1、南通某經濟開發區污水處理廠設計摘要：本設計主要是南通市某經濟開發區污水處理廠的設計，該污水廠位于經濟開發區，根據對原水水質的分析，以及參考大量的污水處理資料，綜合考慮技術、經濟等因素，最終采用現行的SBR變形形式CASS工藝。CASS是周期循環活性污泥法的簡稱，又稱為循環活性污泥工藝，是在SBR的基礎上發展起來的，即在SBR池內進水端增加了一個生物選擇器，實現了連續進水(沉淀期、排水期仍連續進水)，間歇排水。該污水廠設計的流程為進水粗格柵提升泵房細格柵平流沉砂池CASS池普快濾池消毒池出水。污泥的處理流程為CASS污泥提升泵房儲泥池濃縮池。該廠出水達到設計要求。關鍵詞：污水處理廠；CASS；污

2、泥處理 Factory design of an Economic Development Zone Wastewater Treatment in NantongAbstract: This design is the design of wastewater treatment plant of a economic development zone of Nantong City, the sewage treatment plant is located in the economic development zone, based on the analysis of the raw

3、 water quality, sewage and reference data processing large, comprehensive consideration of technical, economic and other factors, the current SBR deformation form of CASS process. CASS is a cyclic activated sludge method abbreviation, also known as cyclic activated sludge technology, is in the SBR d

4、eveloped on the basis of SBR, namely in the pool water inlet end adds a biological selector, realizes continuous water (precipitation, drainage period is still continuous, intermittent drainage.). The design of wastewater treatment plant process water, coarse grid, pumping station, fine grid, advect

5、ion sedimentation tank, CASS tank Pukuai filter, disinfection pool, water. Treatment process of sludge is CASS, sludge pumping station, sludge storage tank, concentrated pool. The effluent can meet the design requirements.Key words: Sewage treatment plant; CASS; .baidu /s?wd=sludge%20disposal t _bla

6、nk sludge disposal 目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc359227850 摘要 PAGEREF _Toc359227850 h I HYPERLINK l _Toc359227851 Abstract PAGEREF _Toc359227851 h II HYPERLINK l _Toc359227852 1 緒論 PAGEREF _Toc359227852 h 1 HYPERLINK l _Toc359227853 11 課題研究意義 PAGEREF _Toc359227853 h 1 HYPERLINK l _Toc359227854

7、 2污水廠概況 PAGEREF _Toc359227854 h 1 HYPERLINK l _Toc359227855 地理位置及氣候 PAGEREF _Toc359227855 h 1 HYPERLINK l _Toc359227856 設計規模及進出水水質 PAGEREF _Toc359227856 h 2 HYPERLINK l _Toc359227857 2.3 處理程度的計算 PAGEREF _Toc359227857 h 2 HYPERLINK l _Toc359227858 3 城市污水處理設計 PAGEREF _Toc359227858 h 2 HYPERLINK l _Toc

8、359227859 污水處理工藝流程選擇 PAGEREF _Toc359227859 h 2 HYPERLINK l _Toc359227860 3.2 工藝比較 PAGEREF _Toc359227860 h 3 HYPERLINK l _Toc359227861 氧化溝方案 PAGEREF _Toc359227861 h 3 HYPERLINK l _Toc359227862 3.2.2 CASS工藝方案 PAGEREF _Toc359227862 h 4 HYPERLINK l _Toc359227863 方案的確定 PAGEREF _Toc359227863 h 6 HYPERLINK

9、 l _Toc359227864 工藝流程圖 PAGEREF _Toc359227864 h 6 HYPERLINK l _Toc359227865 4 污水處理構筑物的設計說明 PAGEREF _Toc359227865 h 7 HYPERLINK l _Toc359227866 4.1 粗格柵的設計 PAGEREF _Toc359227866 h 7 HYPERLINK l _Toc359227867 4.1.1 格柵尺寸 PAGEREF _Toc359227867 h 7 HYPERLINK l _Toc359227868 4.1.2 通過格柵的水頭損失 h1 PAGEREF _Toc3

10、59227868 h 8 HYPERLINK l _Toc359227869 4.1.3 柵后槽總高度 H PAGEREF _Toc359227869 h 8 HYPERLINK l _Toc359227870 4.1.4 柵槽總長度 L PAGEREF _Toc359227870 h 8 HYPERLINK l _Toc359227871 4.1.5 每日柵渣量 W PAGEREF _Toc359227871 h 9 HYPERLINK l _Toc359227872 4.1.6 格柵的選擇 PAGEREF _Toc359227872 h 9 HYPERLINK l _Toc35922787

11、3 提升泵房 PAGEREF _Toc359227873 h 10 HYPERLINK l _Toc359227874 細格柵 PAGEREF _Toc359227874 h 10 HYPERLINK l _Toc359227875 細格柵的隔柵尺寸 PAGEREF _Toc359227875 h 10 HYPERLINK l _Toc359227876 通過格柵的水頭損失 h1 PAGEREF _Toc359227876 h 11 HYPERLINK l _Toc359227877 4.3.3 柵后槽總高度 H PAGEREF _Toc359227877 h 11 HYPERLINK l _

