混凝深度处理城市污水厂初步设计范文预览

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1、各专业毕业论文范文尽在道客巴巴下载混凝深度处理城市污水厂初步设计摘 要当今，随着经济的快速发展，人民生活水平的不断提高，环境污染日趋严重，加大城市生活污水治理力度势在必行，并且城市用水日益紧缩，需要对出水进行回用。现拟建一座城市生活污水处理厂，处理规模为200000m3/d。进水水质为CODCr ：250mg/L，BOD5 ：150mg/L，SS：200mg/L，pH=7.08.5,出水水质为CODCr 50mg/L，BOD510mg/L，SS10mg/L，pH=6.59。根据进出水水质，本设计拟采用完全混合液态的生物工艺和深度混凝法工艺，经比选，确定在生物处理阶段采用周期循环曝气活性污泥（C

2、ASS）工艺。CASS工艺污水呈完全混合液态，对进水水质、水量、PH和有毒有害物质起到较好的缓冲作用，具有较强的耐冲击负荷能力，同时对丝状菌的生长起到抑制作用，可有效防止污泥膨胀。此工艺具有投资省，处理效果好，运行管理方便等优点，适用于大中型污水处理厂使用。本设计包含污水处理工艺流程的确定，工艺流程中各单元的计算，图纸的绘制等。本工程的实施将显著改善受纳水体水质，同时间接产生经济效益，促进经济可持续发展。关键词 ：污水处理厂；CASS工艺；深度混凝 Abstract Nowadays, with the rapid development of economy, peoples living

3、standards are rising, environmental pollution is worsening, and increasing the intensity of urban sewage treatment is imperative. Whats more, city water is decreasing and it is necessary to recycle water. Now it is proposed that a plant of city sewage treatment is built and its treating scale is 200

4、000m3 / d. The ram water quality is CODCr, BOD5, SS, and pH keep at 250mg / L,150mg / L,200mg / L, and 7.0 8.5, respectively.The treated water quality is CODCr, BOD5, SS, and pH keep at 100mg / L, 30mg / L, 30mg / L and 6 9, respectively. According to the treated water quality, the design plans to u

5、se the completely mixed biotechnology and depth coagulation process. By comparison, it determines to use cyclic activated sludge system (CASS) process at the stage of biological treatment . Sawage of CASS process is completely mixed, which has a good buffer effect on water quality, water quantity, P

6、H, toxic and hazardous substances. With a strong resistance to shock loading capacity, meanwhile it has an inhibitory effect on the growth of filamentous bacteria, Which can effectively prevent sludge bulking . This process has the advantage of less investment, good effect, easy operation and manage

7、ment and it is 朗读显示对应的拉丁字符的拼音applicable to large or medium sized plants of sewage treatment. The design includes the determination of sewage treatment process, the calculation of each unit of process and the construction drawings. The implementation of this project will significantly improve the wat

8、er quality of receiving water, and indirectly produce economic benefits and promote sustainable economic development.Key word: sewage treatment plants; CASS process; depth coagulation各专业毕业论文范文尽在道客巴巴下载目 录摘 要IAbstractII第一章 绪 论11.1 设计的目的及意义11.2 设计指导思想11.3设计的内容及要求11.3.1主要内容11.3.2要求21.4 国内外发展概况21.5 设计依据及

9、原则21.5.1 设计依据21.5.2 设计原则21.6设计原始资料31.6.1 设计规模31.6.2 水质指标31.6.3气象资料31.6.4污水排水接纳河流资料31.6.5厂址及场地现状3第二章 污水处理厂二级处理工艺方案的选择42.1设计方案论证42.1.1活性污泥法处理系统有效运行的基本条件是：42.1.2环境因素对微生物生长的影响42.2 原污水可生化性分析52.3 污水处理程度的确定52.3.1 水质情况52.3.2处理程度计算62.4污水处理厂工艺方案比选72.4.1推流式活性污泥法工艺72.4.2 传统氧化沟工艺72.4.3 CASS工艺82.4.4 工艺方案选择10第三章 二

10、级处理单元构筑物的设计计算113.1粗格栅设计计算113.1.1 设计说明113.1.2 栅前明渠宽度113.1.3 栅条的间隙数113.1.4 栅槽宽度123.1.5 进水渠道渐宽部分的长度123.1.6 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度123.1.7 过栅水头损失123.1.8 栅后槽总高度133.1.9 栅槽总长度133.1.10 每日栅渣量计算W133.2 泵站的设计计算133.2.1 泵房规范要求133.2.2 污水泵计算143.2.3 集水池143.3细格栅设计计算153.3.1 设计说明153.3.2 栅前明渠宽度153.3.3 栅条的间隙数153.3.4 栅槽宽度163.3.

11、5 进水渠道渐宽部分的长度163.3.6 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度163.3.7 过栅水头损失163.3.8 栅后槽总高度173.3.9 栅槽总长度173.3.10 每日栅渣量计算W173.4 沉砂池的设计计算173.4.1 沉砂池的选择173.4.2 沉砂池设计计算一般规定183.4.3 设计参数183.4.4 设计计算183.5 CASS池设计计算193.5.1 基本设计参数203.5.2 污泥负荷率203.5.3 曝气时间203.5.4 沉淀时间TS203.5.5 排水时间TD213.5.6 周期数的确定213.5.7 进水时间TF213.5.8 CASS池运行模式213.5.

