某城镇污水A2O工艺设计.doc

<p>摘要
本次毕业设计的题目为某城镇污水处理厂工艺设计（6万m3/天）。主要任务是完成个该地区污水的工艺处理设计。设计要完成设计说明书一份、污水处理工艺流程图、高程图、平面布置图、二沉池及其配管图等。
城镇污水在去除BOD5和SS的同时，还需要进行脱氮处理，故采用当代水处理工艺中较流行的工艺。工艺由于不同环境条件，不同功能的微生物群落的有机配合，加之厌氧、缺氧条件下，部分不可生物降解的有机物能被开环或断链，使得N、P、有机碳被同时去除，并提高对不可降解有机物的去除效果。它可以同时完成有机物的去除，硝化脱氮、磷的过量摄取而被去除等功能，脱氮的前提是NH3－N应完全硝化，好氧池能完成这一功能，缺氧池则完成脱氮功能。厌氧池和好氧池联合完成除磷功能。
设计主要内容包括二沉池（含配管）及生化池构筑物设计计算、水力计算；运行说明及其它（含有关设备选定、污泥的培养驯化、运行监测指标、水电等动力消耗、总操作运行费用及总投资预测等）本设计采用了为主体工艺，工艺流程相对简单，省去了污泥消化系统，节省了基建投资和运行费用，该工艺处理污水运行稳定，易于管理，出水水质达到设计要求，真正做到了污水的综合利用。
关键词：污泥驯化二沉池
第一章设计总论
1.1设计任务
本设计内容是某县污水处理厂A2/O设计，设计规模为6万m3/d。
1.2设计规模及要求
1.2.1进出水质
表1-1进水水质数据
水质指标
BOD5
（mg/L）
CODcr
（mg/L）
SS
（mg/L）
NH3－N
（mg/L）
TN
（mg/L）
P
（mg/L）
原水水质
240
450
225
30
40
4
项目

1.2.2出水水质
污水处理后达到《城镇污水处理厂污染物排放标准（GB8918-2002）中的一级标准（B标准）。因此该城镇污水处理厂二级出水标准为：
表1-2出水水质数据
水质指标
BOD5
（mg/L）
CODcr
（mg/L）
SS
（mg/L）
NH3－N
（mg/L）
TN
（mg/L）
P
（mg/L）
出水水质
≤20
≤60
≤20
≤15
≤20
≤1
1.2.3设计内容
1) 工艺方案比选：对文献认真阅读后，就课题内容进行酝酿和思考，确定设计方案。
2) 工艺及主要构筑物计算：对计算确定各构筑物主要尺寸及工艺流程主要运行参数。
3) 运行说明及其它（含有关设备选定、污泥的培养驯化、运行监测指标、水电等动力消耗、总操作运行费用及总投资预测等
4) 图纸：工艺流程图、高程图、平面布置图、二沉池及其配管图等
1.2.4设计依据
设计依据包括：
1.GBJ14-87《室外排水设计规范》；
2.GB8978-1996《污水综合排放标准》；
3.GB18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》；
1.2.5去除率计算
（1）BOD5的去除率
%=91.7%
（2）COD的去除率
%=86.7%
（3）SS的去除率
%=91.1%
（4）总氮的去除率
=50%
第二章工艺流程的确定
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6万吨,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。对脱磷或脱氮有要求的城市，应采用二级强化处理，如工艺，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。
2.1各类方法分析
2.1.1SBR法
工艺流程：
污水→一级处理→曝气池→处理水
工作原理：
1）流入工序：废水注入，注满后进行反应，方式有单纯注水，曝气，缓速搅拌三种，
2）曝气反应工序：当污水注满后即开始曝气操作，这是最重要的工序，根据污水处理的目的，除P脱N应进行相应的处理工作。
