中水回用系统研究毕业论文设计

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1、*2015届本科生毕业设计*学院中水回用系统研究学 院：专 业：姓 名：指导老师：化工与材料学院环境工程*学 号：职 称：*中国珠海二一五年五月诚信承诺书本人郑重承诺：本人承诺呈交的毕业设计*中水回用系统研究是在指导教师的指导下，独立开展研究取得的成果，文中引用他人的观点和材料，均在文后按顺序列出其参考文献，设计使用的数据真实可靠。本人签名： 日 期： 年 月 日*学院中水回用系统研究摘要中水回用，不仅解决了水资源短缺问题，而且回用水的制水成本低、污水处理后回用于农业生产和绿化，将带来可观的环境效益，是协调城市水资源与水环境的根本出路。本设计拟对*学院所产生的生活污水进行处理，使之符合中水回用

2、标准的水质要求，根据实际情况回用，以最终达到节约用水和使废水资源化的目的。本设计根据*的毕业设计*中水回用可行性分析中的各种处理工艺的优缺点的比较，因CASS工艺流程简单，占地面积小，投资较低等优点，最后选择CASS工艺作为主处理阶段。并对该工艺的格栅、平流式沉砂池、预曝气调节池、泵房、消毒、中水回用池及其设备进行设计计算和选型，画出平面和高程布置图。关键词：中水回用；污水处理；资源化；节约；CASSThe * College Of * Water reuse system researchAbstractWater reuse, not only can solve the problem

3、of water shortage, but also the cost of the water reuse system is low and it can be reused after the sewage treatment for agricultural production and afforestation.It will bring considerable environmental benefits and it is the fundamental way out for coordination of urban water resources and water

4、environment. The design of sewage produced by The * for processing, to make it up to the standard of water reuse water quality requirements,according to actual condition, to eventually achieve the goal of saving water and wastewater reuse.This design according to the graduation design of * “* Feasib

5、ility analysis of water reuse” in the comparison of the advantages and disadvantages of various treatment processes, because the advantage of the CASS technological process is simple, cover an area of an area small, low investment, so we finally choose the CASS process as the main processing stages.

6、And the process of grating, horizontal flow grit chamber, pre aeration basin, pump room, disinfection, and gray water recycle pool aand the equipment to carry on the design calculation and selection, draw the plane and vertical arrangement.Key words:Water reuse;Sewage treatment;Resource;Save;CASS目 录

7、1 前言11.1 中水回用概述11.2 本设计概述11.3 设计研究背景及意义21.3.1 研究背景21.3.2研究意义22 设计依据32.1 设计规范及标准32.2 设计原则33设计水量及水质43.1 设计原水水量情况43.2 中水回用水质标准43.3 设计进出水水质54 工艺方案设计64.1 工艺流程的选择64.2 工艺流程图74.3 流程简述及工艺说明75 工艺流程的设计计算95.1 设计流量95.2 中格栅95.2.1设计原则95.2.2 中格栅的设计与计算95.2.3 格栅除污机的选择125.3 污水泵房的设计125.3.1 污水泵站的设计原则135.3.2 水泵的设计计算135.3

8、.3 集水池145.4 毛发聚集器145.5 平流式沉砂池155.3.1 平流式沉砂池的设计参数与设计原则155.3.2 平流式沉砂池的设计与计算155.5.3 平流式沉砂池的尺寸确定175.6 调节池（含搅拌设备）185.6.1 调节池的设计原则185.6.2 调节池的设计与计算185.6.3搅拌设备的选择195.7 CASS反应池195.7.1 CASS反应池的设计计算205.7.2 曝气系统设计计算245.7.3 滗水器的设计计算265.7.4 剩余污泥的计算265.7.5 最终出水水质的估算275.8 液氯消毒275.9 中水回用池295.9.1 中水回用池的的设计计算295.10 污

9、泥处理工艺设计305.10.1 高分子自动泡药机的选择305.10.2 污泥浓缩一体机的选择306 主要构筑物和设备326.1主要构筑物326.2 主要设备与材料327 中水回用构筑物的平面布置与高程布置347.1 平面布置347.1.1 平面布置原则347.1.2 构筑物的平面布置图347.2 高程布置347.2.1 高程布置原则347.2.2 构筑物高程布置358 投资估算378.1 土建投资378.2 设备与材料估算379 运行成本估算与经济分析3910 结论41参考文献42附录441 前言1.1 中水回用概述我国大部分河段的有机物污染已经十分严重，特别是流经城市的河段，此外多数城市的地

