第二章 城市污水、污泥處理方案的確定

2.1 確定污水處理方案的原則

確定污水處理方案的原則

1、城市污水處理應(yīng)采用先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備，要求經(jīng)濟(jì)合理，安全可靠，出水水質(zhì)好；保證良好的出水水質(zhì)，效益高；

2、污水廠的處理構(gòu)筑物要求布局合理，建設(shè)投資少，占地少；自動(dòng)化程度高，便于科學(xué)管理，力求達(dá)到節(jié)能和污水資源化，進(jìn)行回用水設(shè)計(jì)；

3、為確保處理效果，采用成熟可靠的工藝流程和處理構(gòu)筑物；提高自動(dòng)化程度，為科學(xué)管理創(chuàng)造條件；

4、污水處理采用生物處理，污泥脫水采用機(jī)械脫水，污水采用季節(jié)性消毒；

5、提高管理水平，保證運(yùn)轉(zhuǎn)中最佳經(jīng)濟(jì)效果；充分利用沼氣資源，把沼氣作為燃料

6、查閱相關(guān)的資料確定其方案。

最佳的處理方案要求體現(xiàn)一下有點(diǎn)；

1）保證處理效果，運(yùn)行穩(wěn)定

2）基建投資省，耗能低，運(yùn)行費(fèi)用低；

3）占地面積小，你量少，管理方便。

2.2污水處理工藝選擇

2.2.1進(jìn)出水水質(zhì)

根據(jù)任務(wù)書所給的條件其污水處理廠進(jìn)、出水水質(zhì)指標(biāo)如表2.1

污水處理廠進(jìn)、出水水質(zhì)指標(biāo)

                                       單位：毫克/升   表2.1

2.2.2污水處理工藝選擇

1. 處理工藝流程選擇應(yīng)考慮的因素

污水處理廠的工藝流程系指在保證處理水達(dá)到所要求的處理程度的前提下，所采用的污水處理技術(shù)各單元的有機(jī)組合。

在選定處理工藝流程的同時(shí)，還需要考慮各處理單元構(gòu)筑物的形式，兩者互為制約，互為影響。污水處理工藝流程的選定，主要以下列各項(xiàng)因素作為依據(jù)。

污水的處理程度、工程造價(jià)與運(yùn)行費(fèi)、當(dāng)?shù)氐母黜?xiàng)地形條件、原污水的水量與污水流入。該污水處理廠日處理能力約4萬(wàn)噸,屬于中小規(guī)模的污水處理廠。按《城市污水處理和污染防治技術(shù)政策》要求推薦，20萬(wàn)t/d規(guī)模大型污水廠一般采用常規(guī)活性污泥法工藝，10-20萬(wàn)t/d污水廠可以采用常規(guī)活性污泥法、氧化溝、SBR、AB法等工藝，小型污水廠還可以采用生物濾池、水解好氧法工藝等。對(duì)脫磷脫氮有要求的城市，應(yīng)采用二級(jí)強(qiáng)化處理，如A2 /O工藝，A/O工藝，SBR及其改良工藝，氧化溝工藝，以及水解好氧工藝，生物濾池工藝等。

由于該設(shè)計(jì)對(duì)脫氮除磷有要求故選取二級(jí)強(qiáng)化處理?？晒┻x取的工藝：A/O工藝，A2/O工藝，SBR及其改良工藝，氧化溝工藝。

2.適合于中小型污水處理廠的脫氮除磷工藝

該污水處理廠要求對(duì)原水中的氮、磷有比較好的去除，應(yīng)采用二級(jí)強(qiáng)化處理。根據(jù)《城市污水處理和污染防治技術(shù)政策》推薦，以及國(guó)內(nèi)外工程實(shí)例和豐富的經(jīng)驗(yàn)，比較成熟的適合中小規(guī)模具有除磷、脫氮的工藝有：AA /O工藝，A/O工藝，SBR及其改良工藝，氧化溝及其改良工藝。A/O工藝、AA/O工藝、各種氧化溝工藝、SBR工藝這些從活性污泥法派生出來(lái)的工藝都可以實(shí)現(xiàn)除碳、除氮、除磷三種流程的組合，都是比較實(shí)用的除磷脫氮工藝。

一.A2/O處理工藝

(1)A2/O處理工藝是Anaerobic－Anoxic－Oxic的英文縮寫，它是厭氧－缺氧－好氧生物脫氮除磷工藝的簡(jiǎn)稱，A2/O工藝是在厭氧－好氧除磷工藝的基礎(chǔ)上開發(fā)出來(lái)的，該工藝同時(shí)具有脫氮除磷的功能。