3）沉淀工艺：使混合液泥水分离，相当于二沉池，
4）排放工序：排除曝气沉淀后产生的上清液，作为处理水排放，一直到最低水位，在反应器残留一部分活性污泥作为种泥。
5）待机工序：工处理水排放后，反应器处于停滞状态等待一个周期。
特点：
①大多数情况下，无设置调节池的需要。
②SVI值较低，易于沉淀，一般情况下不会产生污泥膨胀。
③通过对运行方式的调节，进行除磷脱氮反应。
④自动化程度较高。
⑤得当时，处理效果优于连续式。
⑥单方投资较少。
⑦占地规模大，处理水量较小。
2.1.2　厌氧池＋氧化沟
工作流程：
污水→中格栅→提升泵房→细格栅→沉砂池→厌氧池→氧化沟→二沉池→接触
池→处理水排放
工作原理：
氧化沟一般呈环形沟渠状，污水在沟渠内作环形流动，利用独特的水力流动特点，在沟渠转弯处设曝气装置，在曝气池上方为厌氧池，下方则为好氧段，从而产生富氧区和缺氧区，可以进行硝化和反硝化作用，取得脱氮的效应，同时氧化沟法污泥龄较长，可以存活世代时间较长的微生物进行特别的反应，如除磷脱氮。
工作特点：
①在液态上，介于完全混合与推流之间，有利于活性污泥的适于生物凝聚作用。
②对水量水温的变化有较强的适应性，处理水量较大。
③污泥龄较长，一般长达15－30天，到以存活时间较长的微生物，如果运行得当，可进行除磷脱氮反应。
④污泥产量低，且多已达到稳定。
⑤自动化程度较高，使于管理。
⑥占地面积较大，运行费用低。
⑦脱氮效果还可以进一步提高，因为脱氮效果的好坏很大一部分决定于内循环，要提高脱氮效果势必要增加内循环量，而氧化沟的内循环量从政论上说可以不受限制，因而具有更大的脱氮能力。
⑧氧化沟法自问世以来，应用普遍，技术资料丰富。
2.1.3A/A/O法
优点：
①该工艺为最简单的同步脱氮除磷工艺，总的水力停留时间，总产占地面积少于其它的工艺。
②在厌氧的好氧交替运行条件下，丝状菌得不到大量增殖，无污泥膨胀之虞，SVI值一般均小于100。
③污泥中含磷浓度高，具有很高的肥效。
④运行中勿需投药，两个A段只用轻缓搅拌，以不啬溶解氧浓度，运行费低。
缺点：
①除磷效果难于再行提高，污泥增长有一定的限度，不易提高，特别是当P/BOD值高时更是如此。
②脱氮效果也难于进一步提高，内循环量一般以2Q为限，不宜太高，否则增加运行费用。
③对沉淀池要保持一定的浓度的溶解氧，减少停留时间，防止产生厌氧状态和污泥释放磷的现象出现，但溶解浓度也不宜过高。以防止循环混合液对缺反应器的干扰。
2.1.4一体化氧化沟又称合建式氧化沟
工艺流程：
一体化氧化沟集曝气，沉淀，泥水分离和污泥回流功能为一体，无需建造单独得二沉池。基本运行方式大体分六个阶段（包括两个过程）。
阶段A：污水通过配水闸门进入第一沟，沟内出水堰能自动调节向上关闭，沟内转刷以低转速运转，仅维持沟内污泥悬浮状态下环流，所供氧量不足，此系统处于缺氧状态，反硝化菌将上阶段产生的硝态氮还原成氮气逸出。在这过程中，原生污水作为碳源进入第一沟，污泥污水混合液环流后进入第二沟。第二沟内转刷在整个阶段均以高速运行，污水污泥混合液在沟内保持恒定环流，转刷所供氧量足以氧化有机物并使氨氮转化成硝态氮，处理后的污水与活性污泥一起进入第三沟。第三沟沟内转刷处于闲置状态，此时，第三沟仅用作沉淀池，使泥水分离，处理后的出水通过已降低的出水堰从第三沟排出。
阶段B：污水入流从第一沟调入第二沟，第一沟内的转刷开始高速运转。开始，沟内处于缺氧状态，随着供氧量增加，将逐步成为富氧状态。第二沟内处理过的污水与活性污泥一起进入第三沟，第三沟仍作为沉淀池，沉淀后的污水通过第三沟出水堰排出。
阶段C：第一沟转刷停止运转，开始泥水分离，需要设过渡段，约一小时，至该阶段末，分离过程结束。在C阶段，入流污水仍然进入第二沟，处理后污水仍然通过第三沟出水堰排出。
