某污水處理廠設計計算說明cass工藝

1、.某污水廠設計計算說明書 姓名： 班級： 學號： 指導老師： 2013-6-28目 錄 一 總論1二 工藝流程2CASS工藝的優(yōu)點3與其他工藝對比5 三 處理構筑物設計7集水井的設計7格柵的設計與計算81.泵前中格柵的設計與計算82.泵后細格柵的設計與計算11提升泵站141.設計參數152.提升泵房設計計算15曝氣沉砂池的設計與計算151.曝氣沉砂池152.曝氣沉砂池的設計與計算163. 設計計算164.吸砂泵房與砂水分離器205.鼓風機房20CASS池的設計與計算201.CASS工藝運行過程202.CASS反應池的設計計算21污泥濃縮池351.設計參數352.設計計算35貯泥池設計37四污水

2、廠總體布置39 主要構(建)筑物與附屬建筑物 39 污水廠平面布置 40污水處理構筑物高程布置41五 設計體會43.;一 總論1.課程設計的內容和深度目的：加深理解所學專業(yè)知識，培養(yǎng)運用所學專業(yè)知識的能力，在設計、計算、繪圖等方面得到鍛煉。內容：對主要污水處理構筑物的工藝尺寸進行設計計算，確定污水處理廠的平面布置和高程布置。完成設計計算說明書和設計圖（污水處理廠平面布置、高程布置圖、某構筑物工藝圖各一張）。深度: 初步設計2.基本資料（1）.水質水量項目規(guī)模：長沙某污水處理廠主要處理該市某地區(qū)的工業(yè)及居民廢水?？紤]遠期發(fā)展，設計水量擴大一倍。進水水質：BOD5=160mg/L;COD=280

3、mg/L; SS=150 mg/L; TN=335mg/L; 磷酸鹽（以P計）= 1.8mg/L。（2）.處理要求（1）要求出水水質滿足GB 189182002城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準的一級B排放標準，即：pH=69; BOD520mg/L; COD60mg/L; SS20mg/L; TN20mg/L; NH3-N8mg/L, 磷酸鹽（以P計）1mg/L。（3）.廠區(qū)地形污水廠選址區(qū)域高程為4447米（黃海高程）；平均地面標高45m。污水通過干渠以自流方式到廠邊，廠邊干渠管底標高為39米(黃海高程)，出水排入廠址北部的北湖，北湖最高水位41m。 （4）.城市概況1） 地理位置長沙市位于湖南

4、省東部偏北, 湘江下游和長瀏盆地西緣。其地域范圍為東經1115311415,北緯27512841。東鄰江西省宜春地區(qū)和萍鄉(xiāng)市，南接株洲、湘潭兩市，西連婁底、益陽兩市，北抵岳陽、益陽兩市。2） 地形、地貌地形起伏較大，整個地勢為東西南高，北部低。東西長約230公里，南北寬約88公里。全市土地面積11819.5平方公里，其中城區(qū)面積556平方公里。3）氣候、氣象氣候：屬亞熱帶季風性濕潤氣候，四季分明，春末夏初多雨，夏末秋季多旱，夏冬季長，春秋季短，夏季約118127天，冬季117122天，春季6164天，秋季5969天。春溫變化大，夏初雨水多，伏秋高溫久，冬季嚴寒少。 風向：冬季主導風向為北風，夏

5、季主導風向為東南風。 降雨：年降水量約1300毫米。 氣溫：市內平均氣溫16.817.2C，全年無霜期約275天。年極端最低氣溫僅-2.9，極端最高氣溫為38。（5）. 水文地質（1）水文：北湖水位二十年一遇洪水位為43米，五十年一遇的洪水位為45米，常年水位41米（以上標高均為吳淞高程）。（2） 地質：該區(qū)為平原地帶，地基承載力均在18 t/m2以上。地震烈度為六級二 工藝流程循環(huán)式活性污泥法（Cyclic Activated Sludge System，簡稱CASS）是在SBR基礎上發(fā)展起來的一種新型污水處理工藝。該工藝最早是在美國森維柔廢水處理公司于1975年研究成功并推廣應用的廢水處理

6、新技術專利。CASS工藝集曝氣與沉淀于一池內，取消了常規(guī)活性污泥的初沉池和二沉池。它是在CASS反應池前部設置了生物選擇區(qū)，后部設置了可升降的自動潷水裝置。工作過程分為曝氣、沉淀和排水三個階段，周期循環(huán)進行。運行中可根據進水水質和排放標準控制運行參數，如有機負荷、工作周期、水力停留時間等，通過調整這些參數使污水處理廠在滿足出水水質要求的條件下降低運行成本。CASS工藝分預反應區(qū)和主反應區(qū)。在預反應區(qū)內，微生物能通過酶的快速轉移機理迅速吸附污水中大部分可溶性有機物，經歷一個高負荷的基質快速積累過程，這對進水水質、水量、PH和有毒有害物質起到較好的緩沖作用，同時對絲狀菌的生長起到抑制作用，可有效防