10、下水也受到了一定程度的污染1。因此实施中水的回用迫在眉睫，它是解决城市缺水、水污染等问题的重要途径。中水也称为再生水，是指各种经处理后达到规定水质标准的排水，可以在生活环境等范围内杂用2。中水的水质标准在饮用水水质标准与污水允许排入地面水体的排放标准之间2。世界各国对中水的回用十分重视， 如美国、日本、以色列等国已将中水广泛应用于工农业、养殖业、 市政绿化、景观用水、生活洗涤等方面， 美国城市中水回用量达9亿m3等3。据报道，目前仅东京一地的大型建筑物内已建成的中水道系统就达60余处， 总供水能力达10万 m3/d3。以色列目前已有70 %的废水经过处理并用来灌溉农田，全国由废水回用来解决的需

11、水量达16 %3。近十几年来，我国中水回用也越来越得到重视。目前，城市中水回用的重点，仍集中在比重较大的工业废水中。随着社会经济的发展和人们环保意识的不断提高，未来中水回用会逐渐扩展到缺水城市的其他行业4。目前中水回用以建筑中水为主，近年向农业灌溉和工业发展4。中水回用已是势在必行。1.2 本设计概述随着我国高等教育的不断发展，高校规模不断扩大，根据教育部公布的2013年具有普通高等学历教育招生资格的高等学校名单中提到的，现有2481所高等院校；根据中国统计年鉴2014数据显示，我国普通高校在校生人数3347.236万人（截止至2013年底）。随着大学规模的不断扩大，高校已成为城市的用水大户。

12、作为培养高素质人才的高校，有责任率先建立科学的节水系统。由于高校生活污水的水质比较稳定，而且容易处理，水量大且集中，所以将高校的生活污水（盥洗、洗衣和洗浴废水等）经收集后，再生利用于冲厕、绿化、道路清洗、人工湖等，既可以节约用水也可以产生良好的经济效益。中水回用系统现已应用到许多大学中。例如：山东聊城大学建设了规模为2000m3/d的中水处理站，用途为校内湖内补水、养鱼、校园绿化灌溉和聊城市体育公园5。此外，浙江建设职业技术学院和郑州大学新校区也建立了中水系统工程。中水回用是解决当前用水紧张，水资源贫富的一种切实有效的办法。1.3 设计研究背景及意义1.3.1 研究背景*现有统招全日制本科在校

13、生23900人（截止到2014年04月22日），2011年水费2089701.28元，2012年水费2094990.35元，2013年水费2386653.99元，2014年水费2377309元。可见水费在不断上升，尤其是2013年，水费上涨了接近30万元。众多的学生人数和不断上涨的水费，不仅加重了学校的经济负担还造成水资源的严重浪费。因此，对于校园的污水回用已经迫在眉睫。1.3.2研究意义 水资源紧缺的需要:将污水回用不仅减少了水资源的浪费，而且还减少了污水的排放，从而降低了对环境的污染。因此，实施中水回用是提高中国水资源利用率的必要措施之一。经济发展的需要：中水回用的价格相对于自来水的价格要

14、低，因此中水回用可以为学校节省水费、 排污费。改善生态环境质量的需要：为给人们生活、工作提供一个美丽、美好的环境，进一步提高生态环境质量，全国都在实施城市绿化和环境美化，需大量景观用水、绿化用水、浇洒用水等。将城市生活污水进行中水回用技术处理后进行回用是生态环境质量的需要。2 设计依据2.1 设计规范及标准（1） 室外排水设计规范（GB 500142006）（2014年版）（2） 建筑给水排水设计规范（GB 500152003）（2009年版）（3） 建筑中水设计规范 （GB 503362002）（4） 城市污水再生利用 城市杂用水水质（GB/T 189202002）（5） 城市污水再生利用

15、景观环境用水水质 （GB/T 189212002）（6） 宿舍建筑设计规范 （JGJ 36-2005）2.2 设计原则在中水处理站的总体工艺方案确定中，遵循以下设计原则：1、处理效果稳定可靠，工艺控制调节灵活；2、工程实施切实可行，运行维护管理方便；3、投资运行费用节省，占地面积小；3设计水量及水质3.1 设计原水水量情况 本设计中，中水原水取自宿舍用水和饭堂用水（属杂排水），用于宿舍和教学区冲厕用水、绿化用水以及楼道卫生用水（属城市杂用水）。学校人数按25000人计算在校学生为23900人，其余职工等人人数为1100人。根据张杜宏的毕业设计*888中水回用可行性分析可知， 中水原水水量为：Q