(2)A2/O工藝的特點(diǎn)：

A：厭氧、缺氧、好氧三種不同的環(huán)境條件和不同種類的微生物菌群的有機(jī)配合，能同時(shí)具有去除有機(jī)物、脫氮除磷功能；

B：在同時(shí)脫氮除磷去除有機(jī)物的工藝中，該工藝流程最為簡(jiǎn)單，總的水力停留時(shí)間也少于同類其它工藝。

C：在厭氧-缺氧-好氧交替運(yùn)行下，絲狀菌不會(huì)大量繁殖，SVI一般小于100，不會(huì)發(fā)生污泥膨脹。

D：污泥中含磷量高，一般為2.5%以上。

二.氧化溝

嚴(yán)格地說，氧化溝不屬于專門的生物除磷脫氮工藝。但是隨著氧化溝技術(shù)的發(fā)展，它早已超出原先的實(shí)踐范圍，出現(xiàn)了一系列除磷脫氮技術(shù)與氧化溝技術(shù)相結(jié)合的污水處理工藝流程。按照運(yùn)行方式，氧化溝可以分為連續(xù)工作式、交替工作式和半交替工作式。連續(xù)工作式氧化溝，如帕斯韋爾氧化溝、卡魯塞爾氧化溝。奧貝爾氧化溝在我國(guó)應(yīng)用比較多，這些氧化溝通過設(shè)置適當(dāng)?shù)娜毖醵巍捬醵?、好氧段都能取得較好的除磷脫氮效果。連續(xù)工作式氧化溝又可分為合建式和分建式。　

交替工作式氧化溝一般采用合建式，多采用轉(zhuǎn)刷曝氣，不設(shè)二沉池和污泥回流設(shè)施。交替工作式氧化溝又可分為單溝式、雙溝式和三溝式，交替式氧化溝兼有連續(xù)式氧化溝和SBR工藝的一些特點(diǎn)，可以根據(jù)水量水質(zhì)的變化調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)刷的開停，既可以節(jié)約能源，又可以實(shí)現(xiàn)最佳的除磷脫氮效果。

氧化溝具有以下特點(diǎn)：

(1)工藝流程簡(jiǎn)單，運(yùn)行管理方便。氧化溝工藝不需要初沉池和污泥消化池。有些類型氧化溝還可以和二沉池合建，省去污泥回流系統(tǒng)。

(2)運(yùn)行穩(wěn)定，處理效果好。氧化溝的BOD平均處理水平可達(dá)到95%左右。

(3)能承受水量、水質(zhì)的沖擊負(fù)荷，對(duì)濃度較高的工業(yè)廢水有較強(qiáng)的適應(yīng)能力。這主要是由于氧化溝水力停留時(shí)間長(zhǎng)、泥齡長(zhǎng)和循環(huán)稀釋水量大。

(4)污泥量少、性質(zhì)穩(wěn)定。由于氧化溝泥齡長(zhǎng)。一般為20～30 d，污泥在溝內(nèi)已好氧穩(wěn)定，所以污泥產(chǎn)量少?gòu)亩芾砗?jiǎn)單，運(yùn)行費(fèi)用低。

(5)可以除磷脫氮。可以通過氧化溝中曝氣機(jī)的開關(guān)，創(chuàng)造好氧、缺氧環(huán)境達(dá)到除磷脫氮目的，脫氮效率一般＞80%。但要達(dá)到較高的除磷效果則需要采取另外措施。

(6)基建投資省、運(yùn)行費(fèi)用低。和傳統(tǒng)活性污泥法工藝相比，在去除BOD、去除BOD和NH3 -N及去除BOD和脫氮三種情況下，基建費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用都有較大降低，特別是在去除BOD和脫氮情況下更省。同時(shí)統(tǒng)計(jì)表明在規(guī)模較小的情況下，氧化溝的基建投資比傳統(tǒng)活性污泥法節(jié)省更多。

1）Carrousel氧化溝

Carrousel為一個(gè)多溝串聯(lián)系統(tǒng)，進(jìn)水與活性污泥混合后沿箭頭方向在溝內(nèi)不停的循環(huán)流動(dòng)，采用表面機(jī)械曝氣器，每溝渠的一端各安裝一個(gè)?？拷貧馄飨掠蔚膮^(qū)段為好氧區(qū)，處于曝氣器上游和外環(huán)的區(qū)段為缺氧區(qū)，混合液交替進(jìn)行好氧和缺氧，不僅提供了良好的生物脫氮條件，而且有利于生物絮凝，使活性污泥易于沉淀。