7、止污泥膨脹；隨后在主反應區(qū)經歷一個較低負荷的基質降解過程。CASS工藝集反應、沉淀、排水、功能于一體，污染物的降解在時間上是一個推流過程，而微生物則處于好氧、缺氧、厭氧周期性變化之中，從而達到對污染物去除作用，同時還具有較好的脫氮、除磷功能。CASS工藝的優(yōu)點（1）工藝流程簡單，占地面積小，投資較低CASS的核心構筑物為反應池，沒有二沉池及污泥回流設備，一般情況下不設調節(jié)池及初沉池。因此。污水處理設施布置緊湊、占地省、投資低。 （2）生化反應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出水底物濃度，底物流入曝氣池的速率即為底物降解速率。根據生化動力反應學原理，由于曝氣池中的底物濃度很

8、低，其生化反應推動力也很小，反應速率和有機物去除效率都比較低；在理想的推流式曝氣池中，污水與回流污泥形成的混合流從池首端進入，成推流狀態(tài)沿曝氣池流動，至池末端流出。作為生化反應推動力的底物濃度，從進水的最高濃度逐漸降解至出水時的最低濃度，整個反應過程底物濃度沒被稀釋，盡可能地保持了較大推動力。此間在曝氣池的各斷面上只有橫向混合，不存在縱向的返混。 CASS工藝從污染物的降解過程來看，當污水以相對較低的水量連續(xù)進入CASS池時即被混合液稀釋，因此，從空間上看CASS工藝屬變體積的完全混合式活性污泥法范疇；而從CASS工藝開始曝氣到排水結束整個周期來看，基質濃度由高到低，濃度梯度從高到低，基質利用

9、速率由大到小，因此，CASS工藝屬理想的時間順序上的推流式反應器，生化反應推動力較大。 （3）沉淀效果好CASS工藝在沉淀階段幾乎整個反應池均起沉淀作用，沉淀階段的表面負荷比普通二次沉淀池小得多，雖有進水的干擾，但其影響很小，沉淀效果較好。實踐證明，當冬季溫度較低，污泥沉降性能差時，或在處理一些特種工業(yè)廢水污泥凝聚性能差時，均不會影響CASS工藝的正常運行。實驗和工程中曾遇到SV高達96%的情況，只要將沉淀階段的時間稍作延長，系統運行不受影響。 （4）運行靈活，抗沖擊能力強CASS工藝在設計時已考慮流量變化的因素，能確保污水在系統內停留預定的處理時間后經沉淀排放，特別是CASS工藝可以通過調節(jié)

10、運行周期來適應進水量和水質的變化。當進水濃度較高時，也可通過延長曝氣時間實現達標排放，達到抗沖擊負荷的目的。在暴雨時?？山浭芷匠Ｆ骄髁?倍的高峰流量沖擊，而不需要獨立的調節(jié)池。多年運行資料表明。在流量沖擊和有機負荷沖擊超過設計值23倍時，處理效果仍然令人滿意。而傳統處理工藝雖然已設有輔助的流量平衡調節(jié)設施，但還很可能因水力負荷變化導致活性污泥流失，嚴重影響排水質量。當強化脫氮除磷功能時，CASS工藝可通過調整工作周期及控制反應池的溶解氧水平，提高脫氮除磷的效果。所以，通過運行方式的調整，可以達到不同的處理水質。 （5）不易發(fā)生污泥膨脹污泥膨脹是活性污泥法運行過程中常遇到的問題，由于污泥沉降性

11、能差，污泥與水無法在二沉池進行有效分離，造成污泥流失，使出水水質變差，嚴重時使污水處理廠無法運行，而控制并消除污泥膨脹需要一定時間，具有滯后性。因此，選擇不易發(fā)生污泥膨脹的污水處理工藝是污水處理廠設計中必須考慮的問題。由于絲狀茵的比表面積比茵膠團大，因此，有利于攝取低濃度底物，但一般絲狀茵的比增殖速率比非絲狀茵小，在高底物濃度下茵膠團和絲狀茵都以較大速率降解物與增殖，但由于膠團細菌比增殖速率較大，其增殖量也較大，從而較絲狀茵占優(yōu)勢。而CASS反應池中存在著較大的濃度遞度，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)出茵膠團細菌，使其成為曝氣池中的優(yōu)勢茵屬，有效地抑制絲狀茵的生長

12、和繁殖，克服污泥膨脹，從而提高系統的運行穩(wěn)定性。 （6）適用范圍廣，適合分期建設CASS工藝可應用于大型、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)進水的設計和運行方式，一方面便于與前處理構筑物相匹配，另一方面控制系統比SBR工藝更簡單。對大型污水處理廠而言，CASS反應池設計成多池模塊組合式，單池可獨立運行。當處理水量小于設計值時，可以在反應池的低水位運行或投入部分反應池運行等多種靈活操作方式；由于CASS系統的主要核心構筑物是CASS反應池，如果處理水量增加，超過設計水量不能滿足處理要求時，可同樣復制CASS反應池，因此CASS法污水處理廠的建設可隨企業(yè)的發(fā)展而發(fā)展，它的階段

13、建造和擴建較傳統活性污泥法簡單得多。 （7）剩余污泥量小，性質穩(wěn)定傳統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，產生的剩余污泥少。去除1.0kgBOD產生0.20.3kg剩余污泥，僅為傳統法的60%左右。由于污泥在CASS反應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l(wèi)0mgO2/gMISSh以下，一般不需要再經穩(wěn)定化處理，可直接脫水。而傳統法剩余污泥不穩(wěn)定，沉降性差，耗氧速率大于20mgO2/gMLSSh，必須經穩(wěn)定化后才能處置。與其他工藝對比1.與傳統活性污泥法相比建設費用低。省去了初次沉淀池、二次沉淀池及污泥回流設備，建設費用可節(jié)省2

