化工园区污水处理站设计说明书.docx

专业文献综述题 目: 化工园区污水处理站设计说明书 姓 名:学 院: 资源与环境科学学院 专 业: 环境工程 班 级:学 号:指导教师:2012年 11月 7 日南京农业大学教务处制化工园区污水处理站设计说明书目录1. 化工园区污水处理情况介绍32. 污水水质与水量33. 常见工业园区污水处理工艺比较33.1 水解酸化一好氧生物处理工艺（CASS工艺）33.2 A/O工艺33.3 SBR工艺33.4 氧化沟工艺33.5最终工艺的确定33.6 CASS工艺概述33.6.1 CASS基本结构33.6.2 CASS原理33.6.3 CASS工艺的主要技术特征33.7 工艺流程设计34. 工艺设计与计算34.1污染物去除效率计算34.2 设计流量34.3集水井的设计34.4粗格栅的设计与计算34.5调节池计算34.5.1设计调节池作用：34.5.2调节池计算34.6细格栅的设计与计算34.7曝气沉砂池的设计与计算34.7.1曝气沉砂池34.7.2曝气沉砂池的设计与计算34.7.3设计计算34.7.4吸砂泵房与砂水分离器34.7.5鼓风机房34.8 CASS池的设计与计算34.8.1 CASS工艺运行过程34.8.2 BOD5污泥负荷34.8.3 曝气时间34.8.4 沉淀时间34.8.5运行周期34.8.6曝气池容积34.8.7出水溶解BOD534.8.8 计算剩余污泥34.8.9滗水高度计算34.8.10 需氧量计算34.9接触池的设计34.9.1设计参数34.9.2接触池计算34.10污泥浓缩池34.10.1设计参数34.10.2 浓缩池的计算34.10.3刮泥机的选择34.10.4脱泥间35. 工程造价估算36. 总结3参考文献：3设计报告说明书摘要: 污水处理厂处理工艺的选择主要取决于进、出水水质、总造价与运行费用以及运行的可靠性与稳定性等诸多因素。工业废水可生化性较差，有毒、有害物质较多，本文针对山东省无棣市某工业园污水的水质特点，对化工废水处理工艺进行了研究及设计应用，采用水解酸化一好氧生物处理工艺（CASS工艺），确保了化工园区污水处理厂出水满足城镇污水处理厂污水排放一级B 标准。关键词:化工园区；工业废水； CASS工艺；研究及设计1. 化工园区污水处理情况介绍随着经济发展，城市基础设施的不断完善，城市环境的不断改善和居民生活水平的逐步提高，用水量将迅速增加，同时排水量也相应增大，若生活污水和工业废水不经处理直接外排，将严重污染水体、土壤和大气环境。只有完善城市排水管网，兴建污水处理厂，使城市污水达标排放或回用才能解决上述环境问题，同时也可以缓解水资源紧张问题。目前，化工园区综合废水处理在我国仍属于新生事物，没有成熟的经验可循，很多污水处理厂在设计中参考城市或单个化工项目污水处理的设计经验，对化工园区废水排放的特点考虑有所欠缺，造成了大量资金浪费，并导致污水处理厂不能正常运行，从而产生环境污染。考虑园区废水统一收集、集中处理，可大大减少投资，节约治理费用；同时还可给入园企业创造良好的生存环境，增加园区招商引资的竞争力，化工园区在建设初期大多考虑集中建设污水处理厂。2. 污水水质与水量根据山东省无棣市某工业园入驻企业的发展规划，近期处理规模为10000 m3/d。规划期末污水产生总量约为23680 m3/d，其他不可预见排水(约20)，最终确定工业园污水处理厂工程总设计规模为30000 m3/d。工业园污水处理厂的工业废水主要来自化工、造纸、机械等行业，远期规划将有部分食品加工企业人驻园区，生活污水主要来自企业职工生活污水。废水水质排放指标须严格遵守CJ 3082-1999污水排入城市下水道水质标准；考虑到各企业都有治污设施。废水经企业内部治理后BOD5和SS的值较低1。项目CODCr(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)色度（倍）进水50020030030080出水60202030表1 设计进水出水水质3. 