新塘新世界花园三期工程生活污水处理工程设计方案.doc

新塘新世界花园三期工程生活污水处理工程 (1000m3/d ) 设 计 方 案 广州番禺合诚实业有限公司 Guangzhou Panyu Hecheng Industry CO.,LtD. 二 00 五年九月二十日 工程名称： 住宅小区生活污水处理工程 设计规模： 1000m3/d 设计单位： 广州番禺合诚实业有限公司 主要设计人主要设计人： 工工 艺：艺： 夏昌建 高级工程师 张小平 工程师 土土 建：建： 何正强 工程师 电气及自控：电气及自控： 廖四春 工程师 李永胜 工程师 经经 济：济： 陈志光 预算员 方案制作校 对审 核批 准 目目 录录 一.工程概况：.1 二.设计基础：.1 2.1 设计依据.1 2.2 设计原则.3 2.3 设计水量.3 2.4 设计水质.3 2.5 排放标准.4 三.处理工艺的选择.4 3.1 常规二级处理工艺.4 3.2 污水脱氮除磷.6 3.2.1 污水脱氮.6 3.2.2 污水除磷.7 3.2.3 生物脱氮除磷工艺的可行性.10 3.3 污水处理生物除磷脱氮工艺比选.13 四.污泥处理工艺.13 五.处理工艺流程及说明.14 六.污水处理工艺设计.18 6.1 格渣池.18 6.2 调节池.19 6.3 CASS 反应池 .20 6.4 曝气设备.21 6.5 污泥处理设施.23 6.6 风机房.23 七.土建工程.23 7.1 站区地质条件.23 7.2 建筑材料及施工要求.24 7.3 结构设计方案.24 八.电气及仪表.24 8.1 设计范围.24 8.2 供配电系统.25 8.3 电缆敷设.25 8.4 供电负荷的计算.25 8.5 电气控制：.26 九.通风降噪及固废处理措施.26 9.1 通风降噪.26 9.2 防臭措施.26 9.3 固废处理措施.26 十.工程概算.27 10.1 土建部分(不含桩基础) .27 10.2 设备和器材 .27 10.3 间接费用 .28 10.4 总投资 .28 十一.技术经济分析 28 11.1 吨水投资:.28 11.2 总装机容量及吨水电耗 .29 11.3 运行费用 .29 11.4 占地面积 .29 住宅小区生活污水处理工程 方案设计说明书 一. 工程概况： 新塘新世界花园三期工程建成投入使用后，每天将排放生活废水 1000m3/d。根据环 保部门的有关规定，须配备生活污水的处理设施，并与主体工程同时设计、同时施工、 同时竣工投入使用，确保污水处理达标排放。 本公司根据建设单位提供的有关资料，对该住宅区的生活污水进行方案设计，以供 各方决策参考。 二. 设计基础： 2.1 设计依据 1) 中华人民共和国环境保护法 （1989 年 12 月） 2) 中华人民共和国水污染防治法 （1984 年 11 月） 3) 中华人民共和国水污染防治法实施细则 （1989 年 5 月） 4) 建设工程环境保护设计规范 （1987 年 3 月 5) 污水处理设施环境保护、监督管理办法 （1989 年 5 月） 6) 污染物排放许可证管理暂行办法 （1989 年 5 月） 7) 水污染物排放限值 （DB44/26-2001） 8) 污水综合排放标准 （GB8978-1996） 9) 污水排入城市下水道水质标准 （CJ18-86） 10) 室外排水设计规范 （GBJ14-1987） （1997 年版） 11) 给水排水制图标准 （GB/T50106-2001） 12) 给水排水设计基本术语标准 （GBJ125-89） 13) 建筑给水排水设计规范 （GB20015-2003） 14) 总图制图标准 （GB/T50103-2001） 15) 给水排水工程混凝土构筑物变形缝设计规程 （CECS117：2000） 16) 给水排水工程构筑物结构设计规范 （GB50069-2002） 17) 给水排水工程管道结构设计规范 （GB50332-2002） 18) 给水排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规程 （CECS137：2002） 19) 给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程 （CECS138：2002） 20) 混凝土结构设计规范 （GB50010-2002） 21) 混凝土水池软弱地基处理设计规程 （CECS86：96） 