摘要城市污水是城市中各種污水和廢水的統(tǒng)稱，它由各種生活污永、工業(yè)廢水和入滲地下水三部分組成。其中含有BOD、COD、懸浮固體等，如不對這些物質(zhì)進(jìn)行去除，則會(huì)對地表水和地下水造成一定危害，比如黑臭現(xiàn)象、水體富營養(yǎng)化等，直接或間接影響人類的健康。污水的BOD/COD=0.35>0.3是可生化降解的。根據(jù)對其水質(zhì)、水量的綜合分析，對其采用氧化溝中的卡魯塞爾氧化溝進(jìn)行處理，使城市生活污水中BOD、COD、SS、TN、TP去除率分別達(dá)到85%、79.2%、90%、37.5%、57%以上，處理效果達(dá)到了國家二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。本設(shè)計(jì)說明了卡魯塞爾氧化溝具體的過程設(shè)計(jì)計(jì)算以與具體的圖形。關(guān)鍵詞：曝氣池、氧化溝工藝、卡魯塞爾氧化溝、工藝流程

ABSTRACTUrbansewageiskindofsewageandwastewaterinthecityofitbyallsortsoflife，collectivelyreferredtoasevilever，industrialwasteandinfiltrationgroundwaterofthreeparts．ContainBOD，COD，suspendedsolid，suchastherighttoremovethesesubstances，willsurfacewaterandgroundwatercausecertainharm，suchasblacksmellyphenomenon，eutrophication，directlyorindirectlyaffecthumanhealth．ThesewageBOD/COD=0.35>0.3isthebiochemicaldegradation．Accordingtothewaterqualityandquantity，thecomprehensiveanalysisoftheuseoftheoxidationditch，thecarrouseloxidationditchprocess，makecitylifesewageBOD，COD，SS，TN，TPremovalratewere85%，79.2%，90%，37.5%，57%and，above，thetreatmenteffectuptothenationallevel2emissionsstandards.Thisdesignshowsthecarrouseloxidationditchprocessofspecificdesignandcalculation,andthespecificgraphics．Keywords：aerationpool，oxidationditchprocess，carrouseloxidationditch，processflow

目錄第一章設(shè)計(jì)概述 11.1設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求 11.1.1設(shè)計(jì)內(nèi)容 11.1.2設(shè)計(jì)要求 11.2設(shè)計(jì)參數(shù) 11.2.1設(shè)計(jì)污水流量 11.3設(shè)計(jì)原則 2第二章工藝流程的確定 32.1污水中水質(zhì)的分析 32.2工藝比選 32.1.1SBR工藝 32.1.2MBR工藝 42.1.3氧化溝工藝 4第三章卡魯塞爾氧化溝設(shè)計(jì) 63.1氧化溝設(shè)計(jì)參數(shù) 63.2設(shè)計(jì)計(jì)算 6第四章污水處理流程工藝設(shè)計(jì) 124.1工藝流程設(shè)計(jì)與計(jì)算 124.1.1工程概況 124.1.2工程構(gòu)筑物 124.2工藝流程圖 16總結(jié) 17參考文獻(xiàn) 18第一章緒論本次課程設(shè)計(jì)主要是對某城市12萬t/d污水處理廠的工藝進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，原水主要來源于城市污水，進(jìn)水水質(zhì)如下表： 表1-1原水水質(zhì)指標(biāo) 單位：mg/L項(xiàng)目CODCRBOD5SS總氮總磷進(jìn)水650-940470-8807008212該水經(jīng)處理以后，要求水質(zhì)應(yīng)符合國家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-2002）中的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)B標(biāo)準(zhǔn)。