12、9 CASS池容积及构造尺寸223.5.10 复核出水溶解性BOD5233.5.11 潜水搅拌器243.5.12 曝气系统设计计算243.5.13供气量的计算253.5.14 进出水管路计算27第四章 污水处理厂三级处理工艺方案的选择284.1工艺技术路线方案：284.2关键技术难点及解决方案：284.3混凝剂的配制与投加：284.4机械搅拌澄清池的设计说明：294.5清水池的设计说明：294.6紫外消毒渠道294.6.1 紫外消毒渠道的功能294.6.2紫外消毒渠道设计计算30第五章 三级处理单元构筑物的设计计算325.1 混凝剂的配制与投加：325.2 机械搅拌澄清池的设计计算：335.3

13、污水计量设备36第六章 产泥量及排泥系统376.1产泥量376.2排泥系统376.3 污泥回流386.3.1设计说明386.3.2回流污泥泵设计选型386.4 重力浓缩池设计计算386.4.1设计参数396.4.2设计与计算396.5 贮泥池416.6消化池416.6.1消化池容积计算416.6.2消化池各部分表面积计算426.6.3消化池热工计算426.7污泥脱水设备436.8附属构筑物446.9主要构筑物45第七章 污水处理厂配套工程设计467.1 厂区平面设计467.1.1 平面布置原则467.1.2 平面布置467.2 厂区高程设计477.2.1 高程布置注意事项477.2.2 高程计

14、算47第八章 环境保护及劳动卫生518.1 项目施工期对环境影响及对策518.1.1 项目施工期对环境的影响518.1.2 施工期对环境影响的对策528.2 项目运营期对环境影响及对策538.2.1 项目运营期对环境的影响538.2.2 运营期环境影响的对策538.3 劳动保护与安全生产54第九章 工程投资估算及效益分析559.1投资估算559.1.1估算范围559.1.2.编制依据559.1.3投资估算559.2 运行成本估算579.2.1 成本估算的有关单价579.2.2运行成本估算579.2.3 运行成本核算58结 论59致 谢60参考文献61第一章 绪论第一章 绪 论1.1 设计的目的

15、及意义根据“十二五”计划，城镇污水处理率由72%提高到85%，新增污水处理能力4200万/日，重点流域所有城市污水处理厂要求达到一级B标准，省会城市和重点地级市要求达到一级A；增建和扩建城市污水厂成为当务之急。工程设计是污水厂建设过程的一个决定性环节，它不但关系着工程的质量和将来的使用效果，还决定着工程投资和工程经济条件。国外学者的研究表明，在初步设计阶段，影响项目投资的可能性为57%95%，由此可见，初步设计对于整个工程的建设效益的影响是十分重要的。本初步设计根据专业培养目标的要求，通过学生对某重点城市20万m3/d污水处理厂进行独立设计，强化专业理论知识，保证学生得到基本工程训练，掌握工程

16、设计的基本方法和技术，并培养学生综合解决问题的能力，为今后的专业工作奠定良好的基础。1.2 设计指导思想决定城市污水处理厂投资和运行成本的很重要因素是污水处理工艺的选择。目前，在城市污水处理领域，很多城市普遍存在着追求“新工艺”的倾向。一座城市污水厂处理工艺的选择，虽然应由污水水质、水量、排放标准及受纳水体性质等因素来确定，但是，忽略污水处理厂投资和运行成本，过分强调污水处理工艺的先进是不足取的。实际上，有些城市采取的高投资、高运行费的“新工艺”，由于水质不稳定，水量波动大等缘故，并未收到理想的处理效果。CASS（cyclic activated sludge system）工艺污水在流态上属

17、于完全混合型，是在SBR工艺的基础上发展起来的，是与活性污泥法并列的一种污水生物处理技术，发展起步早，技术比较成熟，是近年来国际公认的生活污水及工业废水先进处理工艺并且用深度混凝法回用水效果也很好。1.3设计的内容及要求1.3.1主要内容根据所给的原始资料完成20万m3/d混凝深度处理城市污水厂初步设计，内容包括：（1）前言：包括设计依据、原始资料、设计采用的指标和技术标准、设计原则等；（2）工艺流程的选择确定：含城市污水处理的国内外现状，工艺流程的选择，方案比较及各单元构筑物选型的分析说明，本设计的先进性及特点等；（3）污水处理厂各单元构筑物的设计计算：包括污水和污泥处理的主要构筑物设计计算

