接触氧化工艺处理生活小区污水及回用工程设计-完整版

PAGE成都电子机械高等专科学校毕业设计（论文）PAGE85接触氧化法处理小区废水环境工程专业 摘要本设计以“某生活小区污水为原水进行处理后回用”这个主题为研究对象，利用所学的知识，结合工程实际，对小区污水处理站的工艺流程、主要构筑物和整体布局进行了设计。污水处理与回用系统以生物接触氧化法为二级处理方法，以过滤和消毒为深度处理工艺，对污水进行处理，出水回用于小区生活杂用水；同时对各部分产生的污泥进行了处理，达到了无害化。整个系统流程简洁，处理效率高，出水水质稳定，操作管理方便，占地少；平面布局紧凑有序，地面进行绿化，清洁美观，给居民营造了一个健康的生态小区环境。关键词：生物接触氧化工艺生物膜填料回用生态小区AbstractThispaperisaboutasewagetreatmentandreusesystem.Thecrudewastewaterisfromabiotopeandthetreatedwateristobeusedtoflushthetoilets、vehiclesandforafforestation.Thesystemusebiologicalcontactoxidationprocessasthemainandfiltrationanddecontaminationastheadvancedtreatmentprocess，atthesametime，thesludgeformedintheprocessisconcentratedanddewateredsoastoreduceitssizeandmakeitinnocuous.Thewholesystemisefficientandautomatic，it’sveryeasytooperateandmanage，andtheeffectisgoodandstable.Theareaofthesewagedisposalplantissmall，thestyleofthemainstructuresisharmonywiththeresidences，andthegroundsurfaceisafforested.Allthesemakethesewagedisposalplantcleanandartistic，ahealthyecologicalbiotopeissuppliedtopeople.Keywords：biologicalcontactoxidationprocessbiologicalmemberanefillingsreuseecopolis目录摘要………………..PAGEIIITOC\o"1-3"\h\zAbstract II一、概况 1（一）我国水资源概况 1（二）国内外污水回用概况 1（三）生活污水的一般特点 3（四）污水处理与回用技术概述 5二、设计原则、范围与依据 7（一）设计原则： 7（二）设计范围： 7（三）设计依据： 7三、进出水水质水量确定 8（一）、设计水量 8（二）、进出水水质确定 8四、工艺选择 9（一）处理方法的选择 9（二）生物接触氧化法介绍 12（三）工艺流程简图 13（四）工艺流程说明 14（五）工艺流程特点 15五、主要处理单元构筑物设计计算 16（一）格栅 16（二）调节沉淀池 18（三）接触氧化池 20（四）竖流沉淀池 25（五）滤池 29（六）消毒系统消毒系统设计 35（七）清水贮存池 35（八）污泥浓缩池设计 36（九）污泥脱水设备设计 38六、经济技术核算 39（一）工程总投资估算 39（二）劳动定员 40（三）运行成本 42结束语 44参考文献 45成都电子机械高等专科学校毕业设计（论文）一、概况（一）我国水资源概况我国水资源总量居世界第6位，但因为人口众多，每人每年占有量只有2200—2400立方米，排在世界第121位，仅相当于世界平均值（6918立方米）的1/3；我国水资源地域分布极不均匀，导致我国西北地区常常出现资源性缺水，又由于年际降水量变化大、年内分配不均匀，降水量大都集中在4—5月，造成我国半干旱、半湿润和许多地区（包括南方地区）季节性缺水；同时随着我国人口的增长与工农业的发展，我国的水体污染不断加剧，据不完全统计，目前全国工业污水日排放量约为6×107立方米，城市生活污水排放量为5×107立方米，全国已有1/3以上的河段被污染，不能用于灌溉的河段长1.28×104千米，这给我国居民生活及工农业生产带来了极大的危害，缺水现象越发严重；此外，我国的农田灌溉由于技术落后、工程不配套、管理不善等因素，使得水的利用率不到40%，而发达国家由于实现了输水渠道防渗化、管道化，大田喷灌、滴灌化，灌溉达到自动化科学化，水的有效利用率已达到70%—由于以上种种原因，目前我国600多座城市中已有400多座不同程度地缺水，供水紧张时期不但工农业生产得不到保证，有些城市对居民生活用水也不得不采取限时、限量供给的办法，供水不足已经成为制约我国北方干旱地区及沿海城市经济建设发展与生活水平提高的严重问题。因此节约、合理地利用水资源、污水资源化是立足地区水资源现实可行的有效途径，而将污水处理、净化作为城市低水质用水的第二水源，具有开源节流与保护环境的综合效益。（二）国内外污水回用概况污水回用作为解决水危机的重要途径，目前正背时界上的许多面临严重水危机的国家积极采用。城市污水被作为第二水源广泛回用于工业、农业、城市杂用水、景观环境用水等，许多国家在这方面取得了成功的经验。1969年美国佛罗里达州为了减少污水排海前营养物去除的费用，在圣比得堡市规划城市双管供水系统。在该市的4个污水处理厂增加过滤和消毒工艺，处理后出水回用于城市绿地浇灌、冲厕、清洗车辆、浇灌高尔夫球场、电厂冷却等非饮用用途，该措施不仅节约了污水处理费用，而且节约了大量的优质水资源。目前美国城市污水回用量大260×104立方米/天，其中62%的再生用于农业灌溉，30%用于车工那时设施和地下水回灌。以色列是一个水资源极度贫乏的国家，目前以色列几乎全部生活污水和72%的城市污水得到了回用，现有200多个污水回用工程，规模最小为27立方米/天，最大为2×日本的特色主要体现在设中水道供给城市杂用水。“杂用水”是指下水道再生水与雨水，可供冲厕、冷却、制冷、洗车、街道洒水、浇树养花等。而净化处理生活污水、生成杂用水的处理装置在日本称为“中水道”日本政府对设置中水道采取奖励政策，不仅就水质、结构、施工、管理等技术问题制定了“排水再利用计划基准”，而且通过减免税收、提供融资和补助金等手段大力加以推广和普及。据有关部门调查，到1996年为止，各种类型的中水道设施；已有2100出，每天的杂用水供应量达32.4立方米，月相当于全国生活用水量的0.8%，大大缓解了日本淡水资源严重短缺的状况。虽然我国早在20世纪50年代就开始采用污水灌溉的方式回用污水，但真正将污水深度处理后回用虽然我国早在20世纪50年代就开始采用污水灌溉的方式回用污水，但真正将污水深度处理后回用于城市生活和工业则是近20年才发展起来的。“八五”国家科技攻关项目《污水净化和资源化技术研究》，在污水强化二级处理、深度处理、工业水道、回用水道、厂区循环系统等方面进行了全方位的攻关，取得了大量成果，一些污水回用于工业冷却水、工业用水、市政景观用水等的示范工程在“八五”期间相继建成或投产。大连春柳污水处理厂将二级处理出水深度处理后回用给煤气厂代替新鲜水，是我国最早的污水回用示范工程。