某城市污水處理廠工藝初步設(shè)計

{生產(chǎn)工藝技術(shù)}某城市污水處理廠工藝初步設(shè)計1設(shè)計內(nèi)容和任務(wù)1.1畢業(yè)設(shè)計的任務(wù)剖面圖，并附詳細的設(shè)計說明書和計算書。1.2設(shè)計內(nèi)容及要求1．設(shè)計說明書：說明城市概況、設(shè)計任務(wù)、工程規(guī)模、水質(zhì)水量。比較通順、段落分明、字跡工整。說明書共50-70頁。2．設(shè)計圖紙：（不少于7形尺寸、相互距離；各構(gòu)筑物之間的連接管道及場區(qū)內(nèi)各種管道的平面位置、標(biāo)高等。3．英文翻譯（英譯漢3000-50001.3設(shè)計資料1．概況——某城市位于黃淮平原。該市地形由南向北略有坡度，平均坡度為0.4‰，地面平整，海拔高度為黃海絕對標(biāo)高3.9～5.0m，地坪平均絕對標(biāo)高為4.80m。屬粉質(zhì)砂土區(qū)，承載強度7～11t/m2，地震裂度6度，處于地震波及區(qū)。全年最高氣溫38℃，最低-8℃。夏季主導(dǎo)風(fēng)向為東南風(fēng)。污水處理廠出水排入距廠150m的某河中，某河的最高水位約為4.10m，最低水位約為1.30m，常年平均水位約為2.50m。要求設(shè)計規(guī)模為200000m3/d。2．原水水質(zhì)CODcr:300mg/LBOD5:200mg/LSS:180mg/LNH3-N：25-35mg/LTP:3.9mg/LpH=6-93．設(shè)計出水指標(biāo)：該水經(jīng)處理以后，水質(zhì)應(yīng)符合國家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918－2002）中的一級標(biāo)準(zhǔn)。2污水處理工藝流程說明2.1城市概況某城市位于黃淮平原。該市地形由南向北略有坡度，平均坡度為0.4‰，3.9～5.0m4.80m。屬粉質(zhì)砂土區(qū)，承載強度7～11t/m2，地震裂度6度，處于地震波及區(qū)。全年最高氣溫38℃，最低-8℃。夏季主導(dǎo)風(fēng)向為東南風(fēng)。污水處理廠出水排入距廠150m4.10m1.30m均水位約為2.50m。要求設(shè)計規(guī)模為200000m3/d。2.2污水處理工藝流程說明2.2.1工藝方案分析本項目污水處理的特點為：①污水以有機污染為主，BOD/COD=0.66,可生中主要污染物指標(biāo)BOD、COD、SS值為典型城市污水值?；幚碜顬榻?jīng)濟。由于將來可能要求出水回用，處理工藝尚應(yīng)硝化，考慮到NH3-N出水濃度排放要求較低，不必完全脫氮。現(xiàn)在主要的污水二級處理工藝有，氧化溝以及SBR等。1、工藝內(nèi)回流系統(tǒng)，尤其是內(nèi)回流系統(tǒng)，設(shè)計回流比往往在200%～300%左右或更大，這將增加投資和運行能耗，而且內(nèi)回流的控制較復(fù)雜，對管理的要求較高。2、卡魯塞爾氧化溝工藝泥回流系統(tǒng)。穩(wěn)定可靠；工藝控制簡單；系統(tǒng)性能顯示，BOD降解率達95%～98%，COD降解率達90%～95%，同時具有較高的脫氮除磷功效；系統(tǒng)不再使用轉(zhuǎn)刷曝氣機而采用立式低速攪拌機，溝深可增加到5m甚至8m，從而使曝氣池的占地面積大大減少；氧化溝從“田徑跑道式向“同心圓式轉(zhuǎn)化，池壁公用，降低了占地面積和工程造價。3.5m氧宜維持在2mg/L結(jié)構(gòu)簡單，管理方便。對中小規(guī)模的城市污水處理廠有一定的適用性。3、改良的SBR類工藝SBR工藝早在20世紀(jì)初已有使用，由于人工管理的困難和繁瑣未能推廣法。一體化的集約構(gòu)筑物，并利于實現(xiàn)緊湊的模塊布置，最大的優(yōu)點是節(jié)省占地。另外，可以減少污泥回流量，有節(jié)能效果。典型的SBR工藝沉淀時停止進水，靜止沉淀可以獲得較高的沉淀效率和較好的水質(zhì)。SBR經(jīng)過不斷演變和改良，又產(chǎn)生或同期發(fā)展為CASSCAST和MSBR與其他生物脫氮除磷工藝相比，MSBR是一種高效率的反應(yīng)器，它綜合了，SBR，UCT等工藝的優(yōu)點，結(jié)構(gòu)簡單簡湊，占地面積小，土建造價低，自動化程度高，MSBR系統(tǒng)中序批池在出水時，其特殊的構(gòu)造形成了污泥層的過濾和可以維持較高的污泥濃度。循環(huán)式活性污泥法工藝（CAST和SBR功能。循環(huán)式活性污泥法工藝（CASS一個池子中進行。隨著自動化控制的日益普及，CASS工藝由于其投資和運行費用低，處理性能高超，尤其是脫氮除磷功能越來越得到重視。但是SBR類工藝也有著局限性，包括反應(yīng)器容積利用率低、水頭損失大、SBR反應(yīng)池并聯(lián)SBR工藝設(shè)備利用率低，基建時費用也不會節(jié)省。以下為各種好氧生物處理工藝方法的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)比較各種好氧生物處理工藝方法的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)比較方案技術(shù)指經(jīng)濟指標(biāo)*運行情況標(biāo)運管適應(yīng)（BOD5基建行理負能耗占地備注去費穩(wěn)情荷波除率％）定況動適用于中等濃度的生傳統(tǒng)活性一一不適

85～95100100100污泥法般般應(yīng)敏感漸減曝氣一一空氣供應(yīng)逐漸減小以配合85～95100100100一般法般般有機負荷的需要分段曝氣一一85～95100100100一般處理污水的范圍較廣法般般完全混合穩(wěn)簡一般都能使用，85～90<100<100>100適應(yīng)法定便能抗沖擊負荷淺層曝氣穩(wěn)簡適用于中小型規(guī)模的污水85～91<100<100>100一般法定便廠深層曝氣穩(wěn)簡適用于中小型規(guī)模的污水85～95>100<100<100適應(yīng)法定便廠深井曝氣穩(wěn)一85～90>100<100<100適應(yīng)施工難度大，一般不用法定般吸附再生一簡80～90<100>100<100一般適用高懸浮固體污水法般便純氧曝氣85～95>100>100<100一麻適應(yīng)一般應(yīng)用于空間較小，法般煩有經(jīng)濟氧源的地方穩(wěn)簡適用于中小型污水廠、氧化溝90～95<100>100>100適應(yīng)定便需要脫氮除磷地區(qū)穩(wěn)簡SBR90～99<100100<100適應(yīng)定便約一簡可分期建設(shè)達到不同的AB法85～95<100<100適應(yīng)100般便水質(zhì)要求A/O和一一90～95>100>100>100一般需脫氮除磷的大型污水廠

