混凝深度处理城市污水厂初步设计

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（ CASS）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 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 200000m3 / 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 use 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, PH, 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 management and it is 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 water quality of receiving water, and indirectly produce economic benefits and promote sustainable economic development. Key word: sewage treatment plants； CASS process； depth coagulation 目 录 摘 要 . I Abstract. II 第一章 绪 论 . 1 1.1 设计的目的及意义 . 1 1.2 设计指导思想 . 1 1.3 设计的内容及要求 . 1 1.3.1 主要内容 . 1 1.3.2 要求 . 2 1.4 国内外发展概况 . 2 1.5 设计依据及原则 . 2 1.5.1 设计依据 . 2 1.5.2 设计原则 . 2 1.6 设计原始资料 . 3 1.6.1 设计规模 . 3 1.6.2 水质指标 . 3 1.6.3 气象资料 . 3 1.6.4 污水排水接纳河流资料 . 3 1.6.5 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 . 4 2.1 设计方案论证 . 4 2.1.1 活性污泥法处理系统有效运行的基本条件是： . 4 2.1.2 环境因素对微生物生长的影响 . 4 2.2 原污水可生化性分析 . 5 2.3 污水处理程度的确定 . 5 2.3.1 水质情况 . 5 2.3.2 处理程度计算 . 6 2.4 污水处理厂工艺方案比选 . 7 2.4.1 推流式活性污泥法工艺 . 7 2.4.2 传统氧化沟工艺 . 7 2.4.3 CASS 工艺 . 8 2.4.4 工艺方案选择 . 10 第三章 二级处理单元构筑物的设计计算 . 11 3.1 粗格栅设计计算 . 11 3.1.1 设计说明 . 11 3.1.2 栅前明渠宽度 . 11 3.1.3 栅条的间隙数 . 11 3.1.4 栅槽宽度 . 12 3.1.5 进水渠道渐宽部分的长度 . 12 3.1.6 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度 . 12 3.1.7 过栅水头损失 . 12 3.1.8 栅后槽总高度 . 13 3.1.9 栅槽总长度 . 13 3.1.10 每日栅渣量计算 W . 13 3.2 泵站的设计计算 . 13 3.2.1 泵房规范要求 . 13 3.2.2 污水泵计算 . 14 3.2.3 集水池 . 14 3.3 细格栅设计计算 . 15 3.3.1 设计说明 . 15 3.3.2 栅前明渠宽度 . 15 3.3.3 栅条的间隙数 . 15 3.3.4 栅槽宽度 . 16 3.3.5 进水渠道渐宽部分的长度 . 16 3.3.6 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度 . 16 3.3.7 过栅水头损失 . 16 3.3.8 栅后槽总高度 . 17 3.3.9 栅槽总长度 . 17 3.3.10 每日栅渣量计算 W . 17 3.4 沉砂池的设计计算 . 17 3.4.1 沉砂池的选择 . 17 3.4.2 沉砂池设计计算一般规定 . 18 3.4.3 设计参数 . 18 3.4.4 设计计算 . 18 3.5 CASS 池设计计算 . 19 3.5.1 基本设计参数 . 20 3.5.2 污泥负荷率 . 20 3.5.3 曝气 时间 . 20 3.5.4 沉淀时间 TS . 20 3.5.5 排水时间 TD . 21 3.5.6 周期数的确定 . 21 3.5.7 进水时间 TF . 21 3.5.8 CASS 池运行模式 . 21 3.5.9 CASS 池容积及构造尺寸 . 22 3.5.10 复核出水溶解性 BOD5 . 23 3.5.11 潜水搅拌器 . 24 3.5.12 曝气系统设计计算 . 24 3.5.13 供气量的计算 . 25 3.5.14 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 . 28 4.1 工艺技术路线方案： . 28 4.2 关键技术难点及解决方案： . 28 4.3 混凝剂的配制与投加 ： . 28 4.4 机械搅拌澄清池的设计说明 ： . 29 4.5 清水池的设计说明 ： . 29 4.6紫外消毒渠道 . 29 4.6.1 紫外消毒渠道的功能 . 29 4.6.2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 . 32 5.1 混凝剂的配制与投加 ： . 32 5.2 机械搅拌澄清池的设计计算 ： . 33 5.3 污水计量设备 . 36 第六章 产泥量及排泥系统 . 37 6.1产泥量 . 37 6.2排泥系统 . 37 6.3 污泥回流 . 38 6.3.1设计说明 . 38 6.3.2回流污泥泵设计选型 . 38 6.4 重力浓缩池设计计算 . 38 6.4.1设计参数 . 39 6.4.2 设计与计算 . 39 6.5 贮泥池 . 41 6.6消化池 . 41 6.6.1消化池容积计算 . 41 6.6.2消化池各部分表面积计算 . 42 6.6.3消化池热工 计算 . 42 6.7污泥脱水设备 . 43 6.8附属构筑物 . 44 6.9主要构筑物 . 45 第七章 污水处理厂配套工程设计 . 46 7.1 厂区平面设计 . 46 7.1.1 平面布置原则 . 46 7.1.2 平面布置 . 46 7.2 厂区高程设计 . 47 7.2.1 高程布置注意事项 . 47 7.2.2 高程计算 . 47 第八章 环境保护及劳动卫生 . 51 8.1 项目施工期对环境影响及对策 . 51 8.1.1 项目施工期对环境的影响 . 51 8.1.2 施工期对环境影响的对策 . 52 8.2 项目运营期对环境影响及对策 . 53 8.2.1 项目运营期对环境的影响 . 53 8.2.2 运营期环境影响的对策 . 53 8.3 劳动保护与安全生产 . 54 第九章 工程投资估算及效益分析 . 55 9.1投资估算 . 55 9.1.1估算范围 . 55 9.1.2.编制依据 . 55 9.1.3投资估算 . 55 9.2 运行成本估算 . 57 9.2.1 成本估算的有关单价 . 57 9.2.2运行成本估算 . 57 9.2.3 运行成本核算 . 58 结 论 . 59 致 谢 . 60 参考文献 . 