环境工程专业水处理设计-焦化废水处理工艺设计毕业设计

'环境工程专业水处理设计-焦化废水处理工艺设计毕业设计目录摘要IAbstractII1绪论11.1焦化污水概况11.1.1焦化污水来源与组成11.1.2焦化污水的特点及危害31.2国内外焦化污水处理技术41.2.1物理化学法51.2.2生化处理法51.2.3化学处理法61.3本工程概况71.3.1工程总体设计71.3.2建厂当地自然条件72工艺设计92.1设计任务92.1.1内容及要求92.1.2设计水质及水量92.2处理工艺的选择102.2.1处理工艺流程选择应考虑的因素102.2.2具有脱氮能力的工艺102.2.3本工程工艺选择142.2.4A/O工艺原理142.2.5A/O工艺流程152.3各段工艺去除率163主体构筑物设计183.1集水井183.2隔油池183.3调节池203.4事故池203.5缺氧池203.6好氧池213.7二沉池243.8混合反应池253.9混凝沉淀池253.10污泥浓缩池263.11回流水井2870 4设备选型294.1格栅设计选型294.2气浮机选型294.3风机选型304.4污水及污泥泵选型304.5曝气头及加药装置选型314.5.1曝气头选型314.5.2加药装置选型314.6污泥脱水机选型324.7搅拌机选型324.8刮泥机及撇油机选型325污水处理厂总体布置335.1污水处理厂平面布置335.1.1污水处理厂平面布置原则335.1.2污水处理厂平面布置355.2污水处理厂高程布置355.2.1污水处理厂高程布置方法355.2.2本污水处理厂高程计算366劳动定员及附属构筑物406.1劳动定员406.2人员培训406.3技术管理416.4附属构筑物416.5附属化验设备427厂区建筑设计及安全卫生437.1厂区建筑设计437.1.1设计范围437.1.2建筑标准437.1.3设计主要内容437.1.4装修标准457.2安全卫生457.2.1编制依据及采用标准457.2.2主要危害因素467.2.3污水池蒸发废气体的防范措施467.2.4风机等机械噪音的防范措施467.2.5厂区绿化环境规划468投资及运营费用分析478.1土建投资估算478.2设备投资估算488.3运行费用估算5070 9结语52参考文献53致谢55附录A56附录B6470 1绪论水是地球的重要组成部分，也是生物机体不可缺少的组分，人类的生存和发展离不开水资源。地球上约有97.3%的水是海水，它覆盖了地球表面的70%以上，但由于海水是含有大量矿物盐类的“咸水”，不宜被人类直接使用。这样，人类生命和生产活动能直接利用且易于取得的淡水资源就十分有限，不足总水量的3%，且其中约3/4以冰川、冰帽等固态的形式存在于南北极地，人类很难使用。与人类关系最密切、又较易开发利用的淡水储量约为4×106km3，仅占地球上总水量的0.3%。因此，解决水污染、合理地利用水资源是世界各国经济可持续发展的当务之急。焦化污水是一种高含氮、毒性强的有机工业污水之一。如果直接排入水体其污染程度大，毒害性强[1]。因此，对焦化厂污水的处理无论在环境还是资源方面显得尤为重要。本设计采用A/O工艺对某焦化厂的污水进行处理，以达到国家排放标准，对环境不造成破坏。1.1焦化污水概况1.1.1焦化污水来源与组成焦化厂是钢铁企业生产的重要组成部分，焦炭是钢铁冶炼的重要原材料，炼焦回收的化工产品供给许多行业的生产。随着社会、经济的发展，焦化行业已发挥着越来越重要的作用。目前，国内生产焦化产品的厂家达数百家。焦化厂生产的主要任务是进行煤的高温干馏—炼焦，以及回收处理在炼焦过程中所产生的副产品。整个生产过程分为选煤、炼焦及化工三部分。焦化污水则产生于炼焦、制气过程及化工产品回收过程，水质复杂，产生量较大[2]。其主要来源有[3]：(1)剩余氨水。由炼焦的水分及炼焦过程中产生的化合物组成。通常情况下，其数量占全部污水的一半以上，是氨氮污染物的主要来源；(2)化工产品工艺排水。包括化工产品回收和精制过程中各有关工段的分离水及各种贮槽定期排水和事故排水；(3)粗苯终冷水及煤气脱硫和煤气终冷循环的排污水。其中含有一定数量的酚、氰、苯、硫化物及吡啶碱等。(4)焦油车间污水：焦油车间根据有机物的沸点不同，用蒸馏法初步分离各种产品，再经酸碱洗涤分离出粗苯、吡啶等产品。污水70 主要是间断地排出高浓度含油、含酸的污水。这部分污水一般经溶剂脱酚通过蒸氨塔后才能进入生物处理装置；(5)古马隆污水：从酚、油、重苯中提取古马隆，要经过蒸馏、碱洗、酸洗、中和及水洗，排除含酚、吡啶、油等污染物的污水。焦化污水产生的一般工艺流程如图1.1所示[4]：煤备煤焦炉煤炭加工焦炭除尘废水除尘废水煤气初冷焦油氨水分离剩余氨水焦油加工焦油精制分离水煤气脱氨煤气终冷煤气脱苯终冷废水蒸苯粗苯分离水粗苯加工精苯分离水古马隆生产古马隆废水净煤气煤气管道水封水图1.1焦化生产工艺流程焦化污水因受原煤性质、焦化产品回收工序及方法等多种因素的影响，含有多种污染物。焦化污水是一种含高氨氮、高有机物、成分复杂的、难处理的有机工业污水[5]70 。焦化污水中的许多高毒性难降解有机物，对生态环境危害极大，如占总有机物的一半以上酚类化合物，可使蛋白质凝固，对人类、水产及农作物都有极大危害[6]。经常接触煤焦油、沥青和某些石油化工溶剂的人，皮肤癌、唇癌以及肺癌的患病率相当高，因为吲哚、萘、吡啶碱、啡蒽、苯并芘等多种多环和杂环芳香族化合物(PAHs)[7-9]中有不少是致癌[10,11]和致突变物质。氨氮是水体富营养化的主要污染物，近年来，国家不仅对COD的排放做了严格的规定，对氨氮的危害也越来越重视，并对氨氮的排放也做了严格的规定。1.1.2焦化污水的特点及危害1、水质特点(1)成分复杂焦化污水组成十分复杂，浓度高、毒性大。核磁共振—色谱分析显示：焦化污水中含有数十种无机和上百种有机化合物[12]。无机污染物主要是大量的氨盐、硫氰化物、硫化物及氰化物等。有机污染物除酚类化合物以外，还包括脂肪族化合物、杂环类化合物和多环芳香族化合物等。其中酚类化合物为主，占总有机污染物的80％左右，主要成分有苯酚、邻甲酚、对甲酚、邻对甲酚、二甲酚、邻苯二甲酚及其同系物等；杂环类化合物包括二氮杂苯、氮杂联苯、氮杂苊、氮杂蒽、吡啶、喹啉、咔唑及吲哚等；多环类化合物包括萘、蒽、菲及α-苯并芘等[13]。(2)水质变化幅度大焦化污水中氨氮变化系数可达2.7，COD变化系数可达2.3，酚和氰化物浓度变化系数达3.3和3.4。(3)含有大量的难降解物，可生化性较差焦化污水中有机物(以COD计)含量高，且由于污水中所含有机物多为芳香族化合物和稠环化合物及吲哚、吡啶、喹啉等杂环化合物，其BOD5/COD值低，一般为0.3~0.4，有机物稳定，微生物难以利用，污水的可生化性差。(4)污水毒性大其中含有的氰化物、芳烃、稠环及杂环化合物都是有毒物质，有的甚至是致癌物质，毒性极强。70 2、危害(1)对人的危害焦化污水中含有的酚类化合物是原型质毒物，可以通过皮肤、黏膜的接触和经口服而侵入人体体内。高浓度的酚可以引起剧烈腹痛、呕吐和腹泻、血便等症状，重者甚至死亡。低浓度的酚可引起积累性中毒，有头痛、头晕等不良反应。污水中的氰化物毒性很大。当pH值在8.5以下时，氰化物的安全浓度为5mg/L。人食用的平均致死量氰氢酸为30~60mg/L，氰化钠为0.1g，氰化钾为0.12g。另外污水中含有大量的氨氮，可能转化为NO2－或NO3－。人体若饮用了NH4＋-N>10mg/L或NO3－-N>50mg/L的水，可使人体内正常的血红蛋白氧化成高铁血红蛋白，失去输氧能力，出现缺氧症状。若亚硝酸盐长时间作用于人体，可引起细胞癌变。(2)对水体和水生生物的危害大量的有机污染物进入水体，会消耗水体当中大量的溶解氧，水体发臭，水质恶化。同时由于有毒物质的进入使得水中水生生物的生存受到影响，鱼类和贝类等的大量减产与死亡，并能通过食物链传递给人类造成食物中毒等。此外，含氮化合物还能导致水体的富营养化，尤其对湖泊等封闭水域的危害更大。(3)对农业的危害采用未经处理的焦化污水直接灌溉农田，将使农作物减产和枯死，特别是在播种期和幼苗发育期，幼苗因抵抗力弱，含酚的污水使其腐烂；焦化污水中的油类物质能堵塞土壤孔隙，含盐量高而使土壤盐碱化；农业灌溉用水中TN含量如超过1mg/L，作物吸收过剩的氮能产生贪青倒伏现象[14]。1.2国内外焦化污水处理技术目前，国内80％的焦化厂普遍采用的是以传统生物脱氮处理为核心的工艺流程。分为预处理、生化处理以及深度处理。预处理主要采用物理化学方法，如除油、蒸氨、萃取脱酚等；生化处理工艺主要为A/O、A2/O等工艺；深度处理主要工艺有活性炭吸附法、活性炭-生物膜法及氧化塘法。在欧洲，焦化污水处理普遍的工艺为先去除悬浮物和油类污染物质，然后利用蒸氨法去除氨氮，再采用生物氧化法去除酚硫氰化物和硫代硫酸盐。在某些情况下还对污水做排放前的最后深度处理。在美国，炼焦厂的污水处理工艺为：脱焦油—蒸氨工艺—活性污泥法及污泥脱水系统。综合看起来，国外的焦化污水70 的治理方法与我国基本一致[15,16]。1.2.1物理化学法1、吸附法吸附法是利用多孔性吸附剂吸附污水中的一种或几种溶质，使污水得到净化。活性炭是最常用的一种吸附剂，活性炭吸附法适用于污水的深度处理。刘俊峰等采用高温炉渣过滤，再用南开牌H2103大孔树脂吸附处理含酚520mg/L、COD3200mg/L的焦化污水，处理后出水达到国家排放标准[17]。黄念东等研究了细粒焦渣对焦化污水的净化作用，温度25℃的条件下，酚的去除率为98%[18]。2、混凝和絮凝沉淀法混凝法是向污水中加入混凝剂并使之水解产生水合配离子及氢氧化物胶体，中和污水中某些物质表面所带的电荷，使这些带电物质发生凝集，是用来处理污水中自然沉淀法难以沉淀去除的细小悬浮物及胶体微粒，以降低污水的浊度和色度，但对可溶性有机物无效，常用于焦化污水的深度处理。该法处理费用低，既可以间歇使用也可以连续使用。上海焦化总厂选用厌氧-好氧生物脱氮结合聚铁絮凝机械加速澄清法对焦化污水进行综合治理，使出水中COD<158mg/L，NH3-N<15mg/L[19]。近年来，新型复合混凝剂在焦化污水处理中的应用得到广泛的研究。3、Fenton试剂法Fenton试剂是由H2O2和Fe2+混合得到的一种强氧化剂，由于其能产生氧化能力很强的·OH自由基，在处理难生物降解或一般化学氧化难以奏效的有机污水时，具有反应迅速，温度和压力等反应条件缓和且无二次污染等优点。因此，近30年来越来越受到国内外环保工作者的广泛重视。1.2.2生化处理法生化处理法是一种利用微生物氧化分解污水中有机物的方法，常作为焦化污水处理系统中的二级处理。1、A/O与A2/O法目前国内主要采用A/O与A2/O工艺及其变异型脱氮工艺进行焦化污水的脱氮处理，脱氮效果较好。MinZhang[20]等对A-A-O工艺与A-O工艺进行了比较，实验表明：A-A-70 O工艺在NH3-N去除和反硝化方面均优于A-O工艺，特别是反硝化率方面A-A-O工艺是A-O工艺的两倍。目前宝钢一、二期焦化污水就是对原A-O工艺优化后，采用了A-A-O工艺。目前系统运行稳定，但由于条件控制复杂，投资费用高，为保证处理效果，运行中污泥及污水回流量较大，增加了动力消耗，且内循环液带入大量溶解氧，使反硝化池内难于保持理想的缺氧状态，影响反硝化过程降低了脱氮效率。2、SBR法SBR池兼均化、沉淀、生物降解及终沉等功能于一体。国内外对SBR法研究的结果表明此法工艺简单、运行费用低、运行管理简单，同时不必设调节池，多数情况下可省去初沉池。SBR反应池生化反应能力强，处理效果好，能有效地防止污泥膨胀，耐冲击负荷能力强，工作稳定性强。用它来处理焦化污水，NH3-N的去除率达60%，传统SBR法对焦化污水降解效率不高[21]。3、氧化沟技术随着氧化沟技术的发展，出现了一系列脱氮技术与氧化沟技术相结合的污水处理工艺流程。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、好氧段都能取得较好的脱氮效果。1.2.3化学处理法1、催化湿式氧化技术催化温式氧化技术是在高温、高压条件下，在催化剂作用下，用空气中的氧将溶于水或在水中悬浮的有机物氧化，最终转化为无害物质N2和CO2排放。该技术的研究始于20世纪70年代，是在Zim-merman的湿式氧化技术的基础上发展起来的。湿式催化氧化法具有适用范围广、氧化速度快、处理效率高、二次污染低、可回收能量和有用物料等优点。但是，由于其催化剂价格昂贵，且在高温高压条件下运行，对工艺设备要求严格，国内很少将该法用于污水处理[23]。2、臭氧氧化法臭氧是一种强氧化剂，能与污水中大多数有机物，微生物迅速反应，同时还可起到脱色、除臭、杀菌的作用。该法不会造成二次污染，操作管理简单方便。但是，这种方法也存在投资高、电耗大、处理成本高的缺点。同时若操作不当，臭氧会对周围生物造成危害。因此，目前臭氧氧化法还主要应用于污水70 的深度处理。在美国已开始应用臭氧氧化法处理焦化污水。3、光催化氧化法光催化氧化法是由光能引起电子和空隙之间的反应，产生具有较强反应活性的电子(空穴对)，这些电子(空穴对)迁移到颗粒表面，便可以参与和加速氧化还原反应的进行。光催化氧化法对水中酚类物质及其他有机物都有较高的去除率。在最佳光催化条件下，控制污水流量为3600mL/h，就可以使出水COD值由472mg/L降至100mg/L以下，且检测不出多环芳烃。目前，这种方法还仅停留在理论研究阶段。1.3本工程概况1.3.1工程总体设计本工程主要任务为某焦化厂污水处理工艺设计。主要任务是完成污水处理厂初步设计和单项处理构筑物施工图设计。本工程选用的处理工艺为A/O工艺，工艺主要由缺氧反应池和好氧反应池组成。污水首先进入缺氧池，在缺氧池内反硝化细菌利用原水中的酚等有机物作为电子受体将回流的硝化液液中的NO2－和NO3－还原成气态氮化合物N2、N2O。反硝化出水流经过好氧池曝气后，残留的有机物被氧化，含氮化合物被硝化，硝态氮随硝化液回流至缺氧池进行反硝化。经过本工艺的处理，此焦化污水处理后的出水优于国家《钢铁工业水污染物排放标准》(GB13456—92)中焦化行业一级标准。1.3.2建厂当地自然条件1、地理位置此焦化厂位于某市东北部，西临某国道，南面和东面为某河流，北面临高速公路。污水处理厂拟建在焦化厂的东北角。2、地貌此地地势低洼平坦，为退海冲积平原，地面高程一般在2～4m之间，最高为18.2m，最低0.4m，海拔高度3m～10m。地势北高南低，由北向南的坡降为万分之一。平原中部地势低洼平坦，海拔高度在2.5m～4m之间。平原西南近海地带是沼泽地区，海拔高度在1.7m～3m之间。70 3、气候此市属暖温带大陆性半湿润季风气候区。其特点是：四季分明、雨热同季、干冷同期、温度适宜、光照充裕。历年平均气温10.5℃；历年降水量为676.4mm；历年日照时数为2725.9h；年平均风速为3.0m/s，全年主导风向为西南；全年大于等于8级的大风日数为14天；土壤在11月中旬开始冻结，下旬封冰；解冰期在3月上旬，4月上旬化通；全年无霜期204d，终霜为4月上旬，初霜为10月中旬。