日处理8万吨城市生活污水处理厂的初步设计
第二章 工艺流程的确定
2.1氧化沟工艺的特点
按照运行方式，氧化沟可以分为连续工作式、交替工作式和半交替工作式。连续工作式氧化沟，如帕斯韦尔氧化沟、卡鲁塞尔氧化沟。奥贝尔氧化沟在我国应用比较多，这些氧化沟通过设置适当的缺氧段、厌氧段、好氧段都能取得较好的除磷脱氮效果。连续工作式氧化沟又可分为合建式和分建式。 交替工作式氧化沟一般采用合建式，多采用转刷曝气，不设二沉池和污泥回流设施。交替工作式氧化沟又可分为单沟式、双沟式和三沟式，交替式氧化沟兼有连续式氧化沟和SBR工艺的一些特点，可以根据水量水质的变化调节转刷的开停，既可以节约能源，又可以实现最佳的除磷脱氮效果。
氧化沟一般呈环形沟渠形式，平面多为椭圆型或圆形，总长为90~600m，池壁多为钢筋混凝土结构，也可按土质情况挖成边坡为1：1.5以上的斜坡，以100mm素混凝土做护砌而成。通常用管渠从水面上进水，出水设可调堰。多采用转刷或曝叶轮曝气，沟深取决于曝气装置，一般为2~6m，水平流速为0.3~0.5m/s，在水流的作用下保持活性污泥处于悬浮状态，整个氧化沟处在内源呼吸阶段，属于延时曝气法。
氧化沟具有以下特点：
a.工艺流程简单，运行管理方便。氧化沟工艺不需要初沉池和污泥消化池。有些类型氧化沟还可以和二沉池合建，省去污泥回流系统。
b.运行稳定，处理效果好。氧化沟的BOD平均处理水平可达到95%左右。 c.能承受水量、水质的冲击负荷，对浓度较高的工业废水有较强的适应能力。这主要是由于氧化沟水力停留时间长、泥龄长和循环稀释水量大。
d.污泥量少、性质稳定。由于氧化沟泥龄长，一般为20～30 d。污泥在沟内已好氧稳定，所以污泥产量较少，污泥不经消化也容易脱水，故污泥处理费用较低。
e.可以除磷脱氮。可以通过氧化沟中曝气机的开关，创造好氧、缺氧环境达到除磷脱氮目的，脱氮效率一般＞80%。但要达到较高的除磷效果则需要采取另
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外措施。
f.基建投资省、运行费用低。和传统活性污泥法工艺相比，在去除BOD、去除BOD和NH3 -N及去除BOD和脱氮三种情况下，基建费用和运行费用都有较大降低，特别是在去除BOD和脱氮情况下更省。同时统计表明在规模较小的情况下，氧化沟的基建投资比传统活性污泥法节省更多。
g.处理厂与其他工艺相比，臭味较小。同时只需要最低限度的机械设备，增加了污水处理厂正常运转的安全性。
h.构造形式和曝气设备多样化，曝气强度可以调节，并具有推流式流态的某些特征。 2.2氧化沟的选择
（1）目前应用较为广泛的氧化沟类型包括：帕斯维尔（Pasveer）氧化沟、卡鲁塞尔（Carrousel）氧化沟 、奥贝尔（Orbal）氧化沟、T型氧化沟（三沟式氧化沟）、DE型氧化沟和一体化氧化沟。这些氧化沟由于在结构和运行上存在差异，因此各具特点。
在污水脱氮除磷的工艺设计中必须具备厌氧、缺氧、好氧3个基本条件，但是在实施过程中由于所需的处理构筑物多、污泥回流量大，从而造成投资大、能耗多、运行管理复杂。而三沟式氧化沟是将曝气与沉淀工序于同一构筑物内，是一个A-O（兼氧-好氧）活性污泥系统，可以完成有机物的降解和硝化、反硝化过程，能取得良好的BOD5去除效果和脱氮除磷效果。同时该工艺系统依靠三池工作状态的转换，可以免除污泥回流和混合液回流，处理效果稳定且运行费用大大降低。三沟式氧化沟由于具有出水水质好，处理流程简单，省去而沉池，运行管理方便，基建费用低，占地少等优点，已经得到了广泛的应用。所以这里我们也将选择三沟式氧化沟作为生物处理工艺。
Carrousel卡鲁塞尔氧化沟：
由图2-1可见，Carrousel氧化沟是一个多沟串联的系统，进水与活性污泥混合后在沟内做不停的循环运动，污水和回流污泥在第一个曝气区中混合