61 第一章 绪论 1 第一章 绪 论 1.1 设计的目的及意义 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（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。 广东石油化工学院本科毕业设计：混凝深度处理城市污水厂初步设计 2 （ 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； 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 GBJ14-87 2、 地表水环境质量标准 GB3838-2002 3、工业企业厂界噪声标准 GB12348-90 4、 泵站设计规范 GB/T 50265-97 5、 城镇污水处理厂污染物排放标准 GB18918-2002 6、给水排水设计规范 GBJ15-88 1.5.2 设计原则 污水处理工程设计过程当中应遵循下列原则： 第一章 绪论 3 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=200000m3 /d； 设计最大 时 流量 Qaxm =9000m3 /h。 2）进 水水质 CODCr ： 250mg/L， BOD5 ： 150mg/L， SS： 200mg/L， pH=7.08.5 2、 污水处理要求 污水拟经过 二级处理 后应符合以下具体要求： CODCr 100mg/L， BOD5 30mg/L， SS 30mg/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， BOD5 10mg/L， SS 10mg/L， pH=6.59 1.6.3 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 5.00.9 。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。 广东石油化工学院本科毕业设计：混凝深度处理城市污水厂初步设计 4 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。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 20 37 。 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：引起细胞膜电荷第二章 污水处理厂二级处理工艺方案的选择 5 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/ CODCr 0.6 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 CrCOD 5BOD SS PH 进水（ mgL ） 250 150 200 7.08.5 广东石油化工学院本科毕业设计：混凝深度处理城市污水厂初步设计 6 出水（ mgL ） 100 30 30 6.59.0 回用水 （ mgL ） 50 10 10 6.59.0 处理水量 :200000 3m /d ； 最大 小时 流量 Q max=9000m3/h 总变化系数 : Kz =1.2 2.3.2 处理程度计算 1、crCOD的去除率 : 二级处理： = 100250 100250 =60% 三级处理： = 100250 50250 =80% 2、5BOD的去除率 : 活性污泥处理系统中的5BOD值是由残存的溶解性5BOD(Se)和非溶解性的5BOD组的 , 非溶解性5BOD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5BOD,非溶解性5BOD将污泥一起经沉淀而去除。 进入 CASS 应池的5BOD浓度0S=150。 出水中非溶解性的 BOD5值为： BOD5=7.1bXaCe 式中： Ce- 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 Xa-活性微生物在水中所占的比率，取 0.4 代入各值，得 BOD5=7.1 0.08 0.4 30=6.82 因此，出水中溶解性 BOD5为 二级出水： 30-6.82=23.12 三级出水： 10-6.82=3.12 则 BOD5的去除率为：二级处理： （ 150-23.12） 150 100%=84.6% 三级处理： （ 150-3.12） 150 100%=97.9% 3、 SS 的去除率 二级处理： %85%100200 30200 三级处理： %95%100200 10200 第二章 污水处理厂二级处理工艺方案的选择 7 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。 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，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。 初沉池 曝 气 池池 二 沉 池池池 广东石油化工学院本科毕业设计：混凝深度处理城市污水厂初步设计 8 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、 CASS 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，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 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 第二章 污水处理厂二级处理工艺方案的选择 9 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。 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 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 2 7 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。去除 1进水 沉砂池 CASS 池 回流污泥 剩余污泥 格栅 三级处理 图 2.3 CASS 工 艺流程图 广东石油化工学院本科毕业设计：混凝深度处理城市污水厂初步设计 10 BOD 产生 0.2 0.3 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；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。 第三章 二级处理单元构筑物的设计计算 11 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）： hmQ /9 0 0 0 3m ax smQ /5.2 3m ax sLQ /2500max 3.1.2 栅前明渠宽度 B1 = NhvQ 11 max 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 v1 =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=3 B1 = NhvQ 11 max=36.00.1 5.2 =1.40 m 3.1.3 栅条的间隙数 b h vQn s i nm ax 式中 Qmax 最大设计流量， Qmax =2.5 m3/s 格栅倾角，取 60 b 栅条间隙， m，取 b 40 mm n 栅条间隙数，个 h 栅前水深， m，取 h 0.6 m v 过栅流速， m/s，取 v 8.0 m/s。 