12、Toc359227878 4.3.4 柵槽總長度 L PAGEREF _Toc359227878 h 11 HYPERLINK l _Toc359227879 4.3.5 每日柵渣量 W PAGEREF _Toc359227879 h 12 HYPERLINK l _Toc359227880 4.4 平流式沉砂池 PAGEREF _Toc359227880 h 12 HYPERLINK l _Toc359227881 4.4.1 功能： PAGEREF _Toc359227881 h 12 HYPERLINK l _Toc359227882 4.4.2 設計計算 PAGEREF _Toc359

13、227882 h 13 HYPERLINK l _Toc359227883 主要工程內容 PAGEREF _Toc359227883 h 14 HYPERLINK l _Toc359227884 4.5 CASS生化池 PAGEREF _Toc359227884 h 15 HYPERLINK l _Toc359227885 4.5.1 CASS的功能 PAGEREF _Toc359227885 h 15 HYPERLINK l _Toc359227886 4.5.2 設計計算 PAGEREF _Toc359227886 h 15 HYPERLINK l _Toc359227887 4.6 濾池

14、設計計算 PAGEREF _Toc359227887 h 20 HYPERLINK l _Toc359227888 接觸消毒池與加氯間 PAGEREF _Toc359227888 h 21 HYPERLINK l _Toc359227889 4.7.1 設計說明： PAGEREF _Toc359227889 h 21 HYPERLINK l _Toc359227890 4.7.2 設計計算 PAGEREF _Toc359227890 h 21 HYPERLINK l _Toc359227891 5. 污泥的處理與處置 PAGEREF _Toc359227891 h 23 HYPERLINK l

15、 _Toc359227892 貯泥池計算 PAGEREF _Toc359227892 h 23 HYPERLINK l _Toc359227893 5.2 污泥提升泵房 PAGEREF _Toc359227893 h 23 HYPERLINK l _Toc359227894 5.3 濃縮池設計計算 PAGEREF _Toc359227894 h 23 HYPERLINK l _Toc359227895 5.4 污泥脫水計算 PAGEREF _Toc359227895 h 25 HYPERLINK l _Toc359227896 5.4.1 濃縮后污泥量 PAGEREF _Toc35922789

16、6 h 25 HYPERLINK l _Toc359227897 5.4.2 脫水工藝及脫水設備的選擇 PAGEREF _Toc359227897 h 25 HYPERLINK l _Toc359227898 6 污水廠總體布置 PAGEREF _Toc359227898 h 26 HYPERLINK l _Toc359227899 6.1 污水處理廠平面布置原則 PAGEREF _Toc359227899 h 26 HYPERLINK l _Toc359227900 6.2 污水處理廠高程布置原則 PAGEREF _Toc359227900 h 26 HYPERLINK l _Toc3592

17、27901 6.2.1 污水處理廠高程布置應考慮事項： PAGEREF _Toc359227901 h 26 HYPERLINK l _Toc359227902 污水廠的高程布置 PAGEREF _Toc359227902 h 26 HYPERLINK l _Toc359227903 高程布置計算 PAGEREF _Toc359227903 h 26 HYPERLINK l _Toc359227904 總結 PAGEREF _Toc359227904 h 29 HYPERLINK l _Toc359227905 參考文獻 PAGEREF _Toc359227905 h 30 HYPERLINK

18、 l _Toc359227906 致謝 PAGEREF _Toc359227906 h 311 緒論11 課題研究意義污水廠的隨著經濟社會的不斷發展，越來越多的問題暴露出來，水污染就是其中影響最大的一個問題之一。在工業發展的初期，人們更多地考慮發展生產、追求利益，忽視了工業三廢對環境的影響而自然排放廢水、廢氣和廢渣，不可避免地產生了水體和環境的污染。發達國家無一例外地經歷過先污染后治理的發展歷程，污染的空氣、發臭的河流和遍地的垃圾成為現代社會發展初期的歷史景象【1】。中國近幾十年也在經歷這一歷史時期，并已產生了嚴重的危害。在經濟發展的同時，我們不能以犧牲環境為代價。目前，我國水資源形勢比較嚴峻

19、，一方面，我國人均水資源量不足2300m ，屬1 3個嚴重貧水國家之一【2】。因此，治理水污染已經成為了一個亟待解決的問題。而設立污水處理廠就是治理水污染的重要方式之一。當前，中國污水處理行業市場存在的主要問題有相關政策、法規體系尚不完善，城鎮污水處理正處于行政管理體制的轉型階段，與市場化的要求還有一定的差距，部分城市污水處理廠的經營、監督主體混淆不清，收費制度實施不到位，投融資體制亟待完善，地方配套的污水收集管網建設滯后，污水收集率低，很多城鎮污水處理廠的水量水質與設計要求相差較大，對企業排污監督制度的不完善，部分工業企業存在不達標排放甚至偷排現象，對城市污水處理廠水質形成很大的沖擊，影響污