2）Orbal 氧化溝

Orbal 氧化溝，即“0、1、2”工藝，由內(nèi)到外分別形成厭氧、缺氧、和好氧三個(gè)區(qū)域，采用轉(zhuǎn)碟曝氣。由于從內(nèi)溝(好氧區(qū))到中溝(缺氧區(qū))之間沒有回流設(shè)施，所以總的脫氮效率較差。在厭氧區(qū)采用表面攪拌設(shè)備，不可避免的帶入相當(dāng)數(shù)量的溶解氧，使得除磷效率較差。

3）三溝式氧化溝

三溝式氧化溝屬于交替運(yùn)行式氧化溝，由丹麥Kruger公司創(chuàng)建。由三條同容積的溝槽串聯(lián)組成，兩側(cè)的池子交替作為曝氣池和沉淀池，中間的池子一直作為曝氣池。原污水交替地進(jìn)入兩側(cè)的池子，處理出水則相應(yīng)地從作為沉淀池的池中流出，這樣提高了曝氣轉(zhuǎn)刷的利用率(達(dá)59%左右)，另外也有利于生物脫氮。三溝式氧化溝流程簡(jiǎn)潔，具有生物脫氮功能，由于無(wú)專門的厭氧區(qū)，因此，生物除磷效果差，而且由于交替運(yùn)行，總的容積利用率低，約為55%，設(shè)備總數(shù)量多，利用率低。

三.SBR工藝
　　SBR是一種間歇式的活性泥泥系統(tǒng)，其基本特征是在一個(gè)反應(yīng)池內(nèi)完成污水的生化反應(yīng)、固液分離、排水、排泥?？赏ㄟ^雙池或多池組合運(yùn)行實(shí)現(xiàn)連續(xù)進(jìn)出水。SBR通過對(duì)反應(yīng)池曝氣量和溶解氧的控制而實(shí)現(xiàn)不同的處理目標(biāo)，具有很大的靈活性。
　　SBR池通常每個(gè)周期運(yùn)行4-6小時(shí)，當(dāng)出現(xiàn)雨水高峰流量時(shí)，SBR系統(tǒng)就從正常循環(huán)自動(dòng)切換至雨水運(yùn)行模式，通過調(diào)整其循環(huán)周期，以適應(yīng)來(lái)水量的變化。SBR系統(tǒng)通常能夠承受3-5倍旱流量的沖擊負(fù)荷。

SBR工藝具有以下特點(diǎn)：

(1)SBR工藝流程簡(jiǎn)單、管理方便、造價(jià)低。SBR工藝只有一個(gè)反應(yīng)器，不需要二沉池，不需要污泥回流設(shè)備，一般情況下也不需要調(diào)節(jié)池，因此要比傳統(tǒng)活性污泥工藝節(jié)省基建投資 30%以上，而且布置緊湊，節(jié)省用地。由于科技進(jìn)步，目前自動(dòng)控制已相當(dāng)成熟、配套。這就使得運(yùn)行管理變得十分方便、靈活，很適合小城市采用。

(2)處理效果好。SBR工藝反應(yīng)過程是不連續(xù)的，是典型的非穩(wěn)態(tài)過程，但在曝氣階段其底物和微生物濃度變化是連續(xù)的(盡管是處于完全混合狀態(tài)中)，隨時(shí)間的延續(xù)而逐漸降低。反應(yīng)器內(nèi)活性污泥處于一種交替的吸附、吸收及生物降解和活化的變化過程之中，因此處理效果好。

(3)有較好的除磷脫氮效果。SBR工藝可以很容易地交替實(shí)現(xiàn)好氧、缺氧、厭氧的環(huán)境，并可以通過改變曝氣量、反應(yīng)時(shí)間等方面來(lái)創(chuàng)造條件提高除磷脫氮效率。

(4)污泥沉降性能好。SBR工藝具有的特殊運(yùn)行環(huán)境抑制了污泥中絲狀菌的生長(zhǎng)，減少了污泥膨脹的可能。同時(shí)由于SBR工藝的沉淀階段是在靜止的狀態(tài)下進(jìn)行的，因此沉淀效果更好。

(5)SBR工藝獨(dú)特的運(yùn)行工況決定了它能很好的適應(yīng)進(jìn)水水量、水質(zhì)波動(dòng)。

3.適合于中小型污水處理廠的除磷脫氮工藝的比較

上述適合于中小型污水處理廠的除磷脫氮工藝比較多，為了選擇出經(jīng)濟(jì)技術(shù)更合理的處理工藝，以下對(duì)上述適合于中小型污水處理廠的除磷脫氮工藝進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較。