22) 建筑结构荷载规范 （GB50009-2001） 23) 地下工程放水技术规范 （GB50108-2001） 24) 构筑物抗震设计规范 （GB50191-93） 25) 室外给水排水和煤气热力工程抗震设计规范 （GB50032-91） 26) 建筑地面设计规范 （GBJ50037-96） 27) 建筑地基基础设计规范 （GB5007-2002） 28) 民用建筑设计通则 （JGJ37-87） 29) 宿舍建筑设计通则 （JGJ36-87） 30) 工业建筑防腐蚀设计规范 （GB50046-95） 31) 建筑结构制图标准 （GB/T-50105-2001） 32) 房屋建筑制图统一标准 （GB/T50001-2001） 33) 建筑制图标准 （GBJ104-87） 34) 民用建筑电气设计规范 （JGJ/T16-92） 35) 供配电系统设计规范 （GB50052-95） 36) 低压配电设计规范 （GB50054-95） 37) 电力装置的继电保护和自动装置设计规范 （GB50062-92） 2.2 设计原则 1) 贯彻国家关于环境保护的基本国策，执行国家的有关政策、法规、规范和标准。 2) 结合排水管网规划进行设计。 3) 采用技术先进、高效节能、管理方便的处理工艺，确保污水处理效果。 4) 在保证污水处理厂出水水质达标排放的前提下，尽量节省工程投资，节约用地、 节约能耗，降低运行成本。 5) 布置紧凑合理，采用埋地式，充分利用空间； 6) 主体构筑物采用钢筋混凝土结构，设备及器材具有一定的耐腐蚀性能； 7) 考虑通风及防噪，噪声低，气味少，避免二次污染； 8) 主体构造物结构、设备、电气质量可靠。 2.3 设计水量 日排水量 1000m3/d,平均处理量 41.7m3/h。 2.4 设计水质 单位：mg/l(PH 无单位) 项 目 PHCODcrBOD5SSNH4-NPO4-P 进水水质68300150200303 2.5 排放标准 执行广东省地方排放标准水污染排放限值GD44/26-2001 第二时段一级标准 单位：mg/l(PH 无单位) 项 目 PHCODcrBOD5SSNH4-NPO4-P 排放标准69 902060100.5 三. 处理工艺的选择 污水处理工艺的选择应根据设计进水水质、处理程度要求、用地面积和工程规模等 多因素进行综合考虑，各种工艺都有其适用条件，应视工程的具体条件而定。 我国目前生活污水普通采用二级生化处理工艺，该法处理效果好，能有效地去除污 水中的 BOD5、COD、SS。 3.1 常规二级处理工艺 在常规二级活性污泥法中，不同的污染物是以不同的方式去除。 1) SS 的去除 污水中的 SS 的去除主要靠沉淀作用。污水中的无机颗粒和有机颗粒靠自然沉淀作 用或靠活性污泥絮体吸附、网络作用，与活性污泥絮体同时沉淀被去除。 污水厂尾水中悬浮物浓度不仅涉及到出水 SS 指标，出水中的 BOD5、COD、TP 等指 标也与之有关。这是因为组成悬浮物的主要是活性污泥絮体，其本身的有机成分就很高， 较高的悬浮物含量会使得水中的 BOD5、COD、TP 均增加。因此，控制污水厂尾水的 SS 指标是最基本的，也是很重要的。 为了降低出水中的悬浮物浓度，应在工程中采取适当的措施，例如采用适当的污泥 负荷以保持活性污泥的凝聚及沉降性能、采用较小的二次沉淀池表面负荷、采用较低的 出水堰负荷、充分利用活性污泥悬浮层的吸附网络作用等。在污水处理方案选用合理、 工艺参数值恰当和单体设计优化的条件下，完全能够使尾水 SS 指标达到出水要求。 2) BOD5的去除 污水的 BOD5的去除是靠微生物的吸附作用和代谢作用，然后将污泥与水进行分离 来完成的。 活性污泥中的微生物在有氧的条件下将污水中的一部分有机物用于合成新的细胞， 将另一部分有机物进行分解代谢以便获得细胞合成所需的能量，其最终产物是 CO2 和 H2O 等稳定物质。在这种合成代谢与分解代谢的过程中，溶解性有机物（如低分子有机 酸等易降解有机物）直接进入细胞内部被利用，而非溶解性有机物则首先被吸附在微生 物表面，然后被酶水解后进入细胞内部被利用。由此可见，微生物的好氧代谢作用对污 水的溶解性有机物和非溶解性有机物都起作用，并且代谢产物是无害的稳定物质，因此， 可以使处理后污水中的残余 BOD5浓度很低。根据国内外有关设计资料，在污泥负荷为 0.3kgBOD5/kgMLSS.d 以下时，就很容易使得出水 BOD5保持在 30mg/l 以下。 