18、（附必要的草图），说明书中应有计算所得的设备工艺参数一览表。（4）污水处理厂平面布置及高程布置：进行污水处理厂方案的总体设计：按照所给资料和选定污水处理工艺方案；进行总体布局、竖向设计、厂区管道布置、厂区道路及绿化设计；绘制污水处理厂总平面布置图、工艺流程图及高程图(共三张)；（5）进行辅助建筑物(包括鼓风机房、泵房、配水井、脱水机房等)的简单设计：包括尺寸、面积、层数的确定；完成设备选型。（6）工程概算与处理成本；（7）编写设计说明书、计算书和绘制污水处理厂主要构筑物工艺图(三张)。1.3.2要求1、了解城市建设污水处理厂的意义；2、掌握城市污水处理的常用流程及相关的单元构筑物的相关专业知识

19、；3、掌握所选构筑物设计的正确计算方法和绘图方法，确保图纸绘制的准确性。1.4 国内外发展概况随着人类社会的不断发展，城市规模不断扩大，城市的用水量和排水量都在不断增加，加剧了用水紧张和水质污染，环境问题日益突出，由此造成的水危机已经成为社会经济发展的重要制约因素。我国污水处理事业的历史始于1921年，但是真正是在80年代才得以发展，改革开放三十年来取得了迅速的发展，但仍然滞后于城市发展的需要，处理量的增加仍远远滞后于污水排放量的增长，两者之间的差距还有进一步拉大的趋势。我国城市污水处理相对于国外发达国家，起步较晚，到现在为止，全国还有60%的城市污水得不到妥善的处理，城市污水处理率较低，很多

20、老城区的排水管网甚至不成系统。在我们大力引进国外先进技术、设备和经验的同时，必须结合我国发展规划，尤其是当地的实际情况，探索适合我国实际的污水处理系统。1.5 设计依据及原则1.5.1 设计依据1、室外排水设计规范 GBJ14-872、地表水环境质量标准 GB3838-20023、工业企业厂界噪声标准 GB12348-904、泵站设计规范 GB/T 50265-975、城镇污水处理厂污染物排放标准 GB18918-20026、给水排水设计规范 GBJ15-881.5.2 设计原则污水处理工程设计过程当中应遵循下列原则：1、污水处理工艺技术方案，达到治理要求的前提下应优先选择投资和运行费用少、运

21、行管理简便的工艺；2、所用污水、污泥处理技术和其他技术不仅要求先进，更要求成熟可靠；3、和污水处理厂配套的厂外工程应同时建设，使污水处理厂尽快发挥效益；4、污水处理厂出水应尽可能回用，以缓解城市严重缺水问题；5、污泥及浮渣处理应尽量完善，消除二次污染。1.6设计原始资料1.6.1 设计规模正常日处理量：200000吨/日1.6.2 水质指标1、污水水量、水质1）设计规模设计日平均污水流量Q=200000m/d；设计最大时流量Q =9000m/h。2）进水水质CODCr ：250mg/L，BOD5 ：150mg/L，SS：200mg/L， pH=7.08.52、污水处理要求污水拟经过二级处理后应

22、符合以下具体要求：CODCr 100mg/L，BOD530mg/L，SS30mg/L， pH=6.59污水经过三级处理后应符合以下具体要求：CODCr 50mg/L，BOD510mg/L，SS10mg/L， pH=6.591.6.3气象资料该市地处内陆中纬度地带，属暖温带大陆性季风气候。年平均气温913.2，最热月平均气温21.226.5，最冷月-5.0-0.9。年日照时数2045小时。多年平均降雨量577毫米，集中于7、8、9月，占总量的5060%，受季风环流影响，冬季多北风和西北风，夏季多南风或东南风，市区全年主导风向为东南风，频率为18%，年平均风速2.55米/秒。1.6.4污水排水接纳

23、河流资料该污水厂的出水进行深度处理回用，暴雨期部分直接排入厂区外部的河流，其最高洪水位为380.0m，常水位为378.0m，枯水位为375.0m。1.6.5厂址及场地现状该污水处理厂场地地势平坦，由西北坡向东南，场地标高384.5383.5米之间，位于城市中心区排水管渠未端 ，厂址面积为150000m2。3第二章 污水处理厂二级处理工艺方案的选择第二章 污水处理厂二级处理工艺方案的选择2.1设计方案论证 污水生物处理技术主要是利用自然界中广泛分布的个体微小、代谢营养类型多、适应能力强的微生物的新陈代谢作用，将污水中的污染物质转化为微生物细胞及CO2、H2O、H2S、N2、CH4等多种物质，从而

24、使污水得到净化的过程。污水生物处理技术分为好氧生物处理、缺氧生物处理和厌氧生物处理。好氧生物处理又分为活性污泥法，生物膜法等。目前对于城市生活污水的处理多为好氧处理。2.1.1活性污泥法处理系统有效运行的基本条件是：1、有大量起吸附和分解作用的微生物。2、污水中含有足够的可溶解性易降解有机物，作为微生物生理活动所必需的营养物质。3、混合液中含有足够的溶解氧。4、活性污泥连续回流，同时，还要及时地排出剩余污泥，使曝气池中保持恒定的活性污泥浓度。5、活性污泥在曝气池中呈悬浮状态，能够与污水充分接触。6、没有对微生物有毒害作用物质进入。2.1.2环境因素对微生物生长的影响1、营养物质微生物为合成自生

