城市污水處理廠初步設(shè)計(完全混合流態(tài)CASS工藝)——畢業(yè)設(shè)計.doc

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1、目 錄畢 業(yè) 設(shè) 計 相 關(guān) 材 料題 目:城市污水處理廠初步設(shè)計（完全混合流態(tài)生物工藝）院 (系)：化工與環(huán)境工程學院專 業(yè)：環(huán)境工程學 生：班 級：畢 業(yè) 設(shè) 計 相 關(guān) 材 料 清 單序 號材 料 名 稱份 數(shù)1畢業(yè)設(shè)計選題表12畢業(yè)設(shè)計開題報告13畢業(yè)設(shè)計外文資料翻譯14畢業(yè)設(shè)計小組答辯記錄15畢業(yè)設(shè)計成績考核表1摘 要當今，隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，環(huán)境污染日趨嚴重，加大城市生活污水治理力度勢在必行?，F(xiàn)擬建一座城市生活污水處理廠，處理規(guī)模為100000m3/d。進水水質(zhì)為CODCr ：250mg/L，BOD5 ：150mg/L，SS：200mg/L， NH3-N：4

2、0mg/L，NO3-N：10mg/L， pH=7.08.5,出水水質(zhì)為CODCr 100mg/L，BOD530mg/L，SS30mg/L， NH3-N 25mg/L，pH=69。根據(jù)進出水水質(zhì)，本設(shè)計擬采用完全混合液態(tài)的生物工藝，經(jīng)比選，確定采用周期循環(huán)曝氣活性污泥（CASS）工藝。CASS工藝污水呈完全混合液態(tài)，對進水水質(zhì)、水量、PH和有毒有害物質(zhì)起到較好的緩沖作用，具有較強的耐沖擊負荷能力，同時對絲狀菌的生長起到抑制作用，可有效防止污泥膨脹。此工藝具有投資省，處理效果好，運行管理方便等優(yōu)點，適用于大中型污水處理廠使用。本設(shè)計包含污水處理工藝流程的確定，工藝流程中各單元的計算，圖紙的繪制等。

3、本工程的實施將顯著改善受納水體水質(zhì)，同時間接產(chǎn)生經(jīng)濟效益，促進經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展。關(guān)鍵詞 ：污水處理廠；完全混合；CASS工藝 AbstractNowadays, with rapid economic development, improve living standards, environmental pollution is worsening, and increase efforts to municipal sewage treatment is imperative. Now proposed a city sewage treatment plant for treating s

4、cale 100000m3 / d. The ram water quality is CODCr, BOD5, SS, NH3-N, NO3-N,and pH keep at 250mg / L,150mg / L,200mg / L,40mg / L,10mg / L, and 7.0 8.5, respectively.The treated water quality is CODCr, BOD5, SS, NH3-N, NO3-N,and pH keep at 100mg / L, 30mg / L, 30mg / L, 25mg / L,ant pH 6 9, respective

5、ly. According to the treated water quality, the design plans to use the completely mixed biotechnology, by comparison, determine to use of cyclic activated sludge system (CASS) process. sawage of CASS process is completely mixed, on water quality, water quantity, PH, toxic and hazardous substances h

6、ave buffer role effect, with a strong resistance to shock loading capacity, meanwhile growth of filamentous bacteria is be inhibition to be prevent sludge bulking. This process has the advantage of good Less investment, good effect, easy operation and management .朗讀顯示對應(yīng)的拉丁字符的拼音Applicable to large or

7、 medium sized sewage treatment plants. The design includes the determination of sewage treatment process, process in the calculation of each unit and drawing the construction drawings. The implementation of this project will significantly improve the water quality of receiving water, and indirect ec

8、onomic benefits and promote sustainable economic development.Key word: sewage treatment plants; Completely Mixing; CASS process目 錄摘 要IAbstractII目 錄III第一章 前 言11.1 設(shè)計的目的及意義11.2 設(shè)計指導思想11.3設(shè)計的內(nèi)容及要求11.3.1主要內(nèi)容11.3.2要求21.4 國內(nèi)外發(fā)展概況21.5 設(shè)計依據(jù)及原則21.5.1 設(shè)計依據(jù)21.5.2 設(shè)計原則31.6設(shè)計原始資料31.6.1 設(shè)計規(guī)模31.6.2 水質(zhì)指標31.6.3氣象資料3

9、1.6.4污水排水接納河流資料31.6.5廠址及場地現(xiàn)狀3第二章 污水處理廠工藝方案的選擇42.1設(shè)計方案論證42.2.1活性污泥法處理系統(tǒng)有效運行的基本條件是：42.2.2環(huán)境因素對微生物生長的影響42.2 原污水可生化性分析52.3 污水處理程度的確定62.3.1 水質(zhì)情況62.3.2處理程度計算62.4污水處理廠工藝方案比選72.4.1 A2/O工藝72.4.2 奧貝爾（Orbal）氧化溝82.4.3 CASS工藝92.4.4 工藝方案選擇112.4 處理程度計算122.4.1 CODcr的處理程度122.4.2 溶解性BOD5的處理程度122.4.3 SS的處理程度122.4.4 NH

10、3-N的處理程度12第三章 單元構(gòu)筑物的設(shè)計計算143.1粗格柵設(shè)計計算143.1.1 設(shè)計說明143.1.2 柵前明渠寬度143.1.3 柵條的間隙數(shù)143.1.4 柵槽寬度153.1.5 進水渠道漸寬部分的長度153.1.6 柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度163.1.7 過柵水頭損失163.1.8 柵后槽總高度163.1.9 柵槽總長度163.1.10 每日柵渣量計算W173.2 泵站的設(shè)計計算173.2.1 泵房規(guī)范要求173.2.2 污水泵計算173.2.3 集水池183.3細格柵設(shè)計計算183.3.1 設(shè)計說明183.3.4 柵條的間隙數(shù)193.3.3 柵槽寬度193.3.4 進