1.1設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求1.1.1設(shè)計(jì)內(nèi)容對某城市日均處理12萬噸污水的污水處理廠的工藝進(jìn)行設(shè)計(jì)，污水的進(jìn)水情況見1-1表，使其出水達(dá)到國家一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)如下。表1-2國家一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn) 單位：mg/L項(xiàng)目CODCRBOD5SS總氮總磷進(jìn)水602020201.51.1.2設(shè)計(jì)要求本次課程設(shè)計(jì)為初步工藝設(shè)計(jì)，具體要求如下：1．工藝設(shè)計(jì)：給出污水深度處理工藝流程圖，并說明理由。2．對曝氣池進(jìn)行設(shè)計(jì)并計(jì)算結(jié)構(gòu)尺寸，畫出其設(shè)備構(gòu)造圖1.2設(shè)計(jì)參數(shù)1.2.1設(shè)計(jì)污水流量由設(shè)計(jì)資料可知，該市平均每日污水量為：QUOTE(1-1)設(shè)計(jì)流量為：QUOTE(1-2)式中：Q——最大污水量，m3/d；Qa——日平均污水量，m3/d；KZ——變化系數(shù)。1.3設(shè)計(jì)原則1）出水水質(zhì)達(dá)到國家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）中的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)；2）工藝可靠，處理效果穩(wěn)定；3）投資省，設(shè)備簡單，操作簡單，運(yùn)行費(fèi)用低；4）既要去除BOD5，又要處理污水中的氮、磷。第二章工藝流程的確定2.1污水中水質(zhì)的分析根據(jù)表1可知，各污染物的去除率應(yīng)達(dá)到以下數(shù)值：2.2工藝比選2.1.1SBR是一種按間歇曝氣方式來運(yùn)行的活性污泥污水處理技術(shù)，集進(jìn)水、曝氣、沉淀、出水在一座池子中完成，常由四個(gè)或三個(gè)池子構(gòu)成一組，輪流運(yùn)轉(zhuǎn)，一池一池地間歇運(yùn)行，故稱序批式活性污泥法?，F(xiàn)在又開發(fā)出一些連續(xù)進(jìn)水連續(xù)出水的改良性SBR工藝，如ICEAS法、CASS法、IDEA法等。這種一體化工藝的特點(diǎn)是工藝簡單，由于只有一個(gè)反應(yīng)池，不需二沉池、回流污泥與設(shè)備，一般情況下不設(shè)調(diào)節(jié)池，多數(shù)情況下可省去初沉池，故節(jié)省占地和投資，耐沖擊負(fù)荷且運(yùn)行方式靈活，可以從時(shí)間上安排曝氣、缺氧和厭氧的不同狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)除磷脫氮的目的，污泥沉降性能良好，對水質(zhì)水量變化的適應(yīng)性強(qiáng)。但因每個(gè)池子都需要設(shè)曝氣和輸配水系統(tǒng)，采用潷水器與控制系統(tǒng)，間歇排水水頭損失大，池容的利用率不理想。不連續(xù)的出水，要求后續(xù)構(gòu)筑物容積較大，有足夠的接受能力。而且不連續(xù)出水，使得SBR工藝串聯(lián)其他連續(xù)處理工藝時(shí)較為困難。2.1.2MBR工藝膜生物反應(yīng)器是用超濾膜代替二沉池進(jìn)行污泥固液分離的污水處理裝置，為膜分離技術(shù)與活性污泥法的有機(jī)結(jié)合。超濾膜孔徑一般在0.1—0.4μm,出水水質(zhì)相當(dāng)于二沉池再加超濾膜的效果。膜生物反應(yīng)器不僅提高污染物的去除率，在很多情況下可作為再生水直接回用，在將來的污水處理領(lǐng)域膜生物反應(yīng)器將會(huì)得到較多應(yīng)用。膜生物反應(yīng)器在一個(gè)處理構(gòu)建物內(nèi)可以完成生物降解和固液分離功能，生物反應(yīng)區(qū)的混合液固體濃度可以比活性污泥法高幾倍。