贵州某制药废水处理设计方案

贵州某制药废水处理设计方案

制药废水处理工程设计方案导流曝气生物滤池在制药废水处理中的应用摘要：贵州某制药有限公司，是国内主要生产化学药制剂、中成药、抗生素、生化药品、生物制品的知名制药企业，生产过程中排放的废水主要包括生活用水、抗生素废水、合成药物废水、中成药生产废水以及各类制剂生产过程的洗涤水和冲洗废水五大类。其废水的特点是成分复杂，有机物含量高、毒性大、色度深和含盐量高，特别是生化性很差，且间隙排放，属难处理的工业废水。本设计方案经过认真的分析和研究后，决定采用厌氧-气浮-导流曝气生物过滤法相结合的废水处理主导工艺，处理效果保证优于国家规定的排放标准，排入河流。1.概述贵州某制药有限公司，是国内主要生产化学药制剂、中成药、抗生素、生化药品、生物制品的知名制药企业，生产过程中排放的废水主要包括生活用水、抗生素废水、合成药物废水、中成药生产废水以及各类制剂生产过程的洗涤水和冲洗废水五大类，目前每天约排废水800吨，根据业主的意见，设计水量按800吨每天设计。废水的特点是成分复杂，有机物含量高、毒性大、色度深和含盐量高，特别是生化性很差，且间隙排放，属难处理的工业废水。我公司针对贵州某制药有限公司污水治理做了如下的设计：由于制药废水的处理主要是去除废水中的悬浮物和各种形态的有机污染物等，因此，宜于采用以生化处理为主体的处理工艺流程，国内外同类废水处理一般都采用厌氧-气浮-好氧相结合的方法。厌氧段处理高浓度有机污水效果稳定，污染物负荷高，COD（COD化学需氧量）约在3-10kg/m2·d左右，抗冲击负荷能力强。好氧段采用导流曝气生物过滤法进行好氧处理，BOD５（BOD５生物需氧量）去除率高，导流曝气生物过滤法在国内外都有广泛应用，处理效果好，工艺成熟稳定。由于贵州某制药有限公司制药废水原处理站制药废水处理只有一个沉淀池分两格，其出水发黑发臭，根本起不了应有的水处理效果，制约废水富含SS等大分子有机物易粘附在管壁上，增大水流阻力，且直接进入好氧池将很难降解，n因此废水进入气浮罐进行处理。2、基本原理及工艺设计制约厂因为工作时间的因素，其排水周期跟其它废水排放周期不同，属于间歇排放，必须设置一个较大的调节池来调节水质水量以保证整套设施的正常运行，减轻对后续设施带来的冲击负荷，利用原沉淀池作为调节池，废水经调节池收集然后进入后续处理设施进行综合处理。同时，SS可通过气浮罐经气浮去除，COD、BOD、氨氮、利用厌氧、好氧相结合的方法来去除，根据国内外成功经验及制药废水的处理经验，可采用以下的工艺较合理。2.1、工艺流程图废气处理系统调节池厌氧池气浮池导流快速沉淀分流系　统砂滤清水池消毒池导流曝气生物过滤系　统污泥无害化处理池2.2、工艺说明：生产污水自流到调节池，污水在调节池中进行充分的混合，使水质水量得到均衡。污水经调节池后自流到厌氧池，污水在厌氧微生物的作用下进行厌氧处理。污水经厌氧池后再经泵前加药把污水提升到气浮池中，在溶气水的作用下，进行固液分离，去除绝部分的悬浮物及部分有机污染物。如果SS过多，进入生物处理系统，将影响生物处理的效果。污水经气浮后自流到好氧池进行好氧处理，好氧池中挂满新型弹性填料，表面积大，易传膜、不堵塞，BOD5去除率高。由于经过缺氧处理后提高污水的可生化性，污水中已被降解的小分子有机物在曝气的好氧微生物的作用于下被进一步氧化分解成CO2、H2O等而得以去除。经生化后的污水自流到消毒池后即可排放。n3、处理效果通过对已治理的污水检测表明，该工艺有较好的处理效果。处理水水质达到国家排放标准要求，即出水水质CODcr≤80mg/L,BOD5≤20mg/L、SS≤20mg/L。PH=6～9，动植物油≤5mg/L色度<30；氨≤5mg/L、总磷≤0.5mg/L、粪大肠菌数≤100个/人。4、本工艺主要特点4.1较小的池容和占地面积导流曝气生物滤池的BOD5容积负荷大，几乎是常规二级生物处理的5～10倍，所以它的池容积和占地面积较常规二级生物处理工艺要小得多。同时，由于初滤池后可不设二次沉淀池，大大节省了占地面积和土建费用。污水处理厂采用导流曝气生物滤池的总占地面积只有氧化沟工艺的1/3。滤池内高比表面积和粗糙多孔的粒状生物填料，使其可能积聚多达10～15g／L的微生物量，高浓度的微生物量将使得导流曝气生物滤池的容积负荷大为提高，减少池容及占地面积，此对拟建的污水处理设施具有重要意义。由于导流曝气生物滤池对污水中悬浮物的生物截留作用，使出水中的SS很少，完全达到国家所要求的排放标准，故滤池后面不需设置二沉池。4.2抗冲击负荷能力强，处理效果稳定处理系统的出水水质好，是由于整个过滤分流中存在着较高浓度的微生物，生化反应速率高，并可通过控制供气量使滤池中存在好氧和缺氧环境，使得该装置组合可实现硝化、反硝化。同时，由于高浓度的微生物以生物膜的形式固定在粒状滤料的表面，无污泥膨胀之虑，不会因滤池受水力负荷的冲击而造成微生物流失，因此，导流曝气生物滤池对水力负荷及有机负荷都具有较强的抗冲击能力。4.3简化处理流程由于导流曝气生物滤池的生物和物理综合截留作用，处理后水中的SS很少，故不需设置二沉池和污泥回流泵房，使处理流程得以简化，进一步节省占地面积。4.4工程费用及运转费用相对较低由于导流曝气生物滤池工艺流程短、池容小和占地省，使工程费用大大低于常规二级生物处理工艺。同时，采用滤池专用曝气系统并利用粒状滤料对气泡的切割及阻挡作用，使得气泡在滤层中进一步被细碎，强化气、液传质效应，增加n滤层内的微生物与空气的接触面积和时间，导致滤池总体充氧效率大为提高，氧的利用率达30%以上，从而降低能耗。4.5自动化程度高，运行管理简单由于相关工业技术的发展，一些先进的自动化设备如液位传感器、在线溶氧测定仪、定时器、变频器、PLC中央程控系统及微电脑等产品的出现，使得导流曝气生物滤池运行管理自动化得以顺利实现，其运行管理变得简单易行。一般来说，导流曝气生物滤池可以对进水水质、水量以及污水中溶解氧浓度进行在线检测，并通过PLC控制系统方便地调整曝气时间的长短，控制风机的供氧量，易于优化运行，特别是对大规模污水处理厂更显突出。4.6脱氮除磷效果好通过设置不同功能的滤池组合或在同一滤池中设置不同的功能分区，即通过两组装置或在同一座滤池内，分别人为地造成好氧、缺氧的环境，可使滤池在降解污水中有机物（BOD5）的同时，还能去除污水中的氮和部分磷。根据生活和医院污水处理工程实际情况表明，在导流曝气生物滤池运行过程中，滤料中存在着厌氧或缺氧的微环境，使得导流曝气生物滤池内部生存着大量厌氧或兼性微生物。在导流曝气生物滤池进行除碳、硝化的过程中，由于滤料上存在着厌氧或兼性微生物，脱氮的同时反硝化反应也在进行，其反硝化效率可达50%以上。4.7对气温及运行方式的适应性强由于大量的微生物生长在粒状填料粗糙多孔的内部和表面，微生物不会流失，即使长时间不运转也能保持其菌种的活性。如长时间停止不用后再恢复运行，可在进水、供气后的几天内恢复正常运行；由于导流曝气生物滤池所特有的高微生物量，使得该滤池对气温变化的适应性也较强。4.8构筑物模块化，有利于扩建导流曝气生物滤池单元为模块化结构，能较好地适应城镇污水处理厂分期建设的要求。4.9材料设备国产化导流曝气生物滤池所需的主要设备和材料，国内均可配套生产，基本不需进口。只有少量自控检测仪表和执行机构需进口。5、技术来源导流曝气生物滤池是在传统的曝气生物滤池的基础上，充分借鉴下向流曝气生物滤池法、上向流曝气生物滤池法、SBR法、和AB、接触氧化法、生物膜法、人工快滤法、沉降分离法、无泵n污泥回流法、给水快滤法等10者的设计手法和二级或三级污水处理工艺的特点而开发研制出来的污水处理新工艺、新技术。导流曝气生物滤池已在我国的山东、河北、贵州、山西、四川、内蒙古、黑龙江、江苏、吉林、河南、湖北、天津、北京等地已有工程实例，大量的工程应用证明：出水水质CODcr一般在20mg／L以下，最低5.95mg／L；BOD5一般在10mg／L以下，最低3.50mg／L；SS一般在20mg／L以下，最低6.55mg／L。由于出水水质可达到中水回用，适合我国越来越严的环保要求，有利于节能减排和循环经济建设，今后没有升级改造的后顾之忧。6、工艺过程图1　导流曝气生物滤池工艺方框图预处理池导流曝气生物滤池清水池污水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　出水污泥池脱水机房　　　　　　　　　　　　　　　　　　泥饼外运预处理池主要由格栅池、调节池、水解酸化池或厌氧池三部分组成。其功能是降低污水中的SS和一定程度的BOD5、CODcr等指标。7、构造形式导流曝气生物滤池的单元构造为U型双锥、三区、三级、三相导流、沉降分离和无泵污泥回流反应器。由内锥即下向流对流接触氧化生物过滤区也称（一区）锥底即导流沉降分离无泵污泥回流区也称（二区）和外锥即上向流曝气生物过滤区也称（三区）组成。在内锥即下向流对流接触氧化生物过滤区（一区）和外锥即上向流曝气生物过滤区（三区）设有滤料，在导流沉降分离无泵污泥回流区（二区）内装有导沉板和排泥管。在内锥即下向流对流接触氧化生物过滤区（一区）、和外锥即上向流曝气生物过滤区（三区），与锥底即导流沉降分离无泵污泥排泥区（二区）之间，设有反冲洗空气管和水管，其结构详见图2导流曝气生物滤池构筑示意图。图2导流曝气生物滤池构筑示意图n8、工艺技术（1）、下向流对流接触氧化区预处理后的污水自上而下进入内锥即下向流对流接触氧化生物过滤区（一区）内，通过滤料空隙间曲折下行，空气是自下而上，通过滤料空隙间曲折上升，在对流接触氧化的过程中，与污水及滤料上附着的生物膜充分接触，在好氧条件下发生气、液、固三相反应。该区借鉴了接触氧化法、下向流曝气生物滤池法、人工快滤法、生物膜法、给水快滤法等五者的设计手法。继而使污水在导流曝气生物滤池的内锥即下向流对流接触生物过滤区（一区）内，综合完成污水在导流曝气生物滤池中的第一级处理过程。（2）、沉降分离无泵污泥回流区通过内锥即下向流对流接触氧化生物过滤区（一区）处理后的污水，在重力作用下继续下行，进入导流沉降无泵污泥回流区（二区）内，在导流板的作用，并借助于流体下行的重力，使重于水的污泥顺势下沉于锥底，并在上部的水压作用下，压入锥底排泥管，排入污泥槽，流至污泥干化池。污泥流至干化池后，上清液和污泥在干化过程中外排的废液都通过回流槽回流到污水处理池前端，进入厌氧池或水解酸化池进行反硝化处理，干化污泥外运处理。污水在导流沉降无泵污泥回流区沉降排泥后分离出来的水，在导流板的作用下进入外锥即上向流曝气生物过滤区（三区）继续处理。导流沉降无泵污泥回流区借鉴沉降分离法、无泵污泥回流法二者的设计手法，继而实现泥水分离，分离出来的污泥外排并回流，分离出来的污水导入外锥即上向流曝气生物过滤区，从而使污水在导流曝气生物滤池中的沉降分离无泵污泥回流区（二区）内，综合完成第二级处理过程。（3）、上向流曝气生物过滤区n导流沉降分离出来的水在导流板的作用下进入到外锥，即上向流曝气生物过滤区（三区），与空气一道自下而上，通过滤料空隙间曲折上升，与污水及滤料上附着的生物膜充分接触，在好氧条件下，发生气、液、固三相反应。该区借鉴了接触氧化法、上向流曝气生物滤池法、生物膜法、人工快滤法、给水快滤法五者的设计手法，继而使污水在上向流曝气生物过滤区这个基本单元内，综合完成污水在导流曝气生物滤池中的第三级处理。污水在外锥，即上向流曝气生物过滤区（三区）的处理过程中、也要产生一定的污泥，产生的污泥同样借助于重力作用，使重于水的污泥通过导流板间隙，也同样下沉于底部的导流沉降无泵污泥回流区，还同样通过上部水的压力，将污泥压入锥底的排泥管，排入污泥槽，流至干化池。在这里不难看出，污水在导流曝气生物滤池中，综合实现了两次曝气，而共用一个沉淀区的综合作用，因此导流曝气生物滤池还具备两曝两沉（AB法）的污水处理工艺特征。污泥流至干化池后，上清液和污泥干化过程中外排的废液通过回流槽，回流到污水处理池前端，进入厌氧池或水解酸化池反硝化处理。污泥消毒干化后外运处理。（4）、气、水、泥运行线路1）、曝气过程曝气（内锥即下向流对流接触氧化区）→不曝气（导流沉降无泵污泥回流区）→曝气（上向流曝气生物过滤区）2）、污水处理过程下向流（内锥即下向流接触氧化区）→下向流（沉降分离无泵污泥回流区）→上向流（上向流曝气生物过滤区）→消毒→排放或回用3）、气、水混合运行过程水下行↓气上行↑，气水对流接触（内锥即对流接触氧化区）→泥下行↓水上行↑，曝气混合液借重力下行进入导流沉降分离无泵回流区→水上行↑气下行↑（外锥即曝气生物过滤区）4）、污泥流动过程污泥下沉（外锥即曝气生物过滤区）污泥下沉（内锥即对流接触氧化生物过滤区）厌氧池或水解酸化池污泥沉降泥水分离无泵污泥外排5）、硝化反硝化过程n硝化（外锥即上向流对流接触氧化生物过滤区，该区也有反硝化功能）厌氧或水解（视水质而定）硝化（内锥即下向流对流接触氧化生物过滤区，该区也有反硝化功能）详见原理图泥水分离（导流沉降无泵污泥回流区）污泥干化处理图3　污水处理工艺流程示意图　9、关键技术（1）、技术原理曝气生物滤池由内锥即下向流对流接触氧化区和外锥即上向流曝气生物过滤区，以及下部导流沉降无泵污泥回流区三部分组成。