11、水渠道漸寬部分的長度203.3.5 柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度203.3.6 過柵水頭損失203.3.7 柵后槽總高度213.3.8 柵槽總長度213.3.9 每日柵渣量計算W213.4 沉砂池的設(shè)計計算213.4.1 沉砂池的選擇213.4.2 沉砂池設(shè)計計算一般規(guī)定223.4.3 設(shè)計參數(shù)223.4.4 設(shè)計計算223.5 CASS池設(shè)計計算243.5.1 基本設(shè)計參數(shù)243.5.2 BOD5去除率的計算243.5.3 污泥負荷率243.5.4 曝氣時間253.5.5 沉淀時間TS253.5.6 排水時間TD253.5.7 周期數(shù)的確定253.5.8 進水時間TF263.5.9 C

12、ASS池運行模式263.5.10 CASS池容積及構(gòu)造尺寸263.5.11 復核出水溶解性BOD5283.5.12 潛水攪拌器283.5.13 曝氣系統(tǒng)設(shè)計計算283.5.14供氣量的計算293.5.14 進出水管路計算313.6紫外消毒渠道323.6.1 紫外消毒渠道的功能323.6.2紫外消毒渠道設(shè)計計算323.7污水計量設(shè)備333.8 產(chǎn)泥量及排泥系統(tǒng)343.8.1產(chǎn)泥量343.8.2排泥系統(tǒng)343.8污泥回流353.8.1設(shè)計說明353.8.2回流污泥泵設(shè)計選型353.9 重力濃縮池設(shè)計計算353.9.1設(shè)計參數(shù)363.9.2設(shè)計與計算363.10 貯泥池383.11消化池383.11

13、.1消化池容積計算383.11.2消化池各部分表面積計算393.11.3消化池熱工計算393.11.4沼氣混合攪拌計算413.11.5產(chǎn)氣量及貯氣柜413.12污泥脫水設(shè)備413.13附屬構(gòu)筑物42第四章 污水處理廠配套工程設(shè)計434.1 廠區(qū)平面設(shè)計434.1.1 平面布置原則434.1.2 平面布置434.2 廠區(qū)高程設(shè)計444.2.1 高程布置注意事項444.2.2 高程計算45第五章 環(huán)境保護及勞動衛(wèi)生485.1 項目施工期對環(huán)境影響及對策485.1.1 項目施工期對環(huán)境的影響485.1.2 施工期對環(huán)境影響的對策495.2 項目運營期對環(huán)境影響及對策505.2.1 項目運營期對環(huán)境的

14、影響505.2.2 運營期環(huán)境影響的對策505.3 勞動保護與安全生產(chǎn)51第六章 工程投資估算及效益分析526.1投資估算526.1.1估算范圍526.1.2.編制依據(jù)526.1.3投資估算526.2 運行成本估算546.2.1 成本估算的有關(guān)單價546.2.3運行成本估算546.2.4 運行成本核算546.3效益分析546.3.1 環(huán)境效益546.3.2 社會效益55結(jié) 論56致 謝57參考文獻58 V第四章 污水處理廠配套工程設(shè)計第一章 前 言1.1 設(shè)計的目的及意義隨著我國社會和經(jīng)濟的高速發(fā)展,水環(huán)境日益惡化，2007年，我國600多個城市有400多個城市缺水，缺水原因主要不在于水量不足

15、，而在于水質(zhì)污染嚴重，屬于水質(zhì)性缺水。我國目前年污水排放量達600億噸，其中城市就占390億噸以上，而全國城市污水處理廠不足400座，污水處理能力不足排放量的30，而實際處理量更低。因此，大力發(fā)展城市污水處理工程勢在必行, 根據(jù)“十一五規(guī)劃”，預(yù)計到2010年,我國要新建城市污水處理廠1000余座,污水廠的投資將達1800億元.隨著社會和政府的環(huán)境治理要求不斷提高,城市污水處理工藝的設(shè)計必然獲得一個廣闊的市場前景。本次設(shè)計旨在通過對某城市10萬m/d污水處理廠進行獨立設(shè)計，并根據(jù)原始資料要求確定處理流程和核心工藝選擇，并提供設(shè)計計算結(jié)果，繪制污水處理廠總平面布置圖，工藝流程圖、高程圖及某些主要

16、構(gòu)筑物的平剖面圖等，通過完成這次畢業(yè)設(shè)計，強化專業(yè)知識，為今后的專業(yè)工作奠定良好的基礎(chǔ)。1.2 設(shè)計指導思想決定城市污水處理廠投資和運行成本的很重要因素是污水處理工藝的選擇。目前，在城市污水處理領(lǐng)域，很多城市普遍存在著追求“新工藝”的傾向。一座城市污水廠處理工藝的選擇，雖然應(yīng)由污水水質(zhì)、水量、排放標準及受納水體性質(zhì)等因素來確定，但是，忽略污水處理廠投資和運行成本，過分強調(diào)污水處理工藝的先進是不足取的。實際上，有些城市采取的高投資、高運行費的“新工藝”，由于水質(zhì)不穩(wěn)定，水量波動大等緣故，并未收到理想的處理效果。CASS（cyclic activated sludge system）工藝污水在流態(tài)

17、上屬于完全混合型，是在SBR工藝的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，是與活性污泥法并列的一種污水生物處理技術(shù)，發(fā)展起步早，技術(shù)比較成熟，是近年來國際公認的生活污水及工業(yè)廢水先進處理工藝。1.3設(shè)計的內(nèi)容及要求1.3.1主要內(nèi)容根據(jù)所給的原始資料完成完全混合法城市污水廠初步設(shè)計，內(nèi)容包括：1、進行污水處理廠方案的總體設(shè)計：按照所給資料，通過比較選擇確定污水處理工藝方案； 2、進行污水處理廠各構(gòu)筑物工藝計算：包括污水和污泥處理的主要構(gòu)筑物設(shè)計計算（附必要的草圖），說明書中應(yīng)有計算所得的設(shè)備工藝參數(shù)一覽表。3、進行輔助建筑物(包括鼓風機房、泵房、配水井、脫水機房等)的簡單設(shè)計：包括尺寸、面積、層數(shù)的確定；完成設(shè)備選