25、的细胞物质，必须不断地从其周围环境中摄取自身生存所必需的营养物质，主要的营养物质是碳、氮、磷等，微生物还需要硫、钠、钾、钙、镁、铁等元素作为营养，但需要量甚微。对微生物来讲，碳、氮、磷营养有一定的比例，一般为 BOD5：N：P=100：5：1。生活污水中大多含有微生物能利用的碳源，氮和磷的含量也高，可以满足生物法处理时微生物的营养需求。如果某种营养元素低于需求可以加淀粉浆料补充碳源，投加尿素、硫酸铵等补充氮源，投加磷酸钾、磷酸钠等补充磷源。2、温度温度是影响微生物正常生理活动的重要因素之一。温度适宜，能够促进、强化微生物的生理活动，温度不适宜，能够减弱甚至破坏微生物的生理活动。可能使微生物死亡

26、。一般好氧生物处理中的微生物多属于中温微生物，其生长繁殖的最适温度范围为2037。3、pH值微生物的生理活动与环境的酸碱度密切相关，只有在适宜的酸碱度条件下，微生物才能进行正常的生理活动。PH值对微生物的影响主要作用于：引起细胞膜电荷的变化，从而影响了微生物对营养物质的吸收，改变生长环境中营养物质的可给性。PH值的变化还能改变有害物质的毒性。高浓度的氢离子还可导致菌体表面蛋白质和核酸水解而变性。4、溶解氧溶解氧是影响生物处理效果的重要因素。在好氧生物处理中，如果溶解氧不足，其活性将受到影响，新陈代谢能力降低，同时对溶解氧要求较低的微生物将逐步成为优势种属，影响正常的生化反应过程，造成处理效果下

27、降。5、有毒物质（抑制物质）有毒物质对微生物生理功能毒害作用的原因，效果都比较复杂，取决于较多的因素。2.2 原污水可生化性分析 污水处理厂进水营养物比值见下表2.2。表2.2 进水营养物比表项目比值BOD5/ CODCr0.6污水生物处理是以污水中所含污染物质作为营养物质，利用微生物代谢作用使污染物被降解，污水得到净化。因此，对污水营养成分的分析以及判断污水能否采用生物处理是设计污水生物处理工程的前提。BOD5和COD是污水处理过程中常见的两个水质指标，一般情况下，BOD5/ CODCr的比值越大，说明污水可生物处理性越好。综合国内外的研究成果，一般认为BOD5/ CODCr的比值0.45可

28、生化性较好，BOD5/ CODCr的比值0.3较难生化，BOD5/ CODCr的比值0.25不易生化。 综上所述，该城市污水处理厂进水水质不仅适宜于采用二级生物工艺，而且还适宜于采用CASS工艺。2.3 污水处理程度的确定2.3.1 水质情况本设计的污水进水及出水水质如下表2.3所示表2.3 污水进水及出水水质项 目 PH进水（）250150 200 7.08.5 出水（）10030 30 6.59.0回用水（） 50 10 10 6.59.0处理水量:200000/d ；最大小时流量Q max=9000m3/h总变化系数: =1.2 2.3.2处理程度计算1、的去除率:二级处理：=60%三级

29、处理：=80%2、的去除率:活性污泥处理系统中的值是由残存的溶解性(Se)和非溶解性的组的, 非溶解性主要以生物污泥的残屑为主体,活性污泥的净化功能是去除溶解性的,非溶解性将污泥一起经沉淀而去除。进入CASS应池的浓度=150。出水中非溶解性的BOD值为：BOD=7.1bXC式中：C- 水中悬浮固体（SS）浓度，取30mg/L b-微生物自身氧化率，一般介于0.05-0.1之间，取0.08 X-活性微生物在水中所占的比率，取0.4代入各值，得 BOD=7.10.080.430=6.82因此，出水中溶解性BOD为 二级出水：30-6.82=23.12 三级出水：10-6.82=3.12则BOD的

30、去除率为：二级处理：（150-23.12）150100%=84.6% 三级处理：（150-3.12）150100%=97.9%3、SS的去除率二级处理：三级处理：2.4污水处理厂工艺方案比选城市污水处理厂设计处理方案时，要考虑的因素很多。从表2.1原污水可生化性分析结果可以知道可采用的工艺有很多，而相对来说此设计要求较低，因此选择工艺有以下几种。1、推流式活性污泥法工艺2、传统氧化沟工艺3、周期循环曝气活性污泥法（CASS）工艺2.4.1推流式活性污泥法工艺推流式活性污泥法工艺其核心是推流式曝气池，于1920年出现，运用至今。其理论上在曝气池推流横断面上各点浓度均匀一致，纵向不存在掺混，底物浓

31、度在进口端最高，沿池长逐渐降低，至池口端最低。长宽比一般为510，池宽和有效水深比一般为12。推流式活性污泥法工艺流程图如图2.1所示。二沉池池池曝气池池初沉池进水出水 初沉污泥 回流污泥 剩余污泥1、推流式活性污泥法工艺优点：1）处理效果好：BOD5的去除率可达90%95%。2）对废水的处理程度比较灵活，可根据要求进行调节。2、推流式活性污泥法工艺缺点：1）不易采用过高的有机负荷，因而池体较大，占地面积也较大。2）在池的末端可能出现供氧速率高于需氧速率的现象，会浪费了动力费用。3）对冲击负荷的适应力较弱。 2.4.2 传统氧化沟工艺传统氧化沟于20世纪50年代开发，是延时曝气的一种特殊形式，

