污水處理裝置及節(jié)水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）——題目：污水處理裝置及節(jié)水系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要伴隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，我國(guó)的農(nóng)村水質(zhì)問(wèn)題已經(jīng)成為備受關(guān)注的熱點(diǎn)，水是我國(guó)農(nóng)村發(fā)展與生存的基石。所以對(duì)于我國(guó)來(lái)說(shuō)，保護(hù)水資源并讓其不被浪費(fèi)顯得尤為重要，也是當(dāng)前我國(guó)農(nóng)村發(fā)展道路上的重要阻礙。目前污水處理問(wèn)題已經(jīng)變成了世界性的問(wèn)題，農(nóng)村的污水屬于混合型污水，需要達(dá)到一定的污水處理指標(biāo)才能夠進(jìn)行排放，以免污染農(nóng)村水源。但目前，我國(guó)的農(nóng)村污水排放總量達(dá)到了全國(guó)的污水排放總量近一半，伴隨著未來(lái)我國(guó)農(nóng)村的經(jīng)濟(jì)發(fā)展與企業(yè)規(guī)模擴(kuò)大，生活污水與企業(yè)污水的排放量還會(huì)持續(xù)上漲，甚至是十幾倍的增長(zhǎng)，這種現(xiàn)象一定會(huì)造成我國(guó)水資源污染現(xiàn)象的惡化。依據(jù)使用目的與使用執(zhí)行我國(guó)將水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)與相關(guān)的廢水處理工程進(jìn)行了重點(diǎn)的規(guī)范化處理，從污水的來(lái)源、污水的處理、污水的再生利用進(jìn)行了詳細(xì)的規(guī)劃與系統(tǒng)的實(shí)施。本文論文立足于進(jìn)行一款小型二次循環(huán)農(nóng)村使用的污水處理器的研究，分批次進(jìn)行一次循環(huán)接觸氧化槽、二次循環(huán)接觸氧化槽、分離槽的主體結(jié)構(gòu)參數(shù)及二次循環(huán)時(shí)間。根據(jù)此次研究樣機(jī)的具體性能試驗(yàn)展示：本次使用鼓風(fēng)機(jī)的功率為300W，紫外線殺菌燈功率為50W，使用過(guò)程中對(duì)于農(nóng)村污水里面的BOD、COD的污水處理率已經(jīng)能夠達(dá)到了97%與90%，能夠做到兩小時(shí)內(nèi)進(jìn)行對(duì)于600L生活廢水的系統(tǒng)性處理，從曝氣、過(guò)濾、消毒、出水結(jié)果，最后顯示污水處理后指標(biāo)達(dá)到了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)排放污水的量，此次研究中污水每噸的處理費(fèi)用是0.8元。實(shí)驗(yàn)整體工作較為穩(wěn)定，實(shí)驗(yàn)過(guò)程較為流暢，并取得了較為顯著的研究成果，能夠?qū)τ谀壳拔鬯幚淼慕?jīng)濟(jì)效益與生態(tài)效益達(dá)到促進(jìn)作用，也為未來(lái)污水處理提供一個(gè)可行的方案。關(guān)鍵詞：農(nóng)村污水;污水處理；CASS工藝AbstractWiththeeconomicgrowthandsocialandeconomicdevelopmentofourcountry,theproblemofruralwaterqualityinourcountryhasbecomeahotspot,andwateristhecornerstoneofruraldevelopmentandsurvivalinourcountry.Therefore,itisparticularlyimportantforourcountrytoprotectwaterresourcesfromwaste,anditisalsoanimportantobstacleontheroadofruraldevelopmentinourcountryatpresent.Atpresent,theproblemofsewagetreatmenthasbecomeaworldwideproblem.Ruralsewagebelongstomixedsewage,whichneedstoreachacertainsewagetreatmenttargetinordertoavoidpollutingtheruralwatersource.However,atpresent,thetotalamountofruralsewagedischargeinChinahasreachednearlyhalfofthetotalsewagedischargeinthecountry,withthefuture.TheeconomicdevelopmentofruralareasandtheexpansionofenterprisescaleinChina,thedischargeofdomesticsewageandenterprisesewagewillcontinuetorise,orevenmorethantentimesincrease,thisphenomenonwillcertainlycausethedeteriorationofwaterresourcespollutioninChina.AccordingtothepurposeofuseandtheimplementationofwaterqualitystandardsandrelatedwastewatertreatmentprojectsinChina,thestandardofwaterqualityandtherelatedwastewatertreatmentprojectshavebeenstandardized.Thedetailedplanningandsystematicimplementationofthesourceofsewage,thetreatmentofsewageandthereuseofsewagehavebeencarriedout.Inthispaper,basedontheresearchofasmallsecondarycyclesewageprocessorusedinruralareas,theprimarycyclecontactoxidationtank,thesecondarycyclecontactoxidationtank,themainstructureparametersandthesecondarycycletimeoftheseparationtankarecarriedoutinbatches.Accordingtothespecificperformancetestoftheprototype,thepowerofbloweris300W,thepowerofultravioletsterilizinglampis50W,andtheBOD,inruralsewageisusedintheprocessofuse.ThesewagetreatmentrateofCODhasreached97%and90%,andthesystematictreatmentof600Ldomesticwastewatercanbecarriedoutwithintwohours,fromaeration,filtrationandelimination.Theresultofpoisonandeffluentshowsthatthetargetofsewagetreatmentreachesthenationalstandard,andthecostofsewagetreatmentis0.8yuanpertoninthisstudy.Theoverallworkoftheexperimentismorestable,theexperimentalprocessismoresmooth,andremarkableresearchresultshavebeenobtained,whichcanpromotetheeconomicandecologicalbenefitsofsewagetreatmentatpresent.Italsoprovidesafeasibleschemeforfuturesewagetreatment.Keywords:CASSprocessforruralsewagetreatment目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"概述 2\o"CurrentDocument"1.1課題來(lái)源 2\o"CurrentDocument"1.2課題意義 2\o"CurrentDocument"國(guó)內(nèi)外領(lǐng)域現(xiàn)狀 3\o"CurrentDocument"2.1國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀 32.1.1水資源短缺 32.1.2水體污染嚴(yán)重 42.1.3資金問(wèn)題導(dǎo)致設(shè)施落后 4\o"CurrentDocument"2.2國(guó)外現(xiàn)狀 4污水處理器的整體結(jié)構(gòu)與工作原理 5\o"CurrentDocument"3.1整體結(jié)構(gòu) 5\o"CurrentDocument"3.2工作原理 6\o"CurrentDocument"3.3接觸過(guò)濾材料 7\o"CurrentDocument"關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì) 7\o"CurrentDocument"4.1處理器整體內(nèi)部尺寸設(shè)計(jì) 7\o"CurrentDocument"4.2一級(jí)接觸氧化槽過(guò)濾柵格的設(shè)計(jì) 84.3二級(jí)接觸氧化槽過(guò)濾柵格的設(shè)計(jì) 8\o"CurrentDocument"4.4分離槽 9\o"CurrentDocument"5鼓風(fēng)機(jī)功率及過(guò)濾循環(huán)時(shí)間的計(jì)算 9\o"CurrentDocument"5.1鼓風(fēng)機(jī)功率的計(jì)算 9\o"CurrentDocument"5.2污水循環(huán)時(shí)間 9\o"CurrentDocument"5.3工程計(jì)算實(shí)例 11\o"CurrentDocument"性能試驗(yàn)分析 11\o"CurrentDocument"6.1試驗(yàn)條件 11\o"CurrentDocument"6.2試驗(yàn)步驟 126.2.1.