A2/O般般約穩(wěn)簡生物膜法>=90<100<100適應(yīng)適用于小型污水廠100定便而20SBR并不合適。工藝對大型污水廠具有難以替代的優(yōu)點：①法與氧化溝和SBR越大這種優(yōu)勢越明顯。對于大型污水廠來說，年運營費很可觀，比如規(guī)模為400000m3/d的污水廠，1m3污水節(jié)省處理費1分錢，一年就節(jié)省146萬元。a.設(shè)置初沉池，利用物理法以最小的能耗和費用去除污水中相當(dāng)一部分有機物和懸浮物，降低二級處理的負荷，b.污泥采用厭氧消化，它比氧化溝和SBR工藝的同步好氧消化顯著節(jié)省能耗，是一種公認的節(jié)能工藝。這種工藝的基建投資一般情況下比氧化溝和SBRSBR的投資比氧化溝與SBR就越大。2.2.2工藝流程考慮到進水量較大而水中雜質(zhì)含量不是很大，故省略初沉池直接進入圖2.2.2工藝流程簡圖3工藝流程設(shè)計計算3.1設(shè)計流量計算平均流量：Qa=200000m3/d=8333.3m3/h=2.315m3/s總變化系數(shù)：Kz=(Qa－平均流量，L/s)==1.15∴設(shè)計流量Qmax：Qmax=Kz×Qa=1.15×200000=230000m3/d=9583.3m3/h=2.662m3/s3.2設(shè)備設(shè)計計算3.2.1中格柵理設(shè)施能正常運行的裝置。設(shè)計規(guī)定：(1)水泵處理系統(tǒng)前格柵柵條間隙，應(yīng)符合下列要求：1)人工清除25～40mm2)機械清除16～25mm3)最大間隙40mm(2)在大型污水處理廠或泵站前原大型格柵(每日柵渣量大于),一般應(yīng)采用機械清渣。(3)格柵傾角一般用～。機械格柵傾角一般為～。(4)通過格柵的水頭損失一般采用0.08～0.15m。(5)過柵流速一般采用0.6～1.0m/s。設(shè)計計算：圖3.2.1中格柵計算草圖(1)設(shè)格柵前水深h=1.2m，過柵流速v=0.9m/s，柵條間隙寬度b=0.026m，柵條傾角α=60°，格柵數(shù)N=1，則柵條間隙數(shù)n為設(shè)柵條寬度為S=0.01m，則柵槽寬度B為B=S(n-1)+bn=0.01×(88-1)+0.026×88=3.16m(2)水流通過格柵的水頭損失為式中∑h——水流通過格柵的水頭損失(m)；k——系數(shù)，格柵受污堵塞后，水頭損失增大倍數(shù)，一般k=3；β——形狀系數(shù)，本設(shè)計中，柵條采用銳邊矩形斷面，β=2.42；將各參數(shù)數(shù)值代入上式，計算得，∑h=0.073m，取∑h=0.10m(3)格柵總高度H為H=h++∑h式中——柵前渠道超高，取0.3m則柵槽總高度為H=1.2+0.3+0.10=1.60m。(4)柵槽總長度L為式中——進水管渠道漸寬部分長度(m)2.00，為進水渠展開角，一般用20°；==1.59m——柵槽與出水渠道漸縮長度(m)，=0.795m；——柵前槽高(m)，=+=1.2+0.3=1.5m；將各參數(shù)代入，計算得L=6.25m。(5)每日柵渣量W：設(shè)每日柵渣量為0.05m3/1000m3，KZ＝1.15采用機械清渣。3.2.2提升泵房過，從而達到污水的凈化。設(shè)計計算：選擇5臺水泵（4臺使用，1臺備用）流量要求：選取500QW2600-15-160型潛污泵揚程/m流量/(m3/h)轉(zhuǎn)速軸功率/kw出口直徑效率/%/(r/min)/mm15260074516050086.05污水提升泵房的集水池容積：設(shè)集水池的有效水深為3m，則集水池的面積為：考慮到500QW2600-15-160型潛污泵的安裝最小池口尺寸為1950×16002臺泵之間留1m的檢修維護空間。選擇集水池的長為18m，寬為6m。保護水深1.2m，實際水深4.2m3.2.3細格柵圖3.2.3細格柵計算草圖(1)設(shè)格柵前水深h=1.0m，過柵流速v=0.9m/s，柵條間隙寬度b=0.008m，柵條傾角α=60°，格柵數(shù)N=2，則柵條間隙數(shù)n為設(shè)柵條寬度為S=0.005m，則柵槽寬度B為B=S(n-1)+bn=0.005×(172-1)+0.008×172=2.23m(2)水流通過格柵的水頭損失為式中∑h——水流通過格柵的水頭損失(m)；k——系數(shù)，格柵受污堵塞后，水頭損失增大倍數(shù)，一般k=3；β——形狀系數(shù)，本設(shè)計中，柵條采用銳邊矩形斷面，β=2.42；將各參數(shù)數(shù)值代入上式，計算得，∑h=0.139m，取∑h=0.14m(3)格柵總高度H為H=h++∑h式中——柵前渠道超高，取0.3m則柵槽總高度為H=1.0+0.3+0.11=1.41m。(4)柵槽總長度L為式中——進水管渠道漸寬部分長度(m)1.50，為進水渠展開角，一般用20°；==2.00m——柵槽與出水渠道漸縮長度(m)，=1.00m；——柵前槽高(m)，=+=1.0+0.3=1.3m；將各參數(shù)代入，計算得L=6.75m。(5)每日柵渣量W：設(shè)每日柵渣量為0.07m3/1000m3，取KZ＝1.15采用機械清渣。3.2.4沉砂池筑物的正常運行。沉砂量可選15~30m3/106m3，含水率為60%，容重為1500kg/m3；砂斗貯砂時間為2天，宜重力排砂；斗壁與水平面的夾角不應(yīng)小于55o；排砂管直徑不應(yīng)小于200mm；貯砂斗不宜太深，應(yīng)與排砂方法要求，總體高程布置相適應(yīng)。池底坡度一般為0.01~0.02，當(dāng)設(shè)置除砂設(shè)備時，可根據(jù)設(shè)備要求考慮池底形狀。沉砂池的超高不應(yīng)小于0.3m。設(shè)計計算：圖3.2.4沉砂池設(shè)計草圖(1)污水在沉砂池中停留時間t=50s，則沉砂池總有效容積V為：(2)污水在池中水平流速v＝0.30m/s,則水流斷面積A為：(3)設(shè)有效水深=1.1m，則沉砂池總寬度B為：B＝A/＝8.87/1.1=8.0m(4)設(shè)沉砂池4格，每格池寬b＝B/4＝2.00m(5)沉砂池的池長L＝vt＝0.30×50＝15m(6)沉砂室所需容積(7)每個沉沙斗容積：設(shè)每一分格有2個沉沙斗(8)沉沙斗各部分尺寸：設(shè)斗底寬=0.5m，斗壁與水平面的夾角為60o，斗高=1.0m沉沙斗上口寬：沉沙斗容積：(9)沉沙室高度：采用重力排沙，設(shè)池底坡度為0.06，坡向沙斗，(10)池高：；—超高（m—貯砂室高度（m）(11)驗算最小流速：在最小流速時，只用一格工作分離出來的水回流至泵房。3.2.5工藝1、設(shè)計流量Q=200000m3/d（不考慮變化系數(shù)）2COD=300mg/LBOD5(S0)=200mg/LSS=180mg/LNH3-N=35mg/L；TP=3.9mg/L3、設(shè)計出水水質(zhì)COD=60mg/LBOD5(Se)=20mg/LSS=20mg/LNH3-N=15mg/L；TP=0.1mg/L4、設(shè)計計算(1)BOD5污泥負荷N=0.20kgBOD5/(kgMLSS·d)(2)回流污泥濃度XR=8000mg/L(3)污泥回流比R=0.6(4)混合液懸浮固體濃度(5)反應(yīng)池容積V(6)反應(yīng)池總水力停留時間(7)各段水力停留時間和容積厭氧：缺氧：好氧＝1：1：3厭氧池水力停留時間，池容缺氧池水力停留時間，池容好氧池水力停留時間，池容(8)厭氧段總磷負荷(9)反應(yīng)池主要尺寸反應(yīng)池總?cè)莘e設(shè)反應(yīng)池2座，每座設(shè)計2組并聯(lián)。單組池容有效水深單組有效面積采用5廊道式推流式反應(yīng)池，廊道寬單組反應(yīng)池長度校核：(滿足)(滿足)取超高為1.0m，則反應(yīng)計池總高(10)反應(yīng)池進、出水系統(tǒng)算1)進水管單組反應(yīng)池進水管設(shè)計流量管道流速管道過水?dāng)嗝婷娣e管徑取進水管管徑DN1100mm校核管道流速2)回流污泥渠道單組反應(yīng)池回流污泥渠道設(shè)計流量QR渠道流速管道過水?dāng)嗝婷娣e管徑取回流污泥管管徑DN600mm3)進水井反應(yīng)池進水孔尺寸：進水孔過流量孔口流速孔口過水?dāng)嗝娣e孔口尺寸取進水豎井平面尺寸4)出水堰及出水豎井。按矩形堰流量公式：式中——堰寬，H——堰上水頭高，m出水豎井平面尺寸5)出水管單組反應(yīng)池出水管設(shè)計流量管道流速管道過水?dāng)嗝娣e管徑取出水管管徑DN1400mm校核管道流速(11)曝氣系統(tǒng)設(shè)計計算1)設(shè)計需氧量AOR。AOR＝（去除BOD5需氧量-剩余污泥中BOD5氧當(dāng)量）+（NH3-N硝化需氧量-剩余污泥中NH3-N的氧當(dāng)量）-反硝化脫氮產(chǎn)氧量每日產(chǎn)生的生物污泥量生物合成需氮量為折合每單位體積進水用于生物合成的氮量為：反硝化量所需去除氮量碳化需氧量D1硝化需要量D2反硝化脫氮產(chǎn)生的氧量總需要量去除1kgBOD5的需氧量2)標(biāo)準(zhǔn)需氧量采用鼓風(fēng)曝氣，微孔曝氣器。選取HGB型橡膠膜微孔曝氣器工作條件充氧能力服務(wù)面積水深風(fēng)量充氧能力氧利用率理論動力效率f（m2）H（m）（m3/h）qc（kg/h）ε（%）E[kg/（kw·h）]0.54.320.14822.97.3830.19820.156.2曝氣器敷設(shè)于池底，距池底0.2m，淹沒深度4.3m，氧轉(zhuǎn)移效率EA＝20％，計算溫度T=25℃。