32、一般采用圆形或椭圆形廊道，池体狭长，池深较浅，在沟槽中设有机械曝气和推进装置。通过曝气或搅拌作用在廊道中形成0.250.30的流速，使活性污泥呈悬浮状态，在这样的廊道流速下，混合液在515min内完成一次循环。传统氧化沟工艺流程图如图2.2所示。进水沉砂池传统氧化沟沉淀池回流污泥排放剩余污泥图2.2 传统氧化沟工艺流程图1、传统氧化沟的工艺的优点： 1）无须设置初沉池。2）工艺运行更为稳定可靠。3）工艺控制简便。4）污泥相对稳定可不经厌氧消化直接脱水干化。2、传统氧化沟的工艺的缺点： 1）因沟深限制，使得占地面积很大。2）当污水离开曝气区后，有可能发生反硝化反应。2.4.3 CASS工艺1、C

33、ASS工艺工作原理CASS（cyclic activated sludge system）是在SBR是基础上发展起来的，即在SBR池前端加了一个生物选择器，实现连续进水，间歇排水的周期循环运行。设置周期选择器的主要目的是使系统选择出絮凝性能好，抗冲击性强的优质细菌，其容积约占整个池子的10%。生物选择器的工艺过程遵循活性污泥的基质积累再生理论，使活性污泥在选择器中经历一个高负荷的吸附阶段，随后在主反应区经历一个较低负荷的基质降解阶段，以完成整个基质降解的全过程和污泥再生。CASS工艺对污染物质的降解是一个时间上的推流过程，其构筑物集反应、沉淀、排水于一体，是一个好氧/缺氧/厌氧交替运行的过程，

34、因此具有一定的脱氮除磷效果。2、CASS工艺主要技术特征1）连续进水，间歇排水传统SBR工艺为间断进水，间歇排水，而实际污水排放大都是联系或半连续的，CASS工艺可连续进水，克服了SBR工艺的不足，比较适合实际排水的特点，拓宽了SBR工艺的应用领域。虽然CASS工艺设计时均考虑为连续进水，但在设计运行中即使有间断进水，也不影响处理系统的运行。2）运行上的时序性CASS反应池通常按曝气、沉淀、排水和闲置四个阶段根据时间依次进行。3）运行过程的非稳态性每个工作周期内排水开始时CASS池内液位最高，排水结束时，液位最低，液位的变化幅度取决于排水比，而排水比与处理废水的浓度、排水标准及生物降解的难易程

35、度有关。反应池内混合液体积和基质浓度均是变化的，基质降解是非稳态的。4）溶解氧周期性变化，浓度梯度高CASS在反应阶段是曝气的，微生物处于好氧状态，在沉淀和排水阶段不曝气，微生物处于缺氧甚至厌氧状态。因此，反应池中溶解氧是周期性变化的，氧浓度梯度大、转移效率高，这对提高脱氮除磷效率、防止污泥膨胀及节约能耗是有利的。实践证实对同样的曝气设备而言，CASS工艺与传统活性污泥法相比有较高的氧利用率。3、CASS工艺流程CASS工艺流程图如图2.3所示。三级处理图2.3 CASS工艺流程图 进水沉砂池CASS池回流污泥剩余污泥格栅4、CASS工艺主要优点1）工艺流程简单，占地面积小，投资较低。CASS

36、工艺的核心构筑物为CASS池，没有二沉池，一般情况不设调节池及初沉池。2）生化反应推动力大。在完全混合式连续流曝气池中的底物浓度等于二沉池底物浓度，底物流入曝气池的速率即为底物降解速率。3）沉淀效果好。CASS工艺在沉淀阶段几乎整个反应池均起沉淀作用，沉淀阶段的表面负荷比普通二次沉淀池小得多，虽然有进水的干扰，但其影响很小，沉淀效果较好。4）运行灵活，抗冲击能力强，可实现不同的处理目标。CASS工艺在设计时已考虑流量变化的因素，能确保污水系统内停留预定的时间后经沉淀排放，特别是CASS工艺可以通过调节运行周期来适应进水量和水质的变化。5）不易发生污泥膨。6）适用范围广，适合分期建设。CASS工

37、艺可以应用于大型、中型及小型污水处理工程，比SBR工艺适用范围更广泛。7）剩余污泥量小，性质稳定。传统活性污泥法的泥龄仅27天，而CASS法泥龄为2530天，所以污泥稳定性好，脱水性能佳，产生的剩余污泥少。去除1BOD产生0.20.3剩余污泥，仅为传统法的60%左右。8）生化池分为生物选择器、厌氧区和主曝气区，利用生物选择器及厌氧区对磷的释放、反硝化作用以及对进水中有机底物的快速吸附及吸收作用，增强了系统的稳定性；同时，曝气区和静止沉淀的过程中都同时进行着消化和反硝化反应，因而具有脱氮除磷的作用。9）自动化程度高，保证出水水质。CASS工艺主要缺点为：设备闲置率高，因采用降堰排水，水头损失大；