3) CODcr 的去除 污水中 CODcr去除的原理与 BOD5基本相同。CODcr 的去除率取决于原污水的可生化 性，它与城市污水的组成有关。 对于那此主要以生活污水及其成分与生活污水相近的工业废水组成的城市污水， BOD5/CODcr比值往往接近 0.5 甚至大于 0.5，污水的可生化性较好，出水 CODcr值可以控 制在较低的水平。而成分主要以工业废水为主的城市污水，或 BOD5/CODcr比值较小的城 市污水，污水的可生化性较差，处理后污水中剩余的 CODcr会较高。本工程可满足出水 CODcr60mg/l。 根据我国现行室外排水设计规范 （GBJ14-87，1997 年修订） ，污水处理厂的处理 率见下表。 污水处理厂的处理效率 处理效率（%） 处理程度处理方法主要工艺 SSBOD5 一级沉淀沉淀 40-5520-30 生物膜法初次沉淀、生物膜法 60-9065-90 二级 活性污泥法初次沉淀、曝气、二次沉淀 70-9065-95 从上表可见，二级活性污泥法的处理效率最高，但常规二级处理工艺仅能有效地去 除 BOD5、COD 和 SS，而对氮和磷的去除是有一定限度的，氮的去除率为 10-20%，磷的 去除率为 12-19%，达不到本工程对氮和磷去除率的要求。因此，必须采用污水脱氮除 磷工艺。 3.2 污水脱氮除磷 常规活性污泥法能满足 CODcr、BOD5、SS 的去除率，但对氮、磷的去除是有一定限 度的，仅从剩余污泥中排除氮、磷，其去除率氮约 10-25%，磷约 12-19%，达不到上述 要求。因此，必须采用污脱氮除磷工艺。 3.2.1 污水脱氮 污水脱氮方法主要有生物脱氮和物理化学脱氮两大类。目前生物脱氮是主体，也是 城市污水处理中常用的方法；物理化学脱氮主要有折点氯化法、选择性离子交换法、空 气吹脱法等。国外从六十年代开始对污水脱氮的方法进行了大量的研究，结果认为物理 化学法脱氮从经济、管理等方面均不适宜在大型污水处理厂中使用，因此，本工程仍以 生物脱氮法为主。 生物脱氮是利用自然界氮的循环原理，采用人工方法予以控制，首先，污水中的含 氮有机物转化成氨氮，而后在好氧条件下，由硝化菌作用就硝酸盐氮，这阶段称为好氧 硝化。随后在缺氧条件下，由反硝化菌作用，并有外加碳源提供能量，使硝酸盐氮变成 氮气逸出，这阶段称为缺氧反硝化。整个生物脱氮过程就是氮的分解还原反应，反应能 量从有机物中获取。在硝化和反硝化过程中，影响其脱氮效率的因素是温度，溶解氧， PH 值以及硝化碳源，生物脱氮系统中，硝化菌增长速度较缓慢，所以，要有足够的污 泥泥龄。反硝化菌的生长主要在缺氧条件下进行，并且要用充裕的碳源提供能量，才可 促使反硝化作用顺利进行。 因此，生物脱氮系统中硝化与反硝化反应需要具备如下条件： 硝化阶段：足够的溶解氧，DO 值在 2mg/l 以上，合适的温度，最好 20，不能低 于 10，足够长的污泥泥龄，合适的 PH 值。 反硝化阶段：硝酸盐的存在，缺氧条件 DO 值 0.2mg/l 左右，充足碳源（能源） ，合 适的 PH 条件。生物脱氮过程如图所示。 异养型细菌 硝化细菌 反硝化细菌+有机物 含氮有机物 NH+4-N NO+3-N N2 生物脱氮过程示意图 3.2.2 污水除磷 污水除磷主要有生物除磷和化学除磷两大类。对于城市污水一般采用牲除磷为主， 必须时辅以化学除磷，以确保出水的磷浓度在标准以内。 1)1) 化学除磷化学除磷 化学除磷是向污水中投加药剂，使药剂与水中溶解性磷酸盐形成不溶性磷酸盐沉淀 物，然后通过固注解分离将磷从污水中去除。按工艺流程中化学药剂投加点的不同，化 学沉淀除磷工艺可分为前置沉淀、同步沉淀和后置沉淀三种类型。前置沉淀的药剂投加 点是初沉池前，形成的沉淀物与初沉污泥一起排除；同步沉淀的药剂投加点设在曝气池 中、曝气池出水处或在二沉池的进水处，形成的沉淀物与剩余污泥一起排除，后置沉淀 的药剂投加点设在二沉池之后的混合池中，形成的沉淀物通过另设的固液分离装置进行 分离。 化学除磷的药剂主要有铁盐、铝盐和石灰。 以硫酸铝和三氯化铁、硫酸亚铁混凝剂为例，金属盐与水中的磷酸盐的反应可以表 示如下： 硫酸亚铁混凝：3Fe2+2PO43-=Fe3(PO4)2 三氯化铁混凝： 主反应：FeCl3+PO43-FePO4+3Cl- 副反应：2FeCl3+3Ca(HCO3)22Fe(OH)3+3CaCl2+6CO2 硫酸铝混凝： 主反应：Al2(SO4)3.14H2O+2PO43-2AlPO4+3SO42-+14H2O 副反应：Al2(SO4)3.14H2O+6HCO3-2Al(OH)3+3SO42-+6CO2+14H2O 可见，铁盐和铝盐均能与磷酸根离子（PO43-）作用生成生成溶性的沉淀物，通过去 除这些难溶性沉淀物去除水中的磷。 