阶段D：污水入流从第二沟调至第三沟，第一沟出水堰开，第三沟出水堰关停止出水。同时，第三沟内转刷开始以低转速运转，污水污泥一起流入第二沟，在第二沟曝气后再流入第一沟。此时，第一沟作为沉淀池。阶段D与阶段A相类似，所不同的是反硝化作用发生在第三沟，处理后的污水通过第一沟已降低的出水堰排出。
阶段E：污水入流从第三沟转向第二沟，第三沟转刷开始高速运转，以保证该段末在沟内为硝化阶段，第一沟作为沉淀池，处理后污水通过该沟出水堰排出。阶段E与阶段B类似，所不同的是两个外沟功能相反。
阶段F：该阶段基本与C阶段相同，第三沟内的转刷停止运转，开始泥水分离，入流污水仍然进入第二沟，处理后的污水经第一沟出水堰排出。
主要特点：
①工艺流程短，构筑物和设备少，不设初沉池，调节池和单独的二沉池，污泥自动回流，投资省，能耗低，占地少，管理简便。
②处理效果稳定可靠，其BOD5和SS去除率均在90％-95％或更高。COD得去除率也在85％以上，并且硝化和脱氮作用明显。
③产生得剩余污泥量少，污泥不需小孩，性质稳定，易脱水，不会带来二次污染。
④造价低，建造快，设备事故率低，运行管理费用少。
⑤固液分离效率比一般二沉池高，池容小，能使整个系统再较大得流量和浓度范围内稳定运行。
⑥污泥回流及时，减少污泥膨胀的可能。
2.2生物处理方法特点对比
表2-1生物处理方法的特点对比
工艺类型
氧化沟
SBR法
A2/O法
技术比较
①污水在氧化沟内的停留时间长，污水的混合效果好；
②污泥的BOD负荷低，对水质的变动有较强的适应性；
①处理流程短，控制灵活；
②系统处理构筑物少，紧凑，节省占地；
①低成本，高效能，能有效去除有机物；
②能迅速准确地检测污水处理厂进出水质的变化；
经济比较
可不单独设二沉池，使氧化沟二沉池合建，节省了二沉池合污泥回流系统
投资省，运行费用低，比传统活性污泥法基建费用低30%
能耗低，运营费用较低，脱氮除磷优势明显，能满足远期规划要求
使用范围
中小流量的生活污水和工业废水
中小型处理厂居多
出水水质要求较高的各种污水处理厂
稳定性
一般
一般
稳定
综上所述，可得比较适合本经济开发区的工艺是工艺。因为这种工艺具有较好的除P脱N功能；具有改善污泥沉降性能的作用的能力，减少的污泥排放量；具有提高对难降解生物有机物去除效果，运行效果稳定；技术先进成熟，运行稳妥可靠；管理维护简单，运行费用低；沼气可回收利用；国内工程实例多，容易获得工程设计和管理经验技术先进成熟，运行稳妥可靠，最为重要的是该工艺总水力停留时间少于其他同类工艺，节省基建费用，占地面积相对较小。
2.3同步脱氮除磷工艺的原理及流程
分为三大部分，分别为厌氧、缺氧、好氧区。原污水从进水井内首先进入厌氧区，同步进入的还从沉淀池排出的含磷回流污泥，本反应器的主要功能是释放磷，同时部分有机物进行氨化。污水经过第一厌氧反应器进入缺氧反应器，本反应器的首要功能是脱氮，硝态氮是通过内循环由好氧反应器送来的，循环的混合液量较大，一般为2Q(Q——原污水流量)。混合液从缺氧反应器进入好氧反应器——曝气器，这一反应器单元是多功能的，去触，硝化和吸收磷等项反应都在本反应器内进行。这三项反应都是重要的，混合液中含有，污泥中含有过剩的磷，而污水中的则得到去除。
第三章A2/O生物反应池设计计算
3.1A2/O生物反应池设计要点
1.在满足曝气池设计流量时生化反应的需氧量以外，还应使混合液含有一定的剩余DO值，一般按2mg/L计.
2.使混合液始终保持混合状态，不致产生沉淀，一般应该使池中平均流速在0.25m/s左右.
3.设施的充氧能力应该便于调节，与适应需氧变化的灵活性.
4.在设计时结合了循环流式生物池的特点，采用了类似氧化沟循环流式水力特征的池型，省去了混合液回流以降低能耗，同时在该池中独辟厌氧区除磷及设置前置反硝化区脱氮等有别于常规氧化沟的池体结构，充氧方式采用高效的鼓风微孔曝气、智能化的控制管理，这大大提高了氧的利用率，在确保常规二级生物处理效果的同时，经济有效地去除了氮和磷.
