城市生活污水處理畢業(yè)設計

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　眾所周知，城市污水是水污染大戶。據不完全統(tǒng)計，2005年全國城市廢水年排放總量已超過500億m3。由此可見，為了控制污染，保護環(huán)境，迫切需要解決城市污水同環(huán)境保護協(xié)調發(fā)展的問題。</p><p>　　根據城市污水產生的特點和污水的性質，將廢水處理同廢水回用結合起來作為一個完整的系統(tǒng)加以考慮，似更為

2、合理，使廢水處理更能適應環(huán)境保護和生產發(fā)展的要求。</p><p>　　本設計針對城市生活污水水質特征，同時要求脫磷除氮。對SBR、氧化溝和A2/O工藝進行比選，選擇SBR作為主體工藝。污水通過格柵→調節(jié)池→SBR池工藝處理后，達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》的二級排放標準。</p><p>　　關鍵詞：城市生活污水；設計；SBR法處理；脫氮除磷</p><p>

3、;<b>　　Abstract</b></p><p>　　As everyone knows, city sewage water polluters.According to incomplete statistics, in 2005 the national city wastewater discharge gross already exceeded 50000000000 m3

4、.Therefore, in order to control pollution, protect environment, urgent need to solve the city sewage and the coordinated development of environmental protection problem.</p><p>　　According to the city sewage

5、 and wastewater characteristics of characters, will waste water treatment and wastewater reuse as a combination of a complete system into consideration, a more reasonable, so that the wastewater treatment can adapt to th

6、e environment protection and the requirements of production and development.</p><p>　　The design for the city sewage water quality characteristics, at the same time dephosphorization nitrogen discharge.On SB

7、R, oxidation ditch technology and A2/O is selected, select SBR as the main process.Sewage through the grille, regulating pond → SBR pool process, achieve "sewage treatment plant pollutant discharge standard" tw

8、o grade discharge standard.</p><p>　　Key words: city life sewage；design；SBR process；nitrogen and phosphorus remova</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1引言5</b&

9、gt;</p><p>　　1.1本課題研究背景5</p><p>　　1.2 生活污水的概念5</p><p>　　1.3生活污水的回收的意義6</p><p>　　1.3.1 開辟城市第二水源，緩解淡水資源的嚴峻形勢6</p><p>　　1.3.2 減輕對水環(huán)境的污染，保護水資源不受破壞6</p

10、><p>　　1.4 中水回用國內外現狀6</p><p>　　1.4.1國內研究情況6</p><p>　　1.4.2 國外研究狀況8</p><p>　　1.5城市生活污水的來源與組成10</p><p>　　1.5.1生活污水10</p><p>　　1.5.2工業(yè)廢水11&l

11、t;/p><p>　　1.5.3.城市污水11</p><p>　　2 設計內容與要求12</p><p>　　2.1 設計水量及水質參數12</p><p>　　2.2 設計內容及要求12</p><p>　　2.3 設計成果12</p><p>　　2.4 設計原則12<

12、;/p><p>　　3 工藝流程的選擇14</p><p>　　3.1 小區(qū)污水處理工藝比較以及工藝流程確定14</p><p>　　3.1.1 傳統(tǒng)活性污泥法14</p><p>　　3.1.2 氧化溝工藝14</p><p>　　3.1.3 AB工藝15</p><p>　　

13、3.1.4 生物接觸氧化法15</p><p>　　3.1.5 普通生物濾池16</p><p>　　3.1.6 SBR工藝17</p><p>　　3.2 SBR工藝流程及反應機理17</p><p>　　3.2.1 SBR工藝流程簡介17</p><p>　　3.2.2 SBR反應機理18&

14、lt;/p><p>　　3.2.3 SBR工藝流程簡圖19</p><p>　　3.2.4 設備構造20</p><p>　　4構筑物設計計算21</p><p>　　4.1 格柵設計與計算21</p><p>　　4.1.1 粗格柵設計21</p><p>　　4.1.2細格柵的計

15、算：23</p><p>　　4.2污水泵房的設計25</p><p>　　4.2.1一般規(guī)定25</p><p>　　4.2.1選泵26</p><p><b>　　4.3沉砂池27</b></p><p>　　4.3.1設計參數27</p><p>　　4.

16、3.2設計計算28</p><p>　　4.4 SBR反應池設計29</p><p>　　4.4.1 參數擬定29</p><p>　　4.4.2 反應池運行周期各工序時間計算29</p><p>　　4.4.3 反應池容積計算30</p><p>　　4.4.4 曝氣系統(tǒng)設計計算31</p>

17、<p>　　4.4.5 布氣系統(tǒng)計算32</p><p>　　4.4.6 上清液排除裝置34</p><p>　　5 污泥的處理35</p><p>　　5．1 污泥的處理流程35</p><p>　　5.2 污泥濃縮池選型36</p><p>　　5.3 重力濃縮池設計計算36</

18、p><p>　　5.4 剩余污泥量計算37</p><p><b>　　6 總結39</b></p><p><b>　　1引言</b></p><p>　　1.1本課題研究背景</p><p>　　水資源問題不僅影響、制約現代化社會的可持續(xù)發(fā)展，而且直接威脅到人類的生存

19、與發(fā)展，已成為全球環(huán)境的首要問題。中國水資源問題更加嚴峻：一方，往過是世界上嚴重缺水的12個國家和地區(qū)之一，人均擁有淡水量居世界第88位，全國近80%的城市均有不同程度的缺水，年缺水量達60億m3，北方尤為嚴重；另一方面，大量污水未經處理或部分處理排入個大小水體，造成水環(huán)境污染，形成惡性循環(huán)。毫無疑問，水資源不足將成為制約我國國民經濟和社會發(fā)展的重要因素，水資源問題能否得到安全解決關系到中華民族的偉大復興大計。因此，開辟非傳統(tǒng)的水資源，

20、改善水環(huán)境成為倍受關注的熱點[1]。實施中水回用，屬于污水再生利用，是“開源節(jié)流”，一舉多得的節(jié)水措施，從而成為世界節(jié)水方式的一大趨勢之一。對于中水這個術語的解釋，在污水處理方面稱為再生水，在工業(yè)生產領域叫作循環(huán)水或回用水，一般以水質作為劃分標志。中水，顧名思義，即指水質界于上水與下水之間，經過一定深度處理后，可回用于沖洗噴灑、綠化、冷卻等范圍內的非飲用水[2]。</p><p>　　因此，無論大、中、小城市，實