n在内锥即下向流生物接触氧化过滤区和外锥即上向流曝气生物过滤区内，都设有滤料。在下部的导流沉降分离无泵污泥回流区内装有导流板和无泵污泥回流管。在内锥即下向流对流接触氧化生物过滤区和外锥即上向流曝气生物过滤区，与下部的导流沉降分离无泵污泥自动回流区之间装有滤料，并在滤料下部设有滤池反冲洗空气管和水管。其污水流向为：污水自上而下进入内锥即下向流对流接触氧化生物过滤区内，通过滤料空隙间曲折下行至导流沉降无泵污泥回流区，实现泥水分离，分离出来的污泥在不用泵的条件下，自动回流到污水池的前端，进入厌氧池或水解酸化池反硝化处理。分离出来的水导入外锥即上向流曝气生物过滤区，并同样通过滤料空隙曲折上升，污水在上升的处理过程中产生的污泥也在重力作用下，自动下沉于导流沉降分离区，通过无泵污泥排泥系统，回流到污水池前端进入厌氧池或水解酸化池反硝化处理。空气的流向为：在内锥即下向流对流接触氧化生物过滤区内，空气是自下而上，在滤料空隙间曲折上升；在外锥即上向流曝气生物过滤区内，空气同样是自下而上，在滤料空隙间曲折上升。水与空气的流向分别为：在内锥即下向流对流接触氧化生物过滤区内，因污水是自上而下，而空气是自下而上，并且水和空气都是通过滤料空隙间曲折对流，与污水及滤料上附着的生物膜充分接触，在好氧条件下发生气、液、固三相反应。另一方面，水与空气在外锥即上向流曝气生物过滤区内，因污水和空气都是自下而上的，水和空气在滤料空隙间曲折上升，与污水及滤料上附着的生物膜充分接触，在好氧条件下，发生气、液、固三相反应。在内锥即下向流接触氧化生物过滤区和外锥即上向流曝气生物过滤区内的滤料上，由于生物膜附着在滤料上，不受泥龄限制，因而种类丰富，对于污染物的降解十分有利。污染物被吸附、拦截在滤料表面，作为降解菌的营养基质，加速降解菌形成生物膜，生物膜又进一步“俘获”基质，将其同化、代谢、降解。在碳氧化与硝化合并处理时，靠近滤池进水口的滤层段内有机污染浓度高，异养菌群占绝对优势，大部分的含碳污染物CODcr、BOD5和SS在此得以降解和去除，浓度逐渐降低。在导流曝气生物过滤法污水处理池下部的自养型细菌，如硝化菌占优势，氨氮被硝化。在生物膜内部以及部分填料间的空隙，蓄积的大量活性污泥中存在着兼性微生物。因此，在导流曝气滤池中可发生碳污染物的去除，同时有硝化和反硝化的功能。粒状滤料及生物膜除了吸附拦截等作用外，兼有过滤的作用，随着处理过程的进行，在滤料空隙间蓄积了大量的活性污泥，这些悬浮状活性污泥在滤料缝隙间形成了污泥滤层，在氧化降解污水中有机物的同时，还起到了很好的吸附过滤作用，从而能使有机物及悬浮物均得到比较彻底的清除。图4　　原理示意图在装置运行过程中，随着生物膜的新陈代谢，脱落的生物膜及滤料上截留的杂质不断增加，滤料中水头损失增大，水位上升，到一定时期，需对滤料进行反冲洗。导流曝气生物过滤装置以其贮存在清水池中清澈的出水作为反冲用水，不另设反冲水池，反冲洗废水通过排水管回流到预处理设施。经导流曝气生物滤池处理后的水，流入消毒区，消毒区采用推流翻腾S型工艺和虹吸n式二氧化氯消毒系统，推流翻腾保证消毒剂与污水充分混合和消毒接触时间，虹吸式二氧化氯消毒系统能将产生的二氧化氯储存在投药箱内，定比定量向污水中投加消毒剂。在污水消毒过程中，药箱内消毒剂下降到一定位置时自动发出信号开机，产生二氧化氯消毒，投药箱药液盛满后自动指令关机。因此，既达到了定比定量投药，又保证消毒剂的供给，同时还保证消毒剂充分混合和接触时间。污水处理过程中产生污泥通过无泵污泥回流系统排至干化池，上清液和干化过程中产生的废液回流到处理池前端，进入厌氧池或水解酸化池反硝化，污泥消毒干化后外运处理。图5导流曝气生物滤池反冲工艺流程示意图反冲洗进水取样井清水池砂滤池导流曝气生物滤池水解酸化池调节池格栅池（2）、脱氮除磷原理1）、脱氮原理导流曝气生物滤池的脱氮原理是在将有机氮转化为氨氮的基础上，通过硝化和反硝化菌的作用，将氨氮通过硝化转化为亚硝态氮、硝态氮，再通过反硝化作用将硝态氮转化为氨气，从而达到从废水中脱氮的目的。2）、除磷原理导流曝气生物滤池除磷的原理是在厌氧条件下，聚磷菌将其细胞内的有机磷转化为无机态磷，并加以释放，利用此过程中产生的能量摄取废水的溶解、溶解性有机物质的合成PHB，从而在好氧的条件下，聚磷菌则将PHB降解以提供其从废水中摄取磷所需的能量，从而完成聚磷的作用。3）、关键技术导流曝气生物滤池充分借鉴了下向流曝气生物滤池法、上向流曝气生物滤池法、接触氧化法、生物膜法、人工快滤法、沉降分离法、给水快滤法、无泵污泥回流法和SBR法和AB法等10者的设计手法，集曝气和间隙曝气、快速过滤、悬浮物截留、两曝两沉、无泵污泥回流、定期反冲于一体，使污水在U型双锥这一个单元体内，综合实现三级、三区、三相导流、无泵污泥外排及回流处理全过程，是一种典型的高负荷、淹没式、固定化生物床的三相导流，脱氮除磷反应器，处理后的污水优于排放标准，实现中水回用。11、主要技术经济指标或设计参数（1）、主要技术参数项目导流曝气生物过滤法n曝气方法鼓风曝气溶解氧量（mg／L）2.5～4.0气水比（2.5～5）∶1污泥回流比5～10曝气时间h1.5～3泥龄d不受泥龄期限制水力停留时间h1～2BOD5容积［kgBOD5／(m3·d)］2～5污泥产率%0.5氧利用率%35～40运行方式敞开适应环境湿度℃0～50单位占地面积（m2／T污水）0.2达到标准中水回用每吨污水工程投资（元）1000-1900(注:水量大﹑造价低,水量小﹑造价高)处理成本（元／T污水）0.11～0.201(2)、主要设计参数序号构筑物名称工艺参数1格栅调节池格栅流速0.6m／s；进水渠宽0.8m，格栅间隙10mm；格条宽10mm；60°倾斜放置；格栅进行防腐处理。2水解酸化池上升流速0.5－1.8m／h；单孔布水负荷0.5－1.5m2；出水孔处设45°导流板；气水比5︰1－10︰1；水力筛缝隙＞3mm时；出水孔为15－25mm；清水区高0.5－1.5m；日排泥1－2次；BOD5去除25－35%；CODcr去除30－45%；SS去除10－20%；水解率为25－35%。3导流快速沉淀池下向流沉降区表面负荷4m3／m2·h，上向流斜淀区表面负荷8m3／m2·h，斜管孔径100mm，斜管长1m，斜管水质倾向60°，斜管垂直高度0.86m，上部水深0.7m，缓冲层高度1m。4导流曝气生物滤法处理池0℃＜水温≤50℃；气水比（3－5）︰1；BOD5负荷为2.0－5.5kg／（m3.d）；反冲洗周期1－7d；反冲洗强度为4－8L／（m2.s）；滤料轻质陶粒；平均密度1.05－1.1；平均粒径5－10mm；装填高度1.5－2.5m；水力停留时间1－2h；微污染物只需停留0.5h。n5砂滤池砂滤层厚度2.5米；垫层0.3米；滤速取4.0米／小时；反冲强度10升／（米2.秒）；反冲时间5分钟。6清水池作为滤池反冲洗水储水池和保证计量设施的稳定运行。7消毒池推流翻腾S工艺，消毒接触时间≥1.5h，余氯量≤0.5mg／L。8脱氯池推流翻腾S工艺，脱氯时间30min，余氯量≤0.5mg／L。9污泥池砖混结构10、技术先进性、经济性分析(1)、技术先进性分析1)、技术前瞻性导流曝气生物滤池充分借鉴了下向流曝气生物滤池法、上向流曝气生物滤池法、接触氧化法、生物膜法、人工快滤法、沉降分离法、给水快滤法、聚磷排泥法等八者的设计手法，集曝气、快速过滤、悬浮物截留、两曝两沉、无泵污泥回流、定期反冲于一体，使污水在U型双锥这一个单元体内，综合实现三级、三区、三相导流、无泵污泥外排及回流处理全过程，是一种典型的高负荷、淹没式、固定化生物床的三相导流，脱氮除磷反应器，处理后的污水优于排放标准，实现中水回用，因此技术前瞻性。2)、工艺创新性导流曝气生物过滤法采用U型双锥结构，巧妙地将污水处理分为下向流对流接触氧化区、导流沉降无泵污泥回流区、上向流曝气生物过滤区三个污水处理区域，实现了两曝两沉和无泵污泥外排的工艺结构，具备下向流曝气生物滤池法、上向流曝气生物滤池接触法、接触氧化法、生物膜法、人工快滤法、沉降分流法、给水快滤法、聚磷排泥法的处理工艺技术特征，在导流曝气生物过滤法污水处理池内，综合实现三级、三区、三相导流、无泵污泥外排及回流的全过程，是典型的高负荷、淹没式、固定化生物床的三相导流、脱氮除磷反应器，因此工艺创新性。3)、工程投资经济性导流曝气生物过滤法的BOD5容积负荷大，几乎是常规二级生物处理的5～10倍，所以它的池容积和占地面积较常规二级生物处理工艺要小得多。同时，在导流曝气生物过滤法污水处理池中，具有上下结构的沉降无泵污泥外排回流区，因此无需二次沉淀池，大大节省了占地面积和土建费用。污水处理厂采用导流曝气生物过滤法工艺的总占地面积只有氧化沟工艺的1／3。装置内高比表面积和粗糙多孔的粒状生物填料，使其可能积聚多达10～15g／L的微生物量，高浓度的微生物量将使得导流曝气生物过滤法技术的容积负荷大为提高，减少池容积及占地面积，此对拟建的污水处理设施具有重要意义。由于导流曝气生物过滤法技术对污水中悬浮物的生物截留作用，使出水中的SS很少，完全达到国家所要求的排放标准，故滤池后面不需设置二沉池，因此工程投资经济性。n4)、处理效果稳定性处理系统的出水水质好，是由于整个系统中存在着较高浓度的微生物，生化反应速率高，并可通过控制供气量使装置中存在好氧和缺氧环境，使得该装置组合可实现硝化、反硝化。同时，由于高浓度的微生物以生物膜的形式固定在粒状滤料的表面，无污泥膨胀之虑，不会因滤池受水力负荷的冲击而造成微生物流失，因此，导流曝气生物过滤法技术对水力负荷及有机负荷都具有较强的抗冲击能力。即使污水是减少一半以下或停水后再启用，只需很短的时间内就能正常运行，因此处理效果稳定性。5)、处理流程简化性由于导流曝气生物过滤法技术的生物和物理综合截留作用，处理后水中的SS很少，故不需设置二沉池，加上系统中具有沉降污泥无泵回流系统，因此无需污泥回流泵房，使处理流程得以简化，进一步节省占地面积，因此处理流程简化性。6)、投资和运转费用经济性由于导流曝气生物过滤装置法工艺流程短、池容小和占地省，使工程费用大大低于常规二级生物处理工艺。同时，采用装置专用曝气系统并利用粒状滤料对气泡的切割及阻挡作用，使得气泡在滤层中进一步被细碎，强化气、液传质效应，增加滤层内的微生物与空气的接触面积和时间，导致滤池总体充氧效率大为提高，氧的利用率达30%以上，从而节省能耗，因此投资和运转费用经济性。7)、操作管理简单性由于相关工业技术的发展，一些先进的自动化设备如液位传感器、在线溶氧测定仪、定时器、变频器、PLC中央程控系统及微电脑等产品的出现，使得DB导流曝气生物过滤系统运行管理自动化得以顺利实现，其运行管理变得简单易行。一般来说，导流曝气生物过滤法系统可以对进水水质、水量以及污水中溶解氧浓度进行在线检测，并通过PLC控制系统方便地调整曝气时间的长短，控制风机的供氧量，易于优化运行，特别是对各大、中、小污水处理厂更显突出，因此操作管理简单性。8)、脱氮除磷典型性〈1〉、导流曝气生物过滤法脱氮除磷基本原理导流曝气生物过滤法的脱氮原理是在将有机氮转化为氨氮的基础上，通过硝化和反硝化菌的作用，将氨氮通过硝化转化为亚硝态氮、硝态氮，再通过反硝化作用将硝态氮转化为氨气，从而达到从废水中脱氮的目的。导流曝气生物过滤法除磷的原理是在厌氧条件下，聚磷菌将其细胞内的有机磷转化为无机态磷，并加以释放，利用此过程中产生的能量摄取废水的溶解、溶解性有机物质的合成PHB，从而在好氧的条件下，聚磷菌则将PHB降解以提供其从废水中摄取磷所需的能量，从而完成聚磷的作用。〈2〉、导流曝气生物过滤法的除磷n基于导流曝气生物过滤法的上述原理，结合导流曝气生物过滤法污水处理工艺，在导流曝气生物过滤法污水处理单元的前面设厌氧池或水解酸化池﹑加上导流曝气生物过滤法污水处理池的内锥，即下向流对流接触氧化生物过滤区和外锥即上向流曝气生物过滤区以及导流沉降无泵污泥回流区,这两个曝气和不曝气段,形成了较为完整的硝化﹑反硝化脱氮除磷工艺。与此同时，在导流曝气生物过滤法的内锥及下向流接触氧化生物过滤区中有硝化和反硝化作用（见原理图），因此较其它通用污水处理技术更有除磷的技术优势。特别是污水在内锥和外锥的曝气条件下，聚磷后和污泥一道下沉于无泵污泥回流区底部，并在上部水压作用下，含有80-90%高浓度含磷污泥通过无泵污泥排泥管排出池外，流入污泥干化池，从而磷随干化污泥外运而被去除，未去除的其它磷随干化池中的上清液和污泥干化过程中的废液回流到污水处理池前端，进入厌氧池或水解酸化池进行释放，达到反硝化。