按照德国规范 ATVA131 的规定，一般去除 1 kg 磷需要投加深 2.7kg 铁或 1.3kg 铝.对特定的污水,金属盐投加量需要通过试验确定,进水 TP 浓度和期望的除磷率不同, 相应的投加量也不同。 化学除磷方法将增加产泥量，仅由沉淀剂与磷酸根和氢氧根结合生成的干呢量便达 2.3kgTs/KgFe 或 3.6kgTs/kgAl；除此之外，还要考虑其它沉淀物，因此，在实际应用 中按每 kg 用铁量产生 2.5kg 污泥或每 kg 用铝量产生 4.0kg 污泥来计算泥量。 在初沉池投加化学药剂，初沉池产泥量将增加 50-100%，如设后续生物处理，则全 厂污泥量增加 60-70%；在二沉池投药，活性污泥量增加 35-45%，全厂污泥量将增加 10-25%。因此，化学药剂的投加使沉淀污泥的产量增加、浓度降低、污泥体积增大，使 污泥处理的难度增加。采用化学除磷时还应考虑污泥处理与处置的费用。 2)2) 生物除磷生物除磷 磷常以磷酸盐（H2PO4-、HPO42-、PO43-）聚磷酸盐和有机磷的形式存在于废水中，生 物除磷就是得用聚磷菌一类的细菌，在厌氧状态释放磷，在好氧状态从外部摄取磷，并 将其以磷合形态贮藏在体内，形成高磷污泥，排出系统，达到从废水中除磷的效果。 生物除磷主要是通过排出剩余污泥而去除磷的，因此，剩余污泥多少将对脱磷效果 产生影响，一般污泥龄短的系统产生的剩余污泥量较多，可以取得较高的除磷效果。有 报道称，当泥龄为 30d 时，除磷率为 40%，泥龄为 17d 时，除磷率为 50%，而当泥龄降 至 5d 时，除磷率达 87%。 大量的试验观测资料已经完全证实，在生物除磷工艺中，经过厌氧释放磷酸盐的活 性污泥，在好氧状态下有很强的吸磷能力，也就是说，磷的厌氧释放是好氧吸磷和除磷 的前提，但并非所有磷的厌氧释放都能增加污泥的好氧吸磷，磷的厌氧释放可以分为二 部分：有效释放和无效释放，有效释放是指磷被释放的同时，有机物被吸收到细胞内， 并在细胞内贮存，即磷的释放是有机物吸收转化这一耗能过程的偶联过程。无效释放则 不伴随有机物的吸收和贮存。内源损耗，PH 变化，毒物作用引起的磷的释放均属无效 释放。 在除磷（脱氮）系统的厌氧区中，含聚磷菌的回流污泥与污水混合后，在初始阶段 出现磷的有效释放，随着时间的延长，污水中的易降解有机物被耗完以后，虽然吸收和 贮存有机物的过程基本上已经停止，但微生物为了维持基础生命活动，仍将不断分解聚 磷，并把分解产物（磷）释放出来，虽然此时释磷总量不断提高，但单位释磷量所产生 的吸磷能力随无效释放量的加大而降低。一般来说，污水污泥混合液经过 2 小时厌氧后， 磷的释放已甚微，在有效释放过程中，磷的释放量与有机物的转化量之间存在着良好的 相关性，在有效释放过程中，磷的厌氧释放可使污泥的好氧吸磷能力大大提高，每厌氧 释放 1mgP，在好氧条件下可吸收 2.0-2.4mgP，厌氧时间加长，无效释放逐渐增加，平 均厌氧释放 1mgP 所产生的好氧吸磷能力将降至 1mgP 以下，甚至达到 0.5mgP。因此， 生物除磷并非厌氧时间越长越好，同时在运行管理中要尽量避免 PH 的冲击，否则除磷 能力将大幅度下降，甚至完全丧失，这主要是由于 PH 降低时，会导致细胞结构和功能 损坏，细胞内聚磷在酸性条件下被水解，从而导致磷的快速释放。 一般情况下，厌氧区的水力停留时间 1-1.5hr 即可满足要求。 根据设计进水水质和要求达到的出水水质标准，本工程最合适的处理工艺是生物脱 氮除磷工艺，在满足生物脱氮除磷要求的前提下，BOD5、COD 和 SS 的去除都可以满足排 放标准的要求。 3.2.3 生物脱氮除磷工艺的可行性 污水生物处理是以以污水中所含污染物作为营养源，利用微生物的代谢作用使污染 物被降解，污水得以净化。因此对污水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。 研究污染物可生化性的目的在于了解污染物质的分子结构能否在生物作用下分解到 环境所允许的结构形态，以及是否有足够快的分解速度。