14、030。工藝流程簡單，污水廠主要構筑物為集水池、沉砂池、CAS曝氣池、污泥池，布局緊湊，占地面積可減少35。（以10萬噸的城市污水處理廠為例：傳統活性污泥法的總投資約1.5億，CASS工藝總投資約1.1億；傳統活性污泥法占地面積約為180畝，CASS法占地面積約120畝。）運行費用省。由于曝氣是周期性的，池內溶解氧的濃度也是變化的，沉淀階段和排水階段溶解氧降低，重新開始曝氣時，氧濃度梯度大，傳遞效率高，節(jié)能效果顯著，運行費用可節(jié)省1025。有機物去除率高，出水水質好，不僅能有效去除污水中有機碳源污染物，而且具有良好的脫氮除磷功能。（對城市污水，進水COD為400mg/L時，出水小于30mg/L

15、以下。）管理簡單，運行可靠，不易發(fā)生污泥膨脹，污水處理廠設備種類和數量較少，控制系統簡單，運行安全可靠。污泥產量低，性質穩(wěn)定，便于進一步處理與處置。2.與SBR或CAST相比CASS反應池由預反應區(qū)和主反應區(qū)組成，預反應區(qū)控制在缺氧狀態(tài)，因此，提高了對難降解有機物的去除效果；CASS進水是連續(xù)的，因此進水管道上無電磁閥等控件元件，單個池子可獨立運行，而SBR或CAST進水過程是間歇的，應用中一般要2個或2個以上交替使用，增加了控制系統的復雜程度。CASS每個周期的排水量一般不超過池內總水量的1/3，而SBR則為1/23/4；CASS抗沖擊能力較好。CASS比CAST系統簡單。該工藝流程比較簡單

16、，主要有粗格柵、提升泵、細格柵、曝氣沉砂池、CASS池等。該工藝占地少，投資省，運行管理方便，處理效率優(yōu)良。工藝流程圖如下：圖2-1：工藝流程圖提升泵房 細格柵粗格柵格柵曝氣沉砂池CASS池砂水分離器柵渣外運污泥濃縮池出水污泥脫水外運三 處理構筑物設計設計進、出水水質及去除率如下表：表31：設計進、出水水質及去除率CODBODSS進水水質280 mg/L160mg/L150 mg/L出水水質要求60 mg/L20 mg/L20 mg/L集水井的設計集水井即集水池，由于城市的污水水量基本是按照時間段來變化的，而且各個季節(jié)的水量也不相同，為了使水泵啟動不會過于頻繁，調蓄進水與水泵送水之間的不均衡，

17、因此在粗格柵后與提升泵前設計一口集水井。設計流量為20000,即0.232,取變化系數K=1.51 ,則q=0.35。 設計集水井水力停留時間HRT=1h,則集水井的容積為1小時進水總量，V=0.353600=1260。 設計該集水井深8m ,寬12m ，長15m 。則實際體積為14401260（符合要求）。格柵的設計與計算格柵是一種簡單的過濾設備，格柵由一組或數組平行的金屬柵條、塑料齒鉤或金屬網、框架及相關裝置組成，傾斜安裝在污水渠道、泵房集水井的進口處或污水處理廠的前端，用來截留污水中較粗大漂浮物和懸浮物，如纖維、碎皮、毛發(fā)、果皮、蔬菜、木片、布條、塑料制品等，防止堵塞和纏繞水泵機組、曝氣

18、器、管道閥門、處理構筑物配水設施、進出水口，減少后續(xù)處理產生的浮渣，保證污水處理設施的正常運行。 按照格柵形狀，可分為平面格柵和曲面格柵；按照格柵凈間距，可分為粗格柵（50-100mm）、中格柵（10-40mm）、細格柵（1.5-10mm）三種，平面格柵和曲面格柵都可以做成粗、中、細三種。本設計采用粗細兩種格柵，一道粗格柵，一道細格柵，粗細格柵分別建置于提升泵站前后。該污水處理工程的處理規(guī)模：日處理量為20000m3/d，即平均日流量為Qp=833.3m3/h=0.232m3/s，最大設計流量為Qmax=1258.3 m3/h=0.35 m3/s，設計中取水量變化系數Kp=1.511.泵前中格

19、柵的設計與計算泵前格柵為污水廠的第一道預處理設施，用于去除污水中較大的懸浮物和漂浮物，保證后續(xù)處理設施的正常運行。建于泵站集水池的前方。本格柵使用柵條斷面為矩形的柵條，設計兩道中格柵，其主要設計參數如下：流量總變化系數k取1.51，則 柵前流速，過柵流速柵條寬度，格柵間隙柵前部分長度，格柵傾角=單位柵渣量取柵渣/污水柵前水深，設計中取兩組格柵，N=2，每組格柵單獨設置，每組格柵的設計流量為0.175m3/d。(1) 柵條間隙數 (2)格柵的寬度：設格柵槽比格柵寬0.2m，則：(3)進水漸寬部分長度 根據公式 式中 進水渠道寬度，取進水渠寬；進水渠道漸寬部分的長度L1，其漸寬部分角度a1=25o

