建模大賽設(shè)計CASS工藝處理城鎮(zhèn)污水畢業(yè)設(shè)計

1、城鎮(zhèn)生活污水廠處理工藝設(shè)計方案摘 要 本次大賽設(shè)計是以相關(guān)的資料為依據(jù)，設(shè)計一座城鎮(zhèn)生活污水處理廠，其日處理量為20000 m3/dm。由于城市污水的主要成分為固體懸浮污染物（即SS）和 溶解和膠體狀態(tài)的有機污染物（即BOD）,所以本次設(shè)計采用了cass工藝，CASS是周期循環(huán)活性污泥法的簡稱，又稱為循環(huán)活性污泥工藝，是在SBR的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，即在SBR池內(nèi)進水端增加了一個生物選擇器，實現(xiàn)了連續(xù)進水(沉淀期、排水期仍連續(xù)進水)，間歇排水。設(shè)置生物選擇器的主要目的是使系統(tǒng)選擇出絮凝性細菌，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)積累-再生理論，使活性污泥在選擇器中經(jīng)

2、歷一個高負荷的吸附階段(基質(zhì)積累)，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。 該工藝最早在國外應(yīng)用，為了更好地將其引進，開發(fā)出適合我國國情的新型污水處理新工藝，有關(guān)科研機構(gòu)在實驗室進行了整套系統(tǒng)的模擬試驗，分別探討了CASS工藝處理常溫生活污水、低溫生活污水、制藥和化工等工業(yè)廢水的機理和特點（高效、穩(wěn)定、工藝流程簡單）以及水處理過程中脫氮除磷的效果，具有較高的自動化水平，可大大降低污水廠的運行成本。獲得了寶貴的設(shè)計參數(shù)和對工藝運行的指導(dǎo)性經(jīng)驗。將研究成果成功地應(yīng)用于處理生活污水及不同種工業(yè)廢水的工程實踐中，取得了良好的經(jīng)濟、社會和環(huán)境效益。本次設(shè)計在

3、構(gòu)想中充分考慮了環(huán)境效益與經(jīng)濟效益之間的聯(lián)系, 盡量最大限度使兩者協(xié)調(diào)。同時，結(jié)合具體事例，介紹cass工藝污水處理廠主要處理構(gòu)筑物的設(shè)計要點，關(guān)鍵詞：污水處理、cass工藝、脫氮除磷、環(huán)境效益、技術(shù)特征、經(jīng)濟評價目 錄前 言3第一篇 設(shè)計說明書3一、 污水廠的設(shè)計規(guī)模及進出水水質(zhì)3二、處理程度的計算3三、城市污水處理設(shè)計41、工藝流程的比較42、工藝流程的選擇6四、污水處理構(gòu)筑物的設(shè)計說明71、粗格柵的設(shè)計72、集水井和提升泵房83、細格柵84、沉砂池95、CASS96、二沉池107、接觸消毒池10五、污泥處理構(gòu)筑物的設(shè)計計算111、污泥泵房112、排泥泵房113、污泥濃縮池114、貯泥池及

4、提升泵125、脫水間12六、污水廠平面、高程布置121、平面布置122、管道布置123、高程布置13第二篇 污水廠設(shè)計計算書13七、污水處理構(gòu)筑物設(shè)計131、粗格柵的設(shè)計132、集水井與提升泵房153、細格柵的設(shè)計164、平流沉砂池的設(shè)計185、氧化溝的設(shè)計206、二沉池的設(shè)計257、接觸消毒池與加氯間的設(shè)計27八、 污泥處理構(gòu)筑物設(shè)計281、污泥泵房282、排泥泵房293、污泥濃縮池294、貯泥池及提升泵315、脫水間32九、 高程計算321、選用管道322、管道計算333、污水廠的高程布置方法364、各構(gòu)筑物高程確定36十、經(jīng)濟分析371、估算范圍及編制依據(jù)372、固定資產(chǎn)投資估算372.

5、2設(shè)備投資383、 運行費用計算393.2.2 工資福利開支393.2.3 生產(chǎn)用水水費開支39 運費393.2.5 維護維修費393.2.6 管理費用393.2.7 運行成本核算39結(jié) 論40參考文獻40致 謝41前 言水是生命之源，是人類環(huán)境的重要組成部分，是人類賴以生存和社會發(fā)展的必不可少的物質(zhì)條件之一。但水是不可再生資源，隨著社會經(jīng)濟和旅游業(yè)的快速發(fā)展，城市的污水量與日俱增，污水不經(jīng)處理直接排放，對人居環(huán)境和城市形象造成不良影響，與城市建設(shè)步伐不相適應(yīng)。因此，為了給人民身體健康和投資環(huán)境創(chuàng)造一個良好的城區(qū)環(huán)境，我們就得對水進行處理，即控制污染源，從而達到防止水污染的根本目的。本方案的設(shè)

6、計對象廣州市從化區(qū)，城鎮(zhèn)生活污水廠流量為20000 m3/d，常年風(fēng)向為東南風(fēng)。近年來，隨著該市工農(nóng)業(yè)的發(fā)展及人民生活水平的不斷提高，城市生活污水量和工業(yè)廢水量也相應(yīng)的大幅度增加。為保障人民的身體健康，提高生活質(zhì)量，城市排水問題的解決也日益迫切。本設(shè)計就是對污水處理廠進行的初步設(shè)計，完成污水泵站、污水及污泥處理的方案選擇、技術(shù)經(jīng)濟分析、工藝設(shè)計及部分施工圖設(shè)計等。本設(shè)計的處理對象為城鎮(zhèn)生活污水，主要污染物質(zhì)為懸浮固體（即ss）及溶解和膠體狀態(tài)的有機污染物（即BOD）。因此，采用活性污泥法，具體的工藝流程為：進水計量井粗格柵提升泵房細格柵鼓風(fēng)機房cass反應(yīng)池消毒間接觸池出水（農(nóng)田灌溉及排放）;