所以对污水是行可生化性研究 只研究可否采用生物处理，并不研究分解成什么产物，即使有机污染物被生物污泥吸附 而去除也是可以的，因此在停留时间较短的处理设备中，某些物质来不及被分解，允许 其随污泥排放处理。事实上，生物处理并不要求将有机物全部分解成 CO2、H2O 和硝酸盐 等，而只要求将水中污染物去除到环境所允许的程度。 污水可生物处理的衡量指标 1) BOD5/COD BOD5和 COD 是污水生物处理过程中常用的两个水质指标，用 BOD5/COD 值评价污水 的可生化性是广泛采用的最为简易的方法，一般情况下，BOD5/COD 值越大，说明污水可 生物处理性越好，综合国内的研究成果，可参照下表所列的数据来评价污水的可生物降 解性能。 污水可生化性评价参考数据 BOD5/COD0.450.3-0.450.2-0.33-5，即可认为污水有足够的碳源供 反硝化菌利用，本工程 NH3-N 为 30mg/l，TN 可取 40mg/l，BOD5/TN=3.75，属于碳源较 允足污水。 3) BOD5/TP 该指标是鉴别能否采用生物除磷的主要指标，一般认为，较高的 BOD5负荷可以取 得较大的除磷效果，进行生物除磷的低限是 BOD5/TP=20，有机基质不同对除磷也有影响。 一般低分子易降解的有机物诱导释放的能力较强，高分子难降解的有机物诱导磷释放的 能力较弱。而确释放得越充分，其摄取量也就越大，本工程 BOD5/TP=50，可以采用生物 除磷工艺。 根据以上分析，住宅小区生活污水可以采用生物法对污水进行脱氮除磷处理。 实际上，生物脱氮除磷工艺对 BOD5：N：P 的要求是指进入曝气池的污水水质，而 不是指原污水水质。因为在设有初沉池的情况下，其比值会有所变化。 按照我国现行设计规范，城市污水处理厂设初沉淀池的停留时间宜为 1.0-2.0h， 初次沉淀池对 BOD5 去除率为 20-30%。德国排水规范（ATV A131）中给出了不同停留时 间的沉淀池对污染物的去除率，见下表。 沉淀池对污染物的去除率 停 留 时 间 项目 0.5-1.0h1.0-1.5h1.5h BOD516.7%25.0%33.0% COD16.7%25.0%33.0% SS42.9%50.0%57.1% N9.1%9.1%9.1% P8.0%8.0%8.0% 按照上表的去除率，本工程若设初沉池，经过初沉池沉淀迫害后的污水（即进入曝 气池的污水）BOD5/N 和 BOD5/P 值见下表。 停留时间(h) BOD5/NBOD5/P 0.5-1.03.4445.30 1.0-1.53.0940.70 1.52.7530.70 将上表中 BOD5/N 和 BOD5/P 值与污水厂进水的比值进行比较，可以发现，对于不同 停留时间的初沉池，其出水 BOD5/N 和 BOD5/P 值均下降，初沉池停留时间越长，比值下 降越多。因该比值的下降，会使系统的脱氮除磷效果降低，使出水水质得不到保证。因 此，本工程不设初次沉淀池。 3.3 污水处理生物除磷脱氮工艺比选 目前，用于生活污水处理具有一定脱氮除磷效果的污水处理工艺大致分为两大类： 第一类为按空间进行分割的连续流活性污泥法；第二类为按时间进行分割的间歇式活性 污泥法。 按空间分割的连续流活性污泥法是指各种处理功能如进水、曝气、沉淀、出水在不 同的空间（不同的池子）内完成。目前，较成熟的工艺主要有 A2/O 工艺、氧气沟工艺 及生物膜法等。 按时间分割的间歇式活性污泥法,间歇式活性污泥法，又称序批式活性污泥法，近几 年来已发展多种改良型，主要有：传统 SBR 法、ICEAS 法、CAST 法、Unitank 法等。 以上对各种污水处理工艺进行了分析，从上述各工艺机理的定性分析来看，每种工 艺各有优缺点，均可实现污水脱氮除磷的处理目的。但是考虑到本工程规模较小、只能 采用埋地式、维修简单等具体情况，仅从上述各种工艺中初步筛选出“CASS 工艺”和 “分点进水倒置 A2/O”两个方案较为合适，进一步考虑投资及运行费用，推荐采用 CASS 工艺作为本项目的最佳方案。 四. 污泥处理工艺 以前，对于住宅小区的生活污水排放要求较低，大多不考虑脱氮除磷，因此较多采 用生物膜法工艺，产生的污泥量较少，经过酸化水解后，大幅度减容，稳定化的污泥定 期清除，无须另建污泥处理设施。随着经济的发展，对环保的要求越来越严格，按照广 东的有关规定，排放污水没有纳入市政污水处理厂的住宅小区，必需自建污水处理设施， 并达到水污染排放限值脱氮除磷的要求，因此处理工艺必需选取脱氮除磷工艺，因 此污泥的产量也大增，必需及时排出，否则影响磷的达标排放，因此小区污水处理站的 污泥处理必须慎重考虑。 