环境工程cass毕业设计.docx

齐齐哈尔大学毕业设计（论文）齐 齐 哈 尔 大 学毕业设计（论文）题 目 10万m/d城市污水CASS处理工艺初步设计 学 院 化学与化学工程学院 专业班级 学生姓名 指导教师 成 绩 2016年 6月17日44摘 要本设计为某工业区污水处理厂工程工艺设计，污水处理厂规模为10万m3/d,污水主要来源为生活污水和工业污水，主要采用CASS处理工艺，经比选，此工艺具有投资省，处理效果好，运行管理方便等优点，适宜使用。本设计包含污水处理工艺流程的确定，工艺流程中各单体的计算，施工图纸的绘制等。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，污水处理厂处理后的出水达到城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-2002一级B标准。关键词：城市污水；CASS工艺；污水处理Abstract This design is an industrial area sewage treatment plant engineering process design, Sewage treatment plant size is 100000m3/d, sewage and industrial sewage are the main sources of sewage, major use CASS treatment process, By comparison, this process has the advantages of investment province, good treatment effect, convenient operation and so on. This design includes the determination of the sewage treatment process, the calculation of each monomer in the process flow, drawing the construction drawings, etc. The implementation of this project will significantly improve the water quality of the receiving water, and indirectly produce economic benefits, Treatment of sewage treatment plant effluent reached the urban sewage treatment plant pollutant discharge standard GB18918-2002 B standard.Key words: Urban sewage; CASS progress; Sewage treatment目 录摘要Abstract第1章 绪论11.1设计任务书11.1.1设计任务书及要求11.1.2设计意义、要求及原则11.1.3 国内外研究现状31.1.4课题研究的内容及拟采取的方法31.2设计资料31.2.1设计题目31.2.2设计资料31.2.3气象及工程地质41.2.4设计依据41.2.5设计内容41.3设计方法41.3.1处理程度的确定51.3.2工艺方案的比较51.3.3工艺流程图81.3.4污泥处理方案8第2章 主要构筑物设计及计算102.1预处理设施102.1.1 粗格栅102.1.2 污水提升泵房132.1.3细格栅152.2一级处理设施182.2.1平流式沉砂池182.2.2初沉池202.3 CASS反应池222.4消毒池29第3章 污泥处理设计313.1 贮泥池设计计算313.2 污泥浓缩池计算313.3污泥脱水间计算33第4章 污水处理厂布置344.1高程布置344.1.1高程布置原则344.1.2 