3.2A2/O生物反应池设计计算
污水进处理厂前的BOD为240mg/L，COD=450mg/L，SS=225mg/L经初次沉淀池的处理BOD和COD按降低25％考虑，SS按降低50％考虑,则进入曝气池污水的BOD=240×（1-25％）=180mg/L，COD=450×（1-25％）=337.5mg/L。
SS=225×（1-50％）=112.5mg/L
首先判断是否可以采用A2/O法：
&gt;8
&lt;0.06，符合条件。
3.2.1设计参数选用：
BOD污泥负荷为Ns=0.16kgBOD5/kg·MLSS·d
回流污泥浓度Xv=10000mg/l；污泥回流比：50％；
曝气池混合液浓度：X=kg/m3
TN去除率为：η==％=50％
内回流比：R=100％=100％
污水的平均处理量为：
Q=60000m3/d=2500m3/h=0.6944m3/s;
污水的最大处理量为:
Q=Q==0.9039m3/s;
总变化系数取为1.31。
3.2.2反应池的计算
利用污泥负荷计算
反应池容积m3
反应池总水力停留时间
各段反应池停留时间和容积A：A：O=1：1：3
厌氧池水力停留时间，池容
缺氧池水力停留时间，池容
好氧池水力停留时间3
反应池主要尺寸
反应池总容积
设反应池2组，单组池容
采用5廊道式推流式反应池，廊道宽b=8m；有效水深h=5m;
单组反应池长度
校核：b/h=8/5=1.6（满足）
L/b=50/8=6.25(满足）
取超高为0.5m,则反应池总高H=5.0+0.5=5.5m
厌氧池尺寸：
L1=（4000/2）/b×n×h=2000/8×5×5=10m尺寸为：10×40×5.5（m)
缺氧池尺寸：
L2=（4000/2）/b×n×h=2000/8×5×5=10m尺寸为：10×40×5.5（m)
好氧池尺寸：
L3=（12000/2）/b×n×h=6000/8×5×5=30m尺寸为：30×40×5.5（m)
3.2.3剩余污泥量△X计算：
△X=Px+Ps=Y×（L0-Le）×Q平-Kd×v×Xv-（s0-se）×Q平×50％
1）降解BOD生成污泥量：
Y（L0-Le）×Q平=0.5×(180-20)×0.6944×24×3600=4799kg/d
污泥增值系数Y取Y=0.5
2）内源呼吸分解泥量：Xv=f×X=0.7×3.3=2.31
Kd×V×Xv=0.06×20000×2.31=2772kg/d
污泥自身氧化率Kd取Kd=0.06
Px=Y×（L0-Le）×Q平-Kd×v×Xv=2027kg/d
3）不可降解和惰性悬浮物量，该部分占总TSS的约50％：
Ps=（s0-se）×Q平×50％=50％=2775kg/d
剩余污泥量：△X=Px+Ps=4799-2772+2775=4802kg/d
污泥含水率99.2%，剩余污泥量：
q=m3/d
污泥龄θc：θc=≈24d（符合15～25d）
碱度校核每氧化1mgNH3-N需消耗碱度7.14mg；每还原1mgNO3--N产生碱度3.57mg;取出1mgBOD5产生碱度0.1mg
剩余碱度SALK1=进水碱度-硝化消耗碱度+反硝化产生碱度+去除BOD5产生碱度
假设生物污泥中含氮量以12.4％计，则：
每日用于合成的总氮=0.124×Px=0.124×2027=251.35Kg/d
即，进水总氮中有用于合成
被氧化的NH3-N=进水总氮-出水总氮量-用于合成的总氮量=40-15-4.12=20.88mg/L
所需脱硝量=40-20-4.12=15.88mg/L
需还原的硝酸盐氮量
3.2.4反应池进出水系统计算
1）进水管
单组反应池进水管设计流量
管道流速v=0.8m/s
管道过水断面面积2
管径
取管径DN=800mm
校对管内流速
2）回流污泥渠道。单组反应池回流污泥渠道设计流量QR
渠道流速
取回流污泥管管径DN=800mm
3)进水井
反应池进水孔尺寸：
进水孔过流量：
孔口流速
孔口过水断面积
孔口尺寸取
进水井平面尺寸
4)出水堰及出水竖井。按矩形堰流量公式
式中 ——堰宽，
H——堰上水头高，
2=0.2m
出水孔过流量
孔口流速
孔口过水断面积
孔口尺寸取
出水井平面尺寸
5)出水管。
单组反应池出水管设计流量
管道流速
管道过水断面积
管径
取出水管管径DN1100mm
校核管道流速
3.3曝气系统的计算
曝气池的需要量包括活性污泥对有机污染物的氧化分解及其本身的内源代谢两部分的耗氧量。
其中，取
Xv=2.45Kg/d
=0.5×60000×(0.18-0.02)+0.15×2000×2.45=5535KgO2/d=230.62KgO2/h
=0.5×78600×(0.18-0.02)+0.15×2000×2.45=7023KgO2/d=292.62KgO2/h
AOR=去除BOD5需氧量—剩余污泥中BODu氧当量+NH3—N硝化需氧量—剩余污泥中NH3—N的氧当量—反硝化脱氮产氧量