此地区降雪量很少。年降雪日数平均为10d，最多为15d，最少为5d。一般从11月4日左右开始见雪，最早的出现在10月3日，最晚在11月14日左右。终雪一般在4月5日，结束最早在2月25日，最晚的4月23日，初终间日数为153d，最长达187d，最短为107d。最大降雪深度为20cm(1964年12月1日)。4、水文此市境内有大、中、小型河流21条，境内总流域面积3750.3km2。其中，全程流域面积大于5000km2的大型河流有4条：辽河、大辽河、绕阳河、大凌河；中型河流有一条：西沙河；小型河流有十几条：月牙子河、南屁岗河、鸭子河、丰屯河、旧绕阳河、大羊河、外辽河、新开河、张家沟、东鸭子河、西鸭子河、潮沟、小柳河、太平河、一统河等。其中，外辽河与新开河是辽河与大辽河的连通河道。5、自然灾害1)洪涝此市地处诸河下游，素有“九河下梢，十年九涝”之说。暴雨多出现在7月下旬至8月上中旬，常诱发洪涝灾害。1840～1990年的150年间，境内共发生重大水灾67次，平均2.3年发生一次。解放后，境内水灾仍较频发。2)干旱　　1840～1949年，平均不到6年发生一次旱灾。水文站资料记载1950～1990d，大旱年有12年。新中国成立后，本境采取了抗旱措施，修建排灌站和桥、涵、闸、渠，大部分旱田改水田，旱灾减少。但春旱和伏旱时有发生，严重影响水田用水和水质。3)地震　　本境位于下辽河断陷盆地。本境尚未发生破坏性地震，除1975年海城地震和1976年唐山地震波及此市外，最大的一次是1978年1月21日，辽滨苇场发生的3.5级地震。70 2工艺设计2.1设计任务本设计的主要任务是完成某焦化厂焦化污水处理工艺设计。2.1.1内容及要求(1)设计内容：①确定工艺流程，画出工艺平面布置图；②选择处理构筑物，并通过计算确定其尺寸；③画出工艺流程高程布置图；④画出主要构筑物单体的平面、剖面图，要求图中注明施工(制作)尺寸、构件明细表及技术要求等内容；⑤编写设计说明书、计算书。(2)处理要求：要求经过处理后水质达到国家《钢铁工业水污染物排放标准》(GB13456—92)中焦化行业一级标准(CODCr≤100mg/L，NH3-N≤10mg/L，SS≤70mg/L,油类≤8mg/L)。2.1.2设计水质及水量已知设计参数：CODCr≤2000mg/L；BOD5≤610mg/L；NH3-N≤200mg/L；SS≤220mg/L；油类≤230mg/L；水量150m3/h，其中污水75m3/h，在生化阶段加入75m3/h的自来水作为稀释水。70 2.2处理工艺的选择2.2.1处理工艺流程选择应考虑的因素污水处理厂的工艺流程系指在保证处理水达到所要求的处理程度的前提下，所采用的污水处理技术各单元的有机组合。在选定处理工艺流程的同时，还需要考虑各处理单元构筑物的形式，两者互为制约，互为影响。污水处理工艺流程的选定，主要以下列各项因素作为依据。1、污水的处理程度2、工程造价与运行费用3、当地的各项条件4、原污水的水量与污水流入工程该污水处理厂日处理能力约3600吨，属于中小规模的污水处理厂。按《城市污水处理和污染防治技术政策》要求推荐，20万t/d规模大型污水厂一般采用常规活性污泥法工艺，10-20万t/d污水厂可以采用常规活性污泥法、氧化沟、SBR、AB法等工艺，小型污水厂还可以采用生物滤池、水解好氧法工艺等。对脱磷脱氮有要求的城市，应采用二级强化处理，如A2/O工艺，A/O工艺，SBR及其改良工艺，氧化沟工艺，以及水解好氧工艺，生物滤池工艺等。由于该焦化污水含氮量比较高，故脱氮是必须考虑的一项主要任务，在去除有机物等污染物的同时必须考虑对氮的去除。故选取二级强化处理。可供选取的工艺：A/O工艺，A2/O工艺，SBR及其改良工艺，氧化沟工艺。2.2.2具有脱氮能力的工艺1、A2/O工艺70 厌氧缺氧好氧二沉池内回流污泥回流图2.1Ａ2/Ｏ工艺(1)A2/O处理工艺是Anaerobic-Anoxic-Oxic的英文缩写，它是厌氧－缺氧－好氧生物脱氮除磷工艺的简称，A2/O工艺是在厌氧－好氧除磷工艺的基础上开发出来的，该工艺同时具有脱氮除磷的功能。(2)A2/O工艺的特点：1)厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类的微生物菌群的有机配合，能同时具有去除有机物、脱氮除磷功能；2)在同时脱氮除磷去除有机物的工艺中，该工艺流程最为简单，总的水力停留时间也少于同类其它工艺。3)在厌氧-缺氧-好氧交替运行下，丝状菌不会大量繁殖，SVI一般小于100，不会发生污泥膨胀。4)污泥中含磷量高，一般为2.5%以上[24]。2、A/O工艺该工艺于20世纪80年代初开发，其工艺流程如图2.2所示。该工艺将反硝化段设置在系统的前面，因此又称为前置式反硝化生物脱氮系统，是目前较为广泛采用的一种生物脱氮工艺。反硝化反应以污水中的有机物为碳源，曝气混合液中含有大量硝酸盐，通过内循环回流到缺氧池中，在缺氧池中进行反硝化脱氮[1]。70 N2回流污泥剩余污泥硝化液回流硝化反应器（好氧）反硝化反应器（缺氧）（缺氧进水沉淀池图2.2A/O生物脱氮工艺该工艺具有以下特点：1)反硝化产生碱度补充硝化反应之需，约可补偿硝化反应中所消耗碱度的50%左右；2)利用原污水中的有机物，无需外加碳源；3)利用硝酸盐作为电子受体处理进水中有机物，这不仅可以节省后续曝气量，而且反硝化菌对碳源的利用更广泛，甚至包括难降解有机物；4)前置缺氧池可以有效控制系统的污泥膨胀。3、氧化沟工艺严格地说，氧化沟不属于专门的生物脱氮工艺。但是随着氧化沟技术的发展，它早已超出原先的实践范围，出现了一系列脱氮技术与氧化沟技术相结合的污水处理工艺流程。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、好氧段都能取得较好的脱氮效果。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，又可以实现脱氮效果。氧化沟具有以下特点：(1)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。70 (2)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。(3)能承受水量、水质的冲击负荷，对浓度较高的工业污水有较强的适应能力。但是氧化沟水力停留时间长、泥龄长和循环稀释水量大。(4)污泥量少、性质稳定。由于氧化沟泥龄长。一般为20～30d，污泥在沟内已好氧稳定，所以污泥产量少从而管理简单，运行费用低。(5)可以脱氮。可以通过氧化沟中曝气机的开关，创造好氧、缺氧环境达到脱氮目的，脱氮效率可达80%。但要达到较高的效果则需要采取另外措施。(6)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。4、SBR工艺　SBR是一种间歇式的活性泥泥系统，其基本特征是在一个反应池内完成污水的生化反应、固液分离、排水、排泥。可通过双池或多池组合运行实现连续进出水。SBR通过对反应池曝气量和溶解氧的控制而实现不同的处理目标，具有很大的灵活性。　　SBR池通常每个周期运行4-6小时，当出现雨水高峰流量时，SBR系统就从正常循环自动切换至雨水运行模式，通过调整其循环周期，以适应来水量的变化。SBR系统通常能够承受3-5倍旱流量的冲击负荷。SBR工艺具有以下特点：(1)SBR工艺流程简单、管理方便、造价低。SBR工艺只有一个反应器，不需要二沉池，不需要污泥回流设备，一般情况下也不需要调节池，因此要比传统活性污泥工艺节省基建投资30%以上，而且布置紧凑，节省用地。由于科技进步，目前自动控制已相当成熟、配套。这就使得运行管理变得十分方便、灵活，很适合小城市采用。(2)处理效果好。SBR工艺反应过程是不连续的，是典型的非稳态过程，但在曝气阶段其底物和微生物浓度变化是连续的(尽管是处于完全混合状态中)，随时间的延续而逐渐降低。反应器内活性污泥处于一种交替的吸附、吸收及生物降解和活化的变化过程之中，因此处理效果好。(3)有较好的除磷脱氮效果。SBR工艺可以很容易地交替实现好氧、缺氧、厌氧的环境，并可以通过改变曝气量、反应时间等方面来创造条件提高除磷脱氮效率。70 (4)污泥沉降性能好。SBR工艺具有的特殊运行环境抑制了污泥中丝状菌的生长，减少了污泥膨胀的可能。同时由于SBR工艺的沉淀阶段是在静止的状态下进行的，因此沉淀效果更好。(5)SBR工艺独特的运行工况决定了它能很好的适应进水水量、水质波动。2.2.3本工程工艺选择上述适合于中小型污水处理厂的除磷脱氮工艺比较多，为了选择出经济技术更合理的处理工艺，以下对上述适合于中小型污水处理厂的除磷脱氮工艺进行经济技术比较。表2.1具有脱氮功能的污水处理工艺比较方案经济指标技术指标运行情况基建费用能耗占地BOD5去除率%脱氮效果运行稳定性管理情况适应负荷波动A2/O>100>100>10090~95较好稳定一般一般A/O约100>100约10090~95较好稳定一般一般氧化沟<100>100>10090~95一般稳定简便适应SBR<100>100<10090~99一般一般简便适应注：将上述工艺分别与传统活性污泥法进行对比，将传统活性污泥法经济技术参数设为100。通过以上比较，选定本污水的处理工艺为A/O工艺。因为此工艺工艺流程简单，基建费用及运行费用较低，而且脱氮效果较好，反硝化菌还可以去除一些难降解有机物。该工艺又称为前置缺氧—好氧生物脱氮工艺。反硝化产生碱度补充硝化反应之需，约可补偿硝化反应中所消耗碱度的50%左右；利用原污水中的有机物，无需外加碳源；利用硝酸盐作为电子受体处理进水中有机物，这不仅可以节省后续曝气量，而且反硝化菌对碳源的利用更广泛，甚至包括难降解有机物；前置缺氧池可以有效控制系统的污泥膨胀。70 2.2.4A/O工艺原理A/O工艺由两部分组成：缺氧反应池和好氧反应池。污水首先进入缺氧池，在缺氧池内反硝化细菌利用原水中的酚等有机物作为电子受体将回流的硝化液液中的NO2－和NO3－还原成气态氮化合物N2、N2O。反硝化出水流经过好氧池曝气后，残留的有机物被氧化，含氮化合物被硝化，硝态氮随硝化液回流至缺氧池进行反硝化。本工艺在生化池中设置填料，形成缺氧好氧生物膜处理系统，从而本处理系统的处理效果会大大改善，由于系统的稳定性会增强，故运行过程中的管理也会变得更为便捷。污泥回流的目的在于维持反应池中的污泥浓度，防止污泥流失。混合液回流的目的为反硝化提供电子受体(NO2－和NO3－)，同时达到去除硝态氮的目的。2.2.5A/O工艺流程配水格栅调节池缺氧池好氧池浮选池二沉池混凝反应池混凝沉淀池污泥浓缩池进水出水泥饼外运脱水隔油池污泥回流硝化液回流排泥排泥加混凝剂污水回流污泥回流硝化液污泥70 图2.3设计工艺示意图2.3各段工艺去除率1、该焦化厂污水水质见表2.2。表2.2污水水质CODCrBOD5NH3-NSS油类≤2000mg/L≤610mg/L≤200mg/L≤220mg/L≤230mg/L2、本工艺设计各单元去除率如表2.3。表2.3各单元进出水浓度、去除率水质指标CODCr(mg/l)氨氮(mg/L)SS油类(mg/l)隔油池进水2000200220230出水188020020923去除率6%--5%80%气浮池进水188020020946出水1767.2200198.69.2去除率6%--5%80%调节池进水1767.2200198.69.2出水883.610099.3<8去除率--------缺氧生化反应池进水883.610099.3<8出水441.82089.4<8去除率50%80%10%10%好氧生化反应池进水441.82089.4--出水110.51080.5<8去除率75%50%10%--70 二沉池进水110.51080.5--出水99.5<10<10<8去除率10%3%90%--混凝沉淀池进水99.5------出水84.6<10<10<8去除率15%5%----焦化厂排出的富含大量氨氮的焦化污水经过本工程选用的A/O工艺，脱氮效果很好，预计可达到国家《钢铁工业水污染物排放标准》(GB13456—92)中焦化行业一级标准(CODCr≤100mg/L，NH3-N≤10mg/L，SS≤70mg/L,油类≤8mg/L)。70 3主体构筑物设计3.1集水井集水井蓄积流入污水处理厂的污水，污水从这里提升，然后进入下一阶段的处理。集水井尺寸为B×L×H=3.5m×6m×3.5m，钢砼结构。3.2隔油池隔油池设在集水井之后，用以除去污水中的油类，采用平流式隔油池。平流式隔油池的特点是构造简单、便于运行管理、油水分离效果稳定。污水从池子的一端流入，以较低的流速流经池子，流动过程中，密度小于水的油粒浮出水面，密度大于水的重油杂质沉于池底。为了及时排油及排除底泥，在池底设置刮油刮泥机，泥斗设置重油泵，重油及污泥被收集在泥斗中，由重油泵提升排出。隔油池上端设置撇油机以除去漂浮的轻油。1、设计参数：采用2格平流式除油池长宽比：3~5长深比：8~12设计水量：总量Q=75m3/h，每格水量Q1=37.5m3/h停留时间：t=2~4h取t=2h水平流速：v=1~2mm/s取v=2mm/s有效水深：H1=1~2m取H1=1.5m2、设计计算：每格容积V1=Q1×t(3.1)=37.55´2=75m370 表面积：S=V1/H1(3.2)=75/1.5=50m2池长：L=v×t×3.6(3.3)=2´2´3.6=14.4m取L=15m池宽：B=S/L(3.4)=50/15=3.3m取B=3.5m校核：L/B=15/3.5=4.3符合要求；L/H=15/1.5=10符合要求。泥斗尺寸及其容积：泥斗倾角采用50°，斗底尺寸为0.5m×0.5m，上口为3.5m×3.5m，则泥斗高度：h′=(3.5-0.5)tan50°/2=1.8m泥斗容积：V′=h′(A12+A22+A1A2)/3(3.5)=1.8×(3.52+0.52+3.5×0.5)/3=8.55m3超高：h=0.4m隔油池总高：H=H1+h+h′(3.6)=1.5+0.4+1.8=3.7m70 3.3调节池污水从浮选池中流出，排至调节池，再从调节池中均质均量进入生化池，从调节池中加入75m3/h的自来水作为生化配水。设计调节池容积为原水量10h的流量。调节池设计容积为原污水10h的流量，容积为：V=Q×t(3.7)=10×75=750m3当长25m，宽12.8m，深3.5m时符合要求，调节设2座，每座为长12.8m，宽12.5m，深3.5m。3.4事故池事故池目的在于发生事故时，污水可暂时流入事故池。设置两个事故池，设置事故池池容为调节池的一半，每个池子尺寸为：长12.8m，宽6.25m，深3.5m。3.5缺氧池缺氧池共分2系，每系分为3廊道。