  表2-2    適合于中小型污水處理廠的除磷脫氮工藝的比較  

綜上所述，可得比較適合本設(shè)計(jì)的工藝是工藝。因?yàn)檫@種工藝具有較好的除P脫N功能；具有改善污泥沉降性能的作用的能力，減少的污泥排放量；具有提高對(duì)難降解生物有機(jī)物去除效果，運(yùn)行效果穩(wěn)定；技術(shù)先進(jìn)成熟，運(yùn)行穩(wěn)妥可靠；管理維護(hù)簡(jiǎn)單，運(yùn)行費(fèi)用低；沼氣可回收利用；國(guó)內(nèi)工程實(shí)例多，容易獲得工程設(shè)計(jì)和管理經(jīng)驗(yàn)技術(shù)先進(jìn)成熟，運(yùn)行穩(wěn)妥可靠，最為重要的是該工藝總水力停留時(shí)間少于其他同類工藝，節(jié)省基建費(fèi)用，占地面積相對(duì)較小，在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的形勢(shì)下，寸土寸金，該工藝無(wú)疑具有非常大的吸引力。但是傳統(tǒng)的工藝有著如下的不不足之處：

機(jī)理方面

聚磷菌和硝化菌、反硝化菌等多種微生物共同生長(zhǎng)在一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)，不同功能的微生物均不能在各自最佳的生長(zhǎng)條件下生長(zhǎng)。硝化菌基本上屬于自養(yǎng)型專性好氧細(xì)菌，由于其代謝產(chǎn)能低，其突出的特點(diǎn)是生長(zhǎng)速率慢、世代期長(zhǎng)，在系統(tǒng)內(nèi)要保持較高濃度的硝化菌，就要求在較長(zhǎng)的泥齡下運(yùn)行。

系統(tǒng)除磷的主體聚磷菌多為短世代微生物，可以在較短的泥齡下正常生長(zhǎng)，因此在較短的泥齡下運(yùn)行時(shí)可獲得較高的除磷效率。顯然，在運(yùn)行泥齡上，傳統(tǒng)A2/O工藝在脫氮與除磷之間存在著矛盾。為了緩解這一矛盾，傳統(tǒng)A2/O法通常在較窄的泥齡范圍內(nèi)運(yùn)行，以兼顧脫氮與除磷對(duì)泥齡的要求。

工藝布置方面

內(nèi)循環(huán)

內(nèi)循環(huán)量根據(jù)脫氮比計(jì)算而出，其值一般在100~400%；污泥循環(huán)根據(jù)二沉池SVI值，計(jì)算循環(huán)污泥濃度，再根據(jù)曝氣池內(nèi)懸浮固體濃度計(jì)算而出，其值一般在25~100%?？梢?，內(nèi)循環(huán)遠(yuǎn)比污泥循環(huán)大的多。內(nèi)循環(huán)的存在使得大部分剩余污泥中實(shí)際上未經(jīng)歷完整的釋磷、吸磷過程。而聚磷菌一大特點(diǎn)就是：厭氧條件下釋放磷越充分，好氧條件下就越能過量吸收磷。這種不完整的釋磷、吸磷，就嚴(yán)重影響除磷效果。

2、碳源分配

由于缺氧區(qū)位于系統(tǒng)中部，反硝化在碳源分配上居于不利地位，因而影響了系統(tǒng)的脫氮效果。

3、硝酸鹽

根據(jù)生物除磷原理，在厭氧條件下,聚磷菌通過菌種間的協(xié)作，將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為揮發(fā)酸，借助水解聚磷釋放的能量將之吸收到體內(nèi)，并以聚β—羥基丁酸PHB形式貯存，提供后續(xù)好氧條件下過量攝磷和自身增殖所需的碳源和能量。一般污水中NO2--N和NO3--N濃度較低，而且厭氧區(qū)NO2--N和NO3--N主要來(lái)自污泥回流。研究表明NO3 是反硝化過程中優(yōu)先利用的電子受體，NO2 同樣是反硝化過程中重要的電子受體，但會(huì)對(duì)缺氧攝磷產(chǎn)生抑制作用。當(dāng)厭氧區(qū)存在NO2--N和NO3--N時(shí)，反硝化菌利用NO2--N和NO3--N作為最終電子受體，氧化污水中的有機(jī)物，使溶解性有機(jī)物BOD濃度降低。試驗(yàn)表明，反硝化反應(yīng)基本結(jié)束時(shí)磷的釋放過程才開始進(jìn)行。由于反硝化菌與聚磷菌爭(zhēng)奪碳源而使釋磷時(shí)間大大滯后;溶解性有機(jī)物BOD，濃度的降低又使釋磷反應(yīng)進(jìn)入非線性階段，釋磷速度大大下降，而釋磷量的減少會(huì)導(dǎo)致好氧階段磷的吸收能力下降，磷的去除率降低。