碳化需氧量
=14055.6-2878.3=11177.3(kg02/d)=
硝化需氧量
D2=4.6Q(No-Ne)-4.6×12.4%×Px
=4.6×60000×（40-15）×-4.6×0.124×2027=3036-1012=5743.8(kg02/d)
反硝化脱氮产生的氧量
D3=2.86NT（需还原的硝酸盐氮量）=2.86×952.8=2725(kg02/d)
总需氧量AOR=D1+D2-D3=11169.8+5743.8-2725=14188.6(kg02/d)=591.2(kg02/h)最大需氧量与平均需氧量之比为1.4，则
AORmax=1.4AOR=1.6×591.2=827.6(kg02/h)
去除每1kgBOD5的需氧量(kg02/BOD5)
3.3.2供气量计算
设计采用网状模型中微孔空气扩散器，敷设于距池底0.2m处，淹没水深4.8m，计算温度为30oC
查书中附录1得，水中溶解氧饱和度：Cs（20）=9.17mg/l；Cs（30）=7.63mg/l
（1）空气扩散器出口处的绝对压力（Po）：
Pb=P+9.8×103H=1.013×105+9.8×103×4.8=1.483×105Pa
（2）空气离开曝气池面时，氧的百分比，即：Ot=
Ea—空气扩散器的氧转移效率，对网状模型中微孔空气扩散器，取值12％，代入Ea值，得Ot=18.96％
（3）曝气池混合夜中平均氧饱和度（按最不利的温度条件考虑）最不利温度条件，按300C考虑：Cst（T）=Cs×
Cst（30）=7.63×=9.03mg/l
（4）换算成在20C时条件下，需氧量，即：
R0=
取值α=0.82，β=0.95，c=2.0，ρ=1.0，F=0.7，——气压调节系数，取1，
C——曝气池内平均溶解氧，取C=2mg/L
R0=1132.6kg/h
相应的最大时的需气量：
R0（max）==1585.5kg/h
（5）曝气池平均时供气量：Gs==31444.4m3/h
（6）曝气池最大时供气量：Gs（max）==44041.7m3/h
所需空气压力（相对压力）P
P=h1+h2+h3+h4+△h
式中h1+h2——供风管沿程与局部阻力之和，取h1+h2=0.2m
h3——曝气器淹没水头，h3=3.8m
h4——曝气器阻力，取h4=0.4m
△h——富裕水头，△h=0.5m
P=0.2+3.8+0.4+0.5=4.9m
3.3.3供气管道计算
供风干管采用环状布置。流量Qs=0.5Gmax=0.5×18423.24=22020m3/h=6.11m3/s
流速V=10m/s;管径取干管管径DN800mm
单侧供气（向单侧廊道供气）支管Qs单=×Qs=×6.11=2.03m3/s
流速V=10m/s;管径取干管管径DN500mm
双侧供气（向两侧廊道供气）支管Qs双=×Qs=×6.11=4.07m3/s
流速V=10m/s;管径取干管管径DN700mm
3.4生物池设备选择
1厌氧池设备选择（以单组反应池）
将厌氧池分成3格，每格内设潜水搅拌器一台，所需功率按5W/m3池容计算。厌氧池容积V厌=50×8×4.0=1600m3；
2缺氧池设备选择（以单组反应池）
选用GQT型高速潜水推流器，其性能参数：缺氧池设备选择（以单组反应池）
将缺氧池分成3格，每格内设潜水搅拌器一台，所需功率按5W/m3池容计算。
厌氧池有效容积V缺=50×8×4.0=1600m3；
3污泥回流设备
1混合液回流泵
污泥回流比R=100%；污泥回流量
设污泥回流泵房1座，内设3台潜污泵（2用1备）单泵流量QR单=QR/2=2500/2=1250m3/h
水泵扬程根据竖向流程确定。
2混合液回流设备
(1)混合液回流比
混合液回流量2×60000=120000m3/d=5000m3/h
设混合液回流泵房2座，每座泵房内设3台潜污泵(2用1备)
设混合液回流泵房2座，每座泵房内设3台潜污泵(2用1备)
单泵流量m3/h
(2)混合液回流管设计
泵房进水管设计流速采用
管道过水断面积
取泵房进水管管径DN1000mm
校核管道流速：
(3)泵房压力出水总管设计流量
设计流速采用
管道过水断面积
管径
取泵房压力出水管管径DN900mm
第四章二次沉淀池的设计
4.1设计要点
1.二次沉淀池是活性污泥系统的重要组成部分，它用以澄清混合液并回收，浓缩活性污泥，因此，其效果的好坏，直接影响出水的水质和回流污泥的浓度.因为沉淀和浓缩效果不好，出水中就会增加活性污泥悬浮物，从而增加出水的BOD浓度；同时回流污泥浓度也会降低，从而降低曝气中混合及浓缩影响净化效果.
2.二沉池也有别于其他沉淀池，除了进行泥水分离外，还进行污泥浓缩，并由于水量水质的变化，还要暂时储存污泥，由于二沉池需要完成污泥浓缩的作用，往往所需要的池面积大于只进行泥水分离所需要的面积.