取樣中BOD的含量 126.2.2取樣中COD的含量 126.2.3取樣中NH3-N的含量 126.2.4取樣中懸浮物的含量 12\o"CurrentDocument"6.3實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 13\o"CurrentDocument"農(nóng)村節(jié)水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成 14\o"CurrentDocument"7.1節(jié)水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)概況 15\o"CurrentDocument"7.2節(jié)水系統(tǒng)原理分析 15\o"CurrentDocument"結(jié)論與展望 16致謝 17\o"CurrentDocument"參考文獻(xiàn) 181.概述1.1課題來(lái)源在進(jìn)行了近50年的污水處理發(fā)展后，我國(guó)的機(jī)械污水處理設(shè)施已經(jīng)逐步走向了完善。我國(guó)污水機(jī)械處理設(shè)備一般分為兩大類，分別是通用機(jī)械設(shè)備與專用機(jī)械設(shè)備兩種，本次課題設(shè)計(jì)經(jīng)由與導(dǎo)師商議并根據(jù)自己調(diào)研設(shè)計(jì)結(jié)合而成。1.2課題意義在我國(guó)目前的20年以來(lái)我國(guó)國(guó)內(nèi)污水處理廠進(jìn)行了許多新型污水處理廠的引進(jìn)，并通過(guò)借、貸款項(xiàng)目進(jìn)行了不同國(guó)別的污水處理設(shè)備的引進(jìn)，現(xiàn)階段世界范圍內(nèi)的污水設(shè)備處理研究者與制造者注意到污水處理設(shè)備的研究方向不僅需要可靠的運(yùn)行機(jī)制，先進(jìn)的處理理念，還需要新工藝的開發(fā)，節(jié)水效果的提升，并需要滿足高水準(zhǔn)的個(gè)性化要求。標(biāo)準(zhǔn)的要求和原始過(guò)程中某些邊界條件的局限性是可以改變的。新世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)的水工業(yè)和環(huán)境保護(hù)政策均進(jìn)入了發(fā)展的快車道，目前存在很多的歷史機(jī)遇，國(guó)內(nèi)眾多廠商對(duì)高效污水處理設(shè)備的需求越來(lái)越大，但是市場(chǎng)上的設(shè)備價(jià)格普遍較高。這里，不妨換一個(gè)思路，可以在原有的污水處理設(shè)備的基礎(chǔ)之上，通過(guò)一定的改善措施，優(yōu)化內(nèi)部的結(jié)構(gòu)或是增加效率，發(fā)展出高技術(shù)含量高水平的污水處理設(shè)備，既節(jié)約了資金，又提高了技術(shù)。因此，在這一過(guò)程中，需要考驗(yàn)相關(guān)技術(shù)人員的能力，同時(shí)就像上文所說(shuō)，也可以看做是一種歷史機(jī)遇。但是，也要考慮現(xiàn)實(shí)因素，目前，我國(guó)污水處理設(shè)備相關(guān)技術(shù)含量和國(guó)外同水平的設(shè)備仍存在很大的差距，更重要的是，作為更高技術(shù)含量的處理設(shè)備和國(guó)外的差距更大，對(duì)于相關(guān)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，這將是一場(chǎng)硬仗。因此，對(duì)于現(xiàn)階段來(lái)說(shuō)，應(yīng)當(dāng)加快污水處理產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，要做到這樣，提高污水處理設(shè)備的質(zhì)量成為重中之重，特別是對(duì)于特種污水處理機(jī)械設(shè)備。對(duì)于廣闊的農(nóng)村地區(qū)來(lái)說(shuō)，近年來(lái)，農(nóng)村生活污水排放總量已經(jīng)高達(dá)900億噸，逐年遞增，約占全國(guó)污水排放的四分之一左右，呈呈現(xiàn)極速增長(zhǎng)趨勢(shì)。長(zhǎng)期以來(lái)，農(nóng)村污水是由污染源造成的。由于分布零散、數(shù)量大、收、運(yùn)費(fèi)用高，缺乏相應(yīng)的處理設(shè)備，處理難度大。因此，大部分農(nóng)村污水未經(jīng)凈化處理直接排入附近河流和水體，嚴(yán)重危及農(nóng)民的水安全。我國(guó)農(nóng)村污水總量大，但處理率低。如果采用現(xiàn)有的污水處理技術(shù)，可采用相關(guān)的機(jī)械設(shè)備。目前，我國(guó)廣泛采用集中處理和分散處理，但主要應(yīng)用于城鎮(zhèn)、大型污水處理廠等污染源相對(duì)集中的地區(qū)。小型農(nóng)村污水處理裝置的研究和試驗(yàn)相對(duì)較少。本設(shè)計(jì)針對(duì)農(nóng)村污水污染源。根據(jù)二次循環(huán)的原理，設(shè)計(jì)了一種小型二次循環(huán)農(nóng)村污水處理設(shè)備，以鼓風(fēng)曝氣為電源，以格柵過(guò)濾為主要部件。在此過(guò)程中，明確設(shè)備的主要具體結(jié)構(gòu)參數(shù)與性能，通過(guò)理論分析明確污水凈化循環(huán)時(shí)間和處理效果，而后，進(jìn)行了相關(guān)性能試驗(yàn)，試驗(yàn)驗(yàn)證理論分析正確。通過(guò)本次試驗(yàn)，為污水處理設(shè)備行業(yè)提供了一種獨(dú)創(chuàng)性的解決方案。2.