21、施中水回用都有著深遠意義。</p><p>　　1.2 生活污水的概念</p><p>　　人類生活過程中產生的污水，是水體的主要污染源之一。主要是糞便和洗滌污水。城市每人每日排出的 生活污水量150—400L，其量與生活水平有密切關系。生活污水中含有大量有機物，如纖維素、淀粉、糖類和脂肪蛋白質等；也常含有病原菌、病毒和寄生蟲卵；無機鹽類的氯化物、硫酸鹽、磷酸鹽、碳酸氫鹽和鈉、鉀、鈣、鎂等

22、?？偟奶攸c是含氮、含硫和含磷高,在厭氧細菌作用下，易生惡臭物質。人們應該保護水資源。</p><p>　　1.3生活污水的回收的意義</p><p>　　1.3.1 開辟城市第二水源，緩解淡水資源的嚴峻形勢</p><p>　　猶豫全球性水資源危機正威脅著人類的生存和發(fā)展，世界上許多國家和地區(qū)都已對污水再生利用作了總體規(guī)劃，把經處理后的再生污水作為一種新水源，以彌

23、補淡水資源的不足。城市污水就近可得，易于收集輸送，水質水量穩(wěn)定可靠，處理較簡單易行，作為第二水源比海水可靠得多。據有關資料統(tǒng)計，城市供水量的80%變?yōu)槲鬯湃胂滤?，至少?0%的污水可以通過再生處理后回用。因此，實施中水回用，開辟非傳統(tǒng)水源，實現污水資源化，對解決水資源危機具有重要的戰(zhàn)略意義。</p><p>　　1.3.2 減輕對水環(huán)境的污染，保護水資源不受破壞</p><p>　　如

24、果水體受到污染，勢必降低水資源的使用價值。目前，一些國家和地區(qū)已經出現因水源污染不能使用而引起的“水荒”，即所謂的“水質性缺水”。因為污水即使經一定程度的處理后排入外界水體，還是存在著污染水環(huán)境的潛在可能。但如果經處理后回用，不僅可以回收水資源以及污水中的其他有用物質，而且可以大幅度地減少污水排放量，從而減輕對受納水體的污染，經濟效益與環(huán)境效益都十分顯著。</p><p>　　1.4 中水回用國內外現狀<

25、/p><p>　　1.4.1國內研究情況</p><p>　　我國也是缺水國家之一，全國接近80%的城市存在著不同的缺水問題，缺水總量達1200億m3/a，我國有50%面積屬于干旱和半干旱地區(qū)，即便雨量充沛的一些沿海城市如大連、天津、青島等城市，淡水資源也很緊張。我國水資源短缺的嚴峻形勢，已經引起國家各級領導人和各級政府的重視，也迫使人們不得不把水資源開發(fā)的重點轉向污水處理回用，并且這個問題的

26、認識也由被動轉為主動。幾年來，國家有關部門相繼對城市污水處理回用提出工作要求。如：1996年2月建設部發(fā)布了《城市中水設施管理暫行辦法》，對中水設施的建設與管理提出了明確的要求；1992年中國工程建設標準化協(xié)會頒布了《中水設施規(guī)范》；1996年12月建設部、經貿委、國家紀委印發(fā)的《節(jié)水型城市目標導則》，提出城市污水會用率60%的目標要求。北京市人民政府（1987）60批準了“北京市中水設施建設管理試行辦法”，其中規(guī)定：新建的面積2000

27、0m3以上的旅館、飯店、公寓等，新建的面積30000m3以上的機關、科研單位、大專院校、大型文化體育建筑，按規(guī)定應配套建設中水設施的住宅小區(qū)、集中建設區(qū)等都配套建設污水處理設施；現有建筑屬前兩項的可根據條件逐步配建設施。這些標</p><p>　　我國從20世紀70年代中期開始探索以回用為目的的城市污水深度處理技術，北京市環(huán)保所于1985年在所內建成的120m3/d規(guī)模的中水設施是我國早期中水回用工程之一。目前，

28、北京市已建成北京市首都機場、萬泉公寓、勁松賓館、方莊小區(qū)、中國國際貿易中心、清華浴池等幾十項中水工程，總設計能力約3000m3/d。1982年，青島市開展了城市污水回用于養(yǎng)殖和市政用水的試點工作。天津這性研究，處理廠出水已經廣泛的用于養(yǎng)魚。太原市北郊污水治理廠已經建成回用于工業(yè)冷卻水的回用設施，水量為10000m3/d。長沙有30萬m3/d的污水廠出水用于養(yǎng)魚，魚塘面積達1430公頃。我國在20世紀80年代以來開始對SBR工藝進行研究。

29、1985年，上海市政設計院為上海吳松肉聯(lián)廠投產了第一座SBR污水處理站，設計處理水量2400t/d。1989年湖南省湘潭大學完成了應用SBR工藝處理啤酒廢水的試研究。自90年代中期開始，國家建設部屬市政設計院和上海、北京、天津等市政設計研究院開始了SBR工藝技術的研究和應用。</p><p>　　我國城市污水年排放量已經打到414億立方米，目前，已建污水處理設施400余座，城市污水處理率達到30%，二級處理率達到

30、15%。根據“十五”計劃綱要要求，2005年城市污水集中處理率達到45%。這就給污水回用創(chuàng)造了基本條件，凡是污水處理廠都可以將污水再次適當處理后回用。全國污水回用率平均達到20%，“十五”末期年回用量可達40億立方米，是正常年份缺水60億立方米的67%。即通過污水回用，可解決全國城市缺水量的一半多，回用規(guī)?；赜脻摿χ?，足以緩解一大批缺水城市的供水緊張。經專家論證，只要搞好污水回用，就可以緩上南水北調工程。</p><

31、;p>　　作為城市污水回用技術的研究早在“七五”已經展開，“八五”在大連、太原、天津和北京等地建立了9套實驗基地。通過系統(tǒng)的盛行和實用性工程研究，提供了城市污水回用于工業(yè)工藝、冷卻、化工、石化和鋼鐵工業(yè)和市政景觀等不同用途的技術規(guī)范和相關水質標準。大連春柳河回用工程1萬m3/d，用于太原剛廠直流高爐冷卻水。北京高啤店和天津東郊污水廠分別將1和0.4萬m3/d的回用水站，經微濾膜處理后用于沖洗汽車。山東棗莊和泰安分別建成3和2萬京高