好氧反應(yīng)池平均時供氣量3)所需空氣壓力p式中根據(jù)供氣量和壓力選用四臺RF-350羅茨鼓風(fēng)機4)曝氣器數(shù)量計算(以單組反應(yīng)池計算)按供氧能力計算所需曝氣器數(shù)量。取工作風(fēng)量為：核算：曝氣器實際風(fēng)量：曝氣機實際服務(wù)面積：5)供風(fēng)管道設(shè)計供風(fēng)干管道采用環(huán)狀布置。流量流速管徑取干管管徑DN550mm單側(cè)供氣(向單側(cè)廊道供氣)支管流速管徑取支管管徑為DN300mm雙側(cè)供氣流速管徑取支管管徑DN=450mm(12)厭氧池及缺氧池設(shè)備選擇(以單組反應(yīng)池計算)將厭氧池和缺氧池分成41厭氧池有效容積缺氧池有效容積混合全池污水所需功率為選取8臺TR221.57-4/12型潛水推流器。型號葉輪直徑電動機功率轉(zhuǎn)速外形尺寸重量（mm）（kW）（r/min）（mm）（kg）TR221.57-4/1218004.5381300×1800×1800300(13)污泥回流設(shè)備污泥回流比污泥回流量設(shè)回流污泥泵房1座，內(nèi)設(shè)5臺潛污泵(4用1備)單泵流量選取選取400QW-1250-5-30型潛污泵揚程/m流量/(m3/h)轉(zhuǎn)速軸功率/kw出口直徑效率/%/(r/min)/mm512509803040078.9(14)混合液回流設(shè)備1)混合液回流泵混合液回流比混合液回流量設(shè)混合液回流泵房2座，每座泵房內(nèi)設(shè)5臺潛污泵(3用2備)單泵流量水泵揚程根據(jù)豎向流程確定。取揚程H=2m選取550QW-3500-7-110型潛污泵揚程/m流量/(m3/h)轉(zhuǎn)速軸功率/kw出口直徑效率/%/(r/min)/mm7350074511055077.52)混合液回流管?；旌弦夯亓鞴茉O(shè)計泵房進水管設(shè)計流速采用管道過水?dāng)嗝娣e管徑取泵房進水管管徑DN1600mm校核管道流速3)泵房壓力出水總管設(shè)計流量設(shè)計流速采用3.2.6二沉池1.設(shè)計要求1）二次沉淀池是活性污泥系統(tǒng)的重要組成部分，它用以澄清混合液并回收，.BOD濃度；同時回流污泥濃度也會降低，從而降低曝氣中混合及濃縮影響凈化效果.2）二沉池也有別于其他沉淀池，除了進行泥水分離外，還進行污泥濃縮，并用，往往所需要的池面積大于只進行泥水分離所需要的面積.32000～4000mg/L屬于成層沉淀，它沉淀時泥水之間有清晰的界面，絮凝體結(jié)成整體共同下沉，初期泥水界面的沉速固定不變，僅與初始濃度有關(guān).活性污泥的另一個特點是遠小于設(shè)計的過水?dāng)嗝?4）由于進入二沉池的混合液是泥，水，氣三相混合液，因此沉降管中的下降流速不應(yīng)該超過0.03m/s.以利于氣，水分離，提高澄清區(qū)的分離效果.2.池體設(shè)計計算4面負荷法計算，水力停留時間t=3h，表面負荷為1m3/（m2?h-1）圖3.2.5二沉池設(shè)計草圖1)二沉池表面面積二沉池直徑，取55m2)實際水面面積3)實際表面負荷4)單池設(shè)計流量5)回流污泥濃度為混合液濃度，為保證污泥回流濃度，二沉池的存泥時間不宜小于2h沉池污泥區(qū)所需存泥容積Vw采用機械刮吸泥機連續(xù)排泥，設(shè)泥斗的高度。6)校核堰口負荷校核固體負荷7)澄清區(qū)高度：設(shè)按澄清區(qū)最小高度1.5m考慮，取8)污泥區(qū)高度：設(shè)9)池邊深度：10)沉淀池高度：設(shè)池底坡度為0.05，污泥斗直徑d=2m，池中心與池邊落差，超高，污泥斗高度2.進水部分設(shè)計1)進水管計算單池設(shè)計污水流量進水管設(shè)計流量選取管徑DN1000mm，流速2）配水槽計算配水槽寬取0.8m取導(dǎo)流絮凝區(qū)停留時間為600s，水溫取20孔徑Φ=50mm,沉淀池內(nèi)配水槽內(nèi)孔數(shù)（m）為：孔距為：3.出水部分設(shè)計1)單池設(shè)計流量2)環(huán)形集水槽內(nèi)流量3)環(huán)形集水槽設(shè)計采用周邊集水槽，單側(cè)集水，每池只有一個總出水口，安全系數(shù)k取1.2集水槽寬度取集水槽起點水深為集水槽終點水深為槽深取0.7m，采用雙側(cè)集水環(huán)形集水槽計算，取槽寬b=1.5m，槽中流速槽內(nèi)終點水深槽內(nèi)起點水深校核：當(dāng)水流增加一倍時，q=0.579m3/s，v′=0.8m/s設(shè)計取環(huán)形槽內(nèi)水深為0.8m，集水槽總高為0.8+0.3（超高）=1.1m90°三角堰。4)出水溢流堰的設(shè)計采用出水三角堰（90°），堰上水頭（三角口底部至上游水面的高度）H1=0.05m(H2O).每個三角堰的流量三角堰個數(shù)三角堰中心距（單側(cè)出水）二、排泥部分設(shè)計1)單池污泥量總污泥量為回流污泥量加剩余污泥量回流污泥量剩余污泥量2)集泥槽沿整個池徑為兩邊集泥3.2.7消毒接觸池設(shè)每座池分3格則池長：4、加氯間1)加氯量按每立方米投加5g計，則2)加氯設(shè)備選用5臺REGAL-2100型負壓加氯機（4用110kg/h3.2.8污泥泵房入剩余污泥泵房集泥井中。1、設(shè)計參數(shù)污泥回流比0.6設(shè)計回流污泥流量120000m3/d剩余污泥流量的計算：；；a—產(chǎn)率系數(shù)，可取0.5QA—b—活性污泥微生物自身氧化率，可取0.1V—f—可取0.75Xa—好氧區(qū)混合液污泥濃度；SS0—進水懸浮物濃度；SSe—出水懸浮物濃度。剩余污泥流量：2、污泥泵回流污泥泵7臺（5用2300QW1000-28-132潛水排污泵剩余污泥泵2臺（1用1150QW210-7-7.5潛水排污泵3、集泥池1)容積按1臺泵最大流量時6min的出流量設(shè)計取集泥池容積120m32)面積有效水深，面積集泥池長度取8m，寬度4、泵位及安裝排污泵直接置于集水池內(nèi)，排污泵檢修采用移動吊架。3.2.9污泥濃縮池1.設(shè)計要求1）污泥在最終處置前必須處理，而處理的最終目的是降低污泥中有機物含量小以便于運輸和處置.2）重力式濃縮池用于濃縮二沉池出來的剩余活性污泥的混合污泥.3）按其運轉(zhuǎn)方式分連續(xù)流，間歇流，池型為圓形或矩形.4）濃縮池的上清液應(yīng)重新回至初沉池前進行處理.5）連續(xù)流污泥濃縮池可采用沉淀池形式，一般為豎流式或輻流式.6）濃縮后的污泥含水率可到96%，當(dāng)為初次沉淀池污泥及新鮮污泥的活性污按兩種污泥的比例效應(yīng)進行計算.7）濃縮池的有效水深一般采用4m，當(dāng)為豎流式污泥濃縮池時，其水深按沉淀部分的上升流速一般不大于0.1mm/s進行核算.濃縮池的容積并應(yīng)按10～16h進行核算，不宜過長.2.設(shè)計計算二沉池產(chǎn)生剩余活性污泥及其他處理構(gòu)筑物排除污泥由地下管道自流入集流井，剩余污泥泵(采用地下式)將其提升至污泥處理系統(tǒng)。水，底部排泥；污泥含水率P1=99.6%；設(shè)計濃縮后含水率P2=97%。濃縮池沉淀部分上升流速v一般不大于0.1mm/s，取0.1mm/sT取10h。池數(shù)n=2。固體負荷q=75kgss/(m2.d)。濃縮池所需表面面積A：則直徑為濃縮池有效水深h2為：中心進水管上升流速v/可取為0.1m/s，則中心進水管管徑為：喇叭口直徑為d1=1.35d=1.33m喇叭口高度為h/=1.35d1=1.79m濃縮池底部設(shè)置污泥斗，直徑可采用D/4，污泥斗夾角可設(shè)置為50o，斗高為：濃縮后污水流量為：濃縮后污泥量為：濃縮池總深度：；h1—超高，取0.3mh2—有效水深；h3—中心管與反射板之間距離，取0.5m；h4—緩沖層高度，取0.3m；h5—泥斗高度。出水堰采用鋸齒形，堰口出流負荷不宜大于1.7L/（m·s擋板和刮渣板。