该氧化沟使用定向控制的曝气和搅动装置，向混合液传递水平速度，从而使被搅动的混合液在氧化沟闭合渠道内循环流动。因此氧化沟具有特殊的水力学流态，既有完全混合式反应器的特点，又有推流式反应器的特点，沟内存在明显的
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溶解氧浓度梯度。氧化沟断面为矩形或梯形，平面形状多为椭圆形。氧化沟曝气混合设备有表面曝气机、曝气转刷或转盘、射流曝气器、导管式曝气器和提升管式曝气机等，近年来配合使用的还有水下推动器。
该氧化沟表面曝气机单机功率大，其水深可以达到5米以上，使氧化沟占地面积减小，土建费用降低。同时，具有极强的混合搅拌和耐冲击负荷能力。可以停止某些曝气器的运行，或者切换较低的转速，在保证水流搅拌混合循环流动的前提下，节约能量消耗。
图2-1 Carrousel 2000系统平面结构图
Figure 2-1 Carrousel 2000 system planar structure
2.3工艺流程的确定
本工艺先用中格栅去除污水中大颗粒杂物，然后通过提升泵房把水送至沉沙池中。 采用的是平流式沉砂池，以减少后继处理的污泥负荷。生物处理采用卡鲁塞尔氧化沟，去除水中的有机物和氨氮。二沉池采用辐流式沉淀池，除水效果好。污泥部分回流，而另一部分则通过污泥浓缩池、消化池、污泥脱水然后外运。
图2-2 工艺流程
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原水格栅提升泵房沉砂池氧化沟回流污泥辐流式沉淀池接触沉淀消毒池排放污泥井粗渣外运外运污泥脱水机污泥消化池污泥浓缩池 - 4 -
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第三章. 基本构筑物计算
3.1格栅 3.1.1设计说明
格栅的主要作用是将污水中的大块污染物拦截,以免其对后续处理单元的机泵或工艺管线造成损害.泵前设置粗格栅的作用是保护水泵,而明渠格栅的作用是保证后续处理系统的正常工作.目前普遍的做法是将泵前的格栅均做成明渠栅. 3.1.2设计计算 设计流量：
平均流量：Qa=80000t/d≈80000m3/d=3333.3m3/h=0.926 m3/s 总变化系数：Kz=
2.7 (Qa－平均流量，L/s) Qa0.112.7 0.11926 =
=1.27
∴设计流量Qmax：
Qmax= Kz×Qa=1.27×80000 =101600 m3/d =4233.3 m3/h =1.176m3/s 格栅
格栅是由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在污水渠道上、泵房集水井的进口处或污水处理厂的端部，用以截留较大的悬浮物或漂浮物，如纤维、碎皮、毛发、木屑、果皮、蔬菜、塑料制品等，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷，并使之正常运行，一般情况下，分粗细两道格栅。被截流的物质称为栅渣。栅渣的含水率约为70%～80%，容重约为750kg/
～960kg/
。
设计内容
格栅的设计内容包括尺寸计算、水力计算、栅渣量计算及清渣机械的选用等。在进行格栅计算之前应首先绘出计算草图，然后再按照设计手册进行计算。
一、 选型及设计参数
（a） 型式：平面型，倾斜安装机械格栅。
（b） 城市排水系统为按管系统，且中途设计泵站，此课程设计为提升泵前格栅
间设计。
（c） 格栅的栅前流速一般为0.4 m/s ~0.9 m/s。
（d） 格栅的过栅流速不宜小于0.6 m/s，不宜大于1.0 m/s。
（e） 栅前渠道宽度和渠道中水深应与入厂污水管规格（据水量计算）相适应。
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