则 8.06.0040.060s in5.2n 121 个 广东石油化工学院本科毕业设计：混凝深度处理城市污水厂初步设计 12 3.1.4 栅槽宽度 设栅条宽度 S 10 mm（ 0.01m） 则栅槽宽度 B S(n-1)+bn 0.01(121-1)+0.040121 6.04 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） FH1300 2000 40 1336 1.5 60 2.5 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=20。 111 2 tg BBL =20240.180.1 tg = 0.550m 3.1.6 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度 212 LL =247.0=0.275m 3.1.7 过栅水头损失 01 khh s i n2g20 h 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， 3/4b S ，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。 第三章 二级处理单元构筑物的设计计算 13 kSh s in2gb 23/41 360s i n9 . 8 12 8.00 . 0 4 001.042.2 23/41 h 0.032 m 设计中取 0.10m 3.1.8 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， m h2 栅前渠道超高，一般采用 0.3m 3.1.9 栅槽总长度 tg0.15.0 121hhLLL 06tg9.00.15.0275.0550.0 =3.3 m 3.1.10 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 = 1000864001m ax zK WQ=1000864001max zKWQ = 1 0 0 02.1 8 6 4 0 002.05.2 =3.6 m3/d W0.2 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 0.2 0.3m；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广东石油化工学院本科毕业设计：混凝深度处理城市污水厂初步设计 14 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。 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： 4maxQQb2250 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=HST + 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 /KW 500QW2600-15-160 500 2500 10 740 110 数量： 6 台， 4 用 2 备 3.2.3 集水池 污水泵总提升能力按 Qmax考虑，及 Qmax=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 6025005 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 m2 ，则长度水池宽度取 m6 第三章 二级处理单元构筑物的设计计算 15 mBFL 68.8608.52/ ，取 9m mmBL 69 集水池平面尺寸 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）： hmQ /9 0 0 0 3m ax smQ /5.2 3m ax 3.3.2 栅前明渠宽度 B1 = NhvQ 11 max 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 v1 =1.0m/s h1 明渠内有效水深，取 0.6m N 格栅渠道数 本设计取 N=3 B1 = Nhv Q 11 max=36.00.1 5.2 =1.40 m 3.3.3 栅条的间隙数 b h vQn s i nm ax 式中 Qmax最大设计流量， Qmax = 2.5 m3/s 格栅倾角，取 60 b 栅条间隙， m，取 b 10 mm n 栅条间隙数，个 h 栅前水深， m，取 h 0.6m v 过栅流速， m/s，取 v 1.0m/s。 广东石油化工学院本科毕业设计：混凝深度处理城市污水厂初步设计 16 则 8.06.0010.060s in5.2n 480 个 3.3.4 栅槽宽度 设栅条宽度 S 10 （ 0.01m） 则栅槽宽度 B S(n-1)+bn 0.01(480-1)+0.010480 9.59 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） FH1500 2400 10 1086 1.5 60 2.5 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。 111 2 tg BBL =2024.14.2 tg = 1.37 m 3.3.6 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度 212 LL =237.1=0.68 m 3.3.7 过栅水头损失 01 khh s i n2g20 h 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 ， 3/4b S，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。 第三章 二级处理单元构筑物的设计计算 17 kSh s in2gb 23/41 360s in9 . 8 12 8.00 . 0 1 001.042.2 23/41 h 0.21m 3.3.8 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， m h2 栅前渠道超高，一般采用 0.3m 3.3.9 栅槽总长度 tg h0.15.0 121 hLLL 06tg9.00.15.068.037.1 =4.07 m 3.3.10 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 = 1000864001m ax zK WQ=1000864001max zKWQ = 1 0 0 02.1 8 6 4 0 005.05.2 =9.0 m3/d W0.2 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%，砂粒含水率低于广东石油化工学院本科毕业设计：混凝深度处理城市污水厂初步设计 18 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 30 60s； 3、 进水管 最大流速为 0.3 m/s； 4、 有效水深宜为 1.0 2.0m，池径与池深比宜为 2.0 2.5。 5、 设计水力表面负荷宜为 150 200m3 (m2 h)。 