38、由于自动化程度高，故对操作人员的素质要求也高。2.4.4 工艺方案选择综上所述， 此三种方法都能达到处理的效果，且出水水质良好，但相对而言，CASS工艺一次性投资较少，占地面积较小，运行灵活，抗冲击能力强，可实现不同的处理目标，不易发生污泥膨，剩余污泥量小，性质稳定。从处理效果及运行管理方面考虑，结合项目时间情况，本次设采用周期循环曝气活性污泥法（CASS）工艺。53第三章 二级处理单元构筑物的设计计算第三章 二级处理单元构筑物的设计计算3.1粗格栅设计计算3.1.1 设计说明粗格栅设在泵站之前，去除废水中较大的悬浮物、漂浮物、纤维物质和固体颗粒物质，以保证后续处理单元和水泵的正常运行，减轻后

39、续处理单元的处理负荷，防止堵塞排泥管道。处理规模：200000 m3/d，最大时流量（最大设计流量）： 3.1.2 栅前明渠宽度B= 式中 Qmax最大设计流量，Qmax = 2.5 m3/s V1 栅前明渠内污水流速 m/s，取v=1.0 m/s H1 明渠内有效水深 m， 取0.6 m N 格栅渠道数，本设计取N=3B= = =1.40 m 3.1.3 栅条的间隙数 式中 Qmax最大设计流量，Qmax =2.5 m3/s 格栅倾角，取b 栅条间隙，m，取b40 mmn 栅条间隙数，个h 栅前水深，m，取h0.6 m v 过栅流速，m/s，取v8.0 m/s。则 121个3.1.4 栅槽宽

40、度设栅条宽度S10 mm（0.01m）则栅槽宽度BS(n-1)+bn 0.01(121-1)+0.0401216.04 m,实际设计中可取6m由栅槽宽度B可以知道，栅槽宽度较宽，为了便于检修，可以设置三套粗格栅，则每套粗格栅栅槽宽度为6 /3=2.0 m。选用FH1500型旋转式机械格栅除污机，具体参数见表3.1。 表3.1 FH1300型型旋转式格栅除污机参数型号格栅宽度/mm栅条间距/mm耙齿栅度/mm电机功率/KW格栅倾角耙行速度/（m/min）FH130020004013361.5602.5数量：三台3.1.5 进水渠道渐宽部分的长度进水渠宽B1=1.40 m，其渐宽部分开角度a1=2

41、0。= = 0.550m 3.1.6 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度=0.275m 3.1.7 过栅水头损失 式中h1过栅水头损失，m； H0计算水头损失，m； g 重力加速度，9.81m/s2； k 系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增大的倍数，一般k =3；阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时，2.42。为了避免造成栅前涌水，故将栅后槽底下降h1作为补偿见图4。 0.032 m设计中取0.10m3.1.8 栅后槽总高度设栅前渠道超高h2 =0.3m H = h + h1 + h2 = 0.6+ 0.10 + 0.30 =1.00 m 式中 H栅后槽总高度，m h栅前水深，mh2栅

42、前渠道超高，一般采用0.3m3.1.9 栅槽总长度 =3.3 m3.1.10 每日栅渣量计算W在格栅间隙40mm的情况下，设栅渣量为每1m3污水每天产0.02 m3。 W = = = =3.6m3/dW0.2 m3/d，所以宜采用机械清渣。3.2 泵站的设计计算3.2.1 泵房规范要求1、污水泵站的设计流量，应按泵站进水总管的最高日最高时流量计算确定。2、单独设置的泵站与居住房屋和公共建筑物的距离，应满足规划、消防和环保部门的要求。泵站的地面建筑物造型应与周围环境协调，做到适用、经济、美观，泵站内应绿化。3、泵站室外地坪标高应按城镇防洪标准确定，并符合规划部门要求；泵房室内地坪应比室外地坪高0

43、.20.3m；易受洪水淹没地区的泵站，其入口处设计地面标高应比设计洪水位高0.5m以上；当不能满足上述要求时，可在入口处设置闸槽等临时防洪措施。4、排水泵站的建筑物和附属设施宜采取防腐蚀措施。5、污水泵站集水池的容积，不应小于最大一台水泵5min的出水量。6、雨水泵站和合流污水泵站集水池的设计最高水位，应与进水管管顶相平。当设计进水管道为压力管时，集水池的设计最高水位可高于进水管管顶，但不得使管道上游地面冒水。7、集水池的设计最低水位，应满足所选水泵吸水头的要求。自灌式泵房尚应满足水泵叶轮浸没深度的要求。8、集水池池底应设集水坑，倾向坑的坡度不宜小于10。9、集水池应设冲洗装置，宜设清泥设施。