通常，生活污水处理厂完善的污泥处理工艺为： 剩余污泥污泥浓缩污泥消化污泥脱水泥饼外运 由于本工程污水处理工艺采用生物脱氮除磷工艺，污泥龄较长，污泥性质较为稳定， 剩余污泥量较少，可不设污泥消化系统，以节省基建投资和方便管理。若采用消化处理， 需增加消化池、加絷、搅拌和沼所利用等一系列构筑物及设备。 污泥脱水设施操作环境恶劣，若脱水后的污泥外运不及时，或清洁卫生工作做得不 好不勤，将会产生臭气，影响小区环境，同时考虑到污泥总量不大，因此采用简易污泥 处理工艺，剩余污泥排入污泥池微氧酸化，同时投加脱磷剂，固定磷酸盐，上清液返回 调节池继续处理，累积在池底的稳定化污泥定期用市政车吸出外运做堆肥或填埋。 剩余污泥含有细菌、病原微生物、寄生虫卵、重金属离子等有毒物质和氮、磷、钾 等有用物质，需要及时处理和处置，以达到变害为利，综合利用和保护环境的目的。 根据实际情况，污泥最终处置可以考虑采用两种方法：一是将脱水泥饼运送至城市 垃圾处理厂，与城市垃圾一并进行卫生填埋；二是将脱水泥饼直接运至农村，与生活垃 圾、杂草等混合厌氧堆肥，经无害化稳定后，用作农肥。 五五. 处理工艺流程及说明处理工艺流程及说明 餐厅废水隔油池 除磷剂 空气 生活杂排水格渣池调节池提升泵生物选择区CASS 反应池清水池排放 粪便污水化粪池 回流泵 底物定期清理 空气污泥浓缩池脱磷剂 底泥吸出填埋或作堆肥 住宅小区的营业餐厅废水首先经过隔油池除去浮油和食物残渣，粪便污水经化粪池 消化后，与其它生活杂排水一同排入污水处理站。混合后的生活污水经格渣池除去较为 粗大的杂物，避免堵塞下游的水泵而烧坏电机。由于住宅小区采用雨污分流，且排水总 量不大，为了简化操作，不另设沉砂设施，直接利用格渣池作为沉砂池，沉降下来的泥 沙与格渣池的底泥一道定期清理。污水排入调节池，进行水质水量的调节，然后经提升 泵提升到 CASS 池处理。 CASS 工艺是于 1968 年由澳大利亚开发的一种间歇运行的循环式活性污泥法，是 SBR 工艺的一种变型。1976 年建成了世界上第一座 CASS 工艺的污水处理厂，随后在日 本、加拿大、美国和澳大利亚等得到了广泛推广应用。目前，在全世界已建成投产了 300 座 CASS 工艺污水处理厂。1986 年。美国环保局正式将该工艺列为革新技术。1988 年，在计算机技术的支持下，使该工艺进一步得到发展和推广，成为目前计算机控制系 统非常先进的生物脱氮除磷工艺。 每个 CASS 反应器由三个区域组成，即生物选择区、兼氧区和主反应区。 生物选择区是设置在 CASS 前端的小容积区（容积约为反应器总容积的 10%） ，水力 停留时间为 0.5-1h，通常在厌氧或兼氧条件下运行。生物选择器是根据活性污泥反应 动力学原理而设置的。通过主反应区污泥的回流并与进水混合，不仅充分利用了活性污 泥的快速吸附作用而加速对溶解性底物的去除，并对难降解有机物起到良好的水解作用， 同时可使污泥中的磷在厌氧条件下得到有效的释放。在完全混合反应区之前设置选择器， 还有利于改善污泥的沉降性能，防止污泥膨胀问题的发生。此外，选择器中还可发生比 较显著的反硝化作用（回流污泥混合液中通常含 2mg/l 左右的硝态氮） ，其所去除的氮 可占总去除率的 20%左右。选择器可定容运行，亦可变容运行，多池系统中的进水配水 池也可用作选择器。由主反应区向选择区回流的污泥量一般以每天将主反应器中的污泥 全部循环一次为依据而确定其回流比。 兼氧区不仅具有辅助生物选择区对进水水质水量的缓冲作用，同时还具有促进磷的 进一步释放和强化氮以硝化的作用。 主反应区是最终去除有机底物的主场所。运行中，通常将主反应区的曝气强度加以 控制，以使反应区内处理好氧状态，而活性污泥结构内部则基本处于缺氧状态，溶解氧 向污泥絮体的传递受到限制，而硝态氮从污泥内向主体溶液的传递不受限制，从而使主 反应区中同时发生有机污染物的降解以及同步硝化和反硝化作用。 污水连续不断进入选择区，微生物通过酶的快速转移机理，迅速吸附污水中约 85% 左右的可溶性有机物，经历一个高负荷的基质快速增长过程，对进水水质、水量、PH 值和有毒有害物质起到较好的缓冲作用，污水再通过隔墙底部的连接口进入主反应池， 经历一个较低负荷的基质降解过程，并完成泥水分离。 CASS 工艺的运行模式与传统 SBR 法类似，由进水、反应、沉淀和出水及必要的闲置 等五个阶段组成。