為使得污泥進入底部泥斗，設(shè)置污泥濃縮機，選取型中心傳動濃縮機。3.2.10貯泥池采用圓形貯泥池，貯存來自濃縮池的污泥量。每天污泥量為；貯泥池貯泥時間T=4h；則有效容積為。設(shè)貯泥池池高，則貯泥池表面積F為貯泥池徑。貯泥池設(shè)置超聲波液位計。距池底0.5m處安裝潛水?dāng)嚢铏C以防止污泥沉積，選取DOT075型低速潛水推流器。3.2.11濃縮污泥提升泵房污泥泵提升流量選取2臺50QW25-10-1.5型潛污泵（1用13.2.12污泥脫水間進泥量Q，含水率P=97%；計算泥餅重量GW，含水率為P=75％；選取6臺LWD430W型臥螺離心式污泥脫水機（5用1污泥脫水間長L=18m，寬B=9m。3.3主要構(gòu)建筑物與設(shè)備一覽表序名稱規(guī)格數(shù)量設(shè)計參數(shù)主要設(shè)備號設(shè)計流量HG-1200回旋式機械格柵1套1中格柵L×B=2座=200000m3/d超聲波水位計2套6.25m×3.16m柵條間隙螺旋壓榨機（Φ300）1臺柵前水深螺紋輸送機（Φ300）1臺過柵流速鋼閘門（2.0X1.7m）4扇手動啟閉機（5t）4臺設(shè)計流量1500mm,N60kw5臺，2進水泵L×B=18.6m×1座Q=9583.3m3/h4用1備房9.6m單泵流量鋼閘門（2.0mX2.0m）5扇Q=2600m3/h手動啟閉機（5t）5臺設(shè)計揚程H=6mH2O手動單梁懸掛式起重機（2t，選泵揚程H=15mH2OLk4m）1臺1mH2O=9800Pa設(shè)計流量HG-1200回旋式機械格柵1套3細格柵L×B=6.75m×2座=200000m3/d超聲波水位計2套2.23m柵條間隙螺旋壓榨機（Φ300）1臺柵前水深螺紋輸送機（Φ300）1臺過柵流速鋼閘門（2.0X1.7m）4扇手動啟閉機（5t）4臺設(shè)計流量Q＝QSL-400啟閉機（1.2t）4臺3平流沉L×B×H=1座9583.3m3/h砂水分離器（Φ0.5m）2臺砂池15m×8m×2.5m水平流速v=0.3m/sAEW可調(diào)式出水堰（AEW-3000）有效水深H1=1.1m12個停留時間T=50S設(shè)計流量TR221.57-4/12攪拌機32臺4A2O池L×B×H=4座Q=2083.3m3/hHGB型橡膠膜微孔曝氣器82.3m×49.5m停留時間T=8h18144個×5.5mBOD5污泥負荷N=0.20kgBOD5/(kgMLSS·d)設(shè)計流量ZBX-55型支座式周邊傳動雙臂5輻流式D×H=4座Q=2500m3/h吸泥機4臺二沉池Φ55m×6.33m水力停留時間t=3h，撇渣斗4個表面負荷為1m3/（m2?h-1）池邊水深H1=3.5m接觸消L×B×H=設(shè)計流量6毒池27.3m×15m×4座Q=9583.3m3/h注水泵（Q3～6m3/h）2臺4m停留時間T=0.5h有效水深H1=3m7加氯間L×B=1座投氯量1000kg/dREGAL-2100型負壓加氯機5臺12m×9m氯庫貯氯量按15d電動單梁懸掛起重機(2.0t)1計臺無堵塞潛水式回流污泥泵2臺8回流及L×B=1座鋼閘門(2.0X2.0m)2扇剩20m×10m手動單梁懸掛式起重機(2t)1余污泥臺套筒閥DN800mm,Φ1500mm2個建式）電動啟閉機（1.0t）2臺手動啟閉機（5.0t）2臺無堵塞潛水式剩余污泥泵3臺4勞動定員及其附屬構(gòu)筑物4.1勞動定員污水廠人員編制系根據(jù)建設(shè)部2001年《城市污水處理工程項目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》進1～5萬m3/d一級污水廠，每萬m3配備25～75～10萬m3/dm3配備7～510～20萬m3/d二級污水廠，每萬m3配備5～3人。污水廠人員編制表序號機構(gòu)設(shè)置人員(人)備注1管理及工程技術(shù)人員8廠長1副廠長2總工程師12直接生產(chǎn)人員60工程師6給排水、機電、自控污水處理值班工人15污泥處理值班人15中心控制室10化驗室63輔助生產(chǎn)人員16機修電修4門衛(wèi)24.2人員培訓(xùn)似，且運轉(zhuǎn)管理好的城市污水處理廠進行時間培訓(xùn)。4.3技術(shù)管理上述的組織機構(gòu)進行行政管理外，還必須加強技術(shù)管理。(1).會同市政環(huán)保部門監(jiān)測污水系統(tǒng)水質(zhì)，監(jiān)督工廠企業(yè)工業(yè)廢水排放水質(zhì)。工業(yè)廢水排放水質(zhì)必須達到“污水排入城市下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)－86)的要求。(2).存記錄完整的各項資料。(3).及時整理匯總、分析運行記錄，建立運行技術(shù)檔案。(4).建立處理構(gòu)筑物和設(shè)備的維護保養(yǎng)工作和維護記錄的存檔。(5).建立信息系統(tǒng)，定期總結(jié)運行經(jīng)驗。4.4附屬構(gòu)筑物距離，并應(yīng)位于處理構(gòu)筑物夏季主風(fēng)向所在的上風(fēng)中處。4.5附屬化驗設(shè)備污水廠的常規(guī)主要化驗設(shè)備列下表：序號設(shè)備名稱數(shù)量設(shè)備名稱數(shù)量1高溫爐1生物顯微鏡12電熱恒溫箱1離子交換純水器15BOD培養(yǎng)箱1電冰箱17電熱恒溫水鍋1電動離心機19分光光度計1真空泵111酸度計1滅菌器113溶解氧測定儀2磁力攪拌器115水分測定儀1COD儀117精密天平2空調(diào)器119物理天平1計算機15工程概預(yù)算實際需要需建設(shè)城市污水處理廠，設(shè)計處理水量為20萬t/天。5.1估算依據(jù)1）建筑部建標(biāo)《全國市政工程投資估算指標(biāo)第四冊排水工程HGZ47-104-2007》2）國家城市給水排水工程技術(shù)研究中心《給水排水工程概預(yù)算與經(jīng)濟評價手冊》3）上海市政工程設(shè)計研究院《給水排水設(shè)計手冊》5.2單項構(gòu)筑物的工程造價計算5.2.1.第一部分費用查有關(guān)排水工程投資估算、概算指標(biāo)確定。根據(jù)有關(guān)指標(biāo)計算各項構(gòu)筑物的工程造價見下表：序號名稱投資概算1總平面2污水泵房3平流沉砂池4厭氧池5曝氣池6污泥泵房7污泥濃縮池8貯泥池9脫水機房10鍋爐房11綜合樓及控制室12辦公及化驗樓13機修間14變電所、配電間15倉庫合計13413.4萬元5.2.2第二部分費用費、招投標(biāo)管理費等。根據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計，按第一部分費用50%計。5.2.3第三部分費用資金。工程預(yù)備費按第一部分費用的10%計，則：價格因素預(yù)備費按第一部分費用的5%計，則：貸款期利息按貸款、鋪底流動資金按20%計，則：第三部分費用合計：13413.4+670.67+2682.68=4694.69萬元工程總投資合計：項目總投資=第一部分費用+第二部分費用+第三部分費用13413.4+6706.7+4694.69=24814.79萬元5.3運行成本計算（1）動力費（通常即為電費）：E1=0.994QHd/nKz式中Q―設(shè)計供水量，200000立方米每天。H―工作全揚程，15m。D―電費單價，0.6元/度。n―水泵和電機效率，一般取75%。Kz―日變化系數(shù)，取1。E1=0.994*200000*15*0.6/0.75=元=238.56（萬元/年）（2）藥劑費：液氯單價1700元/噸E2藥劑費取每年62.05（萬元/年）（3）工資福利費：E3=An式中A―職工每人每年的平均工資福利費，取30000元n―勞動定員，取5人E3=252（萬元/年）（4）折舊提成費：E4=SP式中S―工程總費用，24814.79萬元P―綜合折舊提成率，一般取5%E4=SP=1240.74（萬元/年）（5）檢修維護費：E5=S*1%=248.15（萬元/年）（6）其它費用：E6=(E1+E2+E3+E4+E5)*6%=122.49（萬元/年）因此，年經(jīng)營費用為：ΣE=E1+E2+E3+E4+E5+E6=2163.99（萬元/年）年處理水量為：ΣQ=365Q=7300萬m3單位制水成本為：T=ΣE/ΣQ=0.296（元/m3）6污水處理廠總體布置6.1污水處理廠平面布置6.1.1污水處理廠平面布置的原則1、處理單元構(gòu)筑物的平面布置功能要求和水力要求，結(jié)合地形和地質(zhì)條件，確定它們在廠區(qū)內(nèi)平面的位置，對此，應(yīng)考慮：(1)功能分區(qū)明確，管理區(qū)、污水處理區(qū)及污泥處理區(qū)相對獨立。