活性污泥法處理含油污水工藝設計

1、 活性污泥法處理含油污水工藝設計摘要：含油廢水屬于較難處理的廢水，水質復雜且產生量大，國內外眾多學者都對此做了深入的研究，探索了一些處理方法?；钚晕勰喾ㄊ巧锾幚碇行首罡叩奶幚矸椒?，由于能確保良好的處理效果，是世界上廣泛普及的處理方法。希望通過本次設計，能夠得到處理含油廢水行之有效的活性污泥工藝，為解決含油廢水開拓新的研究課題。1 緒論1.1含油廢水的定義 含油廢水是指：含有脂(脂肪酸、皂類、脂肪、蠟等)及各種油類(礦物油、動植物油) 的廢水。含油廢水的特點是COD、BOD高，有一定的氣味和色度、易燃、易氧化分解，一般比水輕、難溶于水，含油廢水是一種量大面廣且危害嚴重的工業(yè)廢水。1.2 含油

2、廢水來源、危害及分類含油廢水的來源很廣，如石油煉油廠廢水、鐵路機務段洗油罐廢水、拆船廠的油貨輪及油輪壓艙廢水、機械切削加工的乳化油廢水以及餐飲業(yè)、食品加工業(yè)、洗車業(yè)排放的含油廢水等。含油廢水中的油類物質漂浮在水面，能阻止空氣中氧在水中的溶解，致使水體中浮游生物因缺氧而死亡，也妨礙水生植物的光合作用，從而影響水體的自凈作用，破壞水資源的利用價值。此外，水體表面的聚結油還有可能燃燒而產生安全問題。根據(jù)含油廢水來源和油類在水中的存在形式不同，可分為浮油、分散油、乳化油和溶解油四類：(1) 浮油，以連續(xù)相漂浮于水面，形成油膜或油層，其油滴粒徑較大，一般大于100nm；(2) 分散油，以微小油滴懸浮于水

3、中，經(jīng)靜置一定時間后往往變成浮油，其油滴粒徑為10100um；(3) 乳化油，水中含有表面活性劑使油成為穩(wěn)定的乳化液，油滴粒徑一般小于101xm，大部分為0.121um；(4) 溶解油，是一種以化學方式溶解的微粒分散油，油粒直徑比乳化油還要細，有時可小到幾納米。1.3 處理方法1.3.1 離心分離法離心分離法是使裝有含油廢水的容器高速旋轉而形成離心場，因油水兩相比重差的不同，油集中在中心部位，廢水則集中在靠外側的器壁上，最終達到油水分離的目的。水旋流分離技術的開發(fā)和應用始于20世紀80年代，首先在國外海上油田得到了推廣和應用，目前在世界各油田，如中東、非洲、西歐、美洲等地區(qū)的海上和陸地油田都有

4、應用，是油水分離技術發(fā)展的標志。范永平等設計開發(fā)了BKD1000新型三相離心機用于油田干化池含油廢水中油的回收，工業(yè)試驗結果取得了良好的效果。該法有體積小、質量輕、分離性能好、處理效率高、無易筍件、運行安全可靠等優(yōu)點。缺點是高流速產生的紊流容易分散油剪碎，會對含油廢水造成二次乳化；運行時，進出口必須保持較大的壓差；對排液的控制要求和運行費用都較高。1.3.2 粗粒化法利用油水兩相對聚結材料親和力的不同來進行分離。含油廢水通過粗粒化材料時，其中細小的油滴聚結成較大的油粒，從而加大上浮速度，屬二級處理。粗?；绞菍⒉牧咸畛溆诖至；b置中，當廢水通過時可以去除其中的分散油，該技術關鍵是粗?；牧希?/p>

5、料的形狀主要有纖維狀和顆粒。常用的親水性材料是在聚酰胺、聚乙烯醇、維尼綸等纖維引入酸基(磺酸基、磷酸基等)和鹽類，親油性材料主要有蠟狀球，聚烯系或聚苯乙烯系球體或發(fā)泡體，聚氨酯發(fā)泡體等，有學者認為其接觸角小于7為好。通過污水在粗?；昂笥椭榱椒植嫉淖兓瘉砼卸ǔ托Ч肮に嚳尚行?，主要評價指標為油的去除率及出水含油量。粗粒化法的原理是利用油水兩相對聚結材料親和力的不同來進行分離，將材料填充于粗?；b置中，當廢水通過時可以去除其中的分散油，此法的技術關鍵是粗粒化材料，一般認為親油耐油、水性能好的材料分離效果好。粗?；梢园?10粒徑以上的油珠完全分離，分離最佳效果可達12。在分離過程中，水中細

6、微的油粒附著在粗?；牧媳砻?，形成油膜，油膜增到一定厚度，在動力及水力的沖擊下，并拌之以風的攪動，比較大的油珠從粗?；牧媳砻婷撀湎聛?，利用油水相對密度差，以重力分離法將油珠從水中分離出來，或用吸油機將油提取出來。黃盛蓉采用聚丙烯吸油氈作粗?；瘜?，用 PWT4型油水分離裝置處理油庫含油污水，處理后出水油含量<10mg/L。粗?；ǔ偷男Ч?，與表面活性劑的存在和多少有關。微量活性劑的存在表明能抑制粗?；驳男Ч?，因而粗粒化法不適用于乳狀含油廢水的去除。粗?；o需外加化學試劑，無二次污染，設備占地面積小，基建費用較低。但用此法處理含油廢水要求進口濃度較低，因此進入設備前的含油廢水必須經(jīng)預