高程计算344.2平面布置354.2.1各个处理单元构筑物平面布置354.2.2附属构筑物的平面布置354.2.3厂区管线布置364.2.4管、渠的平面布置36第5章 附属构筑物与厂区平面布置375.1附属构筑物375.2厂区平面布置375.3污水处理厂的总体设39结论40参考文献41致谢43第1章 绪 论1.1设计任务书1.1.1设计任务书及要求全面熟悉城市污水处理的工艺；每人至少做两个可行性工艺方案进行技术经济比较；根据方案比较结果，完成计算书；根据方案的讨论结果，每人皆需完成方案设计、工艺总体初步设计和局部施工图设计；在设计过程中要严格按照毕业设计手册开展设计工作，严格按照手册中的要求完成毕业设计（包括设计说明书的格式、字体、中英文摘要的书写、参考文献的排版、书写及数量等）。1.1.2设计意义、要求及原则1.设计依据与意义 我国是一个淡水水资源匮乏的国家，总量不足，分布不均。近20年来我国经济高速增长，水污染问题日益严重。我国污水每年的总量在400-500亿吨，这还仅仅是城市生活废水量。城市污水是排入城市排水系统中各类废水的总称，泛指污水生活污水、生产废水以及排入城市管网的混合污水1。 随着工农业生产的迅速发展和人民生活水平的不断提高,用水紧张和污水排放的问题已越来越突出。目前,我国城镇大部分的生活污水采用直接排放的方式,没有采取应有的治理措施,加重了对环境的污染。在国家可持续发展的新政策下,环境保护已受到各级政府和全国人民的重视,对污水进行彻底的治理以保护人类赖以生存的环境的重要性越来越大,高效节能的城市污水处理技术与工艺已能为国民经济的发展起到较大的推动作用。对于保护环境，减轻环境污染，遏制生态恶化趋势，有着重要的意义。CASS是周期循环活性污泥法的简称，是在SBR的基础上发展起来的，即在SBR池内进水端增加了一个生物选择器，实现了连续进水，间歇排水。2.设计要求（1）设计必须贯彻执行国家有关工程建设的政策和法令，应符合国家执行的设计规范；（2）毕业设计包括：题目、中文摘要、外文摘要、目录、正文、参考文献（注释）、附录和致谢等几个部分；（3）图纸表达清楚，计算正确，满足深度要求，字体用仿宋体；（4）设计应体现出技术上的先进性、可靠性及经济上的合理性，并将其主要内容写入设计说明书，设计说明书的主要内容要完整，书写要认真；（5）毕业设计成果包括：开题报告、中期总结、工作日志、设计说明书（含中、英文摘要）、设计图纸、英文译文（包括译文原文、译文草稿和译文成稿）。3.设计原则考虑城市城市经济发展及当地现有条件，确定方案时考虑以下原则：（1）严格按照国家环境保护的有关规定来执行设计方案，遵守规定的排放标准，使处理后的废水达到且优于各项水质指标的排放标准；（2）污水处理厂在设计的时候采用的各项设计参数必须真实可靠；（3）要做到多种方案对比，最后针对本废水的水质特点，采用目前比较成熟的先进技术，设计出安全可靠、处理效率高、操作管理简单、投资省，且具有先进性，可靠性和经济性的适宜方案；（4）设计流程要符合该处理厂适用的要求。首先要保证污水处理后达到排放标准。考虑现实的技术和经济条件，以及当地的具体情况（如施工条件），在可能的基础上，选择的处理处理工艺流程、构（建）物形式、主要设备、设计标准和数据等，应最大限度地满足污水处理厂功能的实现，使处理后污水符合水质要求；（5）处理工艺流程要做到简单化，使组合结构设备化，自动化程度高，以方便管理；（6）污水处理厂设计应当必须在经济上具有合理性。设计完成后，总体布置、单独构筑物的设计及药剂选择上要采取合理的措施降低工程造价和运行管理等费用；（7）污水处理厂设计应当力求技术的合理性。在经济合理的情况下，根据需要尽可能采用先进的工艺、机械和自控技术；（8）污水处理厂必须注意近远期的结合，不宜分期建设的部分，如配水井、泵房及加药间等，其土建部分应一次建成；在无远期规划的情况下，设计时应为以后的发展留有挖潜和扩建的条件；（9）污水厂设计必须到设施的安全运行问题，如适当设置分流设施、超越管线等。