7、 貯泥池污泥濃縮脫水機房污泥外運第一篇 設(shè)計說明書一、 污水廠的設(shè)計規(guī)模及進出水水質(zhì)參賽的內(nèi)容為城鎮(zhèn)城鎮(zhèn)生活污水處理工程，原水設(shè)計水量為20000 m3/d，根據(jù)中華人民共和國環(huán)境保護法、水污染防治法、廣東省水污染物排放限值DB44/26-2001，小區(qū)污水處理站的出水就近排入沙溪水庫，根據(jù)排放水功能區(qū)域劃分，需達到地表水環(huán)境質(zhì)量標準（GB3838-2002）III類水質(zhì)標準，經(jīng)過處理后出水水質(zhì)要求達到廣東省水污染物排放限值（DB44/26-2001）中第二時段一級標準。進出水水質(zhì)如表1所示：表1項目類別CODCrBOD5SSNH4-N動植物油TPPH進水水質(zhì)2501502004025568出

8、水水質(zhì)90206010100.569從表中可以看出：根據(jù)對各項污染物去除率的要求，表明污水處理工藝在滿足常規(guī)去除BOD和COD以及SS的同時，必須具備脫氮和除磷的功能。采用適宜的除磷脫氮污水生物處理工藝，確保表中污染物的有效去除。二、處理程度的計算1、 的去除率為:2、 的去除率為:3、 SS的去除率為:4、 NH4-N的去除率為:5、 動植物油的去除率為:6、 TP的去除率為:三、城市污水處理設(shè)計1、工藝流程的比較生物處理方法主要有活性污泥法和生物膜法?；钚晕勰喾ㄊ窃谌斯こ溲醯臈l件下，對污水和各種微生物群體進行連續(xù)的混合培養(yǎng)，形成活性污泥，利用活性污泥的生物凝聚，吸附和氧化作用，以分解去除污

9、水中的有機污染物，然后使污泥與水分離，大部分污泥回流到曝氣池，而剩余污泥則排出。生物膜法則是利用各種不同載體，通過污水與載體的不斷接觸，在載體上繁殖生物膜，利用膜的生物吸附和氧化作用，以降解去除污水中的有機污染物，而脫落下來的生物膜與水進行分離。當(dāng)前國內(nèi)外城市污水廠大多都采用活性污泥法二級生物處理，同時對活性污泥法有著豐富的管理運行經(jīng)驗和有關(guān)技術(shù)資料。這種方法能有效地去除城市污水中的主要污染物質(zhì)，并且處理費用較低。因此，污水處理廠工藝選用活性污泥法進行比選?；钚晕勰喾ㄓ钟卸喾N工藝方案，按上述方案選擇的原則，參照國內(nèi)外的研究成果., 及污水處理廠的運行實踐，在進行多方案比較的基礎(chǔ)上，選擇了A2/

10、O工藝和CASS活性污泥法工藝兩種污水處理方案進行論證及經(jīng)濟技術(shù)比較，從而確定最佳方案。1.1技術(shù)比較方案一A2/O 處理工藝是 AnaerobicAnoxicOxic 的英文縮寫，它是厭氧缺氧好氧生物脫氮除磷工藝的簡稱，目前廣泛采用的具有脫氮除磷功能的工藝，是80年代在普通活性污泥法基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新工藝。 A2/O流程的特點是：污水流經(jīng)厭氧池、缺氧池、再進入好氧池；并將好氧池的混合液和沉淀池的污泥分別回流至缺氧池、厭氧池。使缺氧池中即從原污水中得到充足的有機物，又從回流的混合液中得到大量硝酸鹽，而回流污泥則可保證其微生物量，因此可進行反硝化反應(yīng)，回流污泥中硝酸鹽濃度降低，提高了聚磷菌在厭氧

11、區(qū)磷的釋放，相應(yīng)提高了在好氧區(qū)的磷吸收率，而且在厭氧、高污染物負荷條件下抑制了絲狀菌的繁殖，可以有效的防止污泥膨脹，而后在好氧池中進行BOD5的進一步降解和硝化。A2/O法脫氮工藝流程不需外加碳源，以原廢水為碳源，可保證充分的反硝化反應(yīng)，好氧池設(shè)在缺氧池之后，可使反硝化殘留的有機污染物得到進一步去除，提高了出水水質(zhì)，另外缺氧池放在好氧池之前，一方面可減輕好氧池的有機負荷，另一方面也有利于控制污泥膨脹，反硝化過程中產(chǎn)生的堿度還可補償硝化過程對堿度的消耗。但要取得較好的脫氮率，必須保證足夠大的混合液回流比，這勢必增加系統(tǒng)的運行費用，這也是A2O系統(tǒng)的一個缺點。圖1 方案一生化反應(yīng)工藝示意圖方案二C

12、ASS工藝是SBR的改進工藝，即“循環(huán)式活性污泥法工藝” (cyclic activated sludge system)。CASS工藝是在同一池子內(nèi)，在不同的時間階段完成生物處理過程和泥水分離過程，是集生物降解和沉淀等功能為一體的污水生化處理工藝，具有流程簡單，運行方式靈活，在空間上是完全混合，在時間上是理想推流等優(yōu)點。CASS反應(yīng)池由三個區(qū)域組成，即生物選擇區(qū)、兼性區(qū)和主反應(yīng)區(qū)構(gòu)成。三者經(jīng)典的體積比大致為1：5：30。生物選擇區(qū)的工藝過程遵循活性污泥的基質(zhì)積累再生理論使活性污泥在生物選擇區(qū)中經(jīng)歷一個高負荷的吸附階段(基質(zhì)積累)，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)去

13、除過程。由于該部分活性污泥在高BOD負荷條件下運行，生物吸附作用增強；另一方面，微生物在此區(qū)域得到馴化，促進了微生物的增殖。兼性區(qū)(預(yù)反應(yīng)區(qū))在厭氧或兼氧條件下運行時不僅與生物選擇區(qū)共同對進水水質(zhì)、水量的變化起到緩沖作用，同時還具有促進磷的進一步釋放和氮的反硝化作用。主反應(yīng)區(qū)是最終去除有機底物的主場所。運行過程中的曝氣階段，通常將主反應(yīng)區(qū)的曝氣強度加以控制，以使反應(yīng)區(qū)內(nèi)主體溶液中處于好氧狀態(tài)，而活性污泥結(jié)構(gòu)內(nèi)部則基本處于缺氧狀態(tài)，溶解氧向污泥絮體內(nèi)的傳遞受到限制而硝態(tài)氮由污泥內(nèi)向主體溶液的傳遞不受限制，從而使主反應(yīng)區(qū)中同時發(fā)生有機污染物的降解以及同步硝化和反硝化作用。主反應(yīng)區(qū)：有四個階段。進水