常见工业园区污水处理工艺比较3.1 水解酸化一好氧生物处理工艺（CASS工艺）CASS工艺日前已经成功应用于处理生活污水和易于生物降解的工业废水，实践证明CASS工艺由于投资和运行费用低、处理性能高超，尤其是优异的脱氮除磷功能而越来越受到重视2。另外从工艺对污染物的降解过程来看，空间上CASS上艺属于完全混合式活性污泥法范畴，从曝气到排水结束整个周期来看，基质浓度从高到底，浓度梯度从高到底，基质利用速率从高到底，所以CASS工艺属理想的时间顺序上的推流式反应器，生化反应推动力较人3。图1 CASS工艺流程图优点：（1）CASS的核心构筑物为反应池，没有二沉池及污泥回流设备，一般情况下不设调节池及初沉池。因此，污水处理设施布置紧凑、占地省、投资低。 （2）从空间上看CASS工艺属变体积的完全混合式活性污泥法范畴；而从CASS工艺开始曝气到排水结束整个周期来看，基质浓度由高到低，浓度梯度从高到低，基质利用速率由大到小，因此，CASS工艺属理想的时间顺序上的推流式反应器，生化反应推动力较大。 （3）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。CASS工艺在设计时已考虑流量变化的因素，能确保污水在系统内停留预定的处理时间后经沉淀排放，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比。 （5）不易发生污泥膨胀。CASS反应池中存在着较大的浓度梯度，而且处于缺氧、好氧交替变化之中，这样的环境条件可选择性地培养出菌胶团细菌，使其成为曝气池中的优势菌属，有效地抑制丝状菌的生长和繁殖，克服污泥膨胀，从而提高系统的运行稳定性。 （6）适用范围广，适合分期建设。CASS工艺可应用于大型、中型及小型污水处理工程，比SBR工艺适用范围更广泛；连续进水的设计和运行方式，一方面便于与前处理构筑物相匹配，另一方面控制系统比SBR工艺更简单。 （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25-30天，所以污泥稳定性好，脱水性能佳，产生的剩余污泥少。缺点：CASS工艺间歇周期运行，对自控要求较高；变水位运行，电耗增大；容积利用率较低；污泥稳定性不如厌氧硝化好4。运行范围：该工艺已在含油废水、食品废水、屠宰废水中得到广泛应用，尤其适用于城市污水和生活污水的处理。3.2 A/O工艺图2 A/O工艺流程图A/O的优越性是除了使有机污染物得到降解之外，还具有一定的脱氮除磷功能，是将厌氧水解技术用为活性污泥的前处理。A/O工艺将前段缺氧段和后段好氧段串联在一起。在缺氧段大分子有机物分解为小分子有机物，不溶性的有机物转化成可溶性有机物，当这些经缺氧水解的产物进入好氧池进行好氧处理时，可提高污水的可生化性及氧的效率；在缺氧段，异氧菌的反硝化作用将NO3-还原为分子态氮完成C、N、O在生态中的循环，实现污水无害化处理。表2 A/O工艺污染物去除率优点： （1）效率高。该工艺对废水中的有机物，氨氮等均有较高的去除效果。当总停留时间大于54h，经生物脱氮后的出水再经过混凝沉淀，可将COD值降至100mg/L以下，其他指标也达到排放标准，总氮去除率在70%以上。 （2）流程简单，投资省，操作费用低。该工艺是以废水中的有机物作为反硝化的碳源，故不需要再另加甲醇等昂贵的碳源。尤其，在蒸氨塔设置有脱固定氨的装置后，碳氮比有所提高，在反硝化过程中产生的碱度相应地降低了硝化过程需要的碱耗。 （3）缺氧反硝化过程对污染物具有较高的降解效率。如COD、BOD5和SCN-在缺氧段中去除率在67%、38%、59%，酚和有机物的去除率分别为62%和36%，故反硝化反应是最为经济的节能型降解过程。 （4）容积负荷高。由于硝化阶段采用了强化生化，反硝化阶段又采用了高浓度污泥的膜技术，有效地提高了硝化及反硝化的污泥浓度，与国外同类工艺相比，具有较高的容积负荷。 缺点：（1）由于没有独立的污泥回流系统，从而不能培养出具有独特功能的污泥，难降解物质的降解率较低； （2）若要提高脱氮效率，必须加大内循环比，因而加大了运行费用。