小区污水处理工艺设计-毕业论文 98页

'本科毕业设计（论文）3000人小区污水处理的工艺设计燕山大学 本科毕业设计（论文）3000人小区污水处理的工艺设计学院（系）：专业：学生姓名：学号：指导教师：答辩日期： 燕山大学毕业设计(论文)任务书学院：环境与化学工程学院系级教学单位：环境工程系学号学生姓名专业班级题目题目名称3000人小区污水处理的工艺设计题目性质1.理工类：工程设计（√）；工程技术实验研究型（）；理论研究型（）；计算机软件型（）；综合型（）。2.文管类（）；3.外语类（）；4.艺术类（）。题目类型1.毕业设计（√）2.论文（）题目来源科研课题（）生产实际（）自选题目（√）主要内容1、查阅相关文献。2、利用给定的资料设计及论证污水处理厂处理废水的工艺流程。3、设计计算主要构筑物及主要设备的规格、型号、数量及工艺参数4、绘制全厂配置平面图、部分主要构筑物平、断面图详图基本要求1、调研文献，了解类似废水的处理现状2、设计计算说明书2万字3、相关翻译3000字4、设计图纸折合A01.5张参考资料1、《三废处理工程技术手册》（废水卷），化学工业出版社，20013、《环境工程设计手册》主编：魏先勋，湖南科学技术出版社，20024、《环境工作者使用手册》杨丽芬、李友琥主编，冶金工业出版社，1984、55、相关论文及网上资源6、《水污染控制工程》罗固源主编，高等教育出版社，2006周次1—2周3—4周5—7周8—15周16—18周应完成的内容收集查阅相关资料，做有关的调研工作，完成文献综述及开题报告选定设计方案，总体工艺设计确定结构尺寸，做相关的计算说明完成规定的图纸论文整理，准备答辩指导教师：职称：副教授年月日系级教学单位审批：年月日 摘要摘要　　本设计为小区污水处理的工艺设计。小区污水的主要特点是水质水量变化大，污染物浓度偏低，可生化性好，处理难度小。秦皇岛时代海岸小区污水处理厂的平均日处理水量为450m³/d。原污水的各项指标为：BOD5浓度为200mg/L，CODcr浓度为400mg/L，SS浓度为220mg/L，NH3-N浓度为30mg/L，总P浓度为6mg/L。经分析知处理该废水可采用生物接触氧化法，处理后的废水全部回用，使回用水达到城市杂用水水质标准（GB/T18920-2002），一级处理主要采用物理法，用来去除污水中的悬浮物质和有机物。二级处理主要采用生物接触氧化法，可有效去除污水中的BOD5、CODcr、NH3-N和SS。本文主要介绍了有关生物接触氧化法工艺流程的设计和计算，并对主要构筑物做了详细的说明。此工艺具有总投资少，处理效果好，工艺简单，占地面积省，运行稳定，能耗少等优点。关键词　小区污水的处理；生物接触氧化法53 0摘要AbstractThisdesignisresidentialwastewatertreatmentprocess.Themainfeaturesoftheresidentialwastewateristhatthecelleffluentqualityandquantitychanges,andlowpollutantconcentration,biodegradability,difficulttotreat.TheQinhuangdaoTimescoastaldistrictsewagetreatmentplantprocessingwaterforthe450m³/d.Therawsewageoftheindicators:theBOD5concentrationof200mg/L,theCODcrconcentrationof400mg/L,theSSconcentrationof220mg/L,theNH3-Nconcentrationof35mg/L,thetotalPconcentrationof8mg/L.Analysistoknowtodealwiththewastewatercanbebiologicalcontactoxidation,treatedwastewaterreuseall,sobacktothewaterofcitymiscellaneouswaterqualitystandards.(GB/T18920-2002),adealwiththemainphysicalmethodtoremovesuspendedmatterandorganicmatterinsewage.Secondarytreatmentistheuseofbiologicalcontactoxidationmethod,whichcaneffectivelyremovethesewageofBOD5,CODcr,NH3-NandSS.Thispaperdescribesthedesignandcalculationofthebiologicalcontactoxidationprocess,anddoadetaileddescriptionforthemainstructures.Thisprocesshastotalinvestmentofless,thetreatmenteffect,theprocessissimple,coversanareaofprovince,stableoperation,lowenergyconsumption,etc..Keywordsdistrictsewagetreatment;biologicalcontactoxidation53 目录目录摘要IAbstractII第1章绪论11.1课题背景11.2国内外现状11.3主要研究成果11.3.1A²∕O工艺11.3.2SBR工艺21.3.3CASS工艺21.3.4生物接触氧化工艺31.3.5高效厌氧UASB+短时好氧处理工艺31.3.6高速好氧滤池+接触沉淀池31.3.7以淹没式生物膜法为主的复合式生物处理法41.4发展趋势41.5存在问题51.6本章小结5第2章工艺流程的确定72.1秦皇岛概况72.1.1地理位置72.1.2水文气候72.2小区污水处理厂的设计原则72.3工程概况82.3.1设计依据92.3.2原水来源、水量及中水用途92.4工艺选择及流程953 目录2.5本章小结11第3章处理构筑物的设计计算133.1格栅133.1.1设计说明133.1.2设计计算133.2.2设计参数153.2.3设计计算153.3调节池183.3.1设计说明183.3.2设计参数183.3.3设计计算183.4配水井193.4.1设计说明203.4.2设计参数203.4.3设计计算203.5接触氧化池223.5.1设计说明223.5.2设计参数223.6二沉池283.6.1设计说明283.6.2设计参数283.6.3设计计算283.7消毒池303.7.1设计说明303.7.2设计参数303.7.3设计计算313.8集泥井323.81设计说明323.8.2设计参数3253 目录3.8.3设计计算323.9浓缩池333.9.1设计说明333.9.2设计参数333.9.3设计计算333.10脱水机房353.10.1设计说明353.10.2设计参数363.10.3设计计算363.11本章小结38第4章厂区总体布置394.1厂址选择394.1.1选择原则394.1.2厂址选择404.2平面布置的一般原则与要求404.3高程布置414.3.1布置原则414.3.2污水处理构筑物的高程计算424.3.3污泥处理构筑物的高程计算484.4设备的选型504.4.1污水提升泵的选型504.4.2污泥提升泵的选型504.4.3风机的选型514.5本章小结51结论52参考文献54致谢57附录1开题报告58附录2文献综述6453 目录附录3翻译中文70附录4翻译英文7853 第1章　绪论第1章绪论1.1课题背景小区污水主要来自居民日常生活用水，包括厕所、厨房、淋浴、盥洗等。该污水的主要成分是有机物和无机盐类，其中有机物包括纤维素、淀粉、糖类和脂肪蛋白质等；无机盐类有氯化物、硫酸盐、磷酸盐、碳酸氢盐和钠、钾、钙、镁等；还常含有大量的病原菌、病毒和寄生虫卵。总的水质特点是含氮、含硫和含磷量高，在厌氧细菌的作用下易产生恶臭。如不经处理排入水体，易使水体发生富营养化，消耗水体的溶解氧，对水体环境造成严重危害。小区污水的水质水量在不同的时间段和不同季节差别比较大，处于高峰流量时废水的有机物浓度也比较高，国内的生活污水：CODcr含量为200～500mg/l，BOD5含量为100～300mg/l，pH为6.5～7.5，SS含量为100～250mg/l，NH3-N含量为20～40mg/l，TP含量为6～9mg/l，可生化性好，处理难度小。1.2国内外现状小区污水的主要特点是BOD5/CODcr值高，基本都在0.45以上，有害无毒，可生化性好，因此生化法是处理小区污水的首选方法。国内外也都采用生化法处理小区污水，其中包括好氧处理工艺（SBR工艺、生物膜法等）、厌氧处理工艺、好氧与厌氧结合的组合工艺。现在资源与能源日益紧张，对污水的处理要求增高，单个工艺难以满足要求，好氧与厌氧联合的组合工艺越来越发挥出优势来，好氧与厌氧的组合处理工艺已成为处理小区生活污水的主要工艺之一。1.3主要研究成果1.3.1A²∕O工艺53 第1章　绪论绝氧-厌氧-好氧活性污泥（A²∕O）法运行效果稳定可靠，BOD5去除率一般可达90﹪，有较丰富的运行管理经验；鼓风机采用曝气池溶解氧来自动控制，可降低运行电费；具有较好的抗冲击负荷能力，适用中小城市水质水量变化较大的污水处理；出水水质好，能深度脱氮除磷。缺点是运行操作难度大，工程占地面积大，污泥产量较大。但由于受污泥增长的限制，除磷效果较难提高。1.3.2SBR工艺——间歇式活性污泥法，又称序批式间歇反应器（SequenceBatchReactor)。主要特征为：不设二沉池，曝气池兼有二沉池的功能；不设污泥回流设备和调节池；SVI值较低，不易发生污泥膨胀；易于维护管理，若管理得当，出水水质将优于连续式；通过对运行方式的适当调节可实现脱氮除磷，有利于污水回用；自动化程度高。该法适用于中小水量和出水水质要求较高的场合。近年来，SBR工艺发展迅速，随着仪表，自动控制与装备的发展，间歇式活性污泥法新工艺不断涌现，如CAST工艺﹑IDEA工艺﹑MSBR工艺和UNITANK工艺等。1.3.3CASS工艺——CASS(CyclicActivatedSludgeSystem)是周期循环活性污泥法的简称，又称为循环活性污泥工艺CAST(CyclicActivatedSludgetechnology)，是在SBR的基础上发展起来的，设备安装简便，施工周期短，耐水、防腐能力强，设备使用寿命长；对水质水量变化适应能力强，处理效果稳定，出水水质好；整个工艺运转操作较为简单，维修方便，处理厂内不产生污染环境的臭气和蚊萤；投资较省，处理成本低，工艺有推广应用价值。但因该工艺在国内外处于先进水平，设备自动化程度高，用微机进行操作和控制，所以对管理人员的专业水平要求很高，对设计、培训、安装、调试等工作要求也较严格。53 第1章　绪论1.3.4生物接触氧化工艺该工艺中采用推流式生物接触氧化池，处理能力大（与活性污泥法比较），占地面积小；对水质的适应性强，耐冲击负荷性能好；出水水质稳定；对有机物去除率高，产泥量少，不发生污泥膨胀，不产生滤池灰蝇；除臭方式除采用常规高空排气，另配有土壤脱臭措施。自动化程度高，运行安全可靠，维护管理方便。污水处理设备可埋设于地表以下，地表可作为绿化或其他用地，不需建房及采暖、保温。