20、水廠的正常運行【3】。2污水廠概況地理位置及氣候南通，地處我國黃海南部，長江入海口北岸，南與蘇州、上海兩市隔江相望，西與泰州市接壤，北與鹽城市接壤，總面積8001平方公里，南通除狼山低丘群外，都為海拔五、六米以下的平原，平均海拔為四米6.5米，自西北向東南略傾斜，按其地理位置、成陸先后、地貌顯示及成因可分為狼山殘丘區、海安里下河低洼瀉湖沉積平原區、北岸古沙嘴區、南部平原和洲地、三余海積平原區、沿海新墾區等。平原遼闊，水網密布是其顯著特征。南通背靠平原，三面環水，屬北亞熱帶濕潤性氣候區，季風影響明顯，四季分明，氣候溫和，光照充足，雨水充沛，雨熱同季，無霜期長。南通降雨比較充沛，年降水量在1000

21、毫米左右，常年雨日平均120天左右，夏季雨量約占全年雨量的4050%。6月7月常有一段梅雨，是這里降水最集中的時期。年平均氣溫15左右，1月份最冷，月平均溫度在3左右，也曾出現過接近-10的極端最低氣溫；7、8月最熱，月平均溫度在27左右，但受海洋影響，極端最高氣溫只有38。常見的氣象災害有洪澇、干旱、梅雨、臺風、暴雨、寒潮、高溫、大風、雷擊、冰雹等。設計規模及進出水水質該設計的內容為南通某經濟開發區污水處理工程，南通市某區地處長江入海口北岸，南枕萬里長江，北臨蘇北平原，通呂運河、通揚運河、204國道、寧通高速公路、寧啟鐵路穿境而過。根據調查，該經濟開發區污水處理廠(以下簡稱港閘污水廠)近期內

22、處理的污水主要是工業污水(其中化工和印染廢水為主),所占比例約為75.4%，另外生活污水所占比例為24.6%。根據可行性研究報告對該污水廠進水水質的分析以及相關批復意見，該污水廠的設計進水主要水質指標如下：BOD5250 mg/L、CODcr 500 mg/L、SS 250 mg/L、TN 45 mg/L、NH3-N 30 mg/L、pH69。廢水經處理后排入長江近岸類水域，執行污水綜合排放標準(GB8978-1996)表4中的一級標準，如下所示：BOD520 mg/L、CODcr 60 mg/L、SS 20 mg/L、TN 15mg/L、NH3-N 15 mg/L、pH69。設計日處理量為3

23、0000t/d。從上面的數據中可以看出：根據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。2.3 處理程度的計算（1）的去除率 （2）的去除率 （3）SS的去除率 （4）NH4-N的去除率 （5）TN的去除率3 城市污水處理設計污水處理工藝流程選擇在設計本污水處理廠的時候，應充分考慮如下原則：（1）貫徹執行國家關于環境保護的政策，符合國家的有關法規、規范及標準。（2）從經濟開發區的實際情況出發，使工程建設與城市的發展相協調，既保護環境，又最大程度地發揮工程效益。（3）

24、根據設計進水水質和出廠水質要求，所選污水處理工藝力求技術先進、成熟、處理效果好、運行穩妥可靠、高效節能、經濟合理、確保污水處理效果，減少工程投資及日常運行費用。（4） 妥善處理和處置污水處理過程中產生的柵渣、沉砂和污泥，避免造成二次污染。（5）采用現代化技術手段，實現自動化控制和管理，做到技術可靠、經濟合理。（6） 在污水廠征地范圍內，廠區總平面布置力求在便于施工、便于安裝和便于維修的前提下，使各處理構筑物盡量集中，節約用地，擴大綠化面積，并留有發展余地。使廠區環境和周圍環境協調一致。（7）廠區建筑風格力求統一，簡潔明快，美觀大方，并與廠區周圍景觀相協調。（8）積極創造一個良好的生產和生活環境

25、，把污水處理廠設計成為現代化的園林式工廠。（9）特別注意，任何工藝技術、流程都有一定的適用條件，所以要認真研究當地氣象、地面與地下水資源、地質、給排水現狀與發展規劃，根據現狀與預測污水產量來選擇水處理工藝流程布置。基于上述污水處理工藝選擇原則，擬定一下兩種污水處理工藝：一種是氧化溝法；另一種是CASS法。3.2 工藝比較氧化溝方案氧化溝又名氧化渠，因其構筑物呈封閉的環形溝渠而得名。它是活性污泥法的一種變型。因為污水和活性污泥在曝氣渠道中不斷循環流動，因此有人稱其為“循環曝氣池”、“無終端曝氣池”。氧化溝的水力停留時間長，有機負荷低，其本質上屬于延時曝氣系統。氧化溝利用連續環式反應池（Cinti

