附图3 氧化沟剖面图 附图4 二沉池剖面图 附图5 污泥浓缩池剖面图
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1 绪论
水是一切生物生存必不可少的物质之一，没有水的世界是无法想象的。虽然我国水资源总量非常丰富，年径流总量2.71×1012m3，居世界第六位，但是由于人口众多，人均占有仅2262m3，约为世界平均的1/4，属世界缺水国家之一。我国幅员辽阔，各地气候迥异，经济发展水平差异也很大。随着我国经济的快速发展和人们生活水平的不断提高，政府、企业、居民的环保意识不断增强，对生活质量和环境质量的要求越来越高，水污染治理也越来越受到人们的关注。目前，各城市都面临着不同的水环境污染。因此，根据城市规模，建立一套与自己经济发展相适应的控制水污染、保护水环境的方针、政策、标准和法规，同时建设与经济发展水平相适应的污水处理厂，就成为防止因水资源短缺而制约城市社会经济发展的必要手段，利用有限资源的必须部分。在人们日常生活中，盥洗、淋浴、生活洗涤等都离不开水，用后便成为污水。在工业企业中，几乎没有一种工业水是人们日常生活中不可或缺的宝贵资源，水的供给与排放处理水亦是合理不用到水。水经生产过程使用后，绝大部分变成废水，生产废水携带着大量污染物质，这些物质多数是有害和有毒的，但也是有用的，必须妥善处理或加以回收利用。
城市的雨水和冰雪融水也需要及时排除，否则将积水为害，妨碍交通，甚至危及人们的生产和日常生活。在人们生产和生活中产生的这些污水中，如不加控制任意排入水体（江、河、湖、海、地下水）或土壤，使水体受到污染，将破坏原有的自然环境，以至引起环境问题，甚至造成公害。为保护环境，避免发生上述问题，现代城市就需要建立一套完整的工程设施来收集、输送、处理和利用污水；此工程设施就称之为排水工程。它的基本任务是保护环境免受污染，以促进工农业生产的发展和保障人民的健康与正常生活。其主要内容包括：（1）收集各种污水并及时的将之输送至适当地点。（2）妥善处理后排放或再利用。
水污染控制技术在我国社会主义建设中有着十分重要的作用。从环境保护方面讲，水污染控制技术有保护和改善环境、消除污水危害的作用，是保障人民健康和造福子孙后代的大事；从卫生上讲，水污染控制技术的兴起对保障人民健康具有深远的意义；对预防和控制各种疾病、癌症或是“公害病”有着重要的作用；从经济上讲，城市污水资源化，可重复利用于城市或工业，这是节约用水和解决淡水资源短缺的重要途径，它将产生巨大的经济效益。
总之，在实现四个现代化过程中，水污染控制技术对环境保护、促进工农业生产和保障人民健康有现实意义和深远影响，并使经济建设、城乡建设与环境建设同步规划，同步实施，同步发展。这样才能实现经济效益、社会效益和环境效益的统一[1]。 1.1 设计依据及参数 1.1.1 设计背景
昆山市位于江苏省东南部,北至东北与常熟、太仓两市相连，南至东南与上海嘉定、青浦两区接壤，西与吴江、苏州交界。东西最大直线距离33千米，南北48千米。总面
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积927.7平方千米，其中陆地面积641.1平方千米，水域面积286.6平方千米。 （1）设计规模：10万t/d （2）水质指标
处理后污水水质应满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级B标准，其进水水质和排放标准见表1。
表1 进水水质和排放标准 单位：mg/L
项 目 进水水质 排放标准
pH值 6～9 6～9
SS 150 150
CODcr 400 60
BOD5 200 20
NH3－N 25 8
TP 3 1
1.2 设计原则
①执行国家关于环境保护的政策，符合国家的有关法规、规范及标准。
②积极稳妥地采用新技术，充分利用国内外的先进技术和设备，以提高行业的装备和技术水平。
③功能分区明确，生产、生活、人、物、车流向合理。
④规划布置四优先：工艺流程先进，安全可靠优先；运行管理便利，经济优先；环境绿化、美化优先；有利于排水事业可以持续发展优先。 1.3 设计依据
设计任务书及相关原始数据
《污水综合排放标准》（GB8978-96） 《城市污水处理厂污水污泥排放标准》（CJ3025-93） 《污水排入城市下水道水质标准》（CJ3082-1999） 《地表水环境质量标准》（GB3838-2002） 《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）
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2 污水处理工艺流程比较及选择
2.1 工艺方案分析
