭氧生物處理由于其產(chǎn)物具有能源物質(zhì)而得到人們的重視， 一大批新的厭氧生物處理法技術(shù)相繼誕生， 為了提高厭氧微生物的濃度，有使厭氧微生物附著在載體表面的厭氧生物膜處理方法如厭氧生物濾池、厭氧轉(zhuǎn)盤、厭氧膨脹床、厭氧接觸氧化、厭氧檔板反應(yīng)器、厭氧流化床法， 以及象上流式厭氧污泥床反應(yīng)器(UASB)依靠微生物之間凝聚造粒而形成的自己固定法方法。還有人為地固定微生物包埋固定化法， 它是人為地把增殖速度緩慢的厭氧微生物高濃度地保持在處理系統(tǒng)中，提高處理速度、縮小處理設(shè)備并可用于處理低濃度的有機(jī)污水。如日本本田等人1988年采用包埋固定

30、厭氧微生物處理TOC為150mg/L 的人工配水， TOC的去除率可達(dá)95%以上。在厭氧處理中， 甲烷的增殖速度慢成為產(chǎn)氣的決定步驟， 因此為了保持甲烷發(fā)酵中高濃度的微生物， 出現(xiàn)了利用膜的固液分離法， 如柏分等人1988年利用超濾膜(UF)進(jìn)行甲烷發(fā)酵試驗(yàn)， 結(jié)果表明： 提高了反應(yīng)器內(nèi)甲烷的濃度，TOC的容積負(fù)荷為2mg/L日， 其去除率可達(dá)98.4%以上。厭氧生物處理法目前的發(fā)展趨勢(shì)是和其它生物處理方法聯(lián)用， 如厭氧好氧復(fù)合工藝等， 具有節(jié)約投資、節(jié)省能源、污泥產(chǎn)量少、出水水質(zhì)好等一系列優(yōu)點(diǎn)。厭氧生物處理法正朝著能處理低濃度有機(jī)污水，能夠脫磷脫氮且運(yùn)行維護(hù)方便經(jīng)濟(jì)等方面發(fā)展。（4） 活性污

31、泥工藝的新進(jìn)展通過幾十年的研究與實(shí)踐，活性污泥工藝已經(jīng)成為一種比較完善的工藝，在池型、運(yùn)行方式、曝氣方式、載體等方面已經(jīng)很難有較大的發(fā)展。用常規(guī)手段也已經(jīng)很難在生物學(xué)方面有所突破。有學(xué)者認(rèn)為該工藝未來兩個(gè)大的方向是膜離技術(shù)和分子生物學(xué)技術(shù)的應(yīng)用。1膜分離技術(shù)的應(yīng)用用膜分離代替沉淀進(jìn)行泥水分離，可帶來活性污泥工藝的以下變化： 不再存在污泥膨脹問題。在調(diào)控活性污泥系統(tǒng)時(shí)，不必再考慮污泥的沉降性能問題，從而使工藝控制大大簡(jiǎn)化； 曝氣池的污泥濃度將大大提高(MLSS可以大于20000mg/L)從而使系統(tǒng)可在超大泥齡、超低負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)行，充分滿足去除各種污染物質(zhì)的需要；在同樣的處理要求下，可使曝氣池容積

32、大大減小，節(jié)省處理廠的占地面積；污泥濃度的提高，將要求較高的曝氣速率，因而純氧曝氣將隨著膜分離而被大量采用 雖然膜分離目前還存在易堵塞等方面的問題，但這些問題正逐步得到解決。實(shí)際上，目前已有一批膜分離活性污泥系統(tǒng)在運(yùn)行，如日本Hiroshiwa市的Hiroshiwa污水處理廠的膜分離系統(tǒng)已連續(xù)運(yùn)行3年。2分子生物技術(shù)的應(yīng)用目前分子生物技術(shù)已開始應(yīng)用于污水處理領(lǐng)域。為搞清聚磷菌除磷的生化機(jī)理，已開始用分子診斷技術(shù)獲取聚磷菌的遺傳信息。現(xiàn)在從活性污泥中已發(fā)現(xiàn)的30多種絲狀菌中，只有4種準(zhǔn)確命名及生物分類學(xué)定位，因?yàn)檫@些絲狀菌大部分無法進(jìn)行分離純培養(yǎng)。目前正用分子診斷技術(shù)進(jìn)行這些絲狀菌的生物學(xué)定位，