7、處理，否則出水油濃度較高(一般高于10mg/L)，常需再進行深度處理。1.3.3 過濾法利用顆粒介質濾床的截留及慣性碰撞、篩分、表面黏附、聚并等機理，去除水中油份，一般用于二級處理或深度處理。常見的顆粒介質濾料有石英砂、無煙煤、玻璃纖維、高分子聚合物等。經(jīng)過濾處理后，能使油含量小于質量份數(shù)。對某機車廠含油廢水先經(jīng)隔油、混凝沉淀、再經(jīng)過濾，出水各項指標均達排放標準，油去除率可達95，完全可用于有關生產車間。過濾法設備簡單、操作方便，投資費用低。但隨運行時間的增加，壓力降逐漸增大，需經(jīng)常進行反沖洗，以保證正常運行。1.3.4 膜分離法膜法是近20年來發(fā)展起來的一種新的分離技術，被稱為是“21世紀的

8、水處理技術”，主要包括微濾、超濾、納濾和反滲透，均是利用液一液分散體系中的兩相與固體膜表面親和力的不同，達到分離目的。膜法主要用于截留廢水中的乳化油和溶解油。乳化油基于油滴尺寸被膜阻止，而溶解油的被阻止則是基于膜的溶質和分子問的相互作用，膜的親水性越強，阻止游離透過的能力越強，水通量越高。含油廢水中油的存在狀態(tài)是選擇膜的首要依據(jù)膜技術的關鍵是膜和膜組件及與之相應的操作方式。常用的膜材料有乙酸纖維素系、乙烯系聚合物和共聚物、縮合中性膜材料(如聚砜等)、脂肪族和芳香族聚酰胺、聚亞酰胺等。近年來，無機陶瓷膜因其耐高溫、耐酸堿、耐腐蝕、機械強度高、使用壽命長等優(yōu)點，正得到越來越多的應用。膜組件可分為平

9、板式和管式，按操作方式的不同又可分為死端操作和錯流操作。該法的發(fā)展趨勢是各種膜處理方法(如超濾與微濾的結合)或與其他方法(如電化學法)的相互結合；另外復合膜的研究也取得了一定的進展。王農村等采用改性的PVC合金超濾膜法對油田采出水進行深度處理，其處理出水水質達到榆樹林油田特低滲透油層要求的回注水水質指標 。周健兒等以硫酸鈦、尿素為主要原料，采用均相沉淀法對Al2O3 微濾復合膜進行了納米TiO2 涂覆改性，著重考察了其影響因素，通過實驗證明了改性后的復合膜水通量提高了19 %以上。1.3.5 浮選法優(yōu)浮選法又稱氣浮法，是國內外正在深入研究與不斷推廣的一種水處理技術。該法是將空氣或其他氣體以微小

10、氣泡的形式注入水中，使氣泡與水中細小懸浮油珠及固體顆粒粘附，隨氣泡一起上浮至水面形成浮渣(含油泡沫層)，然后將油撇去，對于去除乳化油有特殊功效。根據(jù)水中形成氣泡的方式和氣泡大小的差異，浮選法可分為溶氣浮選法、誘導浮選法、電解浮選法和化學浮選法。應用于含油廢水處理較多的是加壓溶氣浮選法、葉輪浮選法、射流浮選法、混凝沉淀一氣浮法等。影響浮選分離效率的主要因素有：污水流速、進氣速度、氣泡大小及分散程度等。加入浮選劑可使浮選法的效率大大提高。浮選劑一方面具有破乳和起泡的作用；另一方面還有吸附架橋的作用，可以使膠體顆粒聚集隨氣泡一起上浮。該法的點是效果好、工藝成熟；缺點是占地面積大、藥劑用量大、產生浮渣

11、。1.3.6 吸附法吸附法是利用多孔固體吸附劑對含油廢水中的溶解油及其它溶解性有機物進行表面吸附。常用的吸附劑有活性炭、活性炭不僅對油有很好的吸附性能，而且能同時有效地吸附廢水中的其它有機物，但吸附容量有限(對油一般為3080mg/g)，且成本高，再生困難，限制了它的應用。經(jīng)吸附法處理后出水油含量可在5mg/L以下，因此吸附法一般只用于含油廢水的深度處理。徐根良等對拆船廠含油廢水進行處理，出水油含量在5mg/L以下，多數(shù)在lmg/L以下。所用吸附劑為改性膨潤土、磺化煤、廢舊活性炭、碎焦炭、有機纖維等易得原料1.3.7 凝聚法凝聚法是向廢水中投加一定比例的絮凝劑，在廢水中生成親油性的絮狀物，使微

12、水油滴吸附于其上，然后用沉降或氣浮的方法將油分去除。常用的有硫酸鋁、硫酸亞鐵、三氯化鐵、聚合氯化鋁、聚合氯化鋁等無機絮凝劑和聚丙烯酰胺、丙烯酰胺等有機絮凝劑，不同絮凝劑的pH值使用范圍不同。此法投藥量大，排渣量大，適用于處理廢水量很大，而含油量較少，濃度一般在質量份數(shù)1.0×10-4以下的乳物油或其它細小懸浮物。1.3.8 鹽析法鹽析法是向廢水中投加無機鹽類電解質。電解質對油珠擴散層的陽離子全部被趕到了吸附層中，導致雙電層破壞，油珠則變成中性，油珠間吸引力恢復而相互聚并，從而達到破乳目的。常用的電解質是鈣、鎂、鋁的鹽類，它既可中和電荷，又可轉換表面活性劑的金屬皂，使處理效果提高。鹽析