硝化液回流至缺氧池进行硝化反应，回流量为450m3/L(回流比1:3)；为了固定缺氧池内的污泥，减少其随出水的流失量，增大反硝化的效率，缺氧池内部设置填料(弹性立体填料)，填料尺寸为直径为Φ=160mm，安装距离d=200mm，具体安装方式见附图3。池容：V=HRT·Q(3.8)=18×150=2700m3每系池容：V1=V/2(3.9)=2700/2=1350m3池长：L=18.75m70 有效水深：H1=h2+h3+h4(3.10)=1.25+3.0+1.5=5.75m式中：h2—悬浮污泥层高度1.25m(从池底向上至填料下部)h3—填料层高度3.0mh4—出水区高度1.5m超高：h5=0.5m总高：H=H1+h1+h5(3.11)=6.5m池宽：B=V1/(L×H1)(3.12)=1350/(18.75×5.75)=12.8m缺氧池实际结构总体尺寸：长×宽×高为37.5m×12.8m×6.5m填料根数37500×(12800-200-200)/(200×200)=11625根实需10248根。3.6好氧池好氧池同样是分为2系，每系设置3廊道，停留时间30h。采用端口进水的方式。为保证池内溶解氧的浓度，控制好氧池维持状态，好氧池底设置BZQ·W—192球冠形可张微孔曝气器，每个曝气器服务面积f=0.35m2，采用鼓风机曝气，曝气器数量设置为1980个，曝气头距离池底0.25m；为保证池内悬浮活性污泥的浓度，二沉池污泥回流至好氧池，回流量为原水量的3倍(450m3/h，回流比1:3)；由于好氧池硝化反应过程中产生酸，需向好氧池定量投加一定的碱，这里选用Na2CO3，投加量为1g/L(按生化污水量计)。池容：V=HRT·Q=30×150=4500m370 每系池容V1=V/2(3.13)=4500/2=2250m3池长：B=18.75m有效水深：H1=6m池宽：L=V1/BH1(3.14)=2250/18.75×6=20m曝气头距池底：h2=0.25m超高：h3=0.5m好氧池总高：H=H1+h2+h3(3.15)=6+0.25+0.5=6.75m好氧池总体尺寸：长37.5m，宽20m，高6.75m。加药量：G=75×1×24×365/1000=657t/a每天加药量G0=1800kg即Na2CO3溶液体积V=6m3(溶液按30%配制)鼓风量：按好氧池面积计算好氧池总面积：S=37.5×20=750m2曝气器数量：n=S/f(3.16)=750/0.35=2143个实需1980个所需空气量：70 G=2.5m3/h·个×2144个=5360m3/h=90m3/min按物料平衡计算好氧池水量Q=150m3/h，悬浮污泥浓度MLVSS=3000g/L好氧池需氧量：R=R1+R2+R3(5.23)(3.17)式中：R1：有机物氧化需氧量、细菌自身氧化需氧量R2：氨氮及有机氮被氧化需氧量R3：—SCN-被氧化需氧量进好氧池CODCr按1000mg/L计，出水CODcr按100mg/L计。R1=a′QLr+b′XvV(3.18)=0.56×150×24×(1000-100)×10-3+0.14×3000×3600×10-3=1814+1512=3326Kg/d=138Kg/hR2=Q[N]TKN×4.57/1000(3.19)[N]TKN=[N]氨氮+[N]有机氮=300mg/L(指好氧池中)4.57为每公斤NH4+-N氧化成NO3-的需氧量。R2=75×200×4.57/1000=69Kg/h由于好氧池中SCN-含量很低，耗氧也很低，忽略不计。R=R1+R2=143+69=212Kg/h所需空气量：G=R0/(1.43×21%EA)(3.20)=212/(1.43×21%×0.2)=3529m3/h=59m3/min鼓风机所需空气量：59×1.3=76.7m3/min(1.3为安全系数)。70 3.7二沉池二沉池用以沉淀生化池出水中的悬浮活性污泥及固体物质。采用辐射式沉淀池，共分2系，采用中心进水，周边出水堰出水的方式，底部设置刮泥机和泥斗，用吸泥机排除沉淀的污泥，部分污泥回流至好氧反应池(回流比1:3)，上清液回流至缺氧反应池(回流比1:3)，表面负荷1.5m3/m2·h，停留时间1.5h，池底部坡度i=0.03。设计流量：Q=600m3/h(生化水量与上清液回流量之和)每系水量：Q′=300m3/h表面负荷：q=1.0~1.5m3/m2·h，取q=1.5m3/m2·h沉淀池面积：S=Q′/q(3.21)=300/1.5=200m2沉淀池直径：D=(3.22)==16m设停留时间：HRT=1.5h，(一般为1.0~1.5h)则有效水深：h1=HRT·Q′/S(3.24)=1.5×300/200=2.25m缓冲层高：h2=0.5m超高：h4=0.4m泥斗尺寸：采用泥斗倾角为50°，设泥斗下底为d=0.5m，上底d′=4m则泥斗高：h3=(d－d′)tan50°/2(3.25)=2.1m70 二沉池总高：H=h1+h2+h3+h4(3.26)=2.25+0.5+2.1+0.4=5.25m3.8混合反应池在混合反应池中进行混凝加药，这里投加的药剂为PAM和聚合硫酸铁。混合均匀后进入混凝沉淀池进行混凝沉淀，混合反混合反应池池底设置ZJ-470型折板浆式搅拌机一台，对污水进行搅拌混匀。设计流量：Q=150m3/h(生化流量)，分2系，每系水量：Q′=75m3/h反应时间：t=15min池容：V=Q′·t/S(3.27)=75×15/60=18.75m3池长定为4m，宽定为3m，有效工作水深为1.5m时符合要求，两系和在一起，平面尺寸为：8m×6m，高2m。药剂投加量：投加聚丙烯酰胺(PAM)：G=75×2×24×365/(1000×1000)=1.37t/a(投加浓度按2mg/L计)。每天投加量：G0=3.7kg聚合硫酸铁(PFS)：G=75×800×24×365/(1000×1000)=1051t/a(投加量按800mg/L计)每天投加量G0=1400kg，即溶液体积V=4.65m3(溶液按30%配制)。3.9混凝沉淀池混凝沉淀池用以对二沉池出水进行进一步的处理，使出水进一步得到净化。混凝沉淀池采用竖流式沉淀池，中间进水周边出水堰出水，共分2系，每系一座沉淀池。70 混凝沉淀池表面负荷1.0m3/m2·h，停留时间1h。设计流量：Q=150m3/h，分2系每系流量：Q′=Q/2=75m3/h表面负荷：q=0.8~1.5m3/m2·h，取q=1.0m3/m2·h沉淀池面积：S=Q′/q=75/1.0=50m2沉淀池直径：D===7.98m每系一座混凝沉淀池，取直径D=8m停留时间设为：t=1h有效水深：h1=Q′t/S(3.28)=1.5m缓冲层高：h2=0.5m超高：h3=0.4m泥斗尺寸：采用泥斗倾角50°，底为d=1.0m泥斗高：h4=(D－1.0)tan50°/2(3.29)=4.2m混凝沉淀池总高：H=h1+h2+h3+h4=1.0+0.5+0.4+4.2=6.1m70 3.10污泥浓缩池浓缩池将对混凝沉淀池污泥以及二沉池剩余污泥进行进一步的浓缩。采用竖流式浓缩池，上清液回流至调节池。污泥池固体通量M=30kg/m2·d，浓缩时间T=12h，污泥固体浓度C=3~5g/L，出泥浓度p2=97%，污泥浓缩池尺寸为直径6m，总高6.9m工作部分高度3.3m；采用泥斗尺寸为斗底直径1m，泥斗高3m。污泥量：1)生化污泥按生化水量的1%计算为1.5m3/h2)混凝污泥按生化水量的3%计算为4.5m3/h剩余污泥含水率：p1=99%混凝污泥含水率：p1=99%合计污泥量：Q=6m3/h=144m3/d设计参数：污泥池固体通量M=30kg/m2·d浓缩时间T=12h污泥固体浓度C=3~5g/L出泥浓度p2=97%浓缩池面积：S=Q·C/M(3.30)=144×4.5/30=21.6m2浓缩池直径：D===5.2m取D=6m工作部分高度：h1=TQ/24S(3.31)=12×144/(24×21.6)=3.3m超高：h2=0.3m缓冲层高：h3=0.3m70 圆截锥部分尺寸：设圆截锥下底直径为1m则其高度为：h4=(R－r)tan50°(3.32)=(3－0.5)tan50°=2.98m取h4=3m污泥浓缩池总高：H=h1＋h2＋h3＋h4=3.3+0.3+0.3+3=6.9m浓缩后污泥量计算：浓缩池后剩余污泥流量：Q1=Q(1－p1)/(1－p2)(3.33)=1.5×24(1－99%)/(1－97%)=12m3/d浓缩池后混凝污泥流量：Q2=Q(1－p1)/(1－p2)=4.5×24(1－99%)/(1－97%)=36m3/d脱水后污泥饼含水率：P3=80％脱水后污泥饼量：Q3=Q(1－p2)/(1－p3)=(12＋36)(1－0.97)/(1－0.8)=7.2m3/d如干污泥比重按γ=1.3t/m3考虑，则年运输量为：G=Q3·γ·365(3.34)=7.2×1.3×365=3416t/a70 3.11回流水井在二沉池与好氧池之间设置2个回流水井，二沉池回流的上清液流至这里，再由提升泵送至缺氧池。尺寸设置为长宽高均为3m。70 4设备选型4.1格栅设计选型根据本工程的水质、水量，选取KRHS型回转式钩齿格栅除污机，细格栅。所选格栅主要技术参数如表4.1。表4.1格栅技术参数表型号设备宽度B1(mm)安装角度α(°)卸料高H1(mm)电机功率(kw)渠宽B(mm)KRHS50040060~808000.55500渠深H(mm)安装高度L0(mm)耙齿移动速度v(m/min)栅隙b(mm)处理能力(m3/h)过栅流速V(m/s)2000550254200.94.2气浮机选型所选涡凹气浮机详细信息如下：1、涡凹气浮机一台；2、处理量：100m3/h；3、外形尺寸：L×B×H＝10.5m×4m×1.83m；4、主要设备及材质1)刮泥系统：材质为尼龙链扣，传动轴碳钢，刮污板材质为橡胶垫；2)曝气机：叶轮微孔导气式，材质为SUS304、机架及曝气反应室材质为碳钢防腐；传动连接方式：联轴器软链；3)气浮箱：碳钢板焊制，板厚8mm，环氧漆防腐；70 4)走台及爬梯：长5m、宽0.8m。5)设备主机(包括：气浮箱、曝气系统、刮污系统、集泥系统、电控系统等)。以上均为防爆电机，防爆等级ⅡBT4。4.3风机选型所选鼓风机主要参数如下：型号：D40-1.65离心鼓风机进口流量：23m3/min进口压力：98kpa进口温度：20℃介质比重：1.1kg/cm3出口升压：63.7kpa(绝压)6500mmH2O主轴转速：2970r/min所需功率：61kw电机功率：75kw外形尺寸：长2712mm，宽620mm，高2290mm数量：4(3开1备)生产厂家：上海创集团4.4污水及污泥泵选型所选择的污水污泥泵的详细参数见表4.2。70 表4.2污水污泥泵的选择型号数量(台)扬程(m)流量(m3/h)功率(Kw)转速汽蚀余量(m)用途备注SLW25-160A2283.71.129502.3重油泵1开1备SLW65-100(I)A213802.229503提升泵1开1备SLW125-200B641.31202229504污水回流泵4开2备SLW125-200B641.31202229504污泥回流泵4开2备10QW3.7-15-1.14153.71.129502.3污泥提升泵2开2备G30-126052.29603污泥提升泵1开1备注：以上污水及污泥泵生产厂家均为上海连城集团有限公司；SLW系列为卧式离心泵，QW系列为潜水排污泵，G系列为螺杆泵。4.5曝气头及加药装置选型4.5.1曝气头选型好氧池采用BZQ·W—192球冠形可张微孔曝气器，适用工作空气量：0.8~3m3/h·个，取2.5m3/h·个服务面积：0.35~0.6m2/个，取f=0.35m2/个。共需要曝气器数量1980个。4.5.2加药装置选型聚合硫酸铁(PFS)：采用型号HJY-100的加药装置，其配套装置隔膜计量泵性能为：Q=1m3/h，H=40m，N=0.75kw。纯碱(Na2CO3)：采用型号HJY-100的加药装置，其配套装置隔膜计量泵性能为：Q=1m3/h，H=40m，N=0.75kw。70 聚丙烯酰胺(PAM)：采用型号HJY-100的加药装置，其配套装置隔膜计量泵性能为：Q=0.1m3/h，H=40m，N=0.25kw。4.6污泥脱水机选型根据剩余污泥量(12＋36)/24=2m3/h，选择LX3DCP—2型螺压脱水机，其性能为：Q＝2～5m3/h；n＝0~6r/min；附电机P＝3kw、U＝380V4.7搅拌机选型混合反应池采用ZJ-470型折板浆式搅拌机，H=1100mm，附电机1.1kw。4.8刮泥机及撇油机选型MHZX-16型刮泥机2台，软管撇油机2台：GPY—20型，附微型摆线针轮减速器P=0.37。70 5污水处理厂总体布置5.1污水处理厂平面布置5.1.1污水处理厂平面布置原则1、处理单元构筑物的平面布置处理构筑物事务水处理厂的主体建筑物，在作平面布置时，应根据各构筑物的功能要求和水力要求，结合地形和地质条件，确定它们在厂区内平面的位置，对此，应考虑：(1)功能分区明确，管理区、污水处理区及污泥处理区相对独立。(2)构筑物布置力求紧凑，以减少占地面积，并便于管理。(3)考虑近、远期结合，便于分期建设，并使近期工程相对集中。(4)各处理构筑物顺流程布置，避免管线迂回。(5)变配电间布置在既靠近污水厂进线，又靠近用电负荷大的构筑物处，以节省能耗。(6)建筑物尽可能布置为南北朝向。(7)厂区绿化面积不小于30％，总平面布置满足消防要求。(8)交通顺畅，使施工、管理方便。厂区平面布置除遵循上述原则外，还应根据城市主导风向，进水方向、排水方向，工艺流程特点及厂区地形、地质条件等因素进行布置，既要考虑流程合理，管理方便，经济实用，还要考虑建筑造型，厂区绿化及与周围环境相协调等因素。2、管、渠的平面布置厂区主要管道有污水管道、污泥管道、超越管道、雨水管道、厂区给水管、厂区污水管及电缆管线等，设计如下：(1)污水管道污水管道为各污水处理构筑物连接管线及厂区污水管道，管道的布置原则是线路短，埋深合理。厂区污水管道主要是排除厂区生活污水、生产污水、清洗污水、厂区污水经污水管收集后接入厂区进水泵房，与进厂污水一并处理。(2)污泥管道污泥管道主要为二沉池出泥管，混凝沉淀池出泥管，集泥井70 出泥管以及脱水机房污泥管。管道设计时考虑污泥含水率相对较低的特点，选择适当的管径及设计坡度以免淤积。(3)雨水管道为避免产生积水，影响生产，在厂区设雨水排放管，厂区雨水直接排至出水渠。(4)厂区给水管厂内给水由城市给水管直接接入，给水管道的布置主要考虑各处生活饮用和消防用水。污水厂的理构筑物的冲洗，辅助建筑物的用水绿化等用深度处理出水。(5)电缆管线厂内电缆管线主要采用电缆沟形式敷设，局部辅以穿管埋地方式敷设。3、厂区道路及围墙设计为便于交通运输和设备的安装、维护，厂区内主要道路宽为8米和6米，次要道路为3～4米，道路转弯半径一般均在6米以上。道路布置成网格状的交通网络。每个建、构筑物周边均设有道路。路面采用混凝土结构。污水处理厂围墙：采用花池围墙，以增加美观，围墙高2.1m。