20、,進水渠道內流速為0.6m/s，則 即，=0.41m(4) 柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度 根據公式 則 m(5)通過格柵的水頭損失， 式中 -設計水頭損失，m-計算水頭損失，mg-重力加速度，取9.8m/s2k-系數，取3-阻力系數，與柵條斷面形狀有關，取=2.42則： (6) 柵后槽總高度H，設柵前渠道超高 (7) 柵槽總長度l， 式中，為柵前渠道深，則， (8) 每日柵渣量W, 式中，為柵渣量，格柵間隙為1625mm時，=0.100.05；格柵間隙為3050mm時，=0.030.1。本工程格柵間隙為20mm，取=0.06；取k=1.5 應采用機械除渣，采用機械柵渣打包機將柵渣打包，汽

21、車運走。泵前中格柵圖2.泵后細格柵的設計與計算細格柵可進一步去除污水中的懸浮物和漂浮物，保證后續(xù)設備和工藝的正常運行。細格柵采用連續(xù)運行方式，柵渣由一臺無軸螺旋壓實輸送機收集脫水后運往廠外填埋。為了方便管理和維護，細格柵間與沉砂池合建，細格柵間出水直接進入沉砂池。柵前流速，過柵流速柵條寬度，格柵間隙柵前部分長度，格柵傾角=單位柵渣量取柵渣/污水柵前水深，（1）柵條間歇數， 個（2）格柵的寬度：設格柵槽比格柵寬0.2m，則 (3)進水漸寬部分長度 根據公式 式中 進水渠道寬度，取進水渠寬；進水渠道漸寬部分的長度L1，其漸寬部分角度a1=25o,進水渠道內流速為0.6m/s，則即，L1=0.64

22、m(4) 柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度 根據公式 則 m(3)通過格柵的水頭損失， 式中 h1-設計水頭損失，m h0-計算水頭損失，m g-重力加速度，取9.8m/s2 k-系數，取3 -阻力系數，與柵條斷面形狀有關，取=2.42則：(4)槽總高度H設柵前渠道超高 (5) 柵槽總長度l，式中，為柵前渠道深，則， （6）進水與出水渠道格柵與沉砂池合建，格柵出水直接進入沉砂池，進水渠道寬度B1=B=1.1m，渠道水深h水=h=0.6m(7) 每日柵渣量W， 式中，為柵渣量，格柵間隙為1625mm時，=0.100.05；格柵間隙為3050mm時，=0.030.1。本工程格柵間隙為20mm，取

23、=0.06；取k=1.5。 0.2采用機械清除格柵，采用機械柵渣打包機將柵渣打包，汽車運走。泵后細格柵與曝氣沉砂池合建圖提升泵站提升泵用以提高污水的水位，保證污水能在整個污水處理流程過程中流過 ，從而達到污水的凈化。提升泵房用于將流入污水提升至后續(xù)處理單元所需要的高度，使其實現重力流，以便自流進入各后續(xù)處理單元。1.設計參數設計流量：2.提升泵房設計計算采用CASS工藝方案，污水處理系統簡單，對于新建污水處理廠，工藝管線可以充分優(yōu)化，故污水只考慮一次提升。污水經提升后流入曝氣沉砂池，然后流入CASS池，經潷水器潷水排除CASS池。污水提升前水位（既泵站吸水池最低水位），為了保證后續(xù)各處理單元進

24、水能通過自流形式進入，提升后水位（即細格柵前水面標高）。所以，提升凈揚程水泵水頭損失取從而需水泵揚程再根據設計流量，采用WQ300-22-37型潛水泵10臺5用5備，流量300m3/h，揚程22m。曝氣沉砂池的設計與計算1.曝氣沉砂池曝氣沉砂池是一長形渠道，沿渠壁一側的整個長度方向，距池底60-90cm處安設曝氣裝置，在其下部設集砂斗，池底有i=0.1-0.5的坡度，以保證砂粒滑入。由于曝氣作用，廢水中有機顆粒經常處于懸浮狀態(tài)，砂?；ハ嗄Σ敛⒊惺芷貧獾募羟辛?，砂粒上附著的有機污染物能夠去除，有利于取得較為純凈的砂粒。 在旋流的離心力作用下，這些密度較大的砂粒被甩向外部沉入集砂槽，而密度較小的有

25、機物隨水流向前流動被帶到下一處理單元。另外，在水中曝氣可脫臭，改善水質，有利于后續(xù)處理，還可起到預曝氣作用。 普通沉砂池截留的沉砂中夾雜有15%的有機物，使沉砂的后續(xù)處理難度增加，采用曝氣沉砂池，可在一定程度上克服此缺點。沉砂池的作用是從污水中分離相對較大的無機顆粒，沉砂池一般設在倒虹吸管、泵站、沉淀池前，保護水泵和管道免受磨損，防止后續(xù)處理構筑管道的堵塞，減小污泥處理構筑物的容積，提高污泥有機組分的含量，提高污泥作為肥料的價值。污水中的砂粒是指相對密度較大，易沉淀分離的一些大顆粒物質，主要是污水中的無機性砂粒，礫石和少量較重的有機顆粒，如樹皮、骨頭、種粒等。在顆粒物質的表面還附著一些粘性有機