3.进入二沉池的活性污泥混合液浓度（2000～4000mg/L），有絮凝性能，因此属于成层沉淀，它沉淀时泥水之间有清晰的界面，絮凝体结成整体共同下沉，初期泥水界面的沉速固定不变，仅与初始浓度有关.活性污泥的另一个特点是质轻，易被出水带走，并容易产生二次流和异重流现象，使实际的过水断面远远小于设计的过水断面.
4.由于进入二沉池的混合液是泥，水，气三相混合液，因此沉降管中的下降流速不应该超过0.03m/s.以利于气，水分离，提高澄清区的分离效果.
4.2沉淀池的类型及选择
沉淀池是分离悬浮固体的一种常用构筑物，二沉池是活性污泥处理系统的重要组成部分，其作用是泥水分离，使混合液澄清，浓缩和回流活性污泥。沉淀池常按池内水流方向不同分为平流式沉淀池、竖流式沉淀池和辐流式沉淀池三种。本设计中二沉池采用中心进水，周边出水的辐流式沉淀池。
辐流式沉淀池多呈圆形，池的进水在中心为止，出口在周围。水流在池中呈水平方向向四周辐射，由于过水断面面积不断变大，故池中的水流速度从池中心向池四周逐渐减慢。泥斗设在池中央，池底向中心倾斜，污泥常用刮泥机（或吸泥机）机械排除。其主要的特点是采用机械排泥，运行较好；排泥设备有定性产品。
4.3辐流式二沉池设计计算
辐流式二沉池的设计参数：
（1）池子直径（或者正方形的一边）与有效水深的比值大于6；
（2）池径不宜小于16m；
（3）池底坡度一般采用0.05~0.1m；
（4）一般采用机械刮泥，也可附有空气提升或净水头排泥设施；
（5）当池径（或正方形的一边）较小（小于20m）时，也可采用多斗排泥；
（6）停留时间2.5~3h；
（7）表面负荷：0.6~1.5m3/（m2·h）。
辐流式二沉池的设计计算过程：
（1）沉淀部分水面面积
式中：
—设计日平均流量m3/h；
，本设计设置2座沉淀池；
—表面负荷，m3/(m2·h)，本设计取1.5m3/(m2·h)
本设计中Q设计=0.9039m3/s=3254.04m3/h，拟建2座二沉池，并列运行，单池表面负荷q=1.5m3/（m2·h），沉淀时间t=3.0h。
（2）单池表面积：F===1084.68m2
（3）沉淀部分直径：D===37.17m，
采用周边传动吸泥机，为了符合型号规格，取直径为，由《给水排水设计手册（第2版）》第11册P592查知(D＞20,采用周边传动的刮泥机)，选取周边传动吸泥机，其性能参数如下表：
性能参数
规格型号
池径
D(m)
周边线速
（m/min）
电机功率
（kW）
压缩空气压力（MPa）
生产厂家

37
1.60
1.5
75
扬州天雨给水排水有限公司
（4）实际水面面积
（5）沉淀区有效水深
沉淀部分有效水深：h2=q×t=1.5×3.0=4.5m
式中：
—沉淀区有效水深，m；
—沉淀时间，1.5~4.0h；取3.0h
（6）校核径深比,在6—12内，符合要求
（7）沉淀部分有效容积
（8）沉淀区的容积
式中：
—每人每日污泥量，L/(人·d）一般为0.3~0.8，取0.8L/(人·d）
—设计当量人口数，25万
—两次清除污泥像个时间，d；取
—沉淀池座数，
（9）污泥斗的容积
设，则
，取1.7m。
（10）污泥斗以上圆锥体部分污泥容积：设坡度
，取0.8m
（11）污泥总容积
＞12.68m3
（12）沉淀池总高度
式中：
—沉淀池超高，m，为0.5m；
—池中心与池边落差，m，为0.5m；
—沉淀池泥斗高度，m，为1.7m
H=0.5+4.5+0.5+0.8+1.7=8.0m
（13）沉淀池池边高H’
H’=h1+h2+h3
则：H’=h1+h2+h3=0.5+4.5+0.5=5.5m
4.4二沉池进出水设计计算
4.4.1进水部分设计
流入槽：设计流量加上回流污泥量。
即:Q=0.9039+0.5=1.356m3/s
设流入槽宽B=0.6ｍ,水深0.5ｍ。
流速：v=m/s
取导流絮凝区
停留时间600s,G=20s
水温15C,
v==0.74m/s
孔径用，孔数n==311个
导流絮凝区平均流速：
v==0.006m/s
G==在10～30之间，合格。
湿周：f=B+2h=0.6+2=1.6
水利半径：R=A/f=0.3/1.6=0.19