33、以進(jìn)一步準(zhǔn)確了解其特性。分子診斷技術(shù)的大量應(yīng)用，活性污泥微生物基因庫的建立，在此基礎(chǔ)上用基因技術(shù)培育具有高效活性的污泥菌種，進(jìn)一步提高處理效果，是未來發(fā)展的方向。2.2 工藝流程方案的確定2.2.1污水處理程度污水處理程度計(jì)算結(jié)果見表1-2-3表1-2-3 污水處理的程度表項(xiàng)目進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo)（mg/L）180340200253出水水質(zhì)指標(biāo)（mg/L）20602081處理程度88.89%82.35%90.0%68.0%66.67%2.2.2 設(shè)計(jì)水量及規(guī)模水量計(jì)算結(jié)果見表2-3表1-2-4 水量計(jì)算結(jié)果表期限單位近期/d1.800.222.025.052.700.262.967.66遠(yuǎn)期/d2.5

34、00.503.007.403.600.604.2010.50表中：生活污水平均流量，104m3/d； 工業(yè)廢水平均流量，104m3/d；污水平均流量，104m3/d； 合流污水平均流量，104m3/d；生活污水最大流量，104m3/d；工業(yè)污水最大流量，104m3/d；污水平均流量，104m3/d； 合流污水最大流量，104m3/d本設(shè)計(jì)污水處理廠近期處理規(guī)模為2.2×104m3/d，遠(yuǎn)期處理規(guī)模為3.0×104m3/d2.2.3 工藝方案的確定原則 城市污水處理的目的是使之達(dá)標(biāo)排放或污水回用于農(nóng)田灌溉、城市景觀和工業(yè)生產(chǎn)等，以保護(hù)環(huán)境不受污染，節(jié)約水資源。污水處理工藝流程

35、的選擇應(yīng)遵循以下原則： 污水處理應(yīng)依據(jù)室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范GB50014-2006。 污水處理工藝的投資和運(yùn)行費(fèi)用合理，工程投資和運(yùn)行費(fèi)用達(dá)到的處理程度是選擇工藝的主要也是工藝流程選擇的重要因素之一。根據(jù)處理的水質(zhì)、水量，選擇可行的幾種工藝流程進(jìn)行全面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定工藝先進(jìn)合理、工程投資和運(yùn)行費(fèi)用較低的處理工藝。 根據(jù)當(dāng)?shù)刈匀弧⒌匦螚l件及土地與資源利用情況，因地制宜、綜合考慮選擇適合當(dāng)?shù)厍闆r的處理工藝。盡量少占農(nóng)田或不占農(nóng)田，充分利用河灘沼澤地、洼地或舊河道。考慮分期處理與排放利用情況。例如根據(jù)當(dāng)?shù)爻鞘幸?guī)劃，先建一期工程，再建二期工程。施工與運(yùn)行管理：如地下水位較高、地質(zhì)條件較差的地區(qū)，就不

36、宜選用深度大、施工難度高的處理構(gòu)筑物。也應(yīng)考慮所確定處理工藝運(yùn)行簡(jiǎn)單、操作方便，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制等。2.2.4 污水處理中生物方法的比較 根據(jù)本地區(qū)的污水特點(diǎn)：（一） 有機(jī)物濃度比較低，COD濃度為340mg/L，屬于普通的城市污水；（二） BOD/COD=0.53大于0.3，污水的可生化性能比較好，易于進(jìn)行生物處理；（三） 懸浮物的濃度比較低；（四） 廢水是城市污水，含有較豐富的碳水化合物和氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)；由上可見，對(duì)這樣的城市污水，其各項(xiàng)控制指標(biāo)都屬于普通城市污水的范圍之內(nèi)，用生物處理法進(jìn)行處理比較合適。目前比較流行的生物處理方法有氧化溝活性污泥法和SBR工藝。這兩種處理方法各有自己的優(yōu)

37、缺點(diǎn)。SBR工藝和氧化溝工藝都比較適合于中小型污水廠，如果設(shè)計(jì)管理的好，都可以取得比較好的除磷脫氮效果。但是這兩種工藝又各有優(yōu)缺點(diǎn)，分別適用于不同的情況。 SBR工藝的特點(diǎn)：a) SBR工藝由于采用合建式，不需要設(shè)置二沉地，同時(shí)由于采用微孔曝氣，可以采用的水深一般為46m，比一般氧化溝的水深(34m)要深，因此在同樣的負(fù)荷條件下，SBR工藝的占地面積小，如果污水處理廠所在地的征地費(fèi)用比較高，對(duì)SBR工藝有利。b) SBR工藝中一個(gè)周期的沉淀時(shí)間是由活性污泥界面的沉速、MLSS濃度、水溫 等因素確定的，渾水時(shí)間是由潷水器的長(zhǎng)度、上清液的潷除速率等因素決定的，對(duì)于一個(gè)固定的反應(yīng)系統(tǒng)，沉淀時(shí)間和潷水