16、=2251.20m3/d=93.80m3/h=0.0260m3/s；故：为预留空间满足未来学校发展需要本设计的中水回用系统的最终处理规模为：2300m3/d。3.2 中水回用水质标准 根据国家有关规定，回用水标准应符合国家城市污水再生利用 城市杂用水水质（GB/T 189202002）和城市污水再生利用 景观环境用水水质 （GB/T 189212002）的水质要求。如下表所示： 表3.1 城市杂用水的再生水水质标准（GB/T 189202002）项目冲厕道路清扫、消防城市绿化车辆冲洗建筑施工PH6.09.0色（度）30嗅无不快感浊度（NTU）51010520溶解性总固体（mg/L）150015

17、0010001000五日生化需氧量（BOD5）/（mg/L）1015201015氨氮（mg/L）1010201020阴离子表面活性剂（mg/L）1.01.01.00.51.0铁（mg/L）0.30.3锰（mg/L）0.10.1溶解氧（mg/L）1.0（接上表）总余氯（mg/L）接触30min后1.0，管网末端0.2总大肠菌群（个/L）3表3.2 景观环境用水的再生水水质指标（GB/T 189212002）（单位：mg/L）项目观赏性景观环境用水娱乐性景观环境用水河道类湖泊类水景类河道类湖泊类水景类基本要求无漂浮物，无令人不愉快的嗅和味PH值（无量纲）69五日生化需氧量（BOD5）1066悬浮物

18、（SS）2010a浊度 （NTU）a5.0 溶解氧1.52.0总磷（以P计）1.0 0.5 1.0 0.5 总氮15.0 氨氮（以N计）5.0 色度（度）30石油类 1.0 余氯b0.05 阴离子表面活性剂 0.5 粪大肠菌群（个/L）10000 2000 500 不得检出a：“”表示对此项无要求。b：氯接触时间不应低于30min的余氯。对于非加氯消毒方式无此要求。3.3 设计进出水水质参照建筑中水设计规范（GB50336-2002）及国内相似工程确定中水原水；参照城市杂用水水质标准（GB/T18920-2002）的水质要求，确定出水水质。表3.3 进出水水质指标项目pHCODCr（mg/L）

19、BOD5（mg/L）SS（mg/L）NH3-N（mg/L）LAS（mg/L）TN（mg/L）TP（mg/L）原水水质7.5450220220458555出水水质6.09.0501010100.54 工艺方案设计4.1 工艺流程的选择中水回用处理工艺一般包括预处理、中心处理还有后处理三个阶段。其中，预处理包括格栅、初沉池、调节池等工艺，其主要作用是去除污水中的固体杂质和均匀水量、水质；中心处理主要靠生物、化学处理，可选用气浮、活性污泥法、生物膜法处理、二次沉淀、膜处理及土壤处理等处理工艺，是中水回用处理的关键，主要作用是去除污水中的溶解性有机物；后处理为过滤、活性炭以及消毒等处理方式67。中心处

20、理可分为以物化处理方法为主的处理工艺，以生物处理为主的工艺以及以膜处理为主的工艺三种：（1）物理化学处理法： 物理化学处理法主要有混凝沉淀（气浮）、过滤、活性炭吸附等，当以优质的杂排水作为中水水源时，原水中有机物浓度较低，中水的主要处理目的是去除水中的悬浮物和少量有机物，降低水的浊度和色度，可以采用以物化处理为中心的处理工艺。（2）生物处理法： 污水中常规的生物处理法主要是去除污水中可降解的有机物质78。生物处理法主要有：活性污泥法，生物膜法等78。（3） 膜处理法：当前膜处理方法主要有两种，即连续微过滤和膜生物反应器。由于中水原水为生活污水，可生化性较好（本次设计的水质BOD5/COD5=0