13、法投鹽量一般在l5之間，經(jīng)鹽析法處理后，出水油的含量一般大于10mg/L。但該法聚析速度慢，沉降分離時間長，設備占地面積大，而且對由表面活性劑穩(wěn)定的含油乳狀液的處理效果不好。1.3.9 電解法電解法包括電解凝聚吸附法和電解浮上法。電解凝聚吸附是利用溶解性電極電解乳化油廢水。從溶解性陽極(Fe或A1)溶解出金屬離子，金屬離子發(fā)生水解作用生成氫氧化物吸附、凝聚乳化油和溶解油，然后沉降除去油分。此法主要適用用于機加工工業(yè)中冷卻潤滑液在化學絮凝后的二級處理。電解凝聚吸附法具有占地面積小、操作簡單、處理效果好、浮渣量相對較少等優(yōu)點，但它存在陽極金屬消耗量大、需大量鹽類作輔助藥劑、耗電量高、運行費用較高等

14、缺點，此外，對存在的陽極鈍化問題雖研究較多，但仍未根本解決。1.3.10 活性污泥法活性污泥法就是以廢水中含有的有機污染物為培養(yǎng)基，在有溶解氧的條件下，連續(xù)地培養(yǎng)活性污泥，再利用共吸附凝聚和氧化分解作用凈化廢水中有機污染物。普通活性污泥法處理系統(tǒng)由四部分組成：曝氣系統(tǒng)、二沉池、污泥回流系統(tǒng)、剩余污泥排放系統(tǒng)。以BOD表示流入水中所含的有機物，除一部分隨處理水流出外，大部分被微生物體去除。通過內源呼吸不能氧化的細胞物質成為剩余污泥。在內源呼吸中既利用細菌，即能夠直接攝取有機物的微生物，又利用包括原生動物等微型動物的捕食作用。有機物只用細菌等腐生營養(yǎng)性的微生物就能去除，但是，為了達到處理目標，原生

15、動物等動物性營養(yǎng)的微生物捕食作用的存在是不可缺少的。即所謂有機物一細菌一原生動物一微小后生動物的食物鏈存在是必要的。由于食物鏈越長能量消耗的比例就越大，其系統(tǒng)中存在的生物量也就越少。為了減輕活性污泥法剩余污泥的處理和處置的負擔，能盡量減少剩余污泥發(fā)生量的操作一直是人們所期望的。以細菌為食物的纖毛蟲類的收率約為0.5，如果纖毛蟲類在活性污泥中增殖，意味著發(fā)生的生物量以此相應的減少。1.4本設計的目的和意義 通過本次設計，了解處理含油廢水的工藝方法，掌握活性污泥法處理含油廢水的工藝流程。通過對主要處理構筑物（中格柵、污泥提升泵房、細格柵、沉沙池、曝氣池、三溝式氧化溝、二沉池等）的設計計算，得到合適

16、的構筑物尺寸。同時對各種建設費用如各構筑物基建費用、污水處理費用以及員工的福利待遇做初步概算。 含油廢水屬于較難處理的廢水，水質復雜且產生量大，國內外眾多學者都對此做了深入的研究，探索了一些處理方法?；钚晕勰喾ㄊ巧锾幚碇行首罡叩奶幚矸椒?，由于能確保良好的處理效果，是世界上廣泛普及的處理方法。希望通過本次設計，能夠得到處理含油廢水行之有效的活性污泥工藝，為解決含油廢水開拓新的研究課題。 2 工藝的選擇及確定2.1 活性污泥法的產生及發(fā)展活性污泥法是生物處理中效率最高的處理方法，由于能確保良好的處理水，是世界上廣泛普及的處理方法。1880年英國和美國雖已經(jīng)進行了把空氣吹人污水中進行凈化的實驗，

17、但是，當時活性污泥法還沒有開發(fā)。英國的Andern和Lockett證實了通過把空氣吹人生成的污泥中循環(huán)使用可以加速污水的凈化。他們于1914年把這一結果在英圍化學工程學會上發(fā)表，從而誕生了活性污泥法。1917年在英國的曼徹斯特，946 m3/d的設備及在美國的休斯敦37800 m3/d活性污泥設備開始運行。1930年前后由于認識到了活性污泥法是受微生物的作用，Mahlmano等按此計算出微生物所需要的氧量。1942年Gould等提出分段曝氣法。1944年Setter提出修正曝氣法。1945年Krauss為了抑制膨脹發(fā)表了柯勞斯流程。1951年Ulrich等提出接觸穩(wěn)定化法。這之后，又出現(xiàn)了高速

18、活性污泥法、延時曝氣法、曝氣氧化塘法、氧化溝法、純氧曝氣法、厭氣性活性污沉法和厭氣-好氣活性污泥法等。2.2 工藝特點污水處理廠采用傳統(tǒng)推流式鼓風曝氣與當今先進的三溝式氧化溝串聯(lián)工藝，使污水處理集中了傳統(tǒng) 推流式和完全混合式這兩種方法的優(yōu)點，污泥自成系 統(tǒng)，有各自不同的微生物群落。運行方式靈活，操作簡便，出水水質好且運行穩(wěn)定，同時又具有一定的脫 氮除磷功能。處理方法處理油的種類去除粒徑主要優(yōu)點主要缺點離心分離法固體油、分散油10設備占地面積小。處理效率高會對含油廢水造成二次乳化；操作費用高過濾分散油、浮華油10出水水質好，投資少，無浮渣需要經(jīng)常進行反沖洗反沖洗操作要求高膜分離溶解油、乳化油60

19、出水水質好，設備簡單操作費用高，膜清洗困難吸附溶解油10出水水質好，設備占地面積小吸附劑再生困難，投資較大浮選乳化油、油固體物10效果較好，工藝成熟占地面積大，要劑量大浮渣難處理凝聚乳化油10效果較好，工藝成熟占地面積大，要劑量大浮渣難處理電解乳化油10除油效果好耗電量大，裝置復雜鹽析乳化油10操作簡單，運行費用低設備占地面積大，藥劑用量多活性污泥法分散油、乳化油、溶解油10出水水質好，運行穩(wěn)定占地面解大，投資較大 進水二沉池三溝式氧化溝格柵平流式沉沙池污泥濃縮池出水曝氣池圖 2-1 工藝流程圖Fig. 2-1 Technology flow chart表2-1 各種工藝方法的比較

