某城市污水处理厂工程设计

《水污染控制工程》课程设计说明书设计题目：某城市污水处理厂工程设计设计时间：自2011年6月20日至2011年7月1日学生姓名学号：班级：指导教师：目录第一章工程概况3一、城市污水3(一)简介3(二)来源3(三)污水的物理性质4(四)污水的化学组成性质4(五)污水中的微生物5(六)污水水质指标5二、污水处理6(一)简介6(二)处理技术划分7(三)常用处理方法7(四)污水处理设备10(五)污水处理工艺技术11三、中国污水处理近况及未来14(一)概况14(二)我国城市污水处理资本金来源难题14(三)我国城市污水处理资本金来源难题的破解15(四)中国污水处理行业发展16第二章任务设计书18第三章工艺流程的选择19一、工艺流程的对比和选择19二、工艺流程23三、主要构筑物的选择24(一)格栅24(二)曝气沉沙池的设计计算27(三)斜板式沉淀池(初沉池)29(四)辅流式沉淀池(二沉池)31第四章生物接触氧化池的设计及计算34一、确定设计参数34二、生物接触氧化池设计计算34参考书目：36第一章工程概况一、城市污水(一)简介城市污水处理工艺一般根据城市污水的利用或排放去向并考虑水体的自然净化能力，确定污水的处理程度及相应的处理工艺。处理后的污水，无论用于工业、农业或是回灌补充地下水，都必须符合国家颁发的有关水质标准。城市污水中90％以上是水，其余是固体物质。水中普遍含有以下各种污染物：悬浮物：一般为200～500毫克／升，有时候可超过1000毫克／升。其中无机和胶体颗粒容易吸附有机毒物、重金属、农药、病原菌等，形成危害大的复合污染物。悬浮物可经过混凝、沉淀、过滤等方法与水分离，形成污泥而去除。病原体：包括病菌、寄生虫、病毒三类。常见的病菌是肠道传染病菌，每升污水可达几百万个，可传播霍乱、伤寒、肠胃炎、婴儿腹泻、痢疾等疾病。常见的寄生虫有阿米巴、麦地那丝虫、蛔虫、鞭虫、血吸虫、肝吸虫等，可造成各种寄生虫病。病毒种类很多，仅人粪尿中就有百余种，常见的是肠道病毒、腺病毒、呼吸道病毒、传染性肝炎病毒等。每升生活污水中病毒可达50万到7000万个。需氧有机物：包括碳水化合物、蛋白质、油脂、氨基酸、脂肪酸、酯类等。其浓度常用五日生化需氧量(BOD5)来表示。也可用总需氧量(TOD)、总有机碳(TOC)、化学需氧量(COD)等指标结合起来评价。常用BOD5与COD的比例来反映污水的可生化降解性，用微生物呼吸氧量随时间变化曲线来反映生化降解的快慢，据此选择处理方案。城市污水BOD5一般为每升300～500毫克，造纸、食品、纤维等工业废水可高达每升数千毫克。植物营养素：生活污水、食品工业废水、城市地面径流污水中都含有植物的营养物质──氮和磷。城市污水中磷的含量原先每人每年不到1千克，近年来由于大量使用含磷洗涤剂，含量显著增加。来自洗涤剂的磷占生活污水中磷含量的30～75％，占地面径流污水中磷含量的17％左右。氮素的主要来源是食品、化肥、焦化等工业的废水，以及城市地面径流和粪便。硝酸盐、亚硝酸盐、铵盐、磷酸盐和一些有机磷化合物都是植物营养素，能造成地面水体富营养化、海水赤潮和地下肥水。硝酸盐含量过高的饮水有一定的毒性，能在肠胃中还原成亚硝酸盐而引起肠原性青紫症。亚硝酸盐在人体内与仲胺合成亚硝胺类物质可能有致畸作用、致癌作用。城市污水中除含以上普遍存在的污染物外，随污染源的不同还可能含有多种无机污染物和有机污染物，如氟、砷、重金属、酚、氰、有机氯农药、多氯联苯、多环芳烃等。如果城市污水不经处理就排入地面水体，会使河流、湖泊受到污染。但城市污水水量非常大，如全部进行污水二级处理，投资极大。因此，结合具体情况研究经济有效的处理措施，是环境保护的重大课题之一。(二)来源在人类的生产和生活使用水的过程中，水会受到不同程度的污染，并改变了其原有的化学成分和物理组成，就称为废水和污水。按其来源的不同可分为以下三种：1、生活污水：指人们在日常生活中用过的并被生活废料所污染的水，包括：卫生间、厨房、洗衣房，它主要来至于住宅、公共场所、机关、学校、医院、餐饮业、及工厂中的各种生活用水。它含有较多的有机物，如：蛋白质、动植物脂肪、各种碳水化合物、尿素、氨氮、磷酸盐、及常在粪便中出现的各种病原微生物等。2、工业废水：指在工业产生过程中排放的水。用水中除一小部分被耗去外，绝大多数工业用水仅仅是作为洗涤、冷却、地面冲洗等用。因此，工业废水中主要夹带了生产过程中所使用的原料，产生反应的中间体，产物或副产物等。3、降水：包括降水或降雪时冲刷地面后进入城市管网的水，它受季节、气候的影响较大。其水质，初期雨水中含较多的污染物，但有时PH值较低。所以城市污水实际上是生活污水与工业废水及雨水所形成的混合物。(三)污水的物理性质1、水温：对污水的生物、物理、化学处理均有影响，污水的温度一般较原水高，因为在生活、工业或商业的用水过程中往往有热量加入，我国大部分地区城市污水的水温变化在10～30℃之间。2、气味：污水中的气味有助于我们判别污水所处的条件和处理工艺的运行状况。一般新鲜的生活污水不含有霉味，若有其它气味则说明存在有工业废水或其它特殊的生活污水。3、色度：污水中的色度通常由悬浮态、胶体态和溶解态物质所形成。一般新鲜的生活污水较清亮，呈灰或黄色，如存放时间较长则显黑色，当然，其它的颜色则由工业废水中的成分所定。4、固体物质：按存在的形成不同可分为：悬浮的、胶体的和溶解性的三种；按性质的不同可分为：有机的、无机的与生物体三种。固体含量总固体(TS)作为指标。悬浮固体(SS)或叫悬浮物，由有机物所组成，故又可以分为挥发性悬浮物固体(VSS)，非挥发性悬浮固体(NVSS)两种，在一般生活污水中前者约占70%，后者约占30%。(四)污水的化学组成性质1、有机化合物：污水中的有机物质常常是自然界中广泛分布的，同时也是生化处理中大量存在的微生物的极好营养物质，如蛋白质、脂类、糖类、有机酸、醇类等。很容易为细菌所分解，只有纤维素、木质素等天然有机物较难降解。但随着科学技术的不断进步，工农业生产的发展，人工合成的为微生物所陌生的有机化合物也在不断的增加。目前这类有机物已多达200多万种，这些有机化合物中有些物质很难为细菌所分解，有的甚至对细菌具有很强的毒害作用。2、无机物：主要有：砂、砾石、悬浮或溶解于水体中的盐类、重金属等。过量的重金属对细菌有一定的毒害或抑制作用，当然，氮、磷、钾等对细菌是一种较好的营养物质。3、气体：污水中常含有N2、O2、CO2、H2S、NH3、CH4等气体。污水在生物的作用下可耗去水体的O2，并使污水腐败，而含硫污水在厌氧的条件下含产生H2S。(五)污水中的微生物生活污水、医院污水、养殖污水、生物制品及食品工业单位排出的污水都常含有大量的细菌。其中一些可能属于病毒。而且数量的变化比较大。细菌数通常在106-107个/ml之间。大肠杆菌可达到10-100个/ml，病毒为200-7000个/l。污水中的病原微生物至今仍是威胁。人类身体健康和生命的一个重要因素。1、水中的病原细菌:(1)伤寒杆菌：包含伤寒沙门氏菌。付伤寒沙门氏菌和乙型伤寒沙门氏菌。(2)痢疾杆菌：真痢疾志贺菌和付痢疾志贺菌。