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 hmQ /3 0 0 0 3m ax ，查 污水处理机械设备设计与应用 表 3-3 选用 ZXS30,处理量为 hm /3000 3 ，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。 第三章 二级处理单元构筑物的设计计算 19 表 3.4 钟式沉砂池的选 型规格 （单位 m） 型号 A B C D E F G H J K L 功率 /kw ZXS30 4.87 1.50 0.7 2.00 0.4 2.20 1.00 0.51 0.60 0.80 1.85 1.10 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 /kw LSSF-420 35 0.75 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，废水以推流方式运广东石油化工学院本科毕业设计：混凝深度处理城市污水厂初步设计 20 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： Q 200000m3/d 2、 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) CODCr 250 100 BOD5 150 30 SS 200 30 pH 7 8.5 6.5 9 3.5.2 污泥负荷率 Ns=846.0 70.012.230168.02 fSK e =0.31 Ns-BOD-SS 污泥负荷率， kgBOD5/(kgMLSS d)； K2 -有机基质降解速率常数，一般为 0.0168-0.0281，取 0.0168； Se-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 0.7 3.5.3 曝气时间 TA =XmNSs 024=25005.231.0 15024 =1.55h 式中： TA 曝气时间， h S0 进水平均 BOD5， /L m 排除比 1/m = 1/2.5 X 混合液悬浮固体浓度（ MLSS）： X 3000mg/L 3.5.4 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 = 7.4104tX O /1000000+1.7 (MLSS 3000) Vmax = 4.6104X O/1000000+1.26(MLSS 3000) 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， X0 3000mg/L， 则 第三章 二级处理单元构筑物的设计计算 21 Vmax = 4.6104X O/1000000+1.26=2.70 m/s 沉淀时间 TS 用下式计算 93.07.25.05.2151m ax V mHT S (h） 式中 TS 沉淀时间， h H 反应 池 内水深， m 安全高度，取 0.5m 3.5.5 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 0.5 3.0h。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） 03.698.3 2424 CTn （次） 取 6 次 ，每个周期 4h. 3.5.7 进水时间 TF 224 NTT CF（ 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，其中曝气进行 1.55h，沉淀 0.93h，排水 1.5 h，闲置 0.02h,两个时段进水 。运行方式见表 3.7。 表 3.5.8 CASS池运行方式 时段 1 时段 2 时段 3 时段 4 时段 1 1#池 进水、 曝气 进水、 曝气 沉淀 排水 、静置 2#池 进水、 曝气 进水、 曝气 沉淀 排水 、静置 3#池 沉淀 排水 、静置 进水、 曝气 进水、 曝气 4#池 沉淀 排水 、静置 进水、 曝气 进水、 曝气 广东石油化工学院本科毕业设计：混凝深度处理城市污水厂初步设计 22 3.5.9 CASS 池容积及构造尺寸 图 3.4 cass 池草图 1、 CASS 池容积 V=fXN SSQ s e )( 0= 3 8 9 8 07.0300031.0 )12.23150(2 0 0 0 0 0 m3 式中 Q 平均日流量， m3/d S0进入 CASS 池的污水有机物浓度， mg/L； Se CASS 池排放有机物浓度， mg/L； X混合液悬浮固体浓度， mg/L。 本设计拟将 6 个 CASS 池建成三个模块，每个 模块 2 个 CASS 池 单池容积为 38980 6=6496（ m3） 2、 CASS 反应池的构造尺寸 CASS 反应池为满足运行灵活及设备设备安装需要，设计为长方形，一端为进水区，一端为出水区。 CASS池单池有效水深 H=5m，超高 hC取 1m，保护水深 =0.5m。 单池体积 HLBVii ，取iB=22m 则 L=6496 22 5=59 m 单池面积 A=22 59=1298 m2 池内最高设计水位至滗水器排放最低水位之间的高度为： =3.54 m 参考生活污水 BOD-污泥负荷率与污泥指数 (SVI)值的关系图得知，当NS=0.31kgBOD5/(kgMLSS d),SVI 为 80，则滗水结束时泥面高度为： H3=H X SVI 10 3 =5 2.5 80 10 3 =1.00 滗水水位和泥面之间的安全距离为： H2 =H-(H1 +H3)=5-(3.54+1.00)=0.46 m CASS 池总高度为 :H0=H+1.0=6.0m（超高 1.0m） 变动容积为： V1 =A H1 =1298 3.54=4595 m3 安全容积为： V2 =A H2 =1298 0.46=597 m3 129868 200000211 Ann QH第三章 二级处理单元构筑物的设计计算 23 3、兼氧区计算 预反应区长度为： L1 =0.16L=0.16 59=9.44 m 4、选择器容积计算 污泥回流比为 0.2，选择器的容积是主反应容积的 6%，则选择器长度为： L0=0.06 75.5=3.09m 5、隔墙底部连接口尺寸： 在厌氧区和好氧区的隔墙底部设置连通孔，连通预反应区与主反应区水流， 取孔口数 3n =10，孔口流速为 u=50m/s,则隔墙底部连通孔口尺寸为： v HLBvnn QA 112311 24 式中： H1 设计最高水位至滗水机排放最低水位之间的高度 ， 3.54m； v 孔口流速（ 20-50m/h），取 v=50m/h L1 预反应区的长度， 9.44m。 则： 74.14501)54.344.9225010824 2 0 0 0 0 0(1 A m2 3.5.10 复核出水溶解性 BOD5 根据设计出水水质，出水溶解性 BOD5 应小于 23.12mg/L。本设计中出水溶解性BOD5 nXfTKSSae 2024 24=655.17.030000168.024 15024 =10.2(mg/L） 出水 BOD5 满足设计要求 式中： S0进入 CASS 池的污水有机物浓度， mg/L； K2 -有机基质降解速率常数，一般为 0.0168-0.0281，取 0.0168； X混合液悬浮固体浓度， mg/L； 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 0.7； TA 曝气时间， h； n CASS 池的个数，个； 广东石油化工学院本科毕业设计：混凝深度处理城市污水厂初步设计 24 3.5.11 潜水搅拌器 生物选择器需要进行搅拌使回流污泥与污水充分混合，选用 单机服务深度为4.5，选取 6 台 2300QJB4 型 潜水搅拌机，每池 1 台，只搅拌不曝气。 