（10）污水厂相应建筑物应与主体工程建筑中的建筑物风格相协调，布置合理，工艺流畅，减少占地面积，在保证处理效果的前提下，降低总体建设费用；（11）考虑环境保护因素，尽量减少废水、废气、废渣的排放，将工艺对环境的影响降到最低，避免二次污染。1.1.3 国内外研究现状CASS工艺最早在国外应用，目前该方法在生活污水和工业污水中已有数百个应用实例。我国20世纪90年代开始引进、消化，许多污水处理工作者做出了大量的研究和实践工作，开发出适合我国国情的新型污水处理新工艺，将研究成果成功地应用于处理生活污水及不同种工业废水的工程实践中，取得了良好的经济、社会和环境效益。目前，CASS工艺在我国工业废水及生活污水处理领域应用比较广泛，己经建成的CASS工艺处埋的污水包括：小区生活污水、医院污水、制药厂废水、电器厂含磷废水、化工厂含氨氮废水、印染废水、 汽车厂含油废水、啤酒废水等。CASS工艺是一种高效、经济，管理简便、适用与中、小水量污水处理的工艺，适合医院污水的水质水量情况，近年来CASS工艺在医院污水处理中的应用也不断增加，具有广阔的应用前景。1.1.4课题研究的内容及拟采取的方法CASS工艺是在SBR基础上发展起来的，即在SBR池内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2。CASS工艺是一种改良型的间歇式活性污泥法工艺,适用于有脱氮除磷要求的城市污水及某些工业废水的处理。它具有工艺流程简单、处理效果稳定、占地面积小、投资及运行费用低、耐冲击负荷和脱氮除磷能力强等优点,有广阔的发展前景。随着我国环保产业的迅速发展以及科学研究的不断深入,CASS工艺以它自身独特的优势将在理论和生产应用中实现较大的突破。拟采取的方法：上网查询一些相关资料；图书馆查阅相关书籍；请教指导教师；和同学一起讨论。1.2设计资料1.2.1设计题目10万m3/d 城市污水CASS处理工艺初步设计1.2.2设计资料1处理水量污水处理厂的日处理水量为100000m/d2.水质该污水处理厂污水排放执行城镇污水处理厂污染物排放标准中的一级标准的B标准，所以出水水质应达到如下指标，如表1-1所示。表1-1污水水质列表 BOD(mg/L) CODcr(mg/L) SS(mg/L) 氨氮（mg/L）进水水质 200 400 300 25出水水质 20 60 20 8 1.2.3气象及工程地质某地位于中国华北平原东部，海积平原，地质状况良好。属于温暖带季风型大陆气候，四季变化比较明显。年平均气温12摄氏度，夏季平均温度27，冬季平均温度-3，全年主导风向为东南风，年平均风速4.5m/s。1.2.4设计依据建筑给排水设计规范（GB50015-2003）;城市污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）;室外排水设计规范（GB50014-2003）;污水综合排风标准（GB8978-1996）;污水再生利用工程设计规范（GB50335-2002）;城镇污水处理厂附属建筑和附属设计标准（GJJ-89）;地面水环境质量标准（GB3838-2002）;室外给排水设计规范（GB50013-2006）;城市污水处理厂污水污泥排放标准（CJ3025-93）。1.2.5设计内容1.设计说明书工艺流程设计，主要构筑物计算，设计设施的选择，水利及高程计算。2.图纸工艺流程图，主要设备三视图，厂区平面布置图。1.3设计方法 污水的处理，是指采用某种处理方法将污水中含有的污染物质减少，污水得到净化，恢复其原来的性状及实用功能的过程。现代污水处理技术很多，按其原理可分为：物理法、生物法、化学法。国内外对城市生活污水的处理已有几百年的研究和经验，已经形成了一套行之有效且经济可靠的处理方法3。1.3.1处理程度的确定1.BOD的去除率=200-20200100%=90%2.CODcr的去除率=400-60400100%=85%3.SS的去除率=300-20300100%=93.3%4.氨氮的去除率 =25-825100%=68%1.3.2工艺方案的比较 按城市污水处理和污染防治技术政策的要求，20万t/d的大规模型污水厂一般采用常规活性污泥处理工艺，10-20万t/d污水厂可以采取常规活性污泥法、水解好氧法工艺等。