21、.570.45，属于可生化性较好的污水），水量适中，污染负荷也不是很高，所以本方案通过对比各种处理工艺特点并结合实际，最后确定采用周期循环活性污泥法（CASS法）作为主处理工艺。相对于传统活性污泥工艺，CASS工艺具有以下优点：建设费用低；运转费用省；有机物去除率高，出水水质好；管理简单，运行可靠，不易发生物理膨胀7。采用CASS工艺处理，生活污水的出水水质稳定，通过过滤和消毒处理后，就可以作为中水回用7。4.2 工艺流程图图4.1 工艺流程图4.3 流程简述及工艺说明1. 中格栅与毛发聚集器中格栅用来截留污水中较粗大漂浮物和悬浮物（如生活垃圾、树枝等杂物），防止堵塞和缠绕水泵机组等，保证后续

22、污水处理设施的正常运行9。毛发聚集器可去除毛发等细小杂物，且使用快开式毛发聚集器，使用一段时间后打开上盖，取出像提篮子式的过滤网，一经洗刷即可恢复如新。2. 污水提升泵站为使使污水能够实现重力流，采用污水提升泵站。提升泵站一般由水泵、集水池和泵房等组成。集水池是用来调节来水量与抽升量间的不平衡，避免水泵的频繁启动。3.平流式沉砂池沉砂池可除去污水中相对密度较大的无机颗粒，以续处理构筑物的正常运行9。4. 调节池（含搅拌设备）本设计的中水原水为校内的生活污水，因其水质和用水量的不均衡，有时甚至一日内可发生很大变化，故采用调节池，对水量进行调节，并均合水质，以保证生物处理的正常进行。在调节池中增设

23、搅拌设备，使水质均合效果良好，能够防止水中悬浮物的沉积和使水质均匀。5. CASS工艺 CASS（Cyclic Activated Sludge System）是周期循环活性污泥法的简称，CASS池分为预反应区和主反应区两个部分，其主反应区后部安装了可升降的自动撇水装置10。CASS工艺集反应、沉淀、排水等功能于一体，污染物的降解在时间上是一个推流过程，而微生物则处于好氧、缺氧、厌氧周期性变化之中，从而达到对污染物去除的效果，同时还具有较好的脱氮、除磷功能10。1）CASS工艺特点（1）占地面积小把沉淀和污泥回流合为一体，省去了二沉池与污泥回流等设备，污水处理设施间布置紧凑、省占地、低投资。（

24、2）生化反应推动力大（3）沉淀效果好（4）运行灵活，抗冲击能力强11（5）抑制丝状菌生长（6）剩余污泥量少，性质稳定（7）可实现除磷脱氮调节生物选择器可变容积的曝气和非曝气的顺序，提高了生物脱氮除磷效果。（8）节省投资构筑物少，占地面积省；曝气强度小，不须要大气量的供气设备；运行费用低。2）工艺缺点（1）间歇周期运行，对自控要求较高；（2）变水位运行，电耗增大；（3）容积利用率较低。 6. 消毒装置消毒剂采用液氯；为严格控制出水中的含氯量，减少其危害，本设计还采用余氯自动监测系统。7.中水回用池用于贮存回用水。 8.高分子自动泡药机主要由搅拌槽、调匀槽和储存槽组成，全自动运行，节省人工；药剂投

25、加量精确可调，广泛应用于污泥脱水机、废水处理。9.污泥浓缩脱水一体机污泥投加凝聚剂后进行充分的混合反应，并流入浓缩后段。脱去污泥的游离水后将污泥输送到带式压滤机上进一步脱水并制成泥饼。5 工艺流程的设计计算5.1 设计流量由于本工程平均处理水量Q=2300m3/d=26.6L/s，根据公式， 求得污水变化系数为KZ1.89，则 5.2 中格栅本设计采用两道中格栅（一用一备）。中格栅设于污水泵站前。5.2.1设计原则（1） 中水处理系统应设置格栅，格栅宜采用机械格栅；（2）过栅流速：0.61.0 m/s；槽内流速0.5m/s左右；（3）机械格栅倾角：60 90；（4）水头损失一般为：0.080.