(3)霍乱孤菌：其细胞呈微弯曲杆状。2、病毒：没有细胞结构。其组成成分只有核酸和蛋白质。蛋白质组成病毒的衣壳。每种病毒只有一种核酸或为核糖核酸或为脱氧核糖核酸。病毒个体比较小，大的直径超过200nm，小的10nm。(六)污水水质指标1、物理性指标(1)温度许多工业排出的废水都有较高的温度，这些废水排入水体使其水温升高，引起水体的热污染。水温升高影响水生生物的生存和对水资源的利用。氧气在水中的溶解度随水温的升高而减小，这样，一方面水中溶解氧减少，另一方面水温升高加速耗氧反应，最终导致水体缺氧或水质恶化。(2)色度色度是一项感官性指标。一般纯净的天然水是清澈透明的，即无色的。但带有金属化合物或有机化合物等有色污染物的污水呈各种颜色。将有色污水用蒸馏水稀释后与参比水样对比，一直稀释到二水样色差一样，此时污水的稀释倍数即为其色度。(3)嗅和味嗅和味同色度一样也是感官性指标，可定性反映某种污染物的多寡。天然水是无嗅无味的。当水体受到污染后会产生异样的气味。水的异臭来源于还原性硫和氮的化合物、挥发性有机物和氯气等污染物质。不同盐分会给水带来不同的异味。如氯化钠带咸味，硫酸镁带苦味，硫酸钙略带甜味等。(4)固体物质水中所有残渣的总和称为总固体(TS)，总固体包括溶解物质(DS)和悬浮固体物质(SS)。水样经过过滤后，滤液蒸干所得的固体即为溶解性固体(DS)，滤渣脱水烘干后即是悬浮固体(SS)。固体残渣根据挥发性能可分为挥发性固体(VS)和固定性固体(FS)。将固体在600℃的温度下灼烧，挥发掉的量即是挥发性固体(VS)，灼烧残渣则是固定性固体(FS)。溶解性固体表示盐类的含量，悬浮固体表示水中不溶解的固态物质的量，挥发性固体反映固体中有机成分的量。水体含盐量多将影响生物细胞的渗透压和生物的正常生长。悬浮固体将可能造成水道淤塞。挥发性固体是水体有机污染的重要来源。2、化学性指标(1)有机物生活污水和某些工业废水中所含的碳水化合物、蛋白质、脂肪等有机化合物在微生物作用下最终分解为简单的无机物质、二氧化碳和水等。这些有机物在分解过程中需要消耗大量的氧，故属耗氧污染物。耗氧有机污染物是使水体产生黑臭的主要原因之一。污水的有机污染物的组成较复杂，现有技术难以分别测定各类有机物的含量，通常也没有必要。从水体有机污染物看，其主要危害是消耗水中溶解氧。在实际工作中一般采用生物化学需氧量(BOD)、化学需氧量(COD、OC)、总有机碳(TOC)、总需氧量(TOD)等指标来反映水中需氧有机物的含量。其中TOC、TOD的测定都是燃烧化学氧化反应，前者测定结果以碳表示，后者则以氧表示。TOC、TOD的耗氧过程与BOD的耗氧过程有本质的区别，而且由于各种水样中有机物质的成分不同，生化过程差别也比较大。各种水质之间TOC和TOD与BOD不存在固定的相关关系。在水质条件基本相同的条件下，BOD与TOC或TOD之间存在一定的相关关系。(2)无机性指标①植物营养元素污水中的N、P为植物营养元素，从农作物生长角度看，植物营养元素是宝贵的物质，但过多的N、P进入天然水体却易导致富营养化。水体中氮、磷含量的高低与水体富营养化程度有密切关系，就污水对水体富营养化作用来说，磷的作用远大于氮。②pH值主要是指示水样的酸碱性。③重金属重金属主要是指汞、镉、铅、铬、镍，以及类金属砷等生物毒性显著的元素，也包括具有一定毒害性的一般重金属，如锌、铜、钴、锡等。3.生物性指标(1)细菌总数水中细菌总数反映了水体受细菌污染的程度。细菌总数不能说明污染的来源，必须结合大肠菌群数来判断水体污染的来源和安全程度。(2)大肠菌群水是传播肠道疾病的一种重要媒介，而大肠菌群被视为最基本的粪便传染指示菌群。大肠菌群的值可表明水样被粪便污染的程度，间接表明有肠道病菌(伤寒、痢疾、霍乱等)存在的可能性。二、污水处理(一)简介污水处理池按污水来源分类，污水处理一般分为生产污水处理和生活污水处理。生产污水包括工业污水、农业污水以及医疗污水等，而生活污水就是日常生活产生的污水，是指各种形式的无机物和有机物的复杂混合物，包括：漂浮和悬浮的大小固体颗粒、胶状和凝胶状扩散物、纯溶液。污水处理池按污水的性质来分，水的污染有两类：一类是自然污染；另一类是人为污染。当前对水体危害较大的是人为污染。水污染可根据污染杂质的不同而主要分为化学性污染、物理性污染和生物性污染三大类。污染物主要有：未经处理而排放的工业废水；未经处理而排放的生活污水；大量使用化肥、农药、除草剂的农田污水；堆放在河边的工业废弃物和生活垃圾；水土流失；矿山污水。目前城市生活污水排放已是我国城市水的主要污染源，城市生活污水处理是当前和今后城市节水和城市水环境保护工作的重中之重，这就要求我们要把处理生活污水设施的建设作为城市基础设施的重要内容来抓，而且是急不可待的事情。(二)处理技术划分现代污水处理技术，按处理程度划分，可分为一级、二级和三级处理。一级处理主要去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质，物理处理法大部分只能完成一级处理的要求。经过一级处理的污水，BOD一般可去除30%左右，达不到排放标准。一级处理属于二级处理的预处理。二级处理主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质(BOD，COD物质)，去除率可达90%以上，使有机污染物达到排放标准。三级处理进一步处理难降解的有机物、氮和磷等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等。主要方法有生物脱氮除磷法，混凝沉淀法，砂滤法，活性炭吸附法，离子交换法和电渗析法等。整个过程为通过粗格栅的原污水经过污水提升泵提升后，经过格栅或者筛率器，之后进入沉砂池，经过砂水分离的污水进入初次沉淀池，以上为一级处理(即物理处理)，初沉池的出水进入生物处理设备，有活性污泥法和生物膜法，(其中活性污泥法的反应器有曝气池，氧化沟等，生物膜法包括生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法和生物流化床)，生物处理设备的出水进入二次沉淀池，二沉池的出水经过消毒排放或者进入三级处理，一级处理结束到此为二级处理，三级处理包括生物脱氮除磷法，混凝沉淀法，砂滤法，活性炭吸附法，离子交换法和电渗析法。二沉池的污泥一部分回流至初次沉淀池或者生物处理设备，一部分进入污泥浓缩池，之后进入污泥消化池，经过脱水和干燥设备后，污泥被最后利用。(三)常用处理方法表1污水处理方法分类基本方法基本原理单元技术物理法物理或机械的分离过程过滤，沉淀，离心分离，上浮等化学法加入化学物质与污水中有害物质发生化学反应的转化过程中和，氧化，还原，分解，混凝，化学沉淀等物理化学法物理化学的分离过程气提，吹脱，吸附，萃取，离子交换，电解电渗析，反渗透等生物法微生物在污水中对有机物进行氧化，分解的新陈代谢过程活性污泥，生物滤池，生物转盘，氧化塘，厌气消化等1、生产废水篇(1)工业污水的治理方法污水处理中心一种处理工业污水的方法，属于污水处理技术领域。