14、反應(yīng)階段：根據(jù)情況可采用曝氣及半限制曝氣的運行方式，在進水的過程或后期進行曝氣。在曝氣階段，通過微孔曝氣器充氧，在曝氣開始時，溶解氧控制在較低水平(約0.20.5mg/L)，直到曝氣結(jié)束前使溶解氧最終達到23mg/L，由DO監(jiān)控系統(tǒng)控制鼓風(fēng)機進風(fēng)量與反應(yīng)池進氣閥的開度，保持DO最佳值，為微生物生長創(chuàng)造一個適宜的生長環(huán)境，并節(jié)約能耗，在好氧條件下完成了有機物的氧化、硝化和吸磷作用。在此階段，聚磷菌利有機物氧化釋放的能量，過量吸收混合液中的磷，使水中的磷轉(zhuǎn)移到污泥中，隨剩余污泥排到系統(tǒng)外，達到除磷的目的。這種運行方式不像前置反硝化系統(tǒng)中需較高的內(nèi)回流，因此省去了內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)，而且在系統(tǒng)中不需要單獨設(shè)

15、置一個缺氧段以進行反硝化，從而達到除氮的目的。沉淀階段：反應(yīng)池靜止沉淀，完成泥水分離過程。潷水階段：污泥繼續(xù)沉淀，經(jīng)過處理的上清液由排水裝置(旋轉(zhuǎn)式潷水器)排出池外至最低水位。閑置階段：此階段可進行剩余污泥的排放。上述各個階段組成一個循環(huán)，并不斷重復(fù)。循環(huán)開始時，由于進水，池子中的水位由某一最低水位開始上升，經(jīng)過一定時間的曝氣和非曝氣反應(yīng)后停止，使活性污泥進行絮凝并在一個靜止的環(huán)境中沉淀，在完成沉淀后，由旋轉(zhuǎn)式潷水器排出已處理的上清液，使水位下降至池子所設(shè)定的最低水位。完成上述各階段后，系統(tǒng)進入下一循環(huán)過程，重復(fù)以上操作。污泥回流/剩余污泥排除系統(tǒng)：在CASS活性污泥法中主反應(yīng)池內(nèi)設(shè)有潛污泵，

16、污泥通過此潛污泵不斷地從主曝氣區(qū)抽送至生物選擇區(qū)中。為保持池子中有一個合適的污泥濃度，需要根據(jù)產(chǎn)生的污泥量排出相應(yīng)的剩余污泥。安裝在反應(yīng)池內(nèi)的剩余污泥泵在沉淀階段結(jié)束后將工藝過程中產(chǎn)生的剩余污泥排出系統(tǒng)。排除剩余污泥一般在沉淀階段結(jié)束后進行，排出的污泥濃度約為8g/l左右。為了處理連續(xù)的進水，在CASS活性污泥法系統(tǒng)中應(yīng)至少設(shè)置二個池子，由于本工程規(guī)模小，對本工程將采用2個反應(yīng)池運行，池子之間和各個運行階段相互錯開。例如，當(dāng)?shù)谝粋€池子處于進水一一曝氣階段時，第二個池子則處于沉淀和潷水階段，反之亦然。通過在時間上錯開各個池子的進水，可以產(chǎn)生連續(xù)的進水，曝氣階段的優(yōu)化設(shè)置可使鼓風(fēng)機連續(xù)工作，風(fēng)量可

17、調(diào)，順序?qū)Ω鱾€池子進行曝氣。工藝系統(tǒng)采用微孔曝氣系統(tǒng)進行供氧，其充氧效率高，可大大節(jié)省運行能耗和運行費用。CASS活性污泥法工藝系統(tǒng)的一個重要特性是在工藝過程中不設(shè)專門缺氧段的條件下仍能進行硝化和反硝化，達到去除氮的目的。CASS活性污泥法工藝系統(tǒng)通過將活性污泥從主反應(yīng)區(qū)(好氧)回流到生物選擇區(qū)以及系統(tǒng)間歇曝氣的運行方式可以使活性污泥不斷地經(jīng)歷好氧和厭氧的循環(huán)，這些反應(yīng)條件將有利于聚磷菌在系統(tǒng)中的生長和累積。因此循環(huán)式活性污泥法工藝系統(tǒng)具有生物除磷的功能。大量采用CASS活性污泥法工藝的污水處理廠的運行結(jié)果表明，在不加任何化學(xué)藥劑的條件下，生物除磷的除磷效果在80左右。而NH3-N的去除率達到

18、80以上，TN去除率達70以上。CASS活性污泥法工藝運行可靠靈活，已在各種規(guī)模的城市污水和工業(yè)廢水處理中得到應(yīng)用。在應(yīng)用該工藝的這些污水處理廠的運行表明，此項技術(shù)已取得較大的進展，以間歇操作的工藝形式處理城市污水已被廣泛接受。圖2 方案二生化反應(yīng)工藝示意圖 下面將A2/O工藝方案與CASS活性污泥法工藝的方案列表進行比較（表3）。表3 方案技術(shù)優(yōu)缺點比較表項目A2/O工藝CASS工藝主要優(yōu)點1、工藝成熟，運行穩(wěn)定。2、除磷脫氮效果好，出水水質(zhì)滿足要求。3、處理效果好。1、流程簡單，占地面積省。2、耐沖擊負荷，處理效果穩(wěn)定。3、除磷脫氮效果好，出水水質(zhì)滿足要求。主要缺點1、處理構(gòu)筑物相多較多。