适用于宾馆、饭店、疗养院、医院；住宅小区、村庄、集镇；车站、飞机场、海港码头、船舶；工厂、矿山、部队、旅游点、风景区；与生活污水类似的各种工业有机废水。主要缺点是：布气、布水不易均匀；填料较易堵塞；目前国内塑料蜂窝等填料价格还比较贵，影响筑造费用等。1.3.5高效厌氧UASB+短时好氧处理工艺该工艺用于处理高浓度生活污水，主要特点有：由于采用高效厌氧处理装置，不必再设化粪池，从而降低造价；高效厌氧处理（UASB）在厌氧条件下将有机物转化为沼气，不需进行充氧，从而减少耗电量，节省运行费用，该工艺电耗仅为相应好氧处理电耗的1/3；好氧生物处理将40%以上的有机物转化为污泥，并且产生的污泥比阻高，难于脱水，污泥处理难度大，费用高，而厌氧生物处理产泥量仅为好氧生物处理的1/7～1/10，并且产生的少量污泥极易脱水，不需专门的脱水设备；厌氧生物处理对生活污水中的ABS表面活性剂等难降解物质能较好的去除，出水水质明显优于单纯好氧处理，同时避免了单纯好氧处理时产生的泡沫问题；如果处理后的污水全部用于灌溉，则仅厌氧处理就可以达到农灌水标准，不需进行后续短时好氧处理，既可进一步降低运行费用，又可简化运行管理。1.3.6高速好氧滤池+接触沉淀池53 第1章　绪论在高速好氧滤池内，由于使用了比表面积大，挂膜效果好的生物填料，在反应器内可以滞留较多的微生物，因此有机负荷大大提高，水力停留时间也明显降低，使反应器占地面积减少。接触沉淀池可以完全代替二沉池，出水水质优于二沉池，而出水速度的提高使反应器占地面积减少。该技术还具有运行费用低的特点[5]。1.3.7以淹没式生物膜法为主的复合式生物处理法以淹没式生物膜法为主的复合式生物处理法（生物膜/活性污泥）能有效的处理低浓度有机废水，处理流程短，组成处理单元少，出水BOD5、COD、SS和NH3-N等都远远低于国家和当地的污水排放标准，而且产生、处理、处置的剩余污泥大大减少，甚至可以实现污泥零排放，彻底消除剩余污泥对环境的二次污染问题，从而降低基建投资和运行维护费用。1.4发展趋势结合我国实际情况，参考国外先进技术和经验，我国生活污水处理工艺应符合以下几个发展方向：（1）总投资省。我国是一个发展中国家，经济发展所需的资金非常庞大，所以严格控制总投资有利于国民经济的发展。（2）运行费用低。运行费用的高低是污水处理厂能否正常运行的主要因素，是评判一套工艺好坏的主要指标。（3）占地省。我国人口众多，土地资源紧缺。土地资源是我国大多数城市发展和规划的关键因素。（4）脱氮除磷效果好。随着我国城镇人口的增多和经济的发展，水体富营养化越来越严重，污水的脱氮除磷成为水处理的迫切问题。国家《污水综合排放标准》（GB8978-1996）严格规定了磷酸盐排放标准和氨氮排放标准，且明确规定适用于所有单位。53 第1章　绪论（5）现代先进技术与环保工程的有机结合。现代先进技术，尤其是计算机技术和自控技术的出现和完善，为环保工程提供了有力的支持。目前，国外发达国家的污水处理厂几乎全部采用先进的计算机技术和自控技术，以保证污水处理厂的正常运行和合格出水。而我国在这方面还不是很完善，计算机控制和自控技术必是我国污水处理发展的大方向。1.5存在问题小区生活污水就其处理工艺而言，可以采用目前城市污水处理的成熟技术和工艺，但其自身的特点也应予考虑。小区污水流量小，可生化性好；用地紧张；管理人员专业水平不高且人数有限。运行过程中可能会存在下列问题：（1）占地面积大，影响小区规划；（2）设备太先进，管理人员专业水平要求较高，维护管理不方便；（3）污泥处理不善，导致二次污染；（4）出现污泥膨胀，影响设备的正常运行；（5）通风效果不好，产生臭气，影响居民正常生活；（6）基建投资和运行管理费用高。1.6本章小结阐述近年来小区污水处理发展的现状和未来趋势，比较国内外小区污水处理工艺的优点和不足。53 第1章　绪论53 第2章　工艺流程的确定第1章工艺流程的确定2.1秦皇岛概况2.1.1地理位置秦皇岛市位于燕山山脉东段丘陵地区与山前平原地带，地势北高南低，形成北部山区－低山丘陵区－山间盆地区－冲积平原区－沿海区。东经118°33＇－119°51＇，北纬39°24＇－40°37＇。东北接辽宁省绥中县，西北临河北省承德市，西靠唐山市的滦县、迁安，南临渤海。西南距石家庄483公里，西距首都北京280公里，距天津220公里。2.1.2水文气候秦皇岛市的气候类型属于暖温带半湿润大陆性季风气候。因受海洋影响较大，气候比较温和，春季少雨干燥，夏季温热无酷暑，秋季凉爽多晴天，冬季漫长无严寒。辖区内地势多变，但气候影响不大。（1）气温。市区全年平均气温11.2℃；平均最高气温24.2℃；历年最低气温-23.3℃；历年最高气温38.1℃；最高月平均气温26.9℃；最低月平均气温0.7℃。（2）降雨。最大日降雨量296mm；年最大降雨量1360mm；年平均降水量691.1mm；全年降雨量617.5毫米；年平均相对湿度61%；全年降雨量的60%集中在6～8月份。（3）风速风向。主导风向夏季为西南风，冬季为西北风。年平均风速1.5～2.5m/s，最大瞬时风速26m/s。2.2小区污水处理厂的设计原则53 第2章　工艺流程的确定小区污水处理厂的设计在原则上基本上与大厂是一致的，但考虑到小区污水处理系统在服务对象和流程选择上的独特性，也应考虑小区处理系统的特点。1.厂址规划（1）与服务地区的卫生防护区应有一定距离；（2）风向（不影响所服务地区和周围地区）；（3）交通运输和水电供应；（4）便于兼顾小区其他生活保障设施的统一管理。2.厂区道路和构筑物之间的间距由于小区污水处理系统选用较小的设备和构筑物，厂区交通、维修及卫生要求所需的空间相对较小。厂区内应设计充足的车辆通道，路宽设计可以以轻型载重汽车的回转半径为依据，主要构筑物之间的间距可以考虑在3～5m之间。3.污水处理设施的设计和建设必须结合小区的整体规划和特点，外观设计上要与小区建筑环境相协调，以求美观；4.在污水处理工艺选择上，力求简单实用，方便管理；5.在高程布置上应采用立体布局，尽量利用地下空间。平面布置要紧凑，以节省占地；6.污水处理厂位置应尽可能位于小区下风向，与其他建筑物有一定距离，以减少对周围环境的影响；7.设备化，定型化，模块化，施工安装方便，运行简易，设备性能稳定，适合分期建设；8.处理程度高，污泥产量少，并尽可能采用节能处理技术；9.处理构筑物对水力负荷和有机负荷适应范围大，使系统有较强的抗冲击负荷能力；10.小区的人口是逐渐增加的，因此，小区污水处理厂应按可预期的发展规划作为流量设计的基础。根据我国的情况可采用20年的处理周期[1]。2.3工程概况53 第2章　工艺流程的确定2.3.1设计依据1.业主提供的资料；2.国家污水综合排放标准（GB8978-2002）；3.生活污水处理工程设计规定（DBJ08-1971-1998）；4.室外排水设计规范（GBJ50014-2006）；5.室外给水设计规范（GBJ50013-2006）；6.城市区域环境噪声标准（GB3096-2008)；7.城市污水处理厂污水污泥排放标准（CJ3025-1993）及相关专业设计规范。2.3.2原水来源、水量及中水用途1.原水来源：小区住户生活污水。2.水量：小区人数3000人，鉴于业主未提供小区人均用水量，参考我国北方中、小城市人均用水量为：130～180L/（人.d），本项目取平均值150L/（人.d）作为核算水量的依据[2]。平均日流量为由经验公式可算得生活污水总变化系数[3]为：取生活排水量与用水量相同（DBJ08-71-98），则本项目设计最大流量为3.中水用途：经过处理后中水主要用于扫除、洗车等方面，因此要达到城市杂用水水质标准（GB/T18920-2002）[4]，主要指标如表2-1所示。4.污水进水和达标排放主要水质指标如表2-2所示。2.4工艺选择及流程通过绪论中小区污水处理各种工艺的比较，本设计选择生物接触氧化处理工艺，其工艺流程如图2-1所示[4]53 第2章　工艺流程的确定污水先经格栅截留较大悬浮物，以防止水泵或管道的堵塞，经提升泵房流入沉砂池，去除沙砾，经沉砂后的污水流入调节池，以均衡水质水量，再经配水井流入好氧生物接触氧化池，利用好氧微生物将废水中的有机物彻底氧化为CO2和水，从而使废水得以净化。生物接触氧化出水自流入二沉池，在二沉池内实现好氧微生物与废水的分离。上清液达到生活杂用水回用标准，用于扫除、洗车等。沉淀池污泥全部流至集泥井，进入浓缩池浓缩处理，浓缩后的污泥经污泥泵打入污泥脱水机房，泥饼外运。表2-1：城市杂用水水质标准（GB/T18920-2002）[4]项目厕所便器冲洗、城市绿化洗车、扫除浊度，度1510溶解性固体（mg/l）12001000悬浮性固体（mg/l）105色度，度3030臭无不快感无不快感pH值6.5～9.06.5～9.0BOD5（mg/l）1010CODcr（mg/l）5050氨氮（以N计）（mg/l）2010总硬度（以CaCO3计）（mg/l）450450氯化物（mg/l）350300阴离子合成洗涤剂（mg/l）1.00.5铁（mg/l）0.40.4锰（mg/l）0.10.1游离余氯（mg/l）管网末端水不小于0.2总大肠菌群（个/L）3353 第2章　工艺流程的确定表2-2：污水进水水质和处理后的出水水质[4]项目BOD5mg/lCODcrmg/lNH3-Nmg/lSSmg/lpH动植物油mg/l进水水质200400302206.5～9100出水水质105010106.5～93图2—1工艺流程图2.5本章小结根据本次要处理的小区污水的水质水量特点，对比各工艺，最终选择以二级生物接触氧化处理工艺为主要构筑物，再根据排放标准选定此次设计的工艺流程。53 第2章　工艺流程的确定53 第3章　处理构筑物的设计计算第1章处理构筑物的设计计算1.1格栅1.1.1设计说明格栅由一组平行的金属栅条或筛网制成，用于截留较大的悬浮物或漂浮物，减轻后续处理构筑物的负荷，使之正常运行，并对水泵起保护作用。1.1.2设计计算选用中格栅，取栅条净间隙b=15mm，栅条宽度S=0.01m，过栅流速v=0.8m/s，安装倾角α=60°。格栅计算草图如图3-1所示[5～7]图3—1格栅草图（1）确定栅前水深（h）53 第3章　处理构筑物的设计计算根据最优水力断面公式，计算得（3-1）则栅前水深h=B1/2=0.08m（2）格栅间隙数（n）（个）（3-2）（3）栅槽宽度（B）（3-3）（4）进水渠道渐宽部分长度（l1）设α1=20°（3-4）（5）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分的长度（l2）（3-5）（6）通过格栅的水头损失（h1）栅条断面为锐边矩形断面，β=2.42，k=3（3-6）（7）栅后槽总高度（H）设栅前渠道超高h2=0.3m（3-7）（8）栅槽总长度（L）设栅前水深H1=h+h2=0.08+0.3=0.38m53 第3章　处理构筑物的设计计算（3-8）（9）每日栅渣量（W）在格栅间隙为15mm的情况下，设栅渣量为0.1m3/1000m3污水（3-9）因每日栅渣量很小，所以设计为每90天进行一次人工排泥。3.2沉砂池3.2.1设计说明由于生活污水中含有部分比重较大的悬浮物，为此采用沉砂池作为去除该类无机性物质的方法，为后续二级生物处理创造较好的预处理条件。本设计选用平流式沉砂池，它具有截留无机颗粒效果好、工作稳定、结构简单和排沙方便等优点。