膜生物反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn)是：①容積負(fù)荷高、水力停留時(shí)間短；②污泥齡較長，剩余物理量減少；③避免因?yàn)槲勰嘟z狀膨脹或其他污泥沉降問題而影響抱起反應(yīng)區(qū)的MLSS濃度；④在低濃度溶解氧濃度運(yùn)行時(shí)，可同時(shí)進(jìn)行硝化和反硝化；⑤出水有機(jī)物濃度、懸浮固體濃度、濁度均很低，甚至致病微生物都可能被截留，出水水質(zhì)好；⑥污水處理設(shè)施占地面積小。但膜造價(jià)高，使膜-生物反應(yīng)器的基建投資高于傳統(tǒng)污水處理工藝；膜污染容易出現(xiàn)，給操作管理帶來不便；能耗高。2.1.3氧化溝工藝氧化溝是延時(shí)曝氣法的一種特殊形式，一般采用圓形或橢圓形廊道，池體狹長，池深較淺，在溝槽中設(shè)有機(jī)械曝氣和推進(jìn)裝置。池體的布置和曝氣、攪拌裝置都有利于廊道內(nèi)的混合液單向流動(dòng)。具有較長的水力停留時(shí)間、較低的有機(jī)負(fù)荷和較長的污泥齡。因此相比傳統(tǒng)活污泥法、可以省略調(diào)節(jié)池、初沉池、污泥消化池、有的還可以省略二沉池。氧化溝能保證較好的處理效果，這主要是因?yàn)槠貧庋b置特定的定位布置是氧化溝具有獨(dú)特水力學(xué)特征和工作特性。而且流程簡單、操作靈活、適應(yīng)性強(qiáng)、處理效率穩(wěn)定、操作管理方便，是連續(xù)運(yùn)行、連續(xù)進(jìn)水連續(xù)出水，污泥沉降性能好，污泥在氧化溝內(nèi)有一定好氧穩(wěn)定性，無需進(jìn)行污泥消化。綜上所述，任何一種方法，都能達(dá)到去除有機(jī)物和降磷脫氮的效果，且出水水質(zhì)良好，但相對而言，SBR法一次性投資較少，占地面積較大，且后期運(yùn)行費(fèi)用高于氧化溝。生物膜造價(jià)高，運(yùn)行管理復(fù)雜，因此，采用氧化溝為本設(shè)計(jì)的工藝方案。第三章卡魯塞爾氧化溝設(shè)計(jì)3.1氧化溝設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)流量：QUOTE污泥齡：QUOTE污泥產(chǎn)率系數(shù)：QUOTE混合液懸浮固體濃度：QUOTE回流污泥濃度：3.2設(shè)計(jì)計(jì)算1．氧化溝容積：QUOTE(3-1)QUOTE式中：V——氧化溝容積，m3；Q——最大流量，m3/h；QUOTE——污泥齡，d；Y——污泥產(chǎn)率系數(shù)，kgSS/kgBOD；S0——進(jìn)水BOD5濃度，mg/L；Se——出水BOD5濃度，mg/L；X——混合液懸浮固體濃度，g/L。水力停留時(shí)間：(3-2)式中：T——水力停留時(shí)間，d；2．厭氧池計(jì)算：回流比：QUOTE(3-3)式中：R——回流比，%；XR——回流污泥濃度，g/L。厭氧池體積：QUOTE(3-4)式中：VA——厭氧池體積，m3。核算厭氧污泥量比值：厭氧污泥量：QUOTE(3-5)式中：XAT——厭氧污泥量，kg。氧化溝污泥量：QUOTE(3-6)式中：X溝——氧化溝污泥量，kg；V溝——氧化溝容積，m3。厭氧污泥量比值QUOTE(3-7)可見厭氧污泥量比值較高。為減小厭氧池容積，減少回流污泥帶來的硝態(tài)氮，以利于生物處理，可將回流污泥分為兩部分：一部分回流到厭氧池，一部分直接回流氧化溝?，F(xiàn)將90%污泥回流厭氧池，另60%污泥回流氧化溝，再核算厭氧污泥量比值。厭氧池污泥濃度QUOTE(3-8)式中：R1——回流到厭氧池的回流比，%；QUOTE(3-9)QUOTE(3-10)厭氧污泥比值：QUOTE(3-11)滿足要求。3．需氧量計(jì)算：QUOTE(3-12)式中：O2——實(shí)際需氧量，即AOR，kgO2/d；OC——去除含碳有機(jī)物單位消耗量，包括BOD降解耗氧量和活性污泥水解耗氧量，kgO2/kgBOD；St——BOD去除量，kg/d；Nht——硝化的氨氮量，kg/d。取QUOTE時(shí)的QUOTE。(3-13)BOD的去除量：QUOTE(3-14)式中：fc——BOD負(fù)荷波動(dòng)系數(shù)，取1.2（根據(jù)污泥齡選?。┬柘趸陌钡浚篞UOTE(3-15)QUOTE式中：N——進(jìn)水氨氮濃度，mg/L；Nhe——出水氨氮濃度，mg/L；5——安全量，mg/L。