19、2、相對于CASS工藝而言，需要較大的混合液回流和污泥回流。1、自動化程度高，則管理技術(shù)人員水平要求高。2、排泥和回流不如二沉池均勻。1.2 經(jīng)濟比較由上述技術(shù)比較可知各自費用的大小：和A2/O工藝相比，CASS工藝在構(gòu)筑物和運行費用上均勝出。CASS工藝技術(shù)上先進，費用上合理，是合乎要求的工藝。2、污泥處理方案的比選2. 1污泥的處理要求在污水處理過程中，要產(chǎn)生污泥，污泥來源于污水處理廠的初沉池和二沉池，前者稱為初沉污泥，后者稱為剩余污泥。污水處理中產(chǎn)生的污泥，由于含有大量的有機污染物，易腐化變臭，并含有寄生蟲卵,如不進行處理或妥善的處置，將對環(huán)境產(chǎn)生不良影響，造成二次污染， 因此，必須對污

20、泥進行必要的處理與處置。污泥處理要求如下：（1）減少有機物，使污泥穩(wěn)定化。（2）減少污泥體積，降低污泥后續(xù)處置費用。（3）減少污泥中有毒物質(zhì)。（4）利用污泥中有用物質(zhì)，化害為利。 （5）因選用生物脫氮除磷工藝，故應(yīng)避免磷的二次污染。2.2常用污泥處理的工藝流程圖3 城鎮(zhèn)污水二級處理廠污泥處理典型流程圖4 帶有生物除磷的城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理典型流程由于污水處理中采用了生物除磷的工藝，所產(chǎn)生的剩余污泥富含無機磷，進行重力濃縮時，濃縮池內(nèi)呈厭氧狀態(tài)，會促使磷的釋放，因此選擇第二種污泥處理工藝。其中污泥濃縮，脫水有兩種方式選擇，污泥含水率均能達到 80%以下： （1）方案一:污泥機械濃縮、機械脫水；

21、 （2）方案二:污泥重力濃縮、機械脫水。 表4 污泥濃縮脫水技術(shù)比較項目方案一方案二主要構(gòu)筑物1. 污泥貯泥池2. 濃縮、脫水機房3. 污泥堆棚1. 污泥濃縮池2. 脫水機房3. 污泥堆棚主要設(shè)備1. 污泥濃縮設(shè)備2. 加藥設(shè)備1. 濃縮池刮泥機2. 脫水機3. 加藥設(shè)備占地面積小大對環(huán)境的影響無大的污泥敞開式構(gòu)筑物，對周圍環(huán)境影響小污泥濃縮池露天布置，氣味難聞，對周圍環(huán)境影響大總土建費用小大總設(shè)備費用一般稍大剩余污泥中磷的釋放無有由表4可見方案一優(yōu)于方案二，因此本工程污泥處理工藝選用污泥機械濃縮，機械脫水。2.3 本次工程設(shè)計確定將CASS工藝中產(chǎn)生的污泥由CASS反應(yīng)池提升至貯泥池，貯泥池

22、內(nèi)設(shè)置水下攪拌器攪拌，再進入污泥脫水機房，經(jīng)濃縮脫水一體機脫水，含水率由99.2左右降至80以下后外運。最終確定的CASS工藝流程如圖5所圖5 CASS工藝流程圖四、污水處理構(gòu)筑物的設(shè)計說明1、粗格柵的設(shè)計粗格柵用以截留污水中的較大懸浮物或者漂浮物，以減輕后續(xù)處理物的負荷，用以去除可能堵塞水泵機組駐管道閥門的較粗大的懸浮物，并保證后續(xù)處理設(shè)施的正常運行的裝置。1.1設(shè)計參數(shù)：柵條寬度b=440mm 、過柵水頭損失 h1=0.129m格柵安裝角度=60°.柵前水深h=0.043m每臺過柵流量Qmax= 0.133m3/s過柵流速 =0.8m/s柵條的間隙數(shù)n=15.格柵寬度B=0.44

23、m柵后槽總高度H=1m 柵槽總長度L=2.26m每日柵渣量W=1.03設(shè)計中的各參數(shù)均按規(guī)范規(guī)定的數(shù)值來取。2.污水提升泵房2.1功能：將污水提升后重力自流至后續(xù)處理構(gòu)筑物。2.2設(shè)計參數(shù)設(shè)計流量：Qmax=956.25 m3/h泵后構(gòu)筑物總水損= 2.2m潛污泵每臺流量為500m3/h揚程H=8m，管徑。3. 細格柵3.1 功能：用于去除污水中較小的漂浮物，減輕后續(xù)處理構(gòu)筑的負荷。3.2 設(shè)計參數(shù)：設(shè)計流量=0.139m3/s過柵流速=0.8m/s柵條間隙b=5mm柵前水深h=0.5m安裝角度70°設(shè)計原理同粗格柵一樣4、平流式沉砂池4.1功能：對污水中的以無機物為主體、比重大的（

24、如砂子、煤渣等）固體懸浮物進行沉淀分離,減輕CASS生化池的負荷。沉砂池的作用是去除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)，故應(yīng)將沉砂池的進水流速控制在只能使比重較大的無機顆粒下沉，而有機懸浮顆粒則隨水流帶走。沉砂池設(shè)計中，必須按照下列原則：（1）城市污水廠一般設(shè)置沉砂池，座數(shù)或分隔數(shù)應(yīng)不小于2座，并按并聯(lián)運行原則考慮。 （2）設(shè)計流量應(yīng)該按分期建設(shè)考慮：* 當(dāng)污水自流進入時，應(yīng)該按照每期的最大設(shè)計流量計算 * 當(dāng)污水用提升泵送入時，應(yīng)該按照每期工作水泵的最大組合流量 * 合流制處理系統(tǒng)中，應(yīng)按降雨時的設(shè)計流量計算（3）沉砂池去除的砂粒雜質(zhì)是以比重為2.65，粒徑為0.2以上

25、的顆粒為主（4）城鎮(zhèn)污水的沉砂量可按每105m3污水沉砂量為30 m3計算，其含水率為60%，容量為1500kg/ m3（5）貯砂斗容積應(yīng)按兩日沉砂量計算，貯砂斗池壁與水平面的傾角不應(yīng)小于55°，排砂管直徑不應(yīng)小于0.3m（6）沉砂斗的超高不宜小于0.3m（7）除砂一般采用機械方法，當(dāng)采用重力排砂時，沉砂池和曬砂廠應(yīng)盡量靠近，以縮短排砂管的長度。4.2設(shè)計參數(shù)：流速V=0.20m/s流動時間t=40s沉砂量X=30/污水沉砂池長度(L)，L =8m水流斷面積A=0.695m2池總寬B=2.4m有效水深h2=0.579m（介于0.251.0m之間,符合要求）貯砂斗所需容積V=0.47每