3.2.2设计参数设计最大流量为流速v=0.20m/s停留时间t=40s[5～7]3.2.3设计计算计算草图见图3-2（1）长度（L）（3-10）（2）水流断面积（A）（3-11）（3）池总宽度（B）53 第3章　处理构筑物的设计计算设n=2格，每格宽b=0.5m（3-12）（4）有效水深（h2)（3-13）图3-2沉砂池计算草图（5）沉砂斗所需容积（V）设清除沉砂的时间间隔T=2d（3-14）式中，X——城市污水沉砂量，m3/106m3(污水），一般采用30T——清除沉砂的时间间隔，d53 第3章　处理构筑物的设计计算KZ——生活污水流量总变化系数则（6）每个沉砂斗容积（V0）设每一分格有2个沉砂斗（3-15）（7）沉砂斗各部分尺寸设斗底宽a1=0.3m，斗壁与水平面的倾角为60°，斗高=0.3m。沉砂斗上口宽：（3-16）沉砂斗容积：（3-17）满足要求。（8）沉砂室高度（h3）采用重力排沙，设池底坡度为0.06，坡向砂斗。（3-18）（9）池总高度（H）设超高h1=0.3m，则（3-19）（10）验算最小流速（vmin）在最小流量时只用一格工作，n=153 第3章　处理构筑物的设计计算（3-20）3.3调节池3.3.1设计说明调节池用于均衡水量水质，保证后续设备的正常运行。也可去除部分有机物，池内设有导流槽和污泥斗，以均衡水质水量，亦可代替初沉池的作用。3.3.2设计参数本设计日变化系数取Kd=1.3时变化系数为：设计流量为：调节池水力停留时间T=8h沉淀部分：设计平均污水量为Q=450m3/d设计最大污水量为Qmax=0.012m3/s设计调节池进出水水质指标如表3-1所示[5～7]：表3—1进出水指标项目BOD5CODcrSS进水指标（mg/L）200400220出水指标（mg/L）150324110去除率（%）1519503.3.3设计计算53 第3章　处理构筑物的设计计算（1）调节池的有效容积：（3-21）式中，n为设计调节池的数量，本设计设计调节池为1座（2）设有效水深h=3.0m，超高h1=0.5m，则调节池的总高度为：H=h+h1=3.0+0.5=3.5m（3-22）（3）调节池表面积为A=V/h=259.5/3.0=86.5m2（3-23）设计调节池为方形，实际尺寸为总容积为309.26m3钢混凝结构。（4）沉淀部分①污泥体积（V）设污泥清除间隔时间为T=2d每人每日产生的污泥量为S=0.5L，则（3-24）②泥斗容积计算公式（3-25）式中，VS——泥斗容积，m3；h——泥斗高，m；——泥斗上口面积，m2；——泥斗下口面积，m2；设计调节池泥斗下口取0.4m×0.4m，上口取，污泥斗斜壁与水平面夹角为55°，则污泥斗高度为：（3-26）则调节池泥斗体积：53 第3章　处理构筑物的设计计算（3-27）3.4配水井3.4.1设计说明常见的水力配水设施有对称式、堰式和非对称式。对称式配水构造和运行操作均较简单，但占地大，管线长，而且构筑物不能过多，否则会使造价增加较多。非对称式配水也是构造和操作均较简单，缺点是水头损失大，而且在流量变化时配水均匀程度也会随之变动，误差较大。堰式配水是污水处理厂极常用的配水设施，这种配水井是利用等宽度堰上水头相等，过水流量就相等的原理来进行配水，堰可以是薄壁或厚壁的平顶堰，其优点是配水均匀误差小，不受通向构筑物管渠状况的影响，但水头损失较大。本设计选用堰式配水井[7,8]。3.4.2设计参数最大设计流量为：3.4.3设计计算计算草图如图3-4-1所示（1）进水管管径（D1）配水井进水管的设计流量为Qmax=0.012m3/s,当进水管径为D1=200mm时，查水力计算表[3]得知v=0.7m/s<1.0m/s，满足设计要求。矩形宽顶堰进水从配水井底中心进入，经等宽堰流入2个水斗再由管道接入2座后续构筑物，每座后续构筑物的分配水量为Q1=0.006m3/s。配水采用三角宽顶堰溢流堰至配水管。①堰上水头H53 第3章　处理构筑物的设计计算因单个出水溢流堰的流量为Q1=0.006m3/s，一般大于100L/s采用矩形堰，图3-4-1堰式配水井草图小于100L/s采用三角堰，本设计采用三角堰。三角形堰的流量为：（3-28）式中，M——三角形堰流量系数；H——堰上水头，m实际中，角常为直角，根据实验资料，当H=0.05～0.25m时，m0=0.396，得直角三角形薄壁堰流量公式为：（3-29）（3-30）②堰顶厚度（B）53 第3章　处理构筑物的设计计算根据有关实验资料，当2.5<<10时，属于宽顶堰。取B=0.5m，这时，满足宽顶堰的条件。（3）配水管管径（D2）设配水管管径D2=200mm，流量为Q1=0.006m3/s，查水力计算表，得知流速v=0.55m/s，1000i=4.6.（4）配水漏斗上口口径（D）按配水井内径1.5倍设计：（3-31）3.5接触氧化池3.5.1设计说明接触氧化池是主体工艺，采用悬浮性生物填料作为生物载体，以水下曝气机作为充氧手段。填料比表面积大，易挂膜，生物量大，直接投加使用，同时可以脱氮除磷。采用膜片微孔曝气器，充氧效率高，可大大节省电耗，降低运行成本，且无孔眼堵塞和沾污等问题，还能防止污水倒灌。3.5.2设计参数计算草图见图3-5设计2座接触氧化池每座接触氧化池的平均日污水量Q=450/2=225m3/d容积负荷M=1.5kg/(m3.d)接触时间t=3.0h滤料层高度H=1.5m进出水指标如表3-2[5～18，22～24]：53 第3章　处理构筑物的设计计算3.5.3设计计算（1）氧化池的有效容积（V）（3-32）式中，Q——平均日污水量，m3/dS0——进水BOD5浓度，mg/LSe——出水BOD5浓度，mg/LM——容积负荷，kgBOD5/(m3.d)，对于城市废水一般取1.0～1.8kgBOD5/(m3.d)图3-5接触氧化池计算草图表3-2进出水指标53 第3章　处理构筑物的设计计算项目BOD5CODcrNH3-NSS进水浓度（mg/L）15032430110出水浓度（mg/L）10441044去除率（%）93.386.466.6760则（2）氧化池总面积（F）取接触氧化填料层总高度H=1.5m，则（3-33）（3）每格接触氧化池的尺寸取接触氧化池格数n=2，则每格接触氧化池面积：（3-34）设计两格接触氧化池为方形共壁，尺寸为：。校核接触时间：（3-35）合格。（4）氧化池总高度（H0）取超高h1=0.5m，填料上水深h2=0.5m，填料层间隙高h3=0.3m，配水区高h4=1.5m，填料层层数m=3层，则接触氧化池总高度：（3-36）式中，h1——超高，m，h1=0.5～0.6m；h2——填料上水深，m，h2=0.4～0.5m；h3——填料层间隙高，m，h3=0.2～0.3m；h4——配水区高度，m，当采用多孔管曝气时，不进入检修者，53 第3章　处理构筑物的设计计算h4=0.5m；进入检修者，h4=1.5m；m——填料层数则氧化池总尺寸为：（5）污水在池中的实际停留时间（）则（3-37）（6）需气量采用多孔管鼓风曝气供氧，取汽水比D0=15m3/m3，则所需总空气量：（3-38）式中，D0——1m3污水需气量，m3/m3每格需气量：（3-39）采用膜片微孔曝气器，主要技术参数如表3-3[21]所示表3-3桑德膜片微孔曝气器主要技术参数项目膜片外形圆盘外径/mm接口内径/mm曝气器全高/mm质量/kg微孔数目/个微孔孔径/mm曝气量/m3/h服务面积/m2指标圆盘形24044.847.20.55300012~4.50.5~1充氧能力/kg氧利用率/%53 第3章　处理构筑物的设计计算氧动力效率/kg.kw-1.h-1进气量2m3/h时水深/m3~45~63~45~60.15~0.280.22~0.4020~2425~314.3~5.8取曝气器供气量为3.0m3/(个.h)，则每格接触氧化池需曝气器数量为：（3-40）取n=25个，布置间距为525mm（7）剩余污泥量在《生物接触氧化池设计规程》中推荐该工艺系统污泥产率为0.3～0.4kgDS/kgBOD5，含水率96％～98％。本设计中，污泥产率以Y＝0.4kgDS/kgBOD5，含水率97％。则干污泥量用下式计算：WDS=YQ(S0-Se)+(X0-Xh-Xe)Q（3-41）式中WDS——污泥干重，kg/d；Y——活性污泥产率，kgDS/kgBOD5；Q——污水量，m3/d；S0——进水BOD5值，kg/m3；Se——出水BOD5值，kg/m3；X0——进水总SS浓度值，kg/m3；Xh——进水中SS活性部分量，kg/m3；Xe——出水SS浓度值，kg/m3；。设该污水SS中60％可为生物降解活性物质，泥龄SRT取5d，则接触氧化池污泥干重：污泥体积：53 第3章　处理构筑物的设计计算（3-42）（8）校核BOD5负荷BOD5容积负荷为：（3-43）BOD5去除负荷为：（3-44）均符合设计要求。（9）填料的选择本设计采用YCDT立体弹性填料，由于该填料独特的结构形式和优良的材质工艺选择，使其具有使用寿命长、充氧性能好、耗电小、启动挂膜快、脱膜更新容易、耐高负荷冲击，处理效果显著、运行管理简便、不堵塞、不结团和价格低廉等优点。YCDT型立体填料与硬性类蜂窝填料相比，孔隙可变性大，不易堵塞；与软性类填料相比，材质寿命长，不粘连结团；与半软性填料相比，比表面积大，挂膜迅速、造价低廉。因此，该填料可确认是继各种硬性类填料、软性类填料和半软性填料后的第四代高效节能新颖填料。YCDT型立体填料材质特征如表3-4所示：结构部件材质比重断裂强力拉伸强度(MPa)连续耐热温度(℃)脆化温度(℃)耐酸碱稳定性丝条中心绳聚烯烃类(聚酰胺)0.930.95120N71.4DaN≥30≥15　　80-10080-100-15-15稳定稳定表3-4YCDT填料材质特性主要技术参数：填料单元直径：150mm丝条直径：0.35mm53 第3章　处理构筑物的设计计算安装距离：160mm成膜后重量：50～100kg/m3填料上容积负荷：2-3kgCOD/m3·d比表面积：50～300m2/m3空隙率：>99％填料安装：接触氧化池内填料安装的根数：长：n=20宽：n=20则每座接触氧化池填料安装根数：根2座接触氧化池共有填料根数：根采用悬挂支架，将填料用绳索或电线固定在支架（10cm）上，25根填料为一组，共设置64个箱体，以形成填料层。用于固定填料的支架可用塑料管焊接而成，将箱体架在槽钢上，栅孔尺寸与栅条距离与填料安装尺寸相配合。3.6二沉池3.6.1设计说明固液分离的场所，采用竖流式沉淀池，大大提高沉淀效率并有效节约占地面积。上清液自流进入接触消毒池，剩余污泥排入集泥井。3.6.2设计参数设计最大污水量为进出水指标如表3-5所示[5～7]：表3-5二沉池进出水指标项目进水(mg/L)出水(mg/L)去除率(%)SS551081.853 第3章　处理构筑物的设计计算3.6.3设计计算（1）设中心管内流速v0=0.03m/s，采用池数为n=2。则每池最大流量为：（3-45）中心管面积为：（3-46）（2）沉淀部分有效端面积（A）设表面负荷q＇=1.5m3/(m2.h)，则上升流速为：（3-47）（3）沉淀池直径（D）（3-48）（4）沉淀池有效水深（h2）设沉淀时间为，则（3-49）（5）校核池径水深比D/h2=4.4/2.16=2.04＜3（3-50）（6）校核集水槽每米出水堰的过水负荷（q0）（3-51）可见符合要求，可不另设辐射式水槽。（7）污泥体积（V）53 第3章　处理构筑物的设计计算设污泥清除间隔时间为T=2d每人每日产生的污泥量为S=0.5L，则（3-52）每池污泥体积（V1＇）（3-53）（8）池子圆截锥部分实有容积（V1）设圆锥底部直径，截锥高度为h5，截锥侧壁倾角，则（3-54）（3-55）足够容纳2d的污泥量。