6 台 2300QJB4潜水搅拌机相关参数见表 3.8。 表 3.5.11 QJB系列潜水搅拌机 型号规格 功率/kw 电机 转速/（ r/min） 叶轮转速/（ r/min） 推力 /N 叶轮直径 /mm 2300QJB3 4 1400 33 281.6 2300 数量： 6 台 3.5.12 曝气系统设计计算 本设计采用鼓风曝气系统。 1、平均时需氧量的计算 vr VXbQSaO 2 式中： 2O -混合液需氧量， kg 2O /d； 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 ； Q-污水流量 (m3)； Sr-经活性污泥微生物代谢活动被降解的有机污染物量 mg/L； b -即每 kg 活性污泥每天自身氧化所需氧量 (kg)； V-曝气池容积 (m3)； vX -挥发性总悬浮固体（ MLVSS）浓度（ g/L）。 查表得： a =0.45， b =0.15，将各参数代入上式则有： 2O (kg/h)=0.45 200000（ 150 30） 10-3+0.15 38980 3000 0.7 10-3 =23078.7 kg/d=961.6 kg/h 2、最大时需氧量的计算 max2O (kg/h)= 0.45 9000（ 150 30） 10-3+0.15 38980 3000 0.7 10-3 24 =997.6 kg/h 3、最大时需氧量与平均时需氧量之比 max2O / 2O =997.6/961.6=1.04 4、每日去除 BOD5值： 200000（ 150-30） 10-3=24000(kg/d) 5、去除 1kgBOD 的需氧量： 23078.7/24000=0.96(kg 2O /kgBOD) 第三章 二级处理单元构筑物的设计计算 25 3.5.13 供气量的计算 标准需氧量的计算公式： 552020210013.1121791214210026.2024.1pEEOOpCCCCCOSO RAAttBTSTsbTTsbS 式中 CS(20) 20 时氧在清水中饱和溶解氧，取 CS(20)=9.17mg/l； 氧总转移系数，取 =0.82； 氧在污水中饱和溶解度修正系数，取 =0.95； 因海拔高度不同而引起的压力系数； p 所在地区大气压力， Pa； T 设计污水温度，本设计冬季 T= 10 ，夏季 T=30 ； Csb(T)设计水温条件下曝气池内平均溶解氧饱和度， mg/L； Cs(T) 设计条件下氧在清水中饱和溶解度； Pb 空气扩散装置处的绝对压力， Pa， pb=p+9.8 103H； H 空气扩散装置淹没深度， m； Ot 气泡离开水面时含氧量， %； EA 空气扩散装置氧转移效率， %，可由设备样本查得； C 曝气池内平均 溶解氧浓度，取 C=(2mg/L)。 本设计 采用网状膜型中微孔空气扩散器，敷设于距池底 0.2m处，淹没水深 4.8m，考虑到最不利的时候水温为 30。 查表得 和 20时，和 30水中饱和溶解氧值为 C)20(s =9.17mg/L ； C)30(s =7.63mg/L 1、空气扩散器出口处的绝对压力（ Pb）的计算式为 Pb(Pa)=1.013 105+9800H=1.013 105+9800 4.7=1.474 105 微孔曝气头氧转移效率 EA为 12%，气泡离开水面时含氧量： Ot%= 100)1(2179 )1(21 aa EE= %100)12.01(2179 )12.01(21 =18.96% 2、 曝气池混合液中平均氧饱和度（按最不利的温度条件考虑） C 74.8)42 26.1810026.2 10405.1(63.7)/( 55)30( Lmgsb 取值 =0.85； =0.95； C=2mg/L； =1.0。 广东石油化工学院本科毕业设计：混凝深度处理城市污水厂初步设计 26 代 入各值，得 R0/(mg/h)= 2030024.10.274.80.195.082.0 17.96.961 =1345.9 相应最大时需氧量为 Rmax0/(mg/h)= 2030024.10.274.80.195.082.0 17.96.997 =1396.2 3、曝气池平均供气量为 7.53408%1221.0 9.134510021.0)/( 03 AS ERhmG 曝气池最大供气量为 8.55404%1221.0 2.139610021.0)/( m ax03 AS ERhmG 去除 1kgBOD5R 供气量（ m BOD/3空气 ）： 53408.7 24/24000=53.4（ m BODkg/3 空气 ） 每 3m 污水的供气量（ 3m 空气 / 3m 污水）： 53408.7 24/200000=6.4 （ 3m 空气 / 3m 污水） 4、曝气系统的计算 表 3.5.13 微孔曝气装 置主要技术参数表 曝气头直径 200 氧利用率 /% 20 30 曝气量/m3/(只 h) 1 3 动力效率/kgO2/(kWh) 3 6 服务面积 /(m2/只 ) 0.3 0.5 孔隙率 /% 3 6 平均孔径 /m 150 阻力 /(mmH2O) 136 280 单个 CASS 池主反应区的面积是 22 59=1298(m2) 兼氧区的面积是 22 9.44=207.68(m2) 曝气孔的个数 ： 用服务面积计算 1298 0.5=2596(个 ) 取 2600 个， 8 支曝气支管，每支管连接325 个曝气头 ； 因为曝气池内平均溶解氧是 2mg/L，而兼氧区要保持在 0.3 0.7mg/L 左右，所以曝气孔密度应是曝气池曝气孔密度的 1/4。 则 415.0 69.207 =104(个 ) 取 120个，安装 30列，每列 4个； 总计是 2600+120=2720(个 ) 六个 CASS 池所需曝气孔总数是 2720 6 =16320 个 第三章 二级处理单元构筑物的设计计算 27 单池 曝气孔的个数取 2720 个 .所有 CASS 池所需曝气孔的总数是 16320 个 。 设空气管路系统的总压力损失为 2.00 kPa，空气扩散器的压力损失为 5.88，则总压力缺失为： 5.88+2.00=7.88 为设计安全，设计取值为 9.8 kPa 5、鼓风机的选定 空气扩散装置安装在距离曝气池底 0.3m 处，因此鼓风机所需压力为： P/ kPa=(5.0-0.3+1.0) 9.8=55.86 鼓风机供气量（ min/3m ）最大时为： 55404.8 hm/3 =923.4 min/3m 平均时为： 53408.7 hm/3 =890.1 min/3m 根据所需压力和空气量，决定选用 MFSR-300-1 型空压鼓风机 8 台， 6 用 2备。该型鼓风机风压为 58.8 kPa，风量是 160 min/3m 。 3.5.14 进出水管路 计算 1、 进水管计算 集配水井至 CASS 反应 池用直径大小相同的管道 ，且每个周期只能有两个反应器注水 ，设计流量 Q=1.16m3/s，进水管流速控制在 1m/s以下，取 0.9m/s。 进水管直径 vQd 4 则 3.19.014.3 16.14 d （ m） 取 900mm 校核进水管流速 87.03.114.3 16.144 22 d Qv （ m/s） 合符要求。 2、 滗水器 滗水体积为 L 1H B= 59 3.54 22=4595m3， 排水时间可取 1.5h，则滗水能力为 6892m3/h。 