18、型。4、進行總體布局、豎向設(shè)計、廠區(qū)管道布置、廠區(qū)道路及綠化設(shè)計；完成污水處理廠總平面布置圖、工藝流程圖及高程圖；5、編寫設(shè)計說明書、計算書。6、設(shè)計圖紙（6張）：污水處理廠平面布置圖、高程圖、工藝流程圖各一張和處理廠主要構(gòu)筑物剖面圖三張。1.3.2要求1、了解城市建設(shè)污水處理廠的意義；2、掌握城市污水處理的常用流程及相關(guān)的單元構(gòu)筑物的相關(guān)專業(yè)知識；3、掌握所選構(gòu)筑物設(shè)計的正確計算方法和繪圖方法，確保圖紙繪制的準確性。1.4 國內(nèi)外發(fā)展概況隨著人類社會的不斷發(fā)展，城市規(guī)模不斷擴大，城市的用水量和排水量都在不斷增加，加劇了用水緊張和水質(zhì)污染，環(huán)境問題日益突出，由此造成的水危機已經(jīng)成為社會經(jīng)濟發(fā)展

19、的重要制約因素。我國污水處理事業(yè)的歷史始于1921年，但是真正是在80年代才得以發(fā)展，改革開放三十年來取得了迅速的發(fā)展，但仍然滯后于城市發(fā)展的需要，處理量的增加仍遠遠滯后于污水排放量的增長，兩者之間的差距還有進一步拉大的趨勢。我國城市污水處理相對于國外發(fā)達國家，起步較晚，到現(xiàn)在為止，全國還有60%的城市污水得不到妥善的處理，城市污水處理率較低，很多老城區(qū)的排水管網(wǎng)甚至不成系統(tǒng)。在我們大力引進國外先進技術(shù)、設(shè)備和經(jīng)驗的同時，必須結(jié)合我國發(fā)展規(guī)劃，尤其是當?shù)氐膶嶋H情況，探索適合我國實際的污水處理系統(tǒng)。1.5 設(shè)計依據(jù)及原則1.5.1 設(shè)計依據(jù)1、室外排水設(shè)計規(guī)范 GBJ14-872、地表水環(huán)境質(zhì)量

20、標準 GB3838-20023、工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標準 GB12348-904、泵站設(shè)計規(guī)范 GB/T 50265-975、城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準 GB18918-20026、給水排水設(shè)計規(guī)范 GBJ15-881.5.2 設(shè)計原則污水處理工程設(shè)計過程當中應(yīng)遵循下列原則：1、污水處理工藝技術(shù)方案，達到治理要求的前提下應(yīng)優(yōu)先選擇投資和運行費用少、運行管理簡便的工藝；2、所用污水、污泥處理技術(shù)和其他技術(shù)不僅要求先進，更要求成熟可靠；3、和污水處理廠配套的廠外工程應(yīng)同時建設(shè)，使污水處理廠盡快發(fā)揮效益；4、污水處理廠出水應(yīng)盡可能回用，以緩解城市嚴重缺水問題；5、污泥及浮渣處理應(yīng)盡量完善，消除二次污染

21、；6、盡量減少工程用地。 1.6設(shè)計原始資料1.6.1 設(shè)計規(guī)模正常日處理量：100000噸/日1.6.2 水質(zhì)指標1、污水水量、水質(zhì)1）設(shè)計規(guī)模設(shè)計日平均污水流量Q=100000m/d；設(shè)計最大時流量Q =50000 m/d。2）進水水質(zhì)CODCr ：250mg/L，BOD5 ：150mg/L，SS：200mg/L， NH3-N：40mg/L，NO3-N：10mg/L， pH=7.08.52、污水處理要求污水經(jīng)過二級處理后應(yīng)符合以下具體要求：CODCr 100mg/L，BOD530mg/L，SS30mg/L， NH3-N 25mg/L，pH=691.6.3氣象資料該市地處內(nèi)陸中緯度地帶，屬暖

22、溫帶大陸性季風氣候。年平均氣溫913.2，最熱月平均氣溫21.226.5，最冷月-5.0-0.9。年日照時數(shù)2045小時。多年平均降雨量577毫米，集中于7、8、9月，占總量的5060%，受季風環(huán)流影響，冬季多北風和西北風，夏季多南風或東南風，市區(qū)全年主導風向為東南風，頻率為18%，年平均風速2.55米/秒。1.6.4污水排水接納河流資料該污水廠的出水直接排入廠區(qū)外部的河流，其最高洪水位為380.0m，常水位為378.0m，枯水位為375.0m。1.6.5廠址及場地現(xiàn)狀該污水處理廠場地地勢平坦，由西北坡向東南，場地標高384.5383.5米之間，位于城市中心區(qū)排水管渠未端 ，廠址面積為2000

23、00m2。第二章 污水處理廠工藝方案的選擇2.1設(shè)計方案論證 污水生物處理技術(shù)主要是利用自然界中廣泛分布的個體微小、代謝營養(yǎng)類型多、適應(yīng)能力強的微生物的新陳代謝作用，將污水中的污染物質(zhì)轉(zhuǎn)化為微生物細胞及CO2、H2O、H2S、N2、CH4等多種物質(zhì)，從而使污水得到凈化的過程。污水生物處理技術(shù)分為好氧生物處理、缺氧生物處理和厭氧生物處理。好氧生物處理又分為活性污泥法，生物膜法等。目前對于城市生活污水的處理多為好氧處理。2.2.1活性污泥法處理系統(tǒng)有效運行的基本條件是：1、有大量起吸附和分解作用的微生物。2、污水中含有足夠的可溶解性易降解有機物，作為微生物生理活動所必需的營養(yǎng)物質(zhì)。3、混合液中含有

24、足夠的溶解氧。4、活性污泥連續(xù)回流，同時，還要及時地排出剩余污泥，使曝氣池中保持恒定的活性污泥濃度。5、活性污泥在曝氣池中呈懸浮狀態(tài)，能夠與污水充分接觸。6、沒有對微生物有毒害作用物質(zhì)進入。2.2.2環(huán)境因素對微生物生長的影響1、營養(yǎng)物質(zhì)微生物為合成自生的細胞物質(zhì)，必須不斷地從其周圍環(huán)境中攝取自身生存所必需的營養(yǎng)物質(zhì)，主要的營養(yǎng)物質(zhì)是碳、氮、磷等，微生物還需要硫、鈉、鉀、鈣、鎂、鐵等元素作為營養(yǎng)，但需要量甚微。對微生物來講，碳、氮、磷營養(yǎng)有一定的比例，一般為 BOD5：N：P=100：5：1。生活污水中大多含有微生物能利用的碳源，氮和磷的含量也高，可以滿足生物法處理時微生物的營養(yǎng)需求。如果某種