此后，北京、天津等大城市建了回用示范工程，例如北京高啤店二级污水处理厂每天处理50万立方米污水，30万立方米用于农灌，20万立方米用于工业；天津纪庄子污水处理厂采用A2/O工艺进行脱氮除磷，建成了处理能力为2000立方米/天的示范工程，50%回用于污泥脱水机房冲洗滤布，其余用于冲厕、煤厂及污水厂的杂用水。此类示范工程已经在上海、太原、青岛、西安、石家庄、深圳等多个城市建成，目前已经投产的约有30个，回用工程规模在1.5×105从国外来看污水回用将污水资源化的经济可比性是十分明显的，但目前我国的情况整体上是污水回用进展缓慢，其主要原因是对污水回用的思想认识不足和资金投入不多。如有的地方对本地区的水资源规划缺乏长远性，没有从战略眼光看待污水回用的重要作用，忽视了身边廉价的水源；有些部门对污水回用了解不全面，轻易否定在一些行业采用污水回用；有些地方本来就很缺水，却过分强调排江排海而未积极回用等。与国外相比无论在技术设备及规模上均有较大差距。目前中国正致力于生态住宅小区的建设，生态小区是运用生态学原理遵循生态平衡、可持续发展、效率优先原则，设计、组织小区内外空间的各种物质因素，使物质在系统内有秩序地循环转换，从而获得一种高效、低耗、无污染的平衡生态环境。其中水环境要求在保障小区居民日常生活用水的前提下，采用各种适用技术、先进技术与集成技术，达到节水、节能、节地、治污的目的。污水处理率为100%，回用率为80%，达到排放标准效率为100%，必须建立中水回用系统，中水回用率达到整个小区用水量的50%，建立雨水收集与利用系统；小区景观、绿化、洗车、道路喷洒、公共卫生等用水必须使用中水或雨水，各类用水水质必须符合国家相应的水质标准。（三）生活污水的一般特点本次设计的处理对象是生活污水，下面介绍其一般特点，以助于有针对性地设计处理方案。生活污水是人们日常生活中产生的各种污水和厕所排出的粪便污水等。其来源除了家庭生活污水外，还有各种企事业单位排出的生活污水。生活污水中99%以上是水，固体杂质含量不到1%，并且多为无毒物质。含有的主要无机物有氯化物、磷酸盐和钠、钾、钙、镁等重碳酸盐；有机物主要有纤维素、淀粉、糖类、脂肪、蛋白质和尿素等。生活污水总的特点是碳、氮、磷、硫等的含量高，容易产生腐败，在厌氧条件下，厌氧微生物在分解污水中的主要污染物的过程中回产生恶臭物质，如硫化氢、硫醇等生活污水中还含有多种微量金属（如锌、铜、铬、锰、铅等）和洗涤剂。另外生活污水中还含有大量的微生物，据估计每毫升废水中含有几百万个细菌，其中有些是致病菌，随意排放回造成疾病传播和蔓延。生活污水一般呈碱性，pH值为7.2—7.8。下面是几种来源的生活污水水质：的混合液，其中包括厨房、洗漱室、浴室等排出的污水表1几种建筑生活污水水质：类别住宅宾馆、饭店办公楼BODCODSSBODCODSSBODCODSS厕所200—260300—360250250300—360200300360—480250厨房500—800900—1350250——————淋浴50—60120—13510040—50150—12080———洗漱60—7090—12020070150—18015070—80120—150200表2典型的生活污水水质：序号水质指标浓度（mg/L）高中常低1总固体（TS）12007203502溶解性总固体8505002503非挥发性5253001454挥发性3252001055悬浮性（SS）3502201006非挥发性7555207挥发性275165808可沉降物201059BOD5400200100续表10溶解性2001005011悬浮性2001005012总有机碳（TC）2901608013COD100040025014溶解性40015010015悬浮性60025015016总氮（TN）85402017有机氮3515818游离氨50251219亚硝酸盐00020硝酸盐00021总磷158422有机磷53123无机磷105324氯化物（Cl-）2001006025碱度（CaCO3）2001005026油脂1501005027可溶解性部分75030020028溶解性37515010029悬浮性375150100（四）污水处理与回用技术概述污水回用针对不同的回用要求可采用不同的处理技术进行处理，包括一级处理、二级处理和深度处理。污水处理技术按其机理可以分为物理法、化学法、物理化学法和生物化学法等。一级处理的主要任务是采用物理分离方法去除废水中的漂浮物和悬浮物、调节废水的pH值、减轻废水的腐化程度和后续处理工艺负荷的处理方法。污水经过一级处理后可以有效地去除部分悬浮物（约50%—70%），同时附带地去除部分BOD5（约25%），但是一般不能去除污水中呈溶解态和胶体状态的有机物和氧化物、硫化物等有毒物质，不能达到排放标准，因此需要进行二级处理。二级处理的对象是废水中呈溶解态和胶体状态的有机污染物，使污水进一步净化。目前二级处理的主要工艺为生物处理，包括厌氧和好氧生物处理，其中好氧生物处理主要有活性污泥法和生物膜法。二级生物处理的BOD5去除率约为70%—90%，出水BOD5含量可降至30mg/L以下。近年来，有的国家正在研究和采用化学或物理化学方法作为二级处理主体工艺，预期这些方法将随着化学药剂品种的不断增加，处理设备和工艺的不断改进而得到推广。虽然二级处理在较大程度上净化了污水，对保护环境起到了一定的作用，但随着污水量的不断增加，水资源的日益紧缺，需要更高质量的处理水，以供重复使用或补充水源，为此需要进行三级处理。污水三级处理又称为污水深度处理或高级处理，是为了进一步去除二级处理未能去除的污染物质，包括微生物以及未能降解的有机物或磷、氮等可溶性无机物。三级处理是深度处理的同义词，但又不完全一致。三级处理是经二级处理后为了从废水中去除某种特定的污染物质，如磷、氮等补充增加的一项或几项处理单元，完善的三级处理由除磷、脱氮、去除有机物（主要是难降解的有机物）、病毒和病原菌、悬浮物和触矿物质等单元过程组成；深度处理则往往是以废水回收、复用为目的，而在二级处理之后所增设的处理单元或系统。三级处理后的出水BOD5浓度可以降到5mg/L以下，能够再利用。通常回用技术需要几种污水处理技术进行合理的组合，即各种水处理方法结合起来处理污水，因为单一的某种方法一般很难达到回用水水质的要求。目前污水处理回用工艺中常用的有厌氧和好氧生物处理、混凝过滤、活性炭吸附、消毒等方法，以膜分离技术替代上述工艺中的沉淀、过滤、吸附等单元操作是一项有前途的新技术工艺，在国外已逐步应用于污水处理，技术效果明显，但投资与运行费用偏高，在我国这方面的工作仍处于实验研究阶段。采用传统处理方法对二级出水进行处理，可去除浊度的70%—90%，SS（悬浮性固体）的60%—70%，色度的40%—60%，BOD5的25%—50%，CODcr的30%—55%，总磷的30%—90%。研究表明，混凝—过滤法可使二级出水的浊度有10—15NTU降到小于1.5NTU，总磷浓度由1.3—2.6mg/L降到小于0.5mg/L，BOD5浓度由4—15mg/L降到小于3mg/L，TOC（总有机碳）浓度由10mg/L左右降到4.5mg/L，但对氨氮的去除效果较差，最佳的pH值是6.0—6.5。