26、個污泥沉砂斗容積V0=0.118沉砂斗容積V=0.118沉砂池高度H=1.41m 進出水漸寬部位長度為：L1=0.734m驗算最小流量時的流速：vmin=0.25m/s 5、CASS生化池5.1 CASS的功能：根據(jù)設(shè)定的運行時間程序周期運行，實現(xiàn)有機物的降解，氮、磷營養(yǎng)鹽和SS去除，使處理后的污水達到設(shè)計排放標準。5.2設(shè)計參數(shù)設(shè)計流量Q=1000m3/h 曝氣時間TA=4.6h沉淀時間TS=1.2h周期數(shù)n=4次CASS的總高H0=5.5m剩余污泥量=422.9 m3/d曝氣頭數(shù)量n=6614個6、接觸消毒池與加氯間6.1設(shè)計說明：因為納污水體河段水質(zhì)標準按地面水環(huán)境質(zhì)量標準(GB3838

27、-88)類標準考慮，故需消毒后才能排放。采用隔板式接觸反應(yīng)池6.2設(shè)計參數(shù) 設(shè)計流量Q=1000m3/h（設(shè)一座）水力停留時間：T=0.5h平均水深：h=2.0m 隔板間隔：b=3.5m接觸池容積V= 500m3 接觸池表面積m2 接觸池長度L= 24m 接觸池長寬比消毒池容積為V=528m3 加氯量為max=6.0mg/L,每日投氯量為=6kg/h五、污泥附屬構(gòu)筑物的設(shè)計計算1、集水井1、1 集水井功能：集水井位于泵房下部，具有調(diào)節(jié)水質(zhì)水量的作用，避免負荷沖擊對生化處理系統(tǒng)造成不良影響。泵站集水井容積一般按不小于最大一臺泵5分鐘的出水量計算，有效水深取1.52.0米。1.2 設(shè)計計算本次設(shè)計

28、集水井容積按最大一臺泵6分鐘的出水量計算，有效水深取1.5米則集水井的面積為50/1.5=33.3m2,取33.5m2。2、貯泥池2.1貯泥池功能：對剩余活性污泥起存儲調(diào)理的作用。2.2設(shè)計計算采用1d的停留時間。貯泥池污泥流量：Q0=422.9m3/d（由曝氣池的剩余污泥量得知）；設(shè)貯泥池平面為圓形，有效水深：h1=3.5m；超高h2=0.5m。則的直徑：3、污泥濃縮脫水機房脫水機房尺寸(10×10)m2,泥餅外運填埋。六、污水廠平面、高程布置1、平面布置各處理構(gòu)筑物是污水處理廠的主體構(gòu)筑物，在對它們進行平面布置時，應(yīng)根據(jù)各構(gòu)筑物的功能和水力要求結(jié)合當(dāng)?shù)氐匦蔚刭|(zhì)條件，確定它們在廠區(qū)

29、的平面布置應(yīng)考慮：（1）將污水處理區(qū)、污泥處理區(qū)及生產(chǎn)管理和生活設(shè)施分區(qū)集中進行布置，并保持必要的間距，使污水處理廠各構(gòu)建筑物之間既有機結(jié)合，又相對獨立。（2）將生產(chǎn)管理和生活設(shè)施布置在污水廠上風(fēng)向，從而避免了污水、污泥氣味的影響。形成良好的生活、辦公環(huán)境。（3）將用電負荷較大的鼓風(fēng)機房與變配電所靠近布置，便于電纜敷設(shè)。（4）將辦公室、控制室、化驗等集中布置在綜合樓，便于管理，提高辦公效率。（5）廠區(qū)平面設(shè)計充分考慮環(huán)境的美化，充分利用道路兩側(cè)的空地進行綠化，栽種灌木草坪，盡量少栽種喬木，避免落葉飄入池中。廠區(qū)道路主干道6.0m，次干道2.5m，人行道1.5m，道路轉(zhuǎn)彎半徑分別為6.0m、4.

30、0m，車行道采用混凝土路面，人行道采用預(yù)制混凝土塊鋪砌。2、管道布置管道定線應(yīng)遵循的主要原則是：一般按照主干管、干管、支管的順序依次進行。定線時通常應(yīng)考慮的幾個因素是：地形和用地布局；排水體制和線路數(shù)目；污水廠和出水口數(shù)目；水文地質(zhì)條件；道路寬度；地下管線及構(gòu)筑物的位置；工業(yè)企業(yè)和產(chǎn)生大量污水的建筑物的分布情況。廠區(qū)給水由市自來水公司提供，來自于周邊供水干管。廠區(qū)給水主要用于生活、構(gòu)筑物及設(shè)備沖洗、綠化及消防等。給水干管廠區(qū)內(nèi)呈環(huán)網(wǎng)狀，利于消防和安全供水。廠區(qū)排水為雨污分流制，廠區(qū)雨水由道路雨水口收集后匯入廠區(qū)雨水管道，并自流排入附近河流。廠區(qū)生活污水、生產(chǎn)污水、上清夜等經(jīng)廠區(qū)污水管道收集后匯

31、入集水池與進廠污水一同處理。3、高程布置3.1 高程布置任務(wù)及原則本次設(shè)計中，污水全部自流進入污水處理廠。進入粗格柵間的進水管管底標高約為2976.1m，污水提升泵房集水池水位2976.5m，污水經(jīng)提升后至細格柵間，水位標高為2983.85m，接觸池水面標高為2980.9m。對污水處理流程進行高程布置的主要任務(wù)是，確定各處理構(gòu)筑物的標高，確定處理構(gòu)筑物之間連接管距的尺寸及其標高，通過計算確定各部位的水面標高，從而能夠使污水沿處理流程在處理構(gòu)筑物之間通暢地流動，保證污水處理廠的正常運行。高程布置結(jié)果見附圖。設(shè)計原則如下1,9: (1) 選擇一條距離最長，水頭損失最大的流程進行水力計算。并應(yīng)適當(dāng)留