25、營養(yǎng)元素低于需求可以加淀粉漿料補充碳源，投加尿素、硫酸銨等補充氮源，投加磷酸鉀、磷酸鈉等補充磷源。2、溫度溫度是影響微生物正常生理活動的重要因素之一。溫度適宜，能夠促進、強化微生物的生理活動，溫度不適宜，能夠減弱甚至破壞微生物的生理活動?？赡苁刮⑸锼劳觥Ｒ话愫醚跎锾幚碇械奈⑸锒鄬儆谥袦匚⑸?，其生長繁殖的最適溫度范圍為2037。3、pH值微生物的生理活動與環(huán)境的酸堿度密切相關(guān)，只有在適宜的酸堿度條件下，微生物才能進行正常的生理活動。PH值對微生物的影響主要作用于：引起細胞膜電荷的變化，從而影響了微生物對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收，改變生長環(huán)境中營養(yǎng)物質(zhì)的可給性。PH值的變化還能改變有害物質(zhì)的毒性。高

26、濃度的氫離子還可導致菌體表面蛋白質(zhì)和核酸水解而變性。4、溶解氧溶解氧是影響生物處理效果的重要因素。在好氧生物處理中，如果溶解氧不足，其活性將受到影響，新陳代謝能力降低，同時對溶解氧要求較低的微生物將逐步成為優(yōu)勢種屬，影響正常的生化反應(yīng)過程，造成處理效果下降。5、有毒物質(zhì)（抑制物質(zhì)）有毒物質(zhì)對微生物生理功能毒害作用的原因，效果都比較復雜，取決于較多的因素。2.2 原污水可生化性分析 污水處理廠進水營養(yǎng)物比值見下表2.1。表2.1 進水營養(yǎng)物比表項目比值BOD5/ CODCr0.6BOD5/ TN3污水生物處理是以污水中所含污染物質(zhì)作為營養(yǎng)物質(zhì)，利用微生物代謝作用使污染物被降解，污水得到凈化。因此

27、，對污水營養(yǎng)成分的分析以及判斷污水能否采用生物處理是設(shè)計污水生物處理工程的前提。BOD5和COD是污水處理過程中常見的兩個水質(zhì)指標，一般情況下，BOD5/ CODCr的比值越大，說明污水可生物處理性越好。綜合國內(nèi)外的研究成果，一般認為BOD5/ CODCr的比值0.45可生化性較好，BOD5/ CODCr的比值0.3較難生化，BOD5/ CODCr的比值0.25不易生化。 BOD5/ TN（即C/N）是鑒別能否采用生物脫氮的重要指標，由于反硝化細菌是在分解有機物的過程當中進行消化脫氮的，在不投加外來碳源的條件下，污水中必須有足夠的有機物，才能保證反硝化的順利進行。一般認為，C/N3，即可認為污

28、水有足夠的碳源供反硝化菌利用，才能進行有效脫氮。綜上所述，該城市污水處理廠進水水質(zhì)不僅適宜于采用二級生物工藝，而且還適宜于采用CASS工藝。2.3 污水處理程度的確定2.3.1 水質(zhì)情況本設(shè)計的污水進水及出水水質(zhì)如下表2.2所示表2.2 污水進水及出水水質(zhì)項 目 NH3-N PH進水（）250150 200 40 7.08.5 出水（）12030 30 25 6.09.0處理水量:100000/d ；最大小時流量Q max=5000m3/h總變化系數(shù): =1.2 2.3.2處理程度計算1、的去除率:=602、的去除率:活性污泥處理系統(tǒng)中的值是由殘存的溶解性(Se)和非溶解性的組的, 非溶解性主

29、要以生物污泥的殘屑為主體,活性污泥的凈化功能是去除溶解性的,非溶解性將污泥一起經(jīng)沉淀而去除。進入CASS應(yīng)池的濃度=150。出水中非溶解性的BOD值為：BOD=7.1bXC式中：C- 水中懸浮固體（SS）濃度，取30mg/L b-微生物自身氧化率，一般介于0.05-0.1之間，取0.08 X-活性微生物在水中所占的比率，取0.4代入各值，得 BOD=7.10.080.430=6.82因此，出水中溶解性BOD為 30-6.82=23.12則BOD的去除率為：（150-23.12）150100%=84.6%3、SS的去除率4、NH3-N的去除率=37.52.4污水處理廠工藝方案比選城市污水處理廠設(shè)

30、計處理方案時，要考慮的因素很多。從表2.1原污水可生化性分析結(jié)果可以知道可采用的工藝有很多，而相對來說處理效果好而且技術(shù)成熟的工藝有以下幾種。1、A2/O工藝2、奧貝爾（Orbal）氧化溝工藝3、周期循環(huán)曝氣活性污泥法（CASS）工藝2.4.1 A2/O工藝A-A-O工藝，亦稱A2/O工藝，是英文Anaerobic-Anoxic-Oxic第一個字母的簡稱，按實質(zhì)意義來說，本工藝稱為厭氧缺氧好氧法。本法是在70年代，由美國的一些專家在厭氧好氧（An-O）法脫氮工藝的基礎(chǔ)上開發(fā)的，其宗旨是開發(fā)一項能夠同步脫氮除磷的污水處理工藝。A2/O工藝由厭氧段和好氧段組成，兩段可以分別建也可以合建，合建時兩段

31、應(yīng)該以隔板隔開。厭氧池中必須嚴格控制厭氧條件，使其既無分子態(tài)氧，也無NO3-等化合態(tài)氧，厭氧段水力停留時間為12h。好氧段結(jié)構(gòu)型式與普通活性污泥法相同，且要保證溶解氧不低于2mg/L，水力停留時間24小時。A2/O工藝流程圖如圖2.1所示。進水厭氧池缺氧池好氧池沉淀池回流污泥排放剩余污泥圖2.1 A2/O工藝流程圖內(nèi)循環(huán)1、A2/O工藝優(yōu)點：1） 在厭氧的好氧交替運行條件下，絲狀菌得不到大量增殖，污泥不易膨脹。2） 脫氮效果難于進一步提高，內(nèi)循環(huán)量一般以2Q為限，不宜太高，否則增加運行費用。3） 基建費用低，具有較好的脫氮、除磷功能。4） 具有改善污泥沉降性能，減少污泥排放量。5） 具有提高對