二、设计原则、范围与依据住宅小区中水回用于冲洗厕所、绿化、洗车等，要在水质完全达到小区内居民日常生活用水要求的前提下，采用各项适用技术、先进技术与集成技术，达到节水、节能、节地、治污的目的。（一）设计原则：1、回用水水质达到国家标准，并充分考虑长期回用的稳定性与安全性。2、工艺成熟可靠，能长期稳定地运行，工艺流程简单，所需设备及管道少，所选用的设备应是通用设备。3、处理成本低，能耗少，使污水回用具有经济上的可行性。4、操作管理方便，自动化程度高。5、尽量减小占地面积，构筑物风格与小区环境相协调，产生的噪声低、异味少，对周围环境影响小。（二）设计范围：本设计针对废水特点和处理出水水质要求，在众多的处理工艺方案中选择既能满足达标要求又能节省基建投资和占地面积的工艺流程；对所选方案中的格栅、调节沉淀池、接触氧化池、二沉池、滤池、消毒系统、污泥浓缩池等进行设计并计算其工艺尺寸，并对相应的设备进行选型；同时还进行经济技术核算，包括工程总投资、劳动定员、运行成本等。（三）设计依据：某生活小区每天会产生一定量的生活污水，若不经处理直接排放，将会对接纳水体的下游段造成污染。因此拟在生活小区内建一座污水处理站，将生活污水处理后回用于杂用水，如冲厕、灌溉植物、冲洗车辆等。1、《生活杂用水水质标准》2、《污水综合排放标准》3、毕业设计任务书和设计要求

三、进出水水质水量确定（一）、设计水量Q=150立方米/天，Kz=2.3（二）、进出水水质确定设计进出水如下表：表3进出水水质表水质指标COD（mg/L）BOD5（mg/L）SS（mg/L）NH3—N（mg/L）PH值大肠菌群数（个/L）余氯（mg/L）其它污水200—300100—200200—3007—8回用水质≤50≤10≤10≤206—9≤3≥0.2按标准执行生活杂用水水质标准如下表：表4GB12941—1991生活杂用水水质标准编号项目厕所便器冲洗城市绿化、洗车等1浊度/度1052溶解性固体/（mg/L）120010003悬浮性固体/（mg/L）1054色度/度30305嗅无不快感觉无不快感觉6pH值6.5—9.06.5—9.07BOD5/（mg/L）10108CODcr/（mg/L）50509氨氮（以N计）/（mg/L）201010总硬度/（以CaCO3计）（mg/L）45045011氟化物/（mg/L）35030012阴离子合成洗涤剂/（mg/L）1.00.513铁/（mg/L）0.40.414锰/（mg/L）0.10.115游离余氯/（mg/L）管网末端不小于0.216总大肠菌群/（个/L）33

四、工艺选择（一）处理方法的选择根据该小区污水水质的特点：（1）BOD/COD=0.67，可生化性较好（2）污水以有机物和悬浮物为主，且浓度属于中常（3）由于是生活污水，营养元素比较全受重金属污染的可能性小（4）污水排放量小，因此可以选用好氧生化法为中心处理方法。但是若建一个小型的污水处理厂，既不经济，管理也困难，同时需要相当大的占地面积，尤其是在小区内地面上建污水处理设施将影响地面建筑群的整体布局，产生的噪声和臭气也会严重影响居民生活，因此研究小型、高效、清洁的一体化污水处理设备成为必要。经过100多年的发展和研究，污水处理工艺日益成熟和完善。常用的好氧生化处理方法有以下两类：活性污泥法例如完全混合曝气法、延时曝气法、深井曝气法、纯氧曝气法、氧化沟法、AB法、SBR法及其改型等，生物膜法例如生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法等。传统的活性污泥法已经使用多年，应用面较广，具有成熟的设计参数和运行管理经验，但是生物负荷率低，曝气时间长，污泥产量高，易产生污泥膨胀，占地面积大。、延时曝气法、深井曝气法、纯氧曝气法都是传统活性污泥法的改进，通过改变曝气方式提高生物负荷率，减少污泥产量。但是延时曝气法曝气时间长，占地面积大，深井曝气法施工困难，动力消耗大；纯氧曝气法以纯氧作为气源，运行费用高，管理复杂，一般很难被用户接受。AB法特别适用于处理高浓度、水质水量变化大的污水处理，A段需要个负荷运转，要求进水BOD5在300mg/L以上才能较好地发挥作用，且脱氮效果较差，而本次工程的BOD5在100—200mg/L范围，因此不适用AB法。氧化沟技术实际上是活性污泥法的一种变形，属于低负荷延时曝气法的一种特殊形式。氧化沟具有耐冲击负荷、有机物去除率高、脱氮除磷性能好、污泥产量相对较少且沉降性能好、无臭味、易于处置等特点，且构筑物布局紧凑，运行管理方便，能耗低等优点，但是它的水力停留时间长，一般为10—24小时，这对小水量处理工程来讲，占地面积大，与小区周围环境难以协调。近年来新研制开发的序批式活性污泥法SBR和ICEAS工艺从一个新的角度去考察污水处理工艺，它提供了时间程序的污水处理，工艺流程简单，基建费用低，运行管理灵活，占地面积小，耐冲击负荷。处理能力强，脱氮除磷性能好且污泥沉降性能良好不易发生污泥膨胀；其局限性在于SBR和ICEAS工艺要求间歇运行，控制工作较为繁杂，主要依赖于计算机控制，且对电磁阀、气功阀、液位传感器、定时钟等精密度要求较高，这使其应用受到了一定限制，一般只适用于小型污水厂。生物膜法与活性污泥法一样，同属于好氧生物处理技术，但活性污泥法是依靠曝气池中的活性污泥来净化有机物，而生物膜是依靠附着在固体表面的微生物所形成的生物膜来净化有机物的。生物膜法与活性污泥法相比具有如下优点：1、比活性污泥法具有更强的吸附能力和降解能力，可以吸附和降解污水中的各种污染物，水力停留时间短，处理速度快，效率高；2、对污水水质、水量的变化有较强的适应性，操作稳定性好；3、管理方便，不需要污泥回流，不会发生污泥膨胀；4、因高营养级的微生物存在，有机物代谢时较多地转移为能量，合成新细胞，即剩余污泥少；其不足之处在于：1、生物膜上的活性生物难以人为控制，因而运行灵活性差；2、生物膜载体增加了系统投资；3、由于载体材料的比表面积小，故设备容积负荷有限，空间效率低；4、在处理城市污水时，处理效果往往比活性污泥法差。目前，生物膜处理有机污染物主要有以下几种方法：生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法和生物流化床，这四种方法除了上述的共同特点之外，还有各自的优缺点。普通生物滤池处理效果好，BOD5去除率高，可以达到95%以上，而且运行稳定，易于处理节省能量，但是它负荷低，占地面积大。处理水量小且处理出水水质不容易控制，滤池易堵塞，易产生滤蝇、散发臭味，卫生条件差，对周围环境影响很大，不适宜于小区生活污水处理。塔式生物滤池和高负荷生物滤池与普通生物滤池相比，在滤池堵塞、卫生条件方面有所改善，但是水力停留时间短，处理水质差，出水BOD5浓度常常大于30mg/L，为了保证出水水质，通常需要多级滤池和出水回流，这样会增加很多投资和运行管理上的困难；此外塔式生物滤池虽然占地面积小，但是高度增加几倍，施工困难，也不适用于本工程。生物流化床最显著的特点是具有极大的比表面积和有机负荷，属于高效的生物处理反应器，且占地面积小（约为活性污泥法的59%—70%），投资费用低，但因反应器设计和管理方面对技术要求较高、运转费用高，其普及程度远不及活性污泥法和其它生物膜法。生物转盘与生物滤池相比，卫生条件好，无堵塞现象，生物膜与废水接触时间可以通过调整转盘转速来加以控制，故适应废水负荷变化能力强；同时它运行费用低，因为它不需要曝气设备，动力消耗相对较低。其缺点是盘材较贵，投资大，占地面积大，从造价考虑，仅适用于小水量低浓度的废水处理。此外，它受气候影响较大，一般应设于室内或者加盖，并采取一定的保温措施。