(2)構(gòu)筑物布置力求緊湊，以減少占地面積，并便于管理。(3)考慮近、遠期結(jié)合，便于分期建設(shè)，并使近期工程相對集中。(4)各處理構(gòu)筑物順流程布置，避免管線迂回。(5)變配電間布置在既靠近污水廠進線，又靠近用電負荷大的構(gòu)筑物處，以節(jié)省能耗。(6)建筑物盡可能布置為南北朝向。(7)廠區(qū)綠化面積不小于30％，總平面布置滿足消防要求。(8)交通順暢，使施工、管理方便。素。2、管、渠的平面布置區(qū)污水管及電纜管線等，設(shè)計如下：(1)污水管道一并處理。(2)污泥管道計時考慮污泥含水率相對較低的特點，選擇適當(dāng)?shù)墓軓郊霸O(shè)計坡度以免淤積。(3)事故排放管格柵前后閘門，進廠污水可通過事故排放管溢流臨時排入渭河。(4)超越管時污水能全部構(gòu)筑物(5)雨水管道為避免產(chǎn)生積水，影響生產(chǎn)，在廠區(qū)設(shè)雨水排放管，廠區(qū)雨水直接排入某河。(6)廠區(qū)給水管(7)電纜管線廠內(nèi)電纜管線主要采用電纜溝形式敷設(shè)，局部輔以穿管埋地方式敷設(shè)。3.廠區(qū)道路，圍墻設(shè)計8米和6道路為3～4米，道路轉(zhuǎn)彎半徑一般均在6米以上。道路布置成網(wǎng)格狀的交通網(wǎng)絡(luò)。每個建、構(gòu)筑物周邊均設(shè)有道路。路面采用混凝土結(jié)構(gòu)。污水處理廠圍墻：采用花池圍墻，以增加美觀，圍墻高2.1m。4、輔助建筑物筑面積大小應(yīng)按具體情況與條件而定。位置應(yīng)根據(jù)方便、安全等原則確定。衛(wèi)生條件，改變?nèi)藗儗ξ鬯幚韽S“不衛(wèi)生的傳統(tǒng)看法。按規(guī)定，污水處理廠廠區(qū)的綠化面積不得少于30%。5、本設(shè)計污水處理廠的平面布置法，共分四區(qū)：廠前區(qū)、污水處理水區(qū)、污泥處理區(qū)和中水處理區(qū)。(1)廠前區(qū)布置：設(shè)計力爭創(chuàng)造一個舒適、安全、便利的條件，以利于工作人環(huán)水。大門左右靠墻兩側(cè)設(shè)花壇。1)水區(qū)布置：設(shè)計采用“一型布置，其優(yōu)點是布置緊湊、分布協(xié)調(diào)、條塊分明。同時對輔助構(gòu)筑物的布置較為有利。2)泥區(qū)布置：考慮到空氣污染，將泥區(qū)布置在夏季主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向，同時，遠離人員集中地區(qū)。脫水機房接近廠區(qū)后門，便于污泥外運。6.1.2污水處理廠的平面布置水體方向及考慮夏季主導(dǎo)風(fēng)向?qū)⑽鬯幚順?gòu)筑物依其流程由被向北布置,形成處理廠生產(chǎn)區(qū),作為輔助生產(chǎn)構(gòu)筑物的維修間設(shè)在進水泵房東側(cè),機修間位于處理廠中心,靠近鼓風(fēng)機房,中心辦公樓則位于進廠大門的西側(cè),內(nèi)設(shè)化驗樓,會議樓,廠區(qū)綠化用地較多,運行費用。6.2污水處理廠的高程布置6.2.1污水處理廠高程布置方法(1)選擇兩條距離較低，水頭損失最大的流程進行水力計算。(2)以污水接納的水體的最高水位為起點逆污水處理流程向上計算。(3)在作高程布置時，還應(yīng)注意污水流程與污泥流程積極配合。水處理廠的正常運行?？紤]為宜(污泥流動不在此例)水頭損失包括：(1)污水流經(jīng)各處理構(gòu)筑物的水頭損失。在作初步設(shè)計時可按下表所列數(shù)據(jù)估和需要的跌水(多在出口處)，而流經(jīng)構(gòu)筑物本身的水頭損失則很小。(2)污水流經(jīng)連接前后兩處構(gòu)筑物管渠(包括配水設(shè)備)的水頭損失。包括沿程與局部水頭損失。(3)污水流經(jīng)量水設(shè)備的水頭損失。在對污水處理污水處理流程的高程布置時，應(yīng)考慮下列事項：(1)選擇一條距離最長，水頭損失損失最大的流程進行水力計算。并應(yīng)適當(dāng)留有余地，以保證在任何情況下，處理系統(tǒng)都能夠運行正常。(2)計算水頭損失時，一般應(yīng)以近期最大流量(或泵的最大出水量)作為構(gòu)物和計流量，并酌加擴建時的備用水頭。(3)設(shè)置終點泵站的污水處理廠，水力計算常以接納處理后污水水體的最高水挖土深度不宜過大，以免土建投資過大和增加施工上的困難。(4)在作高程布置時還應(yīng)注意污水流程與污泥流程的配合，盡量減少抽升的污的污泥水能自動排入污水入流干管或其它構(gòu)筑物的可能。6.2.2本污水處理廠高程計算水面水位作為起點，逆流向上推算各水面高程：1.口和需要的跌水(多在出口處)，而流經(jīng)構(gòu)筑物本身的水頭損失則很小。構(gòu)筑物名稱水頭損失(cm)構(gòu)筑物名稱水頭損失(cm)格柵10～25雙層沉淀池10～20沉砂池10～25曝氣池污水潛流入池25～50沉淀池：平流20～40污水跌水入池50～150沉淀池：豎流40～50沉淀池:輻流50～602.各處理構(gòu)筑物間連接管渠的水力計算表：管渠名設(shè)計流管渠設(shè)計參數(shù)稱L/s）尺寸D(mm)水深流速長度i或B×HH(mm)v(m/s)L(m)出廠管2266160011250.0011.2500出廠管至接觸2266160011250.0011.210池二沉池92612007500.00141.22出水管配水井到二沉92612007500.00141.230池二沉池到配水926160011250.0011.232井曝氣池到配水92610005600.00121.2197.7井沉砂池到配水753160011250.0011.212井泵房到231590011250.0011.26沉砂池（1）污水處理部分高程計算：河面最高水位：4.1m出水廠管沿程損失：0.001×150=0.15m接觸池下游水位：4.25m接觸池出水口損失：0.2m自由跌水：0.3m接觸池上游水位：4.75m二次沉淀池出水口損失：0.20m配水井至接觸池沿程損失：0.001×135=0.135m自由跌落：0.6m二次沉淀池集水槽堰上水頭：0.30m合計：1.035m二沉池池水位：5.785m配水井到二沉池沿程損失:29.1×0.002=0.0582m跌水位：0.1m合計：0.1582m配水井水位：5.9432m曝氣池集水槽堰上水頭：0.30m曝氣池進水口損失：0.20m曝氣池至配水井沿程損失損失：197.7×0.0012=0.237m曝氣池跌水位：0.40m配水井出水損失：0.20m配水井進口損失：0.15m合計：0.987m曝氣池水位：6.9302m配水井到曝氣池沿程損失：0.6-0.4=0.2m跌水位：0.1m沉砂池配水井到配水井沿程損失：0.6-0.4=0.2m跌水位：0.1m沉砂池跌水位：0.2m合計：0.8m沉砂池水位：7.7302m配水井沿程損失：0.6-0.4=0.2m配水井跌水位：0.1m總水頭損失：3.6302m（2）污泥處理部分高程計算污泥流程為壓力流：儲泥池泥位：5.1m重力濃縮池到污泥投配井水頭損失：自由水頭1.5m，則管道中心標(biāo)高為：5.10-(2.52+1.5)=1.08m場地面標(biāo)高為4.8m,則有，重力濃縮池標(biāo)高：4.80+3.00=7.80m儲泥井標(biāo)高：4.80+0.30=5.10m脫水機房標(biāo)高：4.80+3.20=8.00m參考文獻[1]室外排水設(shè)計規(guī)范（GBJ14-87）[2]《給水排水設(shè)計手冊》第1、5、8、9、10、11冊[3]張自杰主編.