QUOTEQUOTE單位耗氧量：QUOTE(3-16)需氧量修正系數(shù)：QUOTE標(biāo)準(zhǔn)需氧量：QUOTE(3-17)式中：SOR——標(biāo)準(zhǔn)需氧量，kgO2/h；K0——需氧量修正系數(shù)，T=25QUOTE時(shí)取1.59。4．曝氣設(shè)備：本設(shè)計(jì)選用立軸式曝氣葉輪，直徑QUOTE，電機(jī)功率110kw，供氧183kgO2/h，所需的曝氣葉輪臺(tái)數(shù)：QUOTE5．氧化溝的尺寸：采用4廊道式卡魯塞爾氧化溝，取池深5m，寬10m。氧化溝總長：QUOTE(3-18)彎道處長度：QUOTE(3-19)單個(gè)直道長：QUOTE(3-20)氧化溝總池長：QUOTE(3-21)總池寬：QUOTE(3-22)校核實(shí)際污泥負(fù)荷：QUOTE(3-23)式中：QUOTE——校核實(shí)際污泥負(fù)荷，kgBOD?(kgMLSS?d)。6．每天排出的剩余污泥量：(3-24)(3-25)式中：Yobs——凈產(chǎn)率系數(shù)；△XV——剩余污泥量，kg/d。7．厭氧池的配置：氧化溝前端設(shè)置厭氧池，池型采用矩形，水深5m，長度40m，由此可算出寬度為。QUOTE第四章污水處理流程工藝設(shè)計(jì)4.1工藝流程設(shè)計(jì)與計(jì)算4.1.1工程概況污水經(jīng)集水井進(jìn)入格柵截留大顆粒有機(jī)物和漂浮物后，再由提升泵進(jìn)入沉砂池，依次進(jìn)入?yún)捬醭亍⒀趸瘻?、二沉池、接觸氧化池，然后即可排除，其中二沉池產(chǎn)生的污泥一部分回流回流到厭氧池、一部分直接回流到氧化溝，剩余污泥經(jīng)濃縮池排出。4.1.2工程構(gòu)筑物1．集水井原水在集水井中匯集，儲(chǔ)存?zhèn)溆谩?．格柵格柵是由一組平行的金屬柵條、塑料齒鉤或金屬篩網(wǎng)、框架與相關(guān)裝置制成，傾斜安裝在污水渠道、泵房集水井的進(jìn)口處或污水處理廠的前端，用以截留污水中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，防止堵塞和纏繞水泵機(jī)組、曝氣器、管道閥門、處理構(gòu)筑物配水設(shè)施、進(jìn)出水口，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。按格柵柵條間距的大小不同,格柵分為粗格柵(50~100mm)、中格柵(10~40mm)和細(xì)格柵(1.5~10mm)3類。按格柵的清渣方法，有人工格柵、機(jī)械格柵和水力清除格柵三種，目前，污水處理廠大多都采用機(jī)械格柵。3．提升泵房（與中格柵合建在一起）本設(shè)計(jì)中采用中格柵和提升泵房（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(gòu)筑物的負(fù)荷，用來去除那些可能堵塞水泵機(jī)組諸管道閥門的較粗大的懸浮物，并保證后續(xù)處理設(shè)施能正常運(yùn)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(gè)污水處理流程過程中流過，從而達(dá)到污水的凈化。泵房進(jìn)水角度不大于45度。4．沉砂池沉砂池一般是設(shè)在污水處理廠生化構(gòu)筑物之前的泥水分離的設(shè)施。分離的沉淀物質(zhì)多為顆粒較大的砂子，沉淀物質(zhì)比重較大，無機(jī)成分高，含水量低。污水在遷移、流動(dòng)和匯集過程中不可避免會(huì)混入泥砂。污水中的砂如果不預(yù)先沉降分離去除，則會(huì)影響后續(xù)處理設(shè)備的運(yùn)行。最主要的是磨損機(jī)泵、堵塞管網(wǎng)，干擾甚至破壞生化處理工藝過程。常用的沉砂池的形式有平流式沉砂池、曝氣沉砂池和旋流沉砂池。 表4-1沉砂池的比較池型優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)適用條件平流沉砂池構(gòu)造簡單、沉砂效果較好且穩(wěn)定，運(yùn)行費(fèi)用低，重力排砂方便重力排砂時(shí)施工困難，沉沙含有機(jī)物多，不易脫水小型、中型污水廠曝氣沉砂池構(gòu)造簡單，沉砂效果較好，沉砂清潔易于脫水、機(jī)械排砂、能起預(yù)曝氣作用占地面積大、投資大、運(yùn)行費(fèi)用高中型、大型污水廠旋流沉砂池沉沙效果好且可調(diào)節(jié)，適應(yīng)性強(qiáng)，占地少、省投資構(gòu)造復(fù)雜、運(yùn)行費(fèi)用高大、中、小型污水廠綜上所述曝氣沉砂池在沉砂效果相同的情況下，對流量的變化適應(yīng)能力強(qiáng)；可以通過曝氣量控制水流的水力停留時(shí)間或在池內(nèi)造成環(huán)流，有利于砂粒與有機(jī)物的分離。