4、辅助建筑物污水处理厂内的辅助建筑物有：泵房、办公室、综合楼、水质分析化验室、变电所、维修间、仓库、食堂等。他们是污水处理厂不可缺少的组成部分。其建筑面积大小应按具体情况与条件而定。有可能时，可设立试验车间，以不断研究与改进污水处理技术。辅助构筑物的位置应根据方便、安全等原则确定。在污水处理厂内应合理的修筑道路，方便运输，广为植树绿化美化厂区，改善卫生条件，改变人们对污水处理厂“不卫生”的传统看法。按规定，污水处理厂厂区的绿化面积不得少于30%。5、本设计污水处理厂的平面布置根据污水处理厂平面布置的原则，本设计污水处理厂的平面布置采用分区的方法，共分四区：厂前区、污水处理水区、污泥处理区和中水处理区。(1)厂前区布置：设计力争创造一个舒适、安全、便利的条件，以利于工作人员的活动。设有综合楼、车库、维修车间、食堂、浴室等。建筑物前留有适当空地可作绿化用。1)水区布置：设计采用“一”型布置，其优点是布置紧凑、分布协调。同时对辅助构筑物的布置较为有利。70 2)泥区布置：考虑到空气污染，将泥区布置在夏季主导风向的下风向，同时远离人员集中地区。5.1.2污水处理厂平面布置本污水处理厂包括：配电室、鼓风机室、化验室、综合办公楼、食堂、浴室、仓库、加药间、维修工具间、各泵房、隔油池、气浮间、调节池、生化反应池、二沉池、混凝沉淀池、污泥浓缩池等。结合厂址地形、地质条件、进出水方向的可能来进行布置。在平面布置中根据进水方向，在进厂污水管道旁(处理厂西南角)就近设置集水井及进水泵房，而根据排放水体方向及主导风向将污水处理构筑物依其流程布置，形成处理厂生产区，作为辅助生产构筑物的维修间设在变电间的东侧，仓库位于处理厂东南角，全厂的行政管理中心办公楼则位于厂区的南侧，浴室及食堂位于厂区西南侧，化验室则为生产区东侧，厂区绿化用地较多，可改善厂内卫生条件，消除人们以往认为污水处理厂卫生条件都不好的认识。在高程布置上，处理构筑物标高仅按处理后污水能自然排出为前提，使进厂污水泵房扬程最小，节省经常运行费用。具体布置详见附图1。5.2污水处理厂高程布置5.2.1污水处理厂高程布置方法1、选择两条距离较低，水头损失最大的流程进行水力计算。2、以污水接纳的水体的最高水位为起点逆污水处理流程向上计算。3、在作高程布置时，还应注意污水流程与污泥流程积极配合。污水处理厂污水处理流程高程布置的主要任务是：确定各处理构筑物和泵房的标高，确定处理构筑物之间连接管渠的尺寸及其标高，通过计算确定各部位的水面标高，从而能够使污水沿处理流程在处理构筑物之间通畅地流动，保证污水处理厂的正常运行。为了降低运行费用和便于维护管理，污水在处理构筑物之间的流动，以重力流考虑为宜(污泥流动不在此例)。为此，必须精确的计算污水流动中的水头损失，水头损失包括：(1)污水流经各处理构筑物的水头损失。在作初步设计时可按表5.170 所列数据估算。但应当认识到，污水流经处理构筑物的水头损失，主要产生在进口和出口和需要的跌水(多在出口处)，而流经构筑物本身的水头损失则很小。表5.1构筑物水头损失估算值构筑物名称水头损失(cm)构筑物名称水头损失(cm)格栅10～25双层沉淀池10～20沉淀池：平流20～40曝气池污水潜流入池25～50竖流40～50污水跌水入池50～150辐流50～60(2)污水流经连接前后两处构筑物管渠(包括配水设备)的水头损失。包括沿程与局部水头损失。(3)污水流经量水设备的水头损失。在对污水处理污水处理流程的高程布置时，应考虑下列事项：1)选择一条距离最长，水头损失损失最大的流程进行水力计算。并应适当留有余地，以保证在任何情况下，处理系统都能够运行正常。2)计算水头损失时，一般应以近期最大流量(或泵的最大出水量)作为构物和管渠的设计流量；计算涉及远期流量的管渠和设备时，应以远期最大流量为设计流量，并酌加扩建时的备用水头。3)设置终点泵站的污水处理厂，水力计算常以接纳处理后污水水体的最高水位作为起点，逆污水处理流程向上倒推计算，以使处理后污水在洪水季节也能自流排出，而泵需要的扬程则较小，运行费用也较低。但同时考虑到构筑物的挖土深度不宜过大，以免土建投资过大和增加施工上的困难。4)在作高程布置时还应注意污水流程与污泥流程的配合，尽量减少抽升的污泥量，在决定污泥干化场、污泥浓缩池，消化池等构筑物高程时，应注意它们的污泥水能自动排入污水入流干管或其它构筑物的可能。5.2.2本污水处理厂高程计算本设计处理后的污水排入双台子河，双台子河水位接近厂区高程，故以双台子河洪水位作为起点，逆流向上推算各水面高程。70 1、各处理构筑物间连接管渠的长度见表5.2。表5.2构筑物之间管渠长度管渠名称长度(m)管渠名称长度(m)出厂管入湖440缺氧池至调节池25.7混凝沉淀池至混合反应池4.55调节池至浮选池7.8混合反应池至二沉池13.55浮选池至隔油池3.5二沉池至好氧池22.75隔油池至进水泵房9好氧池至缺氧池15.52、污水处理部分高程计算河边水位：1.85m出水厂管总损失：0.0007×440=0.308m混凝沉淀池计量堰下游水位：2.16m自由跌水：0.20m合计：0.32m混凝沉淀池计量堰上游水位：2.36m混合反应池出水管总损失：0.000905×4.55=0.004m混合反应池出水口的损失：0.20m合计：0.204m混合反应池水位：2.57m混合反应池进口损失：0.20m混合反应池入水管总损失：0.001231×13.55=0.02合计：0.40m二沉池水位：2.97m二沉池进水口损失：0.20m二沉池入水管总损失：0.001231×22.75=0.028m70 二次沉淀池出水口损失：0.20m合计：0.43m好氧池出水总渠起端水位与二沉池出水口水位相同，其水位为3.40m，好氧池集水槽堰上水头：0.30m自由跌水：0.20m合计：0.50m好氧池水位：3.90m好氧池进水头的损失：0.15m好氧池进水管总损失：0.001231×15.5=0.02m缺氧池内出口损失：0.10m合计：0.27m缺氧池水位：4.17m缺氧池进口损失：0.20m缺氧池进水管总损失：0.001231×25.7=0.032m合计：0.23m调节池水位：4.40m浮选池集水槽堰上水头：0.30m调节池进水管损失：0.001231×7.8=0.009m自由跌水：0.20m合计：0.51m浮选池水位：4.91m浮选池进水口损失：0.20m浮选池进水管损失：0.001231×3.5=0.004m合计：0.20m70 隔油池集水槽水位：5.11m隔油池集水槽堰上水头：0.20m隔油池进水管损失：0.001231×9=0.012m自由跌水：0.20合计：0.41m进水集水井出水口水位：5.52m设计集水井进口水位：0.00m集水井进口损失：0.15m合计0.15m(高程布置图见附图2)70 6劳动定员及附属构筑物6.1劳动定员污水厂人员编制系根据建设部2001年《城市污水处理工程项目建设标准》进行确定。由于本厂自动化程度高，因此，劳动定员大大减少，全厂劳动定员为20人，其中管理人员3人，化验工2人，电工2人，值班室1人，其余12生产工人。污水处理厂必须连续运作，一经投产，除特殊情况外，不能停运，生产人员按“四班三运转配备”，每班生产工人4名。从表6.1可看出，在全厂20人的编制中，管理人员占15%；直接生产人员占70％；辅助生产人员占15%。表6.1污水厂人员编制表人员设置人员(人)备注厂长1行政管理副厂长1行政管理总工程师1--工程师1给排水、机电、自控污水处理值班工人4加药、水量等调节污泥处理值班人4污泥处理操作中心控制室3监控流程运转化验室2检测各部分污水机修电修2机器维修门卫1--总计20--6.2人员培训70 为了使本厂建成后高运转，专业技术人员和技术工人应在国内和与本厂工艺类似，且运转管理好的城市污水处理厂进行一段时间的培训。6.3技术管理为了使本工程运行管理达到所要求的处理效果、降低运行成本的目的，除了按上述的组织机构进行行政管理外，还必须加强技术管理。(1)根据进厂水质、水量变化，调整运行条件。做好日常水质化验、分析、保存记录完整的各项资料。(2)及时整理汇总、分析运行记录，建立运行技术档案。(3)建立处理构筑物和设备的维护保养工作和维护记录的存档。(4)建立信息系统，定期总结运行经验。6.4附属构筑物污水处理厂的辅助建筑物有鼓风机房，办公室，集中控制室，水质分析化验室，变电所，存储间等，其建筑面积按具体情况而定，辅助建筑物之间往返距离应短而方便，安全，变电所应设于耗电量大的构筑物附近，化验室应与处理构筑物保持适当距离，并应位于处理构筑物夏季主风向所在的上风中处。表6.2附属构筑物一览表构筑物名称数量平面尺寸构筑物名称数量平面尺寸综合办公楼125m×11m化验室110m×8m食堂111m×8m鼓风机房115m×8m澡堂111m×8m污泥脱水间115m×8m加碱泵房18m×8m加药间18×8m休息室14.8m×8m维修工具间110m×8m进水泵房13.5m×6m仓库18m×5m泥水回流泵房210m×5m变电间15m×8m格栅间14.5m×7m门卫17.7m×4.7m气浮间112m×7m------70 6.5附属化验设备表6.3污水厂的常规主要化验设备表设备名称数量设备名称数量高温炉1生物显微镜1电热恒温箱1离子交换纯水器1BOD培养箱1电冰箱1电热恒温水浴锅1电动离心机1分光光度计1真空泵1酸度计1灭菌器1溶解氧测定仪2磁力搅拌器1水分测定仪1COD仪1精密天平2空调器1物理天平1计算机170 7厂区建筑设计及安全卫生7.1厂区建筑设计污水处理厂生产、生活辅助建筑按照建设部颁发的《城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准》(CJJ31-89)和《城市污水处理工程项目建设标准》(2001年)的要求设计。7.1.1设计范围(1)生产厂房：污泥脱水间、鼓风机房、进水泵房、配电间、格栅间、气浮间、加药间、加碱泵房、化验室；(2)附属建筑物：综合楼、围墙及大门、门卫、食堂、浴室、休息室、仓库、维修工具间；(3)厂区绿化环境规划：厂区绿化用地较多，厂四周均设置绿化带，种植花草树木，特别是管理区，还设置了花坛、水池和草坪等。7.1.2建筑标准所有建筑物的耐久年限为二级，屋面防水等级为Ⅱ级。7.1.3设计主要内容污水处理厂建筑属工业建筑范畴，本工程厂区构(建)筑物形式均按现代化工业建筑形式考虑，在满足工艺要求的前提下，力求在建筑体量、造型、建筑空间上求变化，充分利用工艺构筑物本身体量进行造型。附属构筑物的造型力求和主休相协调。同时充分利用周围环境做好污水厂的整体绿化，使污水厂建筑形式丰富多彩，又与自然景观协调，成为一座名副其实的环境绿化工厂。1)综合办公楼该综合楼座北朝南，为生产管理、行政办公用房，包括行政办公室、大会议室(兼作活动中心)、中心控制室、值班宿舍等，三层钢混建筑。层高3.6m，室内外高差0.45m，总高度13.05m，建筑面积810m2。70 2)食堂该食堂座西朝东，为生产管理人员进餐用房，双层钢混建筑，层高3.6m，室内外高差0.30m，总高度8.4m，建筑面积160m2。3)澡堂建造该澡堂为了提供厂内职工的洗浴，澡堂坐东朝西，单层砖结构建筑，室内外高差0.45m，总高度3.6m，建筑面积90m2。4)维修工具间主要负责厂内零配件修理，并有电修间、泥木工间、仪表维修间等，维修工具间坐西朝东，单层砖结构建筑，室内外高差0.45m，总高度3.6m，建筑面积80m2。5)化验室化验室建在厂区东南侧，提供化验进厂污水、处理过程中以及出厂污水的场所以及仪器设备，单层砖结构建筑，室内外高差0.45m，总高度3.6m，建筑面积80m2。6)仓库用于存放小管件、水泵电机、电气设备、劳保用品及其他杂品等。该仓库座东朝西，单层砖结构建筑，室内外高差0.30m，总高度3.6m，总建筑面积40m2。7)配电间配电间包含变压器室、低压配电室以及高压配电室、值班室，为单层砖结构建筑。层高3.9米，室内外高差0.3米，总高5.1米，建筑面积40m2。8)围墙及大门大门采用不锈钢伸缩大门，围墙为砖砌围墙，墙高2.5m。9)门卫单层砖结构建筑，室内外高差0.45m，总高度3.6m，建筑面35m2。10)进水泵房进水泵房设计为坐东朝西，单层砖结构建筑，总高度3.6m，总建筑面积20m2。11)泥水回流泵房泥水回流泵房建在二沉池的下面，设置2座，为了方便污泥污水的回流管道布设，建在好氧池和二沉池之间。单层砖结构建筑，室内外高差0.45m，总高度4.8m，建筑面72m2。12)休息室休息室建在加药间和污泥脱水间之间，单层砖结构建筑，室内外高差0.45m70 ，总高度3.6m，建筑面35m2。13)污泥脱水车间脱水车间包含脱水机房、更衣盥洗间及污泥棚，为三种不同高度的单层框架结构厂房，脱水机房层高8.7m，污泥棚层高5.7m，其他5.1m；室内外高差除污泥棚为0.1m外均为0.3m；总高度分别为9.5m、6m。建筑面积为120m2。14)加碱泵房内设投加纯碱的装置，负责向好氧池中投加药品。单层砖结构建筑，室内外高差0.45m，总高度4.8m，建筑面积64m2。15)格栅间格栅间坐落在进水泵房的背面，单层砖结构建筑，室内外高差0.45m，总高度4.8m，建筑面积30m2。16)加药间加药间包括加药装置间，药剂堆放间，更衣盥洗间。加药间坐南朝北，单层砖结构建筑，室内外高差0.45m，总高度4.8m，总建筑面积64m2。17)鼓风机房鼓风机房设在好氧池的北面，单层砖结构建筑，层高4.5m，室内外高差0.45m，总高度5.7m，总建筑面积120m2。18)气浮间单层砖结构建筑，层高4.5m，室内外高差0.45m，总高度5.7m，总建筑面积84m2。7.1.4装修标准装修标准为普通标准。如：内外墙涂料、细石混凝土、水磨石以及局部地面砖地面、塑钢窗等。7.2安全卫生7.2.1编制依据及采用标准1、依据《关于生产性建设工程项目安全卫生监察规定》｛(1996)3号｝70 《国务院关于加强防尘防毒工作的决定》(国字(194)97号文)2、采用标准《工业企业设计安全卫生标准》GBZ1—2002《工业企业煤气安全卫生标准》GB622—86《焦化安全规程》GB12710—97《工业企业噪声控制设计规程》GBJ87—85《采暖通风与空气调节设计规程》GBJ19—87《建筑设计防火规程》GB50057—94《建筑抗震设计规程》GBJ11—89《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规程》GB50058—927.2.2主要危害因素本工程生产过程中对人体的危害因素主要有：(1)污水池蒸发产生废气NH3、HCN、H2S等污染；(2)鼓风机等机械噪声。7.2.3污水池蒸发废气体的防范措施污水贮池由于夏季温度高，污水蒸发快，同时NH3等污染物进入大气。所用措施：降低水温，减少蒸发量。7.2.4风机等机械噪音的防范措施鼓风机设消音装置，设备基础全部采用钢砼结构，单独设房间。