生物接触氧化法是活性污泥法和生物滤池的复合生物膜法，净化废水主要依靠填料上的生物膜，此外池中尚有一定浓度的类似活性污泥的悬浮生物量，对污水也起一定的净化作用，因而该法具有两者的优势。与其它生物处理方法相比，生物接触氧化法有如下一些特点：1、BOD负荷高，污泥生物量大，对进水冲击负荷（水力冲击负荷和有机物浓度冲击负荷）的适应能力强；出水水质好而且稳定，在进水短期内突然变化时，出水水质受的影响小；在毒物和pH值的冲击下，生物膜受的影响也很小而且恢复快；2、处理时间短，相对效率高且占地面积小；3、不需要污泥回流，维护管理方便。由于微生物附着在填料上形成生物膜，生物膜剥落与增长可以自动保持平衡，所以无须污泥回流，运行十分方便；4、动力消耗低，主要是因为在接触氧化池内有填料存在，起到了切割气泡增加紊动的作用，增大了氧的传递系数，省去了污泥回流，也使电耗下降；5、能够克服污泥膨胀问题。生物接触氧化法与其它生物膜法一样，不存在污泥膨胀问题,而对于那些用活性污泥法容易产生污泥膨胀的污水，生物接触氧化法特别显示出优越性，容易在活性污泥法中产生膨胀的菌种（如球衣菌）在接触氧化池中不仅不产生膨胀，而且能充分发挥其分解氧化能力。接触氧化池内填料固定或者悬浮在水中，附着在填料上的丝状菌具有立体结构，但沉降性能差，在曝气池中容易随水流出，因此不易产生污泥膨胀问题。6、挂膜方便，可以间歇运行。当停电或发生其它突然事故时，生物膜对间歇运转具有较强的适应能力；长时间的停车，细菌为适应还击感的不利条件，它和原生动物可以进入休眠状态，显示了对不利生长的环境有较强的适应力，一旦条件好转，微生物又重新开始生长、代谢。曾有实验，即使停止运转一个月再重新开始运行，生物膜数日内即可恢复正常；尽管生物接触氧化法具有许多优点，是一种高效的生物处理反应器，但是也存在下列一些缺点：1、生物膜的厚度随着负荷的增加而增大，负荷提高，生物膜过厚，容易引起填料堵塞。故负荷不能过高，同时要有防止堵塞的冲洗设施；2、大量产生后生动物（如轮虫类）容易造成生物膜瞬时大块脱落，影响出水水质；3、填料及支架等往往会增加建设费用。综上所述，虽然各种处理方法各有优缺点，但是对于小水量的以生活污水为原水的中水回用工程，在技术和经济综合指标方面，生物接触氧化法有其独特的优势。目前我国生活污水多采用生物接触氧化法进行处理，由于填料的发展和不断推陈出新，使生物接触氧化法日益得到完善，使其应用更加简单、方便、经济、可靠和高效。因此本工程选择生物接触氧化法进行处理。（二）生物接触氧化法介绍1、接触氧化法原理生物接触氧化法于1971年在日本首创，近年来，该技术在国内外都得到了较为广泛的研究和应用，并取得了良好的效果。生物接触氧化法在池内设有填料，部分微生物以生物膜的形式附着在填料表面，部分则是絮状悬浮物，因此它兼有活性污泥法与生物滤池二者的特点。生物接触氧化法中微生物所需的氧通常以人工曝气供给。废水中有机物、氧、微量营养物质等生物反应所需要的各种成分通过扩散进入生物膜，并在微生物的作用下进行氧化降解，同时微生物开始大量生长繁殖，生物膜逐渐增厚，生物反应所需物质逐渐减少。生物膜增长至一定厚度后，近填料壁的微生物将由于缺氧而进行厌氧代谢，厌氧生物反应生成的产物向着相反方向的废水流动侧扩散而排出。另一方面，在生物膜好氧曾生成的NO2—、NO3—将在厌氧层的一部分产生脱氮作用，使其还原为N2，并从废水流动的一侧逸散。厌氧生物反应产生的气体及曝气形成的冲刷作用会造成生物膜的脱落，并促进生物膜的生长，形成生物膜的新陈代谢，脱落的生物膜一部分转为活性污泥悬浮在循环水中，氧化分解废水中的有机物，另一部分将随出水流出池外。2、接触氧化法高效处理的原理分析（1）生物活性高。国内采用的接触氧化池中，绝大多数的曝气装置设在填料之下，不仅供氧充足，而且对生物膜起到了搅动作用，加速了生物膜的更新，使生物膜的活性提高。如果从泥龄分析，活性污泥法的泥龄为3—4天，而一级氧化池的生物膜的平均泥龄为1—2天，由于平均泥龄低，微生物总是处在很高的活力下工作。经好氧速度测定同样湿重的带有丝状菌的生物膜，其好氧速度较活性污泥法高1.8倍。（2）传质条件好。微生物对有机物的代谢速度比较快。在接触法中，由于空气的搅动，整个氧化车的污水在填料之间的流动使生物膜和水流之间产生较大的相对速度，加快了细菌表面的介质更新，增强了传质效果，加快了生物代谢速度，缩短了处理时间。（3）有利于丝状菌的生长。在有填料的接触氧化池中，对丝状菌的生长很有利。丝状菌的存在，能提高对有机物的分解能力。（4）充氧效率高。接触氧化法的填料有增进充氧效果的作用，动力效率在3KgO2/KWh，比无填料的曝气充氧效率高，则有机物的氧化速度相应提高。（5）有较高的生物浓度。一般活性污泥法的污泥浓度为2—3g/L，而接触氧化法可达10—20g/L，由于微生物浓度高，故大大提高了BOD5的容积负荷和处理效率。由于生物量大，对低浓度的污水也能有效地进行处理，而且由于填料表面有利于硝化菌的生长，故能适应污水中氨氮的硝化要求。（三）工艺流程简图进水格栅调节沉淀池接触氧化池二沉池污泥上清液回流浓缩池滤池废液排入调节池反冲洗加药消毒上清液回流脱水间滤布冲洗清水贮存池泥出饼水图1工艺流程

（四）工艺流程说明1、预处理生活污水的预处理包括格栅和水质水量的调节。（1）格栅除污系统为截留废水中粗大的悬浮物，以防止管道堵塞，保护处理系统正常运行。（2）调节池生活污水的排放在水温、水量、水质、pH值等方面都不均衡，为保证处理系统稳定运行，因此用调节池进行水质水量的调节，同时也能去除一部分悬浮物。调节时间6h，内设潜污泵和液位控制器，当液位低于低液位时，泵体自动关闭；当液位高于中液位或者处于中低液位之间时，泵自动开启。2、生化处理生化处理作用是去除污水中的大部分的溶解性和胶体状的有机物和残余的悬浮物。本工艺中采用一段接触氧化法。污水经调节池流出后进入初沉池沉淀，出水进入接触氧化池，经曝气降解反应后进入二沉池固液分离，出水进入深度处理系统。整个工艺无须污泥回流，污水在接触池内为完全混合，微生物处于对数增殖期和减衰增殖的前段，生物膜增长速度快，有机物降解速率也较高。操作方便，投资少，虽然有时会出现短路，但是由于污水有机负荷较低，从技术和经济两方面考虑，一段法是可行的。接触氧化池内投加悬浮生物填料，采用水下射流曝气机曝气。两个沉淀池均采用竖流式。初沉池主要是去除废水中的可沉物和漂浮物，减轻后续处理设施的负荷。废水经初沉后约可去除可沉物、油脂和漂浮物的50%，、BOD的30%。对于本工程中的接触氧化池来说，初沉可以降低进水的负荷，减少堵塞的可能性。二沉池的主要作用是进行固液分离，去除二级处理出水中的剩余污泥和残留的悬浮物，使水澄清，便于排放和后续处理。3、深度处理本工程中的深度处理包括过滤和消毒。（1）过滤二级处理虽然去除了大部分的污染物，但是仍有一些溶解性无机盐类（如NaCl、洗涤剂等）、残留的溶解性和胶体状态的有机物、少量的重金属以及病毒和细菌在二级处理中无法去除，为了达到回用水水质标准并且为后续处理提供有利条件，必须设置过滤系统。设置普通快滤池过滤，配备水泵反冲洗系统。（2）消毒消毒的主要目的是杀灭污水中的病原微生物，以防止其对人类及蓄禽的健康产生危害和对生态环境造成污染。污水经过滤后，细菌含量大幅度减少，但是细菌的绝对值仍然很可观，并且存在有病原菌的可能。为确保回用水卫生安全，必须进行杀菌处理，以满足回用水标准中规定的细菌学指标。本设计中消毒用次氯酸钠溶液。