38、時(shí)間的和基本上是固定的，一般都不應(yīng)小于2小時(shí)，因此，每個(gè)周期的時(shí)間短，反應(yīng)時(shí)間所占的比例就低，反應(yīng)池的體積利用系數(shù)降低。對(duì)于對(duì)污泥穩(wěn)定要求不高的污水廠，選擇SBR工藝不利。(合建式氧化溝工藝也有這個(gè)缺點(diǎn))。 c) SBR工藝和交替式氧化溝需要頻繁地開停進(jìn)水閥門，曝氣設(shè)備，潷水器等，因此，對(duì)自控設(shè)備的要求比較高，目前，某些國(guó)產(chǎn)設(shè)備的質(zhì)量尚不過關(guān)，如果考慮進(jìn)口，自控系統(tǒng)所占的投資比例將增加，而且將增大維修費(fèi)用。d) 在寒冷的氣候條件下，因?yàn)楸砻姹瑲馄鲿?huì)造成表面冷卻或者結(jié)冰，降低污水的溫度，而污水的溫度降低，對(duì)生化反應(yīng)尤其是硝化反應(yīng)的影響較大，所以，在寒冷地區(qū)，采用氧化溝工藝，需要采取一些特殊措施，

39、如將氧化溝加蓋，而這些措施都使氧化溝工藝在和其它工藝競(jìng)爭(zhēng)中，處于不利的地位。e) 在一些水量非常小的小城鎮(zhèn)，夜間幾乎沒有污水產(chǎn)生，這時(shí)候SBR工藝和交替式氧化溝工藝有優(yōu)越性，曝氣設(shè)備可以白天運(yùn)轉(zhuǎn)，夜間停止運(yùn)行。SBR工藝主要有以下幾種類型：    傳統(tǒng)式SBR工藝，它的所有操作都是間歇的、周期性的，四川巴中污水廠、沈陽新民采油廠生活污水處理場(chǎng)、深圳富士康污水處理站就是這種工藝。它的脫氮除磷效果不夠穩(wěn)定，如要求脫氮除磷，需做一些改進(jìn)。適用于小型的污水處理廠。    ICEAS工藝，即間歇式循環(huán)延時(shí)曝氣活性污泥法，它用隔墻將反應(yīng)池分為兩部分，前面是預(yù)反應(yīng)區(qū)，

40、后面是主反應(yīng)區(qū)，采用連續(xù)進(jìn)水，間歇曝氣、沉淀、排水、排泥，已用在昆明第三、第四污水廠。它可以脫氮除磷，但效果不夠理想。適用于大中型的污水處理廠。    DATIAT工藝，即連續(xù)曝氣和間歇曝氣相結(jié)合的工藝，反應(yīng)池中部用隔墻分為兩部分，前邊的DAT連續(xù)曝氣，后邊的IAT間歇曝氣、沉淀、排水、排泥，已用于天津開發(fā)區(qū)污水處理廠、撫順三寶屯污水廠。它的脫氮除磷功能一般，需增加設(shè)施才能提高脫氮除磷效率。適用于大中型的污水處理廠，微型污水處理設(shè)施也有應(yīng)用（如秦皇島市山海關(guān)開發(fā)區(qū)交通酒店的污水處理設(shè)施）。    CAST工藝，即循環(huán)式活性污泥法，它的反應(yīng)池用隔墻分為選擇