26、物，這些粘性有機物是極易腐爛的污泥，因此，這些顆粒物質都應在沉砂池中被去除。平流曝氣沉砂池是最常用的型式，污水從池一端流入，呈水平方向流動，從池的另一端流出，它的構造簡單，處理效果好，工作穩(wěn)定且易于排除沉砂。本設計采用平流式曝氣沉砂池。2.曝氣沉砂池的設計與計算 設計說明：污水經螺旋泵提升后進入平流曝氣沉砂池，共兩組對稱于提升泵房中軸線布置。沉砂池池底采用多斗集砂，沉砂由螺旋離心泵自斗底抽送至砂水分離器，污水回至提升泵前，凈砂直接由汽車外運。設計流量為Qmax=0.175m3/s，設計水力停留時間t=2.0min，水平流速v1=0.1m/s。 3. 設計計算設計選擇兩組曝氣沉砂池，分別與格柵鏈

27、接，每組設計流量0.175m3/s.(1)沉砂池有效容積式中V沉砂池有效容積（m3）Q設計流量，m3/s t-停留時間（min）,一般13min。設計取t=2minV=60*2*0.175=21m3(2)水流過水斷面面積（）v1-水平流速（m/s），一般采用0.060.12min設計取v1=0.06m/sA=0.175/0.06=2.92m2(3)池總寬度（）B=A/h2h2-有效水深（m），一般取2-3m.設計取h2=2mB=2.92/2=1.46m B/h2=0.732(4)沉砂池長度（5）每小時所需空氣量q=3600Qd,d-1m3污水所需的空氣量，設計取的d=0.2m3/m (6)沉砂

28、室所需容積（）式中污水沉砂量，采用污水排砂間隔時間 設計，即考慮排泥間隔天數為2天= (7)每個沉砂斗容積（）設每一組有1個沉砂斗(8)沉砂斗各部分尺寸及容積：設計斗底寬，斗壁與水平面的傾角為，斗高=，則沉砂斗上口寬（）(取)沉砂斗容積（）（大于，符合要求）（9）進水渠道由于是格柵與沉砂池合建，格柵出水直接進入沉砂池，進水渠道寬度B1=B=1.1m，渠道水深h水=h=0.6m（10）出水裝置出水采用沉砂池末端薄壁出水堰跌落出水，出水堰可保證沉砂池內水位標高恒定，堰上水頭 H1-堰上水頭，mQ1-沉砂池內設計流量，m3/sm-流量系數，0.4-0.5b2-堰寬（m）,等于沉砂池寬度設計取m=0.

29、4,b2=1.5m 出水堰后自由跌落0.15m,出水流入出水槽，出水槽寬度B2=0.6m，出水槽水深h2=0.35m,超高0.3m,水流速度v2=0.83m/s。采用出水管道在出水槽中部與出水槽連接，出水管道采用鋼管，管徑DN2=500mm,管內流速v2=0.89m/s，水力坡度i=0.15%。 （11）排砂裝置采用吸砂泵排砂，吸砂泵設置在沉砂斗內，借助空氣提升將沉砂排除沉砂池，吸砂泵管徑DN=200mm.4.吸砂泵房與砂水分離器選用直徑0.5m鋼制壓力式旋流砂水分離器一臺，兩組曝氣沉砂池共用。每組曝氣沉砂池設吸砂泵兩臺，一用一備，共4臺。砂水分離后將砂集中運走，水回流至細格柵前。5.鼓風機房

30、選用TSO-150羅茨鼓風機12臺，6用6備，為曝氣沉砂池和CASS曝氣。泵房面積取20mx8m(考慮遠期)CASS池的設計與計算CASS工藝是將序批式活性污泥法（SBR）的反應池沿長度方向分為兩部分，前部為生物選擇區(qū)也稱預反應區(qū)，后部為主反應區(qū)。在主反應區(qū)后部安裝了可升降的潷水裝置，實現了連續(xù)進水間歇排水的周期循環(huán)運行，集曝氣沉淀、排水于一體。CASS工藝是一個厭氧/缺氧/好氧交替運行的過程，具有一定脫氮除磷效果，廢水以推流方式運行，而各反應區(qū)則以完全混合的形式運行以實現同步硝化一反硝化和生物除磷。1.CASS工藝運行過程CASS工藝運行過程包括充水-曝氣、沉淀、潷水、閑置四個階段組成，具體

31、運行過程為： （1）充水-曝氣階段邊進水邊曝氣，同時將主反應區(qū)的污泥回流至生物選擇區(qū)，一般回流比為20%。在此階段，曝氣系統向反應池內供氧，一方面滿足好氧微生物對氧的需要，另一方面有利于活性污泥與有機物的充分混合與接觸，從而有利于有機污染物被微生物氧化分解。同時，污水中的氨氮通過微生物的硝化作用轉變?yōu)橄鯌B(tài)氮。 （2）沉淀階段停止曝氣，微生物繼續(xù)利用水中剩余的溶解氧進行氧化分解。隨著反應池內溶解氧的進一步降低，微生物由好氧狀態(tài)向缺氧狀態(tài)轉變，并發(fā)生一定的反硝化作用。與此同時，活性污泥在幾乎靜止的條件下進行沉淀分離，活性污泥沉至池底，下一個周期繼續(xù)發(fā)揮作用，處理后的水位于污泥層上部，靜置沉淀使泥水