（9）中心管直径（d0）（3-56）（10）中心管叭口下缘至反射板的垂直距离（h3）设流过该缝隙的污水流速为，喇叭口直径为则（3-57）（11）沉淀池总高度（H）设池子超高为h1=0.3m，缓冲层高h4=0（因为泥面很低），则53 第3章　处理构筑物的设计计算（3-58）3.7消毒池3.7.1设计说明污水经过一级或二级（包括活性污泥法和生物膜法）后，水质改善，细菌含量也大幅度减少，但其绝对值仍很可观，并有存在病原菌的可能。因此，污水在排放或回用前应设置深度处理来进行消毒，本设计采用加氯消毒。3.7.2设计参数设计流量Q=450m3/d=18.75m3/h=0.0052m3/s，水力停留时间T=2.0h，设置消毒池一座[5～7,10]3.7.3设计计算（1）消毒剂的投加①加氯量的计算本设计采用液氯消毒，二级处理采用液氯消毒时投加量一般5～10mg/L，本设计采用8.0mg/L，每日加氯量为：（3-59）式中q——每日加氯量（kg/d）q0——液氯投加量（mg/L）Q——污水设计流量（m3/s）（3-60）②加氯设备液氯由真空转子加氯机加入，加氯机设计两台，一用一备，平均每小时加氯量为：（2）消毒池的尺寸本设计采用1座2廊道平流式接触消毒池，设计计算如下：53 第3章　处理构筑物的设计计算①消毒池的体积（V）（3-61）②消毒池表面积（F）消毒池有效水深取h2=2.0m，则（3-62）③消毒池池长取L=8m，每格池宽b=1.4m，长宽比为5.7消毒池总宽为：取超高为h1=0.3m，则池高为;H=h1+h2=0.3+2.0=2.3m消毒池的实际容积为：（3-63）满足有效停留时间的要求。3.8集泥井3.81设计说明污水处理系统各构筑物所产生的污泥每2d排出一次,集中到集泥井,然后再由污泥泵打到污泥浓缩池。3.8.2设计参数处理过程中产生的污泥主要来自以下几个部分[5～7,10]：调节池：Q1=3.0m3/2d=1.5m3/d，含水率为99%；二沉池：Q2=3.0m3/2d=1.5m3/d，含水率为99%总泥量Q=Q1+Q2=1.5+1.5m3/d=3.0m3/d=6.0m3/2d3.8.3设计计算53 第3章　处理构筑物的设计计算考虑各构筑物为间歇排泥，每2d总排泥量为6.0m³，集泥井总容积设计为。设集泥井有效深度为H＝3.0m，超高为0.5m，则其平面面积为设集泥井平面尺寸为2.0m×2.0m。集泥井为地下式，池顶加盖，污泥由污泥泵打入浓缩池。3.9浓缩池3.9.1设计说明采用1座重力圆形间隙式浓缩池，用带栅条的刮泥机刮泥，采用静压排泥。污泥浓缩池为间歇运行，运行周期为20d，其中污泥泵抽送污泥时间为1.0~1.5h，污泥浓缩时间为10.0h，浓缩池排水时间为2.0h。3.9.2设计参数处理废水过程中产生的污泥主要来自以下几个部分[5～7,10]：调节池：Q1=3.0m3/2d=1.5m3/d，含水率为99%；二沉池：Q2=3.0m3/2d=1.5m3/d，含水率为99%总泥量：Q=Q1+Q2=1.5+1.5m3/d=3.0m3/d=90.0m3/30d平均含水率：P0=99%固体负荷（固体通量）M一般为30~60kg/(m2·d)，取M＝30kg/(m2·d)＝1.25kg/(m2·h)浓缩时间T＝10h浓缩后污泥含水率为P＝96％3.9.3设计计算（1）浓缩后污泥体积的计算：53 第3章　处理构筑物的设计计算（3-64）式中Q——入流总污泥量，m³/30d；P0——浓缩前污泥平均含水率，％；P——浓缩后污泥含水率，％则（2）浓缩池直径的计算根据要求，浓缩池的设计横断面面积应满足：（3-67）式中Q——入流总污泥量，m³/d；C——入流固体浓度，kg/m³；M——固体通量，kg/（m2·d）入流固体浓度（C）的计算如下：（3-68）式中：浓缩后污泥的浓度：浓缩池的横断面积：（3-69）则浓缩池直径为：53 第3章　处理构筑物的设计计算（3-70）取D=6.2m（3）浓缩池高度的计算取停留时间HRT＝10h则有效高度：（3-71）取超高h1＝0.5m，缓冲区高h3＝0.5m则池壁高：（3-72）（4）污泥斗的设计取污泥斗下锥体直径为2.6m，污泥斗倾角为55º，则污泥斗的高度：污泥斗的容积：（3-73）式中H2——污泥斗的高度，m；R——浓缩池半径，m；r——污泥斗下锥体半径，m则浓缩池总高度的计算：（3-74）53 第3章　处理构筑物的设计计算（6）排水口的设计浓缩后池内上清液利用重力排放，由站内区溢流管管道排入格栅间，浓缩池设三根排水管于池壁，管径DN＝150mm，于浓缩池最高处设置一根，向下每隔1.0m，0.5m处各设置一根排水管。3.10脱水机房3.10.1设计说明污泥浓缩后，尚有96％的含水率，体积仍然很大，为了综合利用和最终处置，需对污泥作脱水处理。拟采用带式压滤机对污泥进行脱水处理。其有如下脱水特点：滤带能够回转，脱水效率高;噪声小，能源节省;附属设备少，维修方便，但必须正确使用有极高分子混凝剂形成大而强度高的絮凝。3.10.2设计参数设计30天排一次泥，工作时间为15h，则设计污泥量为浓缩后污泥含水率P＝96％脱水后污泥含水率P′＝70％[5～7]3.10.3设计计算（1）脱水后污泥体积及质量的计算脱水后污泥体积：（3-75）式中Q0——设计污泥量，即脱水前污泥量，m³/30d；P0——浓缩后污泥含水率，％；53 第3章　处理构筑物的设计计算P——脱水后污泥含水率，％则脱水后污泥质量：污泥脱水后形成的泥饼用小车运走，分离液返回处理系统前端进行处理。（2）机型选取[10]设计选用山东淄博环保工程有限公司生产的DY—500型带式压滤机，其性能参数见表3—6表3—6DY—500型带式压滤机性能参数型号处理能力（m³/h）带宽（mm）冲洗耗水（m³/h）冲洗水压（MPa）DY—5001.5~3500≥4≥0.4气压（MPa）电机功率（kW）泥饼含水率（％）质量（kg）0.3~0.51.165~754000（3）投药装置投药量：当为城市消化污泥时，常用絮凝剂的投药量分别为：氯化铁5.0％～8.0％，硫酸铝8.0％～12％，聚合氯化铁3.0％～10.0％，聚丙烯酰胺1.5‰～2.5‰。投药系统按投加聚丙烯酰胺考虑。设计投药量为2.0‰，则每排一次泥需药剂为：M×2.0‰＝900×2.0‰＝1.8kg，即需要纯度为90％的固体聚丙烯酰胺为：1.8/90％＝2.0kg调配絮凝剂溶液浓度为0.2％～0.4％，则溶液所需溶药罐的最小容积为500L。选择唐山市博大环境工程机械有限公司生产的JBR—800型溶药搅拌机，其主要技术参数见表3—7[10]表3—7JBR—800型溶药搅拌机技术参数[10]型号池径（mm）池深（mm）功率（kW）53 第3章　处理构筑物的设计计算桨叶直径（mm）JBR—800120013008000.55药液投加选用JZ—50/16型柱塞计量泵，其主要技术参数见表3—8[10]表3—8JZ—50/16型柱塞计量泵技术参数型号流量（L/h）排出压力（MPa）泵速（次/min）JZ—50/165020102电机功率（kW）进出口直径（mm）重量（kg）1.5～2.220260～3003.11本章小结本章主要对各构筑物进行了详细的设计及计算，同时根据要求选择了各设备的型号。53 第4章　厂区总体布置第4章厂区总体布置4.1厂址选择4.1.1选择原则污水处理厂厂址选择受多种条件制约，需要满足环保、卫生、防洪、地震、能源供应、交通运输、污水处理工艺和污水排放及利用的去向等方面的要求。主要原则如下[5]：（1）应尽量少占农田，选择有扩建田间的地方，为今后发展留有余地；（2）厂址必须位于给水水源下游，应建在城镇、厂区、工厂及生活区的下游和夏季主导风向的下风向，距离在300m以上；所在地地质条件要较好，必要时考虑地震、地质条件，一般建在地下水位较低，地基承载力较大，岩石无断裂带以及对工程抗震有利的地段；（3）应尽量选在交通便利的地方，以利施工运输和运行管理；（4）应尽量靠近供电电源，以利于安全运行和降低输电线路费用；（5）如处理后的污水或污泥用于农业、工业或市政时，厂址应考虑与用户靠近，或方便运输，当处理水排放时，应与收纳水体靠近；（6）应充分利用地形，应选择有适当坡度的地区，以满足污水处理构筑物高程布置的需要，减少土方工程量；（7）厂址不宜设在雨季易受水淹的低洼处，靠近水体的处理厂，应考虑不受洪水威胁。小区污水处理厂长治的选择在原则上基本上与大厂是一致的，但考虑到小区污水处理系统在服务对象和流程选择上的独特性，也应考虑小区处理系统的特点：（1）与服务地区的卫生防护区应有一定距离；53 第4章　厂区总体布置（1）风向（不影响所服务地区和周围地区）；（3）交通运输和水电供应；（4）便于兼顾小区其他生活保障设施的统一管理。（5）污水处理厂位置应尽可能位于小区下风向，与其他建筑物有一定距离，以减少对周围环境的影响；4.1.2厂址选择在设计中，由于小区的位置是固定的，为了节约投资，污水处理厂应尽量靠近小区，因此污水处理厂应建在小区附近。秦皇岛的夏季主导风向为西南风，将污水厂建在小区的东北方向，遵循主导风向下风向的原则。由于秦皇岛的冬季比较漫长，气温较低，因此，污水管及污泥管应保证足够的埋深，这里设计为地表下0.8米，以防止冻裂。4.2平面布置的一般原则与要求（1）最大限度的满足生产，管理以及设备维修的要求，按照功能分区，将功能上联系较多的设施，尽量靠近布置以便于管理，道路按区分设连通，力求人货分流运输。生产区少受外来干扰，生活区尽量放置在厂前区，使厂区总体环境美观，协调，运输联系方便。（2）设计的污水处理厂应兼顾远近期要求，顺畅，避免迂回反复，尽量减少管线的长度，降低沿程水头损失，有利于今后扩建。处理构筑物宜按流程成直线布置，受场地或地形限制不能布置成直线时，应注意扩建时构筑物间的相互衔接。（3）分期建设的水处理厂应兼顾远期需要，处理构筑物，管道和道路布置应保证原期扩建施工时，不影响正常生产。需考虑今后因用水量增加，水质标准提高或处理水恶化时，需要预留的处理构筑物，调节构筑物的位置。（4）有效利用厂区建筑面积和土地。处理构筑物布置应紧凑，但其间距应满足构筑物和管线的施工要求。53 第4章　厂区总体布置（5）滤池的操作室、二级泵房、加药间、化验室、检修间、办公室等建筑物应尽量南北向布置，尽量安排在夏季主导风向的上风向，并考虑采暖通风要求。并联运行的进水构筑物应均匀配水。（6）变电位置应设在耗电量大的构筑物附近，高压线应避免在厂内架空敷设。（7）水电气等各类管线应考虑综合布置，以免发生矛盾。统一考虑铺设于管廊和管沟，以利于维护、检修。污水和污泥管应尽量考虑重力流，力求输送管线最短。（8）各种构筑物，建筑物道路的布置应尽量按照相关的安全，卫生规范要求，保持一定间距，间距大小由构筑物性质，埋深，地质和施工条件等诸多因素综合确定。保证安全间距和通行检修的方便。满足物料运输和施工场地要求。堆砂场不可靠近滤池，卫生设施和污泥处理装置不应靠近清水池和滤池以免污染，消化池与其他构筑物间距离不小于20米，贮气罐与其他构筑物间距应根据容量大小按有关规定执行。（9）应考虑安排充分的绿化地带，新建水厂绿化面积，不宜小于水厂面积的20%。污水厂的绿化面积不宜小于全厂总面积的30%。（10）厂区布置应充分考虑安全布局，严格遵守防火，卫生等安全规范。布置应满足施工要求[5]。4.3高程布置高程布置是通过计算确定各处理构筑物标高，连接管渠的尺寸与标高，确定是否需要提升，并绘制流程图的纵断面图。