CASS工藝處理生活污水課程設(shè)計(jì)

1、1.工程概論城市污水處理廠初步設(shè)計(jì)中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法中華人民共和國(guó)水污染防治法城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB18918-2002）地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB3838-88)污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(GB8978-1996)給排水設(shè)計(jì)手冊(cè) （GBJ14-1996）(1)要求處理工藝實(shí)用合理，基建投資少，處理效果好，便于運(yùn)行管理。(2)通過(guò)多方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較選擇滿足出水水質(zhì)要求并且能適合當(dāng)?shù)氐臈l件、節(jié)約能耗、降低成本的處理工藝，充分發(fā)揮項(xiàng)目的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。(3)污水處理廠的位置，應(yīng)符合城市規(guī)劃，位于流域下游，與周邊有一定的衛(wèi)生防護(hù)帶，靠近受納水體，少占農(nóng)田。(4)所采用設(shè)計(jì)工藝確保排放廢

2、水水質(zhì)CODCr、BOD5、SS等指標(biāo)達(dá)到國(guó)家及地方排放標(biāo)準(zhǔn)。(5)能對(duì)廢水水質(zhì)、水量作出及時(shí)調(diào)節(jié)，避免人操作的隨意性；所選工藝應(yīng)能耐受短時(shí)間內(nèi)沖擊負(fù)荷，并適應(yīng)季節(jié)的變化。1.4 工程概述 某城市新建一污水處理廠，為是出水水質(zhì)能夠達(dá)到GB18918-2002一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，要求設(shè)計(jì)這一污水處理廠。 進(jìn)水水質(zhì)水量水質(zhì)指標(biāo)BOD5/(mg/L)COD/(mg/L)SS/(mg/L)pH設(shè)計(jì)處理水量(萬(wàn)m3/d)總變化系數(shù)進(jìn)水25013018081.3出水20602081.3 自然資料(1) 氣象資料。漢水上游，漢中盆地中部，屬亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候。氣候溫和，雨量豐沛，四季分明。年均氣溫14；年平均相對(duì)

3、濕度78%，最大年相對(duì)濕度89%；多年平均降水量為7001700mm之間；年均平均風(fēng)速介于1/秒之間。(2) 水文資料。本區(qū)域的河流均屬長(zhǎng)江流域，漢江東西橫貫，嘉陵江南北縱穿，每平方公里平均河流長(zhǎng)度為1.42公里。(3) 地質(zhì)資料。地形特點(diǎn)南低北高，市內(nèi)有平原、丘陵和山地等三種地貌，平原區(qū)為漢江沖積平原的一二階梯，海拔500600米之間，地勢(shì)平坦，土壤肥沃，占全市面積的34.62%；丘陵為山前洪積扇形成的寬谷淺丘地帶，海拔601800米之間，地勢(shì)起伏較大，約占全市面積的28.1%；山地區(qū)是秦嶺南坡形成的淺山和中山地區(qū)，地勢(shì)較為復(fù)雜，土壤貧瘠，海拔在7012038米之間，約占全市總面積的37.2

4、%。 設(shè)計(jì)內(nèi)容(1)廢水進(jìn)入格柵至出水口之間構(gòu)筑物及配套設(shè)施設(shè)計(jì)。(2)總平面布置。(3)主要構(gòu)筑物外形尺寸工程樣圖。2.方案論證初選1.本項(xiàng)目污水處理的特點(diǎn)為：污水以有機(jī)污染為主，BOD5 /CODcr=150/250=0.6>0.3，可生化性好。典型生活污水水質(zhì)指標(biāo)可生化性較好且污水的BOD5 和CODcr都較低，處理水溫20。2.活性污泥法：是以活性污泥為主體的廢水生物處理的主要方法。活性污泥法是向廢水中連續(xù)通入空氣，經(jīng)一定時(shí)間后因好氧性微生物繁殖而形成的污泥狀絮凝物。其上棲息著以菌膠團(tuán)為主的微生物群，具有很強(qiáng)的吸附與氧化有機(jī)物的能力?；钚晕勰喾ǖ幕窘M成： 曝氣池：反應(yīng)主體 二沉

5、池：進(jìn)行泥水分離，保證出水水質(zhì)；保證回流污泥，維持曝氣池內(nèi)的污泥濃度。 回流系統(tǒng)：維持曝氣池的污泥濃度；改變回流比，改變曝氣池的運(yùn)行工況。 剩余污泥排放系統(tǒng)：是去除有機(jī)物的途徑之一；維持系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。 供氧系統(tǒng)：提供足夠的溶解氧。活性污泥系統(tǒng)有效運(yùn)行的基本條件是： 廢水中含有足夠的可容性易降解有機(jī)物； 混合液含有足夠的溶解氧； 活性污泥在池內(nèi)呈懸浮狀態(tài)； 活性污泥連續(xù)回流、及時(shí)排除剩余污泥，使混合液保持一定濃度的活性污泥； 無(wú)有毒有害的物質(zhì)流入?；钚晕勰喾ǖ脑硇蜗笳f(shuō)法：微生物“吃掉”了污水中的有機(jī)物，這樣污水變成了干凈的水。它本質(zhì)上與自然界水體自凈過(guò)程相似，只是經(jīng)過(guò)人工強(qiáng)化，污水凈化的效果