流速v=Q/A=0.9039/(2×0.4)=1.51m/s
水力坡度：I=d=3.53‰
流入槽周长：L==120.32ｍ
h=LI=0.425ｍ
进水孔水头损失非常小，取0.03ｍ
进水水头损失：0.425+0.03=0.455ｍ
4.4.2出水部分设计
出水采用三角堰，出水槽两边出水，出水槽外壁距池壁h=0.5米，出水槽宽B=0.8米，则出水堰长:m
出水槽尺寸
堰每侧集水量：Q==0.226m3/ｓ
过水断面：A=B×h=0.8×0.5=0.4㎡
湿周：f=B+2h=1.8m，
水力半径：R＝A/f=0.4/1.8=0.22m
流速：v=Q/A=0.226/0.4=0.56m/s＞0.4m/s
水利坡度：I=d=0.40‰；
出水槽周长：L=227.34m
4.4.3堰的计算
二沉池是污水处理系统中的主要构筑物，污水在二沉池中净化后，出水的水质指标大多已定，故二沉池的设计相当重要，本设计考虑到薄壁堰不能满足堰上负荷的要求，故采用三角堰出水。为了便于安装及维修，采用与初沉池相同几何尺寸的三角堰。
取三角堰高h=0.06m，宽b=0.12m
共有堰数：个，取1895
每个三角堰流量：L/s
堰上附和：，在（1.5～2.9）之间，符合要求。
由三角堰公式：=1.43H
则堰上水深：H=（/1.43）2/5=（0.24×10-3/1.43）=0.031m
取堰上自由跌落为0.15，堰上水头损失H=H+0.15=0.181m
二沉池总水头损失：
∑h＝0.181+0.40‰×227.34+0.455＝0.727m，取0.73m。
4.4刮吸泥机的计算：
本设计采用周边驱动的全跨边式刮吸泥机
吸泥机外缘线速度为1.68m/min，吸出污泥含水率99.2％，采用静水压力排泥，在二沉池衍架上设有I=0.05的污泥流动槽，污泥通过虹吸管排入槽内，沿槽流至中心排泥管，然后流出二沉池。
4.5二沉池集配水井
二沉池配水井为内外套筒式结构，外径5.0m，内径3.0m，由曝气池过来的输水管道直接送往两个二沉池，管径为1100mm，
管内最大流速：
，
二沉池出水管径取D=700mm。
第五章活性污泥的培养
污水处理设施在正式投入使用时，其生化处理装置均需进行污泥接种、驯化（俗称调试）。对于规模较大的污水处理设施尽量缩短调试时间，使处理主体尽快投入正常运行，在实际操作过程中有着重要的意义。我们通过多个日处理万吨的污水处理设施的生化调试发现，在生化调试过程中，如果准备充分，正常气温下一般7~10d即可完成生化设施的培菌接种工作；10d后就可以对污水进行驯化，20d左右便可进入正常运行。
5.1前期准备阶段
5.1.1.物料准备
①污泥准备
对于万立方米级污水处理装置而言，其生化池体积较大，为了保证生化池初始污泥浓度，需要准备投加的原始污泥量很大。理论上讲，投加后生化池的污泥的质量浓度最好控制在2500mg/L左右。实际运行时，为了节约成本，调试期间初始污泥的质量浓度可控制在1500mg/L左右，一日处理1×104m3污水生化时间为12h的污水处理装置为例，调试前需准备含水率在80%的活性污泥约40m3。污泥品种最好是同类或相似的活性污泥。如有困难，其它活性较强的污泥也可使用。污泥在使用前为保证一定的活性，对待用的污泥需进行喷水保湿处理，在保湿条件下污泥的活性至少可保持15d以上。
②碳源培养寄的准备
生化调试过程中理想的碳源是大粪及淀粉。一般来说调试前期以加入大粪为主，中后期以加入淀粉为主，为接生成本，淀粉可用地脚面粉替代。由于大粪无法事先储存，因此，事前需和有关部门确定好调试期间需要的数量。调试期间碳源准备量一般按如下原则进行估算。每天投加到生化池的COD量按混合后生化池COD的质量浓度在200~300mg/L水平计，其中地脚面粉COD的质量折算量约为1t[COD]/t[面粉]。大粪的COD折算比较困难，根据经验，在整个调试期间需100~150m3的大粪。加入大粪的目的除补充碳源外，还可增加生化池菌种的引入。地脚面粉可准备10~15t。
③磷源、氮源的准备