國(guó)內(nèi)外領(lǐng)域現(xiàn)狀2.1國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀在人類文明發(fā)展的歷程中對(duì)淡水的利用一直是人們始終關(guān)注的問(wèn)題，從古至今，對(duì)污水進(jìn)行淡化和處理一直是水體淡化處理的關(guān)鍵問(wèn)題，隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展和現(xiàn)代文明的開拓，水資源受到越來(lái)越嚴(yán)重的污染和破壞。2.1.1水資源短缺從新中國(guó)成立至今我國(guó)一直處于淡水嚴(yán)重缺乏的狀態(tài)，我國(guó)屬于世界范圍內(nèi)13個(gè)最為缺水的國(guó)家之一。根據(jù)2018年城市數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)城市內(nèi)部已經(jīng)有超過(guò)一半嚴(yán)重缺水，而水資源的惡化進(jìn)一步導(dǎo)致了水資源的短缺，尤其是我國(guó)江河湖泊地區(qū)的水資源尤為容易受到污染。在我國(guó)湖泊中，75%的湖泊已經(jīng)顯示出富營(yíng)養(yǎng)化的狀態(tài)，我國(guó)城市內(nèi)部的90%水資源受到了嚴(yán)重污染，而這個(gè)現(xiàn)象在我國(guó)南方咸咸的更為突出，我國(guó)南方60%-70%的城市缺水都是由于當(dāng)?shù)厮Y源受到污染所影響的。在我國(guó)的大中型城市118座的水資源數(shù)據(jù)顯示，其中的115座城市存在的地下水資源已經(jīng)受到了污染，更為嚴(yán)重的其中40%的城市地下水受到了嚴(yán)重污染。這就使得我國(guó)大中型城市的水資源嚴(yán)重短缺，是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與社會(huì)進(jìn)步的一大障礙。2.1.2水體污染嚴(yán)重?fù)?jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局的最新數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)的淡水資源受到多方面的破壞，由于我國(guó)的耕地面積較大，因此農(nóng)村污水處理一直是困擾科研人員的一大難題，沒(méi)有經(jīng)過(guò)有效凈化的農(nóng)村生活污水已經(jīng)慢慢滲透到城市水循環(huán)系統(tǒng)中，對(duì)城市用水造成了極大的污染，其次，大量的工業(yè)污水已經(jīng)嚴(yán)重影響了海洋、湖泊等生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。我國(guó)湖泊和海洋的污水量達(dá)到400億立方米，污染了我國(guó)三分之一以上的水域。2.1.3資金問(wèn)題導(dǎo)致設(shè)施落后在中國(guó)污水處理技術(shù)起步較晚。隨著人們對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的過(guò)分追求，水污染問(wèn)題的處理一直沒(méi)有得到足夠的重視。對(duì)農(nóng)村生活污水的處理投資也越來(lái)越少，城市建設(shè)中也對(duì)污水處理的投入較少，污水處理廠的建設(shè)僅僅依靠人們的自覺(jué)意識(shí)和民眾的舉報(bào)。相比于國(guó)外的污水處理廠，首先，國(guó)外的污水處理廠有著明確的污水處理任務(wù)要求，對(duì)不達(dá)標(biāo)的污水處理廠直接進(jìn)行倒閉淘汰，其次國(guó)外污水處理技術(shù)較為先進(jìn)，有著大量的實(shí)驗(yàn)室和試驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行不同方法的測(cè)試試驗(yàn)，國(guó)外民眾對(duì)于污水處理的熱情高漲，這有利于國(guó)外污水處理技術(shù)的發(fā)展。國(guó)內(nèi)的污水處理廠還有很長(zhǎng)的路要走，資金短缺仍然是一個(gè)根本問(wèn)題。隨著國(guó)家建設(shè)的發(fā)展和經(jīng)濟(jì)實(shí)力的增強(qiáng)，城市污水處理能力可以不斷擴(kuò)大和提高。城市污水處理廠的建設(shè)可以盡可能小，從低水平到高水平，結(jié)合我國(guó)的實(shí)際，我們應(yīng)該盡最大努力開發(fā)高效低成本的處理技術(shù)，以便在財(cái)力和物力不足的情況下做到經(jīng)濟(jì)有效。為了解決水污染控制問(wèn)題，2.2國(guó)外現(xiàn)狀排水機(jī)械設(shè)備主要集中在通用機(jī)械設(shè)備上，因?yàn)閷?duì)水質(zhì)的要求不是很高，所以儀器和儀表相對(duì)簡(jiǎn)單，易于輸入。20世紀(jì)70年代，隨著信息技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家的淡水供給率已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先與世界其他國(guó)家，城鎮(zhèn)居民用水量也處于世界領(lǐng)先水平。在許多國(guó)家，河流和湖泊中的溶解氧已經(jīng)減少，水體生態(tài)系統(tǒng)受到嚴(yán)重的阻礙，生物多樣性急劇下降，河流、湖泊、濕地等生態(tài)系統(tǒng)已經(jīng)嚴(yán)重失衡。