对脱磷脱氮有要求的城市污水厂，应采用二级强化处理，如CASS工艺，A2/O工艺，A/O工艺，SBR及其改良工艺，氧化沟工艺，以及水解好氧工艺，生物滤池工艺等4。一般小型污水处理厂可供选取的工艺：CASS工艺，A2/O工艺，SBR工艺。下面对几种污水处理工艺进行比较：1.A2/O工艺A2/O处理工艺是AnaerobicAnoxicOxic的英文缩写，A2/O工艺是将典型的AB法工艺中的B段改为A2/O法5。它是厌氧-缺氧好氧生物脱氮除磷工艺的简称，是目前广泛采用的具有脱氮除磷功能的工艺，是80年代在普通活性污泥法基础上发展起来的新工艺。A2/O流程的特点是：污水流经厌氧池、缺氧池、再进入好氧池；并将好氧池的混合液和沉淀池的污泥分别回流至缺氧池、厌氧池。使缺氧池中即从原污水中得到充足的有机物，又从回流的混合液中得到大量硝酸盐，而回流污泥则可保证其微生物量，因此可进行反硝化反应，回流污泥中硝酸盐浓度降低，提高了聚磷菌在厌氧区磷的释放，相应提高了在好氧区的磷吸收率，而且在厌氧、高污染物负荷条件下抑制了丝状菌的繁殖，可以有效的防止污泥膨胀，而后在好氧池中进行BOD5的进一步降解和硝化。A2/O法脱氮工艺流程不需外加碳源，以原废水为碳源，可保证充分的反硝化反应，好氧池设在缺氧池之后，可使反硝化残留的有机污染物得到进一步去除，提高了出水水质，另外缺氧池放在好氧池之前，一方面可减轻好氧池的有机负荷，另一方面也有利于控制污泥膨胀，反硝化过程中产生的碱度还可补偿硝化过程对碱度的消耗6。但要取得较好的脱氮率，必须保证足够大的混合液回流比，这势必增加系统的运行费用，这也是A2/O系统的一个缺点。2.AB工艺AB工艺是传统两段活性污泥法和高负荷活性污泥法的基础上开发的新工艺，是吸附生物降解工艺的简称7。AB法A段效率很高，并有较强的缓冲能力。B段起到出水把关作用，处理稳定性较好。对于高浓度的污水处理，AB法具有很好适 用性的，并有较高的节能效益。尤其在采用污泥消化和沼气利用工艺时，优势最为明显。AB法工艺中的主要处理构筑物有A段曝气池、中间沉淀池、B段曝气池和二次沉淀等，通常不设初次沉淀池，以A段为一级处理系统。A段和B段拥有各自独的污泥回流系统，因此有各自独特的微生物种群，有利于系统功能的稳定8。但是，AB法污泥产量较大，A段污泥有机物含量极高，污泥后续稳定化处理是必须的，将增加一定的投资和费用。另外，由于A 段去除了较多的BOD，可能造成炭源不足，难以实现脱氮工艺。对于污水浓度较低的场合，B段运行较为困难，也难以发挥优势。目前有仅采用A段的做法，效果要好于一级处理，作为一种过渡型工艺，在性能价格比上有较好的优势。一般适用于排江、排海场合。AB工艺由A级曝气池、中间沉淀池、B级曝气池和最终沉淀池组成。3.SBR工艺SBR是序批式活性污泥法的简称，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术。SBR工艺是将初沉池出水放流到曝气池中，按时间进水。反应、沉淀、出水、待机等操作，根据这种周期反复进行，从而将污水处理达到标准9。它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作，SBR技术的核心是SBR反应池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，无污泥回流系统。尤其适用于间歇排放和流量变化较大的场合。目前在国内有广泛的应用。滗水器是该法的一项关键设备。 与传统污水处理工艺不同，SBR技术采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式，非稳定生化反应替代稳态生化反应，静置理想沉淀替代传统的动态沉淀。它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作，SBR技术的核心是SBR反应池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，无污泥回流系统。