32、啤店污水回用一期工程投產，將20萬m3/d二級處理后的污水送到高啤店湖，作為熱電廠的冷卻水源，10萬m3/d二級處理后的污水送到自來水六廠，利用原有設施處理后，其中5萬m3/d用于東郊工業(yè)區(qū)，另5萬m3/d送至南護城河沿岸，用于公園、道路兩岸綠地、澆灑道路及河湖補水?？偟膩碇v，我國城市污水回用剛剛起步，目前運行的回用水項目規(guī)模除北京外均較小，在1萬m3/d左右，回用的范圍也是局部的。</p><p>　　目前正在

33、建設的污水回用項目規(guī)模有所增大。國家計委在天津、大連、青島、西安和牡丹江五個北方缺水城市進行污水水回用示范工程情況。</p><p>　　其他一些城市如鞍山西部回用水工程8萬m3/d和石家莊橋西10萬m3/d利用國債建設。保定魯崗回用水工程4萬m3/d和西安紡織城5萬m3/d，正在做前期準備。正在建設的回用水工程規(guī)模均在5~10萬m3/d之間，處理工藝多采用傳統(tǒng)深度處理，應用范圍也多集中在工業(yè)冷卻、工業(yè)工藝、城市

34、道路、綠化、景觀水體用水。幾年也在紀莊子污水處理廠開展污水再生回用的探索。</p><p>　　1.4.2 國外研究狀況</p><p>　　城市污水一般是由生活污水和工業(yè)廢水兩者混合組成的，其水量很大，約占城市用水的50%到80%，水質污染較輕，污染物僅占0.1%左右，其中絕大部分是可以再利用的清水，同時水質相對穩(wěn)定，不受氣候等自然條件的影響，而且城市污水就近可取，易于收集，不需長距離

35、引水，其再生處理比海水淡化成本低廉的多，處理技術也比較成熟，建設投資比遠距離引水更為經濟當今世界各國在解決缺水問題時，不少城市把污水回用作為開發(fā)新水源的途徑之一，有人稱其為“污水資源化”或“第二水源”。污水凈化后的主要用途有：一是作為城市自來水的補充源；二是作為工業(yè)用水和城市雜用水；三是作為灌溉用水；四是作為人工回灌的水源。</p><p>　　作為緩解城市水資源危機的途徑之一，日本早在1962年就開始了中水回用

36、，70年代已初見規(guī)模。90年代，日本在全國范圍內進行了廢水再生回用的調查研究與工藝設計，對污水回用在日本的可行性進行了深入的研究和示范工程，在嚴重缺水的地區(qū)廣泛推廣回用水技術，使日本今年來的取水量逐年減少，節(jié)水初見成效。瀨戶內海地區(qū)污水回用已經達到該地區(qū)所用淡水總量的2/3，新鮮取水量僅為淡水量的1/3，大大緩解了瀨戶內海地區(qū)水資源嚴重短缺的問題。經過大量的示范工程后，在1994年日本的“造水計劃”中明確將污水回用技術作為最主要的開發(fā)研

37、究內容加以資助，開發(fā)了很多污水處理廠生產的中水恢復了一條干涸的小河，收到了良好的生態(tài)環(huán)境效益。</p><p>　　美國也是世界上采用污水再生利用最早的國家之一。間歇式活性污法于1914年開創(chuàng)于英國曼徹斯特，試驗證明處理效果優(yōu)于連續(xù)式活性污泥法，但是當時由于運行管理繁瑣而逐漸被連續(xù)式所取代。20世紀70年代，由于計算機與自動化控制技術迅猛發(fā)展，SBR法又逐步引起各國的重視。與此同時，美國Nature dame大學

38、的Irvine教授及其同事對SBR法重新進行了試驗研究，試驗證明該工藝有較好的脫氮除磷效果，并于1980年在美國EPA的資助下，在印第安納州的Culver城改建并投產了世界上第一個污水處理廠。繼后，日本、德國、法國、澳大利亞等國都對SBR工藝進行了研究。澳大利亞是最為廣泛利用SBR的國家之一，BHP公司聲稱擁有世界上最先進的SBR法脫氮除磷工藝。美國最大處理廠的規(guī)模為11。法國的Degrement公司還將SBR反應器最為定型產品供小型污

39、水處理站使用。</p><p>　　美國利用回收水始于1926年，70年代初開始大規(guī)模建設污水處理廠，隨后開始回用污水。80年代開始有近30家工廠連續(xù)使用處理后的城市污水，年用量約為3億m3。加利福尼亞每年利用凈化污水2.7億m3，相當于100萬人口一年的用水量，凈化污水主要用于灌溉、澆灌公園花木。1992年美國國家環(huán)保局制定的水再生利用導則中列舉了大量的示范工程，并制定了相應的政策、法規(guī)和標準，以便更好的推廣此

40、項節(jié)水措施。目前，有357個城市回用污水，再生用水、工藝用水、工業(yè)冷卻水、鍋爐補充水以及回灌地下水和娛樂養(yǎng)魚水等多種用途。盡管20世紀70年代以來30余年，總用水量增加了1.4倍，但總取水量反而減少了，中水利用使美國這一工業(yè)和農業(yè)大國的水資源利用取得了驕傲人的成績。</p><p>　　以色列也是中水回用方面具有特色的國家。它地處干旱半干旱地區(qū)，是個水資源極其貧乏的國家，人口600多萬，水資源總量19.69億m3

41、，人均水資源占有僅300m3左右。因此，中水回用也就成了解決水資源與用水需求間矛盾的重要措施。以色列占全國污水處理量46%的出水直接用于灌溉，其余33.3%和約20%分別回灌于地下或排入河道用于補水，最終又被間接用于各個方面。</p><p>　　除日本、美國和以色列外，俄羅斯、歐西各國、印度南非等國家的污水回用事業(yè)也很普遍。莫斯科市東南區(qū)有36家工廠用污水總量達5.5105m3/d；南非和納米比亞等國甚至建起了