26、nuousLoopReator,簡稱CLR）作生物反應池，混合液在該反應池中一條閉合曝氣渠道進行連續循環，氧化溝通常在延時曝氣條件下使用。氧化溝使用一種帶方向控制的曝氣和攪動裝置，向反應池中的物質傳遞水平速度，從而使被攪動的液體在閉合式渠道中循環。氧化溝的技術特點：（1）氧化溝結合推流和完全混合的特點，有力于克服短流和提高緩沖能力，通常在氧化溝曝氣區上游安排入流，在入流點的再上游點安排出流。（2）氧化溝具有明顯的溶解氧濃度梯度，特別適用于硝化反硝化生物處理工藝。氧化溝從整體上說又是完全混合的，而液體流動卻保持著推流前進，其曝氣裝置是定位的，因此，混合液在曝氣區內溶解氧濃度是上游高，然后沿溝長逐

27、步下降，出現明顯的濃度梯度，到下游區溶解氧濃度就很低，基本上處于缺氧狀態。（3）氧化溝溝內功率密度的不均勻配備，有利于氧的傳質，液體混合和污泥絮凝。傳統曝氣的功率密度一般僅為2030w/s，平均速度梯度G大于100s-1。這不僅有利于氧的傳遞和液體混合，而且有利于充分切割絮凝的污泥顆粒。當混合液經平穩的輸送區到達好氧區后期，平均速度梯度G小于30s-1，污泥仍有再絮凝的機會，因而也能改善污泥的絮凝性能。（4）氧化溝的整體功率密度較低，可節約能源。氧化溝的混合液一旦被加速到溝中的平均流速，對于維持循環僅需克服沿程和彎道的水頭損失，因而氧化溝可比其他系統以低得多的整體功率密度來維持混合液流動和活性

28、污泥懸浮狀態。據國外的一些報道，氧化溝比常規的活性污泥法能耗降低20%30%。氧化溝缺點 盡管氧化溝具有出水水質好、抗沖擊負荷能力強、除磷脫氮效率高、污泥易穩定、能耗省、便于自動化控制等優點。但是，在實際的運行過程中，仍存在一系列的問題。（1）污泥膨脹問題當廢水中的碳水化合物較多，N、P含量不平衡，pH值偏低，氧化溝中污泥負荷過高，溶解氧濃度不足，排泥不暢等易引發絲狀菌性污泥膨脹；非絲狀菌性污泥膨脹主要發生在廢水水溫較低而污泥負荷較高時。微生物的負荷高，細菌吸取了大量營養物質，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，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。

29、（2）泡沫問題由于進水中帶有大量油脂，處理系統不能完全有效地將其除去，部分油脂富集于污泥中，經轉刷充氧攪拌，產生大量泡沫；泥齡偏長，污泥老化，也易產生泡沫。 （3）污泥上浮問題當廢水中含油量過大，整個系統泥質變輕，在操作過程中不能很好控制其在二沉池的停留時間，易造成缺氧，產生腐化污泥上浮；當曝氣時間過長，在池中發生高度硝化作用，使硝酸鹽濃度高，在二沉池易發生反硝化作用，產生氮氣，使污泥上浮；另外，廢水中含油量過大，污泥可能挾油上浮。（4）流速不均及污泥沉積問題在氧化溝中，為了獲得其獨特的混合和處理效果，混合液必須以一定的流速在溝內循環流動。氧化溝的曝氣設備一般為曝氣轉刷和曝氣轉盤，轉刷的浸沒深

30、度為250300mm，轉盤的浸沒深度為480530mm。與氧化溝水深（3.03.6m）相比，轉刷只占了水深的1/101/12，轉盤也只占了1/61/7，因此造成氧化溝上部流速較大，而底部流速很小（特別是在水深的2/3或3/4以下，混合液幾乎沒有流速），致使溝底大量積泥，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4。 CASS工藝方案CASS(Cyclic Activated Sludge System)是周期循環活性污泥法的簡稱，又稱為循環活性污泥工藝CAST(Cyclic Activated Sludge technology)，是在SBR的基礎上發展起來的，即在SBR池內進

31、水端增加了一個生物選擇器，實現了連續進水(沉淀期、排水期仍連續進水)，間歇排水。設置生物選擇器的主要目的是使系統選擇出絮凝性細菌，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積累-再生理論，使活性污泥在選擇器中經歷一個高負荷的吸附階段(基質積累)，隨后在主反應區經歷一個較低負荷的基質降解階段，以完成整個基質降解的全過程和污泥再生。CASS工藝的優點：（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CASS工藝從污染物的降解過程來

32、看，當污水以相對較低的水量連續進入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

33、30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工藝可以通過調節運行周期來適應進水量和水質的變比。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，可經受平常平均流量6信的高峰流量沖擊，而不需要獨立的調節地。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信時，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