4.3.1布置原则高程布置应综合考虑提升泵的扬程或进水管标高，厂区地区标高，地形，处理构筑物，排水水体各特征水位等因素来确定。一般应遵守如下原则：53 第4章　厂区总体布置（1）认真计算管道的沿程损失，局部损失，各处理构筑物计量设备及连络管渠的水头损失，考虑最大时流量，雨天流量和事故时流量的增加，并留有一定余地。还应考虑当某座构筑物停止运行时与其并联运行的其余构筑物与有关的连接管渠能通过全部流量；（2）考虑远期发展，水量增加的预留水位；（3）避免处理构筑物之间跌水等浪费水头的现象，充分利用地形高差实现自流；（4）在认真计算并留有余量的前提下，力求缩短全程水头损失及提升泵站的全扬程，以降低运行费用；（5）需要排放的处理水，是常年大多数时间里能自流排放水体。注意排放水位不一定选取水体多年最高水位。因为出现时间较短，易造成常年水头浪费，而应该取经常出现的较高水位作为排放水位，当水体高于设计排放水位时，可进行短时间的提升排放[5]。4.3.2污水处理构筑物的高程计算（1）管道系统的设计计算[19,20]需确定各管段的管径、管长，并计算各管段的水头损失。①进水管段设计流量为11.72L/s，采用200mm的管径，由管道水力学算图（不满流圆形管道）查得，充满度为0.55（最大设计充满度）时，流速为0.6m/s，坡度为0.0036。②格栅到沉砂池管段设计该管段流量为11.72L/s，采用200mm的管径，由管道水力学算图（不满流圆形管道）查得，充满度为0.55（最大设计充满度）时，流速为0.6m/s，坡度为0.0036。管道的水头损失包括沿程损失和局部损失，沿程损失的计算公式为：或（4-1）式中——管段水头损失，m；——水力坡度；L——管道长度，m；53 第4章　厂区总体布置D——管段的计算管径，m；——管中流速，m/s;——阻力系数，；g——重力加速度，9.8m/s2。则（4-2）当n=0.014时，取q为管段流量（m3/s），则：（4-3）该管段长度为L=2.5m，则该管段的沿程损失为：该段有阀门两个，，90°弯头两个，，则局部水头损失为：总水头损失为：③沉砂池到调节池管段设计该管段流量为11.72L/s，采用200mm的管径，由管道水力学算图（不满流圆形管道）查得，充满度为0.55（最大设计充满度）时，流速为0.6m/s，坡度为0.0036。该管段长度为L=3.0m，则该管段的沿程损失为：该段有阀门两个，，90°弯头两个，，则局部水头损失为：53 第4章　厂区总体布置总水头损失为：④调节池到配水井管段设计该管段流量为11.72L/s，采用200mm的管径，由管道水力学算图（不满流圆形管道）查得，充满度为0.55（最大设计充满度）时，流速为0.6m/s，坡度为0.0036。该管段长度为L=8.1m，则该管段的沿程损失为：该段有阀门两个，，90°弯头两个，，则局部水头损失为：总水头损失为：⑤配水井到接触氧化池管段设计该管段流量为11.72L/s，采用200mm的管径，由管道水力学算图（不满流圆形管道）查得，充满度为0.55（最大设计充满度）时，流速为0.6m/s，坡度为0.0036。该管段长度为，则该管段的沿程损失为：该段有阀门四个，；90°弯头6个，，则局部水头损失为：总水头损失为：53 第4章　厂区总体布置⑥接触氧化池到二沉池管段设计该管段流量为11.72L/s，采用200mm的管径，由管道水力学算图（不满流圆形管道）查得，充满度为0.55（最大设计充满度）时，流速为0.6m/s，坡度为0.0036。该管段长度为，则该管段的沿程损失为：该段有阀门四个，90°弯头四个，，则局部水头损失为：总水头损失为：⑦二沉池到消毒池管段设计该管段流量为11.72L/s，采用200mm的管径，由管道水力学算图（不满流圆形管道）查得，充满度为0.55（最大设计充满度）时，流速为0.6m/s，坡度为0.0036。该管段长度为，则该管段的沿程损失为：该段有阀门三个，；90°弯头五个，；三通一个，，则局部水头损失为：总水头损失为：53 第4章　厂区总体布置⑧消毒池到出厂管段设计该管段流量为11.72L/s，采用200mm的管径，由管道水力学算图（不满流圆形管道）查得，充满度为0.55（最大设计充满度）时，流速为0.6m/s，坡度为0.0036。该管段长度为，则该管段的沿程损失为：该段有阀门一个，；则局部水头损失为：总水头损失为：（2）污水流经各处理构筑物的水头损失见表4—1[19,20]表4—1污水流经各处理构筑物的水头损失构筑物名称水头损失(m)构筑物名称水头损失(m)格栅0.1接触氧化池2.8沉砂池0.2二沉池0.4调节池0.3消毒池0.3配水井0.2（3）污水管渠水头损失计算见表4—2[19,20]（4）污水处理构筑物高程的确定室外地坪标高为0.000m，然后根据各处理构筑物之间的水头损失推求其他构筑物的设计水面标高，从格栅到沉砂池经过提升泵提升。经计算各污水处理构筑物的设计水面标高见表4—353 第4章　厂区总体布置表4—2污水管渠水头损失名称流量(L/s)管径(mm)坡度i(‰)流速v(m/s)管长L(m)i•L∑ξΣξ(v²/2g)∑h格栅————————————————0.1格栅—沉砂池11.722000.00360.64.50.00380.660.0120.016沉砂池————————————————0.2沉砂池—调节池11.722000.00360.63.00.00450.660.0120.0165调节池————————————————0.3调节池—配水井11.722000.00360.68.10.0120.660.0120.024配水井————————————————0.2配水井—接触氧化池11.722000.00360.66.640.011.780.0330.043接触氧化池————————————————2.8接触氧化池—二沉池11.722000.00360.69.10.0141.320.0240.038二沉池————————————————0.4二沉池—消毒池11.722000.00360.610.10.0152.950.0540.06953 第4章　厂区总体布置消毒池————————————————0.3消毒池—出厂管11.722000.00360.6100.0150.10.00180.0168Σh————————————————4.523表4—3各污水处理构筑物的设计水面标高构筑物名称构筑物内水头损失(m)构筑物间水头损失(m)进水标高(m)出水标高(m)顶高(m)底高(m)格栅0.10-1.0-0.9-0.6-1.20.016沉砂池0.22.5912.3912.8912.0710.0165调节池0.32.3742.0742.874-0.6260.024配水井0.22.051.852.351.550.043接触氧化池2.81.807-0.9932.307-2.2930.038二沉池0.4-1.031-1.431-0.731-6.2510.069消毒池0.3-1.5-1.8-1.2-3.5——53 第4章　厂区总体布置4.3.3污泥处理构筑物的高程计算（1）污泥管道的水头损失沿程损失：（4-4）局部损失：（4-5）式中CH——污泥浓度系数；ξ——局部阻力系数；D——污泥管管径，m；L——污泥管道长度，m；v——污泥管道中污泥流速，m/s查表知污泥含水率为99%时，污泥浓度系数CH=90.5。由此可计算污泥管道的水头损失见表4—4[19，20]表4—4污泥管道的水头损失构筑物名称流量(L/s)管道设计参数水头损失(m)D(mm)v(m/s)L(m)hihfΣH调节池到集泥井0.0352001.029.580.0340.1160.150二沉池到集泥井0.0352001.05.00.0050.0200.025集泥井到浓缩池0.072001.017.480.0100.0690.079浓缩脱水机房池到1.0423001.05.00.0050.0200.02553 第4章　厂区总体布置（2）污泥处理构筑物的水头损失当污泥以重力流排入池体时，污泥处理构筑物的水头损失以各构筑物的出流水头计算，污泥浓缩池的水头损失一般取1.5m，调节池的水头损失一般为0.3m，二沉池的水头损失一般为0.4m。（3）污泥处理构筑物高程的确定由调节池到集泥井段计算可知，集泥井水位：由二沉池到集泥井段计算可知，集泥井水位：通过阀门将集泥井水位控制在﹣1.9m，将污泥浓缩池水位控制在4.35m，然后通过污泥提升泵将污泥从集泥井提升至浓缩池，进行污泥浓缩。即集泥井水位为﹣1.9m，浓缩池水位为4.35m。4.4设备的选型4.4.1污水提升泵的选型（1）设计参数设计流量：（2）水泵扬程的估算设经过格栅的水头损失为0.1m，进水管渠内水面标高为-1.0m，则栅后的水面标高为-1.1m。沉砂池内的有效水深为0.06m，水面标高为2.591m。则格栅与所需提升水位的高程差为：2.591－（﹣1.1）=3.691m管线水头损失：一根出水管Q1=42.19m3/h，选用管径为D=100mm的铸铁管，查《实用环境工程手册》得v=1.53m/s，1000i=50.4。设管线总长为L=10m，局部阻力系数，则出水管线水头损失为：53 第4章　厂区总体布置（4-6）设泵站内的管线水头损失为1.5m，考虑自由水头为1.0m，则水泵总扬程为：（3）水泵的选型选用80QW-50-10-3型水泵3台，2用1备，其性能见表4-5[21]4.4.2污泥提升泵的选型（1）设计参数设计污泥泵在10min内将集泥井内的污泥抽完，则流量为Q=0.6m3/min表4-580QW-50-10-3型水泵性能型号流量Q(m3/h)扬程H(m)转速n(r/min)80QW-50-10-350102840泵效率(%)功率Pm(kW)d(mm)653.015（2）扬程的估算设集泥井井底标高为-4.9m，浓缩池最高泥位为4.35m，则污泥提升泵的净扬程为4.35－（﹣4.9）=9.25m，设污泥泵富余水头2.0m，管道水头损失0.5m，则污泥泵的总扬程为：（3）泵的选型选用50QW-6-30-2.2型排污泵3台，2用1备，其性能参数见表4-6[21]表4-650QW-6-30-2.2型排污泵性能参数型号流量Q(m3/h)扬程H(m)转速n(r/min)50QW-6-30-2.26302840泵效率(%)功率Pm(kW)d(mm)302.21553 第4章　厂区总体布置4.4.3风机的选型（1）设计参数接触氧化池总需气量为：D=3375m3/d=2.34m3/min（2）风机选型选用LSR65WD型三叶罗茨鼓风机3台，2用1备，其性能参数见表4-7[21]4.5本章小结根据当地的气候及土地特点，选择适当的位置，而且要远离居民区，在下风向。根据各构筑物的平面布局确定此次设计的构筑物高程布置，进而确定设备的型号。表4-7LSR65WD型三叶罗茨鼓风机性能表（电机直联）型号口径转数n(r/min)升压进口流量Q(m3/min)kPammH2OLSR65WD145019.620002.60轴功率(kW)配套电机(380v)型号功率(kW)1.26Y90L-41.553 结论结论目前，我国在处理小区生活污水这样的低浓度且可生化性好的有机废水时，多采用生物接触氧化法进行处理。生物接触氧化法在反应器内装有填料，使反应器内污泥浓度大大高于传统的活性污泥法，污泥负荷大大提高。可达0.5kgBOD5/(m3.d)，具有承受较高有机负荷和冲击负荷的能力，且曝气时间的缩短使占地面积大大较少。且生物膜法不存在污泥膨胀之忧，操作管理方便，在国内外得到广泛应用。