42、飲用再生水制造廠，南非的約翰內斯堡每天有0.94105m3飲用水來自再生水工廠；納米比亞于1968年建成了世界上第一個再生水工廠，日產水量6200m3，水質達到世界衛(wèi)生組織和美國環(huán)保標準。</p><p>　　1.5城市生活污水的來源與組成</p><p>　　在人們的生活和生產活動中，每天都在使用和接觸著水。在這一過程中，水受到人類活動的影響，其物理性質與化學性質發(fā)生了變化，就變成了污染

43、過的水，簡稱污水。污水主要包括生活污水和工業(yè)廢水。</p><p><b>　　1.5.1生活污水</b></p><p>　　生活污水是人們日常生活中排出的水。它是從住戶、公共設施（飯店、賓館、影劇院、體育館、機關、學校、商店等）和工廠的廚房、衛(wèi)生間、浴室及洗衣房等生活設施中排出的水。</p><p>　　生活污水中通常含有泥沙、油脂、皂液、

44、果核、紙屑和食物屑、病菌、雜物和糞尿等。這些物質按其化學性質來分，可以分為無機物和有機物，通常無機物為40%，有機物為60%，按其物理性質來分可分為不溶性物質、膠體物質、和溶解性物質。相比較于工業(yè)廢水生活污水的水質一般比較穩(wěn)定濃度較低，也較容易通過生物化學方法進行處理。</p><p><b>　　1.5.2工業(yè)廢水</b></p><p>　　工業(yè)廢水是從工業(yè)生產過

45、程中排出的水，它來自工廠的生產車間與廠礦。由于各種工業(yè)生產的工藝、原材料、使用設備的用水條件等等不同，工業(yè)廢水的性質千差萬別。</p><p>　　相比較于生活污水，工業(yè)廢水水質水量差異大，通常具有濃度大、毒性大等的性質，不易通過一種通用的技術或工藝來治理，往往要求其在排出前在廠內處理到一定的程度。</p><p>　　1.5.3.城市污水</p><p>　　城市

46、污水是通過下水道收集到所有的排水，是排入下水道系統(tǒng)的各種生活污水、工業(yè)廢水和城市融雪、降雨水的混合水，是一種混合污水。</p><p>　　正是由于城市污水是一種混合水，各座城市之間的城市污水的水質存在一定的差異，主要決定于工業(yè)廢水所占比例的影響，也受到城市規(guī)模、居民生活習慣氣候條件及下水道系統(tǒng)形式的影響。</p><p>　　2 設計內容與要求</p><p>

47、　　城市生活污水處理廠的設計</p><p>　　2.1 設計水量及水質參數</p><p>　　設計水量為1400m3/h，水質參數如圖表2.1所示。</p><p>　　表2.1 水質參數</p><p>　　2.2 設計內容及要求</p><p>　　設計內容：工藝流程確定；構筑物設計計算；附屬構筑物設計。

48、</p><p>　　設計要求：方案選擇合理；參數選取和計算部分盡量準確、詳細；圖紙清晰、明了，處理系統(tǒng)布置緊湊，合理；處理系統(tǒng)運行應有較大的靈活性和調節(jié)余地，以適應水質、水量變化。</p><p><b>　　2.3 設計成果</b></p><p>　　完成畢業(yè)設計任務書，工藝流程圖和主要構筑物結構圖。</p><p&

49、gt;<b>　　2.4 設計原則</b></p><p>　?。?）本設計方案嚴格執(zhí)行《CJ/T90-2000》的有關規(guī)定和要求，廢水處理后必須確保各項出水水質指標均達到該標準的要求。</p><p>　?。?）針對本工程的具體情況和特點，采用成熟可靠的處理工藝和設備，盡量采用新技術、新材料、實用性和先進性兼顧，以實用可靠為主。</p><p&

50、gt;　?。?）處理系統(tǒng)運行應有較大的靈活性和調節(jié)余地，以適應水質、水量變化。</p><p>　　（4）管理、運行、維修方便，盡量考慮操作自動化，減少勞動強度。</p><p>　　3 工藝流程的選擇</p><p>　　3.1 污水處理工藝比較以及工藝流程確定</p><p>　　3.1.1 傳統(tǒng)活性污泥法</p>&

51、lt;p>　　傳統(tǒng)活性污泥是開發(fā)較早的最典型的污水處理技術，主體結構由曝氣池和二沉池組成，主要適用于大型污水處理系統(tǒng)，特別適用于處理要求高而水質較穩(wěn)定的污水。其運行方式有很多種，一般采用推流式延時曝氣工藝。</p><p>　　它的主要優(yōu)點是效率較高，處理效果好；缺點是進水濃度尤其是有抑制物質的濃度較低，抗沖擊能力較差，進水水質的變化對活性污泥的影響較大，另曝氣池的容積負荷率低，體積大，占地面積大，基建費用

52、高，容易出現污泥膨脹，管理技術要求高[24]。</p><p>　　3.1.2 氧化溝工藝</p><p>　　氧化溝又稱循環(huán)曝氣池，是于20世紀50年代由荷蘭衛(wèi)生工程研究所開發(fā)的一種污水生物處理技術，并于1954年在荷蘭的Voorshoper市投入適用。因其構造簡單、運行穩(wěn)定、易于管理等特點，自60年代以來，氧化溝技術很快得到推廣并不斷創(chuàng)新，常見的氧化溝系統(tǒng)有：卡羅賽（Carrouse

53、l）氧化溝、交替式氧化溝、奧巴勒（Orbal）型氧化溝、曝氣-沉淀一體化氧化溝等。</p><p><b>　　其主要優(yōu)點是：</b></p><p>　　（1）運行靈活，能承受水量、水質沖擊負荷，對高濃度工業(yè)廢水有很大的稀釋能力；</p><p>　?。?）獨特的水流特性有利于生物絮凝體得形成，出水水質好，處理效果穩(wěn)定，并可實現脫氮；<

54、/p><p>　　（3）污泥產量少，污泥性質穩(wěn)定；</p><p>　?。?）工藝流程簡單，便于管理。</p><p>　　其缺點是容易形成污泥膨脹，產生大量泡沫，發(fā)生污泥上浮等問題。</p><p>　　3.1.3 AB工藝</p><p>　　AB污水處理工藝，系吸附——生物降解（Adsorption—Biodegr