20、Table 2-1 Various process comparison3 污水廠設計說明書3.1 污水廠的設計規(guī)模污水廠的處理水量按最高日最高時流量，污水廠的日處理量為：該廠按遠期2010年一期2.6萬噸/天建設完成，污水廠主要處理構筑物擬分為二組，每組處理規(guī)模為1.3萬噸/天。這樣既可滿足近期處理水量要求，有留有空地以三期擴建之用。 遠期2.6萬噸，一期建設，計算主要按遠期計算。3.1.1 進出水水質該水經(jīng)處理以后，水質應符合國家污水綜合排放標準（GB89781996） 中的一級標準，由于進水不但含有油、BOD5，還含有大量的N、P所以不僅要求去除BOD5、油還應去除不中的N、P

21、達到排放標準。表3-1 進出水水質Table 3-1 Influence and effluence quality (mg/L)CODBOD5SSNH3-N油硫化物進水38019023849360.28出水6020201510.005該水經(jīng)處理以后，水質應符合國家污水綜合排放標準（GB89781996） 中的一級標準，由于進水不但含有油、BOD5，還含有大量的N、P所以不僅要求去除BOD5、油還應去除不中的N、P達到排放標準。3.2 處理程度的計算3.2.1 溶解性BOD5的去除率活泩污泥處理系統(tǒng)處理水中的BOD5值是由殘存的溶解性BOD5和非溶解性BOD5二者組成，而后者主要是以生物污泥的

22、殘屑為主體。活性污泥的凈化功能，是去除溶解性BOD5。因此從活性污泥的凈化功能來考慮，應將非溶解性的BOD5從處理水的總BOD5值中減去。處理水中非溶解性BOD5值可用下列公式求得：(此公式僅適用于氧化溝)BOD5=0.7×Ce·1.42(1-E-0.235 )=0.7×2×1.4×(1-E-0.235 )=13.6mg/l處理水中溶解性BOD5為20-13.66.4mg/L 3.2.2 溶解性BOD5的去除率為(190-6.4)/19×100%=96.63%3.2.3 COD的去除率 （380-60)/380×100%=8

23、4.21%3.2.4 SS的去除率 （238-20）/238×100%=91.60%3.2.5 總氮的去除率出水標準中的總氮為15mg/L，處理水中的總氮設計值取15mg/L，總氮的去除率為：(49-15)/49×100%=69.39%3.2.6 油的去除率為：(36-1)/36×100%=97.2%3.2.7 硫的出去率為： （0.28-0.005）/0.28×100%=98.2%3.3 污水處理廠構筑物設計參數(shù)3.3.1 中格柵和提升泵房（兩者合建在一起）中格柵用以截留水中的較大懸浮物或漂浮物，以減輕后續(xù)處理構筑物的負荷，用來去除那些可能堵塞水泵機組

24、駐管道閥門的較粗大的懸浮物，并保證后續(xù)處理設施能正常運行的裝置。提升泵房用以提高污水的水位，保證污水能在整個污水處理流程過程中流過 ，從而達到污水的凈化。設計參數(shù)：因為格柵與水泵房合建在一起。因此在格柵的設計中，做了一定的修改，特別是在格柵構造和外型上的設計，突破了傳統(tǒng)的“兩頭小，中間大”的設計模式，改建成長方體形狀利于均衡水流速度，有效的減少了粗格柵的堵塞。建成一座潛地式格柵，因此在本次得設計中，將不計算柵前高度，格柵高度，直接根據(jù)所選擇的格柵型號進行設計。（1）水泵處理系統(tǒng)前格柵柵條間隙，應符合下列要求：1) 人工清除 2540mm2) 機械清除 1625mm3) 最大間隙 40mm（2）

25、在大型污水處理廠或泵站前原大型格柵(每日柵渣量大于0.2m3)，一般應采用機械清渣。（3）格柵傾角一般用450750。機械格柵傾角一般為600700，（4）通過格柵的水頭損失一般采用0.080.15m。5）過柵流速一般采用0.61.0m/s。運行參數(shù)：柵前流速 0.7m/s 過柵流速 0.9m/s柵條寬度 0.01m 柵條凈間距 0.02m柵前槽寬 0.94m 格柵間隙數(shù) 36水頭損失 0.103m 每日柵渣量 0.87m3/d設計中的各參數(shù)均按照規(guī)范規(guī)定的數(shù)值來取的。(2) 提升泵房說明：1) 泵房進水角度不大于45度。2) 相鄰兩機組突出部分得間距，以及機組突出部分與墻壁的間距，應保證水泵

26、軸或電動機轉子再檢修時能夠拆卸，并不得小于0.8m。如電動機容量大于55KW 時，則不得小于1.0m，作為主要通道寬度不得小于1.2m。3) 泵站為半地下式，直徑D10m，高12m，地下埋深7m。4) 水泵為自灌式。3.3.2 細格柵和沉沙池細格柵的設計和中格柵相似.運行參數(shù)：柵前流速 0.7m/s 過柵流速 0.9m/s柵條寬度 0.01m 柵條凈間距 0.01m柵前部分長度 0.88m 格柵傾角 60o柵前槽寬 1.58m 格柵間隙數(shù) 70 （兩組）水頭損失 0.26m 每日柵渣量 1.73m3/d沉砂池設計沉砂池的作用是從污水中將比重較大的顆粒去除，其工作原理是以重力分離為基礎，故應將沉