26、15 m；5.2.2 中格栅的设计与计算 中格栅计算草图见图5.1。图5.1 中格栅计算草图1.栅条的间隙数n： （式5.1） 式中 ：格栅倾角，60 90，取； b栅条间隙，m，取b=0.010m； n栅条间隙数，个； h栅前水深，m，取h=0.5 m； 过栅流速，m/s，一般采用0.61.0m/s，取v=0.7m/s。则 则格栅框架内的栅条数目为： （式5.2）2.格栅槽总宽度B：设栅条宽度S10mm=0.010m （式5.3）式中：B格栅槽宽度，m； S栅条宽度，m； b栅条净间隙，m； n格栅间隙数。则 3.通过格栅的水头损失h2： （式5.4） （式5.5） （式5.6） 式中 ：h

27、2过栅水头损失，m； h0计算水头损失，m； g重力加速度，m/s2，取9.81m/s2； k系数，格栅受堵后，水头损失增大的倍数，一般采用； 阻力系数（与栅条断面形状有关），设栅条断面的迎水面为半圆形的矩形，则 。 (符合要求) 通过格栅的水头损失一般为0.080.15，所以符合要求。4.栅后槽总高度H： （式5.7）式中：H栅后槽总高度，m； h1格栅前渠道超高，一般取h1=0.3m。则，栅前槽高 （式5.8）5. 进水渠道渐宽部分的长度L1： （式5.9） 式中：B格栅槽总宽度，m； B1进水渠进水渠道宽度，m，设B1=0.150m； 进水渠道渐宽部分展开角度，一般采用20o。 6.栅槽

28、与出水渠道连接处的渐窄部分长度： （式5.10） 7.格栅的总长度L： （式5.11） 8.每日栅渣量W： （式5.12）式中：W每日栅渣量，m3/d；W1单位体积污水栅渣量，m3/（103m3污水），一般取0.10.01，粗格栅取小值，细格栅取大值，取W1=0.1m3/（103m3污水）；KZ污水流量变化系数。 宜采用机械清渣，栅渣做垃圾处理，外运。5.2.3 格栅除污机的选择 本设计采用2台中格栅(一用一备）；根据给水排水设计手册9册，选择HF300型自清式格栅除污机。表5.1 HF300型自清式格栅除污机性能参数型号规格格栅宽度mm安装倾角(0)格栅间距mm电动机功率kW过栅流速m/sH

29、F30030060801500.40.750.51.05.3 污水泵房的设计污水泵房计算草图见图5.2。图5.2 污水提升泵房计算草图5.3.1 污水泵站的设计原则 （1）集水池的容积，应大于最大一台水泵5min的出水量；（2）如果水泵机组为自动控制时，每小时开动水泵不宜超过6次； （3）集水池池底应设集水坑，倾向坑的坡度不宜小于10%； （4）水泵吸水管设计流速宜为0.71.5 m/s。出水管流速宜为0.82.5 m/s；其他规定见 GB500142006（2014年版）室外排水设计规范。5.3.2 水泵的设计计算1.污水泵站选泵应考虑因素（1) 泵站总抽升能力能满足最大充满度时的流量要求，

30、且与进水管最大时的污水量有关；（2)因水泵会被生活污水腐蚀，故污水泵站应尽量选用污水泵。2.选泵具体计算泵站选用集水池与机器间合建式的矩形泵站。（1）流量的确定：流量选用最大设计流量Qmax=0.050m3/s181.125m3/h本设计拟定选用3台潜污泵（2用1备），则每台泵的设计流量为： （式5.13）（2） 扬程的估算H： 经过中格栅的水头损失为0.1287m，进水管渠内水面标高为-2.93m，则格栅后的水面标高为：-2.93m-0.1287m=-3.0587m设集水池的有效水深为2.0m则集水池的最低工作水位为：-3.0587-2.0=-5.0587m （式5.14）式中：2.0水泵吸

31、水喇叭口到沉砂池的水头损失； 1.0自由水头； H集水池的最低水位H1与水泵出水管提升后的水位H2的差；H1=-5.0587m；H2=平流式沉砂池水面标高+（4m-5m自由水头），设流式沉砂池水面标高为3.00m，则H2=3.00+4.00=7.00m则：水泵扬程为： （3） 水泵的选择：根据每台水泵设计流量Q=90.56m3/h ，水泵扬程H=15.1m在给水排水设计手册第11册上查得采用100QW100-22-15型潜水排污泵，其各项性能见下表5.2所示。表5.2 100QW100-22-15型潜水排污泵性能参数型号流量m3/h扬程m转速r/min功率kW效率%出口直径（mm）重量（kg）