6、更好。污水處理工藝的選擇與污水的原污水水質(zhì)、出水要求、污水廠規(guī)模、當(dāng)?shù)販囟取⒂玫孛娣e、發(fā)展余地、管理水平、工程投資、電價(jià)和環(huán)境影響等因素有關(guān)。3 .針對(duì)以上特點(diǎn)，以及出水要求，現(xiàn)有城市污水處理的特點(diǎn)，以下有幾種處理方法供我選擇：（1）A2O系統(tǒng)用以往的生物處理工藝進(jìn)行城市污水三級(jí)處理，旨在降低污水中以BOD、COD綜合指標(biāo)表示的含潑有機(jī)物和懸浮固體購(gòu)濃度。一般情況去除COD可達(dá)70以上，BOD可達(dá)90，SS可達(dá)85以上。優(yōu)點(diǎn)：流程簡(jiǎn)單，只有一個(gè)污泥回流系統(tǒng)和混合液回流系統(tǒng)，基建費(fèi)用低；反硝化池不需要外加碳源，降低了運(yùn)行費(fèi)用；A2/O工藝的好氧池在缺氧池之后，可以使反硝化殘留的有機(jī)污染物得到進(jìn)一

7、步去除，提高出水水質(zhì)；缺氧池在前，污水中的有機(jī)碳被反硝化菌利用，可降低其后好氧池的有機(jī)負(fù)荷。同時(shí)缺氧池中進(jìn)行的反硝化反應(yīng)產(chǎn)生的堿度可以補(bǔ)償好氧池中進(jìn)行硝化反應(yīng)對(duì)堿度的需求。缺點(diǎn)：由于各個(gè)反應(yīng)階段沒有設(shè)計(jì)獨(dú)立的污泥回流系統(tǒng)，從而不能培養(yǎng)出各自獨(dú)特的、適合本段水質(zhì)特征的微生物種群，難降解物質(zhì)的降解率較低。若要提高脫氮效率，必須加大內(nèi)循環(huán)比，因而會(huì)加大運(yùn)行費(fèi)用。此外，內(nèi)循環(huán)液來(lái)自曝氣池，含有一定的DO，使A段難以保持理想的缺氧狀態(tài)，影響反硝化效果，脫氮率很難達(dá)到90。脫N 效果受混合液回流比大小的影響，除P效果則受回流污泥中夾帶DO和硝酸態(tài)氮的影響，因而脫N除P效率不可能很高。（2）氧化溝工藝氧化溝

8、是活性污泥法的一種變形，它把連續(xù)環(huán)式反應(yīng)池作為生化反應(yīng)器，混合液在其中連續(xù)循環(huán)流動(dòng)。隨著氧化溝技術(shù)的不斷發(fā)展，氧化溝技術(shù)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出最初的實(shí)踐范圍，具有多種多樣的工藝參數(shù)、功能選擇、構(gòu)筑物形式和操作方式。如卡魯塞爾（Carrousel 2000）氧化溝、三溝式（T型）氧化溝、奧貝爾（Orbal）氧化溝等。格柵沉砂池氧化溝二沉池回流污泥剩余污泥進(jìn)水出水優(yōu)點(diǎn)：用轉(zhuǎn)刷曝氣時(shí)，設(shè)計(jì)污水流量多為每日數(shù)百立方米。用葉輪曝氣時(shí)，設(shè)計(jì)污水流量可達(dá)每日數(shù)萬(wàn)立方米。s，循環(huán)流量一般為設(shè)計(jì)流量的3060倍。氧化溝的流型為循環(huán)混合式，污水從環(huán)的一端進(jìn)入，從另一端流出，具有完全混合曝氣池的特點(diǎn)。間歇運(yùn)行適用于處理少量污水

9、?？衫貌僮鏖g歇時(shí)間使溝內(nèi)混合液沉淀而省去二沉池，剩余污泥通過(guò)氧化溝內(nèi)污泥收集器排除。連續(xù)運(yùn)行適用于處理流量較大的污水，需另沒二沉池和污泥回流系統(tǒng)。工藝簡(jiǎn)單，管理方便，處理效果穩(wěn)定，使用日益普通。氧化溝的設(shè)計(jì)可用延時(shí)曝氣油的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行。即從污泥產(chǎn)量W00出發(fā)，導(dǎo)出曝氣池的體積，而后按氧化溝的工藝條件布置成環(huán)狀循環(huán)混合式。缺點(diǎn)：盡管氧化溝具有出水水質(zhì)好、抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、除磷脫氮效率高、污泥易穩(wěn)定、能耗省、便于自動(dòng)化控制等優(yōu)點(diǎn)。但是，在實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程中，仍存在一系列的問(wèn)題。污泥膨脹問(wèn)題。當(dāng)廢水中的碳水化合物較多，N、P含量不平衡，pH值偏低，氧化溝中污泥負(fù)荷過(guò)高，溶解氧濃度不足，排泥不暢等易引