排水工程（下冊）.第四版：中國建筑工業(yè)出版社，2000[4]崔玉川主編.城市污水廠處理設(shè)施設(shè)計計算.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003[5]金兆豐余志榮主編.污水處理組合工藝及工程實例.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005[6]城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB18918-2002）[7]城鎮(zhèn)污水處理廠附屬建筑和附屬設(shè)備設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)（GJ31-89）[8]地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GHZB1-1999）[9][10]建筑部建標(biāo)《全國市政工程投資估算指標(biāo)第四冊排水工程HGZ47-104-2007》[11]蔣白懿主編.給水排水管道設(shè)計計算與安裝.化學(xué)工業(yè)出版社，2005[12]李亞峰主編.給誰排水工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計指南.化學(xué)工業(yè)出版社，2003[13]金兆豐主編.污水處理組合工藝及工程實例.化學(xué)工業(yè)出版社[14]高艷玲主編.污水生物處理新技術(shù).中國材料工業(yè)出版社[15]孫立平主編.污水處理新工藝與設(shè)計計算實例.科學(xué)出版社翻譯英文原文摘自《TheCompetitionbetweenPolyphosphate-AccumulatingOrganismsandGlycogen-AccumulatingOrganisms:TemperatureEffectsandModelling》,byCarlosManuelborninToluca,Mexico.1.4.identificationofPAOandGAOPhosphorus(P)isakeynutrientthatstimulatesthegrowthofalgaeandotherphotosyntheticmicroorganismssuchastoxiccyanobacteria(blue-greenalgae),andmustberemovedfromwastewatertoavoideutrophicationinaquaticwatersystems.TheriskofadverseeffectstotheplantandanimalmunitiesinwaterwaysdeclinesasPconcentrationsapproachbackgroundlevels.Aroundtheworld,agrowingawarenessoftheneedtocontrolPemissions,whichisreflectedinincreasinglystringentregulations,hasmadePremovalmorewidelyemployedinwastewatertreatment.Enhancedbiologicalphosphorusremoval(EBPR)promotestheremovalofPfromwastewaterwithouttheneedforchemicalprecipitants.EBPRcanbeachievedthroughtheactivatedsludgeprocessbyrecirculatingsludgethroughanaerobicandaerobicconditions.Usually,biologicalnutrientremoval(BNR)referstothebinationofbiologicalnitrogenremovalandtheEBPRprocess.ThegroupofmicroorganismsthatarelargelyresponsibleforPremovalareknownasthepolyphosphateaccumulatingorganisms(PAOs).Theseorganismsareabletostorephosphateasintracellularpolyphosphate,leadingtoPremovalfromthebulkliquidphaseviaPAOcellremovalinthewasteactivatedsludge.Unlikemostothermicroorganisms,PAOscantakeupcarbonsourcessuchasvolatilefattyacids(VFAs)underanaerobicconditions,andstorethemintracellularlyascarbonpolymers,namelypoly-β-hydroxyalkanoates(PHAs).Theenergyforthesebiotransformationsismainlygeneratedbythecleavageofpolyphosphateandreleaseofphosphatefromthecell.ReducingpowerisalsorequiredforPHAformation,whichisproducedlargelythroughtheglycolysisofinternallystoredglycogen.Aerobically,PAOsareabletousetheirstoredPHAastheenergysourceforbiomassgrowth,glycogenreplenishment,Puptakeandpolyphosphatestorage.NetPremovalfromthewastewaterisachievedthroughtheremovalofwasteactivatedsludgecontainingahighpolyphosphatecontent.WhilethemajorityofPremovalfromtheEBPRprocessisoftenachievedthroughanaerobic–aerobiccycling,anaerobic–anoxicoperationalsoallowsPremovaltooccur,duetotheabilityofatleastsomePAOs(i.e.denitrifyingPAOsorDPAOs)tousenitrateornitriteinsteadofoxygenaselectronacceptorsand,therefore,performPuptakeanddenitrificationsimultaneously.MaximisingthefractionofPremovalachievedanoxicallycanreduceprocessoperationalcosts,duetosavingsinaerationaswellasintheamountofcarbonsourcesneededfordenitrification.Currently,manydifferentprocessconfigurationsexistwherebothPandnitrogenremovalarebined.Whenoperatedsuccessfully,theEBPRprocessisarelativelyinexpensiveandenvironmentallysustainableoptionforPremoval;however,thestabilityandreliabilityofEBPRcanbeaproblem.ItiswidelyknownthatEBPRplantsmayexperienceprocessupsets,deteriorationinperformanceandevenfailures,causingviolationstodischargeregulations.Insomecases,