32、100QW100-22-151002214601572.21003605.3.3 集水池1.集水池形式：本工程设计的集水池与泵房和共建，属封闭式。现在要求污水厂不能因修或换某一设备而停止污水处理。因此潜污泵集水池最好是两套单独运行。2.集水池清洁及排空措施：集水池里设有污泥斗，池底坡度不小于0.01；从平台到底设有供上下用的扶梯，台上应有吊泥用的滑车。3.集水池容积计算：集水池容积一般按最大一台泵至少5min的出水量计算，有效水深取1.52.0米。本次设计集水池容积按最大一台泵6分钟的出水量计算，有效水深取2.0m。 （式5.15）取V=50.00m3则集水池面积A为：A=V/h=50.00/

33、2.0=25.00m2 （式5.16）设计集水池高度为3.0m，则长度为5.0m，宽度为5.0m。则：集水池有效容积尺寸为5.05.03.0m。5.4 毛发聚集器 毛发聚集器作为过滤的前处理，用于中水处理系统中，可去除水中的毛发、纤维状物，保障后续系统设备的正常运行。将篮式过滤器安装在管道上，滤除流体中的如毛发等固体杂质，保证管线设备系统能正常运作。使用一段时间后打开上盖，取出提篮子式的过滤网，一经洗刷即可恢复如新、重新装入。选取两套DN50-600型号毛发聚集器（1用1备）。外形尺寸5002000mm，有效过滤面积10010000m3，单台处理水量：10800m3/h。符合设计要求。将该毛发

34、聚集器安装在污水泵房出水口到平流式沉砂池的管道之间。5.5 平流式沉砂池平流式沉砂池计算草图见图5.3。图5.3 平流式沉砂池计算草图5.5.1 平流式沉砂池的设计参数与设计原则（1） 池内的污水最大流速为0.3m/s，最小流速不应小于0.15m/s；（2） 池子的有效水深不应大于1.2m，一般采用0.251.0m，每格宽度不宜小于0.6m；（3） 池底坡度一般为0.010.02；（4） 沉砂池个数或分格数不宜少于两个，并应按并联设计；（5） 砂斗容积应按小于2日沉砂量计算。（6） 沉砂池的超高不宜小于。5.5.2 平流式沉砂池的设计与计算本设计采用沉砂池两个（并联，一用一备）1.沉砂部分的长

35、度L： （式5.17） 式中 最大设计流量时的速度，m/s，取v=0.20m/s； t最大设计流量时的停留时间（不小于30s，一般取3060s），s，取t=50s。 则 2.水流断面面积A： （式5.18）3.池总宽度B：设n=2格，每格宽b=0.6m则 （式5.19）4.有效水深h2： （式5.20） 符合要求。 5.贮砂斗所需容积V： （式5.21）式中 X城镇污水的沉砂量，一般采用0.03L/m3（污水）； T排砂时间的间隔，d，取T=2d。 6.每个沉砂斗所需容积V0：设每一个分格有1个沉砂斗，则共有2个沉砂斗，则 （式5.22） 7.沉砂斗各部分尺寸计算：设斗底宽，斗壁与水平面的倾角

36、为60，斗高，则沉砂斗的上口宽为： （式5.23）沉砂斗容积为： （式5.24）即故沉砂斗容积够用，符合要求。8.沉砂室的高度h3：采用重力排砂，池底设6%坡度坡向砂斗，则 （式5.25）式中，b为沉砂斗之间的壁厚，一般取经验值0.2m。则沉砂室的高度为： 9.池总高度H：设池超高h1=0.3m，则 （式5.26）取H=1.1m 式中：为超高，m；为设计有效水深，m；为贮砂斗高度，m。 10.核算最小流速vmin： （式5.27） 式中，Qmin：设计最小流量，m3/s，取Qmin=0.7Q平=0.7*2300m3/d=0.7*0.0266m3/s=0.0186m3/s； n1最小流量时工作的

37、沉砂池数目； Amin最小流量时沉砂池中的过水断面面积，m2 符合要求。5.5.3 平流式沉砂池的尺寸确定根据计算，平流式沉砂池的尺寸为：5.6 调节池（含搅拌设备）搅拌的作用就是在调节池的前提下使水质均合效果更好，能够防止水中悬浮物的沉积。调节池计算草图见图5.4。图5.4 调节池计算草图5.6.1 调节池的设计原则（1）调节池的水力停留时间412h设计；（2）调节池不宜设计少于2座或2格；（3）调节池有效水深一般不宜大于3.5m。5.6.2 调节池的设计与计算1.调节池的有效容积 （式5.28） 式中：T 调节时间，h，取T=5h； Q设计流量，m3/h。 2.调节池尺寸：设一个调节池，调