10、發(fā)絲狀菌性污泥膨脹；非絲狀菌性污泥膨脹主要發(fā)生在廢水水溫較低而污泥負(fù)荷較高時(shí)。微生物的負(fù)荷高，細(xì)菌吸取了大量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，由于溫度低，代謝速度較慢，積貯起大量高粘性的多糖類物質(zhì)，使活性污泥的表面附著水大大增加，SVI值很高，形成污泥膨脹。泡沫問(wèn)題。由于進(jìn)水中帶有大量油脂，處理系統(tǒng)不能完全有效地將其除去，部分油脂富集于污泥中，經(jīng)轉(zhuǎn)刷充氧攪拌，產(chǎn)生大量泡沫；泥齡偏長(zhǎng)，污泥老化，也易產(chǎn)生泡沫。 污泥上浮問(wèn)題。當(dāng)廢水中含油量過(guò)大，整個(gè)系統(tǒng)泥質(zhì)變輕，在操作過(guò)程中不能很好控制其在二沉池的停留時(shí)間，易造成缺氧，產(chǎn)生腐化污泥上浮；當(dāng)曝氣時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，在池中發(fā)生高度硝化作用，使硝酸鹽濃度高，在二沉池易發(fā)生反硝化作用，產(chǎn)

11、生氮?dú)?，使污泥上??；另外，廢水中含油量過(guò)大，污泥可能挾油上浮。 流速不均及污泥沉積問(wèn)題。在氧化溝中，為了獲得其獨(dú)特的混合和處理效果，混合液必須以一定的流速在溝內(nèi)循環(huán)流動(dòng)。一般認(rèn)為，最低流速應(yīng)為-/s。氧化溝的曝氣設(shè)備一般為曝氣轉(zhuǎn)刷和曝氣轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)刷的浸沒深度為250-300mm，轉(zhuǎn)盤的浸沒深度為480-530mm-）相比，轉(zhuǎn)刷只占了水深的1/10-1/12，轉(zhuǎn)盤也只占了1/6-，甚至更大），而底部流速很?。ㄌ貏e是在水深的2/3或3/4以下，混合液幾乎沒有流速），致使溝底大量積泥（有時(shí)積泥厚度達(dá)），大大減少了氧化溝的有效容積，降低了處理效果，影響了出水水質(zhì)。根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)和水量特點(diǎn)及處理要求，本設(shè)計(jì)

12、選用CASS工藝。池體內(nèi)有生物選擇性、兼性區(qū)和主反應(yīng)區(qū)。該工藝集反應(yīng)、沉淀、排水功能于一體，污染物的降解在時(shí)間上是一個(gè)推流過(guò)程，而微生物則處于好氧、缺氧、厭氧周期性變化之中，從而達(dá)到對(duì)污染物去除作用，同時(shí)還具有較好的脫氮、除磷功能。沒有二沉池及污泥回流設(shè)備，污水處理設(shè)施布置緊湊、占地省、投資低。 循環(huán)活性污泥(CASS)工藝特點(diǎn)(1) 操作周期四階段。a.曝氣階段。由曝氣裝置向反應(yīng)池內(nèi)充氧，此時(shí)有機(jī)污染物被微生物氧化分解，同時(shí)污水中的NH3-N通過(guò)微生物的硝化作用轉(zhuǎn)化為NO3-N。b.沉淀階段。此時(shí)停止曝氣，微生物利用水中剩余的DO進(jìn)行氧化分解。反應(yīng)池逐漸由好氧狀態(tài)向缺氧狀態(tài)轉(zhuǎn)化，開始進(jìn)行反硝

13、化反應(yīng)，活性污泥逐漸沉到池底，上層水變清。c.潷水階段。沉淀結(jié)束后，置于反應(yīng)池末端的潷水器開始工作，自上而下逐漸排出上清液。此時(shí)反應(yīng)池逐漸過(guò)渡到厭氧狀態(tài)繼續(xù)反硝化。d.閑置階段.即潷水器上升到原始位置階段。(2) 連續(xù)進(jìn)水，間斷排水。傳統(tǒng)SBR工藝為間斷進(jìn)水，間斷排水，而實(shí)際污水排放大都是連續(xù)或半連續(xù)的，CASS工藝克服了SBR工藝的不足，比較適合實(shí)際排水的特點(diǎn)，拓寬了SBR工藝的應(yīng)用領(lǐng)域。(3) 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，對(duì)于提

14、高脫氮除磷效率、防止污泥膨脹及節(jié)約能耗都是有利的。(4) 沉淀效果好。CASS工藝在沉淀階段幾乎整個(gè)反應(yīng)池均起沉淀作用，沉淀階段的表面負(fù)荷比普通二次沉淀池小得多，雖有進(jìn)水的干擾，但其影響很小，沉淀效果較好。實(shí)踐證明，當(dāng)冬季溫度較低，污泥沉降性能差時(shí)，或在處理一些特種工業(yè)廢水污泥凝聚性能差時(shí)，均不會(huì)影響CASS工藝的正常運(yùn)行。(5) 運(yùn)行靈活，抗沖擊能力強(qiáng)。CASS工藝在設(shè)計(jì)時(shí)已考慮流量變化的因素，能確保污水在系統(tǒng)內(nèi)停留預(yù)定的處理時(shí)間后經(jīng)沉淀排放，特別是CASS工藝可以通過(guò)調(diào)節(jié)運(yùn)行周期來(lái)適應(yīng)進(jìn)水量和水質(zhì)的變比。多年運(yùn)行資料表明，在流量沖擊和有機(jī)負(fù)荷沖擊超過(guò)設(shè)計(jì)值23信時(shí)，處理效果仍然令人滿意。而