27、砂池的進水流速控制在只能使比重大的無機顆粒下沉，而有機懸浮顆粒則隨水流帶起立。污水廠一般均應設置沉砂池，座數(shù)或分格數(shù)應不少于2座(格)，并按并聯(lián)運行原則考慮。設計流量應按分期建設考慮：(1)當污水自流進入時，應按每期的最大設計流量計算；(2)當污水為用提升泵送入時，則應按每期工作水泵的最大組合流量計算；(3)合流制處理系統(tǒng)中，應按降雨時的設計流量計算。沉砂池去除的砂粒雜質是以比重為2.65，粒徑為0.2以上的顆粒為主。污水的沉砂量可按每106m3污水沉砂量為30m3計算，其含水率為60%，容量為1500kg/m 3。貯砂斗槔容積應按2 日沉砂量計算，貯砂斗池壁與水平面的傾角不應小于55

28、6;排砂管直徑應不小于0.3m。沉砂池的超高不宜不于0.3m 。除砂一般宜采用機械方法。當采用重力排砂時，沉砂池和曬砂廠應盡量靠近，以縮短排砂管的長度。采用平流式沉砂池，具有處理效果好，結構簡單的優(yōu)點，分兩格。運行參數(shù)：沉砂池長度 7.5m 池總寬 2.4m有效水深 0.5m 貯泥區(qū)容積 0.26m3（每個沉砂斗）沉砂斗底寬 0.5m 斗壁與水平面傾角為 600斗高為 0.5m 斗部上口寬 1.1m3.3.3 氧化溝本設計采用的是三溝式氧化溝。二級處理的主體構筑物，是活性污泥的反應器，其獨特的結構使其具有脫氮除磷功能，經(jīng)過氧化溝后，水質得到很大的改善。運行參數(shù)：共建造兩組氧化溝，一組一條。氧化

29、溝尺寸 L×B=35.7×7m， 高H=3.8m給水系統(tǒng)：通過池底放置的給水管，在池底布置成六邊行，再加上中心共七個供水口，利用到職喇叭口，可以均化水流，減少對膜式曝氣管得沖刷。盡可能的提高膜式曝氣管得使用壽命。出水系統(tǒng)：采用雙邊溢流堰，在邊池沉淀完畢，出水閘門開啟，污水通過溢流堰，進行泥水分離。澄清液通過池內得排水渠，排到接觸消毒池。在排水完畢后，出水閘曝氣系統(tǒng)：采用表面機械曝氣DY325型倒傘型葉輪表面曝氣機。排泥系統(tǒng)：采用軌道式吸泥機，由于池體為氧化溝，其邊溝完成沉淀階段后，轉變?yōu)槿毖醭?，因此其回流污泥速度快，避免了污泥的膨脹。所以此工藝排泥量少，有時可以不排泥。吸泥

30、機啟動時間在該池沉淀結束時3.3.4 二沉池設計參數(shù)：設計進水量：Q=10000 m3/d （每組）表面負荷： qb范圍為1.01.5 m3/ m2·h ，取q=1.0 m3/ m2·h固體負荷： qs =140 kg/ m2·d水力停留時間（沉淀時間）：T=2.5 h堰負荷：取值范圍為1.52.9L/s·m，取2.0 L/(s·m)運行參數(shù)：沉淀池直徑 D=23m 有效水深 h2.5m池總高度 H=5.43m 貯泥斗容積 Vw706m33.3.5 污泥處理構筑物 污泥泵房（1）回流污泥泵選用LXB-900螺旋泵3臺（2用1備），單臺提升能力為

31、480m3/h，提升高度為2.0m2.5m，電動機轉速n=48r/min，功率N=55kW。（2）回流污泥泵房占地面積為9m×5.5m。（3）剩余污泥泵選兩臺，2用1備，單泵流量Q>2Qw/25.56m3/h。（4）剩余污泥泵房占地面積L×B=4m×3m。污泥濃縮池采用輻流式濃縮池，用帶柵條的刮泥機，采用靜圧排泥。設計規(guī)定及參數(shù)： 進泥含水率：當為初次污泥時，其含水率一般為95%97%;當為剩余活性污泥時，其含水率一般為99.2%99.6%。 污泥固體負荷：負荷當為初次污泥時，污泥固體負荷宜采用80120kg/(m2·d)當為剩余污泥時，污泥固體負

32、荷宜采用3060kg/(m2·d)。 濃縮時間不宜小于12h，但也不要超過24h。 有效水深一般宜為4m，最低不小于3m。運行參數(shù)：設計流量：每座1344.4kg/d，采用2座進泥濃度 10g/L 污泥濃縮時間 13h進泥含水率 99.0% 出泥含水率 96.0%池底坡度 0.08 坡降 0.16m貯泥時間 4h 上部直徑 6.2m濃縮池總高 4.36m 泥斗容積 2.8m33.4 污水處理建筑物設計計算3.4.1 泵前中格柵設計參數(shù)：設計流量Q=2.6×104m3/d=301L/s柵前流速v1=0.7m/s，過柵流速v2=0.9m/s柵條寬度s=0.01m，格柵間隙e=2

33、0mm柵前部分長度0.5m，格柵傾角=60°單位柵渣量1=0.05m3柵渣103m3污水設計計算（1）確定格柵前水深，根據(jù)最優(yōu)水力斷面公式計算得:柵前槽寬（2）柵條間隙數(shù)（3）柵槽有效寬度B=s（n-1）+en=0.01（36-1）+0.02×36=1.07m（4）進水渠道漸寬部分長度（其中1為進水渠展開角）（5）柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度（6）過柵水頭損失（h1）因柵條邊為矩形截面， 取k=3，則 =0.103mh0：計算水頭損失k：系數(shù)，格柵受污物堵塞后，水頭損失增加倍數(shù)，取k=3：阻力系數(shù)，與柵條斷面形狀有關，當為矩形斷面時=2.42（7）柵后槽總高度（H）取