正是SBR工艺这些特殊性使其具有以下优点：（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；（2）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；（3）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）工艺过程中的各工序可根据水质、水量进行调整，运行灵活；（5）处理设备少，构造简单，便于操作和维护管理；（6）反应池内存在DO、BOD5浓度梯度，有效控制活性污泥膨胀； （7）SBR法系统本身也适合于组合造方法，利于废水处理厂的扩建和改造；（8）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；（9）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。4.CASS工艺CASS(Cyclic Activated Sludge System)是周期循环活性污泥法的简称，是在SBR的基础上发展起来的，即在SBR池内进水端增加了一个生物选择器，实现了连续进水（沉淀期、排水期仍连续进水），间歇排水。CASS基本结构是：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。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。CASS工艺的主要优点：工艺流程简单，占地面积小，投资较低；生化反应推动力大；沉淀效果好；运行灵活，抗冲击能力强；不易发生污泥膨胀；适用范围广，适合分期建设；剩余污泥量小，性质稳定。CASS工艺的四个阶段：（1）曝气阶段：由曝气装置向反应池内充氧，此时有机污染物被微生物氧化分解，同时污水中的NH3-N通过微生物的硝化作用转化为NO3-N。（2）沉淀阶段：此时停止曝气，微生物利用水中剩余的DO进行氧化分解。反应池逐渐由好氧状态向缺氧状态转化，开始进行反硝化反应。活性污泥逐渐沉到池底，上层水变清。（3）滗水阶段：沉淀结束后，置于反应池末端的滗水器开始工作，自上而下逐渐排出上清液。此时反应池逐渐过渡到厌氧状态继续反硝化。（4）闲置阶段：闲置阶段即是滗水器上升到原始位置阶段。1.3.3工艺流程图本次设计主要工艺流程图，见图1-1。 图1-1 工艺流程图 1.3.4污泥处理方案生活污水和工业废水的处理过程中分离或截留的固体物质成为污泥。污泥作为水处理的副产物通常含有大量的有毒有害或对环境产生负面影响的物质，必须妥善处置，否则形成二次污染10。在污水处理过程中，要产生污泥，污泥来源于污水处理厂的初沉池和二沉池，前者称为初沉污泥，后者称为剩余污泥。污水处理中产生的污泥，由于含有大量的有机污染物，易腐化变臭，并含有寄生虫卵,如不进行处理或妥善的处置，将对环境产生不良影响，造成二次污染，因此，必须对污泥进行必要的处理与处置。污泥处理要求如下： （1）减少有机物，使污泥稳定化； （2）减少污泥体积，降低污泥后续处置费用； （3）减少污泥中有毒物质； （4）利用污泥中有用物质，化害为利； （5）因选用生物脱氮除磷工艺，故应避免磷的二次污染。一般污泥消化，会产生沼气，需考虑防爆，给污水处理厂内管理带来很多不便，所以消化池现在很少建设，很多堆肥工艺的污水厂也不建消化池。综合考虑，本次设计采用生污泥浓缩机械脱水最终处置，污泥处理工艺。 第2章 主要构筑物设计及计算2.1预处理设施污水预处理是污水进入传统的沉淀、生物等处理之前，根据后续处理流程对水质的要求而设置的预处理设施，是污水处理厂的核心。对于城市污水集中处理厂和污染源内分散污水处理厂，预处理主要包括格栅、筛网、沉砂池、砂水分离器等处理设施11。而对于某些工业废水在进入集中或分散污水处理厂前则除需要进行上述一般的预处理外，还需进行水质水量的调节处理和其他一些特殊的预处理，例如中和、捞毛、预沉、预曝气等。