另外，内循环液来自曝气池，含有一定的DO，使A段难以保持理想的缺氧状态，影响反硝化效果，脱氮率很难达到90%5。 运行范围：A/O工艺处理效率一般能达到：BOD5和SS为90%95%，总氮为70%以上，磷为90%左右，一般适用于要求脱氮除磷的大中型城市污水厂。但A/O工艺的基建费和运行费均高于普通活性污泥法，运行管理要求高，所以对目前我国国情来说，当处理后的污水排入封闭性水体或缓流水体引起富营养化，从而影响给水水源时，才采用该工艺。3.3 SBR工艺图3 SBR工艺流程图SBR工艺也称为序批式活性污泥法，是普通活性污泥法的改良。SBR工艺的过程是按时序来运行的，由进水、反应、沉淀、滗水和闲置五个过程组成，从污水流入开始到闲置时间结束算做一个周期。图4 SBR反应器示意图表3 SBR工艺污染物去除率优点：（1） 理想的推流过程使生化反应推动力增大，效率提高，池内厌氧、好氧处于交替状态，净化效果好；运行效果稳定，污水在理想的静止状态下沉淀，需要时间短、效率高，出水水质好。 （2）工艺过程中的各工序可根据水质、水量进行调整，运行灵活；处理设备少，构造简单，便于操作和维护管理。（3）反应池内存在DO、BOD5浓度梯度，有效控制活性污泥膨胀；耐冲击负荷，池内有滞留的处理水，对污水有稀释、缓冲作用，有效抵抗水量和有机污物的冲击。 （4）SBR法系统本身也适合于组合式构造方法，利于废水处理厂的扩建和改造。 （5）脱氮除磷，适当控制运行方式，实现好氧、缺氧、厌氧状态交替，具有良好的脱氮除磷效果。（6）工艺流程简单、造价低。主体设备只有一个序批式间歇反应器，无二沉池、污泥回流系统，调节池、初沉池也可省略，布置紧凑、占地面积省。缺点：（1）自动化控制要求高。 （2）排水时间短（间歇排水时），并且排水时要求不搅动沉淀污泥层，因而需要专门的排水设备（滗水器），且对滗水器的要求很高。 （3）后处理设备要求大：如消毒设备很大，接触池容积也很大，排水设施如排水管道也很大。 （4）滗水深度一般为12m，这部分水头损失被白白浪费，增加了总扬程。 （5）由于不设初沉池，易产生浮渣，浮渣问题尚未妥善解决。运行范围：由于上述技术特点，SBR系统进一步拓宽了活性污泥法的使用范围。就近期的技术条件，SBR系统更适合以下情况： （1） 中小城镇生活污水和厂矿企业的工业废水，尤其是间歇排放和流量变化较大的地方。 （2） 需要较高出水水质的地方，如风景游览区、湖泊和港湾等，不但要去除有机物，还要求出水中除磷脱氮，防止河湖富营养化。 （3） 用地紧张、水资源紧缺的地方和对已建连续流污水处理厂的改造等。SBR系统可在生物处理后进行物化处理，不需要增加设施，便于水的回收利用。 （4）非常适合处理小水量，间歇排放的工业废水与分散点源污染的治理。的地方6。 3.4 氧化沟工艺图5 奥贝尔氧化沟工艺流程图氧化沟是活性污泥法的一种变型，其曝气池呈封闭的沟渠型，所以它在水力流态上不同于传统的活性污泥法，它是一种首尾相连的循环流曝气沟渠，污水渗入其中得到净化，最早的氧化沟渠不是由钢筋混凝土建成的，而是加以护坡处理的土沟渠，是间歇进水间歇曝气的，从这一点上来说，氧化沟最早是以序批方式处理污水的技术。表4 氧化沟工艺污染物去除率优点： （1） 氧化沟结合推流和完全混合的特点，有力于克服短流和提高缓冲能力，因此氧化沟系统具有很强的耐冲击负荷能力，对不易降解的有机物也有较好的处理能力。 （2）氧化沟具有明显的溶解氧浓度梯度，特别适用于硝化反硝化生物处理工艺。有利于节省能耗和减少甚至免去硝化过程中需要投加的化学药品数量。 （3）氧化沟沟内功率密度的不均匀配备，有利于氧的传质，液体混合和污泥絮凝。 （4）氧化沟的整体功率密度较低，可节约能源。据国外的一些报道，氧化沟比常规的活性污泥法能耗降低20%30%。缺点：（1）污泥膨胀问题，当废水中的碳水化合物较多，N、P含量不平衡，pH值偏低，氧化沟中污泥负荷过高，溶解氧浓度不足，排泥不畅等易引发丝状菌性污泥膨胀；非丝状菌性污泥膨胀主要发生在废水水温较低而污泥负荷较高时。