〈3〉、脱氮除磷效果差的原因除磷的好坏取决于聚磷菌在厌氧段能否将磷彻底释放和排泥的好坏，如果厌氧段不能彻底释放磷，工艺系统中无法很好地排泥，除磷效果差。例如A2／O工艺是较为典型的脱氮除磷工艺，但是，除磷效果还是不尽人意，其原因是：①﹑由于混合液中的NO2-N、NO3-N在二沉池中反硝化，使N2附着在污泥表面上而上浮，造成二沉池表面负荷较低，停留时间长，使二沉池的污泥沉降效果不理想。②﹑由于无氧池依靠二沉池池底污泥造成无氧条件下的释放，但是在回流污泥中由于含有硝酸盐及亚硝酸盐，从而在无氧池中反硝化释放氮气，使无氧池不能形成很好的无氧条件，从而使得无氧段氧化还原电位偏高，聚磷菌对磷酸的释放不彻底，有机磷水解不充分，除磷效果不理想。为了在工艺中避免上述问题，采取增大二沉池，增长停留时间，但带来的问题是表面负荷降低，不仅造成工程投资大，而且出水中SS高，除磷效果差，由于系统中污泥停留时间长，部分污泥硝化，排泥量少，除磷效果低。基本结构：导流曝气生物过滤池底部设有进水和排泥管，中上部是填料层，厚度一般为2.5～3m，填料顶部装有挡板，防止悬浮填料的流失。挡板上均匀安装有出水滤头。挡板上部空间作反冲洗水的储水区，其高度根据反冲洗水头而定，在导流曝气生物过滤法的下部设有沉降分离无泵污泥回流区，将内锥即下向流对流接触氧化区曝气后的水在重力和导流板的作用下沉于底部，并通过排泥管外排，有较好的排泥作用，加上导曝前有预处理的厌氧段和好氧段，能较好的释放磷，因此导流曝气生物过滤法整个处理工艺比A2／O有较好的处理效果。9)、气温及运行方式适应性由于大量的微生物生长在粒状填料粗糙多孔的内部和表面，微生物不会流失，即使长时间不运转也能保持其菌种的活性。如长时间停止不用后再恢复运行，可在进水、供气后的几天内恢复正常运行；由于导流曝气生物过滤法装置所特有的高微生物量，使得该装置对气温变化的适应性也较强，因此气温及运行方式适应性。10)、检修换件方便性n导流曝气生物过滤法系统所需的主要设备和材料，国内均可配套生产，基本不需进口。只有少量自控检测仪表和执行机构需进口。11)、工程建设灵活性导流曝气生物过滤法系统单元为模块化结构，可集中设计，也可分开设计，还有利于扩建，能较好地适应各个地区地貌。n(2)、先进性对比方法工艺特征优点缺点导流曝气生物过滤法采用U型双锥结构，使污水在同一个处理单元内，实现三区、三级、三相导流、沉降分离、无泵污泥回流处理全过程，是一种典型的内循环、复合型、集约化、污水处理脱氮除磷反应器，滤池滤料的比表面积是BAF等生物滤池的2倍左右，具有同向流和异相流的双倍功效，生物膜活性是较BAF等生物滤池大为提高，氧利用率是BAF的1.5倍左右，具备下向流曝气生物滤池法、上向流曝气生物滤池法、接触氧化法、生物膜法、人工快滤法、沉降分离法、给水快滤法、无泵污泥回流法以及二级或三级污水处理工艺的特点，使污水在连续进水的条件下完成间歇曝气，并且在同一个U型双锥处理单元实现两曝两沉。除具备BAF曝气生物滤池和其它曝气生物滤池优点外，同时在连续运行条件下实现间歇曝气，比SBR间歇曝气方式更合理和省能，导流曝气生物滤池在同一个污水处理单元体内实现两曝两沉，比AB法、A20法接触氧化法等污水处理工艺技术更显科学合理，导流曝气生物滤池具备高效的脱氮除磷效果，同时投资省、运行费用低，占地面积小，处理后水质达到中水回用。需要定期进行反冲洗。BAF工艺滤料比表面积大，生物膜活性高；气水同向流，滤层阻力小，可得到较高的滤速；抗阻塞能力强，氧利用效率高；独特的反冲洗形式，自动化程度高。（1）具有较高的生物浓度和较高的有机负荷;（2）工艺简单、出水水质好;（3）抗冲击负荷能力强;（4）氧的传输效率高;（5）易挂膜、启动快;（6）菌群结构合理;（7）自动化程度高;（8）脱氮效果好等优点。1、BAF法需要定期进行反冲洗。2、脱氮效果好，但不能自动排泥，除磷效果差。3、氧的传输效率高，但氧的利用率效低。SBR法间歇式活性污泥法由流入、反应、沉淀、排放和闲置等5个工序组成。5个工序都在同一池中进行。1、在大多数情况下，无需设置调节池、占地面积小；1、对自动化程度要求较高；2、对管理人员素质要求较高；3、投资费用较高。n2、SVI值较低，污泥易于沉淀，一般情况下，不产生或很少产生剩余污泥；3、通过对运行方式的调节，在单一的曝气池内能够进行脱氮和除磷反应。4、运行费用高、管理难度大，需要几个人管理。5、中水回用需要另加深度处理设备和设施。传统活性污泥法原废水从池首端进入池内，回流污泥也同步注入，废水在池内呈推流形式流动至池的末端，经历了第一阶段的吸附和第二阶段代谢的完整过程，活性污泥也经历了对数增长，经衰减增长到池末端的内源呼吸期的完全增长周期。传统活性污泥法系统对污水处理的效果极好，BOD5去除率可达90%以上，适于处理净化程度和稳定程度要求较高的污水。1、曝气池容积大，占地面积大，基建费用高；2、对水质、水量变化的适应能力较低，运行效果易受水质、水量变化的影响；3、脱氮除磷效果较差。4、运行费用高、管理难度大，需要几个人管理。5、中水回用需要另加深度处理设备和设施。完全混合活性污泥法污水与回流污泥进入曝气池后，立即与池内混合液充分混合，可以认为池内混合液是已经处理而未经泥水分离的处理水1、对冲击负荷有较强的适应能力；2、污水在曝气池内分布均匀，各部位的水质相同，将整个曝气池的工况控制在最佳条件，活性污泥的净化功能得以发挥。1、活性污泥较易产生膨胀现象；2、曝气池容积大，基建费用高；3、脱氮除磷效果较差。4、运行费用高、管理难度大，需要几个人管理。5、中水回用需要另加深度处理设备和设施。氧化沟氧化沟的曝气装置的功能是供氧，使有机污染物、活性污泥、溶解氧充分混合、接触，推动水流以一定的流速循环流动。1、处理效率高，效果稳定，对水温、水质、水量的变动有较强的适应性；2、污泥龄长，可以存活、繁殖世代时间长、增值速度慢的微生物；3、污泥产率低，且多已达到稳定，勿1、占地面积大，基建费用较高。2、运行费用高、管理难度大，需要几个人管理。n需进行消化处理；4、运行费用较低。3、中水回用需要另加深度处理设备和设施。AB法未设初沉池，由吸附池和中间沉淀池组成的A段为一级处理系统，B段由曝气池和二次沉淀池组成，A段和B段各自拥有自己独立的回流系统，两段完全分开，由各自独特的微生物群体，处理效果稳定。1、对B段非常有利，可以大大提高B段的净化功能；2、经A段处理后，B段承受的负荷为总负荷的30～60%，曝气池的容积可减少40%左右，运行费用降低。1、基建投资高；2、剩余污泥量大，污泥处理投资较高。3、运行费用高、管理难度大，需要几个人管理。4、中水回用需要另加深度处理设备和设施。生物接触氧化法在池内设置填料，已经充氧的污水浸没全部填料，并以一定的流速经填料，填料上长满微生物，污水与生物膜相接触，在生物膜微生物的作用下，污水得以净化。1、对冲击负荷有较强的适应力；2、污泥产量少，不产生污泥膨胀；3、勿需污泥回流，易于维护管理；4、不产生滤池蝇，也不散发臭气；5、具有一定的脱氮除磷能力。1、投资大、占地面积大、运行费用高。2、对于进水量在数百吨的污水，接解氧化法是适宜的，但对于处理量更大的污水，会使处理成本上升。3、布水布气不均。4、脱氮除磷效果差。5、管理难度大，需要几个人管理。n(3)、技术经济性对比分析经济性分析比较表项目导流曝气生物过滤法SBR法氧化沟法A2／O法活性污泥法纯氧曝气法曝气方法鼓风曝气鼓风曝气鼓风曝气鼓风曝气鼓风曝气加入氧气溶解氧量（mg／L）2.5～4.00.5～2.52226～10气水比（3～5）∶1（5～8）∶1≥15（5～12）∶1（7～15）∶14∶1污泥回流比5～1050～10050～20050～10020～305～10曝气时间h1.5～35～624～485～66～102～3泥龄d不受泥龄期限制5～1520～303～53～58～20水力停留时间h1～23～516～365～85～101.5～3BOD5容积［kgBOD5／(m3·d)］2～50.6～1.20.15～0.40.5～1.00.3～0.61.6～3.3污泥产率%0.566560.5氧利用率%35～404～84～85～105～1560运行方式敞开敞开敞开敞开敞开敞开适应环境湿度℃0～5010～4010～4010～4010～4010～40单位占地面积（m2／T污水）0.21.72.41.82.00.28达到标准中水回用96一级96一级96一级96一级96一级每吨污水工程投资（元）1000-1831.822002100260023002200处理成本（元／T污水）0.11-0.2010.550.620.680.661.1511、应用领域(1)、城镇污水生活污水、小城镇生活污水、小区生活小区污水、医疗污水、工业污水的处理及回用，如：1)、城镇、村镇、住宅小区及开发区、农村生活污水；2)、宾馆、饭店、疗养院、医院、卫生院、学校、商场及办公楼生活污水；3)、车站、航空港、码头等污水。(2)、有机工业废水的处理1)、亚麻废水处理；2)、牛奶养殖场废水处理；3）、淀粉废水处理；4）、亚麻厂污水处理；n5）、化工厂高氨氮废水处理；6）、医院污水处理；7）、酒精废水处理。8）、水产制品废水处理9）造纸废水处理10）印染废水处理11）屠宰废水处理12）食品废水处理13）制药废水处理14）皮革废水处理15）垃圾渗滤液处理16）啤酒废水处理12、导流曝气生物滤池在医院污水处理应用领域1)、医院污水处理中水回用工程2)、进入水地表水体和海域的医疗污水处理工程3）、传染病医疗机构污水处理工程n第一部分贵州威宁实业集团为维护良好的生态环境，保障人体健康，加强对屠宰废水中的污染物的管理，决定对每小时流量约为42m3的废水进行处理。根据目前国家新的污水处理排放标准要求，结合我公司污水处理新技术和二十年来对污水治理经验，决定采用安全、环保、节能、增效的屠宰废水处理工艺《导流曝气生物滤池》为主体工艺系，对该污水进行处理，保证出水水质优于国家规定的（GB13457-92）《肉类加工工业水污染物排放标准》中表3一级标准。在此贵州长城环保科技有限公司本着保证废水处理的效果，合理利用场地，最大限度节约投资及运行费用的原则，优化合理设计该屠宰废水处理系统方案，以供该集团领导和有关环保专家参考。每天污水流量为800m3。一、进水水质设计根据该集团屠宰场提供的化验报告，污水进口水质如下：CODcr（mg／L）BOD5（mg／L）SS（mg／L）动植物油（mg／L）NH3-N（mg／L）PH粪大肠菌群数≤2200≤1200≤1000≤300≤1206-8≥107个/L二、出水要求考虑到国家环保要求越来越严，如果选用常规的污水处理工艺技术，污水处理后只能达到现行的国家排放标准，如果今后的国家排放标准升级，升级后的污水处理工程又不要投入资金改造后。为避免反复整改的不必要耗资，采用前瞻性的“导流曝气生物滤池污水处理工艺技术”对该污水进行处理，处理效果优于国家排放标准，没有升级改造的后顾之忧。其处理后的效果如下：污染物处理后达到的效果污染物处理后达到的效果BOD5≤20mg／LPH6—8.5CODcr≤80mg／LSS≤60mg／L动植物油≤15mg／LNH3-N≤15mg／L色度≤30mg／L石油类≤5mg／L挥发酚≤0.3mg／L磷酸盐≤1mg／L阴离子表面活性剂≤1mg／L粪大肠菌数≤100个／Ln（一）、主要污染物去除率根据上述污水水质，采用导流曝气生物滤池处理污水，其去除率如下：项目CODcrBOD5SS动植物油NH3-N粪大肠菌群数设计进水水质（mg／L）220012001000300120107个/L设计出水水质（mg／L）80206015153个/L处理程度（%）96.3698.33949587.599.99（二）、主要污染物处理量　　　　　污染物名称污染物处理量CODcrBOD5SS动植物油NH3-N粪大肠菌群数污水中每天和每年污染物消除量日处理量(kg／d)63635428285.531.5不可计数年处理量(T／年)232.14129.21102.9331.2111.50不可计数（三）、废水处理系统设计1、工艺流程图废气处理系统气浮池隔油池格栅池调节池厌氧池导流快速沉淀分流系　统砂滤清水池消毒池导流曝气生物过滤系　统污泥无害化处理池2、系统设计2.1、格栅池n主要功能：对水中的悬浮物，漂浮物和沉淀物实现有效的截留，确保潜污泵正常稳定地运行。设计流量：Qmax＝1000m3／24h＝41.67m3／h＝0.0116m3／s；栅前水深h＝0.6m，过栅流速V＝0.6m／s，进水渠道渐宽部分的尺寸角采用α1＝20°，栅前渠道超高取h2＝0.6m，栅条间隙宽度b＝0.02m，栅条宽S＝0.02m，格栅安装倾角α＝60°。①②栅槽宽度B＝S（n－1）＋bn＝0.02（2－1）＋0.02×2＝0.02＋0.04＝0.06m由于计算出栅槽宽度偏小,栅槽宽度取0.8m。