大多數(shù)生物的消失和滅絕為人類敲響了警鐘?？吹饺找嫖廴镜乃w，政府開始大力組織人力、物力、財(cái)力對(duì)水體進(jìn)行治理和修復(fù)。經(jīng)過(guò)數(shù)十年的不斷發(fā)展，水體生態(tài)系統(tǒng)有了恢復(fù)和平衡。但是地球生態(tài)系統(tǒng)依然處于嚴(yán)重的失衡狀態(tài)。為此，各國(guó)政府高度重視污水處理工作，從法律和建設(shè)資金上予以保障，不斷開發(fā)新技術(shù)，使城市污水處理得到快速發(fā)展。上世紀(jì)末，美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家大量普及污水處理技術(shù)中的再處理技術(shù)，但再處理技術(shù)成本高，基礎(chǔ)設(shè)施投資不低。發(fā)展中國(guó)家一般不能建造或支持它，因此他們?cè)噲D將它應(yīng)用到自己的國(guó)家。情緒的高度利用引起了許多批評(píng)。據(jù)報(bào)道，美國(guó)已投資超過(guò)10億美元，因此他們也在大力研究新技術(shù)或改革傳統(tǒng)工藝。3.1整體結(jié)構(gòu)本次試驗(yàn)的農(nóng)村污水處理器的主要結(jié)構(gòu)如下圖1所示，由圖中可以非常清晰的看到，其具體的結(jié)構(gòu)主要是由進(jìn)水口、某及接觸式氧化槽、二次接觸式氧化槽、處理槽、報(bào)齊泵等組成。，通過(guò)試驗(yàn)，可以得出，整機(jī)的主要功能參數(shù)如下表1所示。1.進(jìn)水口2.一級(jí)接觸氧化槽3.二級(jí)接觸氧化槽4.曝氣泵5.處理槽6.出水口圖1小型二次循環(huán)污水處理器結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1Schematicdiagramofsmallsewagetreatmentstructure表1小型二次循環(huán)污水處理器主要參數(shù)Table1.Mainparametersofsmalltwocyclewastewatertreatmentequipment技術(shù)參數(shù)設(shè)計(jì)值技術(shù)參數(shù)設(shè)計(jì)值外形尺寸/mm2000x1000x10處理周期/h2污水處理量00鼓風(fēng)機(jī)功率300紫外線殺菌設(shè)備功600出水口BOD含<203.2工作原理在實(shí)際樣機(jī)中，外殼上固定有暴氣泵、第二接觸式氧化槽、第一接觸式氧化槽，它們是通過(guò)銷連接起來(lái)的，安全可靠。如下圖2所示，設(shè)備的工作原理比較簡(jiǎn)單，可以看出，填入所要凈化的污水，污水通過(guò)水循環(huán)通道，曝氣設(shè)備啟動(dòng)，整個(gè)系統(tǒng)開始工作，污水繼續(xù)通過(guò)數(shù)字3標(biāo)示的第一接觸式氧化槽，進(jìn)行首次凈化，可以排除掉大量的雜質(zhì)，凈化后的污水進(jìn)入到系統(tǒng)的第二階段，此階段經(jīng)過(guò)后，基本上可以去除大部分的雜質(zhì)。最終，經(jīng)過(guò)多次凈化循環(huán)的污水，會(huì)變得清澈無(wú)比，各項(xiàng)指標(biāo)符合要求，最后，還要經(jīng)過(guò)底部的紫外線消毒高溫設(shè)備，達(dá)到3.3接觸過(guò)濾材料過(guò)濾材料的選擇是重中之重。通過(guò)查詢相關(guān)資料，實(shí)地調(diào)研，得到活性炭和石墨烯對(duì)污水的處理效果較為理想，因此，選用他們作為設(shè)備的過(guò)濾網(wǎng)格材質(zhì)。在比例匹配上，石英砂是5,活性炭是4,納米材料是1，大致按照5：4：1的比例相對(duì)比較合理。下面具體描述這幾種材質(zhì)的特性，對(duì)于活性炭而言，它表面活性炭具有多種多孔固體，吸附性較強(qiáng)，同時(shí)也具有強(qiáng)氧化還原性質(zhì)，容易電解。對(duì)于石墨烯而言，它具有強(qiáng)大的表面，對(duì)水的吸附性特別好，具有良好較好的吸附性，尤其對(duì)于有機(jī)或無(wú)極離子來(lái)說(shuō)。通過(guò)上圖也可以非常清晰的看出，在兩級(jí)氧化槽上匹配有上述物質(zhì)的過(guò)濾網(wǎng)。實(shí)驗(yàn)證明，凈化污水效果較好。4.關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì)4.1處理器整體內(nèi)部尺寸設(shè)計(jì)污水處理器總體采用如下設(shè)計(jì)，污水處理器總體截面積為2X1.5m的矩形，外形類似圓筒狀。處理原理為，污水進(jìn)入殼體后進(jìn)行兩次過(guò)濾處理，第一次氧化處理的氧化槽設(shè)計(jì)容積為1000L，第一次處理完成后進(jìn)行第二次氧化曝氣處理，二次處理槽的容積為800L?？傮w采用類似橢圓型的外觀設(shè)計(jì)，這種設(shè)計(jì)可以有效提高內(nèi)部的可利用空間，用于安裝鼓風(fēng)機(jī)和紫外線照射裝置。4.2一級(jí)接觸氧化槽過(guò)濾柵格的設(shè)計(jì)對(duì)農(nóng)村的生活污水首先進(jìn)行一次整體過(guò)濾，第一次過(guò)濾的目標(biāo)為處理掉顆粒直徑為20mm以上的較大污染物，以便第二次處理時(shí)候能夠更加快速、準(zhǔn)確。