河北省某市排水工程设计

河北省某市排水工程设计内容摘要：

，而排水比与处理废水的浓度、排放标准及生物降解的难易程度等有关。 反应池内混合液体积和基质浓度均 是变化的，基质降解是非稳态的 ； 4. 溶解氧周期性变化 ： CAST在反应阶段是曝气的，在沉淀阶段和排水阶段不曝气，因此，反应池中溶解氧是周期性变化的。 CAST 工艺的优点 1. 工艺简单，占地面积小，投资较低 ： CAST的核心构筑物为反应池，没有二沉池，一般情况下不设调节池及初沉池。 因此，污水处理设施布置紧凑，占地省和投资低 ； 2. 曝气阶段生化反应推动力大 ： 这有利于减少曝气池容积，降低工程 投资 ； 3. 沉淀效果好 ： CAST 工艺在沉淀阶段几乎整个反应池均起沉淀作用池，沉淀阶段的表面负荷比沉淀池小得多， 没 有进水的干扰，沉淀效果较好。 实践证明，当冬季温度较低，污泥沉降性能差时，或在处理一些特种工业废水污泥凝聚性能差时，均不会影响 CAST 工艺的正常运行。 实验和工程中曾遇到 SV30高达 96%的情况，只要将沉淀阶段的时间稍作延长，系统运行不受影响。 CAST 反应池中存 某 大学本科毕业设计说明书 19 在较大的基质浓度梯度，而且处于缺氧、好氧交替变化之中，这样的环境条件不利于丝状微生物的优势生长，可有效防止污泥丝状 菌 膨胀 ； 4. 运行灵活， 抗冲击能力强 ： CAST 工艺是按时间顺序运行的，各阶段的长短均可根据进水、出水水质及污水量的变化灵活调整，可以在满足排放标准的条件下达到经济运行的目的。 CAST工艺集曝气、沉淀等功能于一体，池容相对较大，抗水质、水量冲击能力较大。 当进行脱氮 除磷时，可通过间断曝气控制反应池的溶解水平，提高脱氮除磷的效果 ； 5. CAST 工艺可应用于大型、中型及小型污水处理工程，比 SBR 工艺适用范围更广泛 ； 6. 运行稳定性好。 7. 基质去除率较高。 8. 剩余污泥量小，性质稳定。 CAST 设计中应注意的问题 1. 水量平衡 ： 工业废水和生活污水的排放通常 是不均匀的 ,如何充分发挥 CAST 反应池的作用，与选择的设计流量关系很大，如果设计流量不合适，进水 高峰时水位会超过上限，进 水量小时反应池不能充分利用。 当水量波动较大时，应考虑设置调节池 ； 2. 控制方式的选择 ： 一般情况下， CAST 工艺采用自动控制和手动操作两 种方式。 后者便于手动调试和自控系统故障时使用，前者日常工作使用 ； 3. 曝气方式的选择 ： 间断曝气容易造成污泥堵塞微孔。 所以，在选择曝气头时要尽量采用不堵塞的曝气形式，这一点与 SBR 工艺相同 ； 4. 排水方式的选择 ： CAST 工艺的排水要求与 SBR 相同，目前，常用的设备为旋转式 滗 水 器 ，其优点是排水均匀、排水量可调节、对底部污泥干扰小，又能防止水面漂浮物随水排出。 需要注意的其它问题 ： (1)浮渣和沉渣的排除方法 ； (2)排水比的确定 ； (3)雨季对池内水位的影响及控制 ； (4)排泥时机及泥龄控制 ； (5)反应池的长宽比 ； (6)间断排水与后续处理构筑物的高程及水量匹配问题。 DATIAT 工艺 DATIAT 工艺主体构筑物是由两个串联的反应池组成，即需氧池 （ Demand Aeration Tank） 和间歇曝气池 （ Intermittent Aeration Tank） ，一般情况下 DAT 池 连续进水连续曝气，其出水进入 IAT 池，在 IAT 地完成曝气、沉淀、滗水和排除剩余活 某 大学本科毕业设计说明书 20 性污泥。 基本操作运行程序如下： 1. 进水 ： 污水连续进入 DAT 池经连续曝气后，通过 DAT 池与 IAT 池之间导流设施进入 IAT 池。 DAT 不直接排放处理水，因此不像连续进连续出水的活性污泥法容易受负荷变化的影响。 2. 反应 ： 反应工艺分两部分进行。 首先发 生 在 DAT 池。 该池在连续进水的同时连续曝气。 去除有机物的机理和操作与连续流活性污泥法相同。 反应工序的第二部分发生在 IAT 池，经 DAT 池初步生物处理的污水连续进入 IAT。 按工 艺设置进行一定时间的曝气以达到好氧的目的。 沉淀 ： 沉淀工序仅发生在 IAT 池。 当 IAT 池停止曝气以后，活性污泥絮体开始重力沉淀和泥水分离。 IAT 池的沉淀工序相当于连续流活性污泥法中的二次沉淀池功能。 