41、區(qū)和主反應(yīng)區(qū)，進(jìn)水、曝氣、沉淀、排水、排泥都是間歇周期性運(yùn)行。它的脫氮除磷效果好，防止污泥膨脹的性能好，目前鎮(zhèn)江新區(qū)污水廠、北京航天城污水廠、以及深圳、天津、云南的一些污水處理廠都采用此種工藝。適用于中小型的污水處理廠。    UNITANK工藝，是三個(gè)矩形池并聯(lián)，按照類似三溝式氧化溝的周期運(yùn)行模式工作，但把轉(zhuǎn)刷曝氣改為鼓風(fēng)曝氣，可加大池深，把出水可調(diào)堰改為固定堰，簡(jiǎn)化了排水，上海石洞口污水處理廠就是采用這種工藝，它的功能和三溝式氧化溝類似。適用于中小型的污水處理廠。 氧化溝的特點(diǎn)：氧化溝污水處理技術(shù)，是20世紀(jì)50年代由荷蘭人首創(chuàng)。60年代以來，這項(xiàng)技術(shù)在歐洲、北美、南非

42、、澳大利亞等國(guó)已被廣泛采用，工藝及構(gòu)造有了很大的發(fā)展和進(jìn)步。隨著對(duì)該技術(shù)缺點(diǎn)（占地面積大）的克服和對(duì)其優(yōu)點(diǎn)（基建投資及運(yùn)行費(fèi)用相對(duì)較低，運(yùn)行效果高且穩(wěn)定，維護(hù)管理簡(jiǎn)單等）的逐步深入認(rèn)識(shí)，目前已成為普遍采用的一項(xiàng)污水處理技術(shù)。據(jù)報(bào)道，19631974年英國(guó)共興建了300多座氧化溝，美國(guó)已有500多座，丹麥已建成300多座。目前世界上最大的氧化溝污水廠是德國(guó)路德維希港的BASF污水處理廠，設(shè)計(jì)最大流量為76.9萬m3/d,1974年建成。氧化溝工藝一般可不設(shè)初沉池，在不增加構(gòu)筑物及設(shè)備的情況下，氧化溝內(nèi)不僅可完成碳源的氧化，還可實(shí)現(xiàn)硝化和脫硝，成為A/O工藝；氧化溝前增加厭氧池可成為A2/O（A-

43、A-O）工藝，實(shí)現(xiàn)除磷。由于氧化溝內(nèi)活性污泥已經(jīng)好氧穩(wěn)定，可直接濃縮脫水，不必厭氧消化。氧化溝污水處理技術(shù)已被公認(rèn)為一種較成功的革新的活性污泥法工藝，與傳統(tǒng)活性污泥系統(tǒng)相比，它在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等方面具有一系列獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。 工藝流程簡(jiǎn)單、構(gòu)筑物少，運(yùn)行管理方便。一般情況下，氧化溝工藝可比傳統(tǒng)活性污泥法少建初沉池和污泥厭氧消化系統(tǒng)，基建投資少。另外，由于不采用鼓風(fēng)曝氣的空氣擴(kuò)散器，不建厭氧消化系統(tǒng)，運(yùn)行管理要方便。 處理效果穩(wěn)定，出水水質(zhì)好。實(shí)際運(yùn)行效果表明，氧化溝在去除BOD5和SS方面均可取得比傳統(tǒng)活性污泥法更高質(zhì)量的出水，運(yùn)行也更穩(wěn)定可靠。同時(shí)，在不增加曝氣池容積時(shí)，能方便地實(shí)現(xiàn)硝化和一定的反硝

44、化處理，且只要適當(dāng)擴(kuò)大曝氣池容積，能更方便地實(shí)現(xiàn)完全脫氮的深度處理。 基建投資省，運(yùn)行費(fèi)用低。實(shí)際運(yùn)行證明，由于氧化溝工藝省去初沉池和污泥厭氧消化系統(tǒng)，且比較容易實(shí)現(xiàn)硝化和反硝化，當(dāng)處理要求脫氮時(shí)，氧化溝工藝在基建投資方面比傳統(tǒng)活性污泥法節(jié)省很多（當(dāng)只需去除BOD5時(shí)，可能節(jié)省不多）。同樣，當(dāng)僅要求去除BOD5時(shí)，對(duì)于大規(guī)模污水廠采用氧化溝工藝運(yùn)行費(fèi)用比傳統(tǒng)活性污泥法略低或相當(dāng)，而要求去除BOD5且去除NH3-N時(shí)，氧化溝工藝運(yùn)行費(fèi)用就比傳統(tǒng)活性污泥法節(jié)省較多。 污泥量少，污泥性質(zhì)穩(wěn)定。由于氧化溝所采用的污泥齡一般長(zhǎng)達(dá)2030d，污泥在溝內(nèi)得到了好氧穩(wěn)定，污泥生成量就少，因此使污泥后處理大大簡(jiǎn)