其是将污水引往集水池，对集水池末尾一格调节pH，用一级溶气水泵提升到一级压力溶气罐，同时吸入空气和聚凝脱色剂，将在一级压力溶气罐内的一级饱和溶气水骤然释放到一级气浮池形成一级处理水；一级处理水溢入缓冲池，再在控制ｐＨ用二级溶气水泵将一级处理水提升至二级压力溶气罐内，同时吸入空气和聚凝脱色剂，将二级压力溶气罐内的二级饱和溶气水骤然释放到二级气浮池形成二级处理水并自溢至沉淀池沉淀后排放；一、二级气浮池中的浮泥入浮泥池，压滤成滤饼，滤液回引至集水池。本方法处理的工业污水的CODcr、脱色率、SS、BOD5的去除率分别为80-90％、95％、90％以上、75-80％，符合ＧB8978-1996一级水排放标准。沼气发电是集环保和节能于一体的能源综合利用新技术。它利用工业污水经厌氧发酵处理产生的沼气，驱动沼气发电机组发电，并可充分利用发电机组的余热用于沼气生产，使综合热效率达80％左右，大大高于一般30~40%的发电效率，用户的经济效益显著是处理工业污水的好方法。污水处理中心1)微电解法用于工业水的处理技术概述：微电解塔应用工业水处理微电解技术是目前处理高浓度有机废水的一种理想工艺，又称内电解法。它是在不通电的情况下，利用填充在废水中的微电解材料自身产生1.2V电位差对废水进行电解处理，以达到降解有机污染物的目的。当系统通水后，设备内会形成无数的微电池系统，在其作用空间构成一个电场。其工作原理基于电化学、氧化-还原、物理吸附以及絮凝沉淀的共同作用对废水进行处理。该法具有适用范围广、处理效果好、成本低廉、操作维护方便，不需消耗电力资源等优点。该工艺用于难降解高浓度废水的处理可大幅度地降低COD和色度，提高废水的可生化性，同时可对氨氮的脱除具有很好的效果。微电解塔应用工业水处理传统上微电解工艺所采用的微电解材料一般为铁屑和木炭，使用前要加酸碱活化，使用的过程中很容易钝化板结，又因为铁与炭是物理接触，之间很容易形成隔离层使微电解不能继续进行而失去作用，这导致了频繁地更换微电解材料，不但工作量大成本高还影响废水的处理效果和效率。另外，传统微电解材料表面积太小也使得废水处理需要很长的时间，增加了吨水投资成本，这都严重影响了微电解工艺的利用和推广。②技术特点：⒈反应速率快，一般工业废水只需要半小时至数小时；⒉作用有机污染物质范围广，如：含有偶氟、碳双键、硝基、卤代基结构的难除降解有机物质等都有很好的降解效果;⒊工艺流程简单、使用寿命长、投资费用少、操作维护方便、运行成本低、处理效果稳定。处理过程中只消耗少量的微电解反应剂。微电解剂只需定期添加无需更换，添加也无需进行活化直接投入即可。⒋废水经微电解处理后会在水中形成原生态的亚铁或铁离子，具有比普通混凝剂更好的混凝作用，无需再加铁盐等混凝剂，COD去除率高，并且不会对水造成二次污染；⒌具有良好的混凝效果，色度、COD去除率高，同量可在很大程度上提高废水的可生化性。⒍该方法可以达到化学沉淀除磷的效果，还可以通过还原除重金属；⒎对已建成未达标的高浓度有机废水处理工程，用该技术作为已建工程废水的预处理，在降解COD的同时提高废水的可生化性，可确保废水处理后稳定达标排放。也可对生化后废水进很行微电解或微电解联合生物滤床的工艺进行深度处理。⒏该技术各单元可作为单独处理方法使用，又可作为生物处理的前处理工艺，利于污泥的沉降和生物挂膜③适用废水种类：本技术特别针对有机物浓度大、高毒性、高色度、难生化废水的处理，可大幅度地降低废水的色度和COD，提高B/C比值即提高废水的可生化性；可广泛应用于印染、化工、电镀、制浆造纸、制药、洗毛、农药、酒精等各类工业废水的处理及处理水回用工程。⒈染料、印染废水；焦化废水；石油化工废水上述废水在脱色的同时，处理水中的BOD/COD值显著提高。⒉石油废水；皮革废水；造纸废水、木材加工废水；上述废水处理水后的BOD/COD值大幅度提高。⒊电镀废水；印刷废水；采矿废水；其他含有重金属的废水；可以从上述废水中去除重金属。⒋有机磷农业废水；有机氯农业废水；大大提高上述废水的可生化性，且可除磷，除硫化物2)新型催化活性微电解填料①产品概述：新型催化活性微电解填料由我公司与科研院校共同研发，由具有高电位差的金属合金融合催化剂并采用高温微孔活化技术生产而成，具有铁炭一体化、熔合催化剂、微孔架构式合金结构、比表面积大、比重轻、活性强、电流密度大、作用水效率高等特点。作用于废水，可高效去除COD、降低色度、提高可生化性，处理效果稳定，可避免运行过程中的填料钝化、板结等现象。本填料是微电解反应持续作用的重要保证。②技术特点：⒈阴阳极及催化剂通过高温冶炼形成铁炭一体化，保证“原电池”效应持续作用。不会像铁炭物理混合组配那样容易出现阴阳极分离，影响原电池反应。⒉填料通过高温冶炼形成架构式微孔合金结构，比表面积大，活性强，不钝化、不板结，阴阳极针对不同废水进行配比，对废水处理提供了更大的电流密度和更好的微电解反应效果，反应速率快，一般工业废水只需要30-60分钟，长期运行稳定有效。⒊技术参数：比重：1.0吨/立方米，比表面积：1.2平方米/克，空隙率：65%，物理强度：≧1000KG/CM化学成分：铁75-85%，碳10-20%，催化剂5%(4)规格：1cm*3cm(大小可定制)(2)农业污水的治理方法农业污水因为分布面广而分散，难于收集也难于治理，所以只能利用生物的作用将污染物去除，譬如将高密度的高效去污菌，直接投入污染水体，以达到净水的目的。(3)医疗污水的治理方法医院污水处理，通常包括一级处理和二级处理。一般地说，若处理后出水排入市政下水道，通常只进行一级处理；若处理后出水直接排入河道，则需进行一级处理和二级处理；对排放标准严的地区，为防止水体的富营养化，需进行除磷脱氮三级处理。对酸性废水、洗相废水、放射性污水等特殊的医院污水，应进行严格的收集和处理。有些地区为缓解供水紧张的矛盾，已进行医院污水的深度处理和循环利用。实际采用何种方式处理医院污水，应综合考虑污水的来源、污水的流向及当地的供水情况等多方面因素。另外，医院污水处理一个非常重要的方面，就是必须进行消毒处理，以杀灭各种病原微生物。2、生活污水篇(1)农村生活污水治理方法针对农村生活污水，可以进行以下处理：生活污水→化粪池→厌氧池→人工湿地(种植根系发达、喜湿、吸收能力强的美人蕉、水葱、菖蒲等植物)经“过滤”后排放的方法进行处理，主要适用于农村分散生活污水处理，建成后运行费用基本为零，使用寿命在10年以上。(2)城市生活污水治理方法针对城市生活污水，可以进行以下处理：将城市生活污水输送到城市周围的农村，利用农村广阔的土地来净化城市生活污水。将是一劳永逸与一举多得的好方法。以日供应生活用自来水100W立方的大中型城市为例：普通的污水处理设施造价1000元/立方。建设成本10亿，年运营成本100W立方/天×365×0.5元/立方＝1.8亿.采用土壤净化法建设成本1000元/立方，年运营成本100W立方/天×365×0.1元/立方＝0.4亿.同时年节约农用水资源3.6亿立方，节约化肥约1万吨/年，减少农药用量5吨/年，综合效益可观。