設(shè)計(jì)一次處理氧化槽的總體為長(zhǎng)方形設(shè)計(jì)，內(nèi)部附著有孔徑和石墨烯等吸附材料。其中網(wǎng)格孔隙為e=16mm毫米，孔隙寬d=600mm毫米，L=1000mm，高度為H=500mm毫米。混凝土結(jié)構(gòu)如圖3所示。當(dāng)過(guò)濾材料由于重復(fù)使用而變質(zhì)時(shí)，過(guò)濾材料被清潔并重新填充。注：e為柵格間隙，mm；d為柵格寬度，mm；L為柵格長(zhǎng)度，mm；H為柵格高度圖3一級(jí)接觸氧化槽支架結(jié)構(gòu)示意圖4.3二級(jí)接觸氧化槽過(guò)濾柵格的設(shè)計(jì)二次處理槽設(shè)計(jì)在一次處理槽之后，柵格間隙較一次處理槽更加細(xì)密，填充的吸附式處理材料更多，主要用于處理肉眼不可見的微小顆粒，如水中的BOD、COD、氮氧化物等。二次處理槽的設(shè)計(jì)依舊采用矩形設(shè)計(jì)，其中柵格間 隙e=2.3mm，寬d-300mm，長(zhǎng)L-1000mm具體結(jié)構(gòu)如圖4所示。注：。2為柵格間隙，mm；d?為柵格寬度mm；L?為柵格長(zhǎng)度，mm.圖4二級(jí)接觸氧化槽示意圖4.4分離槽分離罐裝置主要由分離罐和紫外線殺菌設(shè)備組成。分離罐裝置的功能是在兩次曝氣和過(guò)濾后對(duì)污水進(jìn)行沉淀和滅菌，使出水水質(zhì)符合設(shè)計(jì)要求［5］。紫外線殺菌設(shè)備位于分離罐入口上方，由三排30W紫外線殺菌燈組成。當(dāng)污水流入分離罐時(shí)，紫外線輻射可用于對(duì)污水進(jìn)行滅菌。生產(chǎn)線消毒設(shè)備開始工作。分離罐的容積為600L。它可以同時(shí)對(duì)流入設(shè)備的污水進(jìn)行消毒和沉淀。諸如未處理的懸浮固體之類的雜質(zhì)可沉淀到分離罐的底部，從而確保整個(gè)機(jī)器的處理效果。5鼓風(fēng)機(jī)功率及過(guò)濾循環(huán)時(shí)間的計(jì)算5.1鼓風(fēng)機(jī)功率的計(jì)算由于本設(shè)計(jì)需要氧化曝氣，因此在此選用功率合適的鼓風(fēng)機(jī)機(jī)型。曝氣量的計(jì)算Gs=%冷氣 ⑴式中：Gs為曝氣總量，L；R0氧氣需求量,kg/h；EA為氧氣轉(zhuǎn)移效率，%；R0的確定「R?Cf%=兒CIFTo24t一20 ⑵smVT)L從水力學(xué)的角度看，污水在進(jìn)行氧化曝氣處理時(shí)處于流動(dòng)狀態(tài)，即滿足達(dá)西定律的要求。達(dá)西定律指出，穿過(guò)多孔介質(zhì)的波速與水力坡度/成正比例關(guān)系。艮口 5=py式中，6為過(guò)濾速度，m/s或cm/s；B為比例系數(shù)或水力系數(shù)、傳導(dǎo)系數(shù)，m/s或cm/s；Y為水力坡度，%；鼓風(fēng)機(jī)的功率滿足下式p=Yqh+JQH⑶5.2污水循環(huán)時(shí)間本節(jié)才有用數(shù)學(xué)方程對(duì)污水循環(huán)時(shí)間進(jìn)行分析計(jì)算。Euler-Lagrange方法用于計(jì)算曝氣池中的流量。對(duì)歐拉真中的液相進(jìn)行計(jì)算N-S。在連續(xù)性方程和水流動(dòng)力學(xué)方程的空間濾波后得到模擬控制方程：

TOC\o"1-5"\h\z8,—、8/——、8〃.一位…/_、—（Pu）+^~（P""）+M^2日―+M（4）8t8xjjax axij i jT=K—土—T=K—土—Hj.?V1.5M0.7LGv為速率，m/s;L濾層厚度，L=0.8m;f a2日（1一叩）2（5） 式中為與動(dòng)力粘滯度、顆?？紫队嘘P(guān)的1 1- 以== =1.23系數(shù) 5前門3,其中顆粒的形狀系數(shù)?庭1 ,其中n為孔隙率，本設(shè)備中n為40%,?球型度因素，日動(dòng)力粘滯系數(shù)，水的動(dòng)力粘滯系數(shù)一般為1x10-6m2/s。5.3工程計(jì)算實(shí)例設(shè)計(jì)出水量為300L/h，污水流量事變系數(shù)為1.5。流入的污水中BOD為110mg/L，氮化物含量為200mg/L，水溫為30°C。1）依據(jù)處理要求，每次處理的總量為660L，試驗(yàn)驗(yàn)證表明，射流水頭損失h為0.77m，混合段源水頭損失H為0.0031m，水體積重量為9800N/m。將上述數(shù)值帶入式（2）。鼓風(fēng)機(jī)功率為300W。8=PY2）在本設(shè)備中，5=py當(dāng)L=0.8m，K=6030m2/s，M=10mg/L，H=2m，_1x10-6=40%時(shí)，水的動(dòng)態(tài)粘度系數(shù)被引入計(jì)算循環(huán)時(shí)間（5）的公式中，接觸氧化池中的過(guò)濾周期T1為0.8h3）同理，將5=py，L=0.8mK=6030，M=10mg/L,H=0.75m，n為60%。性能試驗(yàn)分析6.1試驗(yàn)條件在實(shí)驗(yàn)中，選擇農(nóng)民家庭生產(chǎn)的600L生活污水進(jìn)行處理。實(shí)驗(yàn)設(shè)備如圖5所示。污水從右側(cè)入口進(jìn)入設(shè)備，經(jīng)過(guò)兩次過(guò)濾后從左側(cè)排水口排出。相應(yīng)的傳感器安裝在每個(gè)循環(huán)設(shè)備上，以實(shí)時(shí)監(jiān)控污染物含量。