曝气生物滤池处理城镇污水分析研究 生物环境专业

曝气生物滤池处理城镇污水摘要城镇污水主要为生活污水和工业废水的混合污水。目前城镇污水的排放已造成了对水环境生态系统的严重污染，做好城镇污水的处理及再生利用是主要任务之一，解决城镇污水对水环境污染的重要途径之一就是修建污水处理厂。本设计对SBR法、A2/O法、曝气生物滤池法工艺进行了比较，最终确定选用处理效果好、运行管理方便、投资省的曝气生物滤池工艺。该工艺中污水经过粗格栅、细格栅、旋流沉砂池、水解酸化池的一级处理，进入曝气生物滤池进行二级处理后。排出的污泥经过了生化处理较稳定，不需消化浓缩脱水外运，节省了投资。设计过程中通过对各构筑物的设计计算及附属构（建）筑物的设计选型，完成了主要构筑物旋流沉砂池、水解酸化池、曝气生物滤池出图及整个工厂的平面、高程布置，进而完成了污水厂的设计。关键词：城镇污水；水解酸化；上向流曝气生物滤池TheFormatCriterionofMaster’sDegreePaperofDUTAbstractUrbansewageasthemainsewageandindustrialeffluentofsewagemixed.AtpresenturbansewagedischargehascausedthewaterenvironmentecosystemsseriouspollutionanddoagoodjobofurbansewagetreatmentandrecyclingisoneofthemaintasksandsolvetheurbansewagewaterpollutionisoneimportantwaytotheconstructionofsewageWatertreatmentplants.ThedesignoftheSBR,A2/O,BiologicalAeratedFiltertechnologyofthelaw,thefinalchoiceoftreatmenteffect,andfacilitatetheoperationandmanagement,investmentintheBiologicalAeratedFilterTechnology.Theprocessofsewagethroughroughgrid,smallgrille,swirldesiltingpool,poolacidhydrolysisoftheprimarytreatment,intotheBiologicalAeratedFilteraftersecondarytreatment.Afterthesludgefromthebiologicaltreatmentmorestable,notdigestcondenseddirectlydehydrationSinotrans,asavingofinvestment.ThroughtheprocessofeffluenttreatmentcanbeachievedGB18918-2002inaBstandards,andremovalofthewaterqualityindicatorswereCODcr:76%,BOD:86.7%,SS:86.7%,NH3-N:80%,TN:50%,TP:62.5%.Throughthevariousstructuresofthedesignandcalculationandsubsidiarystructure(built)tobuildthedesignselection,completedthemainstructureswirldesiltingpool,poolacidhydrolysis,BiologicalAeratedFiltertoplanandplantthewholeplane,elevationlayoutandthencompletedawastewatertreatmentplantdesign.KeyWords：BiologicalAeratedFiltertechnologyofthelaw；Urbansewage；facilitatetheoperation目录摘要 原污水原污水格栅提升泵房涡流沉砂池水解池DC.N.DN滤池接触池清水池反冲洗泵反冲洗排水缓冲池污泥均质池砂水分离器泥桨泵污泥浓缩脱水池砂外运3水解（酸化）-上向流曝气生物滤池工艺概况3.1水解（酸化）-上向流曝气生物滤池工作原理水解（酸化）-上向流曝气生物滤池属于升流式厌氧污泥床反应器技术范畴。水解池内分污泥床区和清水层区，待处理污水以及滤池反冲洗时脱落的剩余微生物膜由反应器底部进入池内，并通过带反射板的布水器与污泥床快速而均匀的混合。污泥床较厚，类似于过滤层,从而将进水中的颗粒物质与胶体物质迅速截留和吸附。