若预处理工艺不达标，造成栅渣过多，对后续的处理设备损耗大。本次设计采用格栅进行预处理，处理流量小或者所能截留的污染量较少时，可采用人工清渣的格栅。每天的栅渣量大于0.2m时，为改善劳动和卫生条件，都应采用机械清渣方式12。2.1.1 粗格栅1.设计说明按照格栅形状，可分为平面格栅和曲面格栅；按照格栅净间距，可分为粗格栅（50-100mm）、中格栅（10-40mm）、细格栅（1.5-10mm）三种，平面格栅和曲面格栅都可以做成粗、中、细三种。本设计采用粗细两种格柵，一道粗格柵，一道细格柵，粗细格柵分别建置于提升泵站前后。2.已知条件某城市生活污水处理厂的日处理量：Qd =100000243600=1.16m/s变化系数取KZ=1.26，则该城市生活污水处理厂的最大设计流量：Qmax=KzQZ=1.261.16=1.46m/d 3.设计参数设计流量 Qmax=1.46m/s栅前流速 v1=0.8m/s 过栅流速v2=0.8m/s栅条宽度 s=0.01m 格栅间距d=20mm=0.02m栅前倾角 =70 栅前部分长度 0.5m单位隔栅渣 W1=0.05m 栅渣/10m污水 数量2台（1） 设备选型过栅流量：Q1 = Qmax2 = 1.462 = 0.73m/s根据最优水利断面公式，得栅前槽宽：B1 = 2Q1V1 = 20.730.8 = 1.35m则栅前水深：h =B1 2= 1.352 = 0.68m栅条间系数：n =Q1sindhV2= 0.73sin700.020.680.8 = 63.07（取64个）格栅得建筑宽度（有效宽度）：B = s（n-1）+ dn = 0.01（64-1）+ 0.0264 = 1.91m过流速度：v = n =Q1sindhn = 0.73sin700.020.6864 = 0.79m/s(2)格栅尺寸计算进水渠道肩宽部分长度：L1 = B-B1 2tan1 = 1.91-1.35 2tan20 = 0.77m (其中为进水渠展开角，设1= 20)栅槽与出水渠连接处渐窄部分长度：L2 = L1 2 = 0.772 = 0.385m过栅水头损失：h= kh0 = kV222gsin= 32.42(0.010.02)4/30.8229.81sin70=0.089m 因为栅条为矩形截面，故取k=3，其中=(sd)4/3式中 计算水头损失，m，h=V222gsin0 k 系数，格栅受污物堵塞使水头损失增大得倍数，一般取k=3； 阻力系数，其数值与格栅栅条得断面几何形状有关，当为矩形断面时，=2.42 栅后槽总高度H取栅前渠道超高： h2=0.3m，则栅前槽总高度： H1= h + h2= 0.68 + 0.3 = 0.98m栅后槽总高度：H = h + h1+ h2=1.039m 格栅总长度L = L1 +L2 + 0.5 + 1.0 + H1 tan= 0.77 + 0.385 + 0.5 + 1.0 + 0.98tan70=3.05m 每日栅渣量W = 86400QmaxW1 1000KZ = 5.006 m/d0.2 m/d故适宜采用机械格栅清渣。根据以上计算的数据，选择LJG-2.0链条式机械格栅，设计参数见表2-1。表2-1 LJG-2.0链条式机械格栅主要技术参数型号栅格宽度mm栅条截面积mmmm电机功率kW栅条间隙mm栅条倾角LJG-2.0200020502.22070 （3）计算草图如图2-1。图2-1 粗格栅计算草图2.1.2 污水提升泵房1.设计说明为了节省水厂的生产费用，污水经粗格栅清渣后，进入提升泵房集水井，水泵将污水提升到一定的高度使后续的处理工艺在重力流下进行。2.设计参数设计流量Qmax=1.46m/s,泵房工程结构按运期流量设计。3.设计计算（1）设备选择污水提前水位为-5.40m（即泵站吸水池最低水位），提升后水位为3.65m（即细格栅栅前水位标高）。所以，提升净扬程为 Z = 3.65-（-5.40）= 9.05m，设水泵头损失h = 2.0m，故而需要水泵扬程：H=Z+h=9.05+2.0=11.05m因而选择4台螺旋无堵塞泵（3用1备），单台流量为：Q1=Qmax3=1.4636003=1752m/h根据单台水泵的设计流量，采用型号LX500-400-13螺旋离心无堵塞泵，主要技术参数见表2-2。