（2）泡沫问题，由于进水中带有大量油脂，处理系统不能完全有效地将其除去，部分油脂富集于污泥中，经转刷充氧搅拌，产生大量泡沫；泥龄偏长，污泥老化，也易产生泡沫。（3）污泥上浮问题，当废水中含油量过大，整个系统泥质变轻，在操作过程中不能很好控制其在二沉池的停留时间，易造成缺氧，产生腐化污泥上浮7。运行范围：由于其出水水质好、运行稳定、管理方便等技术特点，已经在国内外广泛的应用于生活污水和工业污水的治理。3.5最终工艺的确定工艺的选择和设计应满足一下原则：（1）结合污水处理站接纳污水水质水量的实际情况，选择处理构筑物形式和设计参数，确保污水处理系统在运行中具有较大的灵活性和调整余地，以适应水质水量的变化。（2）处理系统采用经工程实践证明是行之有效、技术经济效益明显、适应性强、管理简单、效果稳定的型式，充分保证处理后出水达标排放。（3）污水和污泥处理设备选用新材料、低能耗、高效率、易维护、性能价格比好的产品。（4）控制管理按处理工艺过程要求尽量考虑自控，降低运行操作的劳动强度，使污水处理站运行可靠、维护方便，提高污水处理站运行管理水平。（5）充分利用现有条件，因地制宜节约占地和减少工程投资。据此项目的特点，选择CASS工艺作为该污水处理厂的水处理工艺。 CASS工艺是在间歇式活性污泥法（SBR工艺）的基础上演变而来的，是SBR工艺的一种变型。3.6 CASS工艺概述3.6.1 CASS基本结构在序批式活性污泥法（SBR）的基础上，反应池沿池长方向设计为两部分，前部为生物选择区也称预反应区，后部为主反应区，其主反应区后部安装了可升降的自动撇水装置。整个工艺的曝气、沉淀、排水等过程在同一池子内周期循环运行，省去了常规活性污泥法的二沉池和污泥回流系统；同时可连续进水，间断排水。 3.6.2 CASS原理在预反应区内，微生物能通过酶的快速转移机理迅速吸附污水中大部分可溶性有机物，经历一个高负荷的基质快速积累过程，这对进水水质、水量、PH和有毒有害物质起到较好的缓冲作用，同时对丝状菌的生长起到抑制作用，可有效防止污泥膨胀；随后在主反应区经历一个较低负荷的基质降解过程。CASS工艺集反应、沉淀、排水、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作用，同时还具有较好的脱氮、除磷功能。 图6 CASS法工作原理图在反应器的前部设置了生物选择区，后部设置了可升降的自动滗水装置。其工作过程可分为曝气、沉淀、滗水、闲置四个阶段，周期循环进行。污水连续进入预反应区，经过隔墙底部进入主反应区，在保证供氧的条件下，使有机物被池中的微生物降解。根据进水水质可对运行参数进行调整。3.6.3 CASS工艺的主要技术特征（1）连续进水，间断排水。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。 （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。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。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，这对于提高脱氮除磷效率、防止污泥膨胀及节约能耗都是有利的。3.7 工艺流程设计该工艺流程比较简单，主要有粗格栅、提升泵、细格栅、曝气沉砂池、CASS池等。该工艺占地少，投资省，运行管理方便，处理效率优良。工艺流程如下图所示：调节池 细格栅粗格栅格栅曝气沉砂池CASS池砂水分离器栅渣外运污泥浓缩池污泥脱水外运接触池出水进水图7 CASS工艺流程图4. 工艺设计与计算4.1污染物去除效率计算项目CODCr(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)色度（倍）进水50030030080出水60202030（1）CODcr去除效率为： （2）BOD5去除效率为：（3）SS去除效率为： 4.2 设计流量 设计流量：Qa=30000 m3/d =1250 m3/h0.347 m3/s4.3集水井的设计图8 集水井草图集水井即集水池，由于化工园区的污水水量基本是按照时间段来变化的，而且各个季节的水量也不相同，为了使水泵启动不会过于频繁，调蓄进水与水泵送水之间的不均衡，因此在粗格栅后与提升泵前设计一口集水井。