55、ation）工藝的簡稱，是德國亞琛工業(yè)大學賓克（Bohnke）教授于70年代中期開創(chuàng)的一種高效而穩(wěn)定的新型污水二段生物處理工藝。自80年代開始在實際工程處理中得到應用以來，受到國內外研究者和技術人員的重視，并已成為近10年來在污水處理領域中發(fā)展較快的城市污水處理工藝。由于該工藝具有一系列獨特的特征，即A、B兩段各自獨立的污泥回流系統(tǒng)，互不相混，形成各自獨立的生物種群，因而其在處理效率、污染物去除種類、運行穩(wěn)定性、工程投資及運行費用等方面

56、均比傳統(tǒng)活性污泥法具有一定的優(yōu)越性。</p><p><b>　　其主要優(yōu)點是：</b></p><p>　?。?）不設初沉池，使A段成為一個不斷由外界補充具有高濃度活性微生物的開放性系統(tǒng)；</p><p>　　（2）A段和B段分別在負荷極為懸殊的情況下運行，A段負荷率高，抗沖擊負荷能力強，對污水有毒物質和PH有很大的緩沖作用，從而保證真?zhèn)€系統(tǒng)

57、的穩(wěn)定性；</p><p>　?。?）污泥沉降性能好，無污泥膨脹；</p><p>　　（4）運行控制靈活，A段可以以缺氧或者好氧的方式運行，并可根據需要控制A段得BOD5去除率以達到有利于B段得有效運行。</p><p>　　其主要缺點是污泥產量打，需要配套較強的污泥處理系統(tǒng)，這在某些程度上也增加了污泥處理技術的難度和人力物力消耗；另外，AB因其技術上的特點，對氮

58、磷的去除效果不佳。</p><p>　　3.1.4 生物接觸氧化法</p><p>　　生物接觸氧化工藝又稱為淹沒式生物濾池，是于70年代初開創(chuàng)的高效能生物處理技術。近幾十年來，生物接觸氧化技術在日本、美國得到了迅速發(fā)展，廣泛應用于生活污水處理和工業(yè)廢水處理，而且還用與處理地表水的微污染。我國從70年代開始引進生物接觸氧化處理技術，除用于生活污水外，還應用于石油化工、農藥、紡織印染、造紙

59、、食品加工等行業(yè)的工業(yè)廢水處理，并取得了良好的效果。</p><p>　　生物課接觸氧化工藝將生物濾池和火星污泥法有機結合起來，繼承了二者的有點，常用語處理既含有溶解性有機物又含粒狀有機物的污水，特別適合于小型污水處理系統(tǒng)和工業(yè)廢水處理。生物接觸氧化技術的工藝流程，一般可分為三種：一級處理流程、二級處理流程和多級處理流程。與傳統(tǒng)活性污泥法、生物濾池相比，在處理效率、運行穩(wěn)定性、工程投資等方面都有明顯的優(yōu)勢。<

60、;/p><p><b>　　其只要有點是：</b></p><p>　　處理效率高，對水中有機負荷變動適應性強；</p><p>　　污泥產量小，不發(fā)生污泥膨脹，無需污泥回流；</p><p>　　反應器中微生物濃度高，結構緊湊，生物膜適應性強，比較容易除去難分解和分解速率慢的物質，運行穩(wěn)定性好；</p>&l

61、t;p>　　設計和運行時鎖需要的水力停留時間短，在處理相同水量的情況下，反應器體積小，占地面積少；</p><p>　　設備簡單易操作，維修方便，運行費用較低，綜合能耗低；</p><p>　　具有污泥濃度較高，泥齡長的特點，對一些難降解有機物有較強的分解能力。</p><p>　　其主要缺點是布水、布氣不易均勻，填料可能賭賽；此外，造價略高。</p&g

62、t;<p>　　3.1.5 普通生物濾池</p><p>　　生物濾池屬于生物膜法的一種，它最初以土壤自凈原理為依據，在污水灌溉的實踐基礎上，經較原始的間歇砂濾池和接觸濾池而發(fā)展起來的人工生物處理技術。經過多年的發(fā)展，主要行程了三種類型：普通生物濾池、高負荷生物濾池和曝氣生物濾池。</p><p>　　普通生物濾池的主要優(yōu)點是：</p><p>　　

63、處理效果良好，BOD5的去除率可達95%以上；</p><p>　　運行穩(wěn)定，易于管理、節(jié)省能源。</p><p>　　其主要缺點是：占地面積大，不適于處理量大的污水；濾料易賭賽，散發(fā)臭味，滋生濾池蠅，惡化環(huán)境衛(wèi)生。</p><p>　　3.1.6 SBR工藝</p><p>　　該工藝是20世紀80年代開發(fā)的污水處理技術，又稱序批式活性污

64、泥處理法（Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process），即在一個序批池中通過時間序列實現活性污泥法的空間序列，時間上依次進行充水、沉淀、曝氣、二次沉淀、排水、靜置(再生)等過程。SBR是間歇反應，由于這項工藝在技術上具有某些獨特的優(yōu)越性，在水處理領域得到較為廣泛的應用，主要改進工藝有：ICEAS、CASS、CAST、UNTANK、MSBR等。</p><p>

65、;<b>　　其主要優(yōu)點是：</b></p><p>　?。?）理想的推流過程使生化反應推力大、效率高，運行效果穩(wěn)定，出水水質好；</p><p>　?。?）耐沖擊負荷，能有效抵制水量和有機污染物的沖擊；</p><p>　　（3）運行靈活，工藝過程中的各工序根據水質、水量進行調整，并且可通過適當控制運行方式，實現好氧、缺氧、厭氧狀態(tài)交替，具有

66、良好的脫氮除磷效果；</p><p>　?。?）處理設備少，構造簡單，便于操作和維護管理；</p><p>　　（5）反應池內存在DO、BOD5濃度梯度，有效控制活性污泥膨脹；</p><p>　?。?）工藝流程簡單，造價低，也利于擴建和改造。</p><p>　　其主要缺點是工藝復雜，自動化要求高，管理復雜。</p><

67、p>　　經研究對比，SBR具有工藝簡單、處理效率高、處理效果穩(wěn)定、出水水質好、耐沖擊負荷力強、操作靈活、設備少構造簡單、能有效控制活性污泥膨脹、造價低廉、占地面積小等優(yōu)點，本課題擬采用SBR法處理。</p><p>　　3.2 SBR工藝流程及反應機理</p><p>　　3.2.1 SBR工藝流程簡介</p><p>　　序批式活性污泥法（即Sequen