15、傳統(tǒng)處理工藝雖然已設(shè)有輔助的流量平衡調(diào)節(jié)設(shè)施，但還很可能因水力負(fù)荷變化導(dǎo)致活性污泥流失，嚴(yán)重影響排水質(zhì)量。當(dāng)強(qiáng)化脫氮除磷功能時(shí)，CASS工藝可通過(guò)調(diào)整工作周期及控制反應(yīng)池的溶解氧水平，提高脫氮除磷的效果。所以，通過(guò)運(yùn)行方式的調(diào)整，可以達(dá)到不同的處理水質(zhì)。 (6) 不易發(fā)生污泥膨脹。污泥膨脹是活性污泥法運(yùn)行過(guò)程中常遇到的問(wèn)題，由于污泥沉降性能差，污泥與水無(wú)法在二沉池進(jìn)行有效分離，造成污泥流失，使出水水質(zhì)變差，嚴(yán)重時(shí)使污水處理廠無(wú)法運(yùn)行，而控制并消除污泥膨脹需要一定時(shí)間，具有滯后性。CASS反應(yīng)池中存在著較大的濃度梯度，而且處于缺氧、好氧交替變化之中，這樣的環(huán)境條件可選擇性地培養(yǎng)出菌膠團(tuán)細(xì)菌，使其

16、成為曝氣池中的優(yōu)勢(shì)菌屬，有效地抑制絲狀菌的生長(zhǎng)和繁殖，克服污泥膨脹，從而提高系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性。 (7) 適用范圍廣，適合分期建設(shè)。CASS工藝可應(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；連續(xù)進(jìn)水的設(shè)計(jì)和運(yùn)行方式，一方面便于與前處理構(gòu)筑物相匹配，另一方面控制系統(tǒng)比SBR工藝更簡(jiǎn)單。對(duì)大型污水處理廠而言，CASS反應(yīng)池設(shè)計(jì)成多池模塊組合式，單池可獨(dú)立運(yùn)行。如果處理水量增加，超過(guò)設(shè)計(jì)水量不能滿足處理要求時(shí)，可同樣復(fù)制CASS反應(yīng)池，CASS法污水處理廠的建設(shè)可隨處理水量的增多而擴(kuò)建，它的階段建造和擴(kuò)建較傳統(tǒng)活性污泥法簡(jiǎn)單得多。 (8) 剩余污泥量小，性質(zhì)穩(wěn)定。傳統(tǒng)活性污泥法的泥

17、齡僅27天，而CASS法泥齡為25-30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1.0kgBOD產(chǎn)生0.2剩余污泥，僅為傳統(tǒng)法的60%左右。由于污泥在CASS反應(yīng)池中已得到一定程度的消化，所以剩余污泥的耗氧速率只有10mgO2/g MLSS.h以下，一般不需要再經(jīng)穩(wěn)定化處理，可直接脫水。而傳統(tǒng)法剩余污泥不穩(wěn)定，沉降性差，耗氧速率大于20mgO2/g MLSS.h ，必須經(jīng)穩(wěn)定化后才能處置。 2.3工藝流程圖2.4 污泥處理工藝方案.1污泥的處理要求污泥處理要求如下：（1）減少有機(jī)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(fèi)用；（3）減少污泥中有毒物質(zhì)；（4）利用污泥

18、中有用物質(zhì)，化害為利；2.4.2常用污泥處理的工藝流程（1）：生污泥濃縮消化機(jī)械脫水最終處置；（2）：生污泥濃縮機(jī)械脫水最終處置；（3）：生污泥濃縮消化機(jī)械脫水干燥焚燒最終處置；（4）：生污泥濃縮自然干化堆肥農(nóng)田；污泥是污水處理過(guò)程中的產(chǎn)物，約占處理水量的0.30.5%。組成：水分（9599%）、有機(jī)物、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)（氮、磷等）、病原微生物、寄生蟲卵、重金屬等，不易采用農(nóng)田處置方式，干燥焚燒方式?jīng)]有必要，因此綜合比較各處理工藝選用（生污泥重力濃縮厭氧消化機(jī)械脫水最終處置）如下圖。其中污泥濃縮，機(jī)械脫水污泥含水率能達(dá)到80%以下。2.5工藝流程說(shuō)明城市污水進(jìn)入污水處理廠后首先經(jīng)過(guò)中格柵的過(guò)濾，將較大