由于污泥床内含有高浓度的兼性微生物，在池内缺氧条件下，被截留下来的有机物质在大量水解-酸化菌作用下，将不溶性有机物溶解为溶解性有机物质，将大分子、难于生物降解的物质转化为易于生物降解的物质（如有机酸类）；同时生物滤池反冲洗时排出的剩余污泥（剩余微生物膜）菌体外多糖粘质层发生水解，使细胞壁打开，使污泥液态化，从新回到污水处理系统中被好氧菌代谢，达到剩余污泥减容化的目的。经过水解后的污水可生化性进一步提高，并通过清水区而排出池外并进入后续好氧系统进一步处理。由于上述原因以及水解酸化的污泥龄较长（一般为15～20d），所以在污水处理的同时，污泥得以硝化减容。在水解酸化池中，主要以兼性微生物为主，另含有部分甲烷菌。水解酸化池中COD的降解，主要是微生物的生长过程中吸收有机污染物作为营养物质，以及大分子物质降解为有机酸过程中产生的二氧化碳，同时还包括硫酸盐的还原、氢气的产生及少量的甲烷化过程等所致。水解过程中产生的二氧化碳，在水中形成HCO，故水解酸化过程对污水酸碱度具有一定的调节缓冲能力。3.2水解（酸化）-上向流曝气生物滤池的优点3.2.1水解（酸化）曝气生物滤池的优点在本工艺中，采用水解（酸化）池代替现有的初沉池，除达到截留污水中悬浮物的目的外，还具有部分生化处理能力。总结来说，水解（酸化）工艺具有以下优点：（1）以多功能的水解池取代功能专一的初沉池，水解（酸化）池对各类有机物的去除率远远高于传统的初沉池，其COD、BOD、SS去除率分别达到25%～30%、15%～25%、65%～75%，从数量上降低了对后续处理构筑物的负荷。水解池用较短的时间和较低的能耗完成了部分有机污染物的净化过程，水解（酸化）曝气生物滤池组合工艺较常规工艺节能35%～40%。（2）水解（酸化）曝气生物滤池较常规工艺污泥量减少了25%～30%，整个工艺的剩余污泥最终从水解（酸化）池排出，由于采用厌氧处理技术，在处理水的同时，也完成了对大部分污泥减荣处理，使得污水污泥处理一体化，简化了传统处理工艺流程，水解（酸化）池内污泥龄大15～20d，使污泥稳定，剩余污泥量少，容易处理与处置。（3）水解（酸化）工艺基建费用较常规初沉池基建费用低，且不需要大量的水下设备维护，处理效果稳定，管理方便。3.2.2向上流曝气生物滤池的优点（1）较小的池容和占地面积上向流曝气生物滤池的BOD容积负荷大，是常规二级生物处理的5～10倍，所以它的池容积和占地面积较常规二级生物处理工艺要小得多，同时在滤池后不需设二次沉淀池，大大节省了占地面积和大量的土建费用。采用向上流曝气生物滤池工艺的城市污水处理厂总占地面积只有氧化沟工艺的1/3。滤池内高比表面积和粗糙多孔的粒状填料，其比表面积上可以积累较高的微生物量，微生物量可达10～15g/l。高浓度的微生物量使得滤池的容积负荷大大增加，所以池容和占地面积大大降低。池容和占地面积小对拟建的城市污水处理设施具有很大意义。由于上向流曝气生物滤池对污水中悬浮物的生物截留作用，使出水中的SS很少，完全达到国家所需要的排放标准，故滤池后面不需设置二沉池。（2）抗冲击负荷能力强，处理效果稳定，处理出水质好由于整个滤池中分布着较高浓度的微生物，使反应速率高，并可通过控制供气量使滤池中存在好氧和缺氧环境，使得滤池组合可实现硝化、反硝化。同时由于高浓度的微生物以膜状存在于滤池的填料表面，其本身就耐水量的冲击，而高浓度的固定生物膜使得滤速增大而不会使微生物流失，所以对水量、水质具有较强的抗冲击负荷能力。上向流曝气生物滤池工艺处理城市污水，其出水SS和BOD可保持在20mg/l一下，去除率高，满足国家排放标准的要求。（3）简化处理流程由于上向流曝气生物滤池的生物截留作用，处理后水中SS很少，故不需设置二沉池和污泥回流泵房，处理流程简化，使占地面积进一步减少。（4）基建费用、运行费用节省在国外，上向流曝气生物滤池工艺被广泛应用于各种污水处理，包括市政综合污水、生活污水和工业废水处理，日处理规模从几百立方米到41万立方米。在德国和法国已分别建成多座日处理量30万立方米以上的城市污水处理厂。在国内，大连市已建成日处理量为12万立方米的污水处理厂，上海市也建成了日处理量40万立方米的污水处理厂。由于该工艺流程短、池容积小和占地省，使基建费用大大低于常规二级生化处理。同时，采用上向流曝气生物滤池采用曝气系统并利用粒状填料对气泡的切割作用，以及滤料对气泡的阻挡作用，使得气泡在滤池内的停留时间大大增加，同时使得空气与微生物膜的接触面积也大大增加，上述原因导致滤池总体充氧效率大大提高，氧的利用率达到30%以上，可节省大量能源消耗。其填料为无机烧结材料，经久耐用且不需更换，所以设备维护费用较低。（5）自动化程度高，运行管理简单上向流曝气生物滤池具有很强的抗冲击负荷能力，没有污泥膨胀问题，微生物也不会流失，能保持较高的微生物浓度，因此，日常运行管理简单，处理效果稳定。由于相关工业技术的发展，一些先进的自动化设备如液位传感器、在线溶氧测定仪、定时器、变频器及微电脑等产品的出现，使得上向流曝气生物滤池系统运行管理自动化得以顺利实现，其管理变得简单易行。（6）脱氮除磷效果好通过不同功能的滤池组合或同一滤池中不同功能区分布，使滤池在除碳的同时可以进行硝化和反硝化。