32、有余地，以保證在任何情況下，處理系統(tǒng)都能構(gòu)運行正常。(2) 計算水頭損失時，一般應(yīng)以近期最大流量（或泵的最大出水量）作為構(gòu)筑物和灌渠的設(shè)計流量。計算涉及遠期流量的灌渠和設(shè)備時，應(yīng)以遠期最大流量為設(shè)計流量，并酌加擴建時的備用水頭。(3) 設(shè)置終點泵站的污水處理廠，水力計算常以接納處理后污水水體的最高水位作為起點，逆污水處理流程向上倒推計算，以使處理后污水在洪水季節(jié)也能自流排出，而水泵需要的揚程則較小，運行費用也較低。但同時應(yīng)考慮到構(gòu)筑物的挖土深度不易過大，以免土建投資過大和增加施工上的困難。還應(yīng)考慮到因維修等原因需將池水放空而在高程上提出的要求。(4) 在作高程布置時還應(yīng)注意污水流程與污泥流程的

33、配合，盡量減少需抽升污泥量。3.2水頭損失估算計算廠區(qū)內(nèi)污水在處理流程中水頭損失，選擇一條距離最長，水頭損失最大的流程進行水利計算，并適當(dāng)?shù)亓粲杏嗟兀员ＷC在任何情況下，處理系統(tǒng)都能夠運行正常。污水流動中的水頭損失包括：污水流經(jīng)各處理構(gòu)筑物的水頭損失；污水流經(jīng)連接前后兩處理構(gòu)筑物管渠（包括配水設(shè)備）的水頭損失。在做初步設(shè)計時， 可按表所列數(shù)據(jù)估算。表5 污水流經(jīng)各處理構(gòu)筑物的水頭損失構(gòu)筑物名稱水頭損失（cm）構(gòu)筑物名稱水頭損失（cm）格柵1025沉砂池1025沉淀池：平流2040CASS池150250豎流4050接觸接消毒池1030輻流5060完全混合曝氣池2030推流曝氣池501503.3構(gòu)

34、筑物的高程布置 在初步設(shè)計中，各構(gòu)筑物的水頭損失與設(shè)計提升泵時的取值一樣。第二篇 污水廠設(shè)計計算書七、污水處理構(gòu)筑物設(shè)計1、粗格柵的設(shè)計1.1 粗格柵1.1.1粗格柵功能：截留污水中較粗大的漂浮物和懸浮物，保證后續(xù)處理設(shè)施的正常運行。1.1.2設(shè)計計算流量采用最高日最高時流量計算。設(shè)過柵流速V=0.8m/s12，選2臺格柵，則則每臺過柵流量Qmax=15000×1.53/2= 11475m3/d= 0.133m3/s圖6 格柵設(shè)計計算圖（1）格柵槽總寬度（B）式中：S柵條寬度，取10mm；n柵條間隙數(shù)；b柵條間距，取20mm；Qmax處理量，取20000m3/d；h柵前水深，取0.5

35、7m；v過柵流速，取0.8m/s；格柵傾角，取70°。代入數(shù)據(jù)得到(n=15)B=0.01×(151)0.02×15=0.44m（2）過柵水頭損失(h1)計算水頭損失；設(shè)計水頭損失；K格柵受污物堵塞使水頭損失增大的倍數(shù)，一般取3；，=1.79。代入數(shù)據(jù)得到0.043mm（3）進水渠道漸寬部分長度（L1）設(shè)進水渠寬B1=0.20m，取漸寬部分展開角為20° m（4）柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度（L2） L2=L1/2=0.12m（5）取柵前渠道超高h20.3m，柵前槽高H1=h+h20.57+0.30.87m柵槽后總高度m（6）柵槽總長度 (L) =

36、0.33+0.12+1.0+0.5+=2.26m（7） 每日柵渣量 取W1=0.07 m3/103m3=1.03m3/d >0.2 m3/d，則采用機械清渣。1.1.3主要工程內(nèi)容粗格柵間一座，設(shè)格柵渠道2條，選用旋轉(zhuǎn)式機械格柵除污機2臺， 2臺格柵機1用1備。格柵機共用1臺無軸螺旋輸送機輸送柵渣，柵渣輸送至渣斗后外運。格柵除污機前后設(shè)有渠道閘門，以供檢修和切換使用。1.1.4運行方式格柵除污機根據(jù)其前后液位差或按時間周期自控運行，也可機旁手動控制；無軸螺旋輸送機與其連鎖運行。2.污水提升泵站2.1功能：將污水提升后重力自流至后續(xù)處理構(gòu)筑物。2.2設(shè)計計算設(shè)計流量：Qmax=備，2用一備

37、，每臺流量為500m3/h，設(shè)揚程H=8m，管徑。污水提升泵站一座，20000×1.53÷24=1275m3/h泵后構(gòu)筑物總水損=接觸池水損CASS池水損平流沉砂池水損細格柵水損富余水頭=0.500.600.30.30.5=2.2m2.3主要工程內(nèi)容設(shè)潛污泵3臺，2用一平面尺寸為10×4.8m，地下部分深3.6m；為方便設(shè)備的安裝與檢修，設(shè)電動葫蘆1臺，起重量3t。3細格柵3.1功能：用于去除污水中較小的漂浮物，減輕后續(xù)處理構(gòu)筑的負荷。3.2設(shè)計計算：設(shè)計流量按水泵的最大組合流量計,選用2臺細格柵，每個平流沉砂池對應(yīng)1臺細格柵，則=0.139m3/s；設(shè)過柵流速=

38、0.8m/s；柵條間隙b=5mm；柵前水深h=0.5m；安裝角度70°。設(shè)計原理同粗格柵一樣，計算內(nèi)容如下：（1）格柵槽寬度（B）柵條間隙數(shù)=67.4（n=68）設(shè)柵條寬度s=0.01m, 柵槽寬度B=s（n-1）+bn=0.01×（68-1）+0.005×68=1.01m（2）設(shè)進水渠寬B10.50m，漸寬部分展開角，進水渠漸寬部分長度m柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度m（3）設(shè)柵條為矩形斷面，取k=3，過柵水頭損失m取柵前渠道超高h20.3m，柵前槽高H1=h+h20.5+0.30.8m，柵后槽總高度HH=h+h1+ h2 =0.5+0.088+0.3=0.