34、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。由于絲狀菌的比表面積比菌膠團大，因此，有利于攝取低濃度底物，但一般絲狀菌的比增殖速率比非絲狀菌小，在高底物濃度下菌膠團和絲狀菌都以較大速率降解底物與增殖，但由于

35、膠團細菌比增殖速率較大，其增殖量也較大，從而較絲狀菌占優勢。而CASS反應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，這樣的環境條件可選擇性地培養出菌膠團細菌，使其成為曝氣池中的優勢菌屬，有效地抑制絲狀菌的生長和繁殖，克服污泥膨脹，從而提高系統的運行穩定性。 （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，可以在反應地的低水位運行或

36、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的發展而發展，它的階段建造和擴建較傳統活性污泥法簡單得多。 （7）剩余污泥量小，性質穩定傳統活性污泥法的泥齡僅27天，而CASS法泥齡為250.3kg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10mgO2/g MLSS.h以下，一般不需要再經穩定化處理，可直接脫水。而傳統法剩余污泥不穩定，沉降性差，耗氧速率大于20mgO2/g M

37、LSS.h ，必須經穩定化后才能處置。方案的確定由以上知，兩種工藝都能達到預期的處理效果，且都為成熟工藝，但經分析比較，CASS工藝方案在該污水廠的建立有以下方面具有明顯優勢：（1）工藝流程簡單，占地面積小，投資較低，不需設置二沉池。（2）不易發生污泥膨脹，而氧化溝在實際的運行過程中，仍存在污泥膨脹的問題、泡沫問題、污泥上浮問題、流速不均及污泥沉積問題等一系列問題。（3）CASS工藝適用范圍廣，適合分期建設，可為后期污水處理廠發展留有余地。綜合以上對比分析，本工程以CASS工藝作為污水處理廠二級處理的處理工藝。工藝流程圖本文將結合以上的內容, 主要研究日處理能力為10萬m3 以下, 特別是15

38、萬m3/d 規模的城市污水處理廠適用的各種處理工藝流程的比較和選擇, 從而確定不同條件下適用的較優工藝流程。該污水廠設計采用的處理工藝流程如圖1：進水粗格柵和提升泵房細格柵平流沉砂池CASS池普通快濾池消毒池用戶圖1 污水處理廠工藝流程圖污泥處理工藝流程如圖2：CASS池污泥提升泵房儲泥池污泥濃縮池圖2 污泥處理工藝流程圖 4 污水處理構筑物的設計說明4.1 粗格柵的設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，并保證后續處理設施的正常運行的裝置5。圖3格柵計算示意圖 格柵尺寸最大設計流量： （2）柵條間隙數n 式中

39、：柵條間隙數，個；格柵傾角，取= 60；柵條間隙， ，取；柵前水深，取；過柵流速，取；工業污水流量總變化系數，根據設計任務書取=1.5。則 （3）有效柵寬 式中：柵條寬度，取0.01 。則： 通過格柵的水頭損失 h1式中：設計水頭損失，；形狀系數，柵條形狀選用正方形斷面所以，其中=0.64；系數，格柵受污物堵塞時水頭損失增大倍數，一般采用=3；重力加速度，取；則： ,符合設計要求。 柵后槽總高度 H 式中：柵前渠道超高，取。則： =0.4+0.082+0.3=0.782。 柵槽總長度 L 式中： 進水渠道漸寬部分的長度，；進水渠寬，取；進水渠道漸寬部分的展開角度，取=20；柵槽與進水渠道連接處

40、的漸窄部分長度，；柵前渠道深，.則：= = 每日柵渣量 W 式中：柵渣量，取。則： 格柵的日柵渣量為：, 宜采用機械清渣。 格柵的選擇 表1 HG-1400型回轉格柵技術參數項目格柵寬度 mm 柵條間距 mm安裝角 電機功率 kw參數 1400 900 6075設計最大水量為，選用3臺潛水排污泵（兩用一備），則流量為。所需的揚程為4.34m（見水力計算和高程計算）。泵的選型如下： 表2 泵的選型型號排出口(mm)流量(m3/h)揚程(m)轉速(r/min)功率(kw)350QW1100-10-4525011001098045細格柵的隔柵尺寸3/s（2）柵條間隙數n 式中：柵條間隙數，個；格柵傾

41、角，取= 60；柵條間隙， ，取；柵前水深，取；過柵流速，取；工業污水流量總變化系數，取=1.5。則 （3）有效柵寬 式中：柵條寬度，取0.01 。則： 64=1.27 通過格柵的水頭損失 h1式中：設計水頭損失，；形狀系數，取=1.67（由于選用斷面為迎水背水面均為半圓形的矩形）。系數，格柵受污物堵塞時水頭損失增大倍數，一般采用=3；重力加速度，取；阻力系數，其值與柵條斷面形狀有關；則 m 柵后槽總高度 H 式中：柵前渠道超高，取。則： 。 柵槽總長度 L 式中： 進水渠道漸寬部分的長度，；進水渠寬，取；進水渠道漸寬部分的展開角度，取=20；柵槽與進水渠道連接處的漸窄部分長度，；柵前渠道深，