19、的顆粒物去除以保護(hù)泵及后續(xù)處理構(gòu)筑物；經(jīng)污水泵房提升至地面一定高度，滿足后續(xù)處理設(shè)施高程要求；經(jīng)過(guò)細(xì)格柵將污水中較小的懸浮物去除；流至沉砂池，去除污水中易沉降的無(wú)機(jī)性顆粒物；流經(jīng)調(diào)節(jié)池污水再流入CASS曝氣池，通過(guò)好氧活性污泥的作用使污水得到凈化，BOD、COD、SS被進(jìn)一步去處，有機(jī)物含量下降，污水基本達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)；流到接觸池，經(jīng)液氯消毒，殺死水中病菌，從而使水質(zhì)完全達(dá)到排放要求。曝氣池產(chǎn)生的剩余污泥部分回流，剩余污泥則流入貯泥池，再經(jīng)過(guò)污泥濃縮脫水機(jī)房使污泥脫水變?yōu)槟囡?，最后外運(yùn)出去進(jìn)行處理。與計(jì)算一種截留廢水中粗大污物的預(yù)處理設(shè)施，是由一組平行的金屬柵條制成的金屬框架，斜置在廢水流經(jīng)的渠

20、道上，或泵站集水池的進(jìn)口處，用以截阻大塊的呈懸浮或漂浮狀態(tài)的固體污染物，以免堵塞水泵和沉淀池的排泥管。截留效果取決于縫隙寬度和水的性質(zhì)。污水由進(jìn)水泵房提升至細(xì)格柵沉砂池，細(xì)格柵用于進(jìn)一步去除污水中較小的顆粒懸浮、漂浮物。格柵的設(shè)計(jì)要求（1）水泵處理系統(tǒng)前格柵柵條間隙，應(yīng)符合下列要求：機(jī)械清除 1625mm最大間隙 40mm1.0m/s.（3）格柵傾角一般用450750。機(jī)械格柵傾角一般為600700.0.9m/s.（5）柵渣量與地區(qū)的特點(diǎn)、格柵間隙的大小、污水量以及下水道系統(tǒng)的類型等因素有關(guān)。在無(wú)當(dāng)?shù)剡\(yùn)行資料時(shí)，可采用：格柵間隙1625mm3柵渣/103m3污水；格柵間隙3050mm3柵渣/1

21、03m3污水.（6） 0.15m。 格柵尺寸計(jì)算設(shè)計(jì)參數(shù)確定： 設(shè)計(jì)流量Q=8×m3/d，Kz=1.3，所以Qmax=×m3/d= m3/s設(shè)計(jì)三組格柵，兩個(gè)用一個(gè)備用。每一組又有中格柵和細(xì)格柵，中格柵采用圓形，細(xì)格柵采用迎水面為半圓形的矩形，都采用機(jī)械清渣。分流后每一組Qmax=0.60 m3/s。中格柵計(jì)算柵前流速：V1=/s， 過(guò)柵流速：V2=/s；渣條寬度：s=， 柵條間隙：b=；柵前部分長(zhǎng)度：， 格柵傾角：=70°；單位柵渣量：柵條間隙取40mm時(shí)，w1=3柵渣/103m3污水。設(shè)計(jì)中的各參數(shù)均按照規(guī)范規(guī)定的數(shù)值來(lái)取的。此設(shè)計(jì)中的粗格柵以及細(xì)格柵均采用鏈

22、條式格柵除渣機(jī)。鏈條式格柵除渣機(jī)可以清除生活污水中長(zhǎng)纖維和帶狀物，并且構(gòu)造簡(jiǎn)單，占地面積小。(1)柵條間隙數(shù)： n=所以n取21個(gè)。式中：Qmax最大設(shè)計(jì)流量，m3/s；b柵條間隙，m；h為柵前水深，m，本設(shè)計(jì)h??；v為污水流經(jīng)格柵的速度，m/s；a為格柵安裝傾角，（8）；（2）柵槽總寬度（ 柵槽寬度一般比格柵寬0.2,取）：式中：B為格柵槽寬度，m； S為柵條寬度，m； b為柵條間隙，m； n為柵條間隙數(shù)。（3）過(guò)柵水頭損失h0，通過(guò)格柵的水頭損失h2可按下式計(jì)算：m式中：h2為過(guò)柵水頭損失，m； h0為計(jì)算水頭損失，m；j為阻力系數(shù)，與柵條斷面形狀有關(guān)，當(dāng)柵條斷面采用圓形時(shí)j=1.79。；

23、 g為重力加數(shù)度，取m/s2;k為系數(shù)，格柵受污物堵塞后，水頭損失增大倍數(shù)，一般采用k=3。（4）柵后槽總高度（H）本設(shè)計(jì)取柵前渠道超高h(yuǎn)1=，則柵前槽總高度式中：H為柵后槽總高度，m； h為柵前水深，m；h1為格柵前渠道超高，一般取h1=h2為格柵水頭損失，m。（5）柵槽總長(zhǎng)度L進(jìn)水渠道漸窄部分的長(zhǎng)度計(jì)算：m（其中1為進(jìn)水渠展開角，取1=）柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長(zhǎng)度：m所以，m式中：L格柵總長(zhǎng)度，m；L1進(jìn)水渠道漸寬部位的長(zhǎng)度，m； L2格柵與出水槽道連接處的漸窄部位的長(zhǎng)度，一般取L2=1，m；H1格柵前槽總高度，m，H1=h+；B1進(jìn)水渠道寬度，m；a1進(jìn)水渠道漸寬部位展開角度，一

