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图2—3 氧化沟工艺 a.特点:
氧化沟又名氧化渠或循环曝气池,是 1950 年由荷兰公共工程研究所研究成功的。其本特征是曝气池呈封闭的沟渠形。污水和活性污泥的混合液在其中不停地循环流动,其水力停留时间一般较长,为15—16h,泥龄长达15—30 天,属于延时曝气法。
氧化沟处理系统的构造形式较多,有圆形或马蹄形的,有平行多渠道形式以侧渠作为二沉池的,有将二沉池建在渠上或单独分建的等等,其供氧和水流动力都是靠提升曝气设备,这种设备分为早期使用的水平中心轴旋转叶轮和后来出现的卡鲁塞尔氧化沟所用的垂直或带叶片的曝气器,由于氧化沟水深较浅(一般3 米左右),而流程较长,可以按照曝气器前作缺氧与曝气器后作富氧段的方式设计运行,提供兼氧菌与好氧菌交替作用的条件,在缺氧段脱硝,在好氧段除碳源需氧量及达到脱N 的目的。
b.技术特性
主要技术参数:
负荷:N=2.0—3.0 kgBOD5/m3·d N=0.05—0.15kgBOD5/kgMLSS·d 水力停留时间:HRT=10—30h 泥龄:SRT=10—30d MLSS:X=2000—6000mg/l 出水BOD5:10—15mg/l 出水SS:se=10—20 mg/l 出水NH3-N:Ne=1—3mg/l 沟内水流速度:V=0.3—0.5m/s 环流周期:T=15—30min 沟内水深:H=2.5—4.5m 宽深比:B:H=2:1 c.优点
(1)氧化沟内循环流量很大,进入沟内的原污水立即被大量的循环水所混合和稀释,因此具有很强的承受冲击负荷的能力,对不易降解的有机物也有较好的处理效果。
(2)处理效果稳定可靠,不仅可满足BOD5、SS 的排放标准,还可以达到脱N除P 的效果。
(3)由于氧化沟的水力停留时间和泥龄都很长,悬浮物、有机物在沟内可获得较彻底的降解。
(4)活性污泥产量少且趋于稳定,一般可不设初沉池和污泥消化池,有的甚 至取消二沉池和污泥回流系统,简化了处理流程,减少了处理构筑物,使其基建费用和运行费用都低于一般活性污泥法。
(5)承受水质、水量、水温能力强,出水水质好。
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d.缺点
氧化沟运行管理费用高;氧化沟沟体占地面积大。
2.2.3 设计方案的确定
本设计选用三个方案:A2/O 同步脱氮除磷工艺,carrousel2000 型氧化沟工艺和奥贝尔氧化沟工艺进行比较。如下表所示:
表 2-1 三个方案的比较
A2/O 脱氮除磷工艺 Carrousel2000 奥贝尔氧化沟
氧化沟 污泥负荷 污泥龄(d) 污泥量 污泥处理方式 曝气方式 能耗水平 碳化效果 脱氮效果 除磷效果
中负荷 5~15 较多 消化浓缩脱水 鼓风曝气 高 好 好 好
低负荷 20~30 少 直接浓缩脱水 表曝机 低 好 好 较好
低负荷 20~30 少 直接浓缩脱水 曝气转刷 中 好 好 较好
厂区环境 一般 好 好 综上所述 :在本次设计中采用在国内广泛使用,技术相对成熟的
carrousel2000 型氧化沟工艺。污泥处理采用浓缩脱水工艺,中水处理选择澄清过滤消毒工艺。
2.3 工艺流程的确定
本工艺设计的工艺流程图为:
图2—4 威海市污水处理厂工艺
2.4 主要构筑物的选择
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2.4.1 污水处理构筑物的选择
1.格栅
格栅是一组平行的金属栅条或筛网组成,安装在污水管道、泵房、集水井的进口处或处理厂的端部,用以截留较大的悬浮物或漂浮物,以便减轻后续处理构筑物的处理负荷。
截留污物的清除方法有两种,即人工清除和机械清除。大型污水处理厂截污量大,为减轻劳动强度,一般应用机械清除截留物。
本工程设计确定采用两道格栅, 20mm 的中格栅和5mm 的细格栅。
2.进水闸井
进水闸井于厂区进水管和中格栅间之间。
3.污水泵房