补充碳源一般以普钙Ca（H2PO4)2为主，补充的氮源以尿素CO（NH2）2为主。生化池COD的质量浓度在300mg/L时估计BOD5值一般以100mg/L计，补充量按m（BOD5）：m（N）：m（P）=100：5：1折算，每天需补充淀粉2000-3000kg，尿素100kg，补普钙200kg，质量比按照淀粉：尿素：普钙=20-30：1：2补给。调试期间需准备尿素2~3t，普钙5~6t。
另外如有条件可准备10~20kg粉状阴离子聚丙烯酰胺（PAM）。
5.1.2.物料化制及输送设备
由于调试期间需要的物料量很大，加之生化调试无污水进入，池内污水流动性较差，为提高接种速度，需要将污泥及补充碳源尽可能均匀地输入各生化池内。因此，对于一定规模的污水处理设施设置物料化制及物料输送系统，对减轻劳动强度提高调试效率是必需的。根据经验，物料化制池宜设于地下，池内设空气搅拌装置，池容积一般在20~30m3。池内分二区，一区为化制区，该区需设置物料化制及初级垃圾清理装置；二区为输送取，设置潜水泵或液下泵，同时在泵周围设置垃圾同以防泵发生堵塞。输送管道在生化池附近宜使用软管以便根据需要调整投加料点位置。另外，物料化制旁最好设置一个消火栓或供水管，用于化制污泥及其它物料时供水。
5.1.3.监测仪器准备
为配合生化调试，需对生化池中的COD（铬法）、溶解氧、pH值、细菌等指标进行监测。一般生化处理调试需配备以下监测仪器：COD测定仪、溶解氧测定仪、pH值测定仪、显微镜。

5.2调试阶段
5.2.1.初期（3d）
①首先将生化池注入一定量的清水和部分待处理的污水，然后将污泥倒入物料化制池。一般第1次投加20m3污泥，同时投加大粪等培养料，加水搅拌后按比例均匀投加到各生化池内。投加培养料以生化池COD的质量浓度控制在300mg/L为准。然后按比例补加普钙（由于投加大粪无需补加氮源）。
②闷曝：投料后进行闷曝。水气体积控制在1：（5~10）。第1天曝气采取6h充氧，4h停机的方式进行。
③再次投料：经过1d闷曝后，第2天COD的质量浓度降至100mg/L左右。需再次投料，第2次可投入10~15m3污泥至化料池，（留下部分作为备用）。同时投加以大粪为主的培养料，投加培养料仍以控制生化池COD的质量浓度在200~300mg/L为标准。根据需要补磷后闷曝。
④闷曝：第二、三天的闷曝可减少停机时间，生化曝气可控制为开6停2。
5.2.2.中期（4~7d）
一般经过2~3d的闷曝后，通过显微镜镜检，可能会看到少量的原生动物。原则上，此时每天定时补加碳源逐步以地脚面粉为主。同时投加普钙和尿素，以补充磷源和氮源。补充碳源的标准仍以生化池COD的质量浓度在200mg/L左右为准
此阶段为排除生化代谢物，生化池需适量换水，同时继续进行闷曝。此阶段为加速污泥菌胶团的形成，在生化池中可适量投加粉状PAM
5.2.3.后期（7~10d）
一般经过7~10d闷曝，生化污泥表现显淡黄色，污泥30min沉降比达到10%左右。通过镜检可发现有较多活跃的原生动物钟虫、纤毛虫，以及后生动物轮虫、线虫等，此时生化污水处理即可进入驯化及增负荷调试阶段。
增负荷调试一般以每2d增加五分之一的污水负荷进行。1周后基本可以全负荷运行。为平稳过度，增负荷全几天视具体情况可适量补充些地脚面粉作为碳源
5.2.4.调试条件控制
生化调试期间，曝气强度原则上应结合水中溶解氧类控制气水比，一般好氧区溶解氧的质量浓度控制在1~3mg/L，兼氧区控制在0~0.5mg/L。
其它监控指标主要有COD，生物相、pH值、污泥沉降比。取样分析频率为调试初期一般4h取1次样，中期6h取1次，后期8h取1次样

5.3调试注意事项
生化设施的调试，有以下几点须特别注意。
①设置化料池及配备物料输送系统对于规模较大的污水处理设施是必要的。
②投加的污泥需尽可能化开，避免垃圾进入生化池，降低污泥使用效率。
③在投加大粪时需做好垃圾的清理工作，避免垃圾进入输送泵，否则极易引起输送泵的堵塞。
④需随时掌握生化池内的COD及溶解氧变化情况，及时补充碳源和调整供气量
⑤调试期间生化池pH值最好控制在7~8.5之间，发生异常及时寻找原因采取补救措施。
在调试过程中如能做到以上几点，一般来说整个生化调试过程可在1个月内完成。此外，以上生化调试结论适用于鼓风曝气为主的生化处理装置，对于其它形式的生化处理仅供参考。在调试开始时，注入生化池的水应为当前需处理的污</p>