设计流量为30000 m3/d，即0.347 m3/s，设计集水井水力停留时间HRT=1h，则集水井的容积为1小时进水总量，V=0.347 3600=1250 m3。 设计该集水井深8m，宽13m，长13m。则实际体积为1352 m3 1250 m3（符合要求）。4.4粗格栅的设计与计算图9 格栅示意图粗格栅为污水厂的第一道预处理设施，用于去除污水中较大的悬浮物和漂浮物，保证后续处理设施的正常运行。建于泵站集水池的前方。本格栅使用栅条断面为矩形的栅条，设计两道粗格栅，其主要设计参数如下：（1）设计流量：Qa=30000 m3/d =1250 m3/h0.347 m3/s，栅前流速v1=0.6m/s，过栅流速v2=0.6 m/s，栅条宽度s=0.01m，格栅间隙b=0.02m，栅前部分长度0.5m，格栅倾角=60，单位栅渣量取W0=0.06m3栅渣/103m3污水，栅前水深h=0.8m。（2）栅条间歇数： ，取34个。（3）格栅的宽度：设格栅槽比格栅宽0.2m，则：B=S（n-1）+bn+0.2=0.01(34-1)+0.0234+0.2=1.21。（4）进水渐宽部分长度：根据公式 L1=B-B12脳tan伪1，式中 B1：进水渠道宽度，取进水渠宽B1=0.5m；进水渠道渐宽部分的长度L1，其渐宽部分角度=25，进水渠道内流速为0.6m/s，则L1=0.76m。（5）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度：L2=L1/2= 0.76/2=0.38m。（6）通过格栅的水头损失h1： h1=h2k ， ，式中 h1：设计水头损失，m； h2：计算水头损失，m； g：重力加速度，取9.8m/s2； k：系数，取3； ：阻力系数，与栅条断面形状有关，取=2.42。则：，（7）栅后槽总高度H：设栅前渠道超高h2=0.3m，H=h+h1+h2=0.8+0.05+0.3=1.15m，取1.2m。（8） 栅槽总长度L：L=L1+L2+1.0+0.5+H1/tan ，式中：H1为栅前渠道深，H1=h+h2，则：L=0.76+0.38+1.0+0.5+(0.8+0.3)/ tan60=3.27m。（9） 每日栅渣量w： ，式中，w1为栅渣量，格栅间隙为1625mm时，w1=0.100.05；格栅间隙为3050mm时，w1=0.030.1。本工程格栅间隙为20mm，取w1=0.06， 每日栅渣量1.79 m3/d 0.3 m3/d，采用机械清除格栅。4.5调节池计算 4.5.1设计调节池作用：（1）工艺流程过程中污水产生的水质水量都不均匀。故而需要设计一个调节池来均匀水质水量，为后期处理，污水处理工艺正常运行做准备；（2）调节池同时又可以做事故池来用，如果后面污水处理设备在维修检查过程时调节池可以暂时来储存工艺污水；（3）造纸过程中各个阶段产生的污水水温不同，调节池可以调节水温，使水温处于一个恒温状态有利于后面生物处理。4.5.2调节池计算（1）设计调节池容积： ，t：为设计调节池储水时间取4小时， 池深一般在8m左右，本设计取H=8m。（2）面积：，取宽度B=20m，则 ，在池底设计水坑，水池底以i=0.01的坡度坡向集水坑。4.6细格栅的设计与计算细格栅可进一步去除污水中的悬浮物和漂浮物，保证后续设备和工艺的正常运行。细格栅采用连续运行方式，栅渣由一台无轴螺旋压实输送机收集脱水后运往厂外填埋。为了方便管理和维护，细格栅间与沉砂池合建，细格栅间出水直接进入沉砂池。（1）基本参数：栅前流速v1=0.6m/s，过栅流速v2=0.6 m/s，栅条宽度s=0.01m，格栅间隙b=0.02m，栅前部分长度0.5m，格栅倾角=60，单位栅渣量取W0=0.06m3栅渣/103 m3污水，栅前水深h=1.2m。（2）栅条间歇数：，取45个。