溶解氧

溶解氧的存在會(huì)抑制異養(yǎng)硝化鹽還原反應(yīng)，其作用機(jī)理為:

a、氧阻抑硝酸鹽還原酶的形成(有些反硝化細(xì)菌必須在厭氧和有硝酸鹽存在的條件下才能誘導(dǎo)合成硝酸鹽還原酶;

b、氧可作為電子受體，競(jìng)爭(zhēng)性地阻礙硝酸鹽的還原。A2/O系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行時(shí)，為獲得更高的脫氮效果，常采用較大的內(nèi)回流比，使更多的硝酸鹽進(jìn)入到兼氧池進(jìn)行反硝化處理，造成回流混合液中溶解氧破壞了缺氧硝化環(huán)境，阻斷反硝化反應(yīng)的進(jìn)行。

綜上所述，特定功能不同的微生物在系統(tǒng)內(nèi)混合生長(zhǎng)導(dǎo)致傳統(tǒng)A2/O工藝脫氮除磷效率不穩(wěn)定。尤其是世代期長(zhǎng)的硝化菌與其他細(xì)菌混合生長(zhǎng)使系統(tǒng)難以兼顧脫氮與除磷的需求而導(dǎo)致系統(tǒng)的運(yùn)行效果不穩(wěn)定。在出水標(biāo)準(zhǔn)越來(lái)越嚴(yán)格的今天，根據(jù)《城鎮(zhèn)污水處理廠污水排放標(biāo)準(zhǔn)（GB18918-2002）》一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)，TN小于15mg/L，TP小于0.5mg/L。顯然傳統(tǒng)的A2/O工藝難以滿足此要求。因此，有必要對(duì)常規(guī)生物脫氮除磷工藝的布置進(jìn)行改良。

2.2.3污水處理工藝的確定

針對(duì)以上傳統(tǒng)的A2/O工藝的不足，并加以改進(jìn)即將缺氧段放置在厭氧段前面的倒置的A2/O工藝，其工藝流程圖：見圖2-1

倒置A2/O工藝的原理

1、生物脫氮機(jī)理

有機(jī)氮化合物在氨化菌的作用下，分解轉(zhuǎn)化為氨態(tài)氮；氨態(tài)氮在硝化菌的作用下進(jìn)一步分解轉(zhuǎn)化，首先在亞硝化菌的作用下轉(zhuǎn)化為亞硝酸氮，繼之亞硝酸氮在硝化菌的作用下，轉(zhuǎn)化為硝酸氮。在缺氧條件下，硝酸氮在反硝化菌的代謝作用下，通過兩種途徑轉(zhuǎn)化:一是同化反硝化(合成)，最終形成有機(jī)氮化合物，成為菌體的一部分;二是異化反硝化(分解)，最終產(chǎn)物為氣態(tài)氮。

2、生物除磷機(jī)理

廢水生物除磷機(jī)理為，在厭氧條件下(氧化還原電位ORP在-200--300mV)，聚磷菌將其細(xì)胞內(nèi)的有機(jī)態(tài)磷轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)態(tài)磷加以釋放，并利用此過程中產(chǎn)生的能量吸收廢水中的溶解性有機(jī)基質(zhì)合成聚β—羥基丁酸鹽(PHB)顆粒；而在好氧條件下，聚磷菌則將PHB降解以提供其從廢水中吸磷所需要能量，從而完成聚磷的過程。

3、倒置A2/O工藝的特點(diǎn)

1）、避免了回流污泥中攜帶的硝酸鹽、溶解氧對(duì)厭氧區(qū)的不利影響；

2）、聚磷微生物經(jīng)歷厭氧環(huán)境之后直接進(jìn)入生化效率較高的好氧段，其在厭氧環(huán)境下形成的吸磷動(dòng)力得到了更有效率的利用；

3）、參與循環(huán)的微生物全部經(jīng)歷了完整的厭氧-好氧過程，具有“群體效應(yīng)”因而顯著提高了系統(tǒng)的氮磷脫除能力；

2.3 污泥處理工藝選擇

2.3.1 污泥處理的目的

污水廠在處理污水的同時(shí)，每日要產(chǎn)生產(chǎn)生大量的污泥，這些污泥含有大量的易分解的有機(jī)物質(zhì)，對(duì)環(huán)境具有潛在的污染能力，若不進(jìn)行有效處理，必然要對(duì)環(huán)境造成二次污染。同時(shí)，污泥含水率高，體積龐大，處理和運(yùn)輸均很困難。因此，在最終處置前必須處理，以降低污泥中的有機(jī)物含量，并減少其水分。使之在最終處置時(shí)對(duì)環(huán)境的危害減少之限度。