42、.則：=m = 每日柵渣量 W 式中：柵渣量，取。則： , 宜采用機械清渣。表3 HG-1000型回轉式機械格柵技術參數項目設備寬度mm 柵條間距mm安裝角 電機功率 kw參數100010604.4 平流式沉砂池 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。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，故應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6。平流式沉砂池的設計參數：（1）一般按去除相對密度2.65，粒徑大于0.2mm的沙粒確定。（2）沉砂池得座數或分格數

43、不得少于兩個，宜按并聯系列設計。污水量較小時，一備一用；較大時，同時工作。（3）設計流量的確定 一般按最大設計流量計算。（4）最大設計流量時，污水在池內的最大流速為0.3m/s，最小流速為0.15m/s。（5）最大設計流量時，污水在池內停留時間不少于30s，一般為3060s。（6）設計有效水深應不大于1.2m，一般采用0.251.0m，每格池寬不宜小于0.6m，超高不宜小于0.3m。（7）沉砂量的確定 生活污水得沉砂量一般按每人每天0.010.02L。（8）池底坡度一般為0.010.02，并可根據除砂設備要求，考慮池底得外形。 設計計算設計兩座，每座兩格，單座的最大設計流量時的流速V=0.20

44、m/s，最大設計流量時的流行時間t=40s，工業污水沉砂 量X=30/污水。沉沙池每2天清除一次。（1）沉砂池長度(L)，L=vt=0.2040=8m（2）水流斷面積(A) 取每格最大流量Qmax/s則：A=Qmax2（3）池總寬度(B) 取每格寬取b=則：（4）有效水深(h2)h2.0m之間,符合要求）（5）貯砂斗所需容積V 設：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：每一分格有2個沉砂斗 則： V0（7）沉砂斗各部分尺寸及容積(V)設：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：復核沉砂斗

45、容積：V0（8）沉砂池高度(H)設采用重力排砂，池底坡度i6，坡向砂斗，則： m設：超高h1則：H=h1+h2+h3（9）進出水漸寬部位長度為：L1=(B-B1（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/s則：vmin沉砂池要求的設計流速在0.15 m/s0.30 m/s之間，符合要求。主要工程內容平流沉砂池兩座，采用機械排砂，排出的砂經洗砂后外送。 圖4平流沉砂池計算草圖4.5 CASS生化池 CASS的功能 CASS是一種具有脫氮除磷功能的循環間歇廢水生物處理技術每個CASS反應器由3個區域組成，即生物選擇區、缺氧區和主反應區。 生

46、物選擇區是設置在CASS前端的容積約為反應器總容積的10%，水力停留時間為0.5h1h、通常在厭氧或兼氧條件下運行：生物選擇器是根據活性污泥反應動力學原理而設置的。通過主反應區污泥的回流并與進水混合，不僅充分利用了活性污泥的快速吸附作用而加速對溶解性底物的去除并對難降解有機物也起到良好的水解作用，同時可使污泥中的磷在厭氧條件下得到有效的釋放。設置選擇器，還有利于改善污泥的沉降性能，防止污泥膨脹問題的發生此外，選擇器中還可發生比較顯著的反硝化作用(回流污泥混合液中通常含2mg/L左右的硝態氮)，其所去除的氮可占總去除率的20%左右。選擇器可定容運行，亦可變容運行7。多池系統中的進水配水池也可用作

47、選擇器。 CASS工藝生物選擇器的設置對進水水質、水量、pH值和有毒有害物質起到了較好的緩沖作用，并能通過酶的快速轉移迅速吸收并去除部分易降鏘的溶鏘性有機物，由此而產生的底物積累和再生過程，有利于選擇出絮凝性細菌。生物選擇器的工藝過程遵循活性污泥的底物積累一再生理論，使活性污泥在生物選擇器中經歷一個高負荷的吸附階段(底物積累)，隨后在主反應區經歷一個較低負荷的底物降鏘階段，以完成整個底物去除過程。預反應區體積僅占反應池總體積的10%15%，因此，該部分活性污泥在高BOD負荷條件下運行，一方面強化了生物吸附作用，另一方面促進了微生物的增殖。一般，污泥膨脹是由于絲狀菌的過量繁殖造成的。絲狀菌比菌膠