4、清水贮存池中水处理站的供水是连续的、稳定的，与中水实际用量不一致，因此必须设置中水贮存池，其容积要求既能满足中水池有足够的有效空间，又能满足任何时候都有足够的中水供给。本工程中的清水池中的中水除了上述之外，还要求满足滤池反冲洗水、脱水间滤布冲洗水的供应，并提供接触消毒的场所。5、污泥处理与处置污水处理后产生的污泥大多富含有机物，容易腐化发臭，有些还含有病原体和重金属化合物，不经处理直接排放或直接用于农肥和填埋，都会对环境造成二次污染，对人体健康造成转移性危害，为避免危害发生，同时使污泥中的有用物质得到综合利用，达到减量化、稳定化、无害化和综合利用的目的，因此设置污泥处理系统。本设计中采用浓缩和脱水两个程序，然后外运。（1）浓缩污泥浓缩的目的在于降低污泥含水率，减小污泥体积，便于后续处理，同时降低处理成本。（2）脱水脱水的目的在于进一步降低含水率和体积，便于装车运输，同时降低后续处理成本。（五）工艺流程特点1、工艺成熟可靠，出水水质稳定；2、工艺流程简洁，设备少，能耗低，工程投资和运行费用少；3、污泥产量低，无污泥膨胀，运行稳定，管理简单；4、主要构筑物采用地埋式或半地埋式，噪音小，异味少；地埋式上面进行绿化，非地埋式构筑物与小区建筑相协调，清洁美观；备操作简便，自动化程度较高，易于维护管理。五、主要处理单元构筑物设计计算（一）格栅设计说明：采用人工清渣。根据建筑中水设计规范，在设置一道格栅时，栅条间隙应小于10mm设计参数：（1）设计流量为Q=345m3/d=14.375m3/h=（2）栅前水深h=0.15m，栅前渠超高h2=0.3m，安装倾角为α=60°（3）过栅流速v=0.65m/s，栅前渠道流速宜为0.4—0.8m/s，取v1=0.4m/s（4）局部阻力系数ξ：采用带半圆矩形，宽s=0.01m，间隙b=0.008m（5）格栅间必须设置工作台，台面应高出最高水位0.5m，台上应设有安全和冲洗装置，工作台两侧过道宽度不小于0.7m，台正面宽度不小于1.2m设计计算：（1）栅条数目n，取n=5验算过栅流速：m/s，符合要求（2）栅条宽度Bm（3）栅前渠宽度B1m验算：B/B1=0.098/0.07＞1.2,符合要求。（4）过栅水头损失h1h1=h0kk—系数，格栅被栅渣阻塞时，水头损失增大的倍数，一般取2—3h0=mh0—计算水头损失，mh1=0.026×3=0.07≈0.08m（5）格栅渠总深度HH=h+h1+h2=0.15+0.08+0.3=0.53m（6）栅渠总长LL=L1+L2+0.5+1.0+H1/tgαL1=2（B－B1）/tgα1=2(0.098－0.07)/tg20°=0.04mL2=0.5L1=0.02mL=0.04+0.02+1.5+0.45/tg60°=1.82m（7）每日栅渣量W＜0.2m采用手动除栅渣。格栅如图所示：图2格栅示意图（二）调节沉淀池设计说明：采用穿孔导流式调节池，它构造简单，能够同时进行水质水量的调节。对角线上的出水槽所接纳的污水来自不同的时间，其浓度各不相同，这样就达到了水质调节的目的。池内设置沉砂斗，沉淀污水中的部分悬浮物，沉渣通过排渣管定期排出池外。由于调节池采用地埋式，顶部设置入孔和直通地面的排气管，池壁设置爬梯和溢水管。设计参数：（1）Q=345m3/d=14.375m3/h=（2）力停留时间为6h；（3）调节池水深为1.5—2.0m，池上部保护层高度取0.3m；（4）池底坡度不小于0.02，坡向集水坑方向；（5）如果设纵向隔板，隔板间距为1—1.5m。设计计算：（1）池有效容积Vm3（2）池面积A和尺寸取池内有效水深h2为2m，则m2取池宽B=3.85m，L=8.0m（3）每日理论污泥量W和污泥体积V1设调节池内悬浮物去除率为30%，则每天产生的干污泥量为Kg/d设污泥含水率为P3=96%，则m3/d（4）污泥斗高度h3和容积V2方形污泥斗上下边长分别为a1=3.85m，a2=0.4m，污泥斗倾角为50°，则mm3V2＞V1,符合要求（5）池底坡降h4取池底坡度为0.05，则h3=0.05×(8－3.85)/2=0.1m（6）池总高度HH=h1+h2+h3+h4=0.3+2+2.1+0.1=4.5m为防止短流，设纵向隔板2块，隔板间距为1.5m表5调节沉淀池进出水水质表水质指标COD（mg/L）BOD5（mg/L）SS（mg/L）进水水质250200250出水水质250200150调节池中设潜水式提升泵一台，型号为：50WQ—7—1.1，其技术参数如下表：表6主要技术参数排出口径流量扬程转速功率电流效率通过直径50mm15m37m2860r/min1.1KW2.5A48%25mm调节沉淀池如下：（三）接触氧化池生物接触氧化池由池体、填料、布水装置、曝气系统及排泥装置组成。池体呈方形，用钢筋混凝土浇灌而成。1、填料生物接触氧化池中的填料是生物膜的载体，兼具截留悬浮物的作用。其特征对接触氧化池中的生物固体量、氧的利用率、水流条件和污水与生物膜接触情况起着重要的作用。选择填料时要求慝既能使生物膜容易附着，表面积大，空隙大，水力阻力小，截留悬浮物能力强，经久耐用，不引起二次污染，密度与水相近等，同时填料的费用占了接触氧化池基建费用的60%左右，因此应该从技术和经济两个方面加以考虑。目前常用的填料有玻璃钢或塑料制成的蜂窝填料、用尼龙、维尼、涤纶等制成的软性和半软性填料、用树脂和塑料悬浮填料等。蜂窝填料寿命较长，但是个蜂窝管间互不相通，容易堵塞，此时若加大进气量，会造成生物膜大量脱落；软性填料能克服上述缺点，却容易结球，清洗困难，且表面积小，使用寿命短；半软性填料挂膜困难，和以上两种填料一样需要支架固定安装，维修管理困难。本工艺中使用SNP悬浮性填料，它由特殊塑料和树脂构成，由纤维丝、网格外壳和通心多孔柱体组成的球形填料，直接投加，无须支架固定，比表面积大，易挂膜，不堵塞，无剩余污泥，难降解物质去除率高，N、P、S化物去除效果好，使用寿命长达15年。整个系统可以节省投资20%—30%，运行费用20%—30%。其使用方法如下：投加数量：按12—40KgBOD/m3（填料），直接投加，出水处用栅网拦截污泥产量：按活性污泥系统20%计；需氧量：按普通活性污泥法计算，然后乘以0.9。2、曝气系统曝气系统是氧化池的重要组成部分，与填料上的生物膜充分发挥降解有机污染物的作用、维持氧化池的正常运行和提高生化处理效率有很大的关系，并同氧化池饿动力消耗有关。其作用如下：1）充氧以维持微生物正常活动；2）进行充分搅动以形成紊流；3）防止填料堵塞，促进生物膜更新。（1）曝气机曝气机分为鼓风曝气、机械曝气和射流曝气，目前使用较多的是鼓风曝气和射流曝气。由于本污水处理站建在小区内，需要考虑对周围环境的影响，因此选用水下射流曝气机，它充氧效率高，噪声低，无须建鼓风机房和空气传输管道，减少了占地面积，操作维修方便。需氧量计算：1）根据活性污泥法计算后乘以0.9RO=a′QLr+b′VXV=[0.53×150×190+0.11×23.75×6/1000]×0.9=27.71Kg/da′—有机物被氧化的净需氧系数，b′—活性污泥内源呼吸耗氧系数Xv—污泥有机物浓度MLVSS，g/m32）根据水气比经验常数计算，取比值为1：15，空气中氧的体积百分数为0.21空气量：D=150m3/d×15=2250m3/d=氧气量：Do2=93.75×0.21=19.69m3/h=28.15Kg取其中的大值即28.15。