32、難降解生物有機物去除效果，運轉(zhuǎn)效果穩(wěn)定。6） 技術(shù)先進成熟，運行穩(wěn)妥可靠。7） 管理維護簡單，運行費用低。8） 國內(nèi)工程實例多，工藝成熟，易獲得工程管理經(jīng)驗。9） 出水水質(zhì)好，較易于深度處理，出水水質(zhì)穩(wěn)定，對外界條件變化有一定的適應(yīng)性。2、A2/O工藝缺點：1） 處理構(gòu)筑物較多，施工較難。2） 需增加內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)。2.4.2 奧貝爾（Orbal）氧化溝 1、 奧貝爾（Orbal）氧化溝的形式奧貝爾（Orbal）氧化溝是由南非的Huisman提出，其后由美國的Envirex公司改進加以推廣，一般采用轉(zhuǎn)碟曝氣器。奧貝爾氧化溝為多環(huán)反應(yīng)器系統(tǒng)，通常由三個同心的溝渠串聯(lián)組成，溝渠呈圓形或橢圓形。污水從外

33、溝道進入，然后流入中溝道，再經(jīng)過內(nèi)溝道后由中心島流出。奧貝爾氧化溝有兩個特點，其一是使用曝氣盤。由于曝氣盤上有大量的曝氣孔和三角形凸出物，有助于充氧和推進混合液。盡管盤厚很薄，但具有良好的混合功能。在設(shè)計中可以采用較深的氧化溝，同時可以借助配置在氧化溝中各槽中曝氣盤數(shù)目的不同，變化輸入每一槽的供氧量。其二是其反應(yīng)器的形式為獨特的同心圓形的多溝槽系統(tǒng)，因為幾個串聯(lián)的完全混合槽和單槽的動力學是不同的，奧貝爾系統(tǒng)中的每一圓形溝渠均表現(xiàn)單個反應(yīng)器的特性。2、奧貝爾（Orbal）氧化溝工藝流程圖奧貝爾（Orbal）氧化溝工藝流程圖如圖2.2所示。進水沉砂池奧貝爾氧化溝沉淀池回流污泥排放剩余污泥圖2.2

34、奧貝爾（Orbal）氧化溝工藝流程圖3、 奧貝爾（Orbal）氧化溝的工藝特點 1）總投資省。一般來說，進氧化溝不需設(shè)初沉池，對于城市污水，只需要設(shè)置格柵和沉砂池，對于沒有砂和大塊雜物的工業(yè)廢水，可以直接進入氧化溝。此外，氧化溝的緩沖能力較強，污水可以不設(shè)調(diào)節(jié)池。2）污泥量少。奧貝爾氧化溝一般為延時曝氣，由于污泥齡較長，污泥量少，因此污泥處理費用較低。3）處理效果好，有較穩(wěn)定的脫氮除磷功能。奧貝爾氧化溝的出水有機物比其他的活性污泥法都低，在外溝道形成交替的耗氧和大區(qū)域的缺氧環(huán)境，較高程度地發(fā)生“同時消化反硝化”，即使在不設(shè)內(nèi)回流的條件下，也能獲得較好的脫氮效果。4）有抗沖擊負荷的能力，對高濃度

35、廢水有很大的稀釋能力。5）技術(shù)先進成熟，管理維護簡單。6）處理構(gòu)筑物較多，回流污泥溶解氧較高，對除磷有一定的影響。7）容積及設(shè)備利用率不高。8）轉(zhuǎn)盤曝氣的充氧效率低。這是奧貝爾氧化溝的缺點，其轉(zhuǎn)盤動力效率不超過2.0kgO2/(kWh)。2.4.3 CASS工藝1、CASS工藝工作原理CASS（cyclic activated sludge system）是在SBR是基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，即在SBR池前端加了一個生物選擇器，實現(xiàn)連續(xù)進水，間歇排水的周期循環(huán)運行。設(shè)置周期選擇器的主要目的是使系統(tǒng)選擇出絮凝性能好，抗沖擊性強的優(yōu)質(zhì)細菌，其容積約占整個池子的10%。生物選擇器的工藝過程遵循活性污泥的基質(zhì)

36、積累再生理論，使活性污泥在選擇器中經(jīng)歷一個高負荷的吸附階段，隨后在主反應(yīng)區(qū)經(jīng)歷一個較低負荷的基質(zhì)降解階段，以完成整個基質(zhì)降解的全過程和污泥再生。CASS工藝對污染物質(zhì)的降解是一個時間上的推流過程，其構(gòu)筑物集反應(yīng)、沉淀、排水于一體，是一個好氧/缺氧/厭氧交替運行的過程，因此具有一定的脫氮除磷效果。2、CASS工藝主要技術(shù)特征1）連續(xù)進水，間歇排水傳統(tǒng)SBR工藝為間斷進水，間歇排水，而實際污水排放大都是聯(lián)系或半連續(xù)的，CASS工藝可連續(xù)進水，克服了SBR工藝的不足，比較適合實際排水的特點，拓寬了SBR工藝的應(yīng)用領(lǐng)域。雖然CASS工藝設(shè)計時均考慮為連續(xù)進水，但在設(shè)計運行中即使有間斷進水，也不影響處理

37、系統(tǒng)的運行。2）運行上的時序性CASS反應(yīng)池通常按曝氣、沉淀、排水和閑置四個階段根據(jù)時間依次進行。3）運行過程的非穩(wěn)態(tài)性每個工作周期內(nèi)排水開始時CASS池內(nèi)液位最高，排水結(jié)束時，液位最低，液位的變化幅度取決于排水比，而排水比與處理廢水的濃度、排水標準及生物降解的難易程度有關(guān)。反應(yīng)池內(nèi)混合液體積和基質(zhì)濃度均是變化的，基質(zhì)降解是非穩(wěn)態(tài)的。4）溶解氧周期性變化，濃度梯度高CASS在反應(yīng)階段是曝氣的，微生物處于好氧狀態(tài)，在沉淀和排水階段不曝氣，微生物處于缺氧甚至厭氧狀態(tài)。因此，反應(yīng)池中溶解氧是周期性變化的，氧濃度梯度大、轉(zhuǎn)移效率高，這對提高脫氮除磷效率、防止污泥膨脹及節(jié)約能耗是有利的。實踐證實對同樣的