32、分離。 （3）潷水階段沉淀階段完成后，置于反應池末端的潷水器開始工作，自上而下逐層排出上清液，排水結束后潷水器自動復位。潷水期間，污泥回流系統照常工作，其目的是提高缺氧區(qū)的污泥濃度，隨污泥回流至該區(qū)內的污泥中的硝態(tài)氮進一步進行反硝化，并進行磷的釋放。 2.CASS反應池的設計計算圖2-4 CASS工藝原理圖（1）基本設計參數處理規(guī)模：Q=2000m3/d,總變化系數1.51混合液懸浮固體濃度（MLSS）：取Nw=3000mg/L反應池有效水深H一般取3-5m,本水廠設計選用4.0m排水比：= =0.4(2)BOD-污泥負荷（或稱BOD-SS負荷率）（Ns）Ns=NsBOD-污泥負荷（或稱BOD

33、-SS負荷率）,kgBOD5/(kgMLSSd)；K2有機基質降解速率常數，L/(mgd),生活污水K2取值范圍為0.0168-0.0281，本水廠取值0.02；有機基質降解率，%；=f混合液中揮發(fā)性懸浮固體與總懸浮固體濃度的比值，一般在生活污水中，f值為0.7-0.8,本水廠設計選用0.75。代入數值，得=，之后把本數值代入得Ns= kgBOD5/(kgMLSSd)（3）曝氣時間TA 取2.0h 式中 TA曝氣時間，h S0進水平均BOD5，/L 排水比 1/m = 0.4Nw混合液懸浮固體濃度（MLSS）：X3000mg/L(4) 沉淀時間TS 活性污泥界面的沉降速度與MLSS濃度、水溫的

34、關系，可以用下式進行計算。Vmax = 7.4104tXO -1.7 (MLSS3000) 式中 Vmax活性污泥界面的初始沉降速度。t水溫，取20X0沉降開始時MLSS的濃度，X0Nw=3000mg/L，則Vmax = 7.4104203000 -1.7 = 1.82 m/s 沉淀時間TS用下式計算 式中 TS沉淀時間，h H反應池內水深，m 安全高度，取1.0m（5） 排水時間TD及閑置時間Tf 根據城市污水處理廠運行經驗，本水廠設置排水時間TD取為0.5h,閑置時間取為0.1h。運行周期T= TA +TS+TD+Tf=4.0h每日運行周期數n=6(6) CASS池容積 CASS池容積采用

35、容積負荷計算法確定，并用排水體積進行復核。 （）采用容積負荷法計算：式中：Q城市污水設計水量，m3/d ；Q=20000m3/d； Nw混合液MLSS污泥濃度（kg/m3），本設計取3.0 kg/m3； NeBOD5污泥負荷(kg BOD5/kg MLSSd)，0.34kgBOD5/kgMLSSd； Sa進水BOD5濃度（kg/ L），本設計Sa = 160 mg/L； Se出水BOD5濃度（kg/ L），本設計Se = 10 mg/L； f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，本設計取0.75；則：本水廠設計CASS池六座，每座容積Vi=m3（）排水體積法進行復核單池容積為 （m

36、3） 反應池總容積 （m3）式中 單池容積，m3 n周期數； m排水比 1/m = 1/2.5 N池數； 平均日流量，m3/d由于排水體積法計算所得單池容積大于容積負荷法計算所得，因此單池容積應按最大容積值計，否則將不滿足水量運行要求，則單池容積Vi=1389 m3，反應池總容積V=8334 m3。（7）CASS池的容積負荷CASS池工藝是連續(xù)進水，間斷排水，池內有效容積由變動容積（V1）和固定容積組成，變動容積是指池內設計最高水位至潷水器最低水位之間高度（H1）決定的容積，固定容積由兩部分組成，一是活性污泥最高泥面至池底之間高度（H3）決定的容積（V3），另一部分是撇水水位和泥面之間的容積，

37、它是防止撇水時污泥流失的最小安全距離（H2）決定的容積（V2）。CASS池總有效容積V（m3）：VN（V1V2V3）（）池內設計最高水位至潷水機排放最低水位之間的高度，H1（m）；式中：n一日內循環(huán)周期數，n=6； H池內最高液位H（m）,本設計H=4.0m。則 （）潷水結束時泥面高度，H3（m）已知撇水水位和泥面之間的安全距離，H2=1.0m；H3=H-(Hl+H2)=4-1.6-1.0=1.4m() SVI污泥體積指數,(ml/g) SVI=代入數值，則 SVI=(ml/g)， 此數值反映出活性污泥的凝聚、沉降性能良好。（8）CASS池外形尺寸（） 式中：B池寬，m，B:H=12，取B=8

38、m，8/4=2，滿足要求； L=，取L=44m.L/B=44/8=5.5m, L:B=46,滿足要求。（）CASS池總高，H0（m）取池體超高0.5m，則H0=H0.54.5m（）微生物選擇區(qū)L1，（m）CASS池中間設1道隔墻，將池體分隔成微生物選擇區(qū)（預反應區(qū)）和主反應區(qū)兩部分。靠進水端為生物選擇區(qū)，其容積為CASS池總容積的10%左右，另一部分為主反應區(qū)。選擇器的類別不同，對選擇器的容積要求也不同。L110L=10%44=4.4m （）反應池液位控制排水結束時最低水位（m）基準水位h2為4.0m；超高0.5m；保護水深 = 1.0m。污泥層高度（m） 則：撇水水位和泥面之間的安全距離，H

39、2=hs=1.4m圖2-5 CASS外形尺寸圖(9) 連通孔口尺寸隔墻底部設連通孔，連通兩區(qū)水流，因單格寬8m，根據設計規(guī)范要求，此時連通孔的數量取為3。（）連通孔面積A1A1按下式進行計算：式中： U孔口流速，取U=70m/h將各數值代入，計算得：（）孔口尺寸設計孔口沿墻均布，孔口寬度取0.8m，孔高為0.81/0.8=1.0m。為：0.8m1.0m(10) 復核出水溶解性BOD5處理水中非溶解性BOD5的值：DOD5=7.1bXaCeCe處理水中懸浮固體濃度10mg/LXa活性微生物在處理水中的所占比例取0.4b微生物自身氧化速率 本設計取0.6 DOD5=7.10.0750.610=3.