(四)污水处理设备污水处理设备有许多，但最主要的有以下几种：1、离心机离心机主要用于将悬浮液中的固体颗粒与液体分开；或将乳浊液中两种密度不同，又互不相溶的液体分开(例如从牛奶中分离出奶油)；它也可用于排除湿固体中的液体，例如用洗衣机甩干湿衣服；特殊的超速管式分离机还可分离不同密度的气体混合物；利用不同密度或粒度的固体颗粒在液体中沉降速度不同的特点，有的沉降离心机还可对固体颗粒按密度或粒度进行分级。污泥脱水机2、污泥脱水机污泥脱水机特点是可自动控制运行，连续生产，无级调速，对多种污泥适用，适用于给水排水，造纸，铸造，皮革，纺织，化工，食品等多种行业的污泥脱水。3、曝气机曝气机是通过散气叶轮，将“微气泡”直接注入未经处理的污水中，在混凝剂和絮凝剂的共同作用下，悬浮物发生物理絮凝和化学絮凝，从而形成大的悬浮物絮团，在气泡群的浮升作用下“絮团”浮上液面形成浮渣，利用刮渣机从水中分离；不需要清理喷嘴，不会发生阻塞现象。本设备整体性好，安装方便，节省运行费用与占地面。4、微滤机微滤机是一种转鼓式筛网过滤装置。被处理的废水沿轴向进入鼓内，以径向辐射状经筛网流出，水中杂质(细小的悬浮物、纤维、纸浆等)即被截留于鼓筒上滤网内面。当截留在滤网上的杂质被转鼓带到上部时，被压力冲洗水反冲到排渣槽内流出。运行时，转鼓2/5的直径部分露出水面，转数为1-4r/min，滤网过滤速度可采用30-120m/h，冲洗水压力0.5-1.5kg/cm2，冲洗水量为生产水量的0.5-1.0%，用于水库水处理时，除藻效率达40-70%，除浮游生物效率达97-100%。微滤机占地面积小，生产能力大(250-36000m3/d)，操作管理方便，已成功地应用于给水及废水处理。5、气浮机气浮机是一种去除各种工业和市政污水中的悬浮物、油脂及各种胶状物的设备。该设备广泛应用于炼油、化工、酿造、屠宰、电镀、印染等工业废水和市政污水的处理。按溶气方式分为：充气气浮机、溶气气浮机和电解气浮机。其原理是将难以溶解于水中的气体或两种以上不同液体高效混合(产生微细气泡粒径20-50微米)。以微小气泡作为载体，粘附水中的杂质颗粒，颗粒被气泡挟带浮升至水面与水分离，达到固液分离的目的。(五)污水处理工艺技术1、生物处理(活性污泥法)生物处理中采用的处理工艺有:氧化塘法(Carrouse、交替式、Orbal、Phostrip法、Phoredox法)、SBR法、AB法、生物流化床法、ICEAS法、DAT－IAT法、CASS(CAST，CASP)法、UNITANK法、MSBR法、A／O法、、、UCT法、VIP法、UASB法、一体化生化法、集成生化加过滤法、增加流动载体法、深井曝气法、生物滤池法、生物转盘法、塔式生物滤池的生物膜法等等的城市污水一级、二级、深度处理法。2、化学强化生物除磷污水处理工艺表2常用处理废水的化学方法方法原理设备及材料处理对象混凝向胶状浑浊液中投加电解质，凝聚水中胶状物质，使之和水分开混凝剂有硫酸铝，明矾，聚合氯化铝，硫酸亚铁，三氯化铁等含油废水，染色废水，煤气站废水，洗毛废水等中和酸碱中和，pH达中性石灰，石灰石，白云石等中和酸性废水，CO2中和碱性废水硫酸厂废水用石灰中和，印染废水等氧化还原投加氧化(或还原)剂，将废水中物质氧化(或还原)为无害物质氧化剂有空气(O2)，漂白粉，氯气，臭氧等含酚，氰化物，硫铬，汞废水，印染，医院废水等电解在废水中插入电极板，通电后，废水中带电离子变为中性原子电源，电极板等含铬含氰(电镀)废水，毛纺废水萃取将不溶于水的溶剂投入废水中，使废水中的溶质溶于此溶剂中，然后利用溶剂与水的相对密度差，将溶剂分离出来萃取剂：醋酸丁酯，苯，N—503等设备有脉冲筛板塔，离心萃取机等含酚废水等吸附(包含离子交换)将废水通过固体吸附剂，使废水中溶解的有机或无机物吸附在吸附剂上，通过的废水得到处理吸附剂有活性炭，煤渣，土壤等吸附塔，再生装置染色、颜料废水，还可吸附酚，汞，铬，氰以及除色，臭，味等用于深度处理污水处理过程中，我国的主要河流和湖泊由于受磷污染，富营养化严重，国家环保局为控制磷污染，对磷排放制定了比较严格的标准。化学强化生物除磷污水处理工艺以除去污水中有机污染物和各种形态的磷为主，此污水处理工艺将化学除磷和生物除磷一体化，通过厌氧消化生物系统中活性污泥产生挥发性有机酸，作为聚磷菌生长的基质或称之为营养物，使聚磷菌在活性污泥中选择性增殖，并将其回流到生物系统中，使生物污水处理系统工作在高效除磷状态；同时污泥在厌氧条件下产生的磷释放，通过化学除磷消除。这是一种高效市政污水处理工艺技术，满足了我国现阶段，为解决水体富营养化，需要在常规二级污水处理基础上3、循环间歇曝气污水处理工艺我国经济发展水平各地相差较大，经济发展滞后的城市还不能拿出很多资金用于污水治理，因此，怎样利用有限的资金，降低环境污染，是很多城市政府面临的问题。在污水处理方面，直到不久前，一些城市还采用一级或一级强化处理工艺技术，出水达不到国家二级排放标准对除去有机污染物的要求。循环间歇曝气工艺充分发挥高负荷氧化沟处理效率高的优点，又充分利用序批式活性污泥污水处理工艺出水好的特点，保证了系统出水达到国家污水排放一级标准在除去有机污染物方面的要求。在投资和运行费用上比通常以除去有机污染物为主的二级生物污水处理系统降低３０％左右，是适合我国现阶段污水处理要求的工艺技术。旋转接触氧化污水处理工艺旋转接触氧化污水处理工艺技术是在生物转盘技术基础上，结合生物接触氧化技术优点发展起来的新一代好氧生物膜处理技术。旋转接触氧化污水处理工艺技术和成套设备提供了一种简单和可靠的污水处理方法。整个污水处理系统中的转轴是唯一的转动部分，一旦机器出了故障，一般机械人员都可以进行维修。系统生物量会根据有机负荷的变化而自动补偿。附在转盘上的微生物是有生命的，当污水中的有机物增加时，微生物随之增加，相反，当污水中的有机物减少时，微生物随之减少。所以这污水处理系统的工作效果不容易受到流量和负荷的突然变化和停电的影响。运行费用低，只有其他曝气污水处理系统耗电的八分之一到三分之一。占地面积仅相当常规活性污泥法一半。由于生物系统中生长的微生物种类多，能够高效处理各种难降解工业污水。4、连续循环曝气系统工艺连续循环曝气系统工艺(ContinuousCycleAerationSystem)是一种连续进水式SBR曝气系统。污水处理工艺CCAS是在SBR(SequencingBatchReactor，序批式处理法)的基础上改进而成。CCAS污水处理工艺对污水预处理要求不高，只设间隙15mm的机械格栅和沉砂池。生物处理核心是CCAS反应池，除磷、脱氮、降解有机物及悬浮物等功能均在该池内完成，出水可达标排放。污水处理工艺CCAS上独特的优势：(1)曝气时，CCAS污水处理的污水和污泥处于完全理想混合状态，保证了BOD、COD的去除率，去除率高达95%。(2)“好氧-缺氧”及“好氧-厌氧”的反复运行模式强化了磷的吸收和硝化-反硝化作用，使氮、磷去除率达80%以上，保证了出水指标合格。(3)沉淀时，整个CCAS反应池处于完全理想沉淀状态，使出水悬浮物极低，低的值也保证了磷的去除效果。