38、曝氣設(shè)備而言，CASS工藝與傳統(tǒng)活性污泥法相比有較高的氧利用率。3、CASS工藝流程CASS工藝流程圖如圖2.3所示。圖2.3 CASS工藝流程圖出水此外清毒 進水沉砂池CASS池回流污泥剩余污泥格柵4、CASS工藝主要優(yōu)點1）工藝流程簡單，占地面積小，投資較低。CASS工藝的核心構(gòu)筑物為CASS池，沒有二沉池，一般情況不設(shè)調(diào)節(jié)池及初沉池。2）生化反應(yīng)推動力大。在完全混合式連續(xù)流曝氣池中的底物濃度等于二沉池底物濃度，底物流入曝氣池的速率即為底物降解速率。3）沉淀效果好。CASS工藝在沉淀階段幾乎整個反應(yīng)池均起沉淀作用，沉淀階段的表面負荷比普通二次沉淀池小得多，雖然有進水的干擾，但其影響很小，沉

39、淀效果較好。4）運行靈活，抗沖擊能力強，可實現(xiàn)不同的處理目標。CASS工藝在設(shè)計時已考慮流量變化的因素，能確保污水系統(tǒng)內(nèi)停留預(yù)定的時間后經(jīng)沉淀排放，特別是CASS工藝可以通過調(diào)節(jié)運行周期來適應(yīng)進水量和水質(zhì)的變化。5）不易發(fā)生污泥膨。6）適用范圍廣，適合分期建設(shè)。CASS工藝可以應(yīng)用于大型、中型及小型污水處理工程，比SBR工藝適用范圍更廣泛。7）剩余污泥量小，性質(zhì)穩(wěn)定。傳統(tǒng)活性污泥法的泥齡僅27天，而CASS法泥齡為2530天，所以污泥穩(wěn)定性好，脫水性能佳，產(chǎn)生的剩余污泥少。去除1BOD產(chǎn)生0.20.3剩余污泥，僅為傳統(tǒng)法的60%左右。8）生化池分為生物選擇器、厭氧區(qū)和主曝氣區(qū)，利用生物選擇器及

40、厭氧區(qū)對磷的釋放、反硝化作用以及對進水中有機底物的快速吸附及吸收作用，增強了系統(tǒng)的穩(wěn)定性；同時，曝氣區(qū)和靜止沉淀的過程中都同時進行著消化和反硝化反應(yīng)，因而具有脫氮除磷的作用。9）自動化程度高，保證出水水質(zhì)。CASS工藝主要缺點為：設(shè)備閑置率高，因采用降堰排水，水頭損失大；由于自動化程度高，故對操作人員的素質(zhì)要求也高。三種污水處理工藝方案具體比較如下表：表2.3 三種工藝方案比較如下表 工藝內(nèi)容A2/O奧貝爾（Orbal）氧化溝CASS工藝技術(shù)可行性先進、成熟、應(yīng)用廣先進、成熟、應(yīng)用廣先進、成熟、應(yīng)用廣水質(zhì)指標出水水質(zhì)好、穩(wěn)定易于深度處理，對外界條件變化有一定的適應(yīng)性出水水質(zhì)好、穩(wěn)定易于深度處理

41、，對外界條件變化的適應(yīng)性較好出水水質(zhì)好、穩(wěn)定易于深度處理，對外界條件變化的適應(yīng)性較好基礎(chǔ)建設(shè)費用 較高高高運行費用較高高較高運行管理運轉(zhuǎn)操作單元較多復雜操作單元較少方便操作單元較少方便維修設(shè)備多、維修量大設(shè)備少、維修量低設(shè)備少、維修量低占地較大較大較小要求管理水平高高較高環(huán)境影響噪音較大、臭味較小噪音小、臭味較小噪音較大、臭味較小2.4.4 工藝方案選擇綜上所述， 此三種方法都能達到處理的效果，且出水水質(zhì)良好，但相對而言，CASS工藝一次性投資較少，占地面積較小，運行靈活，抗沖擊能力強，可實現(xiàn)不同的處理目標，不易發(fā)生污泥膨，剩余污泥量小，性質(zhì)穩(wěn)定。A/A/O法除磷效果難于再行提高，污泥增長有一

42、定的限度，不易提高，特別是當P/BOD值高時更是如此 。脫氮效果也難于進一步提高，運行費用高。從節(jié)約投資、處理效果及運行管理方面考慮，結(jié)合項目時間情況，本次設(shè)采用周期循環(huán)曝氣活性污泥法（CASS）工藝。2.4 處理程度計算2.4.1 CODcr的處理程度 式中 ECODcr的處理程度，（）Ci未處理污水中CODcr的平均濃度，（mg/L）Ce允許排入水體的已處理污水中CODcr的平均濃度，（mg/L）2.4.2 溶解性BOD5的處理程度 式中 EBOD5的處理程度，（）Ci未處理污水中BOD5的平均濃度，（mg/L）Ce允許排入水體的已處理污水中BOD5的平均濃度2.4.3 SS的處理程度 式

43、中 ESS的處理程度，（）Ci未處理污水中SS的平均濃度，（mg/L）Ce允許排入水體的已處理污水中SS的平均濃度，（mg/L）2.4.4 NH3-N的處理程度 式中 ENH3-N的處理程度，（）Ci未處理污水中NH3-N的平均濃度，（mg/L）Ce允許排入水體的已處理污水中NH3-N的平均濃度表2.4 各種污染物處理程度項目BOD5(mg/L)CODcr(mg/L)SS(mg/L)NH3-N (mg/L)進水15025020050出水301202030去除率84.6608537.5第三章 單元構(gòu)筑物的設(shè)計計算3.1粗格柵設(shè)計計算3.1.1 設(shè)計說明粗格柵設(shè)在泵站之前，去除廢水中較大的懸浮物、

44、漂浮物、纖維物質(zhì)和固體顆粒物質(zhì)，以保證后續(xù)處理單元和水泵的正常運行，減輕后續(xù)處理單元的處理負荷，防止堵塞排泥管道。處理規(guī)模：100000 m3/d，最大時流量（最大設(shè)計流量）： 3.1.2 柵前明渠寬度B= 式中 Qmax最大設(shè)計流量，Qmax = 1.3889 m3/s V1 柵前明渠內(nèi)污水流速 m/s，取v=1.0m/s H1 明渠內(nèi)有效水深 m， 取0.6m N 格柵渠道數(shù)，本設(shè)計取N=2B= = =1.16 3.1.3 柵條的間隙數(shù) 式中 Qmax最大設(shè)計流量，Qmax = 1.3889 m3/s 格柵傾角，取b 柵條間隙，m，取b50 mmn 柵條間隙數(shù)，個h 柵前水深，m，取h0.