39、888m柵槽總長度m （4）柵渣量m3/d>0.2 m3/d3.3主要工程內(nèi)容格柵渠道兩條，每條寬1m，旋轉(zhuǎn)格柵除污機2臺，正常情況2臺同時工作，當(dāng)需檢修時，1臺工作，1臺檢修。2臺格柵除污機共用1臺無軸螺旋輸送機輸送柵渣，柵渣輸送至渣斗后外運。格柵除污機前后設(shè)有渠道閘門以供檢修和切換使用。4、平流式沉砂池4.1功能：對污水中的以無機物為主體、比重大的（如砂子、煤渣等）固體懸浮物進行沉淀分離,減輕CASS生化池的負荷。4.2設(shè)計計算最大設(shè)計流量時的流速V=0.20m/s，最大設(shè)計流量時的流行時間t=40s，城市污水沉砂量X=30/污水。沉沙池每2天清除一次。（1）沉砂池長度(L)，L=v

40、t=0.20×40=8m（2）水流斷面積(A) 取每格最大流量Qmax=0.139/s（設(shè)計1座，分為2格）則：A=Qmax/v=0.139/0.20=0.695m2（3）池總寬度(B) 取每格寬取b=1.2m則：池總寬B=nb=2×1.2=2.4m（4）有效水深(h2)h2=A/b=0.695/1.2=0.579m（介于0.251.0m之間,符合要求）（5）貯砂斗所需容積V 設(shè)：T=2d 則：其中： X城市污水沉砂量，一般采用30/106，（6）每個污泥沉砂斗容積（V0） 設(shè)：每一分格有2個沉砂斗 則： V0= V/(2×2)=0.47/4=0.118（7）沉砂

41、斗各部分尺寸及容積(V)設(shè)：沉砂斗底寬b1=0.5m，斗高=0.35m，斗壁與水平面的傾角為60°則：沉砂斗上口寬：復(fù)核沉砂斗容積：V0=0.118（8）沉砂池高度(H)設(shè)采用重力排砂，池底坡度i6，坡向砂斗，則： m設(shè)：超高h1=0.3m則：H=h1+h2+h3=0.3+0.58+0.53=1.41m （9）進出水漸寬部位長度為：L1=(B-B1)/2tan20°=(2.62.1)/0.728=0.734m（10）驗算最小流量時的流速：在最小流量時只用一格工作，即n=1,最小流量即平均流量Q=15000/d=0.17 /s則：vmin=Q/A=0.174/0.70=0.2

42、5m/s 沉砂池要求的設(shè)計流速在0.15 m/s0.30 m/s之間， 符合要求。4.3主要工程內(nèi)容平流沉砂池一座，采用機械排砂，排出的砂經(jīng)洗砂后外送。圖7平流沉砂池計算草圖5、CASS生化池5.1CASS的功能：根據(jù)設(shè)定的運行時間程序周期運行，實現(xiàn)有機物的降解，氮、磷營養(yǎng)鹽和SS去除，使處理后的污水達到設(shè)計排放標準。5.2設(shè)計計算設(shè)計流量：Q=1000m3/h，分為2組，每組四座。構(gòu)造見圖水溫：1025 （1）曝氣時間TA h取4.6hS0進水的平均BOD5,190mg/L；LS污泥負荷，取0.1kgBOD5/(kgMLSS·d)；1/m排水比，取1/4；X曝氣池內(nèi)MLSS濃度,取

43、2500mg/L。（2）沉淀時間TS Vmax污泥界面沉降速度；T設(shè)計水溫，按設(shè)計最低水溫計，取12； H反應(yīng)池內(nèi)有效水深，取5m；0.5為安全高度或稱緩沖層高度，m。（3）周期數(shù)的確定（n）排水時間TD：設(shè)計為0.8h,由此選擇潷水器的排水性能。一個周期所需時間 TC=TA+TS+TD=4.6+1.2+0.8=6h周期次數(shù)為 n=24/6=4次（4）反應(yīng)池容積V,采用負荷法計算，出水的平均BOD5，20 mg/L污泥負荷率，取典型值0.15 kgBOD5/(kgMLVSS·d)；混合液中揮發(fā)性懸浮固體濃度與總懸浮固體濃度的比值，一般為0.70.8，取0.7；反應(yīng)時間比，即反應(yīng)時間比

44、周期時間。（5）CASS的池型總高H0=H+0.5=5.5mBH為12，LB為46 , 其中B為池長,L為池長，則尺寸為，H=5m， B=10m, L=51m，V=5×10×51=2550m3三者經(jīng)典的體積比大致為1：5：30?？梢缘玫缴镞x擇區(qū)Va，兼性區(qū)Vb，主反應(yīng)區(qū)Vc區(qū)之比為1530m3， 354.5 m3，70.9×30=2127m3生物選擇區(qū)長度m兼性區(qū)長度m主反應(yīng)區(qū)長度m（6）連通孔口尺寸隔墻底部設(shè)連通孔，連通兩區(qū)水流，連通孔數(shù)量選擇見表48。表4 CASS池區(qū)與區(qū)之間連通孔數(shù)量選擇池寬Bm4681012連通孔個數(shù)n3個12345生物選擇區(qū)與兼性區(qū)的

45、連通孔尺寸m2H1=H×m=5÷4=1.25m式中：A1隔墻底部連通孔單個尺寸；n1CASS池子個數(shù)；u孔口流速，m/h，一般為20m/h50m/h，本次設(shè)計中取25 m/h；H1池內(nèi)設(shè)計最高水位至潷水后最低水位之間的水深；連通孔個數(shù)，取4個。孔口間距單孔時設(shè)在隔墻中央，多孔時沿墻均勻分布，孔口寬度為0.4m0.6 m，孔口高度不宜大于1.0m。最后校核，得孔口寬度b=0.60m；孔口高度L=1.00m，取五個。（7）剩余污泥量式中：污泥齡，d ，CASS池的一般在1525d，本次設(shè)計中取20d；曝氣池反應(yīng)器容積，m3；每天剩余污泥量，kg/d。剩余污泥含水率99.4%，以