其原理是通过对两组滤池或同一座滤池内分别人为地造成好氧、厌氧的生物环境，不仅能去除一般有机物和悬浮固体，而且还能去除营养物质-氮和部分磷，在降解污水中有机物的同时，去除污水中氮和部分磷，因为氮和磷是维持水生物生长的主要营养物，其处理效果主要取决与供氧条件和曝气与非曝气阶段的比例。（7）受气候、水量、水质影响小由于大量的微生物生长在粒状填料粗糙多孔的内部和表面，一方面微生物不会流失，即使长时间不运转也能保持其菌种，使其运行管理非常简单，如长时间停止不用后再使用，其设施可在几天内恢复正常运行；另一方面，高浓度的微生物量使得滤池对气候和水量、水质的波动适应性强。（8）构筑物模块化，有利于今后的扩建上向流曝气生物滤池单元为模块化结构，可较好满足城市污水处理厂分期建设的要求。（9）主要设备和材料均可在国内配套生产，不需利用进口工艺中所需的绝大部分设备和材料均可在国内生产和采购，而只有少量的检测仪表需进口。4构筑物的设计计算4.1溢流井的设计溢流井是进水量大于处理量时或因厂内事故原因造成减少处理量时将污水溢流走的构筑物。当源水量小于或等于进水量时，溢流井不起作用的。当源水量大于进水量时，溢流阀打开，多余的水经溢流管排走，以保证后续工艺安全运行。而源水量大于进水量有两种情况，一种是源水量因暴雨或其他原因突然增大，另一种原因是因厂内工艺问题进水量减少，在这种时刻溢流井起到作用。溢流井有源水井、溢流管、进水管三条管路。源水管与市政管网相连，溢流管直通厂外，将来水排入河中，进水管与后续工艺管道相连，将污水源源不断的输送到粗格栅。三条管路均为内径2米的管道。进水和溢流管口均设有闸门，均为规格2400×2400的平开钢闸门。溢流井的进水和溢流管都设有闸阀，形式为外螺旋式，特点为闸门上下运动时螺杆不旋转，螺杆也竖直运动。驱动结构为电动和手动两套控制，以保证断电情况下能对阀门进行开启和关闭。溢流井中水流停留时间极短，设计尺寸长×宽×高为3m×3m×4m。4.2粗格栅的设计4.2.1设计参数格栅的设计参数见表4-1表4-1格栅的设计参数最大设计污水量Qmax6500m3/d=270.79m3/h=0.0754m3/s过栅流速0.6～1.0m/s格栅前渠道内水流速度0.4～0.9m/s格栅倾角450～750格栅间隙10～25㎜通过格栅的水头损失0.08m～0.15m4.2.2设计计算(1)栅槽宽度①栅条的间隙数n,个其中，Q为最大设计流量,㎡/SA为格栅倾角,(°)，取a=60°b为栅条间隙,m,取b=20㎜n为栅条间隙数,个h为栅前水深,m,取h=0.4mv为过栅流速,m/s,取u=0.6m/s(个)②栅槽宽度B设栅条宽度S=10㎜(0.01m)则栅槽宽度B=S(n-1)+bn=0.01(15-1)+0.0215=0.44(m)(2)通过格栅水头损失h1①进水渠道渐部分的长度.设进水渠宽=0.5m,其渐宽部分展开角度=20°,进水渠道内的流速为0.47m/s.②栅槽与水渠道连接处的渐窄部分长度,m③通过格栅的水头损失，m其中，为设计水头损失，m为计算水头损失,mg为重力加速度,;k为系数,格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数,一般采用3.为阻力系数,与栅条断面形状有关,可按手册提供的计算公式和相关系计算;设栅条断面为锐边矩形断面,=2.42.(3)栅后槽总高度H,m设栅前渠道超高=0.3m(4)栅槽总长度L,m(5)每日栅渣量W,其中，W1为栅渣量，m3/103m3污水Kz为总变化系数，取为1.30格栅间隙为10～25mm时，W=0.10～0.05m3/103m3污水格栅间隙为30～50mm时，W=0.03～0.01m3/103m3污水本工程格栅间隙为20mm，取W=0.07m3/103m3污水W∴采用机械清渣(6)实际过栅流速V===0.584(m/s)4.2.3附属设备的选型机械清渣选用GSHZ型回转式格栅除污机。（1）主要特点结构紧凑、电气控制简单、便于实现自动化。耐腐蚀性好、耗能省、噪音小。除污动作连续、排渣干净、分离效率高。（2）适用范围给排水工程泵站、进水口细格栅间，清除细格栅上的栅渣。纺织、印染、屠宰、制革、造纸等工业，废水的固液分离。制糖、酿酒、食品加工中的固液分离。（3）技术参数及安装尺寸设备型号GSHZ800设备宽度800有效栅宽设备宽—160外型总宽度设备宽+350有效栅隙20耙链线宽度约2m/min电机功率0.75—1.5安装角度60渠宽≥设备宽度+70渠深800～10000排渣高度400～1200导流槽长渠深×cota+600安装总长（渠深+排渣高度）×cota+14004.3调节池的设计调节池是汇集准备输送到后续处理构筑物去的污水的一种小型储水池。4.3.1设计计算设计停留时间6h。有效容积V＝QT＝208.3/h×6＝1250取调节池内的有效水深为h=5m采用方形池，池长L与池宽B相等，则池表面积㎡所以，L＝B＝，取16m.4.3.2附属构筑物选型为防止污水中悬浮物的沉积和使水质均匀，可采用水泵强制循环进行搅拌，也可采用专用搅拌设备进行搅拌。