CCAS污水处理工艺的缺点是各池子同时间歇运行，人工控制几乎不可能，全赖电脑控制，对处理厂的管理人员素质要求很高，对设计、培训、安装、调试等工作要求较严格。5、曝气生物滤池生活污水处理工艺流程污水处理工艺流程简介：曝气生物滤池，就是在生物滤池处理装置中设置填料，通过人为供氧，使填料上生长大量的微生物。这种污水处理工艺流程装置由滤床、布气装置、布水装置、排水装置等组成。曝气装置采用配套专用曝气头，产生的中小气泡经填料反复切割，达到接近微控曝气的效果。由于反应池内污泥浓度高，处理设施紧凑，可大大节省占地面积，减少反应时间。6、城市污水SPR除磷工艺污水处理工艺流程简介：水体富营养化主要原因是人类向水体排放了大量的氨氮和磷，磷是水体富营养化的最主要因素。纵观国内污水处理流程工艺，除磷技术一直是困扰污水处理厂运行的难题。传统的物化除磷技术需要大量的药剂，具有运行成本高、污泥产量大的缺点；前置厌氧的生物除磷工艺具有运行费用低的优点，但是由于完全依赖于微生物的摄磷、释磷作用，难以达到国家污水处理工艺流程的要求。当考虑中水回用时，则更难达到要求。7、A/O生物滤池污水处理工艺流程污水处理工艺流程简介：由于我国小城镇居住点分散，污水源分布点多量少，城镇级污水厂的规模多低于10000吨/日。目前国内大中型城市污水处理厂经常采用的污水处理工艺有传统活性污泥法、A2/O、SBR、氧化沟等，如果以这些技术建设小城镇污水处理厂会造成由于居高不下的运行费用，无法持续运行。必须针对小城镇的特点采用投资省，运行费用低，技术稳定可靠，操作与管理相对简单的工艺。8、MBFB膜生物流化床工艺MBFB工艺用于污水深度处理，能在原有污水达标排放的基础上，经过生物流化床和陶瓷膜分离系统，进一步降低COD、NH-N、浊度等指标，一方面可直接回用，另一方面也可作为RO脱盐处理的预处理工艺，替代原有砂滤、保安过滤、超滤等冗长过滤流程，同时有机物含量的降低大大提高RO膜使用寿命，降低回用水处理成本，无机陶瓷膜分离系统，是世界第一套污水处理专用的无机膜分离系统，和其它的有机膜、无机膜相比，具有膜通量大、可反冲、全自动操作等优势。9、国外污水处理技术欧洲城市污水处理技术——可持续生物除磷脱氮工艺。以控制富营养化为目的的氮、磷脱除已成为各国主要的奋斗目标。无疑，应付日趋严格的排放标准，传统工艺会因上述弊端而雪上加霜。在此情形下，发展可持续污水处理工艺变得势在必行。所谓可持续污水处理工艺就是朝着最小的COD氧化、最低的CO2释放、最少的剩余污泥产量以及实现磷回收和处理水回用等方向努力。这就需要以较综合的方式来解决污水处理问题，即污水处理不应仅仅是满足单一的水质改善，同时也需要一并考虑污水及所含污染物的资源化和能源化问题，且所采用的技术必须以低能量消耗(避免出现污染转移现象)、少资源损耗为前提。三、中国污水处理近况及未来(一)概况我国污水处理产业发展进步较晚，建国以来到改革开放前，我国污水处理的需求主要是以工业和国防尖端使用为主。改革开放后，国民经济的快速发展，人民生活水平的显著提高，拉动了污水处理的需求。进入二十世纪九十年代后，我国污水处理产业进入快速发展期，污水处理需求的增速远高于全球水平。1990年以来，全球污水处理表观消费量以年均6%的速度增长，而九十年代的十年间，我国污水处理表观消费量年均增长率达到17.73%，是世界年均增长率的2.9倍。进入二十一世纪，我国污水处理产业高速增长。2000年—2004年，我国污水处理消费量从188万吨增长到447万吨，增加了2.3倍，年平均增长率在27%以上。其中，2001年，我国污水处理表观消费量达到225万吨，超过美国成为世界第一污水处理消费大国。同时，污水处理进口也大幅度增加。1998年，我国污水处理进口100万吨，由此成为世界上最大的污水处理进口国。2004年与1998年比，污水处理进口增长幅度年均达到27.14%。预计2005年，中国污水处理表观消费量将达到500万吨，进口仍将保持在300万吨左右。伴随着污水处理市场的快速发展，我国污水处理产量也结束了长期徘徊的局面，实现了高速增长。我国污水处理产量从2000年的46万吨增长到2004年的236万吨，年平均增长率在82.6%，占国内市场需求的比重也由2000年的24.47%提高到2004年的52.80%。而同期，世界污水处理产量则仅以6%左右的速度增长。从九十年代后期起，我国太钢、宝钢以及宝新、张浦等国有和合资企业通过引进和技术改造，先后建成了一系列污水处理生产线，污水处理工艺技术装备达到国际先进水平，污水处理生产初具规模。污水处理品种结构也发生了积极的变化，污水处理产品质量迅速提高。特别是国内污水处理冷轧板增长迅速，2003年，国内冷轧板产量达到170万吨，首次超过进口量,自给率达到66%；2004年，国内冷轧板产量达到200万吨，自给率达到70%以上。从2004年底到2005年底，国内冷轧污水处理产能将增加约150万吨，基本满足国内市场需求。到2007年，我国将成为污水处理的净出口国。从总体上看，我国污水处理正在经历由规模小、水平低、品种单一、严重不能满足需求到具有相当规模和水平、品种质量显著提高和初步满足国民经济发展要求的深刻转变，污水处理需求将逐步实现自给。(二)我国城市污水处理资本金来源难题(难题一)人口增加，污水增多在我国，随着城市人口的增加和工农业生产的发展，污水排放量也日益增加，水体污染相当严重，而且几乎遍及全国各地。到2000年底，全国设市的663个城市中有310个建有污水处理设施，建设污水处理厂427座，年污水处理量113.6亿立方米，污水处理率只有34.23%。(难题二)加快发展，急需资金在社会主义市场经济条件下，污水处理是从一定量的资金投入开始的。污水处理资金的规模决定着污水处理的规模。污水处理资金自身的发展速度决定着污水处理发展的速度和污水处理技术进步的速度。现实的污水处理中，技术先进、处理费用低的决策方案通常是预付资金量较大的方案。从这个意义上说，资金自身的发展速度越快，污水处理技术的进步和应用才能越快，污水处理也才能越快。(难题三)处理资金，来源困难1、我国城市污水处理资本金来源的难处所在长期以来，我国城市污水处理设施采取的是免费使用政策，不仅扩大再生产由财政投资，简单再生产也需要财政拨款才能完成，财政拨款因此成了污水处理设施维护建设投资的唯一来源。只是在不同时期，来源的名称不同，但都是以财政为中心的资金循环。经济体制改革，否定了我国传统大一统"财政模式，否定了国家作为生产经营者的身份，也否定了生产资料所有者身份和政权行使者合一，要求政企分开，政资分开。与此相适应，在国家为主体的统一财政的前提下，我国财政分成公共财政与国有资产管理两部分。公共财政是以政权行使者身份出现的国家，主要以税收形式筹集资金，解决市场配置资源所不能解决的问题，满足公共需要。城市污水处理是公益事业，污水处理资金财政拨款应是公共财政支出。因我国社会主义市场经济体制改革还在深化中，公共财政收入占GDP的比重、中央公共财政收入占公共财政收入的比重目前还不够合理，城市污水处理资金很难像美国等发达国家哪样绝大多数来自财政拨款或贷款。