（3）格栅的宽度：设格栅槽比格栅宽0.2m，则：B=S(n-1)+bn=0.01(45-1)+0.0145+0.2=1.09 ，取1.1m 。（4）进水渐宽部分长度： 根据公式 L1=B-B12脳tan伪1 式中B1：进水渠道宽度，取进水渠宽B1=0.5m；进水渠道渐宽部分的长度L1，其渐宽部分角度=25，进水渠道内流速为0.6m/s，则L1=0.56 m。（5）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度： L2=L1/2= 0.56/2=0.28m。（6）通过格栅的水头损失h1： h1=h0k， ，式中 h1：设计水头损失，m； h0：计算水头损失，m； g：重力加速度，取9.8m/s2； k：系数，取3； ：阻力系数，与栅条断面形状有关，取=2.42；则： 。（7）栅后槽总高度H：设栅前渠道超高h2=0.3m，H=h+h1+h2=1.2+0.05+0.3=1.55m ，取1.6m。（8） 栅槽总长度L： L=L1+L2+1.0+0.5+H1/tan=0.56+0.28+1.0+0.5+（1.2+0.3）/tan60=2.53m。（9） 每日栅渣量w与粗格栅每日栅渣量相等，为1.79m3/d 0.3m3/d，采用机械清除格栅。4.7曝气沉砂池的设计与计算4.7.1曝气沉砂池图10 曝气沉砂池剖面图曝气沉砂池是一长形渠道，沿渠壁一侧的整个长度方向，距池底60-90cm处安设曝气装置，在其下部设集砂斗，池底有i=0.10.5的坡度，以保证砂粒滑入。由于曝气作用，废水中有机颗粒经常处于悬浮状态，砂粒互相摩擦并承受曝气的剪切力，砂粒上附着的有机污染物能够去除，有利于取得较为纯净的砂粒。 在旋流的离心力作用下，这些密度较大的砂粒被甩向外部沉入集砂槽，而密度较小的有机物随水流向前流动被带到下一处理单元。另外，在水中曝气可脱臭，改善水质，有利于后续处理，还可起到预曝气作用。 普通沉砂池截留的沉砂中夹杂有15%的有机物，使沉砂的后续处理难度增加，采用曝气沉砂池，可在一定程度上克服此缺点。沉砂池的作用是从污水中分离相对较大的无机颗粒，沉砂池一般设在倒虹吸管、泵站、沉淀池前，保护水泵和管道免受磨损，防止后续处理构筑管道的堵塞，减小污泥处理构筑物的容积，提高污泥有机组分的含量，提高污泥作为肥料的价值。污水中的砂粒是指相对密度较大，易沉淀分离的一些大颗粒物质，主要是污水中的无机性砂粒，砾石和少量较重的有机颗粒，如树皮、骨头、种粒等。在颗粒物质的表面还附着一些粘性有机物，这些粘性有机物是极易腐烂的污泥，因此，这些颗粒物质都应在沉砂池中被去除。平流曝气沉砂池是最常用的型式，污水从池一端流入，呈水平方向流动，从池的另一端流出，它的构造简单，处理效果好，工作稳定且易于排除沉砂。本设计采用平流式曝气沉砂池两座，共四格。4.7.2曝气沉砂池的设计与计算设计说明：污水经螺旋泵提升后进入平流曝气沉砂池，共两组对称于提升泵房中轴线布置，每组分为两格。沉砂池池底采用多斗集砂，沉砂由螺旋离心泵自斗底抽送至砂水分离器，污水回至提升泵前，净砂直接由汽车外运。设计流量：Qmax=1250 m3/h0.347m3/s，设计水力停留时间：t=2.0min，水平流速v=0.1m/s。 4.7.3设计计算（1）沉砂池长度（L）：L=vt=0.1260=12m式中最大设计流量时的流速，m/s ，最大设计流量时的停留时间，s 。（2）水流断面积（A）：A=Qa/v=0.347/0.1=3.47m2。（3）池总宽度（B）：设计2座曝气沉砂池，取B=2.3m。（4）有效水深（h2）：h2=0.760.25，符合要求。（8）沉砂池高度（h3）采用重力排砂，设计池底坡度为0.05，坡向沉砂斗，h3=h3+0.06L-2b2-b2=0.5+0.0612-2脳1-0.22=0.79m池总高度（H）设超高h1=0.3m，H=h1+h2+h3=0.3+0.76+0.79=1.85m4.7.4吸砂泵房与砂水分离器选用直径0.5m钢制压力式旋流砂水分离器一台，两组曝气沉砂池共用。