68、eing Bateh Aetivated Sludge Proeess），是近來在國內外被引起廣泛重視和研究日趨增多的一種間歇運行的污水生物處理新技術，是從充排式(fill&draw)反應器發(fā)展而來，為現行的活性污泥法的一個變型。初期受當時自控技術發(fā)展所限，僅僅用于處理間歇排放或者農村的污水處理。SBR的運行工藝以間歇操作為特征，按一定時間順序間歇操作運行的反應器組成。SBR工藝的一個完整的操作過程，亦即每個間歇反應器在處理廢水

69、時的一個運行周期包括如下5個階段:進水期、反應期、沉淀期、排水排泥期、閑置期。原則上，主體工藝設備只有一個間歇反應池，與連續(xù)活性污泥法相比，不需要專設二沉池、污泥回流設備;一般情況下，不必設調節(jié)池，并可省去初沉池。在一個運行周期中，各個階段的運行時間、反應器內混合液體積的變化及運行狀態(tài)等都可以根據具體污水的性質、出水水質、及運行功能要求等靈活掌握。在單一池內，可通過創(chuàng)造缺氧和好氧及厭氧交替的環(huán)境，即可完成脫氮除磷過程。工藝流程簡單，管理

70、方便。可在社區(qū)、中小城鎮(zhèn)推廣使用。</p><p>　　SBR工藝雖然是傳統(tǒng)活性污泥法的發(fā)展，其反應機制以及污染物質的去除機理和傳統(tǒng)活性污泥法基本相同，但運行操作不一樣。傳統(tǒng)活性污泥法是在空間上設置不同設施進行固定地連續(xù)操作，但SBR是在單一的反應池內，在時間上進行各種目的的不同操作。</p><p>　　SBR的操作是將初沉池的出水引入曝氣池，按照時間順序進行進水期——加入基質、反應期—

71、—基質降解、沉淀期——泥水分離、排水（泥）期——排出上清液和待機閑置期——污泥恢復活性等5個階段的基本操作。從污水流入開始到待機結束算做一個周期，上述過程完成后進入下一個工作周期。在一個周期內，一切過程都在一個反應池內一次進行，這種操作周期周而復始反復進行，以達到不斷進行污水處理的目的。</p><p>　　在SBR運行過程中，各階段的運行時間、反應器混合液體的變化以及運行狀態(tài)都可以根據具體的污水性質、出水水質、

72、出水質量與運行剛能要求等靈活變化[30-33]。</p><p>　　3.2.2 SBR反應機理</p><p>　　SBR工藝是以活性污泥為處理主體的生物化學污水處理技術。污水中有機污染物的生物降解是其作為活性污泥中微生物的碳源和能源進行代謝的過程[25l。通過不斷地給微生物補充食物(污水中存在的各種有機物，主要為膠體狀、溶解狀的有機物)，可使微生物數量不斷增加，而由各種未知組成和成分

73、的易降解物及難降解物混合形成的混合物質即污染物不斷被降解消耗。</p><p>　　SBR具有較好的脫氮功能。進水初期，池內殘留的游離氧首先消耗，反硝化菌以污水中的有機碳作為供體，把池內殘留的NO－N還原成氮氣或供自身合成反應需要的有機氮。另一方面，由于進水期活性污泥對高濃度基質的吸附，并以聚物形式貯存起來，當反應液中有機物質去除達到部分硝化后，減少或停止向系統(tǒng)供氧，絮凝體形成菌膠團則可將進水期吸附貯存的碳源釋放

74、出來，使兼性反硝化菌進行反硝化脫氮。在SBR靜沉、排水期間，微生物處于內源呼吸狀態(tài)，反硝化菌以內源碳作為供體進行反硝化脫氮?！　∩锍椎姆磻^程同樣是在厭氧、好氧條件下進行的，積磷菌處于厭氧狀態(tài)，將好氧階段積聚的磷，一部分轉化為細菌自身的合成能量，一部分在產酸菌的作用下轉化為磷酸鹽。在好氧階段，積磷菌大量的吸收污水的磷，使污水中的磷轉化到污泥中，通過排泥達到除磷的目的[34]。</p><p>　　3.2.3

75、 SBR工藝流程簡圖</p><p>　　3.2.4 設備構造</p><p>　　SBR工藝的主要設備如下：</p><p><b>　　1.鼓風設備</b></p><p>　　SBR工藝多采用鼓風曝氣系統(tǒng)提供微生物生長所需空氣。</p><p><b>　　2.曝氣裝置<

76、/b></p><p>　　SBR工藝常用的曝氣設備為微孔曝氣器，微孔曝氣器可分為固定式和提升式兩大類。</p><p><b>　　3.潷水器</b></p><p>　　SBR工藝最根本的特點是單個反應器的排水形式均采用靜止沉淀、集中排水的方式運行；為了保證排水時不會擾動池中各水層，使排出的上清液始終位于最上層，這就要求使用一種能隨水

77、位變化可調節(jié)的出水堰，又叫潷水器。</p><p>　　潷水器有很多種類型，其組成為收水裝置、排水裝置及傳動裝置。</p><p><b>　　水下推進器</b></p><p>　　水下推進器的作用使攪拌和推流，一方面使混合液攪拌均勻；另一方面，在曝氣供氧停止，系統(tǒng)轉至兼氧狀態(tài)下運行時，能使池中活性污泥處于懸浮狀態(tài)。</p>&

78、lt;p><b>　　自動控制系統(tǒng)</b></p><p>　　SBR采用自動控制技術，把用人工操作難于實現的控制通過計算機、軟件、儀器設備的有機結合自動完成，并創(chuàng)造滿足微生物生存的最佳環(huán)境。</p><p><b>　　4構筑物設計計算</b></p><p>　　4.1 格柵設計與計算</p>&

79、lt;p>　　格柵的設計主要包括柵室，柵槽的設計與計算，格柵柵條斷面，柵條間隙以及柵渣清除方式的選擇和過柵水頭損失。</p><p><b>　　設計參數</b></p><p>　　過柵流速：0.6～1.0m/s</p><p>　　柵前渠道內流速：0.4～0.9m/s</p><p>　　柵前傾角：45