广东石油化工学院本科毕业设计：混凝深度处理城市污水厂初步设计 28 第四章 污水处理厂 三级处理 工艺方案 的选择 4.1 工艺技术路线方案： 二级出水 机械澄清池中加入石灰，聚合硫酸铁作混凝剂在澄清池中进行混凝沉淀，在经过加酸、杀菌和过滤，其作用是去除 COD、 BOD5、固体 悬浮物等，还可以降低色度、磷酸盐。出水水质达到回用循环水水质标准。投资小、运行费用低。 4.2 关键技术难点及解决方案： （ 1）澄清池是有泥渣参与的，在一个池子内完成混凝和泥水分离作用的净化构筑物，澄清池运行状况的好坏直接影响到出水水质是否达标。而正确的选用澄清池上升流速，培育并保持稠密泥渣悬浮层是澄清池取得良好效果的基本条件。因生物絮凝体较轻且易碎，所以污水澄清池上升流速要比给水澄清池低。 （ 2）城市污水二级处理出水中的微生物大多数粘附在悬浮颗粒上，经过混凝、沉淀、过滤处理后，细菌含量 大幅度减少，但是细菌的绝对值仍很可观，并存在有病原菌的可能，为确保回用水卫生安全，必须进行杀菌消毒。 （ 3）影响消毒效果的因素主要有消毒剂的投加量、反应接触时间、水温、 PH 值、污水水质及消毒剂与水的混合接触方式等，关键技术即控制好以上因素对出水水质的影响消毒满足回用水标准中规定的细菌指标。 4.3 混凝剂的配制与投加 ： 4.3.1 絮凝剂的选择： 絮凝剂采用聚合氯化铝（ PAC），因为其使用的碱化度为 40%60%，对设备腐蚀较小；混凝效率高；耗药量少；絮凝体大而重，沉淀快，并 且受温度的影响小。配套的在加药附近要修建储药间和配药间。 4.3.2 絮凝剂的用量： 本设计根据经验混凝剂采用聚合硫酸铁，助凝剂采用石灰，混凝剂最大投加量为 a=20 mg/l（按硫酸铁计），药液的浓度 C=12%(按商品质量计 )，混凝剂每天配制 n=2提升泵房 机械搅拌澄清池 紫外光消毒 回用系统 二级泵房 清水池 第四章 污水处理厂三级处理工艺方案的选择 29 次，沉淀时间为 2.5 小时，沉淀池出水浊度为 10 15 度。助凝剂石灰用量采用 50 mg/l，二级出水水质浊度按污水综合排放标准一级标准计算。 4.3.3 溶液池和溶解池： 溶液池和溶解池材料都用钢筋混凝土，内壁衬以聚乙烯板。 4.4 机械搅拌澄清池的设计说明 ： 4.4.1 澄清池原理： 澄清池是有泥渣参与工作的、在一个池子里完成混凝沉淀和泥水分离作用的净水构筑物，在澄清池中，沉泥被提升起来使之处于均匀的悬浮状态，在池中形成高浓度的容性泥渣层，当原水通过泥渣层时，由于接触絮凝作用，原水中的悬浮物便被活性污泥泥渣层阻留下来，清水从澄清池上部排出。 澄清池一般采用钢筋混凝土结构。 4.5 清水池的设计说明 ： 清水池应配置必要的管道：进水管，管径按最高日平均时 用水最高日最高时用水量计算，进水端为喇叭口：出水管，管径同进水管。水管的布置应杜绝一切水管污染池里面的水。清水池还应没有通气孔、检修孔、导流墙、集水坑、水位尺等设施；导流墙的布置，既要保证池水经常流动，又要保证水流具有水流流动通畅；溢流管，管上不得安装阀门；池顶应覆盖一定厚度的土层以抵抗地下水浮力和满足保温要求。 4.6 紫外消毒渠道 紫外线消毒无需化学药品，消毒不会产生，如液氯消毒 THMs类副产物，同时消除了液氯在运输存储中的安全隐患。而且杀菌作用快，效果好，土建规模比传统液氯消毒低，占地省，基建投资、能 耗以及运行费用低，自动化程度高，维护简便。 紫外消毒系统可由若干独立的紫外灯模块组成且水流靠重力流动不需要泵管道以及阀门等配套设备。系统维护可对单个模块进行紫外灯模块可轻易地从明渠中直接取出进行维护，维护时系统无需停机因，而无需备用设备从而使得系统维护简单方便，大大降低了紫外污水消毒的成本。同时当污水处理厂在扩建或改造时，只需适当增加紫外灯模块的数量而无需添购整套系统。 4.6.1 紫外消毒渠道的功能 城市污水经一级处理或二级处理（包括活性污泥法和膜法）后，水质改善，细菌含量也大幅度减少，但其绝对值仍然可 观，并有存在病原菌的可能，因此污水排放水体前应进行消毒，特别是医院、生物制品所及屠宰场等有致病菌的污水，更应严格消毒。处理后的污水加入液氯后，氯与水反应生成盐酸和次氯酸，次氯酸是极广东石油化工学院本科毕业设计：混凝深度处理城市污水厂初步设计 30 强的消毒剂，可以杀灭细菌与病原体，以防止其对人体健康造成危害和对生态环境造成污染。 4.6.2 紫外消毒渠道设计计算 设计流量 200000m3 /d 本设计采用明渠式紫外消毒系统的型式， 紫外灯采用顺水流正方形方式排布 。 按照污水处理厂规模，选用低压高输出灯紫外消毒设备，设备参数见表 4.7，消毒后尾水要求达到 GB18918-2002(城镇污水处理厂污染物排放标准中所要求的卫生学指标的一级标准的 B 标准，最低有效紫外剂量不应低于 15mJ cm2 。 表 4.7低压高输出紫外灯性能参数及适用范围 输出波长/nm 单灯紫外输出 /W 光电转换率 /% 灯管运行温度 / 灯管保证寿命 /h 灯管老化系数 /% 适用范围 253.7,单波 90100 3040 100 800012000 5080 中型污水处理厂，再生水消毒 在紫外线透光率为 65下有效剂量 曲线公式，每灯处理量为 875rn3 d 时，有效剂量为 20 5mJ cm2 ，满足 GB50014-2006(室外排水设计规范有效紫外剂量15mJ cm2 22mJ cm2 的要求。 选用有光管数为： N= 228875200000 （支） 1、 消毒渠道过水断面面积 ： 设消毒渠道数 N 为 4，则 A=NvQ=43600243.0 200000 =1.93 2m v-消毒渠道中污水速，为减少套管结垢， v 应不小于 0.3m/s 2、 渠道水深 H 按设计要求，取 H=1.5m 3、 渠道宽度 B B 5.193.1HA =1.28 取 1.30m 4、 渠道长度 L 每个模块长度为 2.46m，模块间距为 1m，进水设计水流调节堰板，长度为1m，渠道出水设堰板调节，调节堰与灯组间距为 1.5m，则渠道总长度为： L=2.46 2+1+1+1.5=8.42m 5、校核辐射时间： 第四章 污水处理厂三级处理工艺方案的选择 31 3.042.8=28(s) (10s100s),符合要求 广东石油化工学院本科毕业设计：混凝深度处理城市污水厂初步设计 32 第 五 章 三级处理单元构筑物的 设计计算 5.1 混凝剂的配制与投加 ： 5.1.1 已知条件： 本设计设计流量为 200000 m3/d，混凝剂采用 聚合氯化铝（ PAC） ，助凝剂采用石灰，混凝剂最大投加量为 a=20 mg/l（按 氯化铝 计），药液的浓度 C=12%(按商品质量计 )，混凝剂每天配制 n=2 次，沉淀时间为 2.5 小时，沉淀池出水浊度为 10 15 度。助凝剂石灰用量采用 50 mg/l，二级出水水质浊度按 污水综合排放标准 一类水质标准计算。 5.1.2 设计计算： （ 1）溶液池： 1.溶液池容积为： 32 0 0 0 0 0 2 4 8 3 3 3 /Q m h 31 4 1 7 2 0 8 3 3 3 ( 4 1 7 1 2 1 0 ) 2 . 8 8V a Q c n m (注： c 为百分数的份数值 ) 溶液池 设置为十个，每个容积为 V1 溶液池的形状采用长方形，尺寸为： 长 宽 高 =2.0m 1.8m 0.8m=2.88m3 其中包括超高 0.2m 溶液池放在加药间地上，以便重力投加药剂池，池底坡度为 0.03，底部设置放空管，上部设溢流管装置，将剩余溶液回流到溶解池，周围有 1.2 宽 的工作台。 （ 2）溶解池： 溶解池设置为五个，每个容积为 V2 溶解池容积 V2 =0.3 V1=0.3 2.88=0.9m3 溶解池尺寸：长 宽 高 =1.5m 1.0m 0.6m=0.9m3 溶解池在中间隔开，隔板上留有闸门，平时闸门 打开，对溶解池配絮凝剂无影响，当溶解池需要检修时，关闭闸门，对一半首先检修，然后对另一半检修，不影响使用。 