24、般取208。（6）每日柵渣量.式中：W1柵渣量（m3/103m3污水），取0.10.01，粗格柵用小值，細(xì)格柵用大值，中格柵用中值；經(jīng)計(jì)算W=2>0.2 m3/d，故應(yīng)采用機(jī)械清渣。3.1.4細(xì)格柵設(shè)計(jì)計(jì)算細(xì)格柵的設(shè)計(jì)和中格柵相似。設(shè)計(jì)參數(shù)確定： Qmax=/s柵前流速：V1=/s， 過(guò)柵流速：V2=/s；渣條寬度：s=， 柵條間隙：b=；柵前部分長(zhǎng)度：， 格柵傾角：=70°；設(shè)計(jì)中的各參數(shù)均按照規(guī)范規(guī)定的數(shù)值來(lái)取的。（1）柵調(diào)間隙數(shù) 式中：Qmax最大設(shè)計(jì)流量，m3/s；柵條間隙，m；為柵前水深，m，本設(shè)計(jì)h取米；為污水流經(jīng)格柵的速度，m/s；a為格柵安裝傾角，（8）； (2

25、)柵槽總寬度:=2.27m式中：B為格柵槽寬度，m； S為柵條寬度，m； b為柵條間隙，m； n為柵條間隙數(shù)。(3)過(guò)柵水頭損失h0，通過(guò)格柵的水頭損失h2可按下式計(jì)算式中：h2為過(guò)柵水頭損失，m； h0為計(jì)算水頭損失，m；j為阻力系數(shù)，為阻力系數(shù)，與柵條斷面形狀有關(guān)，當(dāng)柵條斷面采用迎水面為半圓的矩形時(shí)j=1.83。 g為重力加數(shù)度，取/s2; k為系數(shù)，格柵受污物堵塞后，水頭損失增大倍數(shù)，一般采用k=3。（4）柵后槽總高度（H） 本設(shè)計(jì)取柵前渠道超高h(yuǎn)1=，則柵前槽總高度 式中：H為柵后槽總高度，m； h為柵前水深，m； h1為格柵前渠道超高，一般取h1= h2為格柵水頭損失，m。（5）柵槽

26、總長(zhǎng)度L 進(jìn)水渠道漸窄部分的長(zhǎng)度計(jì)算：（其中1為進(jìn)水渠展開角，取1=）柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長(zhǎng)度 ：m所以 式中：L格柵的總長(zhǎng)度，m； L1進(jìn)水渠道漸寬部位的長(zhǎng)度，m； L2格柵與出水槽道連接處的漸窄部位的長(zhǎng)度，一般取L2=1，m； H1格柵前槽總高度，m，H1=h+h2； B1進(jìn)水渠道寬度，m；a1進(jìn)水渠道漸寬部位展開角度，一般取208（6）每日柵渣量在格柵間隙在30mm的情況下，每日柵渣量為： 式中：W為每日柵渣量，m3/d； W1單位體積污水柵渣量，m3/（103m3），格柵間隙為1625mm時(shí)W13（103m3），本設(shè)計(jì)中W1取3/（103m3）； 經(jīng)計(jì)算柵渣量W=4m3/d

27、> 0.2 m3/d，故應(yīng)采用機(jī)械清渣。3.2 沉砂池污水在遷移、流動(dòng)和匯集過(guò)程中不可避免會(huì)混入泥砂。污水中的砂如果不預(yù)先沉降分離去除，則會(huì)影響后續(xù)處理設(shè)備的運(yùn)行。最主要的是磨損機(jī)泵、堵塞管網(wǎng)，干擾甚至破壞生化處理工藝過(guò)程。沉砂池主要用于去除污水中粒徑大于，密度大于2.65t/立方米的砂粒，以保護(hù)管道、閥門等設(shè)施免受磨損和阻塞。其工作原理是以重力分離為基礎(chǔ)，故應(yīng)將沉砂池的進(jìn)水流速控制在只能使比重大的無(wú)機(jī)顆粒下沉，而有機(jī)懸浮顆粒則隨水流帶起立。/s，停留時(shí)間應(yīng)大于30秒。沉砂含水率為60%，容重1.5t/m3。采用機(jī)械刮砂，重力或水力提升器排砂。沉砂池的選型 沉砂池主要用于去除污水中粒徑大

28、于，密度3的砂粒，以保護(hù)管道、閥門等設(shè)施免受磨損和阻塞。沉砂池有平流式、豎流式、曝氣式和旋流式四種形式。由于旋流式沉砂池有占地小，能耗低，土建費(fèi)用低的優(yōu)點(diǎn)；豎流式沉砂池污水由中心管進(jìn)入池后自下而上流動(dòng)，無(wú)機(jī)物顆粒借重力沉于池底，處理效果一般較差；區(qū)旗沉砂池則是在池的一側(cè)通入空氣，使污水沿池旋轉(zhuǎn)前進(jìn)，從而產(chǎn)生與主流方向垂直的橫向恒速環(huán)流。砂粒之間產(chǎn)生摩擦作用，可使沙粒上懸浮性有機(jī)物得以有效分離，且不使細(xì)小懸浮物沉淀，便于沉砂和有機(jī)物的分別處理和處置。平流式沉砂池具有構(gòu)造簡(jiǎn)單、處理效果好的優(yōu)點(diǎn)。本設(shè)計(jì)采用平流式沉砂池。設(shè)計(jì)資料1.沉砂池表面負(fù)荷200m3/(m2h),水力停留時(shí)間50s；2.進(jìn)水渠