从进水到出水结束作为一个周期，每一过程均按所需的设定时间进行 切换操作，其每一个周期的循环操作过程如下： 充水/曝气 在曝气时同时充水，充水/曝气时间一般占每一循环周期的 50%，如要用 4 小时循环 周期，则充水/曝气为 2 小时。 沉淀 停止进水和曝气，沉淀时间一般采用一小时，形成凝絮层，上层为清液。高水位时 MLSS 约为 3.0-4.0g/l，沉淀后可达 10g/l。 撇水 继续停止进水和曝气，用表面撇水器排出，撇水器为整个系统中的关键设备，撇水 器根据事先设定的高低水位由限位开关控制，可用变频马达驱动，有防浮渣装置，使出 水通过无渣区经堰板和管道排出。 闲置 在实际运行中，撇水所需时间小于理论时间，在撇水器返回初始位置三分钟后即开 始为闲置阶段，此阶段可充水。 在 CASS 系统中，一般至少设两个池子，以使整个系统能接纳连续的进水，因此在 第一个池子进行沉淀和撇水时，第二个池子中进行充水/曝气过程，使两个池子交替运 行。为防止进水对沉淀的干扰和出水水质的影响，一般在沉淀和撇水时须停止进水和曝 气。与传统的污泥法相比，CASS 工艺有下述特点： 出水水质好 污水流入预反应区，活性污泥在高负荷条件下强化了生物吸附作用，并促使了微生 物的增殖，有效地抑制了丝状菌的繁殖。整个反应池内微生物一直可保持较高浓度，低 水位时其 MLSS 常控制在 4-5g/l 左右，低食料比使处理过程较为稳定彻底。 池内污水的流速为 0.03-0.05 米/分。即使有一个小部分水在滗水阶段后期进入主 反应池。也因经过污泥沉降层的阻挡而改变了运行的方向，不会形成短流。 反应池在沉淀时起沉淀作用。由于此阶段已停止曝气，只有进水而无出水，沉淀过 程处理半静止状态。其水力负荷为 0.3-0.5m3/m2.hr，固体表面负荷值为 10-15kg/ m2.hr。因此污泥沉淀 时间充分。固液分离效率高。 通过控制合适的曝气、停气，为硝化细菌和反硝化细菌创造了适宜的反硝化脱氮条 件。此外还利用污泥在厌氧和好愧疚的不同环境中吸收和贮藏磷的能力达到除磷的目的。 对冲击负荷的适应性强 CASS 反应池可以通过调节池周期来适应进水量和水质的变化。已有的运行资料表明， 在流量冲击和有机负荷冲击超过设计值 2-3 倍时，处理效果仍然令人满意。 活性污泥性能好 已有的运行资料表明，SBR 工艺中活性污泥沉降指数 SVI 均小于 150，已建成的处 理厂中从未发生污泥膨胀的异常现象。 投资和占地面积小 CASS 工艺不设初沉池、二沉池、污泥消化池等构筑物。污泥不需回流，减少了构筑 物及管道。其投资和占地面积大大减少。 能耗低 CASS 技术是一种改进的延时曝气系统，运行时，曝气时间短，氧利用率高，且无污 水回流设备，故其能耗较低。 CASS 池产生的剩余污泥定期排入污泥浓缩池，通过浓缩，同时投加脱磷剂固定其 中的磷酸盐，避免污泥中的磷释放到污水中，上清液返回调节池处理，底泥定期吸出填 埋或作堆肥。 六. 污水处理工艺设计 6.1 格渣池 1) 功能：拦截污水中较大的悬浮物及漂浮物、沉淀泥砂。 2) 设计参数： 总变化系数： 设计流量：Qmax=1.94200024=161.7m3/h 进水管管底标高：-1.30m（地坪为0.00） 过栅流速: 0.6-1.0m/s 栅前水深：0-1750mm 栅条缝隙：5mm 安装角度: 90。 格渣池：4.8m4.0m2.75m 3) 主要设备 人工格栅：B=1000,L=1500，b=5,1 个 94. 1 72 . 2 108. 0 Q KZ 清渣耙：1 把 4) 运行方式 人工定时清渣。 6.2 调节池 1) 功能：调节水量、水质，减小冲击负荷。 2) 设计参数 水力停留时间：5.6h 有效容积：233.4m3 有效水深：2.5m 调节池池顶标高：-0.50m 调节池深度：2.75m 调节池尺寸：4.8m22.4m2.75m,建筑容积 268.80m3 1) 主要设备 提升泵：80QW40-10-2.2,2 台，1 用 1 备 Q=40 m3/h, H=10m，N=2.2KW 水位浮球开关：2 只 2) 运行方式 提升泵手动控制，或根据 PLC 程序控制自动运行。 6.36.3 CASSCASS 反应池反应池 1)1) 功能：去除有机污染物，脱氮出磷，确保出水达标排放。功能：去除有机污染物，脱氮出磷，确保出水达标排放。 