40、19mg/L故水中溶解性DOD5要求小于103.19=6.81 mg/L而該設計出水溶解性DOD5： Se=6.8mg/L 設計結果滿足設計要求。(11)計算剩余污泥量 理論分析，知溫度較低時，產生生物污泥量較多。本設計最冷時是冬季平均最冷溫度是0.2。0.2時活性污泥自身氧化系數： Kd（0.2）=Kd（20）=0.061.04（0.220）=0.028 剩余生物污泥量：XV=YQKd（0.2）VifnN=0.6200000.0281389 0.7566=1575.88kg/d 剩余非生物污泥量：XS =Q（1-fbf） =20000（1-0.70.75）=1330kg/d公式中，fb進水V

41、SS中可生化部分比例，取fb =0.7；C0設計進水SS，m3/d；Ce設計出水SS，m3/d； 剩余污泥總量：X=XV+XS=1575.88+1330=2905.88kg/d 剩余污泥濃度NR：NR=剩余污泥含水率按99.3%計算，濕污泥量為（12）復核污泥齡=式中：污泥齡 Y污泥產率系數，本設計取0.4 Kd衰減系數，一般為0.040.075 取0.07 代入數值，= = =29.4d硝化所需最小污泥齡：=（1/1.103（15-T）fs硝化所需最小污泥齡d-1；硝化細菌的增長速率d-1：T=0.2攝氏度時，取為0.35；fs安全系數：為保證出水氨氮小與5mg/L 取2.33.0；取2.3

42、；T污水溫度：取冬季最不利溫度0.2攝氏度。=（1/1.103（15-T）fs=(1/0.35)1.103（15-0.2）2.3=28d經校核，污泥齡滿足硝化要求。（13）需氧量設計需氧量包括氧化有機物需氧量，污泥自身需氧量、氨氮硝化需氧量及出水帶走的氧量。設計需氧量考慮最不利情況，按夏季時高水溫計算設計需氧量。（） 氧化有機物需氧量，污泥自身需氧量O1以每去除1BOD需要0.48Oa的經驗法計算。 = 4440.2(O2/d) 式中 Oa 需氧量，O2/d； 活性污泥微生物每代謝1BOD需氧量，一般生活污水取為0.420.53，本設計取0.48； 1活性污泥每天自身氧化所需要的氧量，一般生活

43、污水取為0.110.188，本設計取0.12。（）氨氮硝化需氧量Ob按下式計算； =4.5720000（35-5）10-3-0.12 = 523.5(O2/d) 式中 4.57氨氮的氧當量系數； Nk進水總凱氏氮濃度，g/L；Nke出水總凱氏氮濃度，g/L； 系統每天排出的剩余污泥量，/d；總需氧量 /d=206.8/h （14）標準需氧量 標準需氧量計算公式：SOR=Csb（T）=Cs（T）（+）Ot=式中SOR水溫20，氣壓1.103105pa時，轉移到曝氣池混合液的總氧量，/h；AOR在實際條件下，轉移到曝氣池混合液的總氧量，/h；Cs（20）20時氧在清水中飽和溶解度，取Ca（20）=

44、9.17mg/L； 雜質影響修正系數，取值范圍=0.780.99，本例選用=0.90；含鹽量修正系數，本例取=0.95； 氣壓修正系數，取0.95； Pa所在地區(qū)大氣壓力，Pa； T設計污水溫度，本設計考慮最不利水溫，取夏季T=27； CSb（T）設計水溫條件下曝氣池內平均溶解氧飽和度mg/L； Cs（T）設計水溫條件下氧在清水中飽和溶解度，水溫27時，CS（27.3）=8.05；Pb空氣擴散裝置處的絕對壓力，pa，Pb =P+9.8103H；P大氣壓力，P=1.013105； H 空氣擴散裝置淹沒深度，取微孔曝氣裝置安裝在距池底0.5m處，淹沒深度3.5m； Ot氣泡離開水面時，氧的百分比，

45、%； EA空氣擴散裝置氧轉移效率，本設計選用水下射流式擴散裝置，氧轉移效率EA按26%計算； C曝氣池內平均溶解氧濃度，取C=2mg/L。Pb=P+9.8103H =1.013105+9.81033.5=1.356105（Pa）Ot=100%=16.4%CSb（27.3）=Cs（27.3）（+）=8.05（）=8.43mg/L 標準需氧量SOR： SOR= = =279.4/h 空氣擴散裝置的供氣量，可通過下式確定： G=3581.8m3/h（15）空氣管系統設計曝氣系統管道布置方式為，相鄰的兩個廊道的隔墻上設兩根干管，共四根干管，在每根干管上設5條配氣豎管，全曝氣池共設65=30條配氣豎管。