污水中主要污染物的BOD含量為300mg/L和C.OD值為430mg/L，然后，進(jìn)行具體的試驗(yàn)，用本文試驗(yàn)中所用到的小型二次式污水處理裝置對(duì)上述的水質(zhì)進(jìn)行凈化處理，而后，進(jìn)行處理，這時(shí)，對(duì)水進(jìn)行取樣檢測(cè)，驗(yàn)證結(jié)果的正確性。在驗(yàn)證的過(guò)程中，可以主要檢測(cè)流出的COD/BOD等等含量，檢測(cè)他們的含量，并于國(guó)家規(guī)定的指標(biāo)6.2試驗(yàn)步驟6.2.1.取樣中BOD的含量我們不妨將樣品平均的分為對(duì)等的5份，每份大概是500毫升，同時(shí)對(duì)每份進(jìn)行涂彪。對(duì)待不同的指標(biāo)采用不同的方法，例如用溶氧法測(cè)定BOD的含量，用到培養(yǎng)箱進(jìn)行培養(yǎng)，培養(yǎng)像的型號(hào)是LRH-250-A，溫度條件是20°C左右，時(shí)間為1小時(shí)，對(duì)于如何測(cè)量，用滴碘的辦法，測(cè)定其中的溶解氧的含量。6.2.2取樣中COD的含量對(duì)待COD，我們應(yīng)該采用不同的測(cè)定方法，便攜式H5B-2FW速測(cè)儀提供了很好的支持。同樣的，需要將樣本分為5份，每份500毫升，將上述5份的樣本可以順序放入速測(cè)儀當(dāng)中，對(duì)含量進(jìn)行檢測(cè)采用H5B-2FW型便攜式COD速測(cè)儀，對(duì)本試樣中COD的含量進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)結(jié)果在下面表示。6.2.3取樣中NH3-N的含量當(dāng)上述測(cè)定完以后，水中還有一個(gè)更重要的需要測(cè)定，那就是NH3-N，它是檢測(cè)水體是否富養(yǎng)化的具體指標(biāo)，這個(gè)檢測(cè)方法和上述兩種具有很大的不同，我們不妨使用價(jià)格較便宜的H5B-6C水質(zhì)分析儀，同樣的，把需要檢測(cè)的水質(zhì)放入其中，可以根據(jù)檢測(cè)結(jié)果的水樣深淺來(lái)判斷具體的含量。6.2.4取樣中懸浮物的含量通過(guò)干燥前后的差值計(jì)算懸浮物的濃度。6.3實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析測(cè)試結(jié)果表明，樣機(jī)的平均工作時(shí)間1.45小時(shí)，超過(guò)了2小時(shí)工作時(shí)間的設(shè)計(jì)要求。生化含氧量的去除率為97%，滿足生化含氧量小于20毫克/升的設(shè)計(jì)要求；樣機(jī)對(duì)化學(xué)需氧量的去除率90%。設(shè)計(jì)要求小于60毫克/升；氨氮去除效果明顯，采用中含氮量為10毫克/升，符合國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)，氨氮總量低于15毫克/升；懸浮物去除率為95.7%，樣品中懸浮物含量為15毫克/升，符合國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)懸浮物不超過(guò)20毫克/升的要求；經(jīng)過(guò)核算，處理一噸污水的成本沒(méi)有超過(guò)總量0.8元，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益，應(yīng)用前景廣闊。

表2小型二次循環(huán)污水處理器性能實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table2Experimentalresultsontheperformanceofsmalltwocyclewastewatertreatment項(xiàng)目測(cè)試值項(xiàng)目測(cè)試值處理周期1.45鼓風(fēng)機(jī)功300/h15率97%BOD含量43BOD去除90%COD含量10率97%懸浮物含10COD去除60%量率NH3-N含懸浮物去量除率NH3-去除率對(duì)試樣樣機(jī)進(jìn)行分析論證，首先選擇污水源，對(duì)污水進(jìn)行處理，處理結(jié)果如下圖所示，可以發(fā)現(xiàn)，本設(shè)計(jì)方案對(duì)污水有較好的處理效果，對(duì)處理過(guò)后的污水含雜數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算，對(duì)其中的需氧量進(jìn)行分析計(jì)算，其中化學(xué)需氧量的變化曲線y1=0.1714。X=42.4，生化需氧量變化曲線為y2=-0.6x+18.267，氨氮含量變化曲線為y3=0.3429x+8.8，懸浮物含量變化曲線為y4=-0.3429x+11.2。由數(shù)據(jù)圖可以看出，曲線相對(duì)較為平穩(wěn)，起伏相對(duì)較小。從數(shù)據(jù)分析結(jié)果可以看出設(shè)計(jì)方案的可行性較高，能夠滿足對(duì)生活污水的初步處理。圖6污水處理前后對(duì)比圖Fig.6contrastbeforeandaftersewagetreatment