3. 排水 ： 排水工序只发生在 IAT 池。 池池水位达到最高水位，并经过沉淀工艺以后，上清液由设置在 IAT 地末端的滗水器缓慢排出地外。 当池水位达到处理周期开始时的最低水位时，停止滗水。 4. 闲置 ： 在 IAT 地沉淀后到下个周期开始期间可视污水的性质设置一闲置期，在该时段内可根据需要进行搅拌或曝气。 在厌氧条件下搅拌比好氧条件 下的曝气要省能量，同时对保持污泥的活性也是有利的。 在以脱磷为目的的装置中，剩余污泥的排放一般是在闲置工序之初和沉淀工序的最后进行。 工艺特点 ： 1. 运行稳定，处理效率高，出水质量好 ； 2. 处理构筑物少，处理流程简化 ； 3. 建设费用少，自动化程度高，操作运行简单，调度灵活。 4. 节省占地面积。 5. 可达到脱磷脱氮的目的。 UNITANK 工艺 UNITANK 的通用形式是采用三个池子的标准系统，这三个池子通过共壁上的开孔实现水力连接，无需用泵输送。 每个池中都装有曝气系统 (可以是表曝也可以是鼓风曝气 )，同时外面的两个池子都装有溢 流堰用于排水，既可以用作反应区也可以用作沉淀池。 每个池子都可以进水，剩余污泥也是从边缘两个作沉淀池的池子排出。 与传统活性污泥法一样， 某 大学本科毕业设计说明书 21 UNITANK 系统是连续运行的，但是其单个池子是按一定周期运行的。 UNITANK 系统可在恒定水位下连续运行，此时从整个系统来看它已经不属于 SBR了，与交替运转的三沟式氧化沟非常相似，更接近于传统的活性污泥法，这是该工艺最为显著的一个特点； UNITANK 也可在恒水位下交替运行，出水采用固定堰而不是滗水器，在任一时刻总有一个池子作为沉淀池，这个沉淀池相当于平流式 沉淀池，所以在设计上需要满足平流沉淀池的功能， 这是 UNITANK 的第二个特点；标准的 UNITANK 系统是由三个正方形池所组成，弥补了单个反应器完全混合的不足，这是其第三个特点。 氧化沟工艺 氧化沟（ oxidation ditch）又名连续循环曝气池（ Continuous loop reactor），是活性污泥法的一种变形。 氧化沟污水处理工艺是在 20 世纪 50年代由荷兰卫生工程研究所研制成功的。 自从 1954年在荷兰的首次投入使用以来。 由于其出水水质好、运行稳定、管理方便等技术特点，已经在国内外广泛 的应用于生活污水和工业污水的治理 [6]。 目前应用较为广泛的氧化沟类型包括：帕斯韦尔 （ Pasveer） 氧化沟、卡鲁塞尔、奥尔伯 （ Orbal） 氧化沟、 T型氧化沟（ 三沟式氧化沟 ）、 DE 型氧化沟和一体化氧化沟。 这些氧化沟由于在结构和运行上存在差异，因此各具特点。 Carrousel 氧化沟 Carrousel 氧化沟是 1967 年由荷兰的 DHV 公司开发研制。 在原 Carrousel 氧化沟的基础上 DHV公司和其在美国的专利特许公司 EIMCO 又发明了 Carrousel 2020 系统图，实现了更高要求的生物脱氮和除 磷功能。 至今世界上已有 850 多座 Carrousel氧化沟和 Carrousel 2020 系统正在运行。 Carrousel 氧化沟使用定向控制的曝气和搅动装置，向混合液传递水平速度，从而使被搅动的混合液在氧化沟闭合渠道内循环流动。 因此氧化沟具有特殊的水力学流态，既有完全混合式反应器的特点，又有推流式反应器的特点，沟内存在明显的溶解氧浓度梯度。 普通 Carrousel 氧化沟的工艺中污水直接与回流污泥一起进入氧化沟系统。 表面曝气机使混合液中溶解氧 DO 的浓度增加到大约 2～ 3mg/L。 在这种充分 掺 氧的条件下，微 生物得到足够的溶解氧来去除 BOD；同时，氨也被氧化成硝酸盐和亚硝酸盐， 某 大学本科毕业设计说明书 22 此时，混合液处于有氧状态。 在曝气机下游，水流由曝气区的湍流状态变成之后的平流状态，水流维持在最小流速，保证活性污泥处于悬浮状态（平均流速 ）。 微生物的氧化过程 消 耗了水中溶解氧，直到 DO值降为零，混合液呈缺氧状态。 经过缺氧区的反硝化作用，混合液进入有氧区，完成一次循环。 该系统中， BOD 降解是一个连续过程，硝化作用和反硝化作用发生在同一池中。 由于结构的限制，这种氧化沟虽然可以有效的去处 BOD，但除磷脱氮的能力有限。 