7.2.5厂区绿化环境规划厂区绿化的原则是：除了必须连通各生产构筑物的道路外，均要见绿，并将重点设计放在管理区，为厂区营造一个优美的环境。因此，设计中将厂区及围墙边规划了大量的草坪、树木，还将管理区布置了花坛、水池、甬路及庭园灯等。70 8投资及运营费用分析8.1土建投资估算主要构筑物及价格见表8.1。表8.1主要构筑物一览表序号构筑物建筑表面积(m3)单位数量材质价格(万元)1进水集水井87.5座1钢砼结构6.832进水泵房87.5座1砖结构4.933格栅间173.4座1钢砼结构9.754隔油池244.9座1钢砼结构14.695气浮间384.6座1砖结构19.106事故池337.1座2钢砼结构26.307调节池629.4座1钢砼结构49.908缺氧池1306.5座1钢砼结构101.919好氧池1948.1座1钢砼结构151.9610加碱泵房281.6座1砖结构15.8611二次沉淀池506.4座2钢砼结构39.5012加药间218.6座1砖结构15.8613混合反应池104座1钢砼结构8.1114混凝沉淀池316.6座2钢砼结构24.715污泥浓缩池124.9座1钢砼结构9.7516鼓风机房502.2座1砖结构28.2917泥水回流泵房488座2砖结构27.4818污泥脱水间608座1砖结构34.2419回流水井72座2钢砼结构5.6220休息室199.68座1砖结构11.2521配电间212.6座1砖结构11.9770 22化验室332.8座1砖结构18.7323工具维修间332.8座1砖结构18.7324仓库204.8座1砖结构11.5325综合楼2036座1钢砼结构158.8126食堂583.2座1钢砼结构45.5027澡堂358.4座1砖结构20.2028门卫191.42座1砖结构10.7829大门-个1不锈钢1.2030围墙1035面4砖结构58.3131总计----913.208.2设备投资估算主要设备材料及价格见表9.2。表8.2系统设备材料价格表序号名称规格单位数量单价(万元)总价(万元)1轻油罐V=20m3个155.002重油罐V=20m3个155.003SLW25-160A卧式离心泵Q=3.7m3/h，P=1.1kw，H=28m台20.551.104SLW65-100(I)A卧式离心泵Q=80m3/h，P=2.2kw，H=13m台21.22.405SLW125-200B卧式离心泵Q=120m3/h，P=22kw,H=41.3m台121.416.80610QW3.7-15-1.1潜水排污泵Q=3.7m3/h,P=1.1kwH=15m台40.62.4070 7G30-1螺杆泵Q=5m3/h,P=2.2kwH=60m台20.81.608刮泥机MHZX-16型台21.653.309D40-1.65型离心鼓风机Q=23m3/min,出口升压63700Pa,N=75kw台42.39.2010KRHS型回转式钩齿格栅除污机N=0.5kw台12.52.5011涡凹气浮机Q=100m3/h，材质为SUS304台155.0012ZJ-470型折板浆式搅拌机H=1100mm，附电机1.1kw台10.50.5013曝气器直径200mm个19800.01533.6014组合填料直径160mm米348840.000517.4415LX3DCP—2型螺压脱水机Q＝2～5m3/h;附电机P＝3kw台133.0016BZQ·W—192球冠形可张微孔曝气器直径200mm，f=0.35m2/个个21480.01532.1617HJY-100加药装置Q=0.1m3/h，H=40m，N=0.25kw套10.80.8018HJY-100加药装置Q=1m3/h，H=40m，N=0.75kw套21.11.1019流量在线监测系统-套11010.0020管道、管件、电动阀门---8080.0021配电及控制系统-套11818.0022合计----260.90(1)工程直接费用=构筑物费用＋设备费用913.20+260.9=1174.10万元70 (2)工程建设费用按工程直接费用的20%计，则：工程建设费用=1174.10×20%=234.82万元(3)价格因素预备费按工程建设费用的5%计，则：价格因素预备费=234.82×5%=11.74万元(4)实际工程总投资为：1420.66万元。8.3运行费用估算运行费用包括电费、人工费、药剂费及维修费。(1)合计用电量为1250kw·h/d，每度电按0.7元/(kwh)则每天电费为：1250×0.7=875元/d(2)人工费：按每人每月1500元计则每天支出工资费为：20×1500/30=1000元/d(3)药剂费：1)加药点及药品名称①浮选池：投加聚合硫酸铁(PFS)。②好氧池：投加纯碱(Na2CO3)。③混凝沉淀池：投加聚合硫酸铁(PFS)和聚丙烯酰胺(PAM)。④污泥脱水(浓缩池后污泥井)：投加聚合硫酸铁(PFS)和聚丙烯酰胺(PAM)。2)药剂投加量①浮选池：投PFS~30mg/L(指Fe+3含量在120g/L的市售聚合硫酸铁)。②好氧池：投加Na2CO3~1g/L(按生化污水量计)。③混凝沉淀池：投加PFS~800mg/L，投加PAM~2mg/L。④污泥脱水：投加PFS按干污泥重的18%计算，投加PAM，按每公斤干污泥0.08公斤PAM计算。3)药剂量计算聚合硫酸铁(PFS)：G=75×800×24×365/(1000×1000)=1051t/a(投加量按800mg/L计)每天加药量G0=1400kg，即溶液体积V=4.65m3(溶液按30%配制)投加聚丙烯酰胺(PAM)：G=75×2×24×365/(1000×1000)=1.37t/a(混凝，按2mg/L计)70 G=0.08×3416/1000=0.27t/a(干泥脱水，按每公斤干泥0.08公斤计)共计1.64t/a每天加药量G0=4.0kg即溶液体积V=0.4m3(溶液按1%配制)投加纯碱(Na2CO3)：G=75×1×24×365/1000=657t/a(按1kg纯碱/m3污水计)每天加药量G0=1800kg即溶液体积V=6m3(溶液按30%配制)4)所用药剂价格：聚合硫酸铁价格按市售22%的折合为纯品6.8元/kg聚丙烯酰胺价格为20元/kg碳酸钠的价格为0.6元/kg5)则每天污水处理费用为：1400×6.8+4.0×20+1800×0.6=10680元/d(4)维修费：按工程直接费用的0.1%计算，则维修费为：1174.10×10000×0.1%=11741元(5)吨水处理成本：(875+1000+10680+11684.8)/3600=6.70元/吨。70 9结语通过以上各方面的分析，该焦化厂污水经过本设计的工艺处理，预计出水优于国家《钢铁工业水污染物排放标准》(GB13456—92)中焦化行业一级标准，且经济技术性均较好。目前应用A/O工艺处理焦化污水技术比较成熟，此工艺工艺流程简单，基建费用及运行费用较低，而且脱氮效果较好，该工艺具有广泛的发展前景。虽然如此，但是由于焦化污水的特殊性，其中的一些难降解的物质还是很难除尽，而不能达到理论上的零排放。所以，焦化污水的处理还需要我们不断的研究探索，争取找到更简单、更有效的处理方法。70 参考文献[1]高廷耀,顾国维.水污染控制工程[M].下册第二版.北京:高等教育出版社,2003,4[2]靳茂霞.提高焦化污水处理效果的途径[J].上海环境科学,1997,16(2):14[3]国家环境保护局.钢铁工业污水治理[M].北京:中国环境科学出版社,1992.77-79[4]章非娟.工业污水污染防治[M].上海:同济大学出版社.2001年5月第一版[5]LuthyRG,StamondisVC.CampbellJR,eta1.Removaloforganiccontaminatsfromcoalconversionprocesscondensates[J].WatPollutControlFed,1983,55:196-207[6]宫磊,徐晓军.焦化污水处理技术的新进展[J].工业水处理,2004,3(3):9-12[7]StamoudisVC,LuthyRG.Determinationofbiologicalremovaloforganicconstituentsinquenchwatersfromhigh-BTUcoalgasificationpilotplants[J].WaterRes,1980,14(8):1143-1156[8]GradyCP.Biodegradationoftoxicorganics:Statusandpotential[J].EnvironEng,1990,116(5):805-819[9]WenYB,ZhangMin,QianY.Biologicaltreatmentofcoke-plantwastewaterforCODandNH4+-Nremoval[J].WaterSciTechnol,1991,23(6):1883-1892[10]MelcerH,NuttS,MarvanI,etal.Combinedtreatmentofcokeplantwastewaterandblastfurnaceblowdownwaterinacoupledbiologicalfluidizedsystem[J].WaterPollutControlFed,1984,56(3),192-198[11]AzharNG,StuckeyDC.Theinfluenceofchemicalstructureontheanaerobiccatabolismofrefractorycompounds：acasestudyofinstantcoffeewastes[J].WaterSciTechnol，1994,30(2):223-232[12]张景来、王剑波等.冶金工业污水处理技术及工程实例[M].北京:化学工业出版社,2003,141[13]张忠祥,钱易.污水生物处理新技术[M].第1版.北京:清华大学出版社,2004,27-29[14]单明军,吕艳丽,丛蕾.焦化污水处理技术[M].第1版.北京:化学工业出版社,2005,33-36[15]StummW,MorganJJ.AquaticChemistry[M].NewYork:Johnwilley&Son.Inc.,1981[16]ManahanSE.EnvironmentalChemistryFourthEd[M].Boston:WillardGrantPress,70 1984[17]刘俊峰,易平贵.过滤一树脂吸附法处理焦化污水的研究[J].煤化工,2002,100(3):59-62[18]黄念东,夏畅斌.细粒焦渣对污水中酚的吸附研究[J].湘潭矿业学院学报,2000,15(2):63-66[19]刘翠华,何选明.絮凝剂在焦化污水再净化中的应用[J].武汉冶金科技大学学报,1999,22(1):42-45[20]ZhangMin,JooHwaTay.Comparisonbetweenanaerobic-anoxic-oxicandanoxic-oxicsystemsforcokeplantwastewatertreatment[J].JenvironEng,1997(9):876～883[21]李莉,张宝会等.SBR工艺处理焦化污水存在的问题及改进措施[J].煤化工.2008,2:53-54[22]PfefferJT.Continuousprocessingoftoxicorganicsinafluidiced-vedGACreactoremployingcarbonreplacement[J].BiotechnolBioeng,1989,37:139～148.[23]孙德智.环境工程中的高级氧化技术[M].北京:化学工业出版社,2002.277[24]徐向阳,冯孝善等.A-A-O工艺处理焦化污水的可行性与效用[J].浙江大学学报(农业与生命科学版),2000,26(3):241-24670 致谢我的这篇毕业设计论文的完成，首先应当归功于我的导师姜承志老师。无论是在实习考察、资料整理和检索还是在后期论文的审阅修改等各个方面都给予了我大量的指导和帮助，令我不但完成了本次毕业设计，同时也学到了许多书本上学不到的知识，受益匪浅，特致以深深的感谢。同时也要感谢同学们在本次毕业设计过程中对我学习、生活上的关心和帮助；感谢中环辽宁工程技术有限公司给我提供这次实习的机会，让我有机会接触实实在在的工程，让我受益良多；感谢中环辽宁工程技术股份有限公司工艺室的同事们在平时设计和生活中给予我的大量关心和帮助，使我这次毕业设计完成得更加顺利。70 附录AOxidizetheditchcraftindirtywaterhandleofapplicationanddevelopmentSummary:ThistextexpatiatedprimarilytheCarrouseloxidizestheconstruction,craftmechanismoftheditchandcirculatetheproblemexsitedintheprocesswiththehomologousthemethodofsolution.Finally,introducetheCarrouseloxidizethelatestresearchprogressoftheditchandpointedoutthefutureandmainresearchdirection.Keyphrase:TheCarrouseloxidizestheditchdividedsbythephosphortakesoffthenitrogenconstructionmechanismApplicationandDevelopmentofCarrouselOxidationDitchProcessonWastewaterTreatmentAbstract:Thestructureandthetechniquesofcarrouseloxidationditchprocessonnitrogenandphosphorremovalareintroducedinthispaper.Theproblemsinrunningandtheircorrespondingresolventarealsopointed.Atlast,Theauthorshowedtheuptodateresearchimprovementandthemainlyfutureresearchdire-ction.Keywords:Carrousel;oxidationditch;nitrogenandphosphorremoval;structure;techniques1.ForewordOxidizetheditch(oxidationditch)againacontinuouscirculationspiritpond(Continuousloopreactor),isaliveanddirtymiremethodakindoftotransform.OxidizingthedirtywaterinditchhandlesthecraftberesearchedtomanufacturebythehygieneengineeringgraduateschoolofHollandinthe50"sof20centuriessuccess.Sincein1954atDutchthrowintheusagefortheveryfirsttime.Becauseitsawaterfluidmattergood,circulatethestabilityandmanageconvenienceetc.techniquecharacteristics,alreadyatdomesticandinternationalandextensiveapplicationinlivethedirtywatertoisdirtytomanageaqueouslywiththeindustry[1].70 