每组曝气沉砂池设吸砂泵两台，一用一备，共4台。砂水分离后将砂集中运走，水回流至细格栅前。4.7.5鼓风机房选用TSO-150罗茨鼓风机八台，四用四备，为曝气沉砂池和CASS曝气。4.8 CASS池的设计与计算CASS工艺是将序批式活性污泥法（SBR）的反应池沿长度方向分为两部分，前部为生物选择区也称预反应区，后部为主反应区。在主反应区后部安装了可升降的滗水装置，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工艺是一个厌氧/缺氧/好氧交替运行的过程，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。4.8.1 CASS工艺运行过程图11 CASS平面图CASS工艺运行过程包括充水-曝气、沉淀、滗水、闲置四个阶段组成，具体运行过程为： （1）充水-曝气阶段边进水边曝气，同时将主反应区的污泥回流至生物选择区，一般回流比为20%。在此阶段，曝气系统向反应池内供氧，一方面满足好氧微生物对氧的需要，另一方面有利于活性污泥与有机物的充分混合与接触，从而有利于有机污染物被微生物氧化分解。同时，污水中的氨氮通过微生物的硝化作用转变为硝态氮。 （2）沉淀阶段停止曝气，微生物继续利用水中剩余的溶解氧进行氧化分解。随着反应池内溶解氧的进一步降低，微生物由好氧状态向缺氧状态转变，并发生一定的反硝化作用。与此同时，活性污泥在几乎静止的条件下进行沉淀分离，活性污泥沉至池底，下一个周期继续发挥作用，处理后的水位于污泥层上部，静置沉淀使泥水分离。 （3）滗水阶段沉淀阶段完成后，置于反应池末端的滗水器开始工作，自上而下逐层排出上清液，排水结束后滗水器自动复位。滗水期间，污泥回流系统照常工作，其目的是提高缺氧区的污泥浓度，随污泥回流至该区内的污泥中的硝态氮进一步进行反硝化，并进行磷的释放8。 4.8.2 BOD5污泥负荷NS=K2Lef畏=0.02脳20脳0.750.933=0.32kgBOD5/kgMLSS式中 K2：有机基质速率常数，L/（mgd），对生活污水K2=0.01680.0281； Le：BOD浓度，mg/L； ：BOD去除率，%； f：挥发性悬浮固体浓度与总悬浮固体浓度的比值，取f=0.75。4.8.3 曝气时间设混合液污泥浓度X=2500mg/L,污泥负荷NS=0.32kgBOD5/kgMLSS,进水SS为300mg/L。取冲水比：=0.24 ，则： ，取2.5h 。 4.8.4 沉淀时间 当污泥浓度小3000mg/L时污泥界面沉降速度：u=7.4104TX-1.7=7.4104202500-1.7=2.48m/h。式中：T为污水温度，设计水温为20。设计曝气池水深为H=5.0m （缓冲层高度=0.5）沉淀时间，取1h。4.8.5运行周期设排水时间td=0.5h，则整个运行周期时间：t=ta+ts+td=2.5+1+0.5=4h ，每日周期数：n2=244=6 。4.8.6曝气池容积设计曝气池个数n1=8，则每座曝气池容积： 。4.8.7出水溶解BOD5根据设计出水水质。出水溶解性BOD5应小于30mg/L设计中的出水水质中溶解性BOD5为 ，计算结果符合要求。4.8.8 计算剩余污泥（1）20时活性污泥的自身氧化系数：Kd(20)=Kd(20)胃tT-20=0.06脳1.04(20-20)=0.06，（2）剩余污泥量： ，（3）剩余非生物污泥：，（4）剩余污泥总量：，（5）剩余污泥浓度Ng： ，（6）剩余污泥含水率按99.7%计算，湿污泥量为83.02m3/d。4.8.9滗水高度计算曝气池有效水深H=5m ，滗水高度 ， 结果与设定值相符合。4.8.10 需氧量计算 a：活性污泥微生物对有机污染物氧化分解过程的需氧率，即活性污泥微生物每代谢1kgBOD所需氧量，以kg计，取0.5； Q：污水流量，30000m3/d；La-Le：经活性污泥微生物代谢活动被降解的有机污染物量，以BOD计， La-Le =；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，即每kg活性污泥每天自身氧化所需氧量，以kg计，取0.15；V：曝气池容积，2604.2m3；Xv：单位曝气池容积内的挥发性悬浮固体（MLVSS）量，取2.5kg/m3。