45、化，節(jié)省處理廠運(yùn)行費(fèi)用，且便于管理。 具有一定承受水量、水質(zhì)沖擊負(fù)荷的能力。水流在氧化溝中流速為0.30.4m/s，氧化溝的總長(zhǎng)為L(zhǎng)，則水流完成一個(gè)循環(huán)所需時(shí)間t=L/S,當(dāng)L=90600m時(shí)，t=520min。由于廢水在氧化溝中設(shè)計(jì)水力停留時(shí)間T為1024h，因此可計(jì)算出廢水在整個(gè)停留時(shí)間內(nèi)要完成的循環(huán)次數(shù)為30280次不等?？梢娫鬯贿M(jìn)入氧化溝，就會(huì)被幾十倍甚至上百倍的循環(huán)量所稀釋，因此具有一定承受沖擊負(fù)荷的能力。 占地面積少。由于氧化溝工藝所采用的污泥負(fù)荷較小、水力停留時(shí)間較長(zhǎng)，使氧化溝容積會(huì)大于傳統(tǒng)活性污泥法曝氣池容積，占地面積可能會(huì)大些，但因?yàn)槭∪チ顺醭脸睾臀勰鄥捬跸?，占地面積

46、總的來說會(huì)少于傳統(tǒng)活性污泥法。我國(guó)自20世紀(jì)80年代起，也已普遍采用氧化溝技術(shù)處理污水，如桂林東（4萬m3/d）、昆明蘭花溝（6萬m3/d）、邯鄲東（一期6.6萬m3/d）、長(zhǎng)沙第二（14萬m3/d）、西安北石橋（一期15萬m3/d）等城市污水處理廠都采用此工藝，均取得了很好的效果，出水BOD5一般為10mg/L左右。污水處理廠的基建投資和運(yùn)行費(fèi)用與各廠的污水濃度和建設(shè)條件有關(guān)，但在同等條件下的中、小型污水廠，氧化溝法比其他方法低，據(jù)國(guó)內(nèi)眾多已建成的氧化溝污水處理廠的資料分析，當(dāng)進(jìn)水BOD5在120180mg/L時(shí)，單方基建投資約為700900元/（m3/d），運(yùn)行成本為0.150.30元/m

47、3污水。目前應(yīng)用較為廣泛的氧化溝類型包括：帕斯韋爾（Pasveer）氧化溝、卡魯塞爾（Carrousel）氧化溝 、奧爾伯（Orbal）氧化溝、T型氧化溝（三溝式氧化溝）、DE型氧化溝和一體化氧化溝。這些氧化溝由于在結(jié)構(gòu)和運(yùn)行上存在差異，因此各具特點(diǎn)。 在污水脫氮除磷的工藝設(shè)計(jì)中必須具備厭氧、缺氧、好氧3個(gè)基本條件，但是在實(shí)施過程中由于所需的處理構(gòu)筑物多、污泥回流量大，從而造成投資大、能耗多、運(yùn)行管理復(fù)雜。而卡魯塞爾氧化溝將厭氧、缺氧、好氧過程集中在一個(gè)池內(nèi)完成，各部分用隔墻分開自成體系，但彼此又有聯(lián)系。該工藝充分利用污水在氧化溝內(nèi)循環(huán)流動(dòng)的特性，把好氧區(qū)和缺氧區(qū)有機(jī)結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)無動(dòng)力回流，

48、節(jié)省了去除硝酸鹽氮所需混合液回流的能量消耗。Carrousel氧化溝由于具有良好的出磷脫氮能力、抗沖擊負(fù)荷能力和運(yùn)行管理方便等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。所以這里我們也將選擇卡魯塞爾氧化溝作為生物處理工藝。 Orbal 氧化溝，即“0、1、2”工藝，由內(nèi)到外分別形成厭氧、缺氧、和好氧三個(gè)區(qū)域，采用轉(zhuǎn)碟曝氣。由于從內(nèi)溝(好氧區(qū))到中溝(缺氧區(qū))之間沒有回流設(shè)施，所以總的脫氮效率較差。在厭氧區(qū)采用表面攪拌設(shè)備，不可避免的帶入相當(dāng)數(shù)量的溶解氧，使得除磷效率較差。 三溝式氧化溝屬于交替運(yùn)行式氧化溝，由丹麥Kruger公司創(chuàng)建。由三條同容積的溝槽串聯(lián)組成，兩側(cè)的池子交替作為曝氣池和沉淀池，中間的池子一直