本项目污水处理的特点为：生活污水以有机污染物为主，BOD/COD=0.5 可生化性较好，重金属及其他难以生物降解的有毒有害污染物一般不超标，针对这些特点，以及出水要求，现有城市污水处理技术的特点，以采用生化处理最为经济。 2.2 目前常用的城市污水处理技术
根据《城市污水处理及污染防治技术政策》，日处理能力在10~20万立方米的污水处理设施，可选用常规活性污泥法、氧化沟法、SBR法和AB法等成熟工艺[2]。本市污水处理厂方案，既要考虑有效去除BOD5又要适当去除N和P，故可选择三种典型的工艺流程，有三种可供选择的工艺：（1）间歇式活性污泥法（SBR工艺）；（2）氧化沟工艺；（3）好氧—缺氧（A/O）脱氮工艺[2]。
各种工艺都有其独特的方面，一般根据具体情况而定。主要特点如下： （1）SBR工艺
SBR是序批间歇式活性污泥法的简称，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥水处理技术，又称序批式活性污泥法。SBR的运行工况以间歇操作为特征。五个工序都在一个设有曝气或搅拌装置的反应器中依次进行，所以省去了传统活性污泥法中的沉淀池和污泥回流设施。在处理过程中，周而复始地循环这种操作周期，以实现污水处理的目的[3]。
优点如下：
① 工艺流程简单，运转灵活，基建费用低； ② 处理效果好，出水可靠； ③ 具有较好的脱氮除磷效果； ④ 污泥沉降性能良好；
⑤ 对水质水量变化的适应性强。 缺点如下：
① 反应器容积率低； ② 水头损失大；
③ 不连续的出水，要求后续构筑物容积较大，有足够的接受能力；
④ 峰值需要量高； ⑤ 设备利用率低；
⑥ 管理人员技术素质要求较高。 （2）A/O工艺
AO工艺法也叫厌氧好氧工艺法，A(Anacrobic)是厌氧段，用与脱氮除磷；O(Oxic)是好氧段，用于除水中的有机物[4]。 优点：
① 流程简单，勿需外加碳源与后曝气池，以原污水为碳源，建设和运行费用较低；
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② 反硝化在前，硝化在后，设内循环，以原污水中的有机底物作为碳源，效果好， 反硝化反应充分；
③ 曝气池在后，使反硝化残留物得以进一步去除，提高了处理水水质；
④ A段搅拌，只起使污泥悬浮，而避免DO的增加。O段的前段采用强曝气，后段减 ，少气量，使内循环液的DO含量降低，以保证A段的缺氧状态[4]。 缺点：
① 由于没有独立的污泥回流系统，从而不能培养出具有独特功能的污泥，难降解物质的降解率较低；
② 若要提高脱氮效率，必须加大内循环比，因而加大运行费用。从外，内循环液来自曝气池，含有一定的DO，使A段难以保持理想的缺氧状态，影响反硝化效果，脱氮率很难达到90％。 ③ 影响因素：水力停留时间 （硝化＞6h ，反硝化＜2h ）循环比MLSS（＞3000mg/L）污泥龄（ ＞30d ）N/MLSS负荷率（ ＜0.03 ）进水总氮浓度（ ＜30mg/L）。 （3）氧化沟工艺
氧化沟又称循环混合式活性污泥法。一般采用延时曝气，同时具有去除BOD5和脱氮的功能，它采用机械曝气，一般不设初沉池和污泥消化池。
普通卡鲁赛尔氧化沟处理污水的原理如下：氧化沟中的污水直接与回流污泥一起进入氧化沟系统。在充分掺氧的条件下，微生物得到足够的溶解氧来去除BOD；同时，氨也被氧化成硝酸盐和亚硝酸盐，此时，混合液处于有氧状态。在曝气机下游，水流由曝气区的湍流状态变成之后的平流状态，水流维持在最小流速，保证活性污泥处于悬浮状态。微生物的氧化过程消耗了水中溶解氧，知道DO值降为零，混合液呈缺氧状态。经过缺氧区的反硝化作用，混合液进入有氧区，完成一次循环。该系统中，BOD降解是一个连续过程，硝化作用和反硝化作用发生在一个池子内。由于结构的限制，这种氧化沟虽然可以有效去除BOD，但脱氮除磷的能力有限[5]。
氧化沟的主要优点如下：
① 氧化沟的液态在整体上是完全混合的，而局部又具有推流特性，使得在污水中能形成良好的混合液生物絮凝体，提高二沉池的污泥沉降速度及澄清效果，另外，其独特的水流性能对除磷脱氮也是极其重要的。
② 处理效果稳定，出水质好，并可实现脱氮。 ③ 污泥厂量少，污泥性质稳定。 ④ 能承受水量，水质冲击负荷，对高浓度工业废水有很大的稀释能力 氧化沟的缺点如下：
① 单纯的氧化沟工艺的除磷效率很低，需要增设厌氧段才能达到一定的除磷效率。 ② 虽然污泥产量少，耐冲击负荷，但是这是建立在该工艺很低的污泥负荷上的，且要求处理构筑物内水深要浅，而这又决定了在处理相同水质，水量污水的情况下，该工艺是最占土地的，也即增加了基建费用。 2.3 工艺的比选
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