44、10、泵房应采用正向进水，应考虑改善水泵吸水管的水力条件，减少滞流或涡流。3.2.2 污水泵计算污水泵流量： 2250 m3/h根据污水高程计算结果，设泵站内总损失为2m，吸压水管路的总损失为2m,则可确定水泵的扬程为：H=H+=（385.318-379.895）+2+2=9.43m 取10m根据流量和扬程，选用500QW2500-10-110潜水排污泵具体参数见表3.2.2。 表3.2.2 250QW520-15潜水排污泵参数型号排出口径/mm流量/（m3/h）扬程/m转速/（r/min）电机功率/KW500QW2600-15-160500250010740110数量：6台，4用2备 3.2

45、.3 集水池 污水泵总提升能力按Q考虑，及Q=9000m3/h，选四台泵，则每台流量为2250m3/h。选用500QW潜水排污泵六台，另备用两台（两备两用），单泵提升能力为2500 m3/h。集水井容积按最大一台泵5min出流量计算，则其容积为208.33（m3）设有效水深h为4.0米，则水池面积F为: F=V/h=208.33/4=52.08 m ，取9m保护水深为1.2m,实际水深为5.2m池底坡度就小于0.5%集水井最高水位与格栅连接，最低水位378.3m。3.3细格栅设计计算3.3.1 设计说明功能：去除废水中较大的悬浮物、漂浮物、纤维物质和固体颗粒物质，以保证后续处理单元和水泵的正常

46、运行，减轻后续处理单元的处理负荷，防止堵塞排泥管道。 处理规模：200000 m3/d，最大时流量（最大设计流量）： 3.3.2 栅前明渠宽度B= 式中 Qmax最大设计流量，Qmax = 2.5 m3/s v 栅前明渠内污水流速 m/s 取v=1.0m/s h 明渠内有效水深，取0.6m N 格栅渠道数 本设计取N=3B= = =1.40 m 3.3.3 栅条的间隙数 式中 Qmax最大设计流量，Qmax = 2.5 m3/s 格栅倾角，取b 栅条间隙，m，取b10 mmn 栅条间隙数，个h 栅前水深，m，取h0.6m v 过栅流速，m/s，取v1.0m/s。则 480个3.3.4 栅槽宽度

47、设栅条宽度S10（0.01m）则栅槽宽度BS(n-1)+bn0.01(480-1)+0.0104809.59 m 取9.6 m由栅槽宽度B可以知道，栅槽宽度较宽，为了便于检修，可以设置四套粗格栅，则每套粗格栅栅槽宽度为9.6 /4=2.4 m。选用FH1500型旋转式机械格栅除污机，具体参数见表3.3。 表3.3 FH1500型旋转式格栅除污机参数型号格栅宽度/mm栅条间距/mm耙齿栅度/mm电机功率/KW格栅倾角耙行速度/（m/min）FH150024001010861.5602.5数量：四台3.3.5 进水渠道渐宽部分的长度进水渠宽B1=1.40 m，其渐宽部分开角度a1=20。= = 1

48、.37 m 3.3.6 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度=0.68 m 3.3.7 过栅水头损失 式中h1过栅水头损失，m； H0计算水头损失，m； g 重力加速度，9.81m/s2； k 系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增大的倍数，一般k =3；阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时，2.42。为了避免造成栅前涌水，故将栅后槽底下降h1作为补偿。 0.21m3.3.8 栅后槽总高度设栅前渠道超高h2 =0.3m H = h + h1 + h2 = 0.6+ 0.21 + 0.30 =1.11 m 式中 H栅后槽总高度，m h栅前水深，mh2栅前渠道超高，一般采用0.3m3.3.9 栅

49、槽总长度 =4.07 m3.3.10 每日栅渣量计算W在格栅间隙10mm的情况下，设栅渣量为每1m3污水每天产0.05 m3。 W = = = =9.0m3/dW0.2 m3/d，所以宜采用机械清渣3.4 沉砂池的设计计算3.4.1 沉砂池的选择沉砂池的作用是从污水中将比重较大的颗粒去除，其工作原理是以重力分离为基础。我国城市污水处理中，常用的沉砂池类型主要有平流式沉砂池、曝气沉砂池、旋流沉砂池。平流式沉砂池靠重力自然沉降而达到砂水分离的目的，其特点是占地面积较大，排泥难度高；曝气沉砂池应用比较广泛，通过池中一侧的空气管控制曝气，使污水形成具有一定速度的螺旋形滚动，具有稳定的除砂效果；旋流沉砂

50、池利用水力涡流除砂，粒径在0.20mm以上的颗粒沉砂去除率达85%，砂粒含水率低于60%。目前，国际上广泛应用的旋流沉砂池主要为钟式和比式两大类，钟式优于比式，应用较多，该池形有基建、运行费用低和处理效果好，占地少的优点。钟式沉砂池采用270的进出水方式，池体主要由分选取、集砂区两部分构成，起构成特点是在两个分区之间采用斜坡连接。钟式沉砂池的斜坡式设计，使砂粒主要依靠重力沉降。其排砂方式有两种：一种是靠砂泵排砂，其优势在于设备少、操作简便，但是砂泵磨损严重。另一种是气提排砂，其优势在于系统可靠、耐用，气提之前可以进行气洗，将砂粒上的有机物分离出来，但设备相对较多。综上所述，本工程预处理阶段拟采