1、減量：降低污泥含水率，減小污泥體積；

2、穩(wěn)定：去除污泥中的有機(jī)物，使之穩(wěn)定；

3、無(wú)害化：殺滅寄生蟲卵和病原菌；

4、污泥綜合利用。

2.3.2 污泥處理的原則

1、城鎮(zhèn)污水污泥，應(yīng)根據(jù)地區(qū)經(jīng)濟(jì)條件和環(huán)境條件進(jìn)行減量化、穩(wěn)定化和無(wú)害化處理，并逐步提高資源化程度。

2、污泥的處置方式包括用作肥料、作建材、作燃料和填埋等，污泥的處理流程應(yīng)根據(jù)污泥的最終處置方式選定。

3、污泥作肥料時(shí)，其有害物質(zhì)含量應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

4、污泥處理構(gòu)筑物個(gè)數(shù)不宜少于2個(gè)，按同時(shí)工作設(shè)計(jì)。污泥脫水機(jī)械可考慮一臺(tái)備用。

5、污泥處理過程中產(chǎn)生的污泥水應(yīng)返回污水處理構(gòu)筑物進(jìn)行處理。

2.3.3 污泥處理方法的選擇

一般污泥處理的方法如下：

（1）生污泥——濃縮——消化———機(jī)械脫水——最終處理

（2）生污泥——濃縮——機(jī)械脫水——最終處理

（3）生污泥——濃縮——消化———機(jī)械脫水——焚燒——最終處理

根據(jù)實(shí)際情況和建設(shè)的需要本設(shè)計(jì)采用方案二來(lái)處理污泥。采用污泥濃縮脫水一體

2.4 污水污泥處理主要構(gòu)筑物的選擇

2.4.1 格柵

格柵是由一組平行的金屬柵條或篩網(wǎng)制成，安裝在污水渠道、泵房集水井的進(jìn)口處或污水處理廠的端部，用以截留較大的懸浮物或漂浮物，如纖維、碎皮、毛發(fā)、果皮、蔬菜、塑料制品等，以便減輕后續(xù)處理構(gòu)筑物的處理負(fù)荷，并使之正常進(jìn)行。被截留的物質(zhì)稱為柵渣。

設(shè)計(jì)中格柵的選擇主要是決定柵條斷面、柵條間隙、柵渣清除方式等。

格柵斷面有圓形、矩形、正方形、半圓形等。圓形水力條件好，但剛度差，故一般多采用矩形斷面。格柵按照柵條形式分為直棒式格柵、弧形格柵、輻流式格柵、轉(zhuǎn)筒式格柵、活動(dòng)格柵等；按照格柵柵條間距分為粗格柵和細(xì)格柵（1.5～10mm）；按照格柵除渣方式分為人工除渣格柵和機(jī)械除渣格柵，目前，污水處理廠大多都采用機(jī)械格柵。

由于城市污水的懸浮物較多，所以本設(shè)計(jì)采用粗、細(xì)兩道格柵，粗格柵設(shè)于進(jìn)水口，提升泵前，攔截可能堵塞水泵機(jī)組及管道閥門的較粗粒懸浮雜質(zhì)。細(xì)格柵設(shè)于提升泵站后，沉砂池前，攔截較小的懸浮雜質(zhì)，減輕后續(xù)構(gòu)筑物的處理負(fù)荷。采用機(jī)械除渣。

粗格柵設(shè)計(jì)參數(shù)：

粗格柵柵條間隙50～150mm本設(shè)計(jì)取50 mm。

經(jīng)初步核算每日柵渣量＞0.2 m3/d。所以采用機(jī)械除渣。

我國(guó)過柵流速一般采用0.6-1.0m/s。此次設(shè)計(jì)采用0.8m/s。

格柵傾角一般采用45°-75°。機(jī)械清除國(guó)內(nèi)一般采用60°-70°本設(shè)計(jì)采用60°。

格柵前渠道內(nèi)水流速度一般取0.4-0.9 m/s。本設(shè)計(jì)取0.8 m/s。

細(xì)格柵設(shè)計(jì)參數(shù)：

經(jīng)初步核算每日柵渣量＞0.2 m3/d。所以采用機(jī)械除渣。

粗格柵柵條間隙3～10mm本設(shè)計(jì)取10 mm。

我國(guó)過柵流速一般采用0.6-1.0m/s。此次設(shè)計(jì)采用0.9m/s。

格柵前渠道內(nèi)水流速度一般取0.4-0.9 m/s。本設(shè)計(jì)取0.9 m/s。

2.4.2 提升泵站

污水總泵站接納來(lái)自整個(gè)城市排水管網(wǎng)來(lái)的所有污水，其任務(wù)是將這些污水抽送到污水處理廠，以利于處理廠各構(gòu)筑物的設(shè)置。因采用城市污水與雨水分流制，故本設(shè)計(jì)僅對(duì)城市污水排水系統(tǒng)的泵站進(jìn)行設(shè)計(jì)。