我国从20世纪70年代末期开始生物接触氧化法的应用研究，至今已40余年，技术已经比较成熟，使我国的生活污水处理，尤其是小区污水处理的应用得到前所未有的发展。总之，采用生物接触氧化法，既能保证良好的出水水质，又能减少占地面积降低成本，而且运行稳定，操作简单，便于管理。对于小水量的生活污水处理，生物接触氧化法有其独特的优势。53 结论53 燕山大学本科生毕业设计（论文）参考文献1罗固源.水污染控制工程[M].高等教育出版社,2006.11:35～4242侯立安.小型污水处理与回用技术及装置[M].北京:化学工业出版社,2002.12:1～353高廷耀,顾国维,周琪.水污染控制工程（上）[M].高等教育出版社,2007.3:26～2404李海,孙瑞征,陈振选等.城市污水处理技术及工程实例[M].北京:化学工业出版社,2002.5:161～2125北京水环境技术与设备研究中心,北京市环境保护科学研究院,国家城市环境污染控制工程技术研究中心.三废处理工程技术手册(废水卷）[M].北京:化学工业出版社,2000:279～7506魏先勋.环境工程设计手册(修订版)[M].长沙:湖南科学技术出版社,2002.7:251～5507崔玉川,刘振江,张绍怡等.城市污水处理厂处理设施设计计算[M].北京:化学工业出版社,2004:17～708闻德荪.工程流体力学（水力学下）[M].北京:高等教育出版社,2004.1:133～1456.韩洪军.污水处理构筑物设计与计算[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2002.4:79～939张大群.污水处理机械设备设计与应用[M].北京:化学工业出版社,2003.7:1～22610李建平.生物接触氧化法处理生活污水工程实例[J].山西建筑,2008(22):186,22511吉祝美,吕锡武.接触氧化法在中小型生活污水处理中的应用[J].净水技术,2006(03):43-4512王艺蓉.改进型生物接触氧化法在电厂生活污水处理中的应用[J].中国电力,2003(06):60-6213李亚峰,李大起,张晓宁.水解酸化-二段生物接触氧化工艺处理城市生活56 燕山大学本科生毕业设计（论文）污水[J].沈阳建筑大学学报(自然科学版),2009(06):1131-113514侯世全.生物接触氧化法处理生活污水[J].铁道劳动安全卫生与环保,2003(01):5115隋丽丽,梁文艳,吴立德等.混合填料生物接触氧化法处理生活污水的研究[J].环境科学与技术,2011.34(12):101-10416王月红,王正林,杨敏.生物接触氧化技术在生活小区污水处理中的应用[J].净水技术.2005.24(4):28-3017纪荣平,何成达,吕锡武.小区生活污水处理工艺设计及工程应用[J].电力环境保护,2003.0418韩洪军.污水处理构筑物设计与计算[M].哈尔滨:工业大学出版社,2002,148~23119严道岸.实用环境工程手册-水工艺与工程[M].北京:化学工业出版社,2002,133～18120闪红光.环境保护设备选用手册—水处理设备[M].北京:化学工业出版社,2002.4:437～47221ZHANGYafang(YunnanAluminumIndustryCo.,Ltd.,Chenggong,yunnan650502,China).ApplicationofProcessingDomesticSewagebyBio-contactOxidationTreatment[J].YunnanMetallurgy,2009(04):64-6622LIRiqing,CHENYI-hong.TheApplicationofPLC(ProgrammableLogicController)inDomesticSewageTreatmentSystem[J].Sci-TechInformationDevelopmentandEconomy,2009(36):139,14023BrijG.Naturalandconstructedwetlandforwastewatertreatment:Potentialsandproblems[J].WaterScienceandTechnology,1999(40):27-3556 致谢致谢57 致谢57 附录1开题报告附录1开题报告一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义近年来随着经济的发展和人口的不断增加，我国水污染愈加严重，水环境保护问题已成我国当务之急。小区污水属于生活污水范畴，不包含工业废水，其水质水量特征可概括为：水质水量变化较大，污染物浓度偏低，即比城市污水低，污水可生化性好，处理难度小。小区污水的处理工艺因污水的处理程度及处理后水的用途不同而不同，处理方法通常有：化粪池，一级处理，二级生物处理及生物处理后再经过滤消毒回用等。由于小区产生污水水量较小，管理者水平较低，所以在选择工艺时应尽量选择无污泥或少污泥的处理工艺，以防污泥管理不善而造成二次污染。小区污水处理技术，按其作用原理，可分为物理法，化学法和生物法三类[1]。（一）物理法污水的物理处理法，主要技术有：沉淀（重力分离），筛滤（截留），气浮，离心与旋流分离，反渗透等。相应处理设备主要有：格栅，沉砂池，沉淀池及离心机等。主要用于污水的预处理。（二）化学法污水的化学处理法主要有化学沉淀法，中和法，氧化还原法，混凝法，电解法，吸附法，离子交换法及电渗析法等。但化学法主要用于工业废水的处理，很少用于生活污水的处理。（三）生物法污水的生物处理法，是目前应用最广泛的小区污水处理方法，国内外用于处理小区污水的工艺主要有以下几种。1.SBR工艺63 附录1开题报告主要特征为：不设二沉池，曝气池兼有二沉池的功能；不设污泥回流设备和调节池；SVI值较低，不易发生污泥膨胀；易于维护管理，若管理得当，出水水质将优于连续式；通过对运行方式的适当调节可实现脱氮除磷，有利于污水回用；自动化程度高。该法适用于中小水量和出水水质要求较高的场合。近年来，SBR工艺发展迅速，随着仪表，自动控制与装备的发展，间歇式活性污泥法新工艺不断涌现，如CAST工艺﹑IDEA工艺﹑MSBR工艺和UNITANK工艺等[2-4]。2.高速好氧滤池+接触沉淀池该工艺有机负荷高，水力停留时间低，占地面积小；接触沉淀池完全代替二沉池，出水水质优于二沉池；运行费用低[3]。3.以淹没式生物膜法为主的复合式生物处理法以淹没式生物膜法为主的复合式生物处理法（生物膜/活性污泥）能有效的处理低浓度有机废水，处理流程短，组成处理单元少，出水BOD5、COD、SS和NH3-N等都远远低于国家和当地的污水排放标准，而且产生、处理、处置的剩余污泥大大减少，甚至可以实现污泥零排放，彻底消除剩余污泥对环境的二次污染问题，从而降低基建投资和运行维护费用[3]。4.CASS工艺该工艺设备安装简便，施工周期短，耐水、防腐能力强，设备使用寿命长；对水质水量变化适应能力强，处理效果稳定，出水水质好；整个工艺运转操作较为简单，维修方便，处理厂内不产生污染环境的臭气和蚊萤；投资较省，处理成本低，工艺有推广应用价值。但因该工艺在国内外处于先进水平，设备自动化程度高，用微机进行操作和控制，所以对管理人员的专业水平要求很高，对设计、培训、安装、调试等工作要求也较严格[5]。5.BAF工艺63 附录1开题报告该工艺，处理负荷高，总投资省；占地面积小，厂区布置紧凑；出水水质好；氧的传输效率高，供氧动力消耗低，处理单位污水电耗低；抗冲击性能好，受气候、水量、水质变化影响小；可建成封闭式厂房，减少对周围环境的影响；运行管理方便，便于维护；全部模块化结构，便于进行后期的改扩建。缺点是预处理要求较高，产泥量相对于活性污泥法稍大，污泥稳定性稍差。广泛用于生活污水、生活杂排水和食品（水果、蔬菜罐头、鱼肉制品）加工、酿造和造纸等工业废水处理中[2、6]。6.A/O工艺A/O工艺曝气池内设缺氧段，处理后的废水和回流的混合液从缺氧段进入曝气池，在缺氧段进行反硝化，在好氧段实现硝化作用，以达到脱氮除磷的目的[7、8]。缺点是回流量大，增加运行成本[3]。7.A²∕O工艺A²∕O法运行效果稳定可靠，BOD5去除率高，运行管理经验丰富；运行电费低；具有较好的抗冲击负荷能力，适用中小城市水质水量变化较大的污水处理；出水水质好，能深度脱氮除磷。缺点是运行操作难度大，工程占地面积大，污泥产量较大。但由于受污泥增长的限制，除磷效果较难提高[2、9]。8.生物接触氧化工艺该工艺处理能力大，占地面积小；对水质的适应性强，耐冲击负荷性能好；出水水质稳定；对有机物去除率高，产泥量少，不发生污泥膨胀，不产生滤池灰蝇[3]；自动化程度高，运行安全可靠，维护管理方便。污水处理设备可埋设于地表以下，地表可作为绿化或其他用地，不需建房及采暖、保温。适用于宾馆、饭店、疗养院、医院；住宅小区、村庄、集镇；车站、飞机场、海港码头、船舶；工厂、矿山、部队、旅游点、风景区；与生活污水类似的各种工业有机废水。主要缺点是：布气、布水不易均匀；填料较易堵塞；目前国内塑料蜂窝等填料价格还比较贵，影响筑造费用等[10-18]。根据小区污水的水质特点，从上述方法中选择最佳工艺对其处理，以达到出水要求，防止环境污染。二、研究的基本内容，拟解决的主要问题了解要处理的小区污水的水质水量特点，确定水质参数，选用最佳的处理工艺对其进行处理，完成各构筑物的设计计算、高程计算及设备的选型，以达到出水要求。并绘制全厂配置平面图、高程图及部分主要构筑物平、断面图详图。63 附录1开题报告三、研究步骤、方法及措施1.查阅相关文献，了解小区污水的水质特点及处理后的水质标准2.利用给定的资料设计及论证污水处理厂处理的废水的工艺流程3.设计计算主要构筑物及主要设备的规格、型号、数量及工艺参数4.绘制全厂配置平面图、进行高程计算并绘制高程图及部分主要构筑物平、断面图详图四、研究工作进度1—2周收集查阅相关资料，做有关的调研工作，完成文献综述及开题报告3—4周选定设计方案，做总体工艺设计5—7周确定结构尺寸，做相关的计算说明8—15周完成规定的图纸16—18周论文整理，准备答辩五、主要参考文献1严道岸.实用环境工程手册[M].北京:化学工业出版社,2002.4:96,116~1172高廷耀.水污染控制工程[M].高等教育出版社,20063李海,孙瑞征,陈振选等.城市污水处理技术及工程实例[M].北京:化学工业出版社,2002.5:146-2154殷培杰.SBR及其复合工艺在南方城市小区生活污水处理中的应用[D].中南林学院.2001:34-425董晶.处理小区生活污水CASS工艺研究[D].天津大学.2004:18-296王凯军,贾立敏.城市污水生物处理新技术开发与应用[M].北京:化学工业出版社,2002.9:138-3807冯生华.城市中小型污水处理厂的建设与管理[M].北京:化学工业出版社,2001.1:36-438杨高华.住宅小区污水脱氮的A/O/N工艺研究[D].华中科技大学.2006:15-5963 附录1开题报告9张娜,王琳.A²∕O淹没式生物膜工艺处理城镇污水的研究[J].水处理技术,2012.38(6):65-6810王洪禧,路文芳,刘俊良等.接触氧化/BAF工艺处理城市生活污水的挂膜研究[J].中国给排水.2008.24(21):70-7311李建平.生物接触氧化法处理生活污水工程实例[J].山西建筑,2008(22):186,22512隋丽丽,梁文艳等.混合填料生物接触氧化法处理生活污水的研究[J].环境科学与技术,2011.34(12):101-10413王月红,王正林,杨敏.