③进水渠道渐宽部分的长度L1，设进水渠宽B1＝0.45m，其渐宽部分尺寸角度α1＝20°（进水渠道内的流速为Q/B1h=0.002m／s，小于V＝0.6m／s，符合要求）。④栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度：⑤通过格栅的水头损失（h1），设栅条断面为锐边矩形断面B＝2.42，K＝3。⑥栅后总高度（H）：H＝h+h1+h2＝0.6＋0.116＋0.6＝1.316m（h2为超高）⑦栅槽总长度L：因此格栅槽为L×B×H＝2.53×0.8×1.316m。有效容积：2.66m3。2.2、隔油池油类物质的密度一般都比水小，按在水中的存在状态可将其分为溶解性油、可漂油、分散油、乳化油，由于在屠宰废水中占有大量油脂，在污水处理系统的n前端，需将污水中的漂浮油脂去除，因废水量较小，采用小型隔油池，具有良好的处理效果。设计计算如下：隔油池设计：取废水在隔油池内的停留时间T=0.8h,水平流速v=2mm/s由于废水量小，设计为小型隔油池，池型参考《三废处理工程技术手册》废水卷，P293图2-1-16设计计算如下：设隔油池内废水停留时间为0.8h，则除油池的容积W=QT=1000/24×0.8=34m3设隔油池废水水平流速为2mm/s，则隔油池过水断面面积为：（宽1.5m、高4.0m）隔油池有效长度L为：L=3.6vt=3.6×2×0.8=5.8m设池水面以上的池壁超过为0.5m，则隔油池建筑总高度为H=4.0+0.5=4.5有效尺寸：L×B×H=5.8×1.5×4.5m有效容积：34.8m32.3、气浮池主要功能：气浮法是在水中通入或产生大量的微小气泡，使悬浮颗粒、胶体物质附着在其表面上，造成密度小于水的状态，利用浮力原理使它浮在水面，从而获得固、液分离的目的。溶气泵采用涡流泵或气液多相泵，其原理是在泵的入口处空气与水一起进入泵壳内，高速转动的叶轮将吸入的空气多次切割成小气泡，小气泡在泵内的高压环境下迅速溶解于水中，形成溶气水然后进入气浮池完成气浮过程。溶气泵产生的气泡直径一般在20～40μm，吸入空气最大溶解度达到100%，溶气水中最大含气量达到30%，泵的性能在流量变化和气量波动时十分稳定，为泵的调节和气浮工艺的控制提供了极好的操作条件。示意图如下：n溶气泵气浮示意图设计数据取值如下：处理水量Q=41.67m3/h分离室停留时间取10min反应时间t=6min溶气水量与处理水量的比值R=15%接触室上升流速（Vc）取10mm/s溶气压力采用0.3mPa气浮分离速度Vs取2.0mm/s设计计算：①反应一气浮池，采用旋流式圆台形反应池及立式气浮池。（a）气浮池接触室直径(dc)已定接触室上升速度Vc=10mm/s，则接触室表面积为：(b)气浮池直径（D）选定分离速Vs=2.0mm/s，则分离室表面积为(c)分离室水深（Hs）已定分离室停留时间ts=10min,则Hs=Vsts=2.0×10-3×10×60=1.20（m）(d)气浮池容积W=(Ac+As)Hs=(1.33+4.5)×1.2=7.0m3(e)反应池溶积（V）V=V1+V2其他圆台V1的高度h1为nV=V1+V2=2.07+2.17=4.17m3根据基本设计数据，反应时间t=6min，反应池体积（V1）应为现v=v1，其实际反应时间为(f)反应一气浮池高度浮渣层高度H1取5cm，干舷Ho取15m，则反应一气浮池高度（H）为H=H0+H1+Hs+h1+h2=0.15+0.05+1.2+0.29+0.3=1.99m(g)集水系统气浮池集水采用5根均匀分布的支管，每根支管中流量为查有关管渠水力计算表得支管直径dg为25mm，管中流速为0.45m/s，支管内水头损失为：出水总管直径（Dg）取50mm，管中流速为0.6m/s，点管上瑞装水位调节器。反应池进水管靠近池底（切向），直径（Dg）取50mm，管中流速为0.6m/s。气浮池排渣管直径取150mm。②溶气释放器，根据溶气压力0.3mPa，溶气水量6.25m3/h及接触室直径1.5m情况下，可选用释放器一只，释放器安装在距离接触室底约5cm处的中心：③压力溶气罐按过流密度I=3000m3/(m2/d)计算溶气罐直径（Dd）④空压机气浮所需释气量（Qg）Qg=QR1acΨ=41.67×0.15×53×1.5=497L/h式中，R1，ac机值均为20℃验时取得。因试验温度与生产中最低水温相差不n甚大，故Ψ取1.2.选用空压机间歇工作⑤刮渣机选用行星式刮渣机一台2.4、调节池主要功能：调节污水水量、水峰和均衡水质，以削减高峰负荷，利于下一步后续处理，同时用污水提升泵将污水提升，满足污水处理构筑物高程布置。设计参数：Qmax＝1000m3／24h＝41.67m3／h＝0.0116m3／s；水力停留时间：8h；有效容积：340m3；有效尺寸：L×B×H=12×7×4.0m；结构方式：地下式钢筋混凝土结构。调节池的修建：新建调节池一座。结构方式：地下式钢筋混凝土结构；主要设备及控制方式：潜水式无堵塞污水提升泵两台，型号：80WQ43-13-3，两台交替使用，一台备用,实际常开一台，Q＝43m3／h，H＝13m，N＝3.0kw。WQ型系列潜水排污泵采用德国ABS公司先进的技术，特别适用于输送含有坚硬固体、纤维物的液体，以及特别脏、粘和滑的液体。所有泵均装有经调整好的撕裂机构能将污水中长纤维、袋、带、草、布条等撕裂后排出。因此在污水中工作不会堵塞，无需在泵上加装滤网，运行极其可靠。WQ系列可根据用户需要配备双导轨自动耦合安装系统，它给安装、维修带来极大方便，人可不必为此而进入污水坑。根据调节池水位对污水提升泵进行自动启停控制或切换控制，并按工作时间自动轮换水泵工作，可现场手动或中控室集中控制。2.5、厌氧池2.5.1、主要功能：厌氧生物处理作为利用兼氧性微生物的代谢特性，在毋需提供外源能量的条件下，以被还原有机物作为受氢体，同时产生有能源价值的甲烷气体。缺氧生物处理法不仅适用于高浓度有机废水，进水BOD最高浓度可达数万mg/l，也可适用于低浓度有机废水，如城市污水等。n兼氧生物处理过程能耗低；有机容积负荷高，一般为5－10kgCOD/m3.d，最高的可达30-50kgCOD/m3.d；剩余污泥量少；兼氧菌对营养需求低、耐毒性强、可降解的有机物分子量高；耐冲击负荷能力强；产出的沼气是一种清洁能源。在全社会提倡循环经济，关注工业废弃物实施资源化再生利用的今天，缺氧生物处理显然是能够使污水资源化的优选工艺。近年来，污水缺氧处理工艺发展十分迅速，各种新工艺、新方法不断出现，包括有缺氧接触法、升流式缺氧污泥床、档板式缺氧法、缺氧生物滤池、缺氧膨胀床和流化床，以及第三代缺氧工艺EGSB和IC缺氧反应器，发展十分迅速。而升流式厌氧污泥床UASB(Up-flowAnaerobicSludgeBed，注：以下简称UASB）工艺由于具有缺氧过滤及缺氧活性污泥法的双重特点，作为能够将污水中的污染物转化成再生清洁能源——沼气的一项技术。对于不同含固量污水的适应性也强，且其结构、运行操作维护管理相对简单，造价也相对较低，技术已经成熟，正日益受到污水处理业界的重视，得到广泛的欢迎和应用。2.5.2、UASB的由来1971年荷兰瓦格宁根（Wageningen）农业大学拉丁格（Lettinga）教授通过物理结构设计，利用重力场对不同密度物质作用的差异，发明了三相分离器。使活性污泥停留时间与废水停留时间分离，形成了上流式厌氧污泥床（UASB）反应器的雏型。1974年荷兰CSM公司在其6m3反应器处理甜菜制糖废水时，发现了活性污泥自身固定化机制形成的生物聚体结构，即颗粒污泥（granularsludge）。颗粒污泥的出现，不仅促进了以UASB为代表的第二代厌氧反应器的应用和发展，而且还为第三代厌氧反应器的诞生奠定了基础。2.5.3、UASB工作原理UASB由污泥反应区、气液固三相分离器（包括沉淀区）和气室三部分组成。在底部反应区内存留大量缺氧污泥，具有良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥层。要处理的污水从缺氧污泥床底部流入与污泥层中污泥进行混合接触，污泥中的微生物分解污水中的有机物，把它转化为沼气。沼气以微小气泡形式不断放出，微小气泡在上升过程中，不断合并，逐渐形成较大的气泡，在污泥床上部由于沼气的搅动形成一个污泥浓度较稀薄的污泥和水一起上升进入三相分离器，沼气碰到分离器下部的反射板时，折向反射板的四周，然后穿过水层进入气室，集中在气室沼气，用导管导出，固液混合液经过反射进入三相分离器的沉淀区，污水中的污泥发生絮凝，颗粒逐渐增大，并在重力作用下沉降。沉淀至斜壁上的污泥沿着斜壁滑回缺氧反应区内，使反应区内积累大量的污泥，与污泥分n离后的处理出水从沉淀区溢流堰上部溢出，然后排出污泥床。基本出要求有：（1）为污泥絮凝提供有利的物理、化学和力学条件，使缺氧污泥获得并保持良好的沉淀性能；（2）良好的污泥床常可形成一种相当稳定的生物相，保持特定的微生态环境，能抵抗较强的扰动力，较大的絮体具有良好的沉淀性能，从而提高设备内的污泥浓度；（3）通过在污泥床设备内设置一个沉淀区，使污泥细颗粒在沉淀区的污泥层内进一步絮凝和沉淀，然后回流入污泥床内。2.5.4、UASB内的流态和污泥分布UASB的反应区内的流态与产气量和反应区高度相关，反应区下部污泥层内，由于产气的结果，部分断面通过的气量较多，形成一股上升的气流，带动部分混合液（指污泥与水）作向上运动。与此同时，这股气、水流周围的介质则向下运动，造成逆向混合，这种流态造成水的短流。在远离这股上升气、水流的地方容易形成死角。在这些死角处也具有一定的产气量，形成污泥和水的缓慢而微弱的混合，所以说在污泥层内形成不同程度的混合区，这些混合区的大小与短流程度有关。悬浮层内混合液，由于气体的运动带动液体以较高速度上升和下降，形成较强的混合。UASB内污泥浓度与废水的有机负荷率有关。是处理制糖废水试验时，UASB内污泥分布与负荷的关系。污泥层污泥浓度比悬浮层污泥浓度高，悬浮层的上下部分污泥浓度差较小，说明接近完全混合型流态，当有机负荷很高时污泥层和悬浮层分界不明显。污水通过底部0．4－0．6m的高度，已有90％的有机物被转化。由此可见兼氧污泥具有极高的活性，改变了长期以来认为缺氧处理过程进行缓慢的概念。在兼氧污泥中，积累有大量高活性的兼氧污泥是这种设备具有巨大处理能力的主要原因，而这又归于污泥具有良好的沉淀性能。UASB具有高的容积有机负荷率，其主要原因是设备内，特别是污泥层内保有大量的兼氧污泥。工艺的稳定性和高效性很大程度上取决于生成具有优良沉降性能和很高活性的污泥，尤其是颗粒状污泥。与此相反，如果反应区内的污泥以松散的絮凝状体存在，往往出现污泥上浮流失，使UASB不能在较高的负荷下稳定运行。根据UASB内污泥形成的形态和达到的COD容积负荷，可以将污泥颗粒化过程分为三个运行期：n（1）接种启动期：从接种污泥开始到污泥床内的COD容积负荷达到5kgCOD/m3．d左右，此运行期污泥沉降性能一般；（2）颗粒污泥形成期：这一运行期的特点是有小颗粒污泥开始出现，当污泥床内的总SS量和总VSS量降至最低时本运行期即告结束，这一运行期污泥沉降性能不太好；（3）颗粒污泥成熟期：这一运行期的特点是颗粒污泥大量形成，由下至上逐步充满整个UASB。当污泥床容积负荷达到16kgCOD/m3．d以上时，可以认为颗粒污泥已培养成熟。该运行期污泥沉降性很好。2.5.5、外设导流沉淀池防止污泥流失在UASB内虽有气液固三相分离器，混合液进入沉淀区前已把气体分离，但由于沉淀区内的污泥仍具有较高的产甲烷活性，继续在沉淀区内产气；或者由于冲击负荷及水质突然变化，可能使反应区内污泥膨胀，结果沉淀区固液分离不佳，发生污泥流失而影响了水质和污泥床中污泥浓度。为了减少出水所带的悬浮物进入水体，外部另设一导流沉淀池，沉淀下来的污泥回流到污泥床内。设置外部导流沉淀池的好处是：（1）污泥回流可加速污泥的积累，缩短启动周期；（2）去除悬浮物，改善出水水质；（3）当偶尔发生大量漂泥时，提高了可见性，能够及时回收污泥保持工艺的稳定性；（4）回流污泥可作进一步分解，可减少剩余污泥量。2.5.6、UASB的设计UASB的工艺设计主要是计算UASB的容积、产气量、剩余污泥量、营养需求的平衡量。UASB的池形状有圆形、方形、矩形。污泥床高度一般为3－8m，多用钢筋混凝土建造。当污水有机物浓度比较高时，需要的沉淀区与反应区的容积比值小，反应区的面积可采用与沉淀区相同的面积和池形。当污水有机物浓度低时，需要的沉淀面积大，为了保证反应区的一定高度，反应区的面积不能太大时，则可采用反应区的面积小于沉淀区，即污泥床上部面积大于下部的池形。气液固三相分离器是UASB的重要组成部分，它对污泥床的正常运行和获良好的出水水质起十分重要的作用，因此设计时应给予特别的重视。