34、柵前渠道超高h2=0.3m，則柵前槽總高度H1=h+h2=0.47+0.3=0.77m柵后槽總高度H=h+h1+h2=0.47+0.103+0.3=0.87（8）格柵總長度L=L1+L2+0.5+1.0+0.77/tan=0.23+0.12+0.5+1.0+0.77/tan60°=2.29m（9）每日柵渣量所以宜采用機械格柵清渣圖3-1中格柵計算草圖Fig. 3-1 Grid computing in the draft3.4.2 污水提升泵房 設計參數(shù) 設計流量：Q=301L/s，泵房工程結構按遠期流量設計泵房設計計算 采用氧化溝工藝方案，污水處理系統(tǒng)簡單，對于新建污水處理廠，工藝

35、管線可以充分優(yōu)化，故污水只考慮一次提升。污水經(jīng)提升后入平流沉砂池，然后自流通過厭氧池、氧化溝、二沉池及接觸池，最后由出水管道排入神仙溝。 各構筑物的水面標高和池底埋深見第三章的高程計算。 污水提升前水位-5.23m（既泵站吸水池最底水位），提升后水位3.65m（即格柵前水面標高）。所以，提升凈揚程Z=3.65（5.23）=8.88m3.4.3 細格柵 設計參數(shù)：設計流量Q=2.6×104m3/d=301L/s柵前流速v1=0.7m/s，過柵流速v2=0.9m/s柵條寬度s=0.01m，格柵間隙e=10mm柵前部分長度0.5m，格柵傾角=60°單位柵渣量1=0.10m3柵渣/

36、103m3污水設計計算（1）確定格柵前水深，根據(jù)最優(yōu)水力斷面公式 計算得柵前槽寬 =0.94m則柵前水深（2）柵條間隙數(shù)（取n=70）設計兩組格柵，每組格柵間隙數(shù)n=35條（3）柵槽有效寬度B2=s（n-1）+en=0.01（35-1）+0.01×35=0.69m所以總槽寬為0.69×2+0.21.58m（考慮中間隔墻厚0.2m）（4）進水渠道漸寬部分長度 （其中 為進水渠展開角）（5）柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度（6）過柵水頭損失（h1）因柵條邊為矩形截面，取k=3，則 附注： 詳圖見 CAD圖1 細格柵和平流式沉沙池3.4.4沉砂池 采用平流式沉砂池 設計參數(shù) 設

37、計流量：Q=301L/s（按2010年算，設計1組，分為2格） 設計流速：v=0.25m/s 水力停留時間：t=30s 設計計算（1）沉砂池長度： L=vt=0.25×30=7.5m （2）水流斷面積： A=Q/v=0.301/0.25=1.204m2 （3）池總寬度： 設計n=2格，每格寬取b=1.2m>0.6m，池總寬B=2b=2.4m （4）有效水深： h2=A/B=1.204/2.4=0.5m （介于0.251m之間） （5）貯泥區(qū)所需容積：設計T=2d，即考慮排泥間隔天數(shù)為2天，則每個沉砂斗容積（每格沉砂池設兩個沉砂斗，兩格共有四個沉砂斗）其中X1：城市污水沉砂量3m

38、3/105m3K：污水流量總變化系數(shù)1.5（6）沉砂斗各部分尺寸及容積： 設計斗底寬a1=0.5m，斗壁與水平面的傾角為60°，斗高hd=0.5m，則沉砂斗上口寬：沉砂斗容積： =0.5/6(2×1.1 22×1.1×0.52×0.52)=0.343（略大于V1=0.26m3，符合要求）（7）沉砂池高度：采用重力排砂，設計池底坡度為0.06，坡向沉砂斗長度為 =2.65則沉泥區(qū)高度為：h =h +0.06L =0.5+0.06×2.65=0.659m池總高度H：設超高h1=0.3m， H=h1+h2+h3=0.3+0.5+0.66=1

39、.46m（8）進水漸寬部分長度L1為: （9）出水漸窄部分長度: L3=L1=1.43m （10）校核最小流量時的流速： 最小流量即平均日流量Q平均日=Q/K=301/1.5=200.7L/s則vmin=Q平均日/A=0.2007/1.204=0.17>0.15m/s，符合要求圖3-2 沉沙池計算草圖Fig. 3-2 Draft terms settling basin附注： 詳圖見 CAD圖1 細格柵和平流式沉沙池3.4.5 曝氣池設計計算 設計參數(shù)：污泥負荷：NSA=4kgBOD5/(kgMLSS·d)；混合液污泥濃度：XA=3.0kg/m3；污水回流比RA=0.5 曝氣池

40、容積及水力停留時間計算曝氣池容積V A，m3水力停留時間 T ， h 曝氣池主要尺寸曝氣池容積為：VA =7280m3設曝氣池4 組，單組池容為 V單 1820 m3有效水深 h= 4.0m；單池有效容積采用推流式曝氣池，單池池寬 B1 = 5m；單組曝氣池總長度每組曝氣池設4個廊道，則每個廊道長度為取超高為1.0m ，則A 段曝氣池總高 H= 4.0+1.0=5.0m曝氣池進、出水系統(tǒng)計算進水管四組曝氣池每兩組合建，進水與回流污泥進入進水豎井，經(jīng)混合后經(jīng)配水渠、進水潛孔進入曝氣池。進水管設計流量管道流速 v= 0.9m/s管道過水斷面面積管徑 取進水管徑 DN1500mm校核管道流速 配水渠