排水泵站的基本組成包括：機(jī)器間、集水池、格柵和輔助間。

泵站設(shè)計(jì)的原則

1、污水泵站集水池的容積，不應(yīng)小于最大一臺(tái)水泵5min的出水量；如水泵機(jī)組為自動(dòng)控制時(shí)，每小時(shí)開動(dòng)水泵不得超過6次。

2、集水池池底應(yīng)設(shè)集水坑，傾向坑的坡度不宜小于10%。

3、水泵吸水管設(shè)計(jì)流速宜為0.7～1.5 m/s。出水管流速宜為0.8～2.5 m/s。

其他規(guī)定見GB50014—2006《室外排水規(guī)范》。

2.4.3 沉砂池

沉砂池的功能的去除比重較大的無(wú)機(jī)顆粒。按水流方向的不同可分為平流式、豎流式、曝氣沉砂池和旋流沉砂池四類。

a.平流沉砂池

優(yōu)點(diǎn)：沉淀效果好，耐沖擊負(fù)荷，適應(yīng)溫度變化。工作穩(wěn)定，構(gòu)造簡(jiǎn)單，易于施工，便于管理。

缺點(diǎn)：占地大，配水不均勻，易出現(xiàn)短流和偏流，排泥間距較多，池中約夾雜有 15%左右的有機(jī)物使沉砂池的后續(xù)處理增加難度。

b.豎流沉砂池

優(yōu)點(diǎn)：占地少，排泥方便，運(yùn)行管理易行。

缺點(diǎn)：池深大，施工困難，造價(jià)較高，對(duì)耐沖擊負(fù)荷和溫度的適應(yīng)性較差，池徑受到限制，過大的池徑會(huì)使布水不均勻。

c.曝氣沉砂池

優(yōu)點(diǎn)：克服了平流沉砂池的缺點(diǎn)，使砂粒與外裹的有機(jī)物較好的分離，通過調(diào)節(jié)布?xì)饬靠煽刂莆鬯男魉俣?，使除砂效率較穩(wěn)定，受流量變化影響小，同時(shí)起預(yù)曝氣作用，其沉砂量大，且其上含有機(jī)物少。

缺點(diǎn)：由于需要曝氣，所以池內(nèi)應(yīng)考慮設(shè)消泡裝置，其他型易產(chǎn)生偏流或死角，并且由于多了曝氣裝置而使費(fèi)用增加，并對(duì)污水進(jìn)行預(yù)曝氣，提高水中溶解氧。

d.旋流沉砂池（鐘式沉砂池）

優(yōu)點(diǎn)：占地面積小，可以通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，使得沉砂效果最好，同時(shí)由于采用離心力沉砂，不會(huì)破壞水中的溶解氧水平（厭氧環(huán)境）。

缺點(diǎn)：氣提或泵提排砂，增加設(shè)備，水廠的電氣容量，維護(hù)較復(fù)雜。

基于以上四種沉砂池的比較，本工程設(shè)計(jì)確定采用曝氣沉砂池。

1）旋流速度應(yīng)保持0.25-0.3 m/s.

2）水平流速為0.06-0.12 m/s. 本設(shè)計(jì)采用 =0.07 m/s

3）最大流量時(shí)停留時(shí)間為1-3 min. 本設(shè)計(jì)采用2min.

4）有效水深為2～3m,本次采用3m。寬深比一般為1～2，長(zhǎng)寬比可達(dá)5

5）1m3的污水的曝氣量一般是0.2m3的空氣

2.4.4 沉淀池（二沉池）

初沉池的作用是對(duì)污水中密度大的固體懸浮物進(jìn)行沉淀分離。

沉淀池的選擇：沉淀池的主要類型有平流式、輻流式、豎流式，斜板管式

其各個(gè)類型的沉淀池優(yōu)缺點(diǎn)如下：

1）平流沉淀池

優(yōu)點(diǎn)：

沉淀效果好

耐沖擊負(fù)荷和溫度的變化適應(yīng)性強(qiáng)