表2-2 LX500-400-13螺旋离心无堵塞泵型号流量m/s扬程m电机功率kW效率%转速r/minLX500-400-1324001313275980（2）集水池的计算集水池的容积V按一台泵最大流量时6min的出流量进行设计，故集水池的有效容积V为：V=Q1606=240m3集水池的面积S取有效水深H = 3m，则面积S为：S=Q1H=2403=80m2集水池长度L = 10m，则宽度B：S=SL=8010=8m集水池平面尺寸 LB=10m8m设保护水深为1.3m，则实际水深为：H0=H保护+H=1.3+3=4.2m（3）泵位及其安装泵的基座尺寸 LB=400mm300mm螺旋无堵塞泵直接置于集水池的内部，经核算集水池的面积大于泵的安装要求。（4）污水提升泵房示意图如图2-2。图2-2泵房计算简图2.1.3细格栅1.设计说明细格栅是由一组(或多组)相平行的金属栅条与框架组成，倾斜安装渠道上，以连续清除流体中杂物的固液分离设备。2.设计参数设计参数 Qmax=1.46m3/s 栅前流量 v1=0.8m/s 过栅流速v2=0.8m/s栅条宽度 s=0.01m 栅条间距d=10mm=0.01m栅前倾角 =70 栅前部分长度 0.5m单位栅渣量W1=0.10m栅渣/10m污水 数量2台（1） 设备选择过栅流量：Q1 = Qmax2 = 1.462 = 0.73m/s根据最优水力断面公式：Q1= B12V12计算得栅前槽宽：B1 = 2Q1V1 = 20.730.8 = 1.35m则栅前水深：h =B1 2= 1.352 = 0.68m栅条间隙数：n =Q1sindhV2= 0.73sin700.010.680.8 = 126（取126个）格栅得建筑宽度（有效宽度）：B = s（n-1）+ dn = 0.01（126-1）+ 0.01126 = 2.51m=2510mm过流速度：v = n =Q1sindhn = 0.73sin700.010.68126 = 0.8m/s (2)格栅尺寸计算 进水渠道渐宽部分长度：L1 = B-B1 2tan1 = 2.51-1.35 2tan20 =1.6m(其中1为进水渠展开角，取1=20)槽栅与出水渠连接处渐窄部分长度：L2 = L1 2 = 1.62 = 0.8m过栅水头损失：h1 = kh0 = kV222gsin= 32.42(0.010.01)4/3(0.8229.81)sin70=0.2286m因为栅条为矩形截面，故取k=3，其中=(sd)4/3式中 计算水头损失，m，h=V222gsin0 k 系数，格栅受污物堵塞使水头损失增大得倍数，一般取k=3； 阻力系数，其数值与格栅栅条得断面几何形状有关，当为矩形断面时，=2.42栅后槽总高度取栅前渠超高h2=0.3m，则栅前槽总高度：H1=h+h2=0.68+0.3=0.98m栅后槽总高度：H=h+h1+h2=0.68+0.2286+0.3=1.2086m格栅总长度L = L1 +L2 + 0.5 + 1.0 + H1 tan=1.6+0.8+0.5+1.0+0.98tan70=6.647m每日格渣量W = 86400QmaxW1 1000KZ = 864001.460.1010001.26 = 8.64m/d0.2 m/d适宜采用机械格栅清渣3计算草图如图2-3。图2-3细格栅计算草图2.2一级处理设施2.2.1平流式沉砂池沉砂池是一种沉淀池，用以分离废水中相对密度较大的无机悬浮物，如砂，煤粒，矿渣等，使这些悬浮物在池内沉降，以免进入后面沉淀池污泥中而给排除及处理污泥而带来困难10。从废水中沉砂池主要用于去除污水中粒径大于0.2mm，密度2.65t/m3的砂粒，以保护管道、阀门等设施免受磨损和阻塞。沉砂池有平流式、竖流式、曝气式和旋流式四种形式。