圖7計(jì)算機(jī)仿真處理結(jié)果Fig.7computersimulationresultsLOOm￡BoococoMmLoci.aooo50.1MsJ5ffl25:20ls10u5Jo圖7計(jì)算機(jī)仿真處理結(jié)果Fig.7computersimulationresultsLOOm￡BoococoMmLoci.aooo50.1MsJ5ffl25:20ls10u5Jo農(nóng)村節(jié)水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成農(nóng)村節(jié)水系統(tǒng)的總體架構(gòu)形式如下圖8所示，整體結(jié)構(gòu)由分流閥、兩個(gè)低位水箱、排污閥、葉輪泵、液壓馬達(dá)、減壓閥等組成，整體結(jié)構(gòu)與農(nóng)村生活用水設(shè)施所連接，用于對(duì)于污水的簡(jiǎn)單處理與對(duì)于水資源的節(jié)約使用。中術(shù)綜合?利用壽統(tǒng)染水出門中術(shù)綜合?利用壽統(tǒng)染水出門輕污染水幡流管圖8農(nóng)村節(jié)水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成7.1節(jié)水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)概況該系統(tǒng)在進(jìn)行節(jié)水工作時(shí)，主要是依靠來(lái)自自來(lái)水管道中，多余的液壓能進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，將本身的液壓能轉(zhuǎn)換為馬達(dá)的機(jī)械能，通過(guò)液壓馬達(dá)的機(jī)械能進(jìn)行葉輪泵的運(yùn)轉(zhuǎn)，提升輕污染水部分，機(jī)械的輔助裝置是低污染水高位水箱與輕污染水低位水箱。在系統(tǒng)中1屬于家庭用水裝置，2屬于分流閥，3屬于輕污染水低位水箱，4屬于排污閥，5屬于葉輪泵，6屬于液壓馬達(dá)，7屬于生活用水設(shè)施，本圖中使用抽水馬桶代替，8屬于減壓閥，9屬于輕污染水高位水箱。7.2節(jié)水系統(tǒng)原理分析節(jié)水系統(tǒng)開始運(yùn)作時(shí)，3輕污染水低位水箱中的水進(jìn)行流出，液壓力驅(qū)動(dòng)6液壓馬達(dá)進(jìn)行5葉輪泵的運(yùn)轉(zhuǎn)，將水運(yùn)轉(zhuǎn)到9輕污染水高壓水鄉(xiāng)中，通過(guò)高度位置差進(jìn)行對(duì)于生活用水的提供，而3低位水箱在5葉輪泵運(yùn)轉(zhuǎn)乏力情況下進(jìn)行一定的水資源儲(chǔ)存，讓5葉輪泵擁有一個(gè)相對(duì)好的水吸入基礎(chǔ)，但整體結(jié)構(gòu)中，9高位水箱一直處于主要儲(chǔ)水裝置的位置。因?yàn)?輕污染水高位水箱屬于主要儲(chǔ)水位置，所以不能在此裝置內(nèi)缺水，否則會(huì)議影響到整體系統(tǒng)的運(yùn)作，因此需要在9輕污染水高位水箱內(nèi)部放置一個(gè)浮球閥，進(jìn)行水位補(bǔ)充，當(dāng)9輕污染水高位水箱水量不足時(shí)，及時(shí)從農(nóng)村地下水儲(chǔ)存中補(bǔ)充水量，而8減壓閥就可以在補(bǔ)充水量時(shí)用來(lái)減少水的流動(dòng)沖壓。結(jié)論與展望考慮到農(nóng)村排水設(shè)施的不完善和生活污水的隨意排放對(duì)農(nóng)民生活和生產(chǎn)用水構(gòu)成嚴(yán)重威脅，設(shè)計(jì)了小型農(nóng)村污水二級(jí)處理裝置。整機(jī)采用小型二次循環(huán)污水處理設(shè)備，主要以鼓風(fēng)機(jī)曝氣和格柵過(guò)濾為動(dòng)力。該設(shè)備用1.75小時(shí)完成600升污水的處理并使其完成。小型二次循環(huán)污水處理設(shè)備性能試驗(yàn)表明，生化需氧量為15毫克/升，去除率為97%；化學(xué)需氧量為43毫克/升，去除率為90%；氨氮含量為10毫克/升，去除率為60%；懸浮物含量為15毫克/升，去除率為95.7%。上述指標(biāo)符合國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。成功開發(fā)解決了農(nóng)村污水處理設(shè)施不完善、生活污水隨意排放和污染農(nóng)民生活用水的問(wèn)題。同時(shí)，提高了污水的利用率，達(dá)到了資源再利用的目的。這有助于促進(jìn)廣大農(nóng)村地區(qū)污水的處理和回用。這對(duì)農(nóng)村的可持續(xù)發(fā)展具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。污水處理應(yīng)當(dāng)根據(jù)排放污水的數(shù)量和質(zhì)量的實(shí)際情況，采用綜合指標(biāo)進(jìn)行農(nóng)村污水處理。污水處理設(shè)備的建設(shè)規(guī)模和處理工藝的選擇根據(jù)污水排放系統(tǒng)的數(shù)量和質(zhì)量確定。污水處理設(shè)備運(yùn)行和管理成本的構(gòu)成不僅與農(nóng)村地區(qū)排放的水量有關(guān)，還與當(dāng)?shù)毓S有關(guān)。企業(yè)排放的污水水質(zhì)有著更直接的影響。污水處理不僅關(guān)系到企業(yè)的生產(chǎn)和發(fā)展，而且與人們的生活密切相關(guān)。從宏觀上講，它對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)