水泵强制循环搅拌，是在调节池底部设穿孔管，穿孔管与水泵压力水相连，用压力水进行搅拌。水泵强制循环搅拌的优点是不需要在池内安装其他专用搅拌设备，并可根据悬浮物沉积的程度随时调节压力水循环的强度。其缺点是穿孔管容易堵塞，检修也不太方便，影响使用。所以，目前工程上常用潜水搅拌机进行搅拌。根据调节池的有效容积，搅拌功率一般按1污水4～8W选配搅拌设备。该工程取5W，调节池选配潜水搅拌机的总功率为411.6×5＝2469.6（W）选择3台潜水搅拌机，单台设备的功率为0.85KW，叶轮直径为260mm.叶轮转速为740r/min。将3台潜水搅拌机，分别安装在进水端及中间部位。4.4污水提升泵调节池集水坑内设LX型螺旋离心无堵塞泵3台。其中，LX200－150－17为两台，LX125－100－11为一台，2开1备。（1）概述LX型（立式、卧式、潜水式）螺旋离心无堵塞泵系单吸单叶片螺旋离心泵。具有极佳的抗堵塞性能和抗缠绕性能。（2）使用范围该泵可输送含大颗粒及长纤维的料浆及高浓高污水污物，因而广泛应用于城市水排放、污水处理、造纸业、陶瓷制造业、食品业等。（3）型号及技术参数表4-2污水提升泵的型号及技术参数型号流量扬程转速效率电机功率LX125－100－118510.51450635.5/7.5LX200－150－17180 1714506715/18.54.5细格栅的设计4.5.1设计概述细格栅可去除原水中细小漂浮物以及杂物，保证后续处理流程的通畅。细格栅安装于涡流沉砂池的进水总渠上，细格栅通过超声波液位差计测定其前后水位差自动开停，栅渣自动耙至渣斗并由渣车人工清运。进水渠上安装有超声波流量计，以测定污水流量，并将瞬时及累计流量传输至中控室的PLC系统。4.5.2设计计算(1)栅槽宽度①栅条的间隙数n,个其中，Q为最大设计流量,m3/S;a为格栅倾角,(°)，取a=60°；b为栅条间隙,m,取b=5㎜;n为栅条间隙数,个;h为栅前水深,m,取h=0.3m;v为过栅流速,m/s,取u=0.6m/s.(个)②栅槽宽度B设栅条宽度S=10㎜则栅槽宽度B=S(n-1)+bn=0.01(39-1)+0.00539=0.575(m)≈0.6(m)(2)通过格栅水头损失h1①进水渠道渐部分的长度.设进水渠宽=0.45m,其渐宽部分展开角度=20°,进水渠道内的流速为0.47m/s.②栅槽与水渠道连接处的渐窄部分长度,m③通过格栅的水头损失，m其中，为设计水头损失，m为计算水头损失，mg为重力加速度，;k为系数,格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数,一般采用3.为阻力系数,与栅条断面形状有关，可按手册提供的计算公式和相关系数计算;设栅条断面为锐边矩形断面，=1.67.(3)栅后槽总高度H,m设栅前渠道超高=0.3m(4)栅槽总长度L,m其中，(5)每日栅渣量W,其中，：W1为栅渣量，m3/103m3污水Kz为总变化系数，取为1.30本工程格栅间隙为5mm，取W=0.2m3/103m3污水W∴采用机械清渣(6)实际过栅流速V===0.6(m/s)4.5.3附属设备的选型细格栅选用NXG型旋转式格栅除污机3台,2开1备。表4-3NXG型旋转式格栅的技术参数技术参数/mm设备型号设备宽度有效栅宽外型总宽有效栅隙耙链线速度电机功率XG1000100085013005≈21500安装尺寸/mm安装角度渠宽渠深排渣高度导流槽长安装总长1050任选700～800渠深×cota+600渠深+排渣高度×cota+14004.6涡流沉砂池的设计4.6.1设计概述沉砂池有平流式、竖流式、曝气式、涡流式四种。平流式沉砂池具有构造简单、处理效果较好的优点；竖流式沉砂池是污水由中心管进入池内后自下而上流动，无机物颗粒借重力沉于池底，处理效果一般较差；曝气沉砂池是在池的一侧鼓入空气，使污水沿池旋转前进，从而产生主流垂直的向恒速环流。涡流沉砂池（也称旋流沉砂池、钟式沉砂池）是利用水力涡流，使泥砂和有机物分开，加速砂粒的沉淀，以达到除砂目的。该池型具有基建、运行费用低和除砂效果好等优点。由于平流式沉砂池占地大，竖流式沉砂池效果差，而曝气沉砂池预曝气后对后续的缺氧池可能产生影响，本主案拟采用涡流沉砂池来处理污水。涡流沉砂池主要用于去除污水中料径大于0.2mm、密度2.65t/的砂粒，以保护管道、阀门等设施免受磨损和阻塞。