Currentapplicationthanoxidizeextensivelytheditchtypeinclude:The(Pasveer)oxidizestheditch,the(Carrousel)oxidizestheditch,(Orbal)oxidizestheditch,thetypeofToxidizestheditch(threeditchtypesoxidizetheditch),thetypeofDEoxidizestheditchtoturntooxidizetheditchwiththeintegralwhole.Theseoxidizetheditchbecauseofthedifferenceofesseinconstructionwithcirculating,thereforeeachcharacteristics[2].Thistextwillintroduceconstruction,mechanism,existentproblemanditslatestdevelopmentsthatCarrouseloxidizeditchesprimarily.2.TheCarrouseloxidizestheconstructionoftheditchTheCarrouseloxidizetheditchtoberesearchedtomanufacturebyDutchDHVcompanydevelopmentin1967.OxidizethelastthecompanyofDHVinfoundationoftheditchintheoriginalCarrouseltopermitedspeciallythecompanyEIMCOtoinventagainwithitspatentintheUnitedStatesCarrousel2000system,realizesthelivingcreatureofthehigherrequesttakesoffthenitrogenwithdividedbythefunctionof.Therehasbeenintheworlduptonowmorethan850CarrouselsoxidizetheditchwiththeCarrousel2000systemarecirculating[3].TheCarrouseloxidizestheditchtheusagethespiritofthatdefinitedirectioncontrolwithshakeupthedevice,facetomixwiththeliquiddeliverthelevelspeed,frombutmakedrivetheliquidofadmixturethatshakeupisinoxidizeditchshutmatchoutletcirculateflow.Thereforeoxidizetheditchhavethespecialhydraulicsflowsthe,currentcompletemixwiththecharacteristicsofthetypereactor,havethecharacteristicsthatpushtheflowtypereactoragain,theditchinsideexsitsobviouslyofdeliquescenceoxygendensitystepsdegree.Oxidizingtheditchcrosssectionisrectangleortrapezoids,theflatsurfaceshapeismanyforoval,theditchinternalwaterisdeepgeneralfor2.5～4.5ｍ,thebreadthisdeepcomparefor2:1,alsohavethedeepwateramountto7msof,ditchinsideaveragespeedinwatercurrentis0.3ms/s.Oxidizeditchspiritadmixtureequipmentscontainsurfacespiritmachine,thespiritofturntobrushorturnthedishandshoottoflowthespiritmachine,pipetypespiritmachinewithpromotetakecareoftypespiritmachineetc.,matchwithinrecentyearsusagestillcontainunderwaterpushmachine[4~6].3.TheCarrouseloxidizesthemechanismoftheditch3.1TheCarrouseloxidizestheditchhandlesdirtyandaqueousprinciple70 TheatthebeginningcommonCarrouseloxidizesthedirtywaterininsideincraftoftheditchdirectwithdirtymireinrefluxtogetherenteroxidizetheditchsystem.ThesurfacespiritmachinemakesfuseintheliquidofadmixturethedensityoftheoxygenDOincreasesabout2the3mgs/L.Underthiskindofwellthetermoftheoxygen,themicroorganismgetstheenoughdeliquescenceoxygencomesandgotodividedbytheBOD;Atthesametime,theammoniaweretoooxidizednitratewithsecondnitrate,thistime,mixwiththeliquidbeplacedintheoxygenappearance.Inthespiritmachinedownstream,afterwatercurrentbebecomebytheswiftflowappearanceofthespiritDistrictofevenflowtheappearance,thewatercurrentmaintainsintheminimumcurrentvelocity,guaranteeingtheliveanddirtymirebeplacedinthefloatstheappearance.(averagecurrentvelocity>0.3ms/s)Oxidizemicrobiallytheprocessconsumedtofusetheoxygeninthewater,untilthevalueofDOdeclinesforzero,mixingwiththeliquidreporttheanoxiaappearance.Versanitricthatturnthefunctionthroughanoxiaarea,mixwiththeliquidentertohavetheoxygenarea,completingoncecirculating.Thatsysteminside,theBODdeclinesthesolutionisacontinuousprocess,thenitricturnsthefunctiontoturnwiththeversanitricthefunctiontakeplaceinsamepond.Becauseofstructuralrestrict,thiskindofoxidizetheditchalthoughcanthenvalidwhereaboutsBOD,dividedbythephosphorustakeoffthenitrogenousabilitylimited[7].Forthesakeoftheacquisitionbetterdividedbythephosphorustakeoffthenitrogenousresult,Carrousel2000systemsincreasedaoxygenDistrictbeforecommonCarrouseloxidizeditchwiththeuniqueoxygenarea.(callagainthattheversanitricinfrontturnsthearea)ThedirtymireinallrefluxesenterstheanaerobicDistrictwith10-30%dirtywater,canundertheanoxiawith10-30%carbonsourcetermcompleteremainingofdirtymireinrefluxinsidenitricacidnitrogentoversanitrictoturn,createsfortheuniqueoxygenpondofhereafteruniqueoxygenterm.Atthesametime,anaerobicDistrictinsideofconcurrentlythesexgermsconvertthedissolubilityBODVFA,thegermacquiretheVFAitsassimilationPHB,theenergysourceneededsolvesinthephosphoricwaterandcausephosphaticreleasing.TheanaerobicDistrictawaterenterstheinnerpartinstallstheuniqueoxygenareathathavethemixer,theso-calleduniqueoxygenisapondinsidetomixwith70 liquidsincehavenothenumeratoroxygen,alsohavenothecompoundoxygen(nitricacidroot),thehereuniqueoxygenenvironmentisnext,70-90%dirtywatercanprovidetheenoughcarbonsource,canmakethegermofreleasedthephosphoruswell.TheuniqueoxygenareaconnectsbehindthecommonCarrouseloxidizestheditchsystem,furthercompletingtodoawaywiththeBODandtakeoffthenitrogenwithdividedbythephosphorus.Finally,mixwiththeliquidtransferthedirtymireinsideinoxidizeditchenrichoxygenareaeject,whileenrichingtheoxygenenvironmentgermsurfeit,phosphorusfromthewater,ejectingthesystemwiththedirtymireinsurplus.Likethis,inCarrousel2000systems,thancompletedtodoawaywiththeBOD,CODwithtakeoffatthesametimegoodlythenitrogendividedbythephosphorus.SynthesizingandDirtywaterintheriverCity,longsandCitydecontaminationcenter[softhedirtythefactoryofwaterinthefirstinKunmingofadoptionthatcraftshandlesthemovementresultofthefactorytherefore:ThroughCarrousel2000systemafterhandling,theBOD,COD,SSdoesawaywiththeratetoallcometoa90%above,theTNdoesawaywiththeratecomestoa80%,theTPdoesawaywiththeratetoalsocometoa90%.3.2TheCarrouseloxidizestheditchdividedsbythephosphorustakesoffthenitrogenousinfluencefactor.AffectingtheCarrouseloxidizestheditchdividedsbythephosphoricfactorisdirtymire,nitratedensityandqualitydensitiesprimarily.Theresearchexpresses,beingtotalanddirtymireas11%thatahourbiggestphosphorus4%withdealisitsfuckdirtymiredealwithinliveanddirtymire,keepforthethegermphysicalendowmentmeasures,butwhendirtymireover15dhourdirtymiretheinsideisbiggesttocontaintheobviousdescentindealinphosphorus,canningnotreachthebiggestdividedingbytheresultofphosphorusonthecontrary.Therefore,prolongpersistentlythedirtymire(forexample20ds,25ds,30ds)istohavenonecessary,properchoosetousewithinthescopeof8~15d.Atthesametime,highnitratedensitywithlowqualitydensitydisadvantageindividedbytheprocessofphosphorus.AffectingtheCarrouseloxidizestheditchtakesoffthenitrogenousandmainfactorisDO,nitratedensityandcarbonsourcedensities.Theresearchexpresses,oxidizingtheditch70 