38、节池格数为2。 （式5.29） 式中：A 每格调节池面积，m2； n调节池的格数，格，取n=2； h 有效水深，m，取h=3.5m。设计调节池平面形状为矩形， 则调节池单格面积为： 单格池宽b取10m（B=2b=20m），则池长L： ，取L=13m （式5.30） 其中，保护超高h1=0.5m则池总高： （式5.31） 则，池子总尺寸： 5.6.3搅拌设备的选择采用专用搅拌设备进行搅拌，可防止污水中悬浮物的沉积和使水质均匀。搅拌功率根据调节池的有效容积选取，一般按每立方米选配48W搅拌设备；本设计取5W。则调节池配搅拌机的总功率为886.4m3*5W=4432W。本设计选用4台5kW的BJB5

39、/12620/3480S型冲压式潜水搅拌机，每格调节池内均匀地分布两台。BJB5/12620/3480S型冲压式潜水搅拌机，其各项性能见下表5.3所示。表5.3 BJB5/12620/3480S型冲压式潜水搅拌机性能参数型号推力N叶轮转速r/min功率kW电流A叶轮直径（mm）重量（kg）BJB5/12620/3480S28480518.26201845.7 CASS反应池CASS工艺设计草图见图5.5。图5.5 CASS工艺设计草图5.7.1 CASS反应池的设计计算 1.设计参数的确定（1）混合液悬浮固体浓度（MLSS）：(一般取25004000mg/L)；（2）反应池有效水深H一般取35

40、m，缓冲层高度；（3）排水比：(一般取1/41/2之间）；（4）考虑格栅和沉砂池可去除部分有机物及SS，CODCr、BOD5去除率为20%，SS去除率为70%。此时，进水水质为： （式5.32）(5)污泥回流比R=20%。 2.BOD5去除率计算出水中非溶解性BOD5值为： （式5.33）式中 Ce出水中悬浮固体（SS）浓度，mg/L，取Ce=10mg/L； b微生物自身氧化率，一般介于0.050.1之间，本设计取b=0.08； Xa活性微生物在出水中所占的比例，本设计取Xa=0.4。则 因此，出水中溶解性BOD5的值为： （式5.34）则，BOD5去除率为： （式5.35） 3.BOD污泥负

41、荷Ns： （式5.36） 式中 NsBOD污泥负荷，kgBOD5/（kgMLSSd）； K2 有机基质降解速率常数，L/（mgd），一般为0.01680.0281，本设计取 K2=0.0200； 混合液中挥发性悬浮固体与总悬浮固体浓度的比值，生活污水一般为0.70.8，本设计取=0.75； Se混合液残存的有机基质（BOD）浓度，mg/L； 则 一般来讲生活污水Ns=0.051.0kgBOD5/(kgMLSSd)，符合要求。 4.曝气时间TA： （式5.37）取TA=5.0h 5.沉淀时间Ts： （1）当污泥浓度小于3000mg/L时污泥界面沉降速度为： （MLSS3000） （式5.38）式

42、中 u活性污泥界面的初始沉降速度； t水温，取20； X0沉降开始时MLSS的浓度，X0=NW=3000mg/L则 （2）沉淀时间 （式5.39） 式中 H反应池内水深，m； 缓冲层高度，本设计取0.5m；则 6.运行周期T：排水时间TD及闲置时间T根据污水处理厂运行经验，本设计设排水时间TD=0.5h，闲置时间T=0.2h。 （式5.40）每天运行次数：，取4次。 7.CASS池容积（负荷计算法）： （式5.41）式中： Q：污水日流量， m3/d； Nw：混合液污泥浓度， mg/m3 ； Ns： BOD污泥负荷率， kgBOD5/(kgMLSSd)；取V=2681m3。 8.CASS池外形

43、尺寸：反应池总容积V=2681m3本设计选用CASS池两座（一用一备），每座CASS池中有反应池两组，则 （式5.42） （式5.43）式中：B为池宽，m，B：H=12，取B：H=2； L为池长，m，L：B=46，取L：B=5。代入可得：B=8.1m；L=40.5m;H=4.05mCASS池总高 （式5.44）式中 0.5超高，m。 9.预反应区长度L1：CASS池中有一道隔墙将池体分割成预反应区和主反应区两部分，预反应区长度L1按下式计算： （式5.45） 取 （式5.46） 主反应区长度： （式5.47） 10.CASS池各部分容积组成及对应水位：CASS池内的有效容积由变动容积与固定容积