4.6.2设计计算本污水厂采用2座涡流沉砂池单座设计水量：Q=3250/d=135.4/h表4-4涡流式沉砂池规格设计水量/（）0.380.951.502.654.57.611.418.926.5沉砂池直径/m1.832.132.443.053.664.885.496.107.32沉砂池深度/m21.451.521.681.982.132.13砂斗直径/m0.910.910.911.521.521.521.521.521.83砂斗深度/m1.521.521.521.682.032.082.132.442.44驱动机构/m0.560.860.860.750.71.5桨板转速/(r/min)202020141413131313由表4-4选择单座涡流式沉砂池各部分尺寸见表4-5表4-5涡流沉砂池尺寸设计水量/（×）0.325砂斗深度/m1.52沉砂池直径/m1.83驱动机构/m0.56沉砂池深度/m1.12桨板转速/(r/min)20砂斗直径/m0.914.6.3附属构筑物的选型(1)排砂方法涡流沉砂池排砂有三种方式：第一种是用砂泵直接从砂斗底部经吸水管排除；第二种是用空气提升器，即在桨板传动轴入一空气提升器；第三种是在传动轴中插入砂泵，泵及电机设在沉砂池顶部。本工程采用砂泵直接从砂斗底部经吸水管排除。选用QTS型空气提砂机3台2开1备简介QTS型空气提砂机为一种新型的提砂设备，可将相对密度为2.65，直径0.2mm的砂子大部分去除，去除率可达95%。该机对池型的要求比较严格，设备与沉砂池之间合理的沉砂进水部分被分为两个部分，进水口前部提供了一个静止的环境并使砂及较轻的物体通过上斜的入口通道进入池中，叶片的适当转速产生离心力使较重的砂掉进底部漏斗，而较轻的物体则被送回污水中。沉砂池的沉砂效果能通过改变叶片的转速而改变。由减速电机、减速箱、叶片驱动杆、转盘叶片、空气提升和空气冲洗系统、吸砂管及平台钢梁等组成。由动力驱动装置带动叶片旋转，可防止细小砂粒下沉，叶片的旋转在除砂器的中心产生环流，生成一个轻微的上升流速，从而带动悬浮轻颗粒随出水排出。由空压机来的压宿空气驱动提升砂泵动作和空气冲洗装置运行，空气冲洗装置和空气提升泵将底部的砂子疏松开并提升上来，从而达到提砂之目的。规格及主要技术参数表4-6QTS型空气提砂机的主要技术参数参数型号处理水量/()直径D/mm直径d/mm整机功率/kwQTS-130130610015001.2(2)砂水分离涡流沉砂池的排砂设施与砂水分离器连锁，根据时间间隔及持续时间定时控制运行，同时设手动控制。砂水分离器选用LSSF型系列砂水分离器用于污水厂沉砂池，将沉砂池排出的砂水混合液进行砂水分离。选3台2开1备。A主要特点本产品是根据进口产品在国内的使用情况，改进设计的。其特点如下：分离效率可达96%－98%，可分离出粒径≥0.2mm的颗粒。采用无轴螺旋，无水中轴承，维护方便。结构紧凑，重量轻。新型的传动装置，其关键部件――减速器为先进的轴装式，不用联轴器。衬条为快装式，便于更换。螺旋轴向位置可调，便于调整其尾端和箱壁的安全间隙。B主要技术参数见表4－7表4-7螺旋式砂水分离器技术参数型号LSSF—260LSSF－320LSSF－355LSSF－420处理量/5～1212～2020～2727～38电动机功率/kw0.370.75由污水处理量＝0.0754/S可知，一台砂水分离器可去除Q=0.0377/S＝37.7。所以砂水分离器选用型号为：LSSF－420。处理量为27～38。电动机功率0.75kw。4.7.水解酸化池的设计设置水解(酸化)池主要用于截留污水中大部分固体悬浮物、胶体物质及生物滤池的剩余微生物膜，将其中的固体有机物水解为可溶性有机物并对污水中有机物进行一定程度的降解；将生物处理系统产生的剩余微生物进行水解使其达到减容和稳定的目的。水解（酸池）池进、出水主要指标及去除率预计如表4-8所示项目进水水质25015015030404出水水质200127.56030404去除率/%201560000表4-8水解（酸化）池进、出水主要指标及去除率预计4.7.1水解酸化池的计算水解（酸化）池有效池容是根据污水在池内的水力停留时间计算的。水解酸化池内的水力停留时间需根据污水可生化性、进水有机物浓度、当地的平均气温情况综合而定，一般为2.5～4.5h。本设计根据城镇污水处理的实际情况取HRT＝3.6h。本工程设计流量Q＝208.3。则有效池容为：水解酸化池的有效容积＝QT其中，为水解酸化池的有效容积，m3Q为进入水解酸化池的有效容积，m3T为废水在水解酸化池中的水力停留时间，h＝QT=208.3×3.6＝750m3根据实践工程经验，水解酸化池上升流速V上升一般为0.8～1.8m/h较合适。本工程上升流速V上升取1.4m/h,所以水解酸化池的高度为：H1＝V上升·HRT＝1.4×3.6＝5.04m为了保证污水进入池内后能卢活性污泥层快速均匀混合，所以本设计在池体下部专门设有多横槽的截面为上宽下窄的梯形，其高度为0.4m,下部水力流速为，下部水力流速为1.8m/h.上部水力流速为1.4m/h.池内实际高度为H有效＝H1+0.4＝5.44m加上池内超高取0.36m,水解池实际总高度为H＝H有效+0.36＝5.8m按有效池容计算，水解池有效截面积为：按上升流速计算，水解池有效截面积为：由于S截面1>S截面2，水解池实际截面积取S截面＝188.8m2.考虑到有效截面积太大不利于布水，同时考虑到设备检修、池体清洗，拟将水解池分成两格，每格截面积为S单池＝＝74.4m2，取单格池宽5.7m，则单格池长13m。水解（酸化）池的两格为联体建造，并在两格间设计有一条管廊，管廊长为13m，净宽为2m，用于布水、排泥管及阀门的安装。4.7.2排泥系统（1）排泥量的计算排泥量计算主要是两个方面一个是细胞生长产生的污泥，还有就是进水的TSS产生的惰性污泥。一般可以这样考虑：①污泥有机部分产量W1=其中，Yobs为BOD5表观产率系数，取0.3-0.4kgVSS/kgBODSo为进水BOD5，So=150mg/lSe为出水BOD5，Se=127.5mg/lη为污泥的水解率，取30%-40%W1==83.5kg/d②污泥惰性部分产泥量W2=ηss×SSo×Q/1000