因?yàn)槌辽俺睾笾苯咏友趸瘻瞎に嚕瑳]有初沉池，所以選用曝氣沉砂池，能起到曝氣與混合絮凝作用。5．氧化溝近年來，氧化溝發(fā)展很快，無論是池型和曝氣裝置，都像多樣化和大型化發(fā)展。氧化溝是活性污泥法的改良和發(fā)展，曝氣池呈封閉渠道形，污水和活性污泥在循環(huán)水流的作用下混合接觸，完成有機(jī)物的凈化過程，又稱循環(huán)曝氣池。氧化溝在流態(tài)上介于推流式和完全混合式之間，局部流態(tài)為推流式，整體為完全混合狀態(tài)，同時(shí)具有這兩種混合方式的某些特點(diǎn)。在氧化溝中，污水和活性污泥的混合液在外加動(dòng)力的作用下，不停的循環(huán)流動(dòng)，有機(jī)物在微生物的作用下得到降解。該工藝對水溫、水質(zhì)和水量的變化有較強(qiáng)的適應(yīng)性，污泥齡長、剩余污泥少、而且具有脫氮的功能。氧化溝有多種不同的類型，如Carrousel式、Orbal式、一體化氧化溝、交替式氧化溝等。由于本此設(shè)計(jì)要求除P達(dá)到57%，所以在氧化溝前加一厭氧池，使其具有良好的除磷效果。其中最主要的是所謂的卡羅塞（Carrousel）式氧化溝。它具有立式表面曝氣器單擊功率大，調(diào)節(jié)性能好，節(jié)能效果顯著，平均氧轉(zhuǎn)移動(dòng)力效率大于2.1kgO2/（kW﹒h），有較強(qiáng)的混合攪拌和抗沖擊負(fù)荷能力，氧化溝深度增大，達(dá)到5m以上，減少了占地面積和基建費(fèi)用。本設(shè)計(jì)采用的是卡羅塞（Carrousel）氧化溝。去除BOD5與COD之外，還具備硝化和一定的脫氮除磷作用，使出水NH3-N低于排放標(biāo)準(zhǔn)。曝氣系統(tǒng)：采用立軸式曝氣葉輪表面曝氣器。6．二次沉淀池二沉池設(shè)在生物處理構(gòu)筑物后面，用于沉淀分離活性污泥或去除生物膜法中脫落的生物膜是整個(gè)活性污泥法系統(tǒng)中非常重要的組成部分，是進(jìn)行泥水分離和污泥部分壓縮的處理單元，使混合液澄清、濃縮和回流性污泥。二沉池是曝氣池出水的分離場所，是曝氣池活性污泥的來源，它的工作效果直接影響活性污泥系統(tǒng)的出水水質(zhì)和回流污泥濃度。沉淀池按構(gòu)造形式可分為平流式、輻流式和豎流式沉淀池，另外還有斜板（管）沉淀池。輻流式沉淀池一般采用對稱布置，有圓形和正方形。主要由進(jìn)水管、出水管、沉淀區(qū)、污泥區(qū)與排泥裝置組成。按進(jìn)出水的形式可分為中心進(jìn)水周邊出水、周邊進(jìn)水中心出水和周邊進(jìn)水周邊出水三種類型，其中，中心進(jìn)水周邊出水輻流式沉淀池應(yīng)用最廣。周邊進(jìn)水可以降低進(jìn)水時(shí)的流速，避免進(jìn)水沖擊池底沉泥，提高池的容積利用系數(shù)。這類沉淀池多用于二次沉淀池。本設(shè)計(jì)中采用機(jī)械吸泥的向心式圓形輻流沉淀池，進(jìn)水采用中心進(jìn)水周邊出水。7．接觸池接觸池是使消毒劑與污水混合，進(jìn)行消毒的構(gòu)筑物。主要功能是消毒殺菌，去除水中的有毒有害物質(zhì)。常用的消毒方法見下表:表4-2常用消毒方法比較方法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)適用對象加氯消毒效果可靠穩(wěn)定、設(shè)備投配簡單、造價(jià)運(yùn)行費(fèi)低可能形成有害的氯化有機(jī)物大中型污水廠漂白粉消毒漂白粉直投設(shè)備簡單、運(yùn)行控制簡單含氯量低，用量多小型污水廠臭氧氧化效率高并能降解有機(jī)物、色、味等接觸時(shí)間短且不受PH與溫度影響不產(chǎn)生有害副產(chǎn)物設(shè)備復(fù)雜，投資高消耗電能多，運(yùn)行費(fèi)用高，需避免殘余臭氧納污水體衛(wèi)生要求高的大中小污水廠紫外線消毒效率高、接觸時(shí)間短、無氣味產(chǎn)生、不改變水的理化性質(zhì)消耗電能多，運(yùn)行費(fèi)用高，照射燈具消耗高小型污水廠出水達(dá)到國家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，消毒劑是起到保安作用的，目前大部分污水