45、6m v 過柵流速，m/s，取v8.0m/s。則 50個3.1.4 柵槽寬度設(shè)柵條寬度S10mm（0.01m）則柵槽寬度BS(n-1)+bn 0.01(50-1)+0.050502.99m,實際設(shè)計中取3m由柵槽寬度B可以知道，柵槽寬度較寬，為了便于檢修，可以設(shè)置兩套粗格柵，則每套粗格柵柵槽寬度為3m/2=1.5m。選用FH1500型旋轉(zhuǎn)式機械格柵除污機，具體參數(shù)見表3.1。 表3.1 FH500型型旋轉(zhuǎn)式格柵除污機參數(shù)型號格柵寬度/mm柵條間距/mm耙齒柵度/mm電機功率/KW格柵傾角耙行速度/（m/min）FH150015005013361.5602數(shù)量：兩臺粗格柵圖如下圖3.1所示：圖3

46、.1 粗格柵設(shè)計計算示意圖3.1.5 進水渠道漸寬部分的長度進水渠寬B1=1.16 m，其漸寬部分開角度a1=20。= = 0.470m 3.1.6 柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度=0.235m 3.1.7 過柵水頭損失 式中h1過柵水頭損失，m； H0計算水頭損失，m； g 重力加速度，9.81m/s2； k 系數(shù)，格柵受污物堵塞后，水頭損失增大的倍數(shù)，一般k =3；阻力系數(shù)，與柵條斷面形狀有關(guān)，當為矩形斷面時，2.42。為了避免造成柵前涌水，故將柵后槽底下降h1作為補償見圖4。 0.024 m設(shè)計中取0.10m3.1.8 柵后槽總高度設(shè)柵前渠道超高h2 =0.3m H = h + h1

47、 + h2 = 0.6+ 0.10 + 0.30 =1.00 m 式中 H柵后槽總高度，m h柵前水深，mh2柵前渠道超高，一般采用0.3m3.1.9 柵槽總長度 =2.9 m3.1.10 每日柵渣量計算W在格柵間隙50mm的情況下，設(shè)柵渣量為每1m3污水每天產(chǎn)0.02 m3。 W = = = =2.0m3/dW0.2 m3/d，所以宜采用機械清渣。3.2 泵站的設(shè)計計算3.2.1 泵房規(guī)范要求1、污水泵站的設(shè)計流量，應(yīng)按泵站進水總管的最高日最高時流量計算確定。2、單獨設(shè)置的泵站與居住房屋和公共建筑物的距離，應(yīng)滿足規(guī)劃、消防和環(huán)保部門的要求。泵站的地面建筑物造型應(yīng)與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)，做到適用、經(jīng)濟

48、、美觀，泵站內(nèi)應(yīng)綠化。3、泵站室外地坪標高應(yīng)按城鎮(zhèn)防洪標準確定，并符合規(guī)劃部門要求；泵房室內(nèi)地坪應(yīng)比室外地坪高0.20.3m；易受洪水淹沒地區(qū)的泵站，其入口處設(shè)計地面標高應(yīng)比設(shè)計洪水位高0.5m以上；當不能滿足上述要求時，可在入口處設(shè)置閘槽等臨時防洪措施。4、排水泵站的建筑物和附屬設(shè)施宜采取防腐蝕措施。5、污水泵站集水池的容積，不應(yīng)小于最大一臺水泵5min的出水量。6、雨水泵站和合流污水泵站集水池的設(shè)計最高水位，應(yīng)與進水管管頂相平。當設(shè)計進水管道為壓力管時，集水池的設(shè)計最高水位可高于進水管管頂，但不得使管道上游地面冒水。7、集水池的設(shè)計最低水位，應(yīng)滿足所選水泵吸水頭的要求。自灌式泵房尚應(yīng)滿足水

49、泵葉輪浸沒深度的要求。8、集水池池底應(yīng)設(shè)集水坑，傾向坑的坡度不宜小于10。9、集水池應(yīng)設(shè)沖洗裝置，宜設(shè)清泥設(shè)施。10、泵房應(yīng)采用正向進水，應(yīng)考慮改善水泵吸水管的水力條件，減少滯流或渦流。3.2.2 污水泵計算污水泵流量： 2500 m3/h根據(jù)污水高程計算結(jié)果，設(shè)泵站內(nèi)總損失為2m，吸壓水管路的總損失為2m,則可確定水泵的揚程為：H=H+=（385.318-379.895）+2+2=9.43m 取15m根據(jù)流量和揚程，選用500QW2600-15-160潛水排污泵具體參數(shù)見表3.2。 表3.2 250QW520-15潛水排污泵參數(shù)型號排出口徑/mm流量/（m3/h）揚程/m轉(zhuǎn)速/（r/min）

50、電機功率/KW泵重/kg500QW2600-15-1605002600157451603214數(shù)量：4臺，2用2備 3.2.3 集水池 污水泵總提升能力按Q考慮，及Q=5000m3/h，選兩臺泵，則每臺流量為2500m3/h。選用500QW潛水排污泵四臺，另備用兩臺（兩備兩用），單泵提升能力為2600 m3/h。集水井容積按最大一臺泵5min出流量計算，則其容積為216.67 （m3）設(shè)有效水深h為4.0米，則水池面積F為: F=V/h=216.67/4=54.17m 水池寬度取5m,則長度，取8m保護水深為1.2m,實際水深為5.2m池底坡度就小于0.5%集水井最高水位與格柵連接，最低水位3