insideexsitsdeliquescenceoxygendensitystepsdegreenamelythegoodoxygenareaDOattains3~3.5mgs/L,theanoxiaareaDOattains0~0.5mgs/Lisapriorconditiontotakeplacenitricturnreactionandversanitricsturnthereaction.Atthesametime,amplecarbonsourceandhigherC/theNratiobenefitstotakeofftocompletenitrogenously[7].4.TheCarrouseloxidizesproblemandsolutionmethodsoftheditchesse.ThoughtheCarrouseloxidizestheditchhasawaterfluidmatterwell,theanti-poundsattheburthenabilitystrong,dividedbythephosphorustakeoffthenitrogenefficiency.But,inphysicallyofmovementprocess,stillexsitsaseriesofproblem.4.1DirtymireinflationproblemWhendiscardtheaquaticcarbohydratemore,theN,Pcontainstheunbalanceofdeal,thepHvalueislow,oxidizingthedirtymireininsideinditchcarrieshigh,fusetheoxygendensitytheshortage,lineupthemirenotetc.causeseasilydirtymireingerminforminsilkinflation;Notthedirtymireingerminforminsilkinflationtakesplaceprimarilyatthewastewaterwatertemperatureislowerbutthedirtymirecarrieshigherhour.Themicrobialburthenishigh,thegermsabsorbedthelargequantitynourishmentmaterial,islowbecauseofthetemperature,metabolismthespeedisslower,accumulatingtheriseslargequantityishightogluesexualandmanysugarmaterials,makingthesurfaceoftheliveanddirtymireadheretothewatertoincreaseconsumedly,SVIthevalueisveryhigh,becomingthedirtymireinflation.Causethataimatthedirtymireinflation,canadoptthedifferentcounterplan:Fromtheanoxia,watertemperaturehighresultinof,canenlargementtoleranceorlowerintothewatermeasurestoalleviateburthen,ortheadequacylowerstheMLSS(controldirtymirerefluxmeasure),makingneedtheoxygenmeasuresdecrease;Ifthedirtymirecarrieshigh,canincreaseMLSS,toadjusttheburthen,necessitythehourcanstopintothewater,stuffyaperiodoftime;Canpassthehurladdthenitrogenfertilizer,phosphorusfatty,adjusttheadmixturenourishmentintheliquidmaterialequilibrium(BOD5:N:P=100:5:1);ThevalueofpHoverlow,canthrowtoaddthelimeregulate;Bleachthepowderwiththeliquidchlorin(presstofuck0.3%ofthedirtymire~0.6%thehurladds),canrepressthesilkformgermbreed,controlingthedirtymireincombinativewaterinflation[11].70 4.2FoamproblemBecauseenteringtotakethegreaseoflargequantityinthewater,handlingsystemcan"tcompletelyandavailablyitsobviation,partsofgreasesenrichestogatherininthedirtymire,throughturntobrushtheoxygenagitation,creationlargequantityfoam;Themireispartialtolong,thedirtymireisaging,andalsoeasycreationfoam.Spraytopourthewaterordividedbywiththesurfacetheofdoawaywiththefoam,incommonusedividedbytheanorganismoil,kerosene,theoilofsilicon,throwdealas0.5~1.5mgs/L.Passtoincreasedirtymireinpondinspiritindensityoradequaciesletupthetoleranceof,alsocancontrolthefoamcreationeffectively.Whencontainthelivematerialinsurfaceinthewastewatermore,separatewiththefoameasilyandinadvancemethodorothermethodsdoawaywith.Alsocanconsidertoincreasetoestablishasetofdividedingbytheoildevicemoreover.Butenhancemostimportantlytheheadwatersmanage,reducingtocontaintheoiloverthehighwastewaterandotherpoisonouswastewaterofinto[12].4.3FloattheproblemonthedirtymireWhencontaininthewastewatertheoilmeasuresbig,wholesystemmirequalitybecomelight,can"tliketocontrolverymuchinoperateprocessitsattwosinkthepondstopovertime,resultingintheanoxiaeasily,producingthecorruptanddirtymireascendtofloat;Whenspirittimeoverlong,takeplaceinpondthehighdegreenitricturnthefunction,makingnitratedensityhigh,attwosinktheversanitricineasyoccurrenceinpondturnthefunction,creationnitrogenspirit,makedirtymireascendfloat;Moreover,containtheoilinthewastewater?Takeplacethedirtymireascendafterfloatingshouldpauseenterwater,brokeoffordirtymireinclearance,judgetheclearreason,adjusttheoperation.Thedirtymiresinkstodeclinethesexbad,canthrowtoaddofoagulateorslothmaterials,theimprovementprecipitatesthesex;Suchasenterthewatercarriesbigletupintothewatermeasuresortheenlargementrefluxmeasures;Suchasthedirtymiregrainsmalllowerthespiritmachineturnsoon;Ifdiscoversversanitricturning,shouldletupthetolerance,enlargetherefluxorrowthemiremeasures;Ifdiscoverthedirtymireiscorrupt,shouldenlargementtolerance,theclearanceaccumulatesthemire,andtrytheameliorativepondinternalwaterdintterm[12].4.4Currentvelocityisnotallandthedirtymiresinkstoaccumulatetheproblem70 InCarrouseloxidizeditch,foracquiringitsspecialadmixturewithhandlesresult,mixwithliquidmustwithcertaincurrentvelocityisinditchcirculateflow.Thinkgenerally,thelowestcurrentvelocityshouldshouldattainforanaveragecurrentvelocityfor,doingnottakeplacesinkingaccumulating0.3~0.5ms/s.Thespiritequipmentsthatoxidizetheditchisgeneraltoturntobrushforthespiritoftoturnthedishwiththespiritof,turningtobrushofimmersetohavenodepthfor250~300mms,turnthedishimmersetohavenodepthfor480~530mms.Withoxidizetheditchwaterthedeep(3.0~3.6ms)comparing,turntobrushoccupiedthedeep1/10~inwater1/12,turnedthedishtoalsooccupythe1/6~only1/7,thereforeresultintooxidizetheditchupperpartcurrentvelocitybigger(roughly0.8~1.2ms,evenlarger),butthebottomcurrenvelocityisverysmall(especiallyatthewaterisdeep2/3or3/4below,mixwiththeliquidhasnocurrentvelocityalmost),causingditchbottomlargequantityaccumulatethemire(sometimesaccumulatethemirethicknessamounttoa1.0ms),thevalidcapacitythatreducedtooxidizetheditchconsumedly,loweredtohandleresult,affectedawaterfluidmatter.Addingthetop,downstreamleadstoflowtheplankisavalidmethodthatameliorativecurrentvelocitydistribute,increasestheoxygenabilitywiththemostconvenientmeasure.Theupperstreamleadstoflowtheplankinstallsatbeapartfromtoturnthe4.0places(upperstream)：dish(turntobrush)axis,leadtoflowplankhighdegreeasthedeep1/5~inwater1/6,combinetheperpendicularityinstallinthesurface;Thedownstreamleadstoflowtheplankinstallsatbeapartfromtoturndish(turntobrush)axis3.0ms.Leadingtoflowknotholematerialcanusemetalsorglasssteels,butregardglasssteelasgood.Leadtoflowtheplankcompareswithotherameliorativemeasure,can"tnotonlyincreasethemotiveconsumeswithrevolvescost,butalsocanstillthansignificantlyexaltation充oxygenabilitywiththeoriesmotiveefficiency[13].Moreover,passinthespiritonboardswimtoestablishtheunderwaterpushmachinecanalsoturntothespiritoftheliquidofadmixturethatbrushthebottomlowspeedareacirculatestoflowtorisepositivepushfunction,frombutthesolutionoxidizestheproblemthatlowanddirtymireincurrentvelocityinbottominditchsinkaccumulates.Establishtheunderwaterpushmachineusedsforexclusivelythepushmixswiththeliquidcanmake70 