externaldisturbancessuchashighrainfall,excessivenitrateloadingtotheanaerobicreactor,ornutrientlimitationexplainstheseprocessupsets.Inothercases,microbialpetitionbetweenPAOsandanothergroupoforganisms,knownastheglycogen(non-polyphosphate)accumulatingorganisms(GAOs),hasbeenhypothesisedtobethecauseofthedegradationinPremoval.LikePAOs,GAOsareabletoproliferateunderalternatinganaerobicandaerobicconditionswithoutperforminganaerobicPreleaseoraerobicPuptake,thustheydonotcontributetoPremovalfromEBPRsystems.GAOsarebelievedtouseglycogenastheirprimaryenergysourceforanaerobicVFAuptakeandPHAformation,whilePHAisoxidisedaerobically,leadingtobiomassgrowthandglycogenreplenishment.SinceGAOsconsumeVFAswithoutcontributingtoPremoval,theyarehighlyundesirableorganismsinEBPRsystems.GAOshaveindeedbeenfoundinnumerousfull-scaleEBPRplants,andstudieshavesuggestedthattheyincreasetheanaerobicVFArequirementsoftheseplants.MinimisingthegrowthofGAOsinEBPRsystemshasbeenawidelyresearchedtopicrecently,duetotheopportunitiesthatexistforincreasingthecost-effectivenessofthisprocess.1.5.FactorsaffectingthePAO-GAOpetitionDiversestudieshavebeenundertakenaimingatgettingabetterunderstandingabouttheinfluenceofdifferentenvironmentalandoperatingconditionsonthePAO-GAOpetition.Theeffectsoftemperature,typesofinfluentcarbonsources,pHandinfluentP/VFAratio,amongotherparameters,havebeenobservedtoplayanimportantroleonthepetitionbetweenPAOandGAO.1.5.1.TemperatureeffectsMostofthelab-scalestudiescarriedouttoaddresstheeffectsoftemperatureonthePAO-GAOpetitionagreeonthestatementthat,atwastewatertemperatureshigherthan20C,theactivityoftheBPRprocesstendstodeteriorateandGAObeethedominantmicroorganisms.However,theunderlyingmechanismsoftheEBPRprocessdeteriorationandactualtemperatureeffectsonthemetabolismofPAOandGAOremainunclearsinceallthosestudieswerenotperformedusingenrichedPAOandGAOcultures.Atfull-scalesystems,differentstudieshavedescribedthedominanceofGAOandtheEBPRperformancedeteriorationofwastewatertreatmentplantshandlingwarmeffluents(wheresewagetemperatureishigherthan20C).Thesecorroboratetheconclusionswithdrawnfromlab-scalestudies.Brdjanovicetal.(1997,1998a)carriedoutasystematicstudyonanenrichedPAOcultureinordertounderstandtheshort-andlong-termtemperatureeffectsontheEBPRprocess.Onthecontrary,analogoussystematicstudieswithanenrichedGAOculturehavenotbeenreportedyet.SincePAOandGAOpeteforsubstrateunderanaerobicconditions,theeffectsoftemperatureontheiranaerobicmetabolismsplayacrucialrole.Moreover,despitethefactthatbiomassproductionandglycogenstoragetakeplaceunderaerobicconditions,limitedattentionhasbeenpaidtotheeffectsoftemperatureontheaerobicmetabolismofGAO.AsystematicstudyonanenrichedGAOculturecouldprovideimportantinformationtounderstandtheoccurrenceofthesemicroorganismsatfull-scalewastewatertreatmentplants(WWTP).Furthermore,theanaerobicandaerobictemperaturedependenciesofGAOcouldbebinedtomodeltheinteractionbetweenPAOandGAOatdifferenttemperatures,whichmayfurthermorehelptoprehendthestabilityoftheEBPRprocessatdifferentweatherconditions.Therefore,thereisaclearneedforstudyinganddeterminingthetemperaturedependenciesofthemetabolismofGAO.1.5.2.TheeffectofthecarbonsourcesDistinctcarbonsources,mostlyVFAbutalsonon-VFA,suchasglucoseandethanol,havebeenobservedtohaveastronginfluenceontheEBPRmicrobialmunities.SinceHAcandHPrarethedominantcarbonsourcespresentintheinfluentoffull-scaletreatmentplants(Minoetal.,1998;Meijeretal.,2002;Oehmenetal.,2007),mostoftheresearchhasfocusedontheeffectofVFAonthePAO-GAOpetitionand,therefore,ontheEBPRstability.Eitherstable(Kubaetal.,1994;Smoldersetal.,1995;Brdjanovicetal.,1998a)orunstableEBPRprocesses(Filipeetal.,2001a;Satohetal.,1994;Oehmenetal.,2007)havebeenreportedwhenusingHAcassolecarbonsource.Whereas,stableEBPRsystemsappeartobeachievedwhenHPrissupplied(Chenetal.,2004;Pijuanetal.,2004;Oehmenetal2006a,2007).However,whenstudyingtheVFAeffectsonthemetabolismsoftheEBPRmicrobialmunities,theuseofeitherHAcorHPrassolecarbonsourcedoesnotseemtoensurethedominanceofPAO.AccordingtoOehmenetal.