闸门尺寸：长 高 =1.0m 0.6m 溶解池放水时间采用 t=15min,则放水量为： 02 ( 6 0 ) 0 . 9 1 0 0 0 ( 6 0 1 5 ) 1 /q v t l s 溶解池底部设管径 d0=150mm,排渣管一根，采用人工搅拌。 （ 3）投药管： 投药管流量为： 1 1 0 0 0 ( 2 4 3 6 0 0 ) 0 . 0 3 3 / 1 2 0 /q v l s l h 第五章 三级处理单元构筑物的设计计算 33 5.2 机械搅拌澄清池的设计计算 ： 5.2.1 设计参数和已知条件： 1.设计水量为 8333m3 /h ； 2.泥渣回流量按 4 倍设计流量计； 3.第二絮凝室倒流室流速采用 v1=50mm/s； 4.水在池中的总停留时间为 1.5h； 5.叶轮直径按第二絮凝室内径的 75%设计； 6. 第二絮凝室停留时间为 0.8min； 7.叶轮高度为第一絮凝室高度的 1/3； 8.污泥浓缩时间去 T=15min； 9.出水槽口流速采用 0.4m/s。 5.2.2 设计计算： （ 1） 第二絮凝室的尺寸： 分六个絮凝室 则第二絮凝室的流量为： 3 6 2 . 3 6 0 . 3 8 /Q Q m s 上升流速 u1=50mm/s=0.05m/s S1= Q /u1=0.38/0.05=7.6m2 设絮凝室导流板截面积 A1=0.5m2 则絮凝室内径为： 1 1 14 ( ) 3 . 1 4 4 ( 7 . 6 0 . 5 ) 3 . 1 4 3 . 2D S A m 絮凝室的壁厚 1=0.05m。则第二絮凝室 外径为： D2=D1+21=3.2+0.1=3.3m （ 2）导流室： 导流室面积 S2=S1=7.6m2,导流室中导流板截面积 A2=A1=0.05m2 导流室内径为： 223 2 2 24 3 . 1 4 4 3 . 1 4( ) ( 3 . 3 7 . 6 0 . 5 ) 4 . 63 . 1 4 4 3 . 1 4 4D D S A m 导流室的壁厚 2=0.05m，则导流室外径为： D4=D3+22=4.6+0.1=4.7m （ 3）分离室： 分离室分成二十个，分离室上升流速 u2=0.0005m/s 则单个分离室面积： S3=Q/u2=(2.3/0.0005)/20=230m2 (4)澄清池： 广东石油化工学院本科毕业设计：混凝深度处理城市污水厂初步设计 34 由于分离室分成二十个，则澄清池也分为二十个 单个澄清池的面积为： 2 2433 . 1 4 3 . 1 4 4 . 72 3 0 2 4 7 . 344DS S m 池子的直径为： 4 4 2 4 7 . 31 7 . 73 . 1 4 3 . 1 4SDm 半径 R=8.85m (5) 池深： 1.取水利停留时间为 1.5h，则单个池子的有效容积为： V1=QT/20=8333 1.5/20=625m3 考虑增加 5%的结构容积，则池子的设计容积为： V= V1（ 1+0.05） =625 1.05=656 m3 2.池子的直壁部分容积 W1： 池子超高取 H0=0.3m，池子的直壁高设为 H1=1.5m 2 2 3113 . 1 4 3 . 1 4 1 7 . 7 1 . 5 3 6 8 . 944W D H m 3.池子斜壁部分的体积 W2： 321 6 5 6 3 6 8 . 9 2 8 7 . 1W V W m 4.池子斜壁部分的高度 H2： 圆台底半径： r=R H2tga，其中 a 取 45则 r=8.85 H2 由圆台容积公式： 22223 . 1 43W H r R r R 将已知代入上式： 3 2 22 2 2 233 3 03 . 1 4H R H R H W 3 2 22 2 2 33 8 . 8 5 3 8 . 8 5 2 8 7 . 1 03 . 1 4H H H 得： H2=2.6m 5. 池底的高度 H3： 池底部直径： d=D-2H2=17.7-2 2.6=12.5m, 池底部坡度取 5%，则深度为： H3=0.05 d/2=0.3m 池的总高度为： H=H0+H1+H2+H3=0.3+1.5+2.6+0.3=4.7m (6) 絮凝室与分离室： 1.第二絮凝室高度 H4: 4 10 . 3 8 0 . 8 6 02 . 47 . 6tiQtHmA 第五章 三级处理单元构筑物的设计计算 35 2.导流室水面高出第二 絮凝室出口的高度 H5: 4 110 . 3 8 0 . 7 63 . 1 4 3 . 1 4 3 . 2 0 . 0 5tiQHmDv 3.导流室出口宽度 B1: 导流室出口速度采用 60mm/s 导流室出口平均直径为： 34 4 . 6 4 . 7 4 . 6 522DDDm 所以 5 30 . 3 8 0 . 4 33 . 1 4 3 . 1 4 4 . 6 5 0 . 0 6tiQHmDv 出水竖向高度为： 5 01 0 . 4 3 2 0 . 7 5c o s 4 5HBm 4.配水三角槽 槽内流速 v4 取为 0.4m/s 三角槽断面积为： 244/ 6 2 . 3 / 60 . 4 82 2 0 . 4QSmv 考虑今后水量的增加，三角槽尺寸选用：高 0.7m，宽 0.7m 三角槽缝隙流速取 v5=0.5m/s，则缝宽为： 2 5/ 6 2 . 3 / 6 0 . 0 43 . 1 4 ( 4 . 6 0 . 5 9 2 ) 3 . 1 4 ( 4 . 6 0 . 6 9 2 ) 0 . 5QBmv 5.第一絮凝室： 第一絮凝室上端直径为： 51 2 0 . 7 3 . 2 1 . 4 4 . 6D D m 第一絮凝室高度： H6=H1+H2 H5 H4=1.5+2.6 0.43 0.76=2.91m 伞形板延长交点处直径为： 06 5 6( t a n 4 5 ) / 2 ( 4 . 6 2 . 9 ) / 2 6 . 2 5 1 0D D H r m 6.回流缝： 泥渣回流量为： Q=2.3/7=0.33m3/s 缝内流速取 v6=015m/s 回流缝宽度为： 3 66 0 . 3 3 0 . 0 73 . 1 4 3 . 1 4 1 0 0 . 1 5QBmDv （ 7）出水槽采用穿孔环形集水槽的计算： 广东石油化工学院本科毕业设计：混凝深度处理城市污水厂初步设计 36 1. 环形集水槽：取中心线直径 D7 所包面积等于出水部分面积的 50%，则 223 7 422773 . 1 4 3 . 1 40 . 5443 . 1 4 3 . 1 40 . 5 2 3 0 4 . 7441 2 . 9 8S D DDDm 取 D7=13m 集水槽断面积取水量超载系数为 1.5，集水槽流量为： Q 集 =1/12 Q 集 1.5=1/12 2.3 1.5=0.29m3/s 槽宽 B3=0.9 Q 集 0.4=0.9 0.290.4=0.55m 槽内终点水深： 0.75 B3=0.75 0.55=0.38m 槽内起点水深： 1.25 B3=1.25 0.55=0.69m 2.孔眼： 采用集水槽孔口自由出流，设孔口前水位为 0.05m，则孔眼总面积为： 20 0 . 2 9 0 . 3 62 0 . 8 2 9 . 8 1 0 . 0 5jiQfmu g h 孔眼直径采用 20mm，则单孔面积为： 0f=3.14 102 10-6=3.14 10-4 m2 孔 眼总数为： 0400 . 3 6 11463 . 1 4 1 0fnf 个 每排两侧各设一排孔眼，位于槽顶下方 200mm 处， 孔距 72 3 . 1 4 2 3 . 1 4 1 30 . 