41、道配水渠道流量 渠道流速 v = 0.7m/s渠道斷面面積 取渠道斷面 b×h=1.6m×1.0m；渠道取超高 1.0m ，渠道總高為 1.0 +1.0 = 2.0m進水孔進水孔過流量為Q3=Q2=1.1m3/s 孔口流速 v= 0.6m/s孔口過水斷面面積 A=Q3/v=1.1/0.6=1.83m3設進水潛孔四個，每孔過水斷面面積為 1.83/4=0.458m2 取孔口斷面b×h= 0.7m×0.7m進水豎井。 進水豎井平面尺寸為1.9m× 2.0m 出水堰及出水豎井按矩形堰流量公式計算式中 Q4 =Q3 =0.729m3 /sb 堰寬，取5

42、.0m；H 堰上水頭，m。集水槽尺寸：集水槽寬度 B=0.9Q0.4=0.9×(1.3×0.729)0.4=0.9m集水槽深度 H=h1+h2+h3+Hq式中 h1 超高，通常為200mm300mm，取0.3m ；h2 堰上水頭，0.26m ；h 3跌水高度，通常為100mm200mm，取0.2m ；Hq設計水深。=0.84m所以集水槽深度 H= 1.4+0.14+0.20+0.84=2.58m出水孔過流量 Q5=Q4=0.729m3/s孔口流速 v= 0.8m/s孔口過水斷面面積A=Q5/u=0.729/0.8=0.91m2 孔口尺寸取 0.9m×1.0m；出水

43、豎井平面尺寸 2.5m× 0.7m出水管單組曝氣池出水管設計流量 Q6=Q5=0.729m3/s管道流速 v= 1.2m/s；管道過水斷面面積 A=Q6/u=0.729/1.2=0.61m2取出水管管徑 DN = 900mm?；亓魑勰喙軓交亓魑勰嗔髁繛镼r =Q×R = 10500 0.5 5250m3/h則通至每個進水豎井的流量為2625m3 /h，即為0.729m3 /s。設污泥管流速為1.5m/s，則需污泥管道斷面面積為 取出水管管徑 DN = 500mm曝氣頭數(shù)量計算（以單組曝氣池計算）(1) 按供氧能力計算曝氣器數(shù)量 式中 h1按供氧能力所需曝氣器個數(shù)，個qc 曝

44、氣器標準狀態(tài)下，與曝氣池工作條件相似的供氧能力kgO2 /（h·個）。采用微孔曝氣器，參照有關工作手冊，工作水深4.3m ，在供風量13m3 /（h·個）時曝氣器氧利用率EA=20%，服務面積0.30.75m2 ，充氧能力qc= 0.14kgO2 /（h·個）曝氣池曝氣器數(shù)量 3.4.5 三溝式氧化溝設計計算（1） 確定設計有關參數(shù)1) 污泥齡=30天（考慮污泥得穩(wěn)定化要求）；2) 污泥含量 MLSS=4000 mg/L；3) fb=MLSS / MLVSS =0.7；4) 回流污泥含量 X1=10000 mg/L；5) 20o時反硝化速率 qD=（NO3N /

45、MLVSS）=0.02 kg/（kg·d）；6) 反硝化溫度校正系數(shù)=1.09；7) 污泥產率系數(shù)（VSS / BOD5） Y=0.6kg/（kg·d）；8) 內源呼吸速率 Kd=0.05 d-1 ；9) 剩余污泥含水率 99.2 %10) 曝氣池好氧 DO=2mg/L（2） 好氧區(qū)容積計算1) 確定水中溶解性BOD5確定出水中得溶解性BOD5出水中VSS=0.7SS=0.7×20=14 （mg/L）VSS所需得BODu=1.42×14（排放污泥中VSS所需得BODU 通常為VSS的1.42倍）VSS所需得BOD5=0.68×0.7×

46、20×1.42=13.5 mg/ L出水中得溶解性BOD5=20-13.5=6.52) 好氧區(qū)容積 V 好 =4428m3好氧水力停留時間：3) 缺氧區(qū)容積計算氧化溝生物污泥產量 =413kg/d用于細胞合成得的TNK=0.124 WV=0.124×1228=152.31（kg/d）即 TKN 中有（51.2×1000）/12000=4.3（mg/L） 用于合成故需氧化得NH4-N=20.7-5=15.7（mg/L）需還原得NO3-N=10.43反硝化速率 ： qD=0.020×1.09（15-20）=0.013缺氧區(qū)容積V 缺所以 缺氧池水力停留時間：

47、 4) 反應池總容積 5) 總水力停留時間 6) 堿度平衡計算硝化消耗堿度 ：7.14×20.7=148 （mg/L）反硝化產生堿度 ：3.57×15.7=56（mg/L）去除BOD5產生堿度：0.1（S0-Se）=0.1（150-6.5）=14（mg/L）剩余堿度=200-148+56+14=122100 （mg/L）滿足堿度需求；7) 實際需氧量計算碳化需氧量 ：D1 1.42×413=1946kg/d硝化需氧量：D2D2=4.6Q·NO=4.6×12000×20.7=1143 （/d）反硝化脫氮產氧量:D3D3=2.6NT=2.