48、團的比表面積大，有利于攝取低濃度底物。在高底物濃度下菌膠團和絲狀菌都以較大速率降鏘基質與增殖，而絲狀菌的比增殖速率比非絲狀菌小，因此其增殖量也較小，從而相比之下，菌膠團的增殖量大，從而占有優勢。CASS工藝生物選擇器就是利用底物作為推動力選擇性地培養菌膠團細菌，使其成為曝氣池中的優勢菌。所以，CASS工藝的預反應區不但可以連續進水，同時又發揮了生物選擇器的作用，能有效抑制絲狀菌的生長和繁殖，避免污泥的絲狀膨脹，提高了系統的運行穩定性另外，在這個區內的難降鏘大分子物質易發生水鏘作用，這對提高有機物的去除率具有一定的作用。 缺氧區不僅具有輔助厭氧或兼氧條件下運行的生物選擇區對進水水質、水量變化的緩

49、沖作用，同時還具有促進磷的進一步釋放和強化反硝化的作用。 根據設定的運行時間程序周期運行，實現有機物的降解，氮、磷營養鹽和SS去除，使處理后的污水達到設計排放標準8。 設計計算（1）曝氣時間 反應池內的污泥濃度X用15005000mg/L之間，本設計設混合液污泥濃度X=2500mg/L，污泥負荷（），充水比，曝氣時間ta為 式中： ta曝氣水深，hS0進水BOD5濃度，mg/L沉淀時間 當污泥濃度小于3000mg/L，污泥界面沉降速度為 式中，T為污水溫度。設污水溫度T=10，污泥界面沉降速度為 m/h設曝氣池水深H=5m，緩沖層高度m，沉淀時間為 h（3）運行周期t 設排水時間=0.5h，運

50、行周期為 h 每日周期數 曝氣池容積V 曝氣池個數，每座曝氣池容積為 （5）復核出水溶解性BOD5 根據設計出水水質，出水溶解性BOD5應小于10.55mg/L。本例出水溶 解性BOD5為 計算結果滿足設計要求計算剩余污泥量 10時活性污泥自身氧化系數為 剩余生物污泥量 為 =1957.41 kg/d 剩余非生物污泥量為 剩余污泥總量為 剩余污泥濃度為 剩余污泥含水率按99.7%計算，濕污泥量為 復核污泥齡 計算結果表明，污泥齡可以滿足氨氮完全消化的要求。 （8）復核潷水高度 曝氣池有效水深H=5m，潷水高度為 m 復核結果與設計值相同。 （9）設計需氧量 考慮最不利情況，按夏季高水溫計算設計

51、需氧量。根據GB 50014-2006第條，設計需氧量AOR為 =/h （10）標準需氧量 工程所在地平均海拔4m，大氣壓為，壓力修正系數為 微孔曝氣頭安裝在距池底處，淹沒深度，其絕對壓力為 微孔曝氣頭氧轉移效率為20%，氣泡離開水面是含氧量為 水溫25，清水氧飽和度為8.4mg/L,曝氣池內平均溶解氧飽和度為 標準需氧量SOR為 =/d 空氣用量 最大氣水比CASS池布置 CASS池中間設一道隔墻，將池體分隔為預反應區和主反應區兩部分，靠進水端容積為CASS池總容積的10%左右為預反應區，為吸附兼氧區，另一部分為主反應區9。 CASS池共設4組，共8座，每座池長L70m，寬B12m，水深H5

52、m，超高，有效體積為4200。其中預反應區長度L1按下式計算： L1=（0.160.25）L L170=12m 在兼氧區和主反應區直接設隔墻，隔墻底部設連通孔，連通兩區水流，連通孔數由下表確定10。表4 連通孔數表池寬B/m681012連通孔個數n3/個2345 依據表中規定，本設計CASS池連通孔個數n3為5個連通孔口面積A1按下式計算： 式中 U空口流速，一般取值為20m/h50m/h之間 H1池內設計最高水位至潷水器排放最低水位之間的高度，m。設計中，U取30m/h，則 m 單個連通孔面積 m2 4.6 濾池設計計算濾池采用普通快濾池，濾池計算如下（1）濾池設計參數：設最大處理的水量為：

53、濾速 濾池工作時間24h，沖洗周期12h（2）設計計算濾池實際面積工作時間（式中只考慮反沖洗停留時間，不考慮排放初濾水）濾池總面積 采用長寬比 采用濾池尺寸 濾池高度支承層高度 H1濾料層高度 H2砂面上水深 H3超高 H4故濾池總高：接觸消毒池與加氯間 設計說明接觸消毒池（disinfecting tank）指的是使消毒劑與污水混合，進行消毒的構筑物。主要功能：殺死處理后污水中的病原性微生物。污水處理廠常用消毒試劑：NaClO、液氯、CaClO等，其有效成分均為次氯酸根11。本設計采用傳統的隔板反應池，藥劑采用投加液氯。設計參數（1）水力停留時間t(min)=30;（2）接觸池容積按最大時污