80、6;～ 75°，90°</p><p>　　柵渣量標準：與格柵間間隙大小有關</p><p><b>　　柵條間隙b</b></p><p>　　16～25mm：0.10～0.05m3渣/103m3污水</p><p>　　30～50mm：0.03～0.01 m3渣/103m3污水</p>

81、<p>　　當柵渣量>0.2m3/h則應采用機械清渣</p><p>　　4.1.1 粗格柵設計</p><p><b>　　KZ=1.3</b></p><p>　　Qmax=0.39 m3/s</p><p>　　QP= Qmax/ K=0.3 m3/s</p><p>&

82、lt;b>　　B1==1.25</b></p><p><b>　　(1)每日柵渣量：</b></p><p>　　W= 代入數據得：</p><p>　　——最大設計流量，；</p><p><b>　　——柵渣量，?。?lt;/b></p><p>

83、　　——總變化系數，取1.5。</p><p>　　因為每日柵渣量2.59 m3>0.2m3所以采用機械清渣方案，安裝傾斜角為80°。</p><p><b>　　(2)柵前水深：</b></p><p><b>　　h==0.625m</b></p><p><b>　　

84、(3)柵條間隙數</b></p><p>　　代入數據得：n=25.8 n取整數26</p><p>　　式中： ——柵條間隙數目；</p><p>　　——最大設計流量，；</p><p>　　——格柵傾角，，度，一般為50º~70º，機械格柵傾角較人工格柵大，普遍為60º~90º

85、；取80°；</p><p><b>　　——柵前水深， </b></p><p>　　——柵條間隙，取0.04m；</p><p>　　——過柵流速，取0.6m/s。</p><p><b>　　(4)格柵寬度：B</b></p><p>　　代入數據得： B=2

86、.04m</p><p>　　式中：——柵條的建筑寬度，m；</p><p>　　——柵條寬度，取0.04m</p><p>　　——柵條間隙，取0.04m</p><p><b>　　——柵條間隙數目。</b></p><p><b>　　(5)過柵水頭損失</b><

87、/p><p><b>　　代入數據得：</b></p><p>　　式中： ——形狀系數；</p><p><b>　　——柵條寬度，m；</b></p><p><b>　　——柵條間隙，m；</b></p><p>　　——過柵流速，m/s；</

88、p><p>　　——重力加速度，9.8m2/s；</p><p>　　——考慮由于污物的堵塞，格柵阻力增大的系數，工程上一般取3。</p><p>　　因柵條為銳角四邊形狀系數，。</p><p>　　（6）則柵后槽總高度為：</p><p>　　代入數據得：H=1.0m</p><p>　　

89、——柵前渠道起高，m，一般取0.3m </p><p><b>　?。?）柵槽總長度：</b></p><p>　　代入數據得：L=3.39m</p><p>　　進水渠道漸寬部分長度： </p><p><b>　　代入數

90、據得：</b></p><p>　　渠道與出水渠道連接處的漸窄部分長度</p><p><b>　　代入數據得：</b></p><p>　　H1=h+h2=0.925m</p><p>　　式中： H1——柵前槽高，m，H1＝h+h2； l1——進水渠道漸寬部分長度，m，l1＝（B-B

91、1）/2tgα1； α1——進水渠道漸寬部分展開角度，一般可采用20°； B1——進水渠道寬度，m， l2——柵槽與出水渠道連接渠的漸縮長度，m，l2＝l1/2</p><p>　　4.1.2細格柵的計算：</p><p><b>　　=1.3</b></p><p>　　=0.

92、39 m3/s</p><p>　　/ =0.3 m3/s</p><p><b>　　==1.25</b></p><p><b>　　（1）每日柵渣量：</b></p><p>　　= 代入數據得：/d</p><p>　　式中： ——最大設計流量，；</p&g

93、t;<p><b>　　——柵渣量，?。?lt;/b></p><p>　　——總變化系數，取1.5。</p><p>　　因為每日柵渣量2.59 m3>0.2m3所以采用機械清渣方案，安裝傾斜角為80°。</p><p>　?。?）格柵的間隙數（n）</p><p>　　n＝＝33 代入

94、數據得： 取26</p><p>　　式中： Qmax——最大設計流量，m3/s；α——格柵安置的傾角，度，一般為50º~70º，機械格柵傾角較人工格柵大，普遍為60º~90ºh——柵前水深，m， v——過柵流速，m/s，取0.6m/s；b——柵條凈間隙，m，取20mm </p><p>　?。?）格柵的建筑寬度（B）：</p&g

95、t;<p>　　B=S(n-1)+bn(m) 代入數據得：B=3.08m</p><p>　　式中：b——柵條凈間隙，m，取20mm</p><p>　　S－柵條寬度，m?取40mm</p><p><b>　　(4)過柵水頭損失</b></p><p><b>　　代入數據得：</b&g

96、t;</p><p>　　式中： ——形狀系數；</p><p>　　——柵條寬度，取40mm；</p><p>　　——柵條間隙，取20mm；</p><p>　　——過柵流速，取0.6m/s；</p><p>　　——重力加速度，9.81m2/s；</p><p>　　——考慮由于污物的堵塞

97、，格柵阻力增大的系數，工程上一般取3。</p><p>　　因柵條為銳角四邊形狀系數，。</p><p>　?。?）柵后槽的總高度H:</p><p>　　H=h+h1+h2(m) 代入數據得：H=1.225m</p><p>　　式中： h2—柵前渠道起高，m，一般取0.3m</p><p>　　（

98、5）柵槽總長度（L）：</p><p>　　L＝l1+l2+1.0+0.5+H1/tgα（m）</p><p>　　進水渠道漸寬部分長度：</p><p>　?。?B-B1)/2tgα1（m）代入數據得m</p><p>　　渠道與出水渠道連接處的漸窄部分長度</p><p><b>　　代入數據得：<

99、/b></p><p>　　H1=h+h2=0.925m </p><p>　　代入數據得：L=4.9m</p><p>　　式中： H1——柵前槽高，m，H1＝h+h2；l1——進水渠道漸寬部分長度，m，l1＝（B-B1）/2tgα1；α1——進水渠道漸寬部分展開角度，一般可采用20°；B1——進水渠道寬度，m，取2m；l2——柵