2)2) 设计参数设计参数 冬季最低设计水温：冬季最低设计水温：10 出水溶解性出水溶解性 BOD5：6.41mg/l 好氧泥龄：好氧泥龄：10d 缺氧泥龄：缺氧泥龄：2.3d 反应泥龄：反应泥龄：10.3d 总泥龄总泥龄: 18.9d MLSS 浓度：浓度： 4400mg/l BOD5去除量去除量： 150kg/d 曝气池污泥负荷：曝气池污泥负荷：0.084kgBOD0.084kgBOD5 5/kgMLSS.d/kgMLSS.d 总氮负荷：总氮负荷：0.0250.025 kgTN/kgMLSS.dkgTN/kgMLSS.d 总磷负荷：总磷负荷：0.0150.015 kgTP/kgMLSS.dkgTP/kgMLSS.d 污泥产量：夏季污泥产量：夏季 51kgSS/d,51kgSS/d,冬季冬季 43kgSS/d43kgSS/d CASSCASS 池有效容积：池有效容积： 602.5m602.5m3 3 污泥停留时间污泥停留时间: 18.9d CASSCASS 分组：分组：2 2 组运行组运行 CASSCASS 运行周期：运行周期：4h,4h,反应反应 2.6h2.6h，沉淀，沉淀 0.8h0.8h，滗水，滗水 0.6h0.6h CASSCASS 尺寸：尺寸：.4.8m22.4m3.25m,2.4.8m22.4m3.25m,2 组组, ,建筑容积建筑容积 698m698m3 3 滗水安全高度：滗水安全高度：0.2m0.2m 滗水保护层高度滗水保护层高度 0.25m0.25m 平均污泥沉降速度：平均污泥沉降速度：1.134m/h1.134m/h 40min40min 内污泥沉降高度：内污泥沉降高度：1.11m1.11m 实际污泥沉降时间：实际污泥沉降时间：1.23h1.23h 实际污泥沉降高度：实际污泥沉降高度：1.27m1.27m 滗水深度：滗水深度：0.80m0.80m 每周期排水量：每周期排水量：84m84m3 3 每周期每池滗水速度：每周期每池滗水速度：92.4m92.4m3 3/h(/h(考虑考虑 10%10%的余量的余量) ) 排水管底标高：排水管底标高：-1.50m-1.50m CASSCASS 池顶盖标高：池顶盖标高：0.00mm0.00mm 3)3) 主要设备主要设备 浮筒式滗水器：浮筒式滗水器：HLB-100-0.8-0.2,2 套套 100m3/h,DN250 电动排水阀：电动排水阀：D971X-DN250,802.60-1,IP67, 2 只只 回流泵：回流泵：50QW20-7-0.75,250QW20-7-0.75,2 台，台，1 1 用用 1 1 备备 Q=20Q=20 m m3 3/h,/h, h=7mh=7m，N=0.75KW,N=0.75KW, 4)4) 运行方式运行方式 手动控制运行，或根据 PLC 程序运行。 6.46.4 曝气设备曝气设备 1)1) 功能：鼓风曝气，提供微生物活动所需的氧。功能：鼓风曝气，提供微生物活动所需的氧。 2)2) 设计参数设计参数 平均需氧量平均需氧量(AOR)： 212.5kgO2/d C WV C WV ee NVNV TNTNQLLQAOR . 42 . 1 . 12 . 0 )(57 . 4 )(47 . 1 00 从曝气池溢出的氧含量百分率（从曝气池溢出的氧含量百分率（%）：）：Qt=19.3 )1.(2179 )1.(21 A A T E E O （EA=10%） 清水状态下曝气池的氧平均浓度：清水状态下曝气池的氧平均浓度： CSW=10.00mg/l（曝气深度（曝气深度 2.7m） ) 6 . 202 8 . 9 3 . 101 42 ( HO CC t SSW 实际曝气池混合液溶解氧浓度（实际曝气池混合液溶解氧浓度（C）：）：C=2mg/l 标态需氧量标态需氧量(SOR): 冬季：冬季：SOR=352.5kgO2/d; 夏季：夏季：SOR=425kgO2/d )( .024 . 1 max20 )20( CC AORC SOR SW T 标态需气量标态需气量(GS): 冬季冬季 GS=13080m3/d=9.1 m3/min 夏季夏季 GS= 15730m3/d=10.9 m3/min A S E SOR G .27 . 0 每周期每池最大需气量：每周期每池最大需气量： 10.9m3/min 3)3) 主要设备：主要设备： 可变孔微孔曝气软管：可变孔微孔曝气软管： 250m 曝气头氧利用率曝气头氧利用率 10% 曝气量：曝气量：3m3/h.m 阻力损失：阻力损失： 1.92kpa 三叶鼓风机：三叶鼓风机： SSR-125, 2