54、水量設計；;（4）池底坡度2%3%；（5）超高0.3m； 設計計算設計最大流量： =45000m3/d設計兩座，故單座水力停留時間： 平均水深： h=3.0m 隔板間隔： b=（1）接觸池容積： V=QT=0.5=m3 表面積m2 隔板數采用2個，則廊道總寬為B（2+1）3.510.5m 取11m 接觸池長度 取23m 長寬比 實際消毒池容積為V=BLh=11233=759m3 池深取30.33.3m (0.3m為超高)復核池容：3=，長L=23m，水深h=3m233=33如下：圖5 接觸消毒池計算草圖（2）加氯量計算：加氯量應根據經驗確定，對于工業污水，可參用下列數值：二級處理水排放時投氯量

55、為510mg/L，設計最大加氯量為max=6.0mg/L,每日投氯量為 maxQ=64500010-3=270kg/d=kg/h選用貯氯量為240kg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26kg/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置混合攪拌機2臺（立式），混合攪拌機功。實際選用JBK2200框式攪拌機，漿板深度為m,漿葉直徑為m。5. 污泥的處理與處置5.1貯泥池計算（1）貯泥池的容積貯泥池中貯有8h的泥量W=5235/248=1745m（2）貯泥池的尺

56、寸本設計采用矩形貯泥池2座，取有效水深4m，則池平面面積為：F=1745/8=BL=10m22m 污泥提升泵房污泥提升泵房指的是指由于處理構筑物排出污泥的標高比較低，而污泥處置的構筑物相比比較高，故需要污泥提升泵房的提升，從而使污泥得以處理12。污泥提升前的標高-4.00m，污泥提升后的標高為：4.90m，故污泥提升泵的揚程為8.90m，流量為5235kg/d，所以選用ZLB型立式軸流泵。5.3 濃縮池設計計算（1）濃縮池面積A式中：Q污泥量，m3/d；CO污泥固體濃度，kg/m3；Cu 污泥固體通量，kg/m2 d。（2）濃縮池直徑D采用n=2 的圓形池，單池面積：濃縮池直徑：（3）濃縮池深

57、度H濃縮池工作部分有效水深為：式中：T濃縮時間，h，取T=15hh2污泥池工作部分有效水深，m。超高h1 = 0.3m，緩沖層高度h3 = 0.3m，濃縮池采用機械刮泥，池底坡度i=1/20，污泥斗下底直徑 =1.0m，上底直徑=2.4m。池底坡度造成的深度 m污泥斗高度則濃縮池深度為：H = h1 + h2 + h3 + h4 =6 m圖6 污泥濃縮池5.4 污泥脫水計算 濃縮后污泥量按濃縮后的污泥量m/d計算； 脫水工藝及脫水設備的選擇（1）脫水工藝污泥脫水主要采用機械壓縮方法，采用聚炳烯酰胺作為脫水劑，投加量為3%，脫水用量為：(1-97)471kg/d式中：97%為污泥的濃縮后的含水率

58、壓濾機過濾能力W采用8kg干泥/ m3d.并且每天工作8h，其壓濾面積為：A=1000(1-97)=（2）壓濾機的選擇選用5臺XMZ60F/1000-30型自動板框壓濾機，4用1備。6 污水廠總體布置6.1 污水處理廠平面布置原則（1）處理構筑物的布置應緊湊，節約用地；（2）處理構筑物應盡可能的按流程順序布置，以避免管線迂回，同時應充分利用地形，減少土方量；（3）經常有人工作的建筑物如辦公，化驗等用房應布置在夏季主導風向的上風一方；（4）在布置總圖時，應考慮安裝充分的綠化地帶；（5）總圖布置應考慮近遠期結合；（6）構筑物之間的距離應考慮敷設管道的位置，運轉管理的需要和施工的要求，一般采用510

59、m ；（7）處理構筑物應盡可能布置成單獨的組合，以策安全，并方便管理；（8）污水廠內管線很多，應綜合考慮，避免發生矛盾，污水管和污泥管應盡可能考慮重力自流；（9）污水廠內應設超越管線13；6.2 污水處理廠高程布置原則 污水處理廠高程布置應考慮事項：（1）選擇一條最長、水頭損失最大的流程進行水力計算，并應適當留有余地，以保證任何情況下，處理系統都能夠運行正常；（2）計算水頭損失時一般以近期最大的流程作為構筑物和管渠的設計流量；計算涉及遠期流量的管渠和設備時，應以遠期最大流量為設計流量，并酌加擴建時的備用水頭；（3）在做高程布置時應注意污水流程與污泥流程的配合，盡量減少需抽升的污泥量。污水廠的高程布置為了降低運行費用和便于管理，污水在處理構筑物之間的流動按重力流考慮為宜（污泥流動不在此例）。為此，必須精確的計算污水流動中的水頭損失，水頭損失包括：（1）污水經各處理構筑物的內部水頭損失；（2）污水經連接前后兩構筑物管渠的水頭損失，包括沿程水頭損失和局部水頭損失，局部水頭損失按沿程水頭損失的3%計。高程布置計算(1)構筑物水頭損失表