根据需气量，选择QSP型潜水离心曝气机，它主要用于污水处理厂曝气池、曝气沉砂池中，对污水的混合液进行充氧及混合，以及对污水进行生化处理或养殖塘增氧，进气量为10—400m3/h，增氧能力为0.67—24KgO2/h，电机功率为0.75—其工作原理：该曝气机由潜水电机与喷射泵组成，潜水泵出水通过射流器的喷嘴形成高速水流，在喷嘴周围形成负压吸入空气，经混合室和水流混合，在喇叭形的扩散管里产生水气混合液，高速喷射而出，夹带许多气泡的水流在较大面积和深度的水域里涡旋搅拌，完成曝气。并且其轴功率不随潜没深度的变化而变化，进气量可以调节。正因为如此，射流式潜水曝气机可以在水位较大的池中应用。特点：充氧能力高，能耗低；强劲的水流与空气混合喷射，使搅拌均匀完全；高度紊流，污泥不易产生沉淀；水下工作，安静无噪声，安装维修方便。（具体性能参数参考网站：/www.B/）表7QSP潜水离心式曝气机性能参数型号QSP0.75QSP1.5QSP2.2QSP3QSP4QSP5.5QSP7.5QSP11QSP15QSP18.5QSP22功率（KW）0.751.52.2345.57.5111518.522电流（A）2.412.41724323945电压（V）380转速（r/min）1470频率（Hz）50绝缘等级F最大潜入深度（m）33.5444.555.56666进气量（m3/h）1029425075100150160200260400服务面积（m2）3×24×3.55×46×4.57×57.5×6.59×710×811×912×1013×11所以选择QSP5.5型离心曝气机一台。（2）布气装置采用穿孔管布气，布气均匀，安装方便，一次投资省。孔眼直径5mm，孔眼中心距为10cm左右，设在填料床下部，孔眼做均匀，空气来自水下射流曝气机。3、布水装置布水装置的作用是使进入生物接触氧化池的污水均匀分布。采用穿孔管布水，孔眼直径5mm，间距20cm，水流喷出孔眼速度为2m/s，设在填料床下部，使水均匀布入填料床，污水、空气和生物膜三者之间相互均匀接触。4、进出水装置由于处理水量较小，可以采用直接进水（当水量大时可采用进水堰或进水廊道）。本设计中采用顺流式进水布气，从池下部进水，采用泵压入。采用溢流堰式出水。水泵型号：50WQ—15—2.2，主要技术参数如下：表8主要技术参数排出口径流量扬程转速功率电流效率通过直径50mm15m315m2860r/min2.2KW4.8A52%25mm5、池体设计设计参数:（1）池子每格面积不大于25平方米，以保证布气均匀；（2）设计池的有效容积时按填料的容积负荷和平均日污水量计算。采用的BOD5负荷最好通过试验确定，在无试验数据时，也可以采用经验数据。一般处理城市污水时取值为1.0—1.8KgBOD5/m3·d；（3）污水在池中停留时间不应小于1—2h（按有效容积计算），处理以生活污水为原水的回用水是停留时间不小于3h；（4）料层高度一般为3m；（5）填料层上水深h2常为0.4—0.5m，填料下部配水区高度h4为0.5—1.5m，填料层间隙高h3为0.2—0.3m，池体超高h1为0.5—0.6m；（6）生物膜消耗溶解氧量应维持在2.5—3.5mg/L，废水与空气体积比一般为1：（10—15）。设计计算：（1）氧化池有效容积m3—容积负荷，取1200gBOD5/m3·d（2）所需填料体积根据悬浮填料使用说明，填充率应为有效容积的8%—13%，则V0=23.75×13%=3.1m3，取V0=3.0m（3）氧化池总面积F及池的尺寸m2H—填料层高度，3m池的尺寸L×B=3.2×2.5m2（4）校核停留时间T1T1=h（5）氧化池高度H0m（6）污水实际停留时间T2T2=h接触氧化池如下图示：图3生物接触氧化池表9接触氧化池进出水水质表水质指标COD（mg/L）BOD5（mg/L）SS（mg/L）进水水质250200150出水水质501050（四）竖流沉淀池设计说明：对于小水量的污水处理工程，通常选用竖流沉淀池，它占地面积小，排泥方便，污泥借静水压力从排泥管排出，不需要机械刮泥设备，管理简单。竖流沉淀池由中心进水管、出水装置、沉淀区、污泥区、及排泥装置组成，污水从池中央下部流如。从下往上流动，污水中的悬浮物在重力作用下下沉，澄清水由四周溢流排入出水槽。设计参数：（1）计流量Q=Qmax=345m3/d，表面负荷宜采用1.0—2.0m3/m2•h，水力停留时间初沉池取1.5—2.0h，二沉池取1.5（2）为了使水流在池内均匀分布，池子直径或边长一般不宜大于8m，通常为4—7m，池子直径与有效水深之比不大于3；（3）中心管内流速不应大于30mm/s，中心管下口应设置喇叭口和反射板，喇叭口直径及高度为中心管直径的1.35倍，反射板直径为喇叭口直径的1.30倍，反射板表面与水平面的夹角为17°，反射板底面至污泥表面的高度至少为0.3m，反射板到中心管喇叭口的缝隙高度为0.25—0.5m，缝隙中水流速度小于20mm/s；（4）贮泥斗倾角为45°—60°，排泥管直径一般不小于200mm，静水压为1.5—2.0m，排泥管下端距池底不大于0.2米，管上端超出水面不少于0.4m；（5）当沉淀池直径或边长小于7m是，出水沿着周边流出；直径大于7m时，应该增设辐流是汇水槽，汇水槽堰口最大负荷为2.9L/m·s（初沉池）、1.5—2.0L/m·s，（二沉池），为防止漂浮物外溢，再水面距离池壁0.4—0.5m出安装挡板，挡板伸入水中的深度为0.25—0.3m，伸出水面高度为0.1—0.2m。设计计算：1、初沉池体各部分设计计算（1）中心管面积取中心管内流速为=20mm/s===0.2m2===0.5m（2）喇叭口直径、高度与反射板直径=1.35=0.68m，==0.68m=1.30=0.88m（3）中心管喇叭口到反射板之间的缝隙高度=经过验算，当缝隙高度在0.25—0.5m之间时均在20mm/s以下，故取=0.4m（4）沉淀区断面积取废水在池内上升速度为=0.4mm/s，则===10m2（5）沉淀池有效水深取停留时间为1.8h，m（6）沉淀区总面积和沉淀池边长m2m取m，符合要求。（7）每天理论产生的污泥量设悬浮物的去除率为，污泥含水率为96%m3（8）污泥斗容积及高度取污泥斗倾角为50°，污泥斗下部边长为m，则m污泥斗容积m3,故符合要求（9）池总高度m其中，—保护层高度，取0.3m，—缓冲层高度，取0.3m竖流沉淀池如下图所示：图4竖流沉淀池2、二沉池池体各部分设计计算（1）中心管面积取中心管内流速为=20mm/s===0.2m2===0.5m（2）喇叭口直径、高度与反射板直径=1.35=0.68m，==0.68m=1.30=0.88m（3）中心管喇叭口到反射板之间的缝隙高度=经过验算，当缝隙高度在0.25—0.5m之间时均在20mm/s以下，故取=0.4m（4）沉淀区断面积取表面水力负荷为1.0m3/m2·h，则废水在池内上升速度为=0.28mm/s，===14.29m2（5）沉淀池有效水深取停留时间为2.5h，m（6）沉淀区总面积和沉淀池边长m2m，符合要求。（7）每天理论产生的污泥量、污泥体积由于生物接触氧化法没有专门的剩余污泥计算公式，且其产生的污泥量与活性污泥法相比较少或者相当，因此采用活性污泥法的剩余污泥计算公式进行估算。