根据经验，三相分离器应满足以下几点要求：1、混和液进入沉淀区之关，必须将其中的气泡予以脱出，防止气泡进入沉淀n区影响沉淀；2、沉淀器斜壁角度约可大于45度角；3、沉淀区的表面水力负荷应在0.7m3/m2.h以下，进入沉淀区前，通过沉淀槽底缝的流速不大于2m/m2.h；4、处于集气器的液一气界面上的污泥要很好地使之浸没于水中；5、应防止集气器内产生大量泡沫。第2、3两个条件可以通过适当选择沉淀器的深度－面积比来加以满足。对于低浓度污水，主要用限制表面水力负荷来控制；对于中等浓度和高浓度污水，在极高负荷下，单位横截面上释放的气体体积可能成为一个临界指标。但是直到现在国内外所取得的成果表明，只要负荷率不超过20kgCOD/m3.d，UASB高度尚未见到有大于10m的报道。污泥与液体的分离基于污泥絮凝、沉淀和过滤作用。所以在运行操作过程中，应该尽可能创造污泥能够形成絮凝沉降的水力条件，使污泥具有良好的絮凝、沉淀性能，不仅对于分离器的工作是具有重要意义，对于整个有机物去除率更加至关重要。特别要注意避免气泡进入沉淀区，要使固——液进入沉淀区之前就与气泡很好分离。在气——液表面上形成浮渣能迫使一些气泡进入沉淀区，所以在设计中必须事先就考虑到：（1）采用适当的技术措施，尽可能避免浮渣的形成条件，防范浮渣层的形成；（2）必须要有冲散浮渣的设施或装置，在污泥反应区一旦出现浮渣的情况下，能够及时破坏浮渣层的形成，或能够及时排除浮渣。如上所述，UASB中污水与污泥的混合是靠上升的水流和发酵过程中产生的气泡来完成的。因此，一般采用多点进水，使进水均匀地分布在床断面上，其中的关键是要均匀——匀速、匀量。UASB容积的计算一般按有机物容积负荷或水力停留时间进行。设计时可通过试验决定参数或参考同类废水的设计和运行参数。2.5.7、UASB的启动1、污泥的驯化UASB设备启动的难点是获得大量沉降性能良好的兼氧颗粒污泥。最好的办法加以驯化，一般需要3－6个月，如果靠设备自身积累，投产期最长可长达1－2年。实践表明，投加少量的载体，有利于兼氧菌的附着，促进初期颗粒污泥的形成；比重大的絮状污泥比轻的易于颗粒化。n2、启动操作要点（1）最好一次投加足够量的接种污泥；（2）启动初期从污泥床流出的污泥可以不予回流，以使特别轻的和细碎污泥跟悬浮物连续地从污泥床排出体外，使较重的活性污泥在床内积累，并促进其增殖逐步达到颗粒化；（3）启动开始废水COD浓度较低时，未必就能让污泥颗粒化速度加快；（4）最初污泥负荷率一般在0.1－0.2kgCOD/kgTSS.d左右比较合适；（5）污水中原来存在的和缺氧分解出来的多种挥发酸未能有效分解之前，不应随意提高有机容积负荷，这需要跟踪观察和水样化验；（6）可降解的COD去除率达到70—80％左右时，可以逐步增加有机容积负荷率；（7）为促进污泥颗粒化，反应区内的最小空塔速度不可低于1m/d，采用较高的表面水力负荷有利于小颗粒污泥与污泥絮凝分开，使小颗粒污泥凝并为大颗粒。2.5.8、UASB工艺的优缺点1、UASB内污泥浓度高，平均污泥浓度为20－40gVSS/1；2、有机负荷高，水力停留时间短，采用中温发酵时，容积负荷一般为10kgCOD/m3.d左右；3、无混合搅拌设备，靠发酵过程中产生的沼气的上升运动，使污泥床上部的污泥处于悬浮状态，对下部的污泥层也有一定程度的搅动；4、污泥床不填载体，节省造价及避免因填料发生堵赛问题；5、UASB内设三相分离器，通常不设沉淀池，被沉淀区分离出来的污泥重新回到污泥床反应区内，通常可以不设污泥回流设备。主要缺点是：1、进水中悬浮物需要适当控制，不宜过高，一般控制在100mg/l以下；2、污泥床内有短流现象，影响处理能力；3、对水质和负荷突然变化较敏感，耐冲击力稍差。2.5.9、废水缺氧处理单元小结UASB工艺近年来在国内外发展很快，应用面很宽，在各个行业都有应用，生产性规模不等。实践证明，它是污水实现资源化的一种技术成熟可行的污水处理工艺，既解决了环境污染问题，又能取得较好的经济效益，具有广阔的应用前景。UASB设计参数：设计进水容积负荷n（1）有效尺寸L×B×H=15×10×5.32座V＝QS／U（有效容积）Q：流量1000m3／d＝41.7m3／hS：进出水有机物浓度差（CODcr）2200－80＝2120mg／LU：进水有机物容积负荷1.4kgCODcr／（m3／d）V＝QS／U（m3）1520设计UASB池2座单个反应器的容积m3760反应器高度h（m）5.3反应器的面积A（m2）150设计反应池长（m）15设计反应池宽（m）10上升流速V（m／h）0.85符合要求水力停留时间T（h）36h符合要求单个尺寸L×B×H（m）15×10×5.3钢筋混凝土结构（2）三相分离器结构设计沉淀区表面负荷（m3／m2·h）0.850.8～2.0m3／m2·h，符合要求上下三角形集气罩夹角（度）55保护高度h1（m）0.5下三角形高h3（m）1上三角形顶水深h2（m）0.5bl＝h3／tan55°（m）0.7单元三相分离器宽度b（m）2.4下集气罩宽b2＝b－2b1（m）1.0下三角形集气缝隙b2中水流上升速度v1回流缝总面积a1＝b2×l×n＝1.0×10×6.25（m2）l＝池宽n＝三相分离器数量＝池长／b＝15／2.4＝6.2562.5v1＝Q／al（m／h）＝41.67／62.50.67＜5m／h，符合要求上三角形集气罩回流缝水流上升速度v2v2＝Q／a2a2：上三角形集气罩回流缝的总面积a2＝2b3×l×nb3：上三角形集气罩回流缝的宽度l＝池宽，n＝三相分离器数量＝池长／b设：b3＝0.5ma2＝2b3×l×n=2×0.5×15×15／2.494v2＝Q／a2＝41.67／940.45＜5m／h，符合要求n结构方式：钢筋混凝土地下式结构。主要设备材料：池中装软性填料，规格：Φ=150mm，L=2m，体积为2×15×10×2m=600m3上下用钢条牢固，池底排泥管。2.4、导流快速沉淀分流池主要功能：采用导流沉淀快速分流工艺，污水以下向流的方式，均匀的进入中间沉降区，并借助于流体下行的重力作用，使污泥以4倍于平流沉淀池的沉速，将污泥快速沉降到导流沉淀快速分流系统底部，在上部水的压力下，通过无泵污泥外排系统，将污泥排至污泥干化池进行处理。污水在导流板的作用下，以上向流的方式，经过斜管沉淀区，以8倍于平流沉淀池的沉淀速度，使污泥在重力的作用下，同样快速沉降到导流沉淀快速分流系统底部，污泥同样经无泵排泥系统流至污泥干化池进行处理。污水经导流沉淀快速分流系统处理后，清水流至导流曝气生物过滤池，进行继续处理。设计参数：流量：Qmax＝1000m3／24h＝41.67m3／h＝0.0116m3／s；竖沉区设计参数：设计表面水力负荷：4m3／m2·h；则A´1＝41.67／4＝10.42m2；斜沉区设计参数：设计表面水力负荷：8m3／m2·h；则A´2＝41.67／8＝5.21m2；A´=A´1＋A´2＝10.42＋5.21＝15.63m2；导流沉淀快速分流池表面积：4.0×4.0m=16m2；设计斜管孔径100mm，斜管长1m，斜管水平倾角60度，斜管垂直调试0.86m，斜管上部水深0.7m，缓冲层高度1m；池内停留时间：t1＝2.56m／8m3／m2·h＝19.2min（2.56代表池深1＋0.7＋0.86）t2＝2.56m／4m3／m2·h＝38.4min无泵污泥回流区尺寸：L×B＝4.0×4.0m；泥斗倾角：45度；泥斗高：2.8m；导流沉淀快速分流池总高：0.7＋0.86＋1＋2.8＋0.05m＝5.86m；停留时间：HRT=2.26h；有效尺寸：L×B×H＝4.0×4.0×5.86m；有效容积：80m3；n结构方式：地下式钢筋混凝土结构；主要设备：斜管、吸泥管。2.5、导流曝气生物滤池（CCB）系统主要功能：导流曝气生物滤池充分借鉴了下向流曝气生物滤池法、上向流曝气生物滤池法、接触氧化法、生物膜法、人工快滤法、沉降分离法、给水快滤法、聚磷排泥法等八者的设计手法，集曝气、快速过滤、悬浮物截留、两曝两沉、无泵污泥回流、定期反冲于一体，使污水在U型双锥这一个单元体内，综合实现三级、三区、三相导流、无泵污泥外排及回流处理全过程，是一种典型的高负荷、淹没式、固定化生物床的三相导流，脱氮除磷反应器，处理后的污水优于排放标准。1)、内锥即下向流对流接触氧化区设计：主要功能：在内锥即下向流对流接触氧化区内装有粒径较小的滤料，滤料下设有水管和空气管。经格栅、调节池、水解酸化池、导流快速沉降分离池预处理后的污水，自上而下进入内锥即下向流对流接触氧化生物过滤区，通过滤料空隙间曲折下行，而空气是自下而上行，也在滤料空隙间曲折上升，在对流接触氧化池中，与污水及滤料上附着的生物膜充分接触，在好氧的条件下发生气、液、固三相反应。由于生物膜附着在滤料上，不受泥龄限制，因而种类丰富，对于污染物的降解十分有利。污染物被吸附，截留在滤料表面，作为降解菌的营养基质，加速降解菌形成生物膜，生物膜又进一步“俘获”基质将其同化，代谢降解，在碳氧化与硝化合并处理时，靠近内锥上口及进水口的滤层段内有机污染物浓度高，异养菌群占绝对优势，大部分的含碳污染物（CODcr）、BOD5和SS在此得以降解和去除，浓度逐渐低，在内锥下部自养型细菌如硝化菌占优势，氨氮被硝化。在生物膜内部以及部分滤料间的空隙，蓄积着大量的活性污泥中存在着微生物，因此在内锥可发生碳污染的去除，同时有硝化和反硝化的功能。粒状滤料及生物膜除了吸附截留等作用外，兼有过滤作用，随着处理过程的进行，在滤料空隙间蓄积了大量的活性污泥，这些悬浮状活性污泥在滤料间隙间形成了污泥滤层，在氧化降解污水中有机物的同时，还起到了很好的吸附过滤作用，从而使有机物及悬浮物均得到比较彻底的清除。继而使污水进入导流曝气生物滤池n污水处理池中的第一个区域内锥即下向流对流接触氧化生物过滤区内，较彻底的实现了污水的第一级处理。设计参数：流量：Qmax＝1000m3／24h＝41.67m3／h＝0.0116m3／s；设计BOD5容积负荷2.0kg／m3·d，设计前段处理BOD5去除50%，即进水BOD5＝1200－1200×0.5＝600mg／L；设计该部分去除率为85%，即出水BOD5＝600－600×0.85＝90mg／L；W填料＝Q(So-Se)／2.0kg／m3·d＝1000×(600－90)／2＝255m3；设计填料高度为2m，则A1＝255／2＝127.5m2；2）、外锥即上向流曝气生物过滤区设计：主要功能：在外锥即上向流对流接触氧化区内也装有粒径较小的滤料，滤料下也设有空气管和水管。经导流沉降无泵污泥回流区沉淀分离后的相对清水，在导流板的作用下进入外锥。经过缓冲区后进入滤层，与空气一道自下而上，通过滤料空隙间曲折上升，与污水及滤料表面附着的生物膜充分接触，在好氧条件下发生气、液、固三相反应，由于生物膜附着在滤料上，不受泥龄限制，因而种类丰富，对于污染物的降解十分有利。污染物被吸附、拦截在滤料表面，作为降解菌的营养基质，加速降解菌形成生物膜，生物膜又进一步“俘获”基质，将其同化、代谢、降解。在碳氧化与硝化合并处理时，靠近外锥下部进水口的滤层段内有机污染浓度高，异养菌群占绝对优势，大部分的含碳污染物（CODcr）BOD5和SS在此得以降解和去除，浓度逐渐降低。在外锥的上部的自养型细菌，如硝化菌占优势，氨氮被硝化。在生物膜内部以及部分填料间的空隙，蓄积的大量活性污泥中存在着兼性微生物。因此，在外锥中可发生碳污染物的去除，同时有硝化和反硝化的功能。粒状滤料及生物膜除了吸附拦截等作用外，兼有过滤的作用，随着处理过程的进行，在滤料空隙间蓄积了大量的活性污泥，这些悬浮状活性污泥在滤料缝隙间形成了污泥滤层，在氧化降解污水中有机物的同时，还起到了很好的吸附过滤作用，从而能使有机物及悬浮物均得到比较彻底的清除，继而使污水在导流曝气生物滤池的第三个区域外锥即上向流曝气生物过滤区内，较彻底实现了污水的第三级处理。设计参数：流量：Qmax＝1000m3／24h＝41.67m3／h＝0.0116m3／s；设计BOD5容积负荷1.0kg／m3·d；即进水BOD5=90mg／L；n设计该部分去除率为80%，即出水BOD5=90－90×0.80=18mg／L；W填料=Q(So-Se)／1.0kg／m3·d=1000×(90-18)／1.0=72m3；设计填料高度为2m，则A2=72／2=36m2。3)、导流沉降无泵污泥回流区设计：导流沉降无泵污泥回流区有三大作用：①把自上而下，通过内锥即下向流对流接触氧化生物过滤区处理后的污水，在重力作用下导入沉降无泵污泥回流区，通过导流板的作用，并借助流体下行的重力，使重于水的污泥顺势下沉于锥底。②借助于上部的水压作用，压入锥底排泥管，排至污泥槽，流至污泥干化池。污泥流至干化池后，上清液和污泥在干化过程中外排的废液，都通过回流槽，回流到污水处理池前端，进入厌氧池或水解酸化池反硝化处理，干化污泥外运处理。