29、道直段長(zhǎng)度為渠道寬度的7倍，并不小于4.5 米，以創(chuàng)造平穩(wěn)的進(jìn)水條件；3.進(jìn)水渠道流速，在最大流量的40%-80%的情況下為/s，在最小流量時(shí)大于/s；但最大流量時(shí)不大于/s；4.出水渠道與進(jìn)水渠道的夾角大于270 度，以最大限度的延長(zhǎng)水流在沉砂池中的停留時(shí)間，達(dá)到有效除砂的目的。兩種渠道均設(shè)在沉砂池的上部以防止擾動(dòng)砂子；5.出水渠道寬度為進(jìn)水渠道的兩倍。出水渠道的直線段要相當(dāng)于出水渠道的寬度；6.沉砂池前應(yīng)設(shè)格柵。沉砂池下游設(shè)堰板，以便保持沉砂池內(nèi)需要的水位；7.沉砂池得座數(shù)或分格數(shù)不得少于兩個(gè)，宜按并聯(lián)系列設(shè)計(jì)。污水量較小時(shí)，一備一用;較大時(shí)，同時(shí)工作；8.設(shè)計(jì)流量的確定一般按最大設(shè)計(jì)流量

30、計(jì)算；9.設(shè)計(jì)有效水深應(yīng)不大于，一般采用0.25，每格池寬不宜小于，超高不宜小于；10.沉砂量的確定，生活污水得沉砂量一般按每人每天0.01; 11.池底坡度一般為0.010.02，并可根據(jù)除砂設(shè)備要求，考慮池底得外形。設(shè)計(jì)參數(shù)確定設(shè)計(jì)三個(gè)沉砂池，兩個(gè)使用，一個(gè)備用，每個(gè)沉砂池分成四個(gè)格一共八個(gè)斗。設(shè)計(jì)參數(shù)：池內(nèi)流速： 0.15 m3/s <v <0.3 m3/s 取v=0.25 m3/s停留時(shí)間： 30s<t<60s 取t=50s有效水深： <h< 設(shè)計(jì)中的各參數(shù)均按照規(guī)范規(guī)定的數(shù)值來(lái)取的。3計(jì)算過(guò)程（1）沉砂池長(zhǎng)度m式中：L為沉砂池長(zhǎng)度（m）； V為最大

31、設(shè)計(jì)流量時(shí)流速（m/s）； t為最大設(shè)計(jì)流量時(shí)的停留時(shí)間（s）；（2）水流斷面面積式中： A為每格水流斷面面積（m2）；為最大設(shè)計(jì)流量（m3/s）。（3） 沉砂池總寬度式中：B池總寬度，m；設(shè)計(jì)有效水深，m。（5） 貯泥區(qū)所需容積： 設(shè)計(jì)清楚塵砂的間隔時(shí)間T=2d，即考慮排砂間隔天數(shù)為2天，則沉砂斗容積：式中：V為貯砂斗所需容積，m3； T為排砂時(shí)間間隔，d； X為城鎮(zhèn)污水沉沙量，一般采用/m3； KZ污水流量總變化系數(shù)； （每格沉砂池設(shè)兩個(gè)沉砂斗，四格共有八個(gè)沉砂斗）每個(gè)沉砂斗的容積： m3（6）沉砂斗各部分尺寸計(jì)算 設(shè)計(jì)斗底寬b1=，斗壁與水平面的傾角為55°，斗高h(yuǎn)3'

32、=5m，則沉砂斗上口寬：式中：b2為貯砂斗上口寬(m)；h3'為貯砂斗高度(m)；a斗壁與水平面的傾角（o）。b1為貯砂斗下底寬（m）；沉砂斗容積： （V1=8m3m3，符合要求） 式中：V1為貯砂斗容積（m3）；（7）沉砂池高度 采用重力排砂，設(shè)計(jì)池底坡度為0.06，坡向沉砂斗長(zhǎng)度： 式中：L為沉砂部分的長(zhǎng)度（m）；為二沉砂斗之間的壁厚，一般取經(jīng)驗(yàn)值。則貯砂室的高度為h3： 池總高度H（m） ：（超高一般取h1=）（8）校核最小流量時(shí)的流速式中：Qmin設(shè)計(jì)最小流量（m3/s）； n1最小流量時(shí)工作的沉砂池?cái)?shù)目；最小流量時(shí)沉砂池的過(guò)水?dāng)嗝婷娣e（m2）； 則>/s，符合要求.3.