—产率系数，KgVSS/KgBOD5，取0.6；—活性污泥衰减系数，d-1，取0.08—进水BOD5浓度，mg/L,—出水BOD5浓度,mg/L—氧化池有效容积，23.75m3；—微生物浓度，以MLVSS计，6000mg/LKg/d设污泥的含水率为，则m3（8）污泥斗容积及高度取污泥斗倾角为50°，污泥斗下部边长为m，则m污泥斗容积m3,故符合要求（9）池总高度m其中，—保护层高度，取0.3m，—缓冲层高度，取0.3m表10竖流沉淀池进出水水质表水质指标COD（mg/L）BOD5（mg/L）SS（mg/L）进水水质501050出水水质501010（五）滤池设计说明：采用单层粗粒石英砂为滤料的普通快滤池，因为它特别适用于生物膜消化和脱氮处理系统的出水，且运转经验成熟，出水水质较好。整个过滤系统主要由滤池池体、滤料层、承托层、大阻力配水系统、水泵反冲洗系统、管廊及相应的阀门组成。1、滤料滤料是滤池的重要组成部分，为去除悬浮物提供了巨大的接触表面积和纳污空间。性能优良的滤料应具备以下条件：（1）有足够的机械强度（2）有较好的化学稳定性，不溶于过滤水，不于过滤水反应产生有害物质（3）有适宜的级配和足够的空隙率（4）外形近乎球形，表面粗糙有棱角，能提供较大的比表面积和空隙率（5）廉价易得。目前常用的有石英砂、无烟煤、石榴石、陶粒等，本滤池使用粗粒石英砂滤料。2、承脱层承脱层的主要作用是防止过滤时滤料从配水系统流失，并在反冲洗时起到均匀布水的作用。承脱层要求孔隙均匀，机械强度大，具有稳定的化学性质，其最小粒径应该大于滤料的最大粒径，而且反冲洗时不能够被水流冲动。承脱层通常用天然卵石或碎石，根据粒径大小（16—22mm、8—16mm、4—8mm、2—4mm）从下往上分层布置，每层0.1m，总厚度为0.4m。3、滤池池体设计设计参数:（1）污水流量为Q=345m3（2）过滤滤速为v=8m/h，工作周期为T=24h，反冲洗时间t0=6min，滤池休息时间为t1=40min；（3）单池面积不宜过大，一般小于130m2，否则容易导致冲洗水分布不均匀，冲洗效果不佳；滤池长宽比L/B在单池面积F≤30m（4）滤池深度一般为3.0—3.5m，其中保护层高度为0.25—0.3m，滤层表面以上水深为1.5—2.0m，滤料层厚度为0.7—1.0m，承托层为0.4m；设计计算:（1）滤池有效工作时间T′h（2）滤池总面积Fm2采用一座滤池（3）滤池平面尺寸因为F<30m2，所以取L/BL=B=m（4）滤池总高度HH=H1+H2+H3+H4=0.3+1.5+0.8+0.4=3.0（m）H1—保护层高度，H2—滤层表面以上水深，H3—滤层厚度，H4—承脱层厚度4、配水系统设计设计说明：配水系统的合理设计是滤池正常运行的重要保证。其主要作用是使反冲洗水均匀分布于整个滤池断面上，同时能够收集滤后的出水。由于反冲洗水流量远大于正常过滤水，故设计流量时主要考虑系统配水的均匀性，否则会产生“走砂”现象和滤料“结团”现象，使出水水质恶化，甚至使滤池无法正常工作。普通快滤池大都采用大阻力配水系统，它工作可靠，配水均匀，是实际生产中的主要配水形式。设计参数：表8管式大阻力配水系统参数表名称单位数值备注干管始端流速m/s1.0—1.5续表支管始端流速m/s1.5—2.0支管孔眼流速m/s3—6孔眼总面积与滤池面积之比%0.20—0.25支管中心距离m0.2—0.3支管下侧距池底之距cmD/2+50D为干管直径支管长度与其直径之比≤60孔眼直径mm9—12干管横截面应大于支管总横截面的倍数0.75—0.1孔眼分设支管两侧，与垂线呈45°，交错排列反冲洗强度qL/s·m214设计计算：（1）配水干渠（采用方形断面暗渠结构）干渠始端流速取v1=1.3m/s干渠始端流量Q1=q=0.014×1.86=0.026m3干渠断面积A=Q1/v1=0.026/1.3=0.02m2干渠断面尺寸采用0.14×0.14=0.0196m2≈0.02m干渠壁厚δ′=0.05m干渠顶面应开设孔眼，干渠末段设置排气管，管径为40mm（2）配水支管支管中心距采用s=0.25m支管总数n2=2L/s=2×1.37/0.25=10.96，n2=11（根支管流量Q2=Q1/n2=0.026/11=0.0024m3支管直径采用d2=40mm，v2=1.91m/s支管长度m核算l1/d2=0.565/0.04=140125<60，符合要求。（3）支管孔眼孔眼总面积Ω与滤池面积f的比值α，采用α=0.24%，则Ω=2f=0.0024×1.86=0.0045m孔径采用d0=10mm=0.01m，则单孔面积m2孔眼总数n3=Ω/ω=0.0045/(7.85×10-5)=57.32≈57（个）每一个的支管孔眼数（分两排交错排列）n4=n3/n2=57/11=5.2≈5孔眼中心距s0=2l1/n4=2×0.565/5=0.226m孔眼中平均流速m因为，所以5、反冲洗构筑物设计设计说明：反冲洗构筑物由冲洗排水槽、集水渠和反冲洗水泵22构成。废水先由冲洗排水槽两侧溢入槽内，各条槽内的废水汇集到集水渠，再由集水渠末端的排水管排出。（1）冲洗排水槽设计设计参数:1）两排水槽中心距取a=1.52）槽内流速取v=0.6m/s3）排水槽槽底厚度取δ=0.05m4）全部排水槽面积应该小于滤池总面积的25%5）石英砂膨胀前的孔隙率ε0=0.41，石英砂滤料密度p2=2.65t/m3设计计算:1）滤料层膨胀率ee=1.5—2.5ε0=1.5—2.5×0.41=0.4752）排水槽个数n1n1=L/a=1.37/1.5<1，取n1=13）断面尺寸槽长l=B=1.37m采用标准半圆形槽底断面形式，其断面模数为m则槽顶位于滤料层面以上高度为He=eH1+2.5x+δ+0.075=0.475×0.8+2.5×0.1+0.05+0.075=0.755m（2）集水槽设计设计参数：集水槽用矩形断面，渠宽采用b=0.7设计计算：1）渠始端水深Hqm2）集水槽底低于排水槽底的高度HmHm=Hq+0.2=0.21+0.2=0.41m(3）反冲洗水头损失设计参数：1）反冲洗水配水管孔眼总面积与滤池面积之比一般为0.2—0.25，取α=0.242）富余水头常取1.5—2.0m设计计算：1）管式大阻力系统配水系统水头损失按下列经验公式计算：m2）滤料层水头损失h4与富余水头h5h4=（p2―1）（1―ε0）H2=（2.65―1）×（1―0.41）×0.8=0.78m在工程实践中常取h4+h5之和为2.0—2.5m，这里取h4+h5=2.5m3）水泵反冲洗流量Q与扬程HQ=qf=14×1.86=26.04L/sH=H0+h1+h2+h3+h4+h5=1.955+h1+2.55+0.12+2.5=（7.1625+h1）mH0=H3+He=0.8+0.4+0.755=1.955mH0—洗砂排水槽与清水池最低水位高差，mh1—清水车与滤池间冲洗管沿程损失和局部水头损失之和，m4）反冲洗泵选型根据经验，h1相对水泵扬程的其它水头损失来说通常很小，可以忽略不计，因此可以根据其它水头损失之和来选型。本设计中选取潜污泵80WQ100—14—7.5。其主要参数如下：表1180WQ100—14—7.5主要参数流量（m3/h）扬程（m）转速（r/min）效率（%）功率（Kw）100151450707.5其使用条件是：1）水温不超过60℃2）液体pH值为4—103）颗粒直径为15—35mm6、管廊的主干渠道设计说明：浑水进水、废水排出以及过滤后清水引出均采用暗渠输送，反冲洗水进水采用管道。