(2005b,c,2006a),AccumulibacterareabletotakeupHAcandHPrwiththesameefficiencyandatasimilarkineticrate(around0.20C-molh).Meanwhile,thecurrentlyknownGAO(CompetibacterandAlphaproteobacteria-GAO)havedifferentcarbonsourcepreferences.WhileCompetibactercantakeupHAcatthesameratelikeAccumulibacter(atabout0.20C-molh),theirHPruptakeispracticallynegligible(Oehmenetal.,2005b,2006a).Ontheotherhand,Alphaproteobacteria-GAOcanpetewithAcumulibacterforHPrbecausetheirHPruptakerateissimilar,buttheyarenotabletopeteforHAcbecausetheytakeupHAcatalowerrate(approximately50%)thanPAO(Oehmenetal.,2005b,2006a,b;Daietal.,2007).ThehighpreferenceofAccumulibacterforbothHAcandHPrledtothedevelopmentofacontrolstrategy,whichconsistsofperiodicallyalternatethecarbonfeedbetweenHAcandHPr,tominimizethegrowthofGAO(Luetal.,2006).Despitethatthisstrategyseemstobepromising,toperiodicallyalternatethesetwoVFAmayfaceupoperatinglimitationsatfull-scalesystems.Nevertheless,takingintoaccountthattheknownGAOstrainsarenotabletotakeupHAcandHPrasefficientlyasPAO,itappearsthatinordertosuppresstheproliferationofGAOtheseVFAshouldbesuppliedfollowingcertainHActoHPrratios.Moreover,infull-scaleEBPRsystems,Thomasetal.(2003)andZengetal.(2006)observedthattheHActoHPrratiocanbecontrolledthroughadjustingtheoperationalconditionsoftheprefermenters.Thus,todefineaproperHActoHPrratiotofavourPAOoverGAOcouldleadtomorestableandreliableEBPRprocessesatbothlab-andfull-scalesystems.1.5.3.TheeffectofpHSeveralstudieshavepostulatedthatapHhigherthan7.25isnecessarytokeepagoodEBPRprocessperformance(Filipeetal.,2001c;SchulerandJenkins,2002;Oehmenetal.,2005a).Themainreasonappearstobethat,assumingthattheintracellularpHiskeptconstant,anincreaseinthepHinthewaterphasecreatesahigherpHgradientandanincreaseintheelectricalpotentialdifferenceacrossthecellmembrane(Smoldersetal.,1994a;Filipeetal.,2001a,2001d).ThisresultsinahigherenergyrequirementforHActransportthroughthecellmembraneandmaintenanceathigherpHlevels.InthecaseofPAO,thehigherenergyneedsleadtohigherpoly-Pdegradationand,consequently,toahigheranaerobicP-release(Smoldersetal.,1994a).TherestoftheanaerobicmetabolicprocessesofPAO,includingtheirHAcuptakerate,seemtobeindependentuponpHchanges(Smoldersetal1994a;Filipeetal.,2001d).Tothecontrary,GAOlosepetitiveadvantagesoverPAOsincetheirHAcuptakeratedecreasesaspHrises(Filipeetal.,2001a).ApossibleexplanationcouldbethatPAOrelyontwoenergysources(poly-Pandglycogen),whereasGAOonlyontheintracellularglycogen.Thus,asthepHlevelincreases,theanaerobicglycolysisseemstobeaffectedandbeesunabletoprovidetheenergyrequiredtocoverboththeenergynecessaryforHAcuptakeandanaerobicmaintenance(Filipeetal.,2001a).Smoldersetal.(1994a)andFilipeetal.(2001a,2001d)proposedlinearexpressionsconcerningthepHdependencyoftheanaerobicstoichiometryofPAOandGAOforthecaseofHActhroughtheαparameter,whichrepresentstheenergy(ATP)necessaryforthetransportofsubstrateoverthecellmembrane.Furthermore,Filipeetal.(2001a)developedaMonod-typeexpressiontodescribethepH-effectontheanaerobicsubstrateuptakeratesofGAO.RegardingthePAOandGAOculturescultivatedonHPr,Oehmenetal.(2005c)observedanon-linearpH-dependencyoftheanaerobicstoichiometryof