33、3 調(diào)節(jié)池倍的平均時(shí)水量，調(diào)節(jié)池設(shè)兩個(gè)。 （1）設(shè)計(jì)進(jìn)水量Q： ，取Q=3334（2）停留時(shí)間t： 取設(shè)計(jì)停留時(shí)間t9.0h （3）有效容積V： VQt/23334×9.0/215003（m3） （4）有效水深h： 有效水深采用h5.0m （5）池子的面積F： （6）池子的平面尺寸： 采用L×B50m×60m（7）池子的總高度H： 設(shè)超高h(yuǎn)1固Hhh15.00.55.5（m） （8）池子的幾何尺寸： 采用L×B×H50m×60m×5.5m3.4 CASS反應(yīng)池CASS反應(yīng)池沿長(zhǎng)度方向分為兩部分，前部為生物選擇區(qū)也稱預(yù)反應(yīng)區(qū)，

34、后部為主反應(yīng)區(qū)，在主反應(yīng)區(qū)后部安裝了可升降的潷水裝置，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)進(jìn)水間歇排水的周期循環(huán)運(yùn)行，集曝氣、沉淀、排水于一體。CASS工藝是一個(gè)好氧/缺氧/厭氧交替運(yùn)行的過(guò)程，具有一定脫氮除磷效果，廢水以推流方式運(yùn)行，而各反應(yīng)區(qū)則以完全混合的形式運(yùn)行以實(shí)現(xiàn)同步硝化一反硝化和生物除磷。 設(shè)計(jì)參數(shù)確定考慮格柵和沉砂池可去除部分有機(jī)物及SS，取COD,去除率為20%，SS去除率為35%。此時(shí)進(jìn)水水質(zhì)：COD=250mg/L×（1-20%）=200mg/LBOD5=130mg/L×（1-20%）=104mg/LSS=180mg/L×（1-35%）=117mg/L混合液懸浮固體濃度

35、（MLSS）：Nw=3200mg/L，一般取30005000 mg/L反應(yīng)池有效水深H一般取3-5m,本水廠設(shè)計(jì)選用充水比：= =BOD-污泥負(fù)荷（或稱BOD-SS負(fù)荷率）（Ns）Ns=NsBOD-污泥負(fù)荷（或稱BOD-SS負(fù)荷率）,kgBOD5/(kgMLSS·d)；K2有機(jī)基質(zhì)降解速率常數(shù)，L/(mg·d),生活污水K2取值范圍為0.0168-0.0281，本水廠取值0.0244；有機(jī)基質(zhì)降解率，%；=曝氣池出水的平均值，mg/L；懸浮固體濃度的比值，一般在生活污水中，f值為0.7-0.8,本水廠設(shè)計(jì)選用0.75。代入數(shù)值，得=之后把本數(shù)值代入得Ns=0.45 kgBO

36、D5/(kgMLSS·d) 反應(yīng)池設(shè)計(jì)計(jì)算（1）曝氣時(shí)間TA，取h式中：TA曝氣時(shí)間，h S0進(jìn)水平均BOD5，/L m排水比Nw混合液懸浮固體濃度（MLSS）：X3200mg/L(2)沉淀時(shí)間TS活性污泥界面的沉降速度與MLSS濃度、水溫的關(guān)系，可以用下式進(jìn)行計(jì)算。Vmax = 7.4×104×t×XO -1.7 (MLSS3000) Vmax = 4.6×104×XO(MLSS3000)式中 Vmax活性污泥界面的初始沉降速度。t水溫，X0沉降開始時(shí)MLSS的濃度，X0Nw=3200mg/L，則Vmax = ×104&#

37、215;3200-1.26= m/s沉淀時(shí)間TS用下式計(jì)算，T取h式中：TS沉淀時(shí)間，h ；H反應(yīng)池內(nèi)水深，m；緩沖層高度，取m。（3）運(yùn)行周期t根據(jù)城市污水處理廠運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，本水廠設(shè)置排水時(shí)間，閑置時(shí)間取h運(yùn)行周期T= TA +TS+TD+=1.5=4h每日運(yùn)行周期數(shù)t=6(4) CASS池容積 曝氣池個(gè)數(shù)n=4（共5個(gè)，一個(gè)備用），每座曝氣池容積為,取V=10834(5) CASS池外形尺寸（）因反應(yīng)池形狀以矩形為準(zhǔn)，池寬與池長(zhǎng)之比大約為1：11：2，水深36米。故取L=60 m，H=5m。B=（）CASS池總高，H0（m）取池體超高，則H0=H5.5m（）微生物選擇區(qū)L1，（m）CASS池中間設(shè)1道隔墻，將池體分隔成微生物選擇區(qū)（預(yù)反應(yīng)區(qū)）和主反應(yīng)區(qū)兩部分?？窟M(jìn)水端為生物選擇區(qū)，其容積為CASS池總?cè)莘e的10%左右，另一部分為主反應(yīng)區(qū)。選擇器的類別不同，對(duì)選擇器的容積要求也不同。L110L=10%60=6m（）反應(yīng)池液位控制排水結(jié)束時(shí)最低水位（m）基準(zhǔn)水位h2為5m；超高m；保護(hù)水深 = 1m。污泥層高度（m）則：撇水水位和泥面之間的安全距離，H2=hs=2m(6) 復(fù)核出水溶解性BOD5Se=mg/L<20 mg/L 設(shè)計(jì)結(jié)果滿足設(shè)計(jì)要求。(7)計(jì)算剩余污泥量 理論分析，知溫度較低時(shí)，產(chǎn)生生物污泥量較多。本設(shè)計(jì)時(shí)活性污泥自