46、體積算，濕污泥量為：=（8）主反應(yīng)區(qū)曝氣的需氧量：=kg/d采用鼓風(fēng)曝氣，曝氣池有效水深為5m，曝氣擴散器安裝距池底0.2m，則擴散器上靜水壓為4.8m，20水中溶解氧飽和度為=9.17mg/L其他相關(guān)參數(shù)選擇如下： 值取0.7，值取0.95，曝氣設(shè)備堵塞系數(shù)F取0.8，采取管式微孔擴散設(shè)備，25%，擴散器壓力損失為300mmH2O，工程所在地海拔高度約3000m，大氣壓力p為0.707×Pa，壓力修正系數(shù)：擴散器出口處絕對壓力：空氣離開曝氣池面時，氣泡含氧體積分數(shù)：=20時曝氣池混合液中平均氧飽和度mg/L設(shè)混合液DO濃度為2.0mg/L，將需氧量換算為標準條件下（20，脫氧清水）

47、充氧量：= kg/d=1083.7kg/h曝氣池供氣量：選擇6臺風(fēng)機，四用一備，則單臺風(fēng)機風(fēng)量：3871m3/h。（9）布氣系統(tǒng)的計算：選用膜片式微孔曝氣器，通氣量1.53m3/(h·個)，服務(wù)面積0.350.70m2/個；氧利用率18-25；充氧動力效率46kgO2/(kw·h)；材質(zhì)：合成橡膠，取服務(wù)面積為0.5 m2/個，則曝氣頭數(shù)量n= （取6614個）6、接觸消毒池與加氯間6.1設(shè)計說明：因為納污水體河段水質(zhì)標準按地面水環(huán)境質(zhì)量標準(GB3838-88)類標準考慮，故需消毒后才能排放。采用隔板式接觸反應(yīng)池6.2設(shè)計計算 設(shè)計流量：Q=24000m3/d=1000m

48、3/h（設(shè)一座）水力停留時間：T=0.5h平均水深：h=2.0m 隔板間隔：b=3.5m（1）接觸池容積： V=QT=10000.5=500m3 表面積m2 隔板數(shù)采用2個，則廊道總寬為B（2+1）3.510.5m 取11m 接觸池長度 取24m 長寬比 實際消毒池容積為V=BLh=11242=528m3 池深取20.32.3m (0.3m為超高)經(jīng)校核均滿足有效停留時間的要求。（2）加氯量計算： 加氯量應(yīng)根據(jù)經(jīng)驗確定，對于生活污水，可參用下列數(shù)值：二級處理水排放時投氯量為510mg/L，設(shè)計最大加氯量為max=6.0mg/L,每日投氯量為 maxQ=62400010-3=144kg/d=6k

49、g/h 選用貯氯量為160kg的液氯鋼瓶，每日加氯量為9/10瓶,共貯用12瓶，每日加氯機兩臺，單臺投氯量為1.53kg/h。配置注水泵兩臺，一用一備，要求注水量Q=13m3/h,揚程不小于10mH2O。（3）混合裝置： 在接觸消毒池第一格和第二格起端設(shè)置混合攪拌機2臺（立式），混合攪拌機功。實際選用JWH3101機械混合攪拌機，漿板深度為1.5m,漿葉直徑為0.31m,漿葉寬度0.9m，功率4.0kW。接觸消毒池計算草圖如下：九、 高程計算1、選用管道考慮到鑄鐵具有強度高、耐磨、不易變形、性能穩(wěn)定和使用壽命長等優(yōu)點，故選鑄鐵聚管作為污水的進水和出水管道。不銹鋼管的不易腐蝕，故用其作為污泥管道

50、和加藥管道。采用UPVC（高性能塑料管）作為溢流管；氣體管道采用聚四氯乙烯為材質(zhì)；加熱管道采用薄壁銅管。2、管道計算2.1、管內(nèi)流速的計算式中： - 管內(nèi)最大流量，；- 管道直經(jīng)，；本設(shè)計取，壁厚為的鑄鐵管。2.2、各構(gòu)筑物高程阻力計算 沿程阻力損失采用的公式 式中： - 沿程阻力系數(shù)；-管道長度，。 局部阻力損失采用的公式 式中 - 局部阻力系數(shù)；- 管內(nèi)流速；。當(dāng)時，進水渠格柵 沿程阻力損失取局部阻力損失一個閥門：4.3，管道入口：0.5，出口：1.0；有一個彎頭：0.63格柵水頭損失為0.2m總的水頭損失為0.687m。粗格柵集水井 沿程阻力損失取 局部阻力損失一個閥門，管道入口，出口。

51、集水井水頭損失為0.1m；總水頭損失為0.531m。集水井提升泵 沿程阻力損失取 局部阻力損失一個閥門，管道入口，出口，兩個彎頭。提升泵房的水頭損失為0.3m總水頭損失為0.833m。提升泵房細格柵 沿程阻力損失取 局部阻力損失一個閥門，管道入口，出口。細格柵的水頭損失為0.2m總水頭損失為0.641m。細格柵沉砂池 沿程阻力損失取L=15m 局部阻力損失一個閥門，管道入口，出口。沉砂池的水頭損失為0.3m總的水頭損失為0.771m沉砂池配水井 沿程阻力損失取L=15m 局部阻力損失一個閥門，管道入口，出口。配水井的水頭損失為0.2m總的水頭損失為0.671m配水井氧化溝 沿程阻力損失取L=30m 局部阻力損失一個閥門：4.3，管道入口：0.5，出口：1.0；兩個彎頭：0.63氧化溝的水頭損失為0.5m總的水頭損失為1.108m2.2.7氧化溝二沉池 沿程阻力損失取L=30m 局部阻力損失一個閥門：4.3，管道入口：0.5，出口：1.0二沉池的水頭損失為0.3m總的水頭損失為0.816m二沉池接觸池和計量槽 沿程阻力損失取L=20m 局部阻力損失一個閥門：4.3，管道入口：0.5，出口：1.0；兩個彎頭：0.63接觸池的水頭損失為0.3m總的水頭損失為0.879m3、污水廠的高程布置方法（1）選擇兩條距離較低，水頭損失最大的流程進行水力計算。 （2）以污水接納的水體的