48、6×12000×15.7=490（/d）總需氧量 ：DD= D1+ D2- D3=1949+1143-490=2599（/d）8) 標準需氧量：實際需氧量確定后，需轉化為標準狀態(tài)需氧量（R0）以選取曝氣設備。其轉化公式為： R0=RCs(20) / bCs(T)C×1.024(T-20)式中 c曝氣池溶解含量，mg/L；C s(t)標準大氣壓下，T時清水中的飽和溶解氧含量，mg/L，其取值可參照下表，本例取T=25時飽和溶解氧含量；C s(20)標準大氣壓下，20清水中的飽和溶解氧含量，mg/L；污水傳氧速率與清水傳氧速率之比，取值范圍為0.50.95，本例取=0

49、.85；b污水中飽和溶解氧與清水溶解氧含量之比，通常為0.900.97，本例取b =0.95。 9) 計算回流污泥量 氧化溝系統(tǒng)中，如果已知回流污泥的含量，就可以根據(jù) 下面簡單的質量平衡式，計算出維持MLSS的回流污泥流量，即 QX0+ Qr Xr=( Q+ Qr )X 式中 Qr 回流污泥量， m3 /d Q 污水流量， m3/d X0 進水SS含量， mg/ L Xr回流污泥含量， mg/ L X 氧化溝中NLSS含量， mg/L根據(jù)上式，可得12000×12610000×Qr=（12000+Qr）×4000Qr=7748（m3 ¤ d ）10) 剩

50、余污泥量污泥含水率 P=99.2 %剩余污泥得體積（濕污泥量）： 附注： 詳圖見 CAD圖2 三溝式氧化溝3.4.6 二沉池 該沉淀池采用中心進水，周邊出水的幅流式沉淀池，采用刮泥機。設計參數(shù)設計進水量：Q=10000 m3/d （每組）表面負荷：qb范圍為1.01.5 m3/ m2·h ，取q=1.0 m3/ m2·h固體負荷：qs =140 kg/ m2·d水力停留時間（沉淀時間）：T=2.5 h堰負荷：取值范圍為1.52.9L/s·m，取2.0 L/(s·m)設計計算（1）沉淀池面積:按表面負荷算： （2）沉淀池直徑： 有效水深為 h=q

51、bT=1.0×2.5=2.5m<4m（3）貯泥斗容積：為了防止磷在池中發(fā)生厭氧釋放，故貯泥時間采用Tw=2h，二沉池污泥區(qū)所需存泥容積： =763m3則污泥區(qū)高度為H2=Vw/A=706/417=1.7m（4）二沉池總高度： 取二沉池緩沖層高度h3=0.4m，超高為h4=0.3m則池邊總高度為h=h1+h2+h3+h4=2.5+1.7+0.4+0.3=4.9m設池底度為i=0.05，則池底坡度降為則池中心總深度為H=h+h5=4.9+0.53=5.43m（5）校核堰負荷：徑深比 堰負荷 以上各項均符合要求 附注： 詳圖見 CAD圖3二沉池3.5主要構筑物說明3.5.1 三溝式氧

52、化溝氧化溝（oxidation ditch）又稱循環(huán)曝氣池，是一種改良的活性污泥法，其曝氣池呈封閉的渠形，污水和活性污泥混合液在其中循環(huán)流動。氧化溝的水力停留時間和污泥齡較長，有機負荷很低0.050.15kgBOD5/（kgMLSS·d），實質上相當于延時曝氣活性污泥系統(tǒng)。目前常用于生物脫氮的氧化溝工藝主要有卡魯塞爾式和三溝交替工作式。這里我們采用的是三溝式，三溝交替工作式氧化溝，又稱T型氧化溝，是丹麥Kruger公司開發(fā)的生物脫氮新工藝。該系統(tǒng)由三個相同的氧化溝組建在一起作為一個單元運行，三個氧化溝之間相互連通，兩側的，兩池交替做曝氣池和沉淀池，中間的池始終進行曝氣，進水交替進入池

53、和池，出水相應從池和池引出。這樣交替的運行特點提高的曝氣池轉刷利用率，有利于生物脫氮。3.5.2 三溝交替工作式氧化溝生物脫氮的運行過程三溝交替工作式氧化溝生物脫氮的運行過程可分為6個階段階段A 污水通過分配井流入池，出水自池引出，三池的工作狀態(tài)為：池轉刷低速旋轉，維持缺氧狀態(tài)，進行反硝化和有機物的部分分解；池轉刷高速轉動，進行有機物進一步降解及NH4+-N的硝化；池轉刷停止轉動，作為沉淀池。 階段B 進水引入池，出水自池引出，池和池維持好氧狀態(tài)，池保留為沉淀池。 階段C 進水仍引入池，出水自池引出，池轉為沉淀池，完成泥水分離；池轉刷低速轉動，維持缺氧狀態(tài)。對階段B中積累的硝酸鹽進行反硝化，池

54、仍為沉淀池。 階段 D 進水引入池，出水自池引出。池與池的工作狀態(tài)正好與階段 A相反，池則與階段A相同。 階段E 池工作狀態(tài)與階段B相同，池與池的工作狀態(tài)與階段B 相反。 階段F 池工作狀態(tài)與階段C相同，池與池的工作狀態(tài)與階段C相反。從上述運行個過程可以看出，三溝交替工作式氧化溝是一個A/O生物脫氮或行污泥系統(tǒng)，可以完成有機物的降解和硝化反硝化的過程，取得良好的 BOD5 去除效果。依靠三池工作狀態(tài)的轉換，省去了活性污泥回流和混合液回流，從爾節(jié)省了點耗和基建費用。4 工程概算4.1單項構筑物工程造價4.1.1第一部分費用 第一部分費用包括建筑工程費，設備，器材，工具購置費，安裝工程費。污水廠的日處理量為2.6萬t/d表4-1為各單個構筑物工程造價見表:表4-1各構筑物造價表Table 4-1 Structures Cost Table（單位：萬元）編號名稱價格編號名稱價格1總平面圖26680/200=133.48污泥泵房61.1×2=122.22污水泵站60×2.98 = 17.889綜合樓20.3×2=40.63平流沉砂池8.8&#