46、每根豎管的配氣量為： m3/h 曝氣池平面面積為： 每個空氣擴散器的服務面積按1.0 m3計，則所需空氣擴散器的總數為：個為安全計，本設計采用1320個空氣擴散器，每個豎管上安設的空氣擴散器的數目為：每個空氣擴散器的配氣量為 m3/h圖2-6 曝氣系統管道布置圖空氣管道的流速，一般規(guī)定為：干、支管為1015m/s，通向空氣擴散裝置的豎管、小支管為45m/s。根據對于管道流速的規(guī)定，確定本設計管道系統各管段管徑為：12段DN50mm，23段DN75mm，34段DN100mm,45段DN150mm，56段DN200mm，67段DN300mm。空氣管道一般敷設在地面上，接入曝氣池的管道，應高出池水面

47、0.5m以免產生回水現象。（16）污泥回流系統、剩余污泥系統排出系統設計（） 污泥回流系統污泥回流比按20%設計，每天回流污泥量每周期回流污泥量，而每周期T=4h，本設計回流污泥進泥時間每周期取t=2h,回流污泥泵在運行過程中是間歇運行的。則單格CASS池進泥流量為，根據流量選用污泥回流泵型號：WQS65-12-5.5，流量65，出口直徑100mm,重量165kg，每座CASS池內設該種泵一臺。出泥管管徑取d=200mm。（） 剩余污泥排出系統由上述計算知道，剩余污泥產生量Q=581.2，每個周期單個池體產生的污泥量，每個周期排泥時間利用周期后0.5h，則泵的流量為：32.24。根據流量選用剩

48、余污泥泵型號：WQ40-10-2.2，出口直徑d=65mm，重量45kg，每座CASS池內設該種泵一臺。出泥管管徑取150mm。 （iii）泵房設計尺寸污泥回流泵6用6備，排泥泵6用6備，泵房長50米，寬8米，高4米。污泥濃縮池污泥中含有大量的水分，所含水分大致分為四類：顆粒間的空隙水，約占總水分的70%；毛細水，即顆粒間毛細管內的水，約占20%；污泥顆粒吸附水，約占10%。降低污泥中的含水率，可以采用污泥濃縮的方法來降低污泥中的空隙水，通過降低污泥的含水率，減少污泥體積，能夠減少池容積和處理所需的投藥量，縮小用于輸送污泥的管道和泵的尺寸。污泥濃縮機房內的濃縮脫水一體機對剩余污泥進行濃縮和脫水

49、處理，減少污泥的含水率和污泥體積。經脫水處理后，污泥的含水率可降低，成為濾餅，便于最終處置。采用輻流式濃縮池，用帶柵條的刮泥機刮泥，采用靜壓排泥。1.設計參數設計4座污泥濃縮池，每座的設計進泥量：=污泥固體負荷：污泥濃縮時間：，貯泥時間：進泥濃度：進泥含水率：99.3%，出泥含水率97%2.設計計算（1）.濃縮池的計算濃縮池面積：=濃縮池直徑：=濃縮池有效水深，取濃縮池有效容積：校核水利停留時間污泥在池中停留時間：=，符合要求確定泥斗尺寸濃縮后的污泥體積為：=貯泥區(qū)所需容積：按泥量計，則=泥斗容積：=()=5.65池底坡度為0.06，池底坡降為：=故池底可貯泥容積：=(）=1.33故總貯泥容積

50、為：=5.65+1.33=6.98,滿足要求濃縮池總高度：超高取，緩沖層高度取，濃縮池總高度為：=+=（2）.刮泥機的選擇刮泥機選用型周邊傳動刮泥機，型號配套。型周邊傳動刮泥機主要有中心旋轉座、型工作橋、刮臂、刮板、導流筒、排渣裝置等組成，工作時，污水從中心支座處經導流筒擴散后均勻流向池周，混合液中粗大的顆粒經沉淀后在池底形成污泥層，比重較輕的浮于液面，工作橋在周邊驅動機構的帶動下沿中心支座作緩慢旋轉，支式刮臂依據重力帶動刮板將污泥逐層由池周刮向中心集泥坑，通過池內水壓將污泥排出池外，浮渣刮板沿導流筒將浮于液面的浮渣撇向池周的排渣斗內，通過自動沖洗機構將浮渣排出池外。型系列吸泥機用于污水處理廠

51、圓型二沉池，將沉降在池底上的污泥刮集至一組沿半徑方向布置的吸泥管管口，再通過中心排泥管排出，以便污泥回流或濃縮脫水；此外，還可以撇除液面浮渣。貯泥池設計計算1.貯泥池容積 Q-每日產泥量（m3/d）t-貯泥時間（h），取8hn-貯泥池個數。 貯泥池設計容積 設計取n=2，a=5.0m,h2=3.0m,污泥斗底邊圍為正方形，邊長為1.0m。 2. 貯泥池高度 脫泥間經濃縮后的污泥中含有水分，經脫泥后外運。該項目設置一脫泥間位于污泥濃縮工藝之后，用于脫去污泥中的絕大部分水分。該項目選用臥式螺旋卸料沉降離心脫泥機來脫掉污泥中的水分。本項目選用LW-350 臥螺離心脫泥機，臥式螺旋卸料沉降離心脫泥機(簡稱臥螺離心機)是利用離心沉降原理分離懸浮液的設備