设计参数：滤池管道流速表12滤池管道流速设计参数名称浑水进水管（槽）清水出水管（槽）冲洗水管（槽）排水管（渠）流速（m/s）0.8—1.21.0—1.52.0—2.51.0—1.5设计结果：各主干渠道参数列于下表：表13主干渠道设计参数管渠名称流量（m3/s）流速（m/s）管渠截面积（m2）断面尺寸（b×h，m2）浑水进水渠0.0041.00.0040.005×0.08清水出水渠0.0041.00.0040.05×0.08冲洗水进水管0.0262.30.01D′=0.12废水排水渠0.0261.30.020.1×0.2滤池进出水水质：表14滤池进出水水质表水质指标COD（mg/L）BOD5（mg/L）SS（mg/L）进水水质501010出水水质3055（六）消毒系统消毒系统设计设计说明：本工程采用次氯酸钠溶液消毒，与液氯、漂白粉相比，使用安全，投配设备简单，效率高，操作管理方便等优点，缺点是容易受温度、光照、pH值和重金属的影响而分解，因此设计中采用氯酸钠发生器制取，避免了在运输、储存和使用过程中的不安全性和自然分解而降低的缺陷。设计参数：（1）设计流量为Q=345m3/d=14.375m3（2）中水采用氯化消毒时，加氯量一般应为有效氯含量为5—8mg/L，接触时间大于30min；（3）余氯量应保持在0.5—1.0mg/L。设计计算：设加氯量为ω=9mg/L，则每小时需要的有效氯为W=Qω=14.375×9=129.375g/h次氯酸钠中的有效氯为45.46%，因此所需要的次氯酸钠为W1=129.375/45.46%=284.59g/h设备选型：选用XFC—300型次氯酸钠发生器，其主要参数如下：表15XFC—300型主要参数次氯酸钠产率功率电源电压直流输出电解电流电解液流量电解液浓度（g/h）（KW）（V）电压（V）电流（A）（A）L/h%255—3004380/2200—3010070153—4（七）清水贮存池设计说明：中水处理站的供水是连续的、稳定的，与中水实际用量不一致，因此必须设置中水贮存池，其容积要求既能满足中水池有足够的有效空间，又能满足任何时候都有足够的中水供给。本工程中的清水池中的中水除了上述之外，还要求满足滤池反冲洗水的供应，并提供接触消毒的场所。中水贮存池应该采用耐腐蚀、易清垢的材料制作，中水池应设自来水补充水管，补水管出水应高于中水贮存池内溢流水位，其间距不得小于2.5倍管径，中水贮存池内设置溢流管，泄水管，均应采用间接排水方式排出，溢流管应设隔网设计参数：（1）接触消毒时间t=60min；（2）容积不小于最大设计流量的25%—35%；（3）池长与池宽之比L/B≥5。设计计算：（1）清水贮存池容积1）接触消毒所需容积V1=Qt=0.004×3600=14.4m32）每天反冲洗水量V2=qt0=0.014×0.1×3600=5.04m33）每天供水预备贮存水量V3=345×30%=103.5m3所以中水贮存池容积为V=V1+V2+V3=122.94≈123m3（2）清水贮存池尺寸取池深度为H=3m，则清水池总面积S=V/H=40.98m2取池宽B=2.8m，L=S/B=14.64m，取15.00mL/B=5.4>5，符合要求；取清水池的超高为h=0.3m，则其总深为3.3m。（八）污泥浓缩池设计设计说明：由于产生的污泥量很少，故采用间歇式重力浓缩池。重力浓缩的原理是在重力作用下将污泥中的间隙水挤出，从而使污泥体积减小，含水率降低，便于后续处理，节约处理成本。设计浓缩池一座，浓缩来自调节池、初沉池和二沉池的混合污泥。设计参数：浓缩时间为20h设计计算：产生的污泥量前面已设调节池和初沉池对悬浮物的去除率为80%，产生的污泥总量为Va=0.9m3/d；二沉池产生的污泥量前面已经算出为Vb=0.71m3，所以总污泥量为V=Va+Vb（2）混合后的污泥含水率P产生的干污泥量之和W1=Qc0η=150×300×80%×10-3=36Kg/d，P1=96%W2=5.7Kg/d，P2=99.2%W=W1+W2=41.7Kg/d混合后的含水率设浓缩后的含水率为P′=95%，浓缩后的污泥体积为m3（3）污泥浓缩池所需容积设计调节池、初沉池和二沉池均为一天排泥一次，因此浓缩池有效容积应为V=1.61m3。取其平面尺寸为（1.5×1.5）m2，上部柱体的有效深度为h=1.2m，则上部柱体的体积为V1=2.7m池下部为方形污泥斗，下部尺寸为（0.2×0.2），取其倾角为55º，则斗高度和容积分别为h2=tg55º×（1.5-0.2）/2=0.93mV2=0.93×（1.52+0.22+1.5×0.2）/3=0.81m3浓缩池总容积为V0=V1+V2=2.7+0.81=3.51m3>1.61m（4）取浓缩池的保护层高度为h1=0.3m，缓冲层高度为h3=0.3m，则其总高度为H=h1+h+h2+h3==0.3+1.2+0.93+0.3≈2.73m，每天浓缩池有四小时的闲置时间，可用来排出上清液、排泥和进泥。浓缩后的污泥排入脱水间，上清液排入调节池，浓缩池设三根排水管于管壁，管径为150mm，如下图所示：图5间歇污泥重力浓缩池（九）污泥脱水设备设计设计说明：带式压滤工艺是与高分子絮凝剂用于污泥调理相结合的。将浓缩后的污泥加入一定浓度的高分子絮凝剂（如PAM），在絮凝池中混合反应，污泥中的悬浮颗粒絮凝成团后再输送至压滤机，污泥经过重力脱水呵、上下网带加压区和压榨区而脱水。本设计中采用间歇脱水，过滤后的滤液回流至调节池。设计参数：1.进泥含水率为95%2.污泥量为0.84m3设备选型：设备型号及主要技术参数如下：表16300S5技术参数表型号带宽功率网带清洗水量纠偏及撑紧常规处理量重量水压水量风压风量300S5300mm0.55KW0.25MPa3m3/h0.5MPa0.1m3/min1.2m生产厂家：深圳市新环机械公司

六、经济技术核算设计是科学与工程应用的桥梁，是科技成果转化为生产力的第一步，是技术创新成败的关键环节。设计过程是技术与经济相结合的过程，是从经济上对技术的优化过程。设计过程也是决策过程。因此在重视总体的技术经济指标分析、比较的同时也应该重视设计过程技术方案的技术经济分析比较和评价，把技术经济分析评价贯穿于设计的全过程。基本原理：（1）（保证出水水质的前提下）费用最小化（2）技术经济比合理（一）工程总投资估算1、土建工程该污水处理站所在的地层结构简单，工程地质条件可以满足各种构筑物的要求，不必对地基进行特殊处理。本设计中，所有主要构筑物均为钢筋混凝土结构，以提高池体的防渗能力，附属构筑物均采用砖混结构，包括消毒间、办公室、维修间、化验室、控制室、脱水间等。（1）主要构筑物投资费用清单：表17主要构筑物投资费用清单序号构筑物名称数量规格（L×B×H，m3）总计费用（万元）1调节沉淀池18×3.85×4.5202二沉池13.8×3.8×5.53接触氧化池13.8×2.5×6.04滤池11.37×1.37×3.05清水池12.8×14.64×3.36污泥浓缩池11.5×1.5×2.737污泥脱水间17×4×3.5（2）附属构筑物投资费用清单：表18附属构筑物投资费用清单序号名称数量规格（L×B×H，m2）总计费用（万元）1办公室17×4×4152控制室17×4×43消毒间14×3.85×3.54维修间17×4×45化验室17×4×42、主要设备表19工程中主要设备表序号名称数量备注总计费用（万元）12格栅1s=10mm，b=5mm30潜水提升泵250WQ—15—2.2/50WQ—7—1.13潜水离心曝气机1QSP5.54反冲洗水泵180WQ—100—7.55污泥泵150WQ—10—0.756带式压滤机1300S57