51、用钟式沉砂池除砂，气提排砂。3.4.2 沉砂池设计计算一般规定1、 沉砂池按去除相对密度2.65、粒径0.2mm以上的砂粒设计。 2、当污水为提升进入时，应按每期工作水泵的最大组合流量计算，在合流制处理系统中，应按降雨时的设计流量计算。3、沉砂池个数或分格数不应少于2，并宜按并联系列设计。当污水量较小时，可考虑一格工作，一格备用。4、城市污水的沉砂量可按106 m3污水沉砂30 m3计算，其中含水率为60%，容重为1500kg/ m3，合流制污水的沉砂量应根据实际情况确定。 5、砂斗容积应按不大于2d的沉砂量计算，砂斗斗壁与水平面的倾角不应小于55。6、沉砂池除砂宜采用机械方法，并经砂水分离后

52、贮存或外运。采用人工排砂时，排砂管直径不应小于200mm。7、 沉砂池的超高不宜小于0.3m。3.4.3 设计参数1、最大流速为0.1m/s，最小流速为0.02m/s；2、最大流量时，停留时间不小于20s，一般采用3060s； 3、进水管最大流速为0.3 m/s；4、有效水深宜为1.02.0m，池径与池深比宜为2.02.5。 5、设计水力表面负荷宜为150200m3(m2h)。 3.4.4 设计计算在本工程中，由于水量较大，设计三组钟式沉砂池，每套钟式沉砂池的设计流量为，查污水处理机械设备设计与应用表3-3选用ZXS30,处理量为，其规格如表3.5，钟式沉砂池的各部分尺寸图如图3.4所示。表3

53、.4 钟式沉砂池的选型规格（单位m）型号ABCDEFGHJKL功率/kwZXS304.871.500.72.000.42.201.000.510.600.801.851.10数量：四套，三用一备。查污水处理机械设备设计与应用表3-5，选用LSSF-420型砂水分离器，其如表3.4.4表3.4.4 LSSF型砂水分离器主要技术参数型号处理量/（L/s）电机功率/kwLSSF-420350.75数量：四套，三用一备。图3.3 钟式沉砂池的各部分尺寸图3.5 CASS池设计计算CASS反应池沿长度方向分为三部分，前部为生物选择区，中间部分为预反应区也称兼氧区，后部为主反应区，在主反应区后部安装了可升

54、降的滗水装置，实现了连续进水间歇排水的周期循环运行，集曝气、沉淀、排水于一体。CASS工艺是一个好氧/缺氧/厌氧交替运行的过程，具有一定脱氮除磷效果，废水以推流方式运行，而各反应区则以完全混合的形式运行以实现同步硝化一反硝化和生物除磷。3.5.1 基本设计参数 1、处理规模：Q200000m3/d2、进出水水质表3.5.1 进出水水质表项目进水水质/(mg/L)出水水质/(mg/L)CODCr250 100BOD515030SS20030pH78.5 6.593.5.2 污泥负荷率 N=0.31 N-BOD-SS污泥负荷率，kgBOD/(kgMLSSd)；K-有机基质降解速率常数，一般为0.0

55、168-0.0281，取0.0168；S-混合液残存的有机基质（BOD）浓度；取23.12mg/L; -有机物去除率，%，取84.6%；f-混合液中挥发性悬浮固体深度与总悬浮固体浓度的比值,取0.73.5.3 曝气时间 T=1.55h 式中： TA曝气时间，h S0进水平均BOD5，/L m排除比 1/m = 1/2.5X混合液悬浮固体浓度（MLSS）：X3000mg/L3.5.4 沉淀时间TS 活性污泥界面的沉降速度与MLSS浓度、水温的关系，可以用下式进行计算。Vmax = 7.4104tXO /1000000+1.7 (MLSS3000) Vmax = 4.6104XO/1000000+

56、1.26(MLSS3000) 式中 Vmax活性污泥界面的初始沉降速度。t水温，X0沉降开始时MLSS的浓度，X03000mg/L，则Vmax = 4.6104XO/1000000+1.26=2.70 m/s沉淀时间TS用下式计算 (h） 式中 TS沉淀时间，h H反应池内水深，m 安全高度，取0.5m3.5.5 排水时间TD 在排水期间，就单次必须排出的处理水量来说，每一周期的排水时间可以通过增加排水装置的台数或扩大溢流负荷来缩短，另一方面，为了减少排水装置的台数和加氯混合池或排放出槽底容量，必须将排水时间尽可能延长。实际工程设计时，具体情况具体分析，一般排水时间可取0.53.0h。此设计取1.5h。3.5.6 周期数的确定一个周期所需时间TC TA + TS + TD =1.55+0.93+1.5 = 3.98（h）（次） 取 6次，每个周期4h. 3.5.7 进水时间TF （h） 式中 N 一个系列反应池数量。3.5.8 CASS池运行模式CASS工艺运行一个周期需4h，其中曝