51、74.790m。3.3細格柵設(shè)計計算3.3.1 設(shè)計說明功能：去除廢水中較大的懸浮物、漂浮物、纖維物質(zhì)和固體顆粒物質(zhì)，以保證后續(xù)處理單元和水泵的正常運行，減輕后續(xù)處理單元的處理負荷，防止堵塞排泥管道。 處理規(guī)模：100000 m3/d，最大時流量（最大設(shè)計流量）： 3.3.2 柵前明渠寬度B= 式中 Qmax最大設(shè)計流量，Qmax = 1.3889 m3/s v 柵前明渠內(nèi)污水流速 m/s 取v=1.0m/s h 明渠內(nèi)有效水深，取0.6m N 格柵渠道數(shù) 本設(shè)計取N=2B= = =1.16 3.3.3 柵條的間隙數(shù) 式中 Qmax最大設(shè)計流量，Qmax = 1.3889 m3/s 格柵傾角，

52、取b 柵條間隙，m，取b10 mmn 柵條間隙數(shù)，個h 柵前水深，m，取h0.6m v 過柵流速，m/s，取v1.0m/s。則 250.6個，取251個3.3.4 柵槽寬度設(shè)柵條寬度S10（0.01m）則柵槽寬度BS(n-1)+bn0.01(251-1)+0.0102515.0m由柵槽寬度B可以知道，柵槽寬度較寬，為了便于檢修，可以設(shè)置三套粗格柵，則每套粗格柵柵槽寬度為5.0m/2=2.5m。選用FH1500型旋轉(zhuǎn)式機械格柵除污機，具體參數(shù)見表3.3。 表3.3 FH2500型旋轉(zhuǎn)式格柵除污機參數(shù)型號格柵寬度/mm柵條間距/mm耙齒柵度/mm電機功率/KW格柵傾角耙行速度/（m/min）FH2

53、5002501010861.5602數(shù)量：四臺粗格柵圖如下圖3.2所示：圖3.2 細格柵設(shè)計計算示意圖3.3.5 進水渠道漸寬部分的長度進水渠寬B1=1.16 m，其漸寬部分開角度a1=20。= = 1.84m 3.3.6 柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度=0.92m 3.3.7 過柵水頭損失 式中h1過柵水頭損失，m； H0計算水頭損失，m； g 重力加速度，9.81m/s2； k 系數(shù)，格柵受污物堵塞后，水頭損失增大的倍數(shù)，一般k =3；阻力系數(shù)，與柵條斷面形狀有關(guān)，當為矩形斷面時，2.42。為了避免造成柵前涌水，故將柵后槽底下降h1作為補償。 0.21m3.3.8 柵后槽總高度設(shè)柵前渠

54、道超高h2 =0.3m H = h + h1 + h2 = 0.6+ 0.21 + 0.30 =1.11 m 式中 H柵后槽總高度，m h柵前水深，mh2柵前渠道超高，一般采用0.3m3.3.9 柵槽總長度 =3.40m3.3.10 每日柵渣量計算W在格柵間隙50mm的情況下，設(shè)柵渣量為每1m3污水每天產(chǎn)0.05 m3。 W = = = =5.0m3/dW0.2 m3/d，所以宜采用機械清渣3.4 沉砂池的設(shè)計計算3.4.1 沉砂池的選擇沉砂池的作用是從污水中將比重較大的顆粒去除，其工作原理是以重力分離為基礎(chǔ)。我國城市污水處理中，常用的沉砂池類型主要有平流式沉砂池、曝氣沉砂池、旋流沉砂池。平流

55、式沉砂池靠重力自然沉降而達到砂水分離的目的，其特點是占地面積較大，排泥難度高；曝氣沉砂池應(yīng)用比較廣泛，通過池中一側(cè)的空氣管控制曝氣，使污水形成具有一定速度的螺旋形滾動，具有穩(wěn)定的除砂效果；旋流沉砂池利用水力渦流除砂，粒徑在0.20mm以上的顆粒沉砂去除率達85%，砂粒含水率低于60%。為保證除磷效果，按生物除磷設(shè)計的污水處理廠，一般不采用曝氣沉砂池。目前，國際上廣泛應(yīng)用的旋流沉砂池主要為鐘式和比式兩大類，鐘式優(yōu)于比式，應(yīng)用較多，該池形有基建、運行費用低和處理效果好，占地少的優(yōu)點。鐘式沉砂池采用270的進出水方式，池體主要由分選取、集砂區(qū)兩部分構(gòu)成，起構(gòu)成特點是在兩個分區(qū)之間采用斜坡連接。鐘式沉

56、砂池的斜坡式設(shè)計，使砂粒主要依靠重力沉降。其排砂方式有兩種：一種是靠砂泵排砂，其優(yōu)勢在于設(shè)備少、操作簡便，但是砂泵磨損嚴重。另一種是氣提排砂，其優(yōu)勢在于系統(tǒng)可靠、耐用，氣提之前可以進行氣洗，將砂粒上的有機物分離出來，但設(shè)備相對較多。綜上所述，本工程預(yù)處理階段擬采用鐘式沉砂池除砂，氣提排砂。3.4.2 沉砂池設(shè)計計算一般規(guī)定1、 沉砂池按去除相對密度2.65、粒徑0.2mm以上的砂粒設(shè)計。 2、當污水為提升進入時，應(yīng)按每期工作水泵的最大組合流量計算，在合流制處理系統(tǒng)中，應(yīng)按降雨時的設(shè)計流量計算。3、沉砂池個數(shù)或分格數(shù)不應(yīng)少于2，并宜按并聯(lián)系列設(shè)計。當污水量較小時，可考慮一格工作，一格備用。4、城市污水的沉砂量可按106 m3污水沉砂30 m3計算，其中含水率為60%，容重為1500kg/ m3，合流制污水的沉砂量應(yīng)根據(jù)實際情況確定。 5、砂斗容積應(yīng)按不大于2d的沉砂量計算，砂斗斗壁與水平面的傾角不應(yīng)小于55。6、沉砂池除砂宜采用機械方法，并經(jīng)砂水分離后貯存或外運。采用人工排砂時，排砂管直徑不應(yīng)小于200mm。7、 沉砂池的超高不宜小于0.3m。3.4.3 設(shè)計參數(shù)1、最大流速為0.1m/s，最小流速為0.02m/s；2、