49、作為曝氣池。原污水交替地進(jìn)入兩側(cè)的池子，處理出水則相應(yīng)地從作為沉淀池的池中流出，這樣提高了曝氣轉(zhuǎn)刷的利用率（達(dá)59%左右），另外也有利于生物脫氮。Carrousel 氧化溝的結(jié)構(gòu)：由圖2.1可見，Carrousel 氧化溝使用定向控制的曝氣和攪動(dòng)裝置，向混合液傳遞水平速度，從而使被攪動(dòng)的混合液在氧化溝閉合渠道內(nèi)循環(huán)流動(dòng)。因此氧化溝具有特殊的水力學(xué)流態(tài)，既有完全混合式反應(yīng)器的特點(diǎn)，又有推流式反應(yīng)器的特點(diǎn)，溝內(nèi)存在明顯的溶解氧濃度梯度。氧化溝斷面為矩形或梯形，平面形狀多為橢圓形，溝內(nèi)水深一般為2.54.5，寬深比為2:1，亦有水深達(dá)7m的，溝中水流平均速度為0.3m/s。氧化溝曝氣混合設(shè)備有表面曝

50、氣機(jī)、曝氣轉(zhuǎn)刷或轉(zhuǎn)盤、射流曝氣器、導(dǎo)管式曝氣器和提升管式曝氣機(jī)等，近年來配合使用的還有水下推動(dòng)器。 圖1.2.1 Carrousel 氧化溝平面結(jié)構(gòu)圖Carrousel 氧化溝處理污水的原理 ：最初的普通Carrousel 氧化溝的工藝中污水直接與回流污泥一起進(jìn)入氧化溝系統(tǒng)。表面曝氣機(jī)使混合液中溶解氧DO的濃度增加到大約23mg/L。在這種充分摻氧的條件下，微生物得到足夠的溶解氧來去除BOD；同時(shí)，氨也被氧化成硝酸鹽和亞硝酸鹽，此時(shí)，混合液處于有氧狀態(tài)。在曝氣機(jī)下游，水流由曝氣區(qū)的湍流狀態(tài)變成之后的平流狀態(tài)，水流維持在最小流速，保證活性污泥處于懸浮狀態(tài)（平均流速>0.3m/s）。微生物的

51、氧化過程消耗了水中溶解氧，直到DO值降為零，混合液呈缺氧狀態(tài)。經(jīng)過缺氧區(qū)的反硝化作用，混合液進(jìn)入有氧區(qū)，完成一次循環(huán)。該系統(tǒng)中，BOD降解是一個(gè)連續(xù)過程，硝化作用和反硝化作用發(fā)生在同一池中。由于結(jié)構(gòu)的限制，這種氧化溝雖然可以有效的去除BOD，但除磷脫氮的能力有限。 2.2.5 工藝流程方案的提出由上述計(jì)算，該設(shè)計(jì)在水質(zhì)處理中要求達(dá)到如表三的處理效果。即要求處理工藝既能有效地去除BOD5、CODcr、SS等，又能達(dá)到脫氮除磷的效果。為達(dá)到該處理要求，現(xiàn)提出兩種可供選擇的處理工藝：、厭氧池+氧化溝處理工藝、CASS處理工藝2.2.6 方案比較兩個(gè)方案見圖2.2和圖2.3。兩個(gè)方案的技術(shù)比較見表四。

52、總的說來，這兩個(gè)方案都比較電耗較小，運(yùn)行費(fèi)用低。好，都能達(dá)到要求處理的效果，但方案一工有較大的脫氮能力，電耗較小，運(yùn)行費(fèi)用低。所以，本設(shè)計(jì)采用方案一作為污水廠處理工藝。圖1.2.2 厭氧池+氧化溝處理工藝流程圖1.2.3 CASS處理工藝流程表1-2-5 工藝流程方案技術(shù)比較表方案一(厭氧池+氧化溝工藝)方案二(CASS處理工藝)優(yōu)點(diǎn)：(1)、氧化溝具有獨(dú)特的水力流動(dòng)特點(diǎn)，有利于活性污泥的生物絮凝作用，而且可以將其工作區(qū)分為富氧區(qū)、缺氧區(qū)，用以進(jìn)行消化和反消化作用，取得脫氮的效果。(2)、不使用初沉池，有機(jī)性懸浮物在氧化溝內(nèi)能達(dá)到好氧穩(wěn)定的程度。(3)、氧化溝只有曝氣器和池中的推進(jìn)器維持溝內(nèi)的