2、污水处理借入资金来源的难处所在城市污水处理资金需求巨大，银行贷款是污水处理资金的一个重要来源。银行贷款分商业银行贷款与国家开发银行贷款。商业银行资金来源为居民与企业存款，大多为短期资金，虽然也可作部分中长期贷款，但比重不宜过大；商业银行资金运用要求安全性、流动性和盈利性的"三性"统一，而污水处理资金的运用和回流很难与商业银行资金运用“三性”相吻合。因此，商业银行很难对污水处理项目进行贷款。(三)我国城市污水处理资本金来源难题的破解(破解方法一)加大财政拨款力度城市污水处理资金的一部分，在社会主义市场经济条件下，还必须由政府给予必要的补助，原因是多方面的。主要是：1、污水处理普遍存在着价格需求弹性较小和政府"垄断"经营，其收费制定必须考虑居民的承受能力，而不能依靠竞争价格来完全地解决设施建设和企业发展问题。2、污水处理提供的服务具有公共性，许多设施的使用难以计算，使其服务收费不能直接进入市场实行等价交换，而只能成为公共消费的一部分。3、污水处理提供的服务具有广泛的社会性和外部经济性，衡量其投资效益时，首先是社会效益。国家财政对城市污水处理的拨款，在我国主要有基本建设安排的投资，中央财政拨给的专款和地方财政拨款。基本建设安排的投资，分国家预算内和地方自筹两种。国家预算内的基本建设投资由中央政府确定数额，由财政部交国家计委统一安排。地方自筹基本建设投资，是在国家规定的额度内由地方自筹资金安排的投资。中央和地方财政拨款，一种是根据需要，财政每年拨给一定数额的资金，作为污水处理的专项资金；另一种是按项目定额补助，项目建成，补助停止。(破解方法二)增加企业自筹强度在市场经济的条件下，污水处理只有在其建设经营活动中把它的价值转化到周而复始的资金回流中，才能实现污水处理的再生产。按价值规律的要求，污水处理的投入与产出理顺到市场经济的新秩序中，是加快我国城市污水处理的客观要求。污水处理收费，不应是一项临时性的筹资措施，而是实现污水处理资金补偿的市场化方式，同时也是调节污水处理设施合理利用的一种经济手段。污水处理的自筹资金，在社会主义市场经济条件下，要按照价值规律制定污水处理收费标准，按照国家规定从营业收入中提取生产发展基金、固定资产折旧基金和大修理基金。污水处理单位不仅要依靠自身的力量来完成简单再生产和扩大再生产，还要向国家缴纳税费。为此，污水处理的合理收费，必须建立在合理成本和合理利润率的基础之上。污水处理收费的合理成本，一般应包括生产费用、经营费用、固定资产折旧、大修理基金、贷款利息等。其中固定资产折旧要有恰当的折旧率，要改变现在折旧年限过长、折旧率较低的做法，以免企业的明盈实亏。污水处理收费的合理利润率，是指利润率的核定既要考虑企业的合理福利和必要的积累，又要考虑污水处理收费需求弹性小、社会服务性强的特点，防止利用其垄断性追求过高利润。为防止垄断强加给用户的负担，政府可通过行政和经济手段对经营者加以限制，使其可能获得的利润不超过全社会的平均利润。(破解方法三)试行优先股票发行市场经济国家的经验表明，发行优先股票吸收国内外私人资本进行城市污水处理，既能满足污水处理的巨大资金需求，又不丧失政府对污水处理项目的控制权。优先股票是相对普通股票而言的。投资购买普通股票的好处还有投资收益比其他类似证券的投资收益高，在证券交易市场上流通性强，交易公平进行等。优先股票是比普通股票具有一定优先权的股票，主要是优先分得股利和公司剩余财产的权利。优先股的最大优点是较普通股收益稳定，风险小。但当股份公司经营成绩卓著，经营利润激增时，优先股享受到的收益却不会增加，而普通股的收益却可随着公司经营效益的提高而增加。从这一点考虑，优先股较普通股又缺乏发展性和进取性。按我国现行做法，股票是根据投资者身份的不同，划分为国家股、法人股、个人股和外资股，没有优先股与普通股的划分。我国《公司法》中没有优先股的概念，也没有做出相应的规定。这是因为我国的股份制企业都是从计划经济体制下的企业改造而来，因而带有种种历史的痕迹，成为历史遗留问题正待在改革中进一步探索解决。从城市污水处理的实际出发，我们可以进行污水处理股票发行的探索。这就要对现有的污水处理企业进行股份制改造，向国内外私人资本发行部分优先股票，或将部分国有股以优先股的形式转让给私人资本，筹措的资金由污水处理企业用于污水处理。这种方式由于是以现有企业的发展业绩为基础，且改造后的企业业绩继续增长，所以集资成功的可能性较大。(四)中国污水处理行业发展地球虽然有70.8％的面积为水所覆盖，但淡水资源却极其有限，人类真正能够利用的是江河湖泊及地下水中的一部分，仅占地球总水量的0.26％，而且分布不均。20世纪50年代以后，全球人口急剧增长，工业发展迅速。全球水资源状况迅速恶化，“水危机”日趋严重。一方面，人类对水资源的需求以惊人的速度扩大；另一方面，日益严重的水污染蚕食大量可供消费的水资源。中国水资源人均占有量少，空间分布不平衡。随着中国城市化、工业化的加速，水资源的需求缺口也日益增大。在这样的背景下，污水处理行业成为新兴产业，目前与自来水生产、供水、排水、中水回用行业处于同等重要地位。截至2005年底，全国661个设市城市中，已有383个城市建成污水处理厂792座，污水处理率由2000年的34％提高到52％，并形成了适合国情的污水处理技术路线和管理机制。其中，有135个城市的污水处理率已达到或接近70％，单厂处理规模达到每天100万立方米。2007年，中国水污染治理投资达到3387.6亿元，比上年增加32%，占当年GDP的1.36%。中国水环境质量总体保持稳定。2007年，共取缔一级水源保护区内排污口942个，停建二级水源保护区内可能造成污染的建设项目1294个，限期治理931个。截至2010年9月底，全国设市城市、县及部分重点建制镇(以下简称“城镇”)累计建成污水处理厂2631座，污水处理能力达到1.22亿立方米/日；全国正在建设的城镇污水处理项目达1849个，总设计能力约4660万立方米/日。在全国设市城市中，已有593个城市建有污水处理厂，占设市城市总数的90.7%；累计建成污水处理厂1623座，形成污水处理能力1.04亿立方米/日；其中36个大中城市(直辖市、省会城市和计划单列市)建有污水处理厂376座，处理能力达4368万立方米/日。在县城及乡、镇中，全国已有933个县(含新疆生产建设兵团团级单位)建有污水处理厂，约占县城总数的52.1%；县城及乡、镇建有污水处理厂1008座，处理能力达1826万立方米/日。虽然由于国家和各级政府对环境保护重视程度的不断提高，中国污水处理行业正在快速增长，污水处理总量逐年增加，城镇污水处理率不断提高。但目前中国污水处理行业仍处于发展的初级阶段。一方面，中国目前的污水处理能力尚跟不上用水规模的迅速扩张，管网、污泥处理等配套设施建设严重滞后。另一方面，中国的污水处理率与发达国家相比，还存在着明显的差距，且处理设施的负荷率低。因此中国应完善污水处理的政策法规，建立监管体制，创建合理的污水处理收费体系，扶植国内环保产业发展，推进污水处理行业的产业化和市场化。污水处理行业是一个朝阳产业，发展前景十分广阔。