③将导流沉降无泵污泥回流区分离出来的水，通过导流板的作用，导入外锥即上向流曝气生物过滤区继续处理。设计参数：流量：Qmax＝1000m3／24h＝41.67m3／h＝0.0116m3／s；竖沉区设计参数：设计表面水力负荷：4m3／m2·h；则A´1＝41.67／4＝10.42m2；斜沉区设计参数：设计表面水力负荷：8m3／m2·h；则A´2＝41.67／8＝5.21m2；A´=A´1＋A´2＝10.42＋5.21＝15.63m2；沉降分离停留时间：t1＝2.56m／8m3／m2·h＝19.2min（2.56代表池深1＋0.7＋0.86）t2＝2.56m／4m3／m2·h＝38.4min总停留时间：t=19.2＋38.4=57.6min设计平面尺寸：L×B＝4.0×4.0m（满足竖沉区和斜沉区几何构造要求）；设计高度：2.5m；底部四周45°锥底，锥底高度：0.5m；组合尺寸：L×B×H＝4.0×4.0×3m导流沉降无泵污泥回流区与上部的内锥下向流对流接触氧化区和外锥上向流曝气生物过滤区系上下结构，因此为构造的需要，设计尺寸调整为4.0×4.0×3m。n设计容积：48m34)、导流曝气生物滤池污水处理池池体设计A=A1+A2=127.5+36=163.5m2，设计164m2，2座，单池尺寸：L×B=9.0×9.0m滤池顶部水深0.5m，滤料2m，缓冲层0.5m，导流沉降无泵污泥外排回流区（二区）高3m，超高0.3m，池总高6.3m；设计单池尺寸：L×B×H＝9.0×9.0×5.3m；导流曝气生物滤池的总容积：430m3；结构方式：地下式钢筋混凝土结构。5)、需氧量设计计算①内锥即下向流对流接触氧化区需氧量计算：O2=a’Q(So-Se)＋b’XvVa’活性污泥微生物每降解1kgBOD5所需氧量，以kg计。b’每kg污泥自身氧化的需氧量，以kg计。Xv，单位曝气池容积MLVSS量，以kg／m3计。a’=0.9；Q=1000m3／d，So＝600mg/L，Se=20mg／L,b’=0.42mg／m2·h=10.08mg／m2·d；填料体积：327m3，比表面积：200m2／m3；V=327×200=65400m2；生物膜每日内源口吸需氧量：65400×10.08=mg／d=0.66kg／d；需氧量O2=0.9×1000×(600－20)／1000＋0.66=522.66kg／d；实际供氧量：R=O2×（1.33∽1.61）=522.66×1.47=768.31kg／d；所需空气量：G=R×100／(0.3×Ea)；Ea：氧利用率采用微孔曝气头，取30%，则G=768.31／（0.3×0.3）=8536.78m3／d；气水比：8.5∶1；曝气头单位服务面积：0.75m2／个；则共需曝气头216个。②外锥即上向流曝气生物过滤区需氧量的计算降解BOD5实际需氧量：OR=0.82×(△BOD5／BOD5)＋0.32×(Xo／BOD5)△BOD5：外锥即上向流曝气生物过滤区单位时间内去除可溶性BOD5mg／L；BOD5：外锥即上向流曝气生物过滤区内单位时间进入BOD5mg／L；nXo：外锥即上向流曝气生物过滤区单位时间内进入SSmg／L；经厌氧池、气浮处理SS去除率90%，即曝气生物过滤区单位时间内进入SS（mg/L）量为Xo=1000-1000×95%=50mg/L。设K20=0.3，θ=1.035VSS／SS=0.7，进水溶解性BOD5/进水BOD5=0.5；冬季10℃的反应常数：K10=K20θt-20=0.3×1.03510-20=0.21；出水SS的BOD5量：SSS=VSS／SS×Xe×1.42×(1－e－k·5)=0.7×50×1.42×(1-e-0.21×5)=32.3mg／L；出水溶解性BOD5的量：Se=50－32.3=17.7mg／L；去除溶解性BOD5的量：△BOD5=0.5×50－17.7=7.3g／L；夏季28℃的生化反应常数：K28=K20Өt－20=0.3×1.03528－20=0.40出水SS的BOD5量：SSS=VSS／SS×Xe×1.42×(1－e－k·5)=0.7×50×1.42×(1-e-0.4×5)=42.97mg／L；出水溶解性BOD5的量：Se=50－42.97=7.03mg／L；去除溶解性BOD5的量：△BOD5=0.5×50－7.03=17.97mg／L；实际需氧量：冬季单位需氧量：OR=0.82×（0.02371／0.06162）＋0.32×(0.0517／0.06162)=0.316＋0.268=0.584kgO2／kgBOD5；实际需氧量AOR=1.4×OR×Se×Q=1.4×0.584×0.06162×150=7.56kgO2／d=0.31kgO2／h夏季单位需氧量：OR=0.82×(0.02801／0.06162)＋0.32×(0.0517／0.06162)=0.373＋0.268=0.641kgO2／kgBOD5；实际需氧量：AOR=1.4×OR×Se×Q=1.4×0.641×0.06162×150=8.3／d=0.35kgO2／h标准需氧量换算：SOR=AOR×Cs／［a(βрCsm-Co)×1.024T-20］SOR：标准需氧量kgO2／hCs：标准条件下，清水中饱和溶解氧9.2mg／La：混合液中氧转移系数(KLa)与清水中Kla之比，一般0.8-0.85β：混合液饱和溶解氧与清水饱和溶解氧之比，一般0.9-0.87nP：大气压修正系数Csm：曝气装置在水下深度至水面平均溶解氧mg／LCo：混合液剩余溶解氧值mg／LT：混合液温度Csm=Ct(Ot／42＋Pb／2.026×105)Ct：t温度时，清水饱和溶解氧mg／LOt：滤池中溢出气体含氧量Pb：曝气装置处绝对压力Ot=21(1-Ea)×100／［79+21×(1-Ea)］混合液中剩余溶解氧Co：3mg／L；a：0.8，β：0.9，p=1.0；Pb=1×105＋9.8×103×hH20=1.44×105Ot=21×(1-0.3)×100／［79＋21×(1-0.3)］=15%冬季：Csm=Ct(Ot／42＋Pb／2.026×105)=11.3×(15／42＋1.44×105／2.026×105)=11.86mg／LSOR=AOR×Cs／［a(βрCsm-Co)×1.024T-20］=1.26×9.2／[0.8×(0.9×1.0×11.86-3.0)×1.02410-20]=2.4kgO2／h夏季：Csm=Ct(ot／42＋Pb／2.026＋105)=7.9×(15／42＋1.44×105／2.026×105)=8.45mg／LSOR=1.38×9.2／[0.8×(0.9×1.0×8.45-3.0)×1.02428-20]=2.85kgO2／h需氧量选最大值2.85kgO2／h，Gs=SOR／0.3×Ea=2.85／0.09=31.7m3／h③硝化需氧量AOR=4.57×Q×(No-Ne)／1000=4.57×(120－15)×1000／1000=479.85kgO2／d=19.99kgO2／h④总需氧量：2.85＋17.99=22.84kgO2／hGs=22.84／0.3×Ea=253.78m3／h=6090.67m3／dn气水比：6∶1⑤导流曝气生物过滤池总需氧量：8536.78＋6090.67=14627.45m3／d=609.48m3／h=10.16m3／min6)、鼓风机压力：曝气头安在滤池填料下0.5m处鼓风机压力：50kpa。7)、设备选型设计鼓风机三台，一台备用，实际只运行二台，型号BH-125，风量Q=10.2m3／min，风压50Kpa，电机功率10.4Kw。风机选用著名的日本独资企业江苏百事德BH-125型低噪音回转式风机，风量Q=10.2m3／min，风压50Kpa，电机功率12.8Kw，进出口配消音器和减震装置。该风机技术采用日本最大的回转式风机制造商TOHIN整机技术和部件生产，是目前国内噪音最低的节能性高效风机，该风机在汽缸和叶轮制作中采用独特的加工工艺和优质材料，不仅极大地降低风机噪音（风机运转时噪音低于50分贝），而且大大提高了风机的工作性能和耐久性。该风机还具有体积小、风量大、耗电省、运转平稳、抗负荷变化和风量稳定的特点，尤其适用于污水处理生物曝气池中负荷变化大的场合。该设备由于低转速（420r.p.m）运行，设备磨损小，使用寿命长，故障率极低。2.6、清水反冲洗系统内锥和外锥在运行过程中，随着生物膜的新陈代谢，脱落在生物膜及滤料上截留的杂质不断增加，滤料中水头损失增大，水位上升，到一定时期，需对滤料进行反冲洗。导流曝气生物过滤装置以其贮存在清水池中清澈的出水作为反冲用水，不另设反冲水池，反冲洗废水通过排水管回流到预处理设施。反冲洗水设计：反冲洗水强度设计：6L／m2·s反冲洗水量：(8／2)×6×3600／1000=80m3／h反冲洗水头：5m反冲洗泵：ZW100-80-20，流量：20m3／h，扬程：15m，电机功率：7.5kw反冲气体强度：12L/m2·s反冲洗气量：(12.5／2)×12×3600／1000=270m3／h=4.5m3／minn气压：50kpa反冲洗气泵：BH80，风量：4.61m3／min，风压：50kPa，电机功率：6.1kw2.8、砂滤系统主要功能：进一步去除污水中的杂质，使后续快渗系统能够稳定运行。滤池采用上向流，滤速v=4.0m／h；反冲强度q=10L／（m2·s）；每次反冲时间t1=5min,停留时间t0=40min,一天反冲洗一次，则：实际工作时间T=T0-t0-t1=24-40/60-5/60=23.25h设计参数：Qmax＝1000m3／24h＝41.67m3／h＝0.0116m3／s；滤池面积F=Q/Vt=1000/4×23.25=10.75m2(取11m2)结构方式：钢筋混凝土结构；设计为长4.5米，宽5.0米，高3米。有效尺寸：L×B×H＝4.5×5.0×3m有效容积：60m3；外形：圆形，地上式；砂滤层厚度取2.5m，垫层0.3m；滤料：体积：V1=3.14×5×3×2.5m=118m3；垫层：体积：V2=3.14×5×3×0.3m=15m32.9、清水池水力停留时间23min；反冲时间5min；气水联合反冲时间5min；冲洗总时间10min。反冲洗气泵与前面曝气鼓风机合用，不再另设鼓风机。有效尺寸：L×B×H＝4.5×5×3m；有效容积：60m3。结构方式：钢筋混凝土结构，与砂滤池上下结构。2.10、消毒池主要功能：消毒是水处理的重要工序之一，根据传染病防治法和2000年6月由建设部、国家环保总局、科技部联合发布的［2000］124号文中规定“为保证公共卫生安全，防止传染性疾病传播，污水的污水处理应设置消毒设施”。因此污水处理必须设置完善的消毒设施，选用完善的消毒设备。污水的消毒由消毒设施和消毒设备两部分组成。消毒设施主要保证污水与消毒剂有效混合和消毒接触时间两个方面，污水消毒设备主要考虑消毒剂的自产和消毒剂的储存和准确投加三个方面。设计参数：Q＝1000m3／d＝41.67m3／hn设计流量：Q1＝41.67m3／h消毒设施：翻腾S推流接触消毒工艺，保证污水混合和消毒接触效果；该工艺由下翻腾混合段、S型推流接触消毒段、上翻腾三部分组成。下翻腾段水力停留时间：60s型推流接触消毒段水力停留时间：1.5h上翻腾段水力停留时间：60s消毒池有效容积：90m3有效尺寸：L×B×H＝8×4×3m消毒设备：采用智能化虹吸式二氧化氯消毒装置，消毒剂的来源由二氧化氯发生系统产生，产生的消毒剂二氧化氯储存在投药箱中，二氧化氯的投加量由虹吸投配，保证投药稳定。消毒剂用量：1000m3×30mg／L＝30kg／d＝1.25kg／h＝1250g／h，选1300g／h二氧化氯发生器既节约又达标。结构方式：半地下式钢筋混凝土结构主要设备：JW型虹吸智能化二氧化氯消毒装置1台（型号：JW－1300型）。①、工作原理JW型系列智能化全自动二氧化氯消毒剂发生器是在吸收国内同类产品的先进技术和引进国外现代科技开发研制出来的新产品。该产品在人机界面、触屏操作、双温双控、负压曝气、可编程序、智能转换的条件下，使含氯无机盐被酸化，从而化学反应产生二氧化氯为主的最新型发生器。二氧化氯是氯系消毒剂的第四代产品，它是以二氧化氯为主，氯气为辅的混合消毒剂，是一种强氧化消毒、杀菌、脱色、灭藻、除臭、具有广谱、高效、快速、稳定的强力杀菌效果，灭菌率是液氯的五倍，次氯酸钠的十倍，而且安全无毒，对人体无副作用，经它处理后的各种水（饮用水、高层楼二次供水、游泳池循环用水、浴室废水、屠宰污水等）无三致物质产生，应用十分广泛，已被国际公认为新一代广谱强力杀菌剂、漂白剂，是氯系消毒剂最理想的替代产品。其化学反应式为：2NaClO3＋4HCl＝2ClO2＋Cl2＋2NaCl＋H2O②、杀菌机理二氧化氯对细胞壁有较强的吸附和穿透能力，可有效地氧化细胞内含硫基酶和快速地抑制生物蛋白质的合成来破坏微生物。