生物接触氧化技术在生活小区污水处理中的应用[J].净水技术,2005.24(4):28-3014吉祝美,吕锡武.接触氧化法在中小型生活污水处理中的应用[J].净水技术,2006(03):43-4515纪荣平,何成达,吕锡武.小区生活污水处理工艺设计及工程应用[J].电力环境保护,2003.0416ZHANGYafang(YunnanAluminumIndustryCo.,Ltd.,Chenggong,yunnan650502,China).ApplicationofProcessingDomesticSewagebyBio-contactOxidationTreatment[J].YunnanMetallurgy,2009(04):64-6617BrijG.Naturalandconstructedwetlandforwastewatertreatment:Potentialsandproblems[J].WaterScienceandTechnology,1999(40):27-3518LIRiqing,CHENYihong.TheApplicationofPLC(ProgrammableLogicController)inDomesticSewageTreatmentSystem[J].Sci-TechInformationDevelopmentandEconomy,2009(36):139,140六、指导教师意见指导教师签字：年月日七、系级教学单位审核意见：63 附录1开题报告审查结果：□通过□完善后通过□未通过负责人签字：年月日63 附录2文献综述附录2文献综述一、课题国内外现状中国是一个水资源匮乏的国家，近年来随着经济的发展和人口的不断增加，水污染问题日趋严重。现在，我国小区的污水处理与发达国家相比尚存在一定的差距。欧美发达国家污水处理率一般都在80%以上，美国、荷兰等国家的污水处理率甚至超过90%。目前，我国正处于城镇污水处理的大发展时期，已从原始的自然处理和简单的一级处理发展到利用各种先进技术深度处理污水，并回用。处理工艺也从传统的活性污泥法、氧化沟发展到A/O、A²/O、AB、SBR(包括CASS）等多种工艺，以达到出水要求，这与美国、德国等发达国家所采用的技术与工艺几乎处在同一水平。二、研究主要成果小区生活污水主要包括厨房、洗浴、厕所废水，浓度较低，可生化性好，所以一般用生物法处理效果比较好。二级处理系统常用的有活性污泥法、A/O法、AB法、氧化沟、SBR工艺等，各种工艺适用于各种不同的原水情况和处理要求。现代小区污水处理常用的几种工艺如下。1.A²∕O工艺绝氧-厌氧-好氧活性污泥（A²∕O）法运行效果稳定可靠，BOD5去除率一般可达90﹪，有较丰富的运行管理经验；鼓风机采用曝气池溶解氧来自动控制，可降低运行电费；具有较好的抗冲击负荷能力，适用中小城市水质水量变化较大的污水处理；出水水质好，能深度脱氮除磷。缺点是运行操作难度大，工程占地面积大，污泥产量较大。但由于受污泥增长的限制，除磷效果较难提高[1]。2.SBR工艺——间歇式活性污泥法，又称序批式间歇反应器（SequenceBatchReactor)。主要特征为：不设二沉池，曝气池兼有二沉池的功能；不设污泥回流设备和调节池；SVI值较低，不易发生污泥膨胀；易于维护管理，若管理得当，出水水质将优于连续式；通过对运行方式的适当调节可实现脱氮除磷，有利于污水回用；自动化程度高。该法适用于中小水量和出水水质要求较高的场合。69 附录2文献综述近年来，SBR工艺发展迅速，随着仪表，自动控制与装备的发展，间歇式活性污泥法新工艺不断涌现，如CAST工艺﹑IDEA工艺﹑MSBR工艺和UNITANK工艺等[1、2]。3.CASS工艺——CASS(CyclicActivatedSludgeSystem)是周期循环活性污泥法的简称，又称为循环活性污泥工艺CAST(CyclicActivatedSludgetechnology)，是在SBR的基础上发展起来的，设备安装简便，施工周期短，耐水、防腐能力强，设备使用寿命长；对水质水量变化适应能力强，处理效果稳定，出水水质好；整个工艺运转操作较为简单，维修方便，处理厂内不产生污染环境的臭气和蚊萤；投资较省，处理成本低，工艺有推广应用价值。但因该工艺在国内外处于先进水平，设备自动化程度高，用微机进行操作和控制，所以对管理人员的专业水平要求很高，对设计、培训、安装、调试等工作要求也较严格[3]。4.A/O工艺厌氧-好氧活性污泥（A∕O）法的处理工艺与常规活性污泥法基本相同，不同之处是A/O工艺曝气池内设缺氧段，处理后的废水和回流的混合液从缺氧段进入曝气池，在缺氧段进行反硝化，在好氧段实现硝化作用，以达到脱氮除磷的目的。缺点是回流量大，增加运行成本[4、6]。5.高效厌氧UASB+短时好氧处理工艺该工艺用于处理高浓度生活污水，主要特点有：由于采用高效厌氧处理装置，不必再设化粪池，从而降低造价；高效厌氧处理（UASB）在厌氧条件下将有机物转化为沼气，不需进行充氧，从而减少耗电量，节省运行费用，该工艺电耗仅为相应好氧处理电耗的1/3；好氧生物处理将40%以上的有机物转化为污泥，并且产生的污泥比阻高，难于脱水，污泥处理难度大，费用高，而厌氧生物处理产泥量仅为好氧生物处理的1/7～1/10，并且产生的少量污泥极易脱水，不需专门的脱水设备；厌氧生物处理对生活污水中的ABS表面活性剂等难降解物质能较好的去除，出水水质明显优于单纯好氧处理，同时避免了单纯好氧处理时产生的泡沫问题；如果处理后的污水全部用于灌溉，则仅厌氧处理就可以达到农灌水标准，不需进行后续短时好氧处理，既可进一步降低运行费用，又可简化运行管理[5]。69 附录2文献综述6.高速好氧滤池+接触沉淀池在高速好氧滤池内，由于使用了比表面积大，挂膜效果好的生物填料，在反应器内可以滞留较多的微生物，因此有机负荷大大提高，水力停留时间也明显降低，使反应器占地面积减少。接触沉淀池可以完全代替二沉池，出水水质优于二沉池，而出水速度的提高使反应器占地面积减少。该技术还具有运行费用低的特点[5]。7.以淹没式生物膜法为主的复合式生物处理法以淹没式生物膜法为主的复合式生物处理法（生物膜/活性污泥）能有效的处理低浓度有机废水，处理流程短，组成处理单元少，出水BOD5、CODcr、SS和NH3-N等都远远低于国家和当地的污水排放标准，而且产生、处理、处置的剩余污泥大大减少，甚至可以实现污泥零排放，彻底消除剩余污泥对环境的二次污染问题，从而降低基建投资和运行维护费用[5]。8.生物接触氧化工艺该工艺处理能力大（与活性污泥法比较），占地面积小；对水质的适应性强，耐冲击负荷性能好；出水水质稳定；对有机物去除率高，产泥量少，不发生污泥膨胀，不产生滤池灰蝇；除臭方式除采用常规高空排气，另配有土壤脱臭措施。自动化程度高，运行安全可靠，维护管理方便。污水处理设备可埋设于地表以下，地表可作为绿化或其他用地，不需建房及采暖、保温。适用于宾馆、饭店、疗养院、医院；住宅小区、村庄、集镇；车站、飞机场、海港码头、船舶；工厂、矿山、部队、旅游点、风景区；与生活污水类似的各种工业有机废水。主要缺点是：布气、布水不易均匀；填料较易堵塞；目前国内塑料蜂窝等填料价格还比较贵，影响筑造费用等[5-17]。三、发展趋势：结合我国实际情况，参考国外先进技术和经验，我国生活污水处理工艺应符合以下几个发展方向：1.总投资省。我国是一个发展中国家，经济发展所需的资金非常庞大，所以严格控制总投资有利于国民经济的发展。2.运行费用低。运行费用的高低是污水处理厂能否正常运行的主要因素，是评判一套工艺好坏的主要指标。69 附录2文献综述3.占地省。我国人口众多，土地资源紧缺。土地资源是我国大多数城市发展和规划的关键因素。4.脱氮除磷效果好。随着我国城镇人口的增多和经济的发展，水体富营养化越来越严重，污水的脱氮除磷成为水处理的迫切问题。国家《污水综合排放标准》（GB8978-1996）严格规定了磷酸盐排放标准和氨氮排放标准，且明确规定适用于所有单位。5.现代先进技术与环保工程的有机结合。现代先进技术，尤其是计算机技术和自控技术的出现和完善，为环保工程提供了有力的支持。目前，国外发达国家的污水处理厂几乎全部采用先进的计算机技术和自控技术，以保证污水处理厂的正常运行和合格出水。而我国在这方面还不是很完善，计算机控制和自控技术必是我国污水处理发展的大方向。四、存在问题小区生活污水就其处理工艺而言，可以采用目前城市污水处理的成熟技术和工艺，但其自身的特点也应予考虑。小区污水流量小，可生化性好；用地紧张；管理人员专业水平不高且人数有限。运行过程中可能会存在下列问题：1.占地面积大，影响小区规划；2.设备太先进，管理人员专业水平要求较高，维护管理不方便；3.污泥处理不善，导致二次污染；4.出现污泥膨胀，影响设备的正常运行；5.通风效果不好，产生臭气，影响居民正常生活；6.基建投资和运行管理费用高。五、主要参考文献1高廷耀.水污染控制工程[M].高等教育出版社,20062赵海霞,平亚明,付敬.SBR工艺处理生活污水的实验研究[J].实验技术与管理,2009,6(5):37-403董晶.处理小区生活污水CASS工艺研究[D].天津大学,2004:18-29.4王凯军,贾立敏.城市污水生物处理新技术开发与应用[M].北京:化学工业出版社,2002.9:138-3805严道岸.实用环境工程手册[M].北京:化学工业出版社,2002.4:96,116-11769 附录2文献综述6李志建,王惠娟.A/O接触氧化法处理城市生活污水[J].工业水处理,2006(05):91-927李海,孙瑞征,陈振选等.城市污水处理技术及工程实例[M].北京:化学工业出版社,2002.5:146-2158李建平.生物接触氧化法处理生活污水工程实例[J].山西建筑,2008(22):186,2259吉祝美,吕锡武.接触氧化法在中小型生活污水处理中的应用[J].净水技术,2006(03):43-4510王艺蓉.改进型生物接触氧化法在电厂生活污水处理中的应用[J].中国电力,2003(06):60-6211李亚峰,李大起,张晓宁.水解酸化-二段生物接触氧化工艺处理城市生活污水[J].沈阳建筑大学学报(自然科学版),2009(06):1131-113512侯世全.生物接触氧化法处理生活污水[J].铁道劳动安全卫生与环保,2003(01):5113隋丽丽,梁文艳,吴立德等.混合填料生物接触氧化法处理生活污水的研究[J].环境科学与技术,2011.34(12):101-10414王月红,王正林,杨敏.生物接触氧化技术在生活小区污水处理中的应用[J].净水技术,2005.24(4):28-3015ZHANGYafang(YunnanAluminumIndustryCo.,Ltd.,Chenggong,yunnan650502,China).ApplicationofProcessingDomesticSewagebyBio-contactOxidationTreatment[J].YunnanMetallurgy,2009(04):64-6616LIRI-qing,CHENYI-hong.TheApplicationofPLC(ProgrammableLogicController)inDomesticSewageTreatmentSystem[J].Sci-TechInformationDevelopmentandEconomy,2009(36):139,14017BrijG.Naturalandconstructedwetlandforwastewatertreatment:Potentialsandproblems[J].WaterScienceandTechnology,1999(40):27-35指导教师审阅签字：69 附录2文献综述年月日69 附录3翻译中文附录3翻译中文污泥减量和水蚯蚓对废水处理工艺性能的影响摘要为了减少剩余污泥，将一个水蚯蚓反应器与一个垂直一体化氧化沟圈（IODVC）连接在一起，开发了一个新的综合废水处理系统。