中国将在“十一五”期间投资3000亿元以推进城市污水处理和利用，中国污水处理行业由此迎来高速发展期。第二章任务设计书某城市污水处理厂工程设计1.设计水量：某城镇设计人口30万人，人均排污水量150。2.原水水质CODCr≤400mg/LBOD5≤200mg/LSS≤250mg/LpH=6～93.排放标准执行中华人民共和国国家标准《城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918－2002)》中一级B标准。CODCr≤60mg/LBOD5≤20mg/LSS≤20mg/LpH=6～94.污水厂污水进水总管管底标高(进水泵房处)为，相对地面标高±。5.设计任务：污水处理工艺流程、生物处理构筑物的设计计算、绘图2张6.自然资料5.1气象资料年平均气温：℃；年最高气温：℃；年最低气温：℃；年平均降水量：；年平均蒸发量：1600mm；年主导风向：北北东风。5.2工程地质资料1)地质构造：厂区地质良好，为亚砂土、亚粘土、砂卵石组成，厚度4.5~11m，地基承载能力在1kg/cm2；2)地震：没有相关的地震资料，设计地震烈度按8度计算。3)地下水位：4)最大冻土深度：7.设计依据：1．《室外排水设计规范(GBJ14－87)》，1997年版2．《城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918－2002)》3.《水污染控制工程》，高廷耀，顾国维编，高等教育出版社第三章工艺流程的选择一、工艺流程的对比和选择1、A/O工艺特点：(1)传统A/O工艺，具有较好的硝化和反硝化效果，总氮的去除率在60%～70%之间。2)由于该工艺缺少厌氧条件，工艺中磷的去除效果较差，为了达到有效去除磷的效果，必须工艺中添加化学除磷。2、传统及其改良工艺传统A2/O法即厌氧/缺氧/好氧活性污泥法。污水流经三个不同的功能分区，在不同微生物菌群的作用下，去除污水中的有机物、氮和磷。其流程简图见图1-1。二沉池厌氧池(A)缺氧池(A)好氧(O)进水出水二沉池厌氧池(A)缺氧池(A)好氧(O)混合液回流活性污泥回流剩余污泥图1-1A2/O法流程简图该工艺在系统上是最简单的同步除磷脱氮工艺，总水力停留时间小于其它同类工艺，在厌氧(缺氧)、好氧交替运行的条件下可抑制丝状菌繁殖，克服污泥膨胀，SVI值一般小于100，有利于处理后污水与污泥的分离，运行中在厌氧和缺氧段内只需轻缓搅拌，运行费用低。由于厌氧、缺氧和好氧三个区严格分开，有利于不同微生物菌群的繁殖生长，因此除磷脱氮效果非常好。目前，该法在国内外使用较为广泛。但传统工艺也存在本身固有的缺点。脱氮和除磷外部环境条件的要求是相互矛盾的，脱氮要求有机负荷较低，污泥龄较长，而除磷要求有机负荷较高，污泥龄较短，往往很难权衡。为了克服传统工艺的缺点，出现了多种改良型工艺，其中一种就是UCT工艺。UCT工艺的流程简图见图1-2。混合液回流混合液回流二沉池厌氧池(A)缺氧池(A二沉池厌氧池(A)缺氧池(A)好氧池(O)活性污泥回流剩余污泥图1-2UCT工艺流程简图与传统A2/O法相比，UCT工艺不同之处在于污泥先回流至缺氧池，而不是厌氧池，再将缺氧池部分混合液回流至厌氧池，从而减少了回流污泥中过多的硝酸盐对厌氧放磷的影响。但是UCT工艺增加了一次回流，多一次提升，运行费用将增加。此工艺流程较长，构筑物较多，设备维修不便，操作管理较复杂，投资略高，相对成熟可靠，处理效果稳定，一般运用于较大规模且具有较高运行管理水平的城市污水厂。3、SBR法及其变型工艺序批式活性污泥法(SBR)又称间歇式活性污泥法，早在1914年就由英国学者Ardern和Locket发明的水处理工艺。80年代前后，由于自动化、计算机等高新技术的迅速发展以及在污水处理领域的普及与应用，此项技术获得重大进展。使得间歇活性污泥的运行管理也逐渐实现了自动化。由于SBR在运行过程中，各阶段的运行时间、反应器内混合液体积的变化以及运行状态等都可以根据具体污水的性质、出水水质、出水质量与运行功能要求等灵活变化。对于SBR的反应来说，只是时序控制，无空间控制障碍，所以可以灵活控制。因此，SBR工艺发展速度极快，近几年来，已发展成多种改良型，主要有：ICEAS法、CAST法、Unitank法和DAT-IAT法。CAST工艺和SBR不同，在循环式活性污泥法中结合有生物选择器、生物反应池二个区域，容积较小的第一区作为生物选择器，第二区为主反应区。第一区和第二区在水力上是相通的。用泵将主反应区的活性污泥回流到选择器中。UNITANK的工艺思想、池子布置和运行方式与三沟式氧化沟相类似，但在池体构型、曝气方法、出水方式等方面有所不同，一般由一矩形池子组成，内分三格，三格在水力上是相通的。池子外侧二格交替作为曝气池和沉淀池，中间池始终作为曝气池，在每一格池子中设置曝气装置，可以为表面曝气设备，也可以是鼓风曝气系统。SBR类活性污泥法工艺操作灵活，可采用多种运行方式，但是单池处理能力较小，在较大规模的城市污水厂中采用，分组数多，控制点多，给操作管理带来了不便。为减少平面占地，该工艺也可在较大水深下运行(取决于撇水设备的能力)，但水深加大，浪费的水头较大，运行能耗较高，同时对运行过程的自控技术要求较高。故国内仅有十余座城市污水厂采用该工艺。4、各种氧化沟工艺氧化沟是上世纪中期发展起来的一种污水处理技术，因其构筑物呈封闭沟渠而得名，属于活性污泥法的一种，在实际运用中发展成多种型式，能够同时实现碳有机物氧化、氮硝化以及生物脱氮是氧化沟的基本特征。常规氧化沟相当于普通活性污泥法中的曝气池，氧化沟可以在高、中、低不同负荷条件下运行。一般氧化沟都在低负荷条件下运行，属于延时曝气范畴，氧化沟一般具有以下特点：①处理流程简捷，构筑物少，一般不设初沉池、污泥消化系统。②采用的机械设备种类少，运行管理较方便。③耐冲击负荷，出水水质稳定，一般不发生污泥膨胀现象。④产生的污泥量少，并且污泥得到一定程度的稳定，简化了污泥处理流程。⑤采用氧化沟工艺的污水处理厂总占地和其它工艺的二级处理厂相比，氧化沟单体体量较大。氧化沟工艺形式较多，主要有Orbal氧化沟、T型三沟式氧化沟、DE型氧化沟、Carrousel氧化沟等。近年来以Orbal、DE氧化沟和三沟式为主导的氧化沟工艺在污水处理工程中得到广泛的应用。5、生物膜(1)生物转盘生物转盘处理是一种利用微生物来处理有机污水的设备。它集中了接触氧化法、生物滤池法和活性污泥法。转盘安装在氧化槽上，其45%的面积浸没在污水中，在动力驱动下，转盘慢速旋转，盘片上生长的生物膜吸附污水中的有机物。当盘片离开液面时，微生物得到空气中的氧气。微生物通过新陈代谢最终把有机物分解成水、无害的无机物和气体。特点是：①维护管理简便、动力硝耗小、运行费用低。②转盘运行时卫生条件好，产生的噪音低。③运行灵活，可通过调节转盘转速控制污水与生物膜的接触时间和曝气强度。④能承受水质、水量的冲击负荷，工作稳定。⑤生物膜的培养与驯化快，成熟时间短，一周即可完成。⑥污泥量少，含水率低P＝95％～96％，沉淀性能好，易于分离脱水。