44、组成，变动容积是指池内设计最高水位到滗水器最低水位之间高度（H1）决定的容积（V1）12；固定容积由两部分组成，一是活性污泥最高泥面至池底之间高度（H3）决定的容积（V3），另一部分是撇水水位和泥面之间的容积，它是防止撇水是污泥流失的最小安全距离（H2）决定的容积（V2）12。 CASS池 （式5.48）式中：n1CASS池个数； V1，H1池内设计最高水位至滗水器最低水位之间的容积和水深； V2，H2滗水水位和泥面之间的容积和水深； V3，H3活性污泥最高泥面至池底的容积和水深。 水深H1： （式5.49） 水深H3： （式5.50）式中：SVI污泥体积指数，取SVI=120mL/g。水深H

45、2： （式5.51） 11.隔墙底部连通孔口尺寸：隔墙底部设连通孔，连通两区水流，流通孔数量选择见表5.4。表5.4 连通孔数量表池宽B/m4681012连通孔个数n3/个12345 （式5.52）式中：n3：连通孔个数，个，取3个； u：孔口流速，m/h，一般为2050m/h，取35m/h。5.7.2 曝气系统设计计算 1.设计需氧量O2： （式5.53） 式中：为活性污泥微生物对有机污染物氧化分解过程的需氧率（范围：0.42 0.53）,kgO2/kg，本设计取=0.45kgO2/kg； b活性污泥微生物通过内源代谢的自身氧化过程的需氧率（范围：0.110.188），kgO2/(kgd）

46、，本设计取b=0.150kgO2/(kgd）； O2混合液需氧量，kg/d。 2.BOD污泥负荷率与污泥增长率的关系： 解得：Xv=150mg/L=0.15kg/m3 (式5.54） 式中：Xv混合液中挥发性悬浮固体量(MLVSS)，kg/m3。 （式5.55） 式中：X：每日增长的挥发性污泥量(VSS)，kg/d； Y：活性污泥产率系数，gVSS/gBOD5,Y0.40.8gVSS/gBOD5,本设计取Y=0.6gVSS/gBOD5； Kd：内源代谢系数，d-1，Kd0.040.075d-1，本设计取Kd=0.06d-1。 3.供氧量：取一定安全系数，得实际需氧量R，取安全系数为1.1实际需

47、氧量： （式5.56） 式中：O2： 曝气所需氧量，kgO2/h； R：实际需氧量，kgO2/h。 （式5.57）(在标准状况下氧气的密度为1.429kg/m3)式中：R0：标准条件下，转移到曝气池混合液的总氧量，kgO2/h； Cs（20）：20水的饱和溶解氧，mg/L，20时水中溶解氧饱和度为9.17mg/L； ：污水中杂质影响修正系数，一般为0.780.99，取0.80； ：污水中含盐量影响修正系数，取0.95； CL：混合液DO浓度，mg/L，为2.0mg/L； T ：水温，取T=20； ：气压修正系数，取1.19； CS(T)：T时曝气池内DO饱和度的平均值，mg/L； F：曝气扩散

48、设备堵塞系数，通常取0.650.9，本设计取F=0.75。 4.供气量： （式5.58） 式中：G供气量，m3/h； EA曝气头转移效率，%。（根据选用曝气器可知取21%） 5.曝气器的选择： 曝气方式有两种鼓风曝气及机械曝气两大类。鼓风曝气系统的主要设备是鼓风机及扩散系统。污水厂鼓风机一般采用小型离心风机或罗茨风机。分散系统一般采用微孔曝气器。但必须是适应于间歇曝气的运行方式。本设计拟采用JY-260型旋混式曝气器，规格260H20，运行水深3m，供气量23m3/（h只），服务面积0.45-0.55m2/个，充氧能力0.0700.150kg/h，氧利用率1620%，理论动力效率4.80kg/kwh，阻力损失80Pa。按供气量2.0m3/（h只）计算，每格CASS池需要安装曝气头数量N （式5.59）CASS池系统需安装曝气头总数量为n1*N=2*495=990（个）每座CASS池的曝气头布置为:预反应区每排9个曝气头，共10排；主反应区分四个小区，每区每排15个曝气头，共设15排。 6.鼓风机的选取：设管路压力损失5.5kPa,扩散器压力损失4kPa，出口风压： （式5.60） 式中：鼓风机出口风压，kPa