其中，：ηss—总悬浮物TSS惰性组份比例，取30-50%SSo—进水总悬浮物，SSo=150mg/lW2=0.3×150×6500/1000=292.5kg/d说明：前者是污泥的产量的有机部分，后者是总悬浮物中一般无机惰性部分，有机部分被生化掉，形成了完全的惰性污泥。③活性污泥总产量W=W1/fvss+W2其中，fvss为污泥中有机部分的质量含量，一般在0.7-0.8之间。W=83.5/0.8+292.5=396.9kg/d:（2）排泥系统的设计一般来讲，随着反应器内污泥浓度的增加，出水水质会得到改善。但污泥超过一定高度，污泥将随水一起冲出反应器，因此当反应器内污泥层高度超过某一设定值后即需排泥，污泥层高度可通过污泥界面仪来测定。污泥排泥的高度应考虑排出低活性的污泥，并将高活性污泥保留在反应器中，一般在水解酸化反应器中，污泥层上部的污泥活性较差，而底部又可能截留有无机杂质，所以排泥应在污泥层上部和反应器底部进行，一般均利用水压排泥。4.8上流式曝气生物滤池的设计计算4.8.1DC曝气生物滤池（1）设计概述第一段DC曝气生物滤池以去除污水中碳化有机物为主，在该段滤池中，优势生长异养菌，沿滤池高度方向从底部进水端到出水端有机物浓度梯度处于递减，其降解速率也呈递减趋势。在进口端由于有机物浓度较高，异养微生物处于对数增殖期，微生物浓度很高，BOD负荷率也较高，有机物降解速率很快，而此时自养菌处于抑制状态；随着降解的进行，在滤池中有机物浓度沿水流自下向上不断降低，异养微生物处于减速增殖期，微生物膜增长缓慢，而自养微生物处于增殖工程，DC曝气生物滤池最终出水中的有机物已处于较低水平。本设计采用的UBAF滤池最大特点是气、水为同向上向流态，使用一种新型的类球形轻质陶粒填料，在其表面及内腔空间生长有微生物膜，污水由下向上流经滤料层时，微生物膜在滤料层下部提供曝气供氧的条件下，使废水中的有机物得到好氧降解，并将污水中的部分氨氮进行硝化。它定期利用处理后的出水对滤池进行反冲洗，排除滤料表面增殖的老化微生物膜，以保证微生物的活性。（2）设计计算（a）设计参数项目进水水质200127.56030404出水水质6031.881824404去除率/%7075702000表5－9DC曝气生物滤池设计参数(b)设计计算①曝气生物滤池滤料体积V曝气生物滤池选用陶粒滤料，容积负荷Nv选用3kgBOD5/(m3·d)。②曝气生物滤池面积A设滤池分2格，滤料高h3为3.5m单格滤池面积：③滤池尺寸滤池每格采用方形，单格滤池边长a为:取滤池超高h1为0.5m,稳水层高h2为0.9m,滤料高h3为3.5m，承托层高h4为0.3m，配水室高h5为1.5m，滤池总高H＝h1+h2+h3+h4+h5＝0.5+0.9+3.5+0.3+1.5＝6.7m水力停留时间t空床水力停留时间实际水力停留时间t=εt1=0.5×1.02=0.51(h)其中，ε为滤料层空隙率，一般为0.5m校核污水水力负荷Nq[m3/(m2·d)]＝3.4[m3/(m2·h)]过滤速率（水力负荷）满足要求。需氧量溶解性BOD计算。设K20=0.3,θ=1.035,VSS/SS=0.7,进水溶解性BOD5/进水总BOD5＝0.5最低气温12℃时生化反应常数：K12=K20θT-20=0.3×(1.035)12-20=0.23出水SS中BOD5的量：=0.7×18×1.42×)=12.2(mg/L)出水溶解性BOD5量：Se=31.88-12.2=19.68(mg/L)去除溶解BOD5：△BOD5=0.5×127.5-19.68=44.07(mg/L)最高温度25℃时生化反应常数：K25=K20θT-20=0.3×(1.035)25-20=0.36出水SS中BOD5的量：=0.7×18×1.42×(1-e-0.36×5)=14.9(mg/L)出水溶解性BOD5量：Se=31.88-14.9=16.98mg/l去除溶解性BOD5：△BOD5=0.5×127.5-16.98=46.77(mg/L)实际需氧量计算最低气温单位BOD需氧量：OR=0.82×（0.04407/0.1275）+0.32×（0.06/0.1275）=0.28+0.15=0.43（kgO2/kgBOD5）实际需氧量AOR=1.4×OR×S0×Q=1.4×0.43×0.1275×5000=383.78（kgO2/d）=16（kgO2/h）最高气温单位BOD需氧量：OR=0.82×（0.04677/0.1275）+0.32×（0.06/0.1275）=0.3+0.15=0.45（kgO2/kgBOD5）实际需氧量AOR=1.4×OR×S0×Q=1.4×0.45×0.1275×5000=401.63（kgO2/d）=16.7（kgO2/h）标准需氧量换算其中，SOR为标准需氧量，kgO2/hAOR为实际需氧量，kgO2/h;Cs为标准条件下清下饱和溶解氧，9.2mg/L;为大气压修正系数，为混合液中氧转移系数（KLa）与清水中KLa值之比，一般为0.8～0.85；为混合液饱和溶解氧与清水饱和溶解氧之比，一般为0.9～0.97；为曝气装置在水下深度至水面平均溶解氧值，mg/L;T为混合液温度，℃。其中，为T温度时，清水饱和溶解氧浓度，mg/L为滤池逸出气体中含氧量，%为曝气装置处绝对压力，Pa其中，EA为氧利用率，%设曝气装置氧利用率EA为16%，混合剩余溶解氧Co为3mg/L，曝气装置安装在水面下4.65m，α取值0.8，β取值0.9，取值1.0。Pb=1×105+9.8×103×hH2O=1×105+9.8×103×4.65=1.46×105(Pa)=18.8%最低气温,12℃最高气温，25℃需氧量选用较大值：32。（3）需气量需气量为：曝气负荷校核：曝气速率符合一般规定要求。（4）反冲洗系统采用气水联合反冲洗。①空气反冲洗计算。选用空气冲洗强度为40m3/(m2·h)，两格滤池轮流反冲，每格需气量：Q气＝q气×A单＝40×30.35＝1214[]＝20.2[]②水反冲洗计算。选用水反冲洗强度q水为25m3/(m2·h)，每格需水量：Q水＝q水×A单＝25×30.35＝758.75[]＝12.6[].冲洗水量占进水量比为：工作周期24h,水冲洗每次30min。（5）泥量估算曝气生物滤池污泥产率可用下式计算：其中，Y为污泥产率，kg/kgBOD5;△BOD5为滤池进出水BOD差值，mg/L.=0.8kg/kgBOD5产泥量:W泥=yQ(So-Se)=0.8×5000×(0.1275-0.03188)=382.5(kgDs/d)(6)进水水量设计滤池配水共能过约48块滤板，（980×980×100mm）和1591个滤池专用长柄滤头（滤头契型缝隙2.5mm,滤头长度390mm)。出水采用2套栅型稳流，单堰出水，反冲洗方式排泥，采用穿孔管曝气。4.8.2N型曝气生物滤池（1）设计概述第二段N曝气生物滤池主要对污水中的氨氮进行硝化，在该段滤池中，由于有机物浓度较低，异养微生物较少，优势菌种为自养型硝化菌，可将污水中的氨氮氧化成硝酸氮或亚硝酸氮。（2）设计计算(a)设计参数项目进水水质6031.881824404出水水质3012.7597.2164去除率/%50605070600表4－10N型曝气生物滤池设计参数(b)N型曝气生物滤池尺寸①滤料体积计算V选用陶粒作为滤料。去除率选取滤池的面积负荷NA为0.4g/(㎡·d)。陶粒的比表面积A’为1200（m2/m3）。N滤池滤料总表面积：滤料总体积：滤池容积负荷NV容积负荷计算值符合一般规定要求。②滤池尺寸计算。设计滤池为2格，每格滤料高h3为3m。单格面积：过滤池为方形，则每边长：a==4.56(m)取滤池超高h1为0.5m,稳水层高h2为0.8m,滤料高h3为3m，承托层高h4为0.3m，配水区高h5为1.5m，滤池总高H＝h1+h2+h3+h4+h5＝0.5+0.8+3+0.3+1.5＝6.1（m）③水力停留时间t空床水力停留时间实际水力停留时间t=εt1=0.5×1.2=0.6(h)BOD5容积负荷校核计算BOD5容积负荷满足要求。⑤需氧量的计算降解BOD5实际需氧量。可采用DC滤池实际需氧量方法计算，也可估算。当出水BOD5值为20mg/L时，流入滤池污水每1kgBOD5氧需要量0.9～1.4kgO2。硝化实际需氧量硝化需氧量：实际总需氧量：（3）进水水量设计滤池配水共通过约52块滤池专用滤板和1820个滤池专用长柄滤头。出水采用2套栅型稳流器、单堰出水。反冲洗方式排泥，穿孔管曝气。4.8.3DN型曝气生物滤池(1)设计概述

第三段DN生物滤池主要用来进行反硝化反应，以满足出水对TN的要求。同时可根据当排放标准要求TP≤0.5mg/l时，在该级滤池的进水口投加铁盐进行化学除磷。采用后置反硝化滤池需外加碳源，如甲醇等。(2)设计计算(a)设计参数项目进水水质3012.7597.2404出水水质3012.7597.2161.5去除率/%00006062.5表4.11DN型曝气生物滤池设计参数(b)DN型曝气生物滤池尺寸①滤料体积计算V选用陶粒作为滤料。去除率选取滤池的面积负荷NB为1.2g/(㎡·d)。陶粒的比表面积A’为1200（m2/m3）。N滤池滤料总表面积：滤料总体积：滤池容积负荷NV容积负荷计算值符合一般规定要求。②滤池尺寸计算。设计滤池为2格，每格滤料高h3为3m。单格面积：过滤池为方形，则每边长：a==4.8(m)取滤池超高h1为0.5m,稳水层高h2为0.7m,滤料高h3为3m，承托层高h4为0.3m，配水区高h5为1.5m，滤池总高H＝h1+h2+h3+h4+h5＝0.5+0.8+3+0.3+1.5＝6（m）③水力停留时间t空床水力停留时间实际水力停留时间t=εt1=0.5×0.7=0.35(h)（3）进水水量设计滤池配水共通过约22块滤池专用滤板和763个滤池专用长柄滤头。出水采用1套栅型稳流器、单堰出水。反冲洗方式排泥。4.9清水池