53、正常運(yùn)行，電耗較小，運(yùn)行費(fèi)用低。(4)、脫氮效果還能進(jìn)一步提高。因?yàn)槊摰Ч暮脡暮艽笠徊糠譀Q定于內(nèi)循環(huán)量，要提高脫氮效果勢(shì)必要增加內(nèi)循環(huán)量。而氧化溝的內(nèi)循環(huán)量從理論上說可以是不受限制的，從而氧化溝具有較大的脫氮能力。缺點(diǎn)：(1)、污泥膨脹問題。當(dāng)廢水中的碳水化合物較多，N、P量不平衡，pH值偏低，氧化溝中的污泥負(fù)荷過高，溶解氧濃度不足，排泥不暢等易引發(fā)絲狀菌性污泥膨脹。(2)、泡沫問題(3)、污泥上浮問題(4)、流速不均及污泥沉積問題(5)、氧化溝占地面積很大優(yōu)點(diǎn)：(1)、工藝流程簡(jiǎn)單、管理方便、造價(jià)低。CASS工藝只有一個(gè)反應(yīng)器，不需要二沉池，不需要污泥匯流設(shè)備，一般情況下也不需要調(diào)節(jié)池，

54、因此要比活性污泥工藝節(jié)省基建投資30%以上，而且布置緊湊，節(jié)省用地。(2)、處理效果好。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過程中，因此處理效果好。(3)、有較好的脫氮除磷效果。CASS工藝可以很容易地交替實(shí)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(shí)間等方面來創(chuàng)造條件提高脫氮除磷效果。(4)、污泥沉降性能好。CASS工藝具有的特殊運(yùn)行環(huán)境抑制了污泥中絲狀菌的生長(zhǎng)，減少了污泥膨脹的可能。同時(shí)由于CASS工藝的沉淀階段是在靜止的狀態(tài)下進(jìn)行的，因此沉淀效果更好。(5)、CASS工藝獨(dú)特的運(yùn)行工況決定了它能很好的適應(yīng)進(jìn)水水量、水質(zhì)的波動(dòng)。缺點(diǎn)：由于進(jìn)水貫穿于整個(gè)運(yùn)

55、行周期，沉淀階段進(jìn)水在主流區(qū)底部，造成水力紊動(dòng)，影響泥水分離時(shí)間，進(jìn)水量受到一定限制，水力停留時(shí)間較長(zhǎng)。 根據(jù)上述，本設(shè)計(jì)中采用厭氧池+卡魯賽爾氧化溝工藝。2.3 處理構(gòu)筑物的選擇2.3.1 沉砂池的選擇表1-2-6 沉砂池的比較池型優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)平流式沉砂池（1） 截留無機(jī)顆粒效果較好（2） 工作穩(wěn)定，構(gòu)造簡(jiǎn)單（3） 易于排除沉砂（1） 占地面積大（2） 沉砂中夾雜一些有機(jī)物，使沉砂的后續(xù)處理增加難度曝氣沉砂池（1） 可通過調(diào)節(jié)曝氣量控制污水的旋流速度，使沉砂效率較穩(wěn)定（2） 受水量變化的影響?。?） 可對(duì)污水起預(yù)曝氣作用（1） 如果后續(xù)工藝中需厭氧條件則不適用（2） 造價(jià)較高旋流沉砂池（1） 砂水分離器的效率較高（2） 占地面積較?。?） 能耗低，管理方便（4） 造價(jià)低，基建費(fèi)低如上表，經(jīng)比較本設(shè)計(jì)中采用旋流沉砂池。2.3.2 沉淀池的選擇表1-2-7 沉淀池的比較池型優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)適用條件平流式（1）沉淀效果好（2）對(duì)沖擊負(fù)荷和溫度變化的適應(yīng)能力強(qiáng)（3）施工簡(jiǎn)易（4）平面布置緊湊（5）排泥設(shè)備已趨定型（1）配水不易均勻（2）采用多斗排泥時(shí)每個(gè)泥斗需單獨(dú)設(shè)排泥管，操作量大（3）采用機(jī)械排泥時(shí)，設(shè)備復(fù)雜，對(duì)施工質(zhì)量要求高適用于大、中、小型污水處理廠豎流式（1）排泥方便，管理簡(jiǎn)單（2）占地面積?。?）池子深度大，施工困難