一个同步集成系统对污泥减量和水蚯蚓对污泥产量和质量的影响做了调查研究。在水蚯蚓反应器接种BranchnriaSowerbyi和Limnodrilns病毒后，反应器中占主导地位的蠕虫病毒是BranchnriaSowerbyi，并且在潮湿的水蚯蚓反应器中体积密度最大可达17600g/m3.这个实验中使用了两个运行模式，第一个运行模式处理剩余污泥，第二个运行模式是利用水蚯蚓反应器处理回流到IODVC的污泥。结果显示，第一个运行模式中剩余污泥的减少速率为46.4%，第二个运行模式中污泥的整体平均产率为。虽然污泥经由水蚯蚓反应器回流到IODVC，但这对IODVC中污泥的质量和特性几乎没有影响。当污泥经水蚯蚓处理过后，没有一种新型的顽固的物质还存在于上清液中被排出。实验结果还表明，污泥在粘度、电阻率、粒径和粒度分布上没有显著的变化。关键词综合废水处理系统；污泥减少；污水处理；水蚯蚓绪论活性污泥法是污水处理中应用最广泛的方法之一，然而该法会产生大量的剩余污泥，如果不妥善处理，会对社会环境和人类健康构成潜在的威胁，因此我们有必要研究和发展合适的工艺，可以同时满足污水处理和污泥处理的要求。77 附录3翻译中文近来，许多研究把重点放在了牧草的细菌引起的污泥减少上（Ratsaketal.,1993；Ratsak，1994，2001；Leeandwelander，1994，1996a，b；GhyootandVerstraete，2000；Rensinketal.,1996；RensinkandRulkens，1997；Janssenetal.,1998；Zhang，2000；LapinskiandTunnacliffe，2003；Weietal.,2003a，b）。在用显微镜观察活性污泥期间，蠕虫是观察到的最大的生物体（Eikelboom，2000），在实现污泥减量的性能上，寡毛纲的动物比原生动物得到了更多的注意（Ratsaketal.,1993；Ratsak，1994，2001；WelanderandLee，1994；Rensinketal.,1996；RensinkandRulkens，1997；Janssenetal.,1998；Zhang，2000；Weietal.,2003a，b）。在他们的观察过程中发现了不同种类的蠕虫，像仙女虫属和体虫属，但是仙女虫属和体虫只能一种占优势（Ratsak，1994，2001；Zhang，2000；Weietal.,2003a）。在好氧废水处理工艺的基础上，又开发了一个新型的蠕虫反应器，用于增强蠕虫的生长，也可以用来处理活性污泥法排放的剩余污泥（WeiandLiu，2005），或与活性污泥法相结合处理回流污泥（Weietal.,2004），尽管蠕虫在蠕虫反应器中变得很好，并且在小型的设备中取得了良好的污泥减量率（Weietal.,2003a，2004；WeiandLiu，2005），我们仍然需要对在好氧废水处理工艺中蠕虫对污泥处理的影响进行深入研究，包括流出物的质量和污泥的特性、是否有一些新型的顽固的物质随着流出物被排放到环境中去、是否活性污泥法可以运行很长一段时间不产生剩余污泥。此外，在由蠕虫诱导的污泥减量应用于实际的同时还需要做更多的实验工作。因此，本研究的目的是为污水处理和污泥处理研究和开发一种合适且清洁的工艺。一个污水处理的完整体系在北京的一个市政污水处理厂进行了测试。这个综合处理系统由一个垂直一体化氧化沟圈（IODVC）（XiaandLiu，2004）和一个水蚯蚓反应器组成。在这项研究中，水蚯蚓处理污泥的特点及其对水质的影响在该综合系统中都进行了研究。1.材料及方法1.1同时集成系统77 附录3翻译中文如图1所示的实验系统，IODCV和水蚯蚓反应器的工作部分体积分别为4.62m3和0.091m3，水蚯蚓反应器中载入了33个小容器，作为水蚯蚓的常驻区域，因为这些水蚯蚓属于无柄蠕虫。每个小容器的长宽高分别为：0.28m，0.03m，0.03m。这些容器被排列在水蚯蚓反应器中，其水平和垂直方向的间距分别为：0.06m和0.08m。因此，这些容器工作部分的总体积为0.038m3，用风机将反应器中的污泥充气混合。1.2运行条件集成系统由两个运行阶段测试。水蚯蚓反应器先处理在第一阶段氧化沟产生的剩余污泥（从开始的第一天到第101天），然后处理在第二阶段回流的污泥（从第101天到第235天）。在这235天中，水蚯蚓反应器利用蠕动泵不断地以氧化沟产生的污泥为食。IODCV氧化沟产生的污泥量为0.14m3/d，系统反应时间为30d。在水蚯蚓反应器的初级阶段，大约500g潮湿的水蚯蚓（包括BranchnriaSowerbyi和Limnodrilnssp.,两个物种）也被计算到了体积中。因此，在容器中接种的潮湿的水蚯蚓的体积密度为13158g/m3。在系统运行期间，潮湿的水蚯蚓只是用于容器的测试，因为当反应器工作时容器中几乎所有的水蚯蚓和底部的水蚯蚓不能被采样利用。在水蚯蚓反应器中的水力停留时间为15.4h，溶解氧维持在0.5～3.0mg/L，温度维持在20℃以上。77 附录3翻译中文在IODCV氧化沟中，污水的平均流量为7.2～8.4m3/d，水力停留时间为13.2～15.4h（包括沉淀池中停留的1.2～1.4h），溶解氧维持在1.0～2.5mg/L。原始废水来源于市政污水系统，经过沉砂池处理后进入IODCV氧化沟。在整个运行周期中，COD、和SS的平均含量分别为170.0±55.6mg/L、36.2±8.1mg/L、106.9±54.0mg/L，pH值为7.23～7.40。在水蚯蚓反应器中，使用风机将污泥混合和充气，因此，水蚯蚓通过捕食使污泥减少的同时，还通过内源性代谢使污泥减少。还有一批没有调查水蚯蚓内源性代谢对污泥减少做贡献的对照性实验同时进行，从IODCV氧化沟出来的污泥用于对照试验，该试验的DO、污泥停留时间、温度、pH等与水蚯蚓反应器中的污泥类似。以污泥的减少量来测定内源代谢的影响程度。1.3分析方法污水流量、污泥流量、温度、溶解氧等指标在系统运行期间是经常测量的，每周用标准的方法（APHA，1998；CEPB，2004）分析测定进出水的SS、和，MLSS和MLVSS。利用中国的华同公司生产的一种CTL-12COD仪表进行COD和SCOD的测定。用0.45um的膜过滤器过滤SCOD，用美国YSI股份有限公司生产的YSI模型52溶解氧公尺进行溶解氧的测定，水蚯蚓的湿重在把反应器中的污泥洗掉清水用滤纸洗掉后用美国新泽西州的ohaus有限公司生产的AR2140平衡仪测定，絮状物的大小由2000年Mastersizer激光粒度分析仪（莫尔矿泉水有限英国）测定，粘度由一种NDJ-1旋转粘度计（上海,中国）进行测定，电阻率根据克里斯腾森和迪克（1985）描述的方法确定。用色谱分析法（SES）来作为确定废水分子量的分析方法，SEC由一个高效液相色谱（日立、日本）开展，它包含一个二极管阵列检测器L-2450，一列烤箱L-2300和一个泵L-2130。烤箱的型号为TSK-GELG3000PWXL（7.8毫米×30.0厘米）（Tosoh公司）。洗脱液是0.004mol/L磷酸盐缓冲溶液-0.025mol/L硫酸钠，pH值为6.8。污泥是使用扫描电子显微镜（(SEM）（200年范广达电脑）检查的，样品先在2.5%的戊二醛中浸泡一夜，再在磷酸盐缓冲溶液中洗三次，然后在1%77 附录3翻译中文锇酸中浸泡2-4h，再在磷酸盐缓冲剂中洗三次。配制一系列不同浓度的酒精溶液（30%、50%、70%、85%、95%、100%）将这些样品逐步脱水,然后替换出在醋酸异戊浸泡一夜的样品。先用临界点二氧化碳（CPD030Criti卡尔点干衣机）将样品干燥处理，再溅射涂上Au/Pt（SCD005溅射涂布机），再观察电镜。污泥减少量用污泥减少曲线来测定，如下所示：(1)在这里，A——水蚯蚓反应器中的污泥减少率（%）；Xin、Xout——水蚯蚓反应器进出口处的污泥浓度，g/L。污泥减量的量用第二阶段的污泥产量进行测量，在给定时间的污泥产量计算如下所示（魏，2003a）：在这里，Y——i天的污泥变化量，（kgSS/kgCODremoved）；TSS——这i天中产生的总污泥量，kgSS；CODr——这i天的COD去除量，kgCODr；TSSn，TSSn+1，TSSw——分别为在第n天、第n+1天的污泥总产量，和i天的污泥总消耗量；Va，Vs——分别为曝气池和分离池的体积（L）；Xa，Xr——分别为曝气池和回流污泥中总悬浮固体的浓度，g/L；CODin，CODout——分别为进水和出水COD的浓度，mg/L；77 附录3翻译中文Qin——进水流量，L/h；Qw——污泥的消耗速率，L/d2.结果和讨论2.1水蚯蚓在水蚯蚓培养器中的生长情况水蚯蚓在生长的适应期被接种到水蚯蚓反应器中，被接种的水蚯蚓是BranchnriaSowerbyi和Limnodrilnssp.的混合物种，其中Limnodrilnssp.是主导物种，这些水蚯蚓的宽度和长度分别为0.1～0.4mm和3～20mm，水蚯蚓的湿重只在接种的第65天、第165天、第228天时被检测过，因为在水蚯蚓反应器运行时取样很困难。电子显微镜的观察结果显示，反应器中的主导优势蠕虫在接种的第228天时已经由Limnodrilnssp.变为BranchnriaSowerbyi。湿重水蚯蚓中，65%已变成熟，这些成熟水蚯蚓的宽度和长度分别为0.7～1.2mm和35～60mm；25%的宽度和长度分别为0.4～0.5mm和30～35mm；10%的宽度和长度为0.1～0.4mm和3～20mm。水蚯蚓在第65、165和228天时的湿重分别为676.5g、379.5g和663.3g。在第165天时湿重减少可能是夏天高温（30°以上）的缘故，所以，反应器中水蚯蚓的平衡湿重为670g。在反应器的工作区，潮湿的水蚯蚓的体积密度和面积密度分别为17600g/m3和2417g/m3。2.2污泥减少污泥分别在第一阶段和第二阶段的减少量用污泥减少速率和污泥产量来衡量，如图2所示。在第一阶段，剩余污泥经水蚯蚓反应器处理，进口处的污泥浓度为4.34±1.31g/L，到出口处已减至2.32±0.96g/L（图2），污泥的平均减少量为280g污泥/d，根据方程式（1），在这一阶段污泥的平均减少速率为46.4%。77 附录3翻译中文在第二阶段（第102至135天），经处理过得污泥回流至IODVC氧化沟。氧化沟中的污泥浓度由3.92±1.79g/L减少到3.54±1.61g/L（图2）。图3中表明了污泥浓度与COD去除率的关系。根据方程（2）～（4），在第二阶段污泥的平均产量为，挥发性的污泥平均产量为，这个值远远低于用氧化沟法处理市政污水的标准值0.35～0.45kgSS/kgCODr（曼德和贝尔，1982）。在水蚯蚓反应器中，水蚯蚓靠摄食和内源代谢使污泥减少，一系列的实验结果表明，在整个阶段中内源代谢引起的污泥减少量少7%，尽管第一阶段的平均污泥减少量比第二阶段高。77 附录3翻译中文77 附录4翻译英文附录4翻译英文79 83 83 83 83 83'