0 71146Dlmn 5.3 污水计量设备 为了提高污水厂的工作效率和运转管理水平，积累技术资料，应准确掌握污水量的变化情况。测量污水流量的设备和装置要求应当是水头损失小、精度高、操作简便且不易沉淀杂物。本设计采用巴氏计量槽，污水流量测定范围在0.0550.650m s/3 之 间。则选用四个计量槽。 第六章 产泥量及排泥系统 37 第六章 产泥量及排泥系统 6.1 产泥量 CASS 池的剩余污泥主要来自微生物代谢的增值污泥，还有很少部分由进水悬浮物沉淀形成。 CASS 池生物代谢产泥量为： rssrrrr QSLbaLQSbaQSVbXaQSX 3101502000003.0 05.075.0 X 17500 （ kg/d） 式中 X 剩余污泥量， kgMLSS/d； Q 设计平均日流量， m3/d； a 微生物代谢增值系数，取 0.75kgVSS/kgCOD； b 微生物自身氧化率， 0.05d-1； Sr 去除的 COD 浓度， kgCOD/m3； Xr 回流污泥浓度， mg/L； V 反应池容积， m3； Ls BOD 污泥负荷， 0.3 BOD5 /（ kgMLSS d）； 假定剩余污泥含水率为 99.2%，则排泥量为： 2188%2.99110 17500110 33 pXQ s （ m3/d） 6.2 排泥系统 每池设置 1 台污泥泵，排泥时间为 1 小时，则 每池 排泥流量为 2188 6 24 1=15.2m3/h 排泥管流速控制在 1m/s 以下，取 0.7m/s。 排泥管直径 vQd s36004 则 09.07.014.336002.154 d （ m） 取 10mm 校核 污泥 管 骨 流速 54.01.014.33600 2.1543600 4 22 dQv s （ m/s） 合符要求。 根据压力与流量， 选取 65FBZ 型污泥泵，其相关性能参数见表 6.2。 广东石油化工学院本科毕业设计：混凝深度处理城市污水厂初步设计 38 表 6.2 40UHB-20-15型污泥泵性能参数 规格型号 流 量m3/h 扬程 m 口径 配用电机 KW 转速r/min 吸入 mm 吐出 mm 40UHB-20-15 20 15 40 32 3 2900 数量： 6 台 6.3 污泥回流 6.3.1 设计说明 污泥回流是按照一定的 比例 把 CASS 池的浓污泥回到生物选择池，使系统选择出絮凝 性能好，抗冲击性强的优质细菌，利于后续生物降解。 污泥回流比： 20% 设计回流污泥量： 20000m3/d 6.3.2 回流污泥泵设计选型 每一时段都有两个 CASS 池在回流，设计回流总污泥量： 834m3/h，则单池回流污泥量为 417m3/h。排泥管流速控制在 1m/s 以下，取 0.8m/s。 排泥管直径 vQd36004 则 43.08.014.33 6 0 04174 d （ m） 取 450mm 校核进水管流速 72.03.014.33600 41743600 4 22 dQv （ m/s） 合符要求。 CASS 池池底至厌氧池之间阻力损失 取 0.3m， 液面 高程差为 5.0m，需要污泥泵的最低扬程为 5.30m，流量为 417m3/h。选取 IHF 型污泥泵，其相关型号及参数见表6.3.2。 表 6.3.2 IHF-150-125-315 型污泥泵型号及参数 规格型号 流量 m3/h 扬程 /m 口径 配用电机 /KW 转速r/min 汽蚀余量 /m 效率/% 吸入/mm 吐出/mm IHF-150-125-315 200 20 150 125 30 1450 2.8 77 数量： 6 台 6.4 重力浓缩池设计计算 污泥浓缩的目的在于去除污泥颗粒间的空隙水，以减少污泥体积，为污泥的后续处理提供便利条件。污泥浓缩有重力浓缩、气浮浓缩、离心浓缩、微孔滤机浓缩及隔膜浓缩等方法。 第六章 产泥量及排泥系统 39 2143重力浓缩适用于活性污泥、活性污泥与初沉污泥的混合体以及消化污泥的浓缩，不宜用于脱氮除磷工艺产生的剩余污泥。对于本设计的 CASS 工艺，我们采用重力浓缩 ,选用辐流式浓缩池。 6.4.1 设计参数 污泥总量 Qs =2188 m3/d =91.2m3/h， 入流污泥浓度 C = 8kg/m3（含水率 99.2%）， 浓缩污泥固体负荷 q =30 kg/m2 d， 设计浓缩后含水率 P2 = 97%。 6.4.2 设计与计算 1、 浓缩池的面积 5.58330 82188 q CQA s(m2) 由于面积过大，则取两个浓缩 池 A1=583.5/2=291.7 (m2) 2、 浓缩池直径 28.1914.325.583424 AD (m) 为保证有效表面积和容积，并与刮泥机配套，选 D = 20 m 水力负荷 u 29.0102.91 21 AQu s m3/(m2h) 3、 有效水深 h1 为 取 水力停留时间 T 20 h,则有效水深 H1 为 13.37.29124 19042024 11 ATQh s (m) 图 3.5 污泥浓缩池计算草图 广东石油化工学院本科毕业设计：混凝深度处理城市污水厂初步设计 40 4、 浓缩池深度 有 效水深 h1 为 3.13m；缓冲层高度 h2 为 1.25m； 超高 h3 为 0.5m； 321 hhhH =4.88 (m) 5、单个池的 排泥量与存泥容积 浓缩后排除含水率 P2 = 97%的污泥 ： 7.29197.01 992.0121885.01 15.0 2 12 p pQV sm3/d 291.7m3/d = 12.2m3/h，设计污泥层（存泥区） 高度 h4=1.25m，池底坡度为 i = 1/20，污泥斗上底直径 D1=4.0m，下底直径 D2=2.0m。 池底坡降 4.02012422022 14 iDDh (m) 污泥斗深度 2.150t a n222450t a n22 215 DDh (m) 6、单个池的 出水渠与堰板 排水量0Q= 1094m3/d 291.7m3/d = 802.3m3/d = 33.4m3/h=9.2 10-3m3/s，取出水渠宽 b=0.2m，出水渠中流速 0.1m/s，出水渠水深为： 3 6 0 01.02.0 4.330buQh 0.46 (m) 出水渠断面设计为 0.2m 0.7m。 出水堰口负荷为： 15.08.914.323600 10004.3326.3 0 rQq L/（ s m） 7、 刮渣设备（浮渣） 为防止浮渣随水流 失，设浮渣挡板一圈，与出水堰相距 0.2m，浮渣挡板总长为 ：L=（ 10-0.2 2-0.2 2） =61（ m） 8、 选刮泥机 选用 ZHG 型周边传动 刮泥机主要技术参数见表 6.4.2 表 6.4.2 刮泥机的主要技术参数 型号 池内径 /m 刮泥板外缘线速度/（ m/min） 电动功率 /kw 池深 ZHG20 20 2.34r/min 1.5Kw 3 5m 第六章 产泥量及排泥系统 41 6.5 贮泥池 采用矩形贮泥池，贮存来自浓缩池的污泥量。 Q=583.5m d/3 设 四 池，每座流量为 145.9m3 /d 贮泥时间： t=8h,池高 2h =3m,则贮泥池表面积为 则贮泥池表面积为： 222.162434 5.5838 mhn QF 设贮泥池宽 B=3m,池长 L 为 L=16.2 3=5.4m 贮泥池底部为斗形，下底为 0.6m 0.6m,高度3h=2m,设超高 1h =0.5m,则贮泥池总高为： H=1h + 2h +3h=0.5+3+2=5.5m 6.6 消化池 采用固定盖式消化池，两级消化。一级消化池污泥投配率为 5%，二级消化池污泥投配率为 10%，消化池控制温度为 33 350C。一级消化池进行加温、搅拌，二级消化池部 不加热，不搅拌。 6.6.1 消化池容积计算 一级消化池的容积