提供滤池反冲洗的水，作为反冲洗泵的吸水池。1座，半地上式，工艺尺寸：5.0m×5.0m×4.0m（超高0.3m）。4.10反冲洗缓冲池

对滤池反冲洗瞬时大水量进行缓冲调节，保护水解池的正常运行。

清水池设计1座，半地上式，工艺尺寸：5.0m×5.0m×4.0m（超高0.3m）。4.11鼓风机房、反冲洗水泵鼓风机房1座，长×宽=26m×7m。

DN曝气生物滤池选用Q=6m3/min，风压5.5米水柱的罗茨风机3台（2用1备）；N曝气生物滤池选用Q=4.0m3/min，风压5.5米水柱的罗茨风机3台（2用1备）。三段滤池共选用反冲洗鼓风机3台，Q=20.0m3/min，风压9.0米水柱；反冲洗单级双吸离心泵3台，Q=380m3/h，H=9.0m。4.12污泥处理污泥处理包括污泥均质池和污泥脱水机房。工艺过程的最终剩余污泥来自水解（酸化）池，每天排出含水率为99.4%的剩余污泥99.2m3，剩余污泥直接排入污泥均质池并由污泥提升泵送至污泥脱水机进行脱水。(1)污泥均质池水解（酸化）池每天排出含水率为99.4%的剩余污泥Q=99.2m3，污泥均质池贮泥时间t=3d,污泥均质池容积V＝Qt=99.2×3=297.6(m3)均质池尺寸，取池深H为4m，则均质池面积S＝V/H＝297.6/4=74.4(m2)设计圆形均质池一座，直径D＝8.63m。在距池底0.5m处设置一台QJB2.2/8型潜水搅拌器，用于污泥均质池内污泥搅拌，电机功率2.2kw/台。(2)污泥提升泵污泥均质池内的污泥提升泵采用WQ型无堵塞潜水排污泵，共计二台，一用一备。主要技术参数见表4－1，表4－12污泥提升泵主要技术参数型号流量扬程电机功率WQ25－10－1.115m3/h7m1.1KW(3)污泥脱水机房污泥脱水机房为单层砖混结构，平面尺寸为18m×12m，高6.5m进泥量Q＝297.6m3，含水率P＝99.4%，出泥饼含水率85%。选用BSD型带式污泥脱水机，主要技术参数见表5－13表5－13BSD型带式污泥脱水机技术参数型号带宽/mm功率/kw水压/MPa水量/m3·h-1处理量/m3·h-1D2500S7250040.51515其配套设备的技术参数及选择A固体投药设备，主要技术参数见表5－14表5－14TY-300固体投药设备技术参数型号投药量/kg·h-1功率/kw电压/V质量/kg适用TY-30030.322015通用B溶药搅拌装置作用是将絮凝剂溶解并稀释成使用浓度，是带式脱水机必需的配套设备。其主要技术参数见表5－15表5－15S2236溶药搅拌装置技术参数型号溶药体积/m3储药体积/m3功率/kw电压/VS223380C药液输送泵作用是将絮凝剂溶液以一定的比例和压头送至静态混合器内。主要技术参数见表5－16表5－16药液输送泵主要技术参数型号流量/m3·h-1压力/MPa功率/kw电压/VJD1000/0.50～380D污泥输送泵作用是将污泥定量输送至脱水机的料槽中。主要技术参数见表5－17表5－17污泥输送泵的技术参数型号流量/m3·h-1压力/MPa功率/kw电压/VG70-113～160.35.5380E静态混合器作用是将来自污泥泵的污泥和来自药液泵的絮凝剂充分混合，使污泥中的固体颗粒凝聚成易于脱水的絮团。主要技术参数见表5－18表5－18静态混合器的主要技术参数型号规格使用节数单节质量/kgJT125DN125×9004455污水处理厂总体布置5.1污水处理厂总平面布置5.1.1平面布置的原则：（1）布置应紧凑，以减少处理厂占地面积和连接管的长度，应考虑工作人员的方便。（2）各处理构筑物之间的连接管应尽量避免立体交叉，并考虑施工、检修方便。（3）在高程布置上，充分利用地形，少用水泵并力求挖填土方平衡。（4）使需要开挖的构筑物避开劣质地基。（5）考虑分期施工和扩建的可能性，留有适当的扩建余地5.1.2平面布置的内容处理构筑物的布置污水处理厂的主体是各种处理构筑物。作平面布置时，要根据各构筑物（及其附属辅助建筑物，如泵房、鼓风机房等）的功能要求和流程的水力要求，结合厂址地形、地质条件，确定它们在平面图上的位置。在这一工作中，应使：联系各构筑物的管、渠简单而便捷，避免迁回曲折，运行时工人的巡回路线简短和方便；在作高程布置时土方量能基本平衡；并使构筑物避开劣质土壤。布置应尽量紧凑，缩短管线，以节约用地，但也必须有一定间距，这一间距主要考虑管、渠敷设的要求，施工时地基的相互影响，以及远期发展的可能性。构