4.9接触池的设计4.9.1设计参数接触池设计流量：Q=0.347m3/s，接触时间：t=30 min，接触池池深： h=3 m，接触池1座，板间隙s= 2.85 mm，接触池池底坡度 2%3%，泥管DN=200 mm。4.9.2接触池计算（1）容积计算：V=0.3473060=624.6m3，（2）水流速度：v=，（3）接触池表面积：A=624.63=208.2m2，（4）廊道总宽：采用3个隔板，则廊道总宽为：B=4.854=19.4m ，取20m。（5）接触池长度：。4.10污泥浓缩池图12 污泥浓缩池剖面图污泥中含有大量的水分，所含水分大致分为四类：颗粒间的空隙水，约占总水分的70%；毛细水，即颗粒间毛细管内的水，约占20%；污泥颗粒吸附水，约占10%。降低污泥中的含水率，可以采用污泥浓缩的方法来降低污泥中的空隙水，通过降低污泥的含水率，减少污泥体积，能够减少池容积和处理所需的投药量，缩小用于输送污泥的管道和泵的尺寸9。污泥浓缩机房内的浓缩脱水一体机对剩余污泥进行浓缩和脱水处理，减少污泥的含水率和污泥体积。经脱水处理后，污泥的含水率可降低，成为滤饼，便于最终处置。采用圆柱形浓缩池，用带栅条的刮泥机刮泥，采用静压排泥。4.10.1设计参数（1）进泥含水率：当为初次沉淀池污泥时，其含水率一般为95%97%；当为二次沉淀池进入污泥浓缩池的污泥时，其含水率一般为99.2%99.6%；当为混合污泥时，其含水率一般为98%99.5%。由于本设计进入污泥浓缩池的污泥为初沉池和二沉池的混合污泥，因此进泥含水率P1取99.5%。（2）浓缩后污泥含水率：浓缩后污泥含水率为97%98%，本设计P2取97%。（3）污泥固体负荷：当为混合污泥时，污泥固体负荷为2580kgSS/(m2.d)，本设计取qs=25 kgSS/(m2.d)。（4）污泥浓缩时间：浓缩时间不宜小于12h，但也不要超过24h，以防止污泥厌氧腐化，本设计取浓缩时间T=17h。（5）贮泥时间：定期排泥时，贮泥时间t=4h。（6）集泥设施，辐流式污泥浓缩池的集泥装置，当采用吸泥机时，池底坡度可采用0.003，当采用刮泥机时，不宜小于0.01，不设刮泥设备时，池底一般有污泥斗，其污泥斗与水平面的倾角应不小于55。本设计采用刮泥机，池底坡度取i=0.06。（7）进泥浓度：取c=10g/L。（8）浓缩池固体通量M为0.510 kg/(m2.h)，本设计取1.0 kg/(m2.h),即24 kg/(m2.d) 14。（9）设计2座污泥浓缩池，每座的设计进泥量：Qw=83.022=41.51m3/d=1.73m3/h4.10.2 浓缩池的计算（1）单一浓缩池面积：，则半径：R=17.303.14=2.35 m。（2）浓缩池有效水深：取。（3）排泥量与存泥容积：浓缩后排出含水率P297.0的污泥，则： ，按4h贮泥时间计泥量，则贮泥区所需容积： ，泥斗容积：V3=蟺h43r12+r1r2+r22=3.14脳1.23(，式中：h4为泥斗的垂直高度，取1.2 m。 r1：泥斗的上口半径，取1.175 m。 r2：泥斗的下口半径，取0.5 m。设池底坡度为0.06，池底坡降与池底可贮泥容积忽略不计。（3）浓缩池总高度：浓缩池的超高h2取0.30m，缓冲层高度h3取0.30m，则浓缩池的总高度： H=h1+h2+h3+h4=3.4+0.3+0.3+1.2=5.2m（4）浓缩池排水量： Q=Qw-Qw,=1.73-0.58=1.15 m3/h。4.10.3刮泥机的选择刮泥机，是一种排泥设备。组成部分：刮泥机由桁车、刮泥耙、撇渣板、驱动装置和自控柜等到组成。分类：刮泥机主要有中心传动刮泥机、周边传动刮泥机。中心传动刮泥机主要由工作桥、传动装置、稳流筒、传动轴、刮臂、刮泥板等组成。该机设有横跨池子的固定平台，工作时其整机载荷都作用在工作桥中心；污水经池中心稳流筒均流到四周。随着过流面积增大而