③、性能特点1、引进日本技术，采用可编程序，实现全自动、智能化运行。2、采用双温双控触屏式操作，只需操作人员手指一点，就能完成操作任务和随心所欲的各种数据修改。n3、负压过小和超温运行时，该机自动完成失压保护和温度调节，自动完成设备的稳定运行和保护。4、自动报警、自动补水，实现恒温系统的自我保护。补水完毕，报警自动解除。5、自动加药，延时保护，自动关机，无设备损坏之忧。6、体积小，占地1－2平方米，重量轻，安装简单，操作方便，只需一人兼管。7、投资小，运行费用低。8、设备运行无噪声，特别适宜各种要求安静的环境。9、ClO2含量大于70%，吸收率80%以上；生产1g有效氯消耗氯酸钠0.65g、盐酸1.3g每克二氧化氯折合人民币0.004元。10、二氧化氯用量：（有效氯消耗量g／m3）中水回用饮用水（地下水）饮用水（地表水）屠宰污水游泳池水城市污水工业循环水3－80.5－11－220－302－55－103－82.11、脱氯系统脱氯系统由脱氯池和无动力脱氯系统两部分组成，脱除多余的氯。经氯系消毒处理后的污水,由于污水中的余氯量大于0.5mg／L，会与水中的有机物发生化学反应，生成卤代有机致癌物，对人类的身体健康极其不利，因此，污水处理不但要处理各种理化指标，同时还要脱除多余的氯，使污水中的余氯仅小于或等于0.5mg／L。其功能是：利用加入的脱氯药剂控制废水中残余的有效氯在标准要求的范围内，新建脱氯池一座。设计参数：Q=0.0116m3／s推流翻腾S工艺，脱氯停留时间30min，余氯量≤0.5mg／L；结构方式：半地下式钢筋混凝土结构。组合尺寸：L×B×H=5×3×3；设计容积：45m3；主要设备：消毒投加机1台，型号：JW1300型脱氯装置。2.12、污泥池外排污泥流到干化池后，上清液回流到污水池前端继续处理，污泥干化后外运处理，污泥干化池上部采用采钢瓦防止雨水进入。设计基础：污泥量按每m3污水产生0.024m3污泥计算，日产污泥量=0.04×1000=24m3（含水率为99%），按固定负荷10kg/m2·d计算，则浓缩区面积：A=24×1000×(1-99%)/10=24m2,消化区池深取3.5m。工艺尺寸：L×B×H=6×4×4m；n结构方式：砖混结构；设计容积：96m3；主要设备：采用板框压滤机。配套设备：穿孔滤水管一套。特点是整个压滤机是密封的，过滤压力一般为4～5kg/cm2以上。目前常用的加压过滤设备有两种型式，即板框压滤机和框式压滤机。加压过滤机的过滤面积，可按下式计算：式中A—过滤面积（m2），Q—污泥量（m3/h），V—过滤能力（kg干污泥/m2·h`），W—污泥含水率（取40%）。V=5kg/m2·h当压滤机为城市污泥脱水时，过滤能力一般为2～10kg干污泥/m2·h。当为城市消化污泥时，投加三氯化铁量为4～7%，氧化钙为11～22.5%，过滤能力一般为2～4kg干污泥/m2·h，其过滤周期，一般为1.5～4h。污泥压入过滤机一般有两种方式，一种是用高压污泥泵直接压入，一种是用压缩空气，通过污泥罐将污泥压入过滤机。常用的高压污泥泵有离心式或柱塞式。当采用柱塞式污泥泵时，应设减压阀及旁通回流管。每台过滤机应单独配备一台污泥泵。压滤机脱水工艺流程见图：n污泥压滤后，需用压缩空气进行剥离泥饼，其所需的空气量按滤室面积。每平方米需气2m3/m3·min计算。压力为1～3kg/cm2。型号：XMY20/630-30U型，功率2.2KW，设备台数1台。主要设备：穿孔过滤管1套，污泥泵1台，型号：32ZW20-12，Q=20m3／h，H=12m，N=2.2KW。2.13、污水处理房屋格栅调节池顶部修建提升泵房一间，面积5×3.5m，砖混结构。污水处理房修建在地下污水处理池上部，地上式砖混结构一间，包括设备房、消毒房，污泥处理房，设备控制房等，总建筑面积：4.2×3.3=13.86m2。2.14、废气处理污水处理过程中要产生一定的异味，如不加以排除，溢出后必将影响周围环境。故应考虑废气的集中处理后进行有组织排放。根据鼓风量可以推算出废气量约为260m3／hr①集中高空排放：若处理区离楼层较远，可以就地采用高空排气管排放。排气管采用DN200薄壁卷管，按规范，其应沿主楼最高处排放。排放采用吸送鼓风机CS-65型一台，其风量为4～4.5m3／min，功率为0.09KW。②臭氧活性炭吸附：臭氧活性炭处理废气是通过活性炭的吸附和臭氧氧化共同作用来脱除废气中的恶臭物质的，其处理流程如下图所示：臭氧发生器活性炭吸附器离心风机臭氧混合器废气臭气以0.4m／s的流速通过活性炭过滤吸附器，其中用4～6目的的活性炭，层厚100mm，能除去烃类等有机物，以后由臭氧氧化除恶臭。离心风机型号为4-72型，功率1.5Kw。从对周围环境造成影响的角度考虑，第二种方法是一种根本性脱除恶臭，但需日常运行管理维护，管理要求高。从长期管理要求出发，建议采用高空排放方案。2.15、自动控制①系统组成：自动控制系统由两台PLC工业控制机（可编程控制器）为核心，集中控制系统为辅组成，控制整个污水处理系统所有的输入／输出开关量，起动或停止动力设备、执行机构，检测工业系统的各种状态参数等。②工业PLC机控制系统：工业PLC控制机负责整个污水处理站动力设备的输入／输出开关量，由PLC机，主控台等组成。可根据工艺要求通n过主控制台的开关按钮发出各种控制指令，自动控制系统方框图见下图格栅机提升泵水解酸化池导流快速沉淀系统导流曝气生物过滤法污水处理系统砂滤反冲系统消毒系统脱氯系统主控台PLC控制器调节池液位高位低位上位机控制模式如下框图。现场控制室模拟量异地监视上位机监控控制输入数据处理报表打印PLC控制器2PLC控制器1PLC编程A/DI/O模块D/AI/O模块变送器传感器离散量变频器中间继电器电动执行机构远程访问运行参数修改上位机通讯PLC底层程序2.16、配电间动力小，不设配电间，只设配电箱一个，布置在设备间内。2.17、噪声污水处理房采用吸音及隔音措施，同时风机安装隔声罩、采取减震、出口安消声器。2.18、净化水排出口设计污水处理后的水排入规划管网。2.20、管道防腐设计n场内埋地钢管：均采用环氧煤沥青防腐，其处理等级按加强防腐即底漆一道，面漆四道，涂层间缠绕玻璃布3层，每次厚度0.8mm。当施工温度在10℃以上时采用常温快干固化剂，在气温近于0℃时，采用低温快干固化剂。室内外明设管道防腐：在管道表面清锈后，先刷底漆（冷底子油2道），再刷面漆2道，面漆颜色按给水、污水、气、冲洗管等工种不同，以颜色区分。本工程建议：给水：蓝色；污水：绿色；气：黄色；冲洗管：红色，其余管道颜色现场另行商定。设备防腐：主要为水泵电机、鼓风机等，参照室内明设管道做法。中钢管及钢构件防腐：采用氯磺化聚乙烯2道防腐。四、工程设备占地面积汇总表序号构筑物名称有效容积或建筑面积（m3）结构单位数量占地面积(m2)1格栅池L×B×H=2.53×0.8×1.316钢筋混凝土座12.02调节池L×B×H=12×7×4钢筋混凝土座1843厌氧池L×B×H=15×10×5.3钢筋混凝土座23004导流快速沉淀池L×B×H=4.0×4.0×5.86钢筋混凝土座1165导流曝气生物滤池L×B×H=9.0×9.0×6.3钢筋混凝土座21626清水池L×B×H=4.5×5.0×3钢筋混凝土座1与砂滤池上下结构，不占地7砂滤池L×B×H=4.5×5.0×3钢筋混凝土座122.58消毒池L×B×H=8×4×3钢筋混凝土座1329脱氯池L×B×H=5×3×3钢筋混凝土座11510污泥池L×B×H=6×4.0×4砖混座12411提升泵房L×B×H=5×3.5砖混间1与格栅调节池上下结构，不占地12设备综合房L×B×H=4.2×3.3砖混间1与消毒脱氯池上下结构，不占地n13合计657.5五、导流曝气工艺主要设备汇总表序号设备名称型号　规格　技术参数单位数量功率kw材质产地备注一格栅池1格栅B=0.8m,H=1.1m台1PVC自产二调节池1潜污泵80W43-13-3.0，H＝13m，Q＝43m3／h，N＝3.0kw台23.0铸钢上海一备一用三气浮设备1气浮罐非标套1高碳钢自产2空压机台10.5铸钢上海三厌氧池1软性填料Ф150mm，L＝2.0mm3600玻璃钢自产2固定架非标套1高碳钢自产3排泥管非标套1PVC自产4三相分离器非标套1A3钢自产5角罩非标套1A3钢自产6阀门标准件个4铸钢上海四导流快速沉淀分流池1斜管DB型玻璃钢斜管，孔径100mm，长1mm216玻璃钢自产2反冲槽排反冲废水套1A3自产3集水槽集沉淀水套1A3自产五导流曝气生物滤池1低噪声回转式鼓风机BH125，Q＝10.2m3／min,P＝0.5kg／cm2,N＝10.4KW,与DB生物过滤系统配套配隔声罩,出口消声器,出口安全阀,柔性接头,止回阀套212.8铸钢江苏一用一备2滤料粒径4－6mmm3324陶粒自产3曝气头微孔曝气头个216聚氟乙希自产4滤头长炳滤头个216聚氟乙希自产5调节阀Ф300个12铸钢上海水量调节6调节阀Ф150个10铸钢上海空气量调节n7导流曝气布水管Ф25批1PVC浙江8导流曝气池布气管Ф25批1PVC浙江9集水槽集滤后水套1A3自产10反冲槽排反冲废水套1A3自产11电线电缆三相四线批1铜芯线河北六砂滤系统1导流管PVC制作批1PVC2石英砂0.5-1.5m31330.5-1.5河北七清水反冲池1反冲泵ZW100-80-20，H＝15m,Q＝80m3／h,N＝7.5KW台17.5铸钢上海一用一备2反冲风机BH80，风量：4.61m3／min，电机功率：6.1kw台16.1铸钢江苏八消毒池1消毒装置JW1300虹吸式智能化二氧化氯消毒装置台10.5PVC自产九脱氯池1脱氯装置JW－1300型脱氯装置台10.5PVC自产十污泥处理1板框压滤机XMY20/630-30U台12.2PVC自产2污泥泵32ZW20-12台12.2PVC自产十一废气处理1废气处理CS-65型,风量(吐出)4－4.5m3/min套10.09铝合金江苏十二控制系统1全自动控制操作台采用日本三菱PLC控制连锁系统，全自动智能化运行台10.5A3自产日本电器六、电耗统计汇总表序号设备名称规格　　型号功率（KW）数量运转方式运行时间（h）日耗电（KW／h）1潜污泵（提升）80WQ43-13-3.03.02一用一备20602鼓风机(导流曝气池用)BH12510.42一用一备20208n3自吸泵（反冲池用）ZW100-80-207.51日运行10分钟10分钟1.254消毒设备JW-1300型虹吸式全自动智能化二氧化氯消毒装置0.51日运行24h20105脱氯设备JW-1300型0.51日运行2h21.06污泥泵32ZW20-122.21日运行30分钟0.51.17自动控制台PLC程控0.51日运行24h20108废气处理CS-65型0.09日运行12h121.089合　　　计292.43七、工程建设费用投资概算1、主体工程部分概算序号项目内容数量单位结构／型号单价（万元）总价（万元）备注1格栅池2.66m3钢筋混凝土2调节池336m3钢筋混凝土3厌氧池1590m3钢筋混凝土4导流快速沉淀池92.8m3钢筋混凝土5导流曝气生物滤池858.6m3钢筋混凝土6清水系统67.5m3钢筋混凝土7砂滤系统67.5m3钢筋混凝土8消毒系统96m3钢筋混凝土9脱氯系统45m3钢筋混凝土10污泥池52.5m3砖混11提升泵房17.5m2砖混12设备综合房13.86m2砖混13合计：土建工程有效体积共3283.42m3，设备房共31.36m2。