城市污水处理厂的运行费用大部分来自于电能,其中40%的电能为水泵消耗,所以,确定合理的水泵及泵站具污水处理厂的关键所在。 污水泵站的特点及形式
泵站形式的选择取决于水力条件和工程造价,其它考虑因素还有:泵站规模大小、泵站的性质、水文地质条件、地形地物、挖渠及施工方案、管理水平、环境性质要求、选用水泵的形式及能否就地取材等。 污水泵站的主要形式:
(1)合建式矩形泵站,装设立式泵,自灌式工作台,水泵数为4 台或更多时,采用矩形,机器间、机组管道和附属设备布置方便,启动简单,占地面积大; (2)合建式圆形泵站,装设立式泵,自灌式工作台,水泵数不超过4 台,圆形结构水力条件好,便于沉井施工法,可降低工程造价,水泵启动方便。
(3)对于自灌式泵房,采用自灌式水泵,叶轮(泵轴)低于集水池最低水位,在最高、中间和最低水位都能直接启动,其优点为启动及时可靠,不需引水辅助设备,操作简单。
(4)非自灌式泵房,泵轴高于集水池最高水位,不能直接启动,由于污水泵水管不得设低阀,故需设引水设备。但管理人员必须能熟练的掌握水泵的启动程序。 由以上可知,本设计因水量较大,并考虑到造价、自动化控制等因素,以及 施工的方便与否,采用自灌式半地下式矩形泵房。
本工程设计确定采用与中格栅合建的潜水泵房。
4.沉砂池
沉砂池的功能的去除比重较大的无机颗粒。按水流方向的不同可分为平流式、竖流式、曝气沉砂池和旋流沉砂池四类。 a.平流沉砂池
优点:沉淀效果好,耐冲击负荷,适应温度变化。工作稳定,构造简单,易于施工,便于管理。
缺点:占地大,配水不均匀,易出现短流和偏流,排泥间距较多,池中约夹杂有15%左右的有机物使沉砂池的后续处理增加难度。 b.竖流沉砂池
优点:占地少,排泥方便,运行管理易行。
缺点:池深大,施工困难,造价较高,对耐冲击负荷和温度的适应性较差,池径受到限制,过大的池径会使布水不均匀。
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c.曝气沉砂池
优点:克服了平流沉砂池的缺点,使砂粒与外裹的有机物较好的分离,通过调节布气量可控制污水的旋流速度,使除砂效率较稳定,受流量变化影响小,同时起预曝气作用,其沉砂量大,且其上含有机物少。
缺点:由于需要曝气,所以池内应考虑设消泡装置,其他型易产生偏流或死角,并且由于多了曝气装置而使费用增加,并对污水进行预曝气,提高水中溶解氧。
d.旋流沉砂池(钟式沉砂池)
优点:占地面积小,可以通过调节转速,使得沉砂效果最好,同时由于采用离心力沉砂,不会破坏水中的溶解氧水平(厌氧环境)。
缺点:气提或泵提排砂,增加设备,水厂的电气容量,维护较复杂。 基于以上四种沉砂池的比较,本工程设计确定采用旋流沉砂池。 5.沉淀池(二沉池)
由于本设计主要构筑物采用氧化沟,可不设初沉池。二沉池设在生物处理构筑物的后面,用于沉淀去除活性污泥或腐殖污泥(指生物膜法脱落的生物膜)。 a.平流沉淀池 优点:
(1)沉淀效果好;
(2)耐冲击负荷和温度的变化适应性强; (3)施工容易,造价低。 缺点:
(1)多为机械排泥,运行较好,管理较简单; (2)排泥设备已趋定型。 缺点:
(1)池内水速不稳定,沉淀效果较差;
(2)机械排泥设备复杂,对施工质量要求高。 适用条件:适用于大、中型污水处理厂; 适用于地下水位较高的地区。 c.竖流沉淀池 优点:
(1)排泥方便,管理简单; (2)占地面积较小。
d.斜板(管)沉淀池 优点:
(1)沉淀效率高,停留时间短; (2)占地面积小。
缺点:用于二沉池时,当固体负荷较大时其处理效果不太稳定,耐冲击负荷的能力较差。
综上所述,四种沉淀池的优缺点比较,并结合本设计的具体资料可知,本工程二沉池采用中心进水、周边出水的辐流式沉淀池。 6.氧化沟
Carrousel2000 型氧化沟系统是在Caarrousel 型氧化沟的基础上发展起来的,是在Caarrousel 型氧化沟的基础上再分别设置一个厌氧池和一个缺氧池,
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