100、槽與出水渠道連接渠的漸縮長度，m，l2＝l1/2。</p><p>　　4.2污水泵房的設計</p><p><b>　　4.2.1一般規(guī)定</b></p><p>　?。?）應根據遠近期污水量，確定污水泵站的規(guī)模，泵站設計流量一般與進水管設計流量相同；</p><p>　?。?）應明確泵站是一次建成還是分期建設，是永久

101、性還是半永久性，以決定其標準和設施。</p><p>　　（3）根據污水經泵站抽升后，出口入河道、灌渠還是進處理廠處理來選擇合適的泵站位置；</p><p>　?。?）污水泵站的集水池與機器間在同一構筑物內時，集水池和機器間須用防水隔器間要保持的施工距離，其中集水池多為圓形，機器間多為方形；</p><p>　?。?）泵站構筑物不允許地下水滲入，應設有高出地下水位0

102、.5米的防水措施。</p><p><b>　　4.2.1選泵</b></p><p>　　1. 污水泵站選泵應考慮因素</p><p>　　(1)選泵機組泵站泵的總抽升能力，應按進水管的最大時污水量計，并應滿足最大充滿度時的流量要求；</p><p>　　(2)盡量選擇類型相同（最多不超過兩種型號）和口徑相同的水泵，以

103、便維修，但還須滿足低流量時的需求；</p><p>　　(3)由于生活污水，對水泵有腐蝕作用，故污水泵站盡量采用污水泵，在大的污水泵站中，無大型污水泵時才選用清水泵。</p><p><b>　　2.具體計算</b></p><p>　　泵站選用集水池與機器間合建式的圓形泵站。</p><p><b>　　(1

104、)流量的確定</b></p><p>　　Qmax=390L/s</p><p>　　本設計擬定選用4臺泵（3用1備），則每臺泵的設計流量為：</p><p>　　H=H靜+2.0+（0.5～1.0）</p><p>　　式中：2.0——水泵吸水喇叭口到沉砂池的水頭損失；0.5～1.0——自由水頭的估算值，取為1.0；H靜——

105、水泵集水池的最低水位H1與水泵出水水位H2之差</p><p>　　H靜=H2-H1=13.38-2.63=10.75m</p><p><b>　　則水泵揚程為：</b></p><p>　　H=H靜+2.0+1.0=10.75+2.0+1.0=13.75m 取14m</p><p><b>　　3.選泵

106、</b></p><p>　　由Q=130L/s，H=14m，可查手冊得：選用20PWL型立式污水泵，</p><p><b>　　4.3沉砂池</b></p><p>　　沉砂池的作用是通過重力沉淀的方法去除廢水中所攜帶的泥砂。一般設在泵站、沉淀池前，保護水泵和管道免受磨損，防止管道發(fā)生堵塞現象，提高后續(xù)工序產出的污泥中有機物質的

107、含量，以利于進一步對污泥加以利用，增大后續(xù)構筑物的有效容積，延長設備使用壽命。</p><p>　　綜合考慮，采用平流式沉砂池。平流式沉砂池是最常用的一種沉砂池，其構造簡單，處理效果好，易于排除泥砂。從結構上看類似一個加深加寬的明渠，污水在沉砂池內水平方向流動，在池的兩段，設有閘板以控制水流。沉砂池下部聚集沉砂，池底設1～2個貯砂斗，下接帶閘閥的排砂管，沉砂池可分為兩格設計，當污水流量較小時，可單格進行工作，一用

108、一備；當污水流量較大時，可兩格同時進行工作。</p><p><b>　　4.3.1設計參數</b></p><p>　　最大流速為0.3m3/s，最小流速為0.15m3/s</p><p>　　最大流量時，停留時間不小于30s，一般采用30～60s</p><p>　　有效水深應大于1.20m，一般采用0.25～1.0

109、0m，每格寬度不宜小于0.60m</p><p>　　進水部應采用消能和整流措施，應設置進水閘門控制流量。</p><p><b>　　4.3.2設計計算</b></p><p>　?。?）沉砂池池長（L）和：</p><p><b>　　代入數據得：</b></p><p>

110、;　　式中： v——最大設計流量時的流速，m/s，取0.28m/s；t——最大設計流量時的流過時間，s，取60s。</p><p>　　（2）過水斷面面積（A）</p><p><b>　　代入數據得： </b></p><p>　　式中： Qmax——最大設計流量，m3/s。</p><p><b

111、>　?。?）池寬（B）：</b></p><p><b>　　代入數據得:</b></p><p>　　式中： h2—設計有效水深，一般采用0.25～1.00m。取</p><p>　?。?）沉砂池容積（）</p><p><b>　　代入數據得：</b></p>

112、<p>　　式中： ——城市污水沉砂量，一般取0.03；</p><p>　　——清除沉砂池的間隔時間，d，取2d；</p><p>　　——生活污水流量總變化系數，取1.3</p><p>　?。?）沉砂斗各部分尺寸計算：</p><p>　　設斗底寬斗壁與水平面傾角60°斗高</p><p

113、><b>　　沉砂斗上口寬</b></p><p><b>　　代入數據得：</b></p><p><b>　　沉砂斗容積</b></p><p>　　V0= 代入數據得：</p><p><b>　　——貯砂斗高度，m</b></p&

114、gt;<p>　　——分別為貯砂斗下口和上口的面積，</p><p><b>　　貯砂室的高度：</b></p><p><b>　　代入數據得：</b></p><p><b>　　沉砂池高度（H）：</b></p><p>　　H＝h1+h2+h3（m）<

115、;/p><p>　　式中：h1—超高高度，m，取0.3m；h3—貯砂斗高度，m。</p><p>　　4.4 SBR反應池設計</p><p>　　4.4.1 參數擬定</p><p>　　L s=F/M=0.3 </p><p><b>　　反應池數N=6</b></p>&l

116、t;p>　　排除比1/m=1/4</p><p>　　安全高度/m &=0.8m</p><p>　　MLSS濃度CA=2500mg/L</p><p>　　4.4.2 反應池運行周期各工序時間計算</p><p>　?。?）曝氣時間：TA=</p><p><b>　　（2）沉淀時間：<

117、;/b></p><p><b>　　初期沉降速度</b></p><p>　　水溫10攝氏度時=7.4</p><p>　　水溫20攝氏度時 =</p><p>　　因此必要的沉淀時間為：</p><p>　　水溫10攝氏度時Ts=h</p><p>　　水溫20攝