奥贝尔 （ Orbal） 奥贝尔 （ Orbal） 氧化沟一般由三个同心椭 圆 形沟道组成，污水由外沟道进入，与回流污泥混合后，由外沟道进入中间沟道再进入内沟道，在各沟道循环达数百到数十次。 最后经中心岛的可调堰门流出，至二次沉淀池。 在各 沟道横跨安装有不同数量水平转碟曝气机，进行供氧兼有较强的推流搅 拌 作用。 外沟道体积占整个氧化沟体积的 50%55%，溶解氧控制趋于 ,高效地完成主要氧化作用 ； 中间沟道容积一般为 25%30%,溶解氧控 制 在 ,作为 “ 摆动沟道 ” ，可发挥外沟道或内沟道的强化作用；内沟道的容积约 为总容积的 15%20%，需要较高的溶解氧值（ ） ,以保证有机物和氨氮有较高的去除率。 特点 : 1． 外沟道的供氧量通常为总供氧量的 50%左右，但 80%以上的 BOD 可以在外沟道中去除 ； 2． 奥贝尔氧化沟具有较好的脱氮功能 ； 3． 奥贝尔氧化沟具有推流式和完全混合式两种流态的优点 ； 4． 奥贝尔氧化沟采用的曝气转碟，其表面密布凸起的三解形齿结，使其在与水体接触时将污水打碎成细密水花，具有较高的充氧能力和动力效率。 一体化氧化沟 一体化氧化沟是一种采用曝气与沉淀合建的形式，是美国于 80 年代初至今一直开 发研究的一种新型污水处理系统，即将船形二沉池设置于氧化沟内。 一体化氧化沟设计的关键在于沉淀船的设计，其形式应该能够充分利用水力学原理及沟内的水流作用，保证船内 压力 大于船外压力，积泥斗的水流方向应自上而下，这样才能使进入沉淀船中的活性污泥沉淀后从船底集泥斗顺利流回沟内被带走。 优点 : 1. 一体化氧化沟保留了氧化沟抗冲击能力强的特点 ； 某 大学本科毕业设计说明书 23 2. 由于一体化氧化沟的沉淀池建在沟内，不用另建沉淀池，而且污泥回流及时，可大大缩小沉淀池容积，节省 1/3 左右的占地 ； 3. 污泥回流依靠自身重力及沟内水力条件，不须另建污泥回流系统 ，可大大节省投资 ； 4. 由于配套设施减少，同时减少运行操作人员，运行管理更为方便。 缺点 ： 1. 一体化氧化沟沉淀船的沉淀效果不理想 ； 2. 一体化氧化沟进水口位置不合理 ； 3. 沉淀船增加了一体化氧化沟的水力阻力，设备 能耗 大 ； 4. 一体化氧化沟系统控制难度大。 三沟式氧化沟 三沟式氧化沟是氧化沟的一种典型构造型式，目前采用的三沟式氧化沟工艺，是丹麦在间歇式运行的氧化沟基础上开创的，它实际上仍是一种连续流活性污泥法，只是将曝气、沉淀工序集于一体，并具有按时间顺序交替轮换运行的特点，其运转周期可根据处理水质的不同进行调整，从而使其运 行操作更趋于灵活方便。 这种工艺流程简单，无需另设一次、二次沉淀池和污泥回流装置，使氧化沟工艺的基建 投资 和运行费用大为降低，并在一定程度上解决了以往氧化沟占地面积大的缺点，我国邯郸市东污水处理厂采用的就是这种工艺。 生物膜 生物膜法是一种通过附着在某种物体上的生物膜来处理废水的好氧生物处理法。 生物膜法的主要优点是对水质、水量变化的适应性较强。 生物膜法从本质来说和土地处理的过程类似，是污水灌溉和土地处理的人工化和高效化。 生物膜法的主要处理设施有生物转盘、生物滤池、生物接触氧化池和生物流化床等。 5． 2 污水处理厂设计规模 污水处理厂规模以处理水量的平均日平均时流量计，计算如下： 居民生活污水平均流量 1 /Q L s 某 大学本科毕业设计说明书 24 工业废水污水平均流量 3332 3 1 0 0 1 0 1 8 0 0 1 0 1 3 1 0 1 0 7 1 . 8 8 /2 4 3 6 0 0Q L s     12 6 4 4 .9 7 7 1 .8 8 7 1 6 .8 5 /Q Q Q L s    总 据此，该污水处理厂的处理规模定为 750Ｌ／ s 污水处理厂的设计流量为 项目 计算值 设计值 最高日最高时 (L/s) 1000 平均日平均时 (L/s) 750 5． 3 污水处理程度的 确定 进水水质 1. 进水 SS： i. LmgSS /10]131018003100[10][ 3444  进水 BOD： 44 8 3 0 1 0 3 1 0 0 5 1 0 1 8 0 0 4 3 0 1 3 1 0 7 2 0 2 8 5 . 7 5 /6 1 9 3 . 5B O D m g L        2. 进水 COD： 4 8 4 2 3 1。