施工容易，造價(jià)低。

缺點(diǎn)：

池子配水不均勻

采用多斗排泥時(shí)，每個(gè)泥斗需要單設(shè)排泥管各自排泥，操作量大。

適用條件：適用于大、中、小型污水處理廠；適用于地下水位較高和地質(zhì)條件價(jià)差的地區(qū)。

2）輻流沉淀池

優(yōu)點(diǎn)：

多為機(jī)械排泥，運(yùn)行較好，管理較簡(jiǎn)單

排泥設(shè)備已經(jīng)趨于定型

缺點(diǎn)：

池內(nèi)水速不穩(wěn)定，沉淀效果較差

機(jī)械排泥設(shè)備復(fù)雜，對(duì)施工質(zhì)量要求較高。

適用條件：適用于大、中型污水處理廠；適用于地下水位較高的地區(qū)。

3）豎流沉淀池

優(yōu)點(diǎn)：

排泥方便，管理簡(jiǎn)單

占地面積小

缺點(diǎn)：

池子深度大，施工不便

對(duì)沖擊負(fù)荷和溫度的變化適應(yīng)性差

造價(jià)較高

池徑不宜過大，否則布水不均勻

適用條件：適用處理水量不大的小型污水處理廠

4）斜板（管）沉淀池

優(yōu)點(diǎn)：

沉淀效率高。停留時(shí)間短

占地面積小

缺點(diǎn)：

用于二沉池時(shí)，當(dāng)固體負(fù)荷較大時(shí)其處理效果不太穩(wěn)定，耐沖擊負(fù)荷的能力較差

適用條件：適用處理水量不大的小型污水處理廠

綜上所述，四種沉淀池的優(yōu)缺點(diǎn)比較，并結(jié)合本設(shè)計(jì)的具體資料可知，本工程初沉池采用的是平流式沉淀池，二沉池采用的是輻流式沉淀池。

2.4.5 消毒池

城市污水經(jīng)過一級(jí)或二級(jí)處理(包活性污泥法和膜法)后，水質(zhì)改善，細(xì)菌含量也大幅度減少，但其絕對(duì)值仍很可觀，并有存在病源菌的可能。因此，污水排入水體前應(yīng)進(jìn)行消毒。消毒劑的選擇見下表；

表2-3 消毒劑對(duì)比

經(jīng)過以上的比較，并根據(jù)現(xiàn)在污水處理廠現(xiàn)在常用的消毒方法，決定使用液氯消毒，進(jìn)一步的去除水中有害物質(zhì)。

2.4.6 污泥濃縮脫水

初次沉淀污泥含水率介于95%-97%，剩余活性污泥達(dá)99%以上。因此污泥的體積非常大，對(duì)污泥的后續(xù)處理造成困難。污泥濃縮的目的在于減容。

本工藝采用高效帶式污泥濃縮脫水一體技術(shù)，工藝具有連續(xù)操作、自動(dòng)控制、附屬設(shè)備較少、操作管理工作小、投資費(fèi)用低等特點(diǎn)，而且技術(shù)較為成熟。進(jìn)污泥濃縮后含水率為97％，經(jīng)壓濾后脫水泥餅含水率降為80％。大大降低污泥外運(yùn)處理費(fèi)用。

2.4.7 污泥最終處理

污泥最終處置一般方法為：填地、投海、用作農(nóng)肥、改良土壤、作為制造其它產(chǎn)品的原料。

本設(shè)計(jì)采用污泥外用填地。

2.5 污水深度處理構(gòu)筑物的選擇

2.5.1 絮凝池

磷的去除有化學(xué)除磷生物除磷兩種工藝，生物除磷是一種相對(duì)經(jīng)濟(jì)的除磷方法，但由于該除磷工藝目前還不能保證穩(wěn)定達(dá)到0.5mg/l出水標(biāo)準(zhǔn)的要求，所以要達(dá)到穩(wěn)定的出水標(biāo)準(zhǔn)，常需要采取化學(xué)除磷措施來(lái)滿足要求。

化學(xué)除磷是通過化學(xué)沉析過程完成的，化學(xué)沉析是指通過向污水中投加無(wú)機(jī)金屬鹽藥劑，其與污水中溶解性的鹽類，如磷酸鹽混合后，形成顆粒狀、非溶解性的物質(zhì)，這一過程涉及的是所謂的相轉(zhuǎn)移過程。實(shí)際上投加化學(xué)藥劑后，污水中進(jìn)行的不僅僅是沉析反應(yīng)，同時(shí)還進(jìn)行著化學(xué)絮凝反應(yīng)，絮凝則是細(xì)小的非溶解狀的固體物互相粘結(jié)成較大形狀的過程

絮凝沉淀是顆粒物在水中作絮凝沉淀的過程。在水中投加混凝劑后，其中懸浮物的膠體及分散顆粒在分子力的相互作用下生成絮狀體且在沉降過程中它們互相碰撞凝聚，其尺寸和質(zhì)量不斷變大，沉速不斷增加。最終達(dá)到沉淀的目的。

經(jīng)過查資料和對(duì)比，本設(shè)計(jì)采用投加聚硫酸鐵混凝劑。