movementmethodthatoxidizetheditchmuchmorevivid,thisforeconomyenergy,liftthehigh-efficiencyhavingtheveryimportantmeaning[14].5.ConclusionTheCarrouseloxidizestheditchbecauseofhavingthegoodaphosphorustakesoffthenitrogenability,anti-poundsattheburthenabilitywithcirculatetomanagetheconvenienceetc.theadvantage,havinggottheextensiveapplication.Butbecauseoftechnologicaldevelopmentwithsocialadvance,thatcraftisnecessarilywillexaltationgettingfurther.Theauthorthinks:TheCarrouseloxidizesthefutureresearchdirectionoftheditchwillnowofmainbelowseveralaspects.1Combinationlivingcreaturemethod,researchwithdevelopthelivingcreaturemodelCarrouseloxidizetheditch.Likethiscannotonlyincreasesthemicroorganismgrossoftheunitreactormeasures,frombutincreasestheorganismcarries,butalsolivingcreatureoneselftheinsidethathaveplacestheA/thesystemofOenhancestotakeoffthenitrogenresult[18].2IncreasescontinuouslytheCarrouseloxidizethemicrobialactivityininsideinditch.ForexamplethrowtoaddtheEMinoxidizeditchwithsinglemindthegermgrow,throwsinthatthesaltofironmakethemicroorganismtamethelivechariniron,devotioninlivingcreaturetobecometheformationtostrengthenthegermgumregimentandincreasestobearthetoxicitypoundatetc..3IncreasingtheCarrouseloxidizestheditchequipmentsfunctionwithsuperviseandcontrolthetechnique.Functionthatincreasesformmachine,underwaterpropeller,reducetomaintaintheworkload;MakinguseofDO,etc.ofORPmanytargetssupervisesandcontrolthetechniqueandchangesthetechniqueofisfromnowontheCarrouseloxidizesditchsciencecirculatenecessarilyfromitroad.4IncreasingtheCarrouseloxidizestheditchresistanttocoldandbeartoxicitycan,reducetocovertheareatobuildthepricewiththeengineering.Theoreticalapplication,deeppondinwaterpowertermwiththeresearchofthecraftfunctionistolowerstheengineeringbuildsthepriceandincreasesresistanttocoldbearthetoxicitycanwaittoprovidethepossibledirection.70 附录B氧化沟工艺在水处理中的应用与发展摘要：本文主要阐述了Carrousel氧化沟的结构、工艺机理、运行过程中存在的问题和相应的解决方法。最后，介绍了Carrousel氧化沟的最新的研究进展并指出了未来的主要研究方向。关键词：Carrousel氧化沟除磷脱氮结构机理1.前言　　氧化沟(oxidationditch)又名连续循环曝气池(Continuousloopreactor)，是活性污泥法的一种变形。氧化沟污水处理工艺是在20世纪50年代由荷兰卫生工程研究所研制成功的。自从1954年在荷兰的首次投入使用以来。由于其出水水质好、运行稳定、管理方便等技术特点，已经在国内外广泛的应用于生活污水和工业污水的治理[1]。　　目前应用较为广泛的氧化沟类型包括：帕斯韦尔(Pasveer)氧化沟、卡鲁塞尔(Carrousel)氧化沟、奥尔伯(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[2]。本文将主要介绍Carrousel氧化沟的结构、机理、存在的问题及其最新发展。2.Carrousel氧化沟的结构Carrousel氧化沟是1967年由荷兰的DHV公司开发研制。在原Carrousel氧化沟的基础上DHV公司和其在美国的专利特许公司EIMCO又发明了Carrousel2000系统，实现了更高要求的生物脱氮和除磷功能。至今世界上已有850多座Carrousel氧化沟和Carrousel2000系统正在运行[3]。70 　　Carrousel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，沟内水深一般为2.5～4.5ｍ，宽深比为2:1，亦有水深达7m的，沟中水流平均速度为0.3m/s。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[4~6]。3.Carrousel氧化沟的机理3.1Carrousel氧化沟处理污水的原理最初的普通Carrousel氧化沟的工艺中污水直接与回流污泥一起进入氧化沟系统。表面曝气机使混合液中溶解氧DO的浓度增加到大约2～3mg/L。在这种充分掺氧的条件下，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(平均流速>0.3m/s)。微生物的氧化过程消耗了水中溶解氧，直到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同一池中。由于结构的限制，这种氧化沟虽然可以有效的去处BOD，但除磷脱氮的能力有限[7]。为了取得更好的除磷脱氮的效果，Carrousel2000系统在普通Carrousel氧化沟前增加了一个厌氧区和绝氧区(又称前反硝化区)。全部回流污泥和10-30%的污水进入厌氧区，可将回流污泥中的残留硝酸氮在缺氧和10-30%碳源条件下完成反硝化，为以后的绝氧池创造绝氧条件。同时，厌氧区中的兼性细菌将可溶性BOD转化成VFA，聚磷菌获得VFA将其同化成PHB，所需能量来源于聚磷的水解并导致磷酸盐的释放。厌氧区出水进入内部安装有搅拌器的绝氧区，所谓绝氧就是池内混合液既无分子氧，也无化合物氧(硝酸根)，在此绝氧环境下，70-90%的污水可提供足够的碳源，使聚磷菌能充分释磷。绝氧区后接普通Carrousel氧化沟系统，进一步完成去除BOD、脱氮和除磷。最后，混合液在氧化沟富氧区排出，在富氧环境下聚磷菌过量吸磷，将磷从水中转移到污泥中，随剩余污泥排出系统。这样，在Carrousel2000系统内，较好的同时完成了去除BOD、COD和脱氮除磷[8]。70 　　综合采用该工艺的昆明第一污水厂[9]、长沙市第二污水净化中心[10]及漯河市污水处理厂的运行效果可见：经过Carrousel2000系统处理后，BOD、COD、SS的去除率均达到了90%以上，TN的去除率达到了80%，TP的去除率也达到了90%。3.2Carrousel氧化沟除磷脱氮的影响因素　　影响Carrousel氧化沟除磷的因素主要是污泥龄、硝酸盐浓度及基质浓度。研究表明，当总污泥龄为8~10d时活性污泥中的最大磷含量为其干污泥量的4%，为异养菌体质量的11%，但当污泥龄超过15d时污泥中最大含磷量明显下降，反而达不到最大除磷效果。因此，一味延长污泥龄(例如20d、25d、30d)是没有必要的，宜在8~15d范围内选用。同时，高硝酸盐浓度和低基质浓度不利于除磷过程。　　影响Carrousel氧化沟脱氮的主要因素是DO、硝酸盐浓度及碳源浓度。研究表明，氧化沟内存在溶解氧浓度梯度即好氧区DO达到3~3.5mg/L，缺氧区DO达到0~0.5mg/L是发生硝化反应及反硝化反应的前提条件。同时，充足的碳源及较高的C/N比有利于脱氮的完成[7]。4.Carrousel氧化沟存在的问题及解决方法尽管Carrousel氧化沟具有出水水质好、抗冲击负荷能力强、除磷脱氮效率高、污泥易稳定、能耗省、便于自动化控制等优点。但是，在实际的运行过程中，仍存在一系列的问题。4.1污泥膨胀问题当污水中的碳水化合物较多，N、P含量不平衡，pH值偏低，氧化沟中污泥负荷过高，溶解氧浓度不足，排泥不畅等易引发丝状菌性污泥膨胀；非丝状菌性污泥膨胀主要发生在污水水温较低而污泥负荷较高时。微生物的负荷高，细菌吸取了大量营养物质，由于温度低，代谢速度较慢，积贮起大量高粘性的多糖类物质，使活性污泥的表面附着水大大增加，SVI值很高，形成污泥膨胀。70 　　针对污泥膨胀的起因，可采取不同对策：由缺氧、水温高造成的，可加大曝气量或降低进水量以减轻负荷，或适当降低MLSS(控制污泥回流量)，使需氧量减少；如污泥负荷过高，可提高MLSS，以调整负荷，必要时可停止进水，闷曝一段时间；可通过投加氮肥、磷肥，调整混合液中的营养物质平衡(BOD5：N：P=100：5：1)；pH值过低，可投加石灰调节；漂白粉和液氯(按干污泥的0.3%~0.6%投加)，能抑制丝状菌繁殖，控制结合水性污泥膨胀[11]。4.2泡沫问题由于进水中带有大量油脂，处理系统不能完全有效地将其除去，部分油脂富集于污泥中，经转刷充氧搅拌，产生大量泡沫；泥龄偏长，污泥老化，也易产生泡沫。用表面喷淋水或除沫剂去除泡沫，常用除沫剂有机油、煤油、硅油，投量为0.5~1.5mg/L。通过增加曝气池污泥浓度或适当减小曝气量，也能有效控制泡沫产生。当污水中含表面活性物质较多时，易预先用泡沫分离法或其他方法去除。另外也可考虑增设一套除油装置。但最重要的是要加强水源管理，减少含油过高污水及其它有毒污水的进入[12]。4.3污泥上浮问题当污水中含油量过大，整个系统泥质变轻，在操作过程中不能很好控制其在二沉池的停留时间，易造成缺氧，产生腐化污泥上浮；当曝气时间过长，在池中发生高度硝化作用，使硝酸盐浓度高，在二沉池易发生反硝化作用，产生氮气，使污泥上浮；另外，污水中含油量过大，污泥可能挟油上浮。　　发生污泥上浮后应暂停进水，打碎或清除污泥，判明原因，调整操作。污泥沉降性差，可投加混凝剂或惰性物质，改善沉淀性；如进水负荷大应减小进水量或加大回流量；如污泥颗粒细小可降低曝气机转速；如发现反硝化，应减小曝气量，增大回流或排泥量；如发现污泥腐化，应加大曝气量，清除积泥，并设法改善池内水力条件[12]。4.4流速不均及污泥沉积问题70 　　在Carrousel氧化沟中，为了获得其独特的混合和处理效果，混合液必须以一定的流速在沟内循环流动。一般认为，最低流速应为0.15m/s，不发生沉积的平均流速应达到0.3~0.5m/s。氧化沟的曝气设备一般为曝气转刷和曝气转盘，转刷的浸没深度为250~300mm，转盘的浸没深度为480~530mm。与氧化沟水深(3.0~3.6m)相比，转刷只占了水深的1/10~1/12，转盘也只占了1/6~1/7，因此造成氧化沟上部流速较大(约为0.8~1.2m，甚至更大)，而底部流速很小(特别是在水深的2/3或3/4以下，混合液几乎没有流速)，致使沟底大量积泥(有时积泥厚度达1.0m)，大大减少了氧化沟的有效容积，降低了处理效果，影响了出水水质。　　加装上、下游导流板是改善流速分布、提高充氧能力的有效方法和最方便的措施。上游导流板安装在距转盘(转刷)轴心4.0处(上游)，导流板高度为水深的1/5~1/6，并垂直于水面安装；下游导流板安装在距转盘(转刷)轴心3.0m处。导流板的材料可以用金属或玻璃钢，但以玻璃钢为佳。导流板与其他改善措施相比，不仅不会增加动力消耗和运转成本，而且还能够较大幅度地提高充氧能力和理论动力效率[13]。　　另外，通过在曝气机上游设置水下推动器也可以对曝气转刷底部低速区的混合液循环流动起到积极推动作用，从而解决氧化沟底部流速低、污泥沉积的问题。设置水下推动器专门用于推动混合液可以使氧化沟的运行方式更加灵活，这对于节约能源、提高效率具有十分重要的意义[14]。5.结论　　Carrousel氧化沟由于具有良好的出磷脱氮能力、抗冲击负荷能力和运行管理方便等优点，已经得到了广泛的应用。但由于科技的发展和社会的进步，该工艺必将得到进一步的提高。作者认为：Carrousel氧化沟的未来研究方向将主要体现在以下几方面。1结合生物膜法，研究和开发生物模型Carrousel氧化沟。这样不仅可以提高单位反应器的微生物总量，从而提高有机负荷，而且生物膜本身具有的内置A/O系统强化了脱氮效果[18]。2不断提高Carrousel氧化沟中微生物的活性。例如在氧化沟中投加EM专一菌种、投入铁盐使微生物驯化成生物铁、投入活性炭增强菌胶团的形成并提高耐毒性冲击等。70 3提高Carrousel氧化沟设备性能和监控技术。提高表曝机、水下推进器的性能，减少维修工作量；利用DO、ORP等多目标监控技术及变频技术是今后Carrousel氧化沟科学运行的必由之路。4提高Carrousel氧化沟的耐寒、耐毒性能，减少占地面积和工程造价。膜理论的应用、深池水力条件和工艺性能的研究为降低工程造价、提高耐寒耐毒性能等提供了可能的方向。70'