⑦易受水温、气温影响，温度低时处理效果亦低，因此北方宜建在室内。(2)曝气生物滤池曝气生物滤池属于生物膜法的范畴。现代曝气生物滤池是在生物接触氧化工艺的基础上引入饮用水处理中过滤的构思而产生的一种好氧废水处理工艺。其突出的特点是将生物氧化和过滤结合在一起，滤池后部不设沉淀池，通过反冲洗再生实现滤池的周期运行。其核心技术是采用多孔性的滤料作为生物载体，单位体积的生物量数倍于活性污泥法，因此具有处理负荷高，池体体积小，占地省的特点。生物滤池运行的基本原理如下：经预处理后的污水与经过硝化后的滤池出水混合后通过滤池进水管进入滤池底部，并向上流经填料层的缺氧区，一方面反硝化细菌利用进水中的有机物将进水中的NO3--N转化为N2，实现反硝化脱氮；另一方面，SS通过一系列复杂的物化过程被填料及其上面的生物膜吸附截流在滤床内。经过缺氧区处理的污水进入好氧区，进一步降解有机物和发生硝化作用，同时继续去除SS。①反应时间短、占地少、需空气量少，节能等②对水量变动有较大适应性，具有很强得消化功能。③反冲洗水量大。(3)生物接触氧化池生物接触氧化法是生物膜法的主要设施之一，生物膜法是一大类生物处理法的统称，其主要利用附着生长于某些固体物表面的微生物(即生物膜)进行有机污水处理的方法。生物膜是由高度密集的好氧菌、厌氧菌、兼性菌、真菌、原生动物以及藻类等组成的生态系统，其附着的固体介质称为滤料或载体。生物膜自滤料向外可分为庆气层、好气层、附着水层、运动水层。其原理是，生物膜首先吸附附着水层有机物，由好气层的好气菌将其分解，再进入厌气层进行厌气分解，流动水层则将老化的生物膜冲掉以生长新的生物膜，如此往复以达到净化污水的目的。老化的生物膜不断脱落下来，随水流入二次沉淀被沉淀去除。6、膜处理技术膜分离法是利用特殊膜(离子交换膜、半透膜)的选择透过性，对溶剂(通常是水)中的溶质或微粒进行分离或浓缩方法的统称。溶质通过膜的过程成为渗析，溶剂通过膜的过程称为渗透。在污水深度处理中常用的膜分离设备有5种。①微滤器(MF)μm，工作压力300kpa左右。可用于分离污水中的较细小颗粒物质(<15μm)和粗分散相油珠等或作为其他处理工艺的预处理，如用作反渗透设备的预处理，去除悬浮物质、CODcr、BOD5成分，减轻反渗透的负荷，使其运行稳定。②超滤器(UF)μm，工作压力150～700kpa。超滤器可分离水中细小颗粒物质(<10μm)和乳化油等；在用于污水深度处理时，可去除大分子与胶态物质、病毒和细菌等；或者作为反渗透的预处理。③纳滤器(NF)μm，操作压力500～1000kpa。纳滤器可截留分子质量为200～500的有机化合物，主要用于分离污水中多价离子和色度粒子，可除去二级出水中2/3盐度、4/5硬度以及超过90％的溶解有机碳和THM前体物。纳滤进水要求几乎不含浊度，故仅适用于经过砂滤、微滤、甚至超滤作为预处理的水质。④反渗透(RO)μm，操作压力>1.0Mpa。反渗透不仅可以去除盐类和离子状态的其他物质，还可以除去有机物质、胶体、细菌和病毒。反渗透对城市二级处理出水的脱盐率达90％以上，水的回收率在75％左右，CODcr、BOD5去除率在85％以上，反渗透对含氮化合物、氯化物和磷也有良好的脱除性能。为防止膜堵塞，二级处理出水通常采用过滤和活性炭吸附等预处理工艺，为了减少结垢的危险有时需要去除铁、锰等。工艺特点：①出水浊度<5NTU，悬浮颗粒SS去除率高达99％以上。②结构紧凑，占地小，模块化组合设计适用于各种规模的处理。③投资高，膜寿命短，一般为三年。二、工艺流程根据任务设计书及各工艺的特点，决定选用生物膜法中的生物接触氧化工艺。三、主要构筑物的选择(一)格栅一种截留废水中粗大污物的预处理设施。是由一组平行的金属栅条制成的金属框架，斜置在废水流经的渠道上，或泵站集水池的进口处，用以截阻大块的呈悬浮或漂浮状态的固体污染物，以免堵塞水泵和沉淀池的排泥管。截留效果取决于缝隙宽度和水的性质。按格栅栅条间距的大小不同,格栅分为粗格栅、中格栅和细格栅3类。按格栅的清渣方法，有人工格栅、机械格栅和水力清除格栅三种。按格栅构造特点不同可分为抓耙式、循环式、弧形、回转式、转鼓式、旋转式、齿耙式和阶梯式等多种形式。格栅设备一般用于污水处理的进水渠道上或提升泵站集水池的进口处，主要作用是去除污水中较大的悬浮或漂浮物，以减轻后续水处理工艺的处理负荷，并起到保护水泵、管道、仪表等作用。1、进水管道的计算根据流量Q=45000m3/d=1875m33/s，污水流量总变化系数为Kz=1.2,所以设计流量为Qmax=54000m3/d=2250m33/s，所以可选管径=800mm，2、格栅格栅用以拦截水中较大悬浮物和漂浮物，以减轻后续处理构筑物的负荷，用来去除那些可能堵塞水泵机组驻管道的较大的悬浮物，并保证后续处理设施正常运行的装置。设计规定：(1)水泵处理系统前格栅栅条间隙，应符合以下要求：人工清除25~40mm机械清除16~25mm最大间隙40mm(2)在大型污水处理厂或泵站前大型格栅(3)，应采用机械清除。(3)人工格栅安装角度一般与水平面成30°—60°，机械格栅倾角一般为60°—70°(4)—设计计算：设中格栅前水深h=0.5m，过栅流速v=m/s，取断面形状为正方形的栅条且间隙宽度0m，栅条倾角=60°，格栅个数N=23、栅条间隙数n为：取37个4、格栅槽总宽度B：B=S(n－1)+×(37－1)20×m5、过栅水头损失图3—2格栅水力简图计算水头损失：过栅水头损失：h2=kh0=3×m式中：—阻力系数；—收缩系数，取0.64；—系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增大倍数，一般采用=3。6、栅后槽的总高度H：H==(0.5+0.3+0.153)m=m式中：—栅前水深，m；—格栅前渠道超高，一般取=0.3m；—格栅的水头损失，m。7、格栅的总长度L：进水渠道渐宽部位的长度：式中：——进水渠道渐宽部位的展开角度，一般取。格栅槽与出水渠道连接处的渐窄部位的长度：1.90m=0.95m格栅前槽高：==0.5m+0.3m=m格栅的总长度：=1.90+0.95m+0.5m+1.0m+=m每日栅渣量W：计算结果：栅槽总长度：m栅槽宽度：m栅槽总高度：0.953m水头损失：m选用机械清渣(二)曝气沉沙池的设计计算空气扩散装置设在池的一侧，距池底0.6m，送气管应设置调节气量的阀门；池子的形状应尽可能不产生偏流或死角。池宽与池深比为1—1.5，池长宽比可达5，当池长宽大于5时，应考虑设置横向挡板；池子的进口和出口布置应防止发生短路，进水方向应与池中旋流方向一致；出水方向应与进水方向垂直，并宜考虑设置挡板；池内考虑消泡装置；曝气沉沙池多采用穿孔曝气，孔径为2.5-6.0mm，距池底约0.6-0.9m，每组穿孔曝气管应有调节阀门。曝气沉沙池剖面图1、工艺结构尺寸主要确定沉砂池的池长L，池宽B，池深h2等(1)、池容V(有效容积，m3)停留时间取t=6minV=60Qmaxt=60××6=225m3式中Qmax—最大设计流量(m3/s