2、配套设备造价概算序号项目名称型号　规格　技术参数单位数量单价（万元）合计（万元）一格栅池1格栅B＝0.8m，H＝1.1m套1二调节池1潜污泵80WQ43-13-3.0,H＝13m,Q＝43m3／h,N＝3.0KW台2三水解酸化池n1软性填料Ф150mm，L＝2.0mm36002固定架非标套13排泥管非标套14三相分离器非标套15角罩非标套16阀门标准件个4四导流快速沉淀分流池1斜管DB型玻璃钢斜管，孔径100mm，长1mm2162反冲槽排反冲废水套13集水槽集沉淀水套1五导流曝气生物过滤池1低噪声回转式鼓风机BH125，Q＝10.2m3／min,P＝0.5kg／cm2,N＝10.4KW,与DB生物过滤系统配套配隔声罩,出口消声器,出口安全阀,柔性接头,止回阀套22滤料粒径4－6mmm33243曝气头微孔曝气头个2164滤头长炳滤头个2165调节阀Ф300个126调节阀Ф150个107导流曝气布水管Ф25批18导流曝气池布气管Ф25批19反冲槽排反冲废水套110集水槽集导曝后的水套111电线电缆三相四线批1六砂滤池1导流管PVC制作批12石英砂0.5-1.5m3133七清水反冲池1反冲泵ZW100-80-20，H＝15m,Q＝80m3／h,N＝7.5KW台22反冲风机BH80，风量：4.61m3／min，电机功率：6.1kw台1八消毒池1二氧化氯发生器JW－1300型虹吸式智能化二氧化氯消毒装置台1n九脱氯池1脱氯机JW1300型脱氯装置台1十污泥处理1板框压滤机XMY20/630-30U套12污泥泵32ZW20-12套1十一废气处理1废气处理CS－65型批1十二控制系统1全自动控制操作台采用日本三菱PLC控制连锁系统，全自动智能化运行台1十三合　计3、工程造价概算序号费用名称价格（万元）备注一主体工程土建造价二配套设备造价（含税金）三设计费（一＋二）×2%四安装调试费（二）×2%五工程造价（一+二+四）注：吨水工程投资=工程总造价/污水水量八、运行费用计算分析1、电费日耗电(kw)电费单价(元)日用电费(元)日处理水量（T）吨水运行用电费（元）292.430.5146.21510000.1462、消毒费污水处理后消毒剂二氧化氯用量(g／T)二氧化氯原料消耗（1g二氧化氯所需原材料）吨水消毒费（元）每吨污水投加日二氧化氯用量氯酸钠(g)盐酸(g)价格n量（g）日污水量（T）（kg）302808.40.651.30.0040.123、脱氯费脱氯剂名称脱氯剂单价（元/kg）脱氯剂费用（元/g）脱氯剂消耗（g/吨）脱氯剂费用（元/吨）海波0.50.000520.90.01054、吨水运行费用电费＋消毒费＋脱氯费＝0.146＋0.12＋0.0105＝0.277元／吨n第二部分一、概况本方案涉及的污水处理工程系1000m3/d屠宰废水处理新建项目；导流曝气生物滤池工艺技术处理后的水质优于GB13457-92《肉类加工工业水污染物排放标准》表3中的一级标准；污水处理采用半地上式或地下式建设，有利于防灾、防洪和管理，以及污泥外排与回流。二、总体布置1、污水处理池周围除通道外全部做绿化。2、设备房利用原有。三、污水处理总平面布置本着满足工艺流程顺畅，合理紧凑布局，使运行便捷，节省工程投资的原则进行总图布置。全厂分为场前区与污水处理区。场前区：根据用户实地情况，利用现有污水房等作房前。污水处理区：按工艺流程与污水管进站方向，将格栅间、调节池、厌氧池、导流沉淀池、导流曝气生物过滤池、沉淀池成串联布置，污泥过滤池靠近沉淀池布置。四、竖向设计及道路布置竖向设计：格栅池、调节池、厌氧池、导流沉淀池、导流曝气生物过滤池、沉淀池、砂滤池、清水池、消毒池等布置在半地下，污水处理周围自然地平，地上种植花草。场地排水：道路中心按2%横坡坡向路面两侧雨水口，在适宜位置作排水沟（沟底纵坡5%），室外场地按3‰～5‰坡度坡向排水沟或雨水口，最后汇入雨水井，由雨水管将雨水排出，流入管道。五、绿化布置为美化城市景观，在污水处理站周围种植适宜的奇花异草，在绿化用地上可作绿篱、花草的高低错落造型，使立面窨造型丰富，变化多彩，使花园中四季有花，构建一个绿色生态环境区。六、消防污水处理站的消防通道加固设计，并畅通无阻。按生产的火灾危险分属戊类n生产，中控屋属丙类生产，房屋结构为砖混或框架结构，总图布置均满足建筑防火间距要求，站内距用户消防设施远时，设地上式消防栓进行防火保护，确保安全生产。七、运输设备污泥量少，不设专门的运输设备，污泥消毒后干化存放在储存间，定时外运。八、维修由于本工程规模小，设备需维修时考虑外协，不设置大型维修机具。九、建筑、结构设计1、设计依据《民用建筑隔声设计规范》　　　　　　　　GBJ111－88《屋面工程技术规范》　　　　　　　　　　GB50207－94《建筑内部装饰设计防火规范》　　　　　　GB50222－95《工程建设标准强制性条文》　　　　　　　房屋建筑部份《工程建设标准强制性条文》　　　　　　　城乡规划部份《工程建设标准强制性条文》　　　　　　　城市建设部份《房屋建筑制图统一标准》　　　　　　　　GB／T50001－2001《总图制图标准》　　　　　　　　　　　　GB／T50103－2001《建筑制图标准》　　　　　　　　　　　　GB／T50104－2001《建筑抗震设防分类标准》　　　　　　　　GB50223－95《建筑灭火器放置设计规范》（1997修订版）GBJ140－90《建筑地面设计规范》　　　　　　　　　　GB50037－96《建筑物防雷设计规范》（2000年版）　　　GB50057－94《地下工程防水技术规范》　　　　　　　　GB50108－2001《民用建筑设计通则》　　　　　　　　　　JGJ37－87《办公室建筑设计规范》　　　　　　　　　JGJ67－89《城市道路设计规范》　　　　　　　　　　CJJ37－90《标准图西南地区建筑标准设计运用图》（CJ112－821）合订本《建筑防腐蚀构造》　　　　　　　　　　　98J333《楼梯建筑构造》　　　　　　　　　　　　99SJ403《屋面检修钢梯》　　　　　　　　　　　　89J432《作业台钢梯及拦杆》　　　　　　　　　　87J432《钢梯》　　　　　　　　　　　　　　　　86J435n《推拉钢门》　　　　　　　　　　　　　　96J645《变压器钢门窗》　　　　　　　　　　　　94J652常用硬聚氯乙烯（VPVC）塑料门窗西南　　　J604.704《建筑结构荷载规范》　　　　　　　　　　GB50009－2001《砌体结构设计规范》　　　　　　　　　　GB500B－2001《砼结构设计规范》　　　　　　　　　　　GB50010－2002《建筑地基基础设计规范》　　　　　　　　GB50007－2001《建筑抗震设计规范》　　　　　　　　　　GB50011－2001《房屋建筑制图统一标准》　　　　　　　　GB／T50001－2001《屋面工程技术规范》　　　　　　　　　　GB50207－94《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》　GB50067－97各专业提供的工艺设计图。本工程抗震设计烈度为7度。2、建筑设计本污水处理站工程属于V类，建筑美学方面，在满足实用、经济的前提下，考虑绿化美观。绿化设计与各类建筑物和构筑物达到和谐一致，绿化设计简洁、朴实、明快，具有环境保护意识的建筑环境。建筑使用年限50年，耐火等级二级。建筑标准：建筑设计标准以污水站安全生产、操作为准则，按《工程建设强制性条例》以及环境保护，职业安全规定来设计。建筑装修：除防噪音、防腐蚀的特殊建筑材料外，一般均用普通装修材料。2.1、建筑主要统一措施建筑装修及其材料的选用，按其使用部位和功能、耐潮性来划分，分别采用不燃性A级及难燃性材料B1级。绿化：绿化标准较高，覆盖率根据本设计98%确定。要求四季有景：以草坪为主配以乡土树林花卉。要求污水处理站竣工之时，相应绿化风景。道路：厂内道路为砼路面，运输和消防图纸设计时，根据实际情况和厂方情况一并考虑。2.2、建筑设备空调：仅在配电设计时将空调的用电负荷考虑在内，预留插座及位置。通风：在生产车间，以机械排自然进通风方式，换气次数4－10次／时。2.3、建筑防火：n污水站内除放置消火栓外，还放置磷酸氨盐4kg8A手提干粉灭火器。2.4、建筑防雷：建（构）筑物设置安全可靠的防雷装置。2.5、环境保护和安全卫生：首先工艺在总体布置时及设备选型时考虑了环境保护及安全，建筑设计配合针对的进行防护设计。噪音控制：有噪音源的房间，采用吸音体及隔音措施防止噪音外溢。防腐蚀：在有腐蚀性的车间的地面、池子设计有氰凝为主体的防腐蚀措施。地面设有坡度，以利于冲洗。铁件和建筑构件采用热浸锌防腐。在各水池放置安全栏杆、防滑梯及救生设施等安全措施以保证维护人员安全生产。3、结构设计3.1、设计依据按照国家颁布的现行设计规范和技术标准及初步岩土工程勘察报告和有关各专业提供设计资料。3.2、地震烈度：抗震设防烈度为7度，场地中硬土，属II级场地。3.3、工程地质概况场地位置：甲方提供地形图纸，根据现场情况布置；工程地质条件：甲方提供地质资料或其它基础后，乙方参照设计。4、构造要求钢筋砼结构的最大裂缝宽度对池体构筑物：Wmax≤0.25mm，对建筑构筑物：Wax≤0.30mm现浇钢筋砼构筑物的伸缩缝间距，室内或土中当土基不大于30m时，露天构筑物不大于20m。5、采用材料混凝土：垫层C10，水池C30，抗渗等级S6，条基C15，其余C20；钢筋：直径＜12用I级钢（Φ），直径≥12用II级钢（Φ）；砌体：地面以下采用MU10机制砖、M10水泥砂等。地面以上采用MU10机制砖、M5混合砂等。6、主要建（构）筑物结构形式隔油池、格栅池、调节池、厌氧池、导流沉淀池、导流曝气生物过滤池、沉淀池、砂滤池、清水池、消毒池均为钢筋砼半地下式结构，根据工程地质详勘资n料，各子项考虑抗浮。7、构筑物防腐、防渗措施土建部分容水池子均采用聚氨酯进行防水和防腐。钢梯、栏杆各刷防锈和石漆一道。8、地基基础和地基处理设计要求：一般构（建）筑物主要受力层范围内，天然地基持力层标准值不小于150Kpa。本工程场地：若上部软弱土层，埋芷较深厚未经处理不能作天然地基基础持力层。特别是粉细砂层，地震时为液化土，必须挖除，再作砂卵石分层夯实。或C10块石砼回填，密实处理方可满足。设计要求：在图纸设计时考虑其它建筑和基础以及地质报告。十、电控设计1、设计依据工艺、公用工程、土建、总图、自控等专业提供的有关电控设计资料及供电要求；有关电气设计的规程和规范；污水处理站提供的供电设计所需资料。2、设计范围电气部分设计范围包括污水处理站界区内的电控箱，配电系统，各车间用电设备的供电、控制、照明、建筑物防雷、接地及道路照明等(不包括高压部分设计)。3、控制方式中控室：采用日本三菱公司的PLC智能化控制系统，具有人机界面、触屏操作、程控运行、自动报警、智能转换、无需繁琐的操作，实现智能化管理。除中控室通过人机界面控制外，各工作设备地点设计手动控制。采用超声波液位控制系统发出信号，做到有污水时开机，无污水时自动关机，开机各系统自动进入工作状态，关机时各系统自动进入程序关闭状态。十一、污水化验考虑一次性投资过大，本设计只考虑余氯监测比色剂，未考虑在线监测，污水监测送到当地有关部门监测。十二、管理及定员考虑本项目污水处理技术及自动化水平，在标准规定基础上进行了调整。全站定员1人。十三、节能及环境保护n1、节能措施为了降低能耗，本设计采用新的工艺新技术并优化设计。具体措施如下：①采用污水处理新技术、新工艺、新方法导流曝气生物滤池，合理选用设备，降低能耗；②导流曝气生物滤池工艺采用模块设计，更适应水质、水量的变化，在运行初期水量较少，浓度较低以及季节变化时，达到既能满足处理要求，又降低能耗。③构筑物布置紧凑，减少联络管（渠）水头损失。2、环境保护措施污水处理站充分进行绿化，营造良好的工作环境。水泵采用潜污泵、曝气鼓风机采用日本独资百事德回转式低噪音风机，其它噪音较大的机泵，均在功能房内作隔声处理，并设置相应的减震、消声措施，消除噪音对外部环境的污染。污水处理站的栅渣及脱水污泥及时消毒干化外运处置，避免日久产生臭气污染环境。十四、安全卫生和消防1、设计依据《中华人民共和国劳动法》，1995年1月1日《建设项目（工程）劳动安全卫生监察规定》劳动部1996年10月4日《中华人民共和国消防条例》，1984年5月13日《中华人民共和国消防条例实施细则》《建筑设计防火规范》GBJ16－87，国家及地方有关法律、法规、条例、规范等。2、劳动安全、卫生防范措施①污水处理站的设计必须按照国家有关法律、条例、规范进行，保证各项设计合理符合劳动、安全卫生规范；②污水处理站操作人员、管理人员应进行必要的安全教育、培训，制订必要的操作规程和管理制度，同时还必须考虑以下的劳动保护及安全措施；③各处理构筑物走道及临空设施均应设置保护栏杆、防滑梯、水池及配备求生设备；④根据污水站平面布置的实际情况，在站内适当地点设置冲洗、照明、通信及休息设施；⑤对于药品的使用及管理由专人负责，定期检查；n⑥所有电器设备的安装、防护以及操作条件均按电器的有关安全规定设计、操作；⑦污水处理站的生产管理人员及操作人员宜定期进行身体检查，建立健康登记卡。3、消防污水处理站设计需按消防术消防条例及建筑设计防火规范《GBJ16－年版》有关条款执行。十五、存在问题及建议在初步设计过程中，尚缺乏部分环境评价报光资料，主要是：①地形、地质、水文资料；②上下水及地质资料；③管道埋设物（如给水管、煤气管、电力电缆、通讯电缆等）等资料详图；④污水管口的管径、高程等；⑤待上述资料完善后，在工程施工图设计时予以进一步完善；⑥建议进一步落实设计所需的资料及场地工程地质资料，并继续收集、完善施工图设计所需的其他基础资料。⑦充分听取、收集专家意见，及时修改未考虑到的设计方案，在工程图审查前修改进行完善。十六、施工进度计划本工程施工进度暂定为天项目102030405060708090100110120施工图纸设计技术交底施工准备土建施工土建主体验收设备安装运行调试工程验收注：施工图纸出来后，具体编制施工组织设计和施工方案，采用平行流水、交叉作业，在要求的工期内完成。n