由于旋流式沉砂池有占地小，能耗低，土建费用低的优点；竖流式沉砂池污水由中心管进入池后自下而上流动，无机物颗粒借重力沉于池底，处理效果一般较差；曝气沉砂池则是在池的一侧通入空气，使污水沿池旋转前进，从而产生与主流方向垂直的横向恒速环流。砂粒之间产生摩擦作用，可使沙粒上悬浮性有机物得以有效分离，且不使细小悬浮物沉淀，便于沉砂和有机物的分别处理和处置；同时可以起到预曝气的作用。平流式沉砂池具有构造简单、截留无机颗粒效果好的优点。故本设计采用平流沉砂池。1.设计说明 平流式沉砂池是平面为长方形的沉砂池。沉砂池的主体部分，实际是一个加宽、加深了的明渠，由入流渠、沉砂区、出流渠、沉砂斗等部分组成，两端设有闸板以控制水流。在池底设置12个贮砂斗，下接排砂管。设计流速为0.15-0.3m/s，停留时间应大于30秒。沉砂含水率为60%，容重1.5t/m3。采用机械刮砂，重力或水力提升器排砂。 2.设计参数设计流量 Qmax=1.46m/s 最大设计流量时的流速V=0.30m/s，最大设计流量时的流行时间t=35s，3.设计计算（1）沉砂池长度LL=vt=0.335=10.5m式中 v 最大设计流量时的流速，取v=0.3m/s； t 最大设计流量时的流行时间，取t=30s。（2）水流断面面积AA=Qmaxv=1.460.3=4.87m3（设计2座，分为2格）(3) 池总宽度BB=nb=22.8=5.6m式中 b 每格宽度不应少于0.6m，取b=2.8m N 分格数,沉砂池个数或分格数不应少于2 个；（4）有效水深h2h2=AB=4.875.6=0.87m（介于0.251.0m之间,符合要求）（5）沉砂斗容积VV=QmaxXT86400kz106=1.463600301864001.26106=10812.4m3式中 X 城市污水沉沙量，m/106 m污水，取X=30 m/106 m污水 T 清除沉沙的间隔时间，取T=1d kz 污水流量总变化系数，取kz=1.26（6）每个沉砂斗容积V0设每一分格有4个沉砂斗，共有8个沉砂斗V0=Vn=10812.48=1351.5m3（7）沉砂斗各部分尺寸设：沉砂斗底宽b1=0.7m，斗高=0.5m，斗壁与水平面的倾角为60则：沉砂斗上口宽：b2=2h3tan60+b1=20.5tan60+0.7=1.28m复核沉砂斗容积：v1=h33b22+b2b1+b12=0.531.282+1.280.7+0.72=0.505m3v0=0.3775（8）沉砂池高度H设采用重力排砂，设池底坡度i=0.3，坡向砂斗，则:L2=L-2b2-b=10.5-1.282-0.22=3.87m(0.2为而沉砂斗之间隔壁厚)h3=h3+0.06L2=0.5+0.063.87=0.73m设：超高h1=0.3m则： H=h1+h2+h3=0.3+0.58+0.73=1.61m（9）验算最小流量时的流速：在最小流量时只用一格工作，最小流量时n=1,vmin=Qminminn1=0.1010.60.67=0.25m/s0.15m/s 沉砂池要求的设计流速在0.15 m/s0.30 m/s之间， 符合要求。计算草图如图2-4。 图2-4平流沉砂池计算草图2.2.2初沉池初沉池一般设在污水处理厂的沉砂池之后，生化池之前，它是二级预处理构筑物，一级处理厂的主要处理构筑物11。初沉池可除去废水中的可沉物和漂浮物。废水经初沉后，约可去除可沉物、油脂和漂浮物的50%、BOD的20%，按去除单位质量BOD或固体物计算，初沉池是经济上最为节省的净化步骤，对于生活污水和悬浮物较高的工业污水均易采用初沉池预处理。1.设计说明当污水进入初次沉淀池后流速迅速减小至0.02m/s以下，从而极大的减小了水流夹带悬浮物的能力，使悬浮物在重力的作用下沉淀下来成为污泥，而相对密度小于1的细小漂浮物则浮至水面形成浮渣而除去。 2.设计参数设计流量 Qmax=1.46m/s 3.设计计算（1）沉淀池表面积AA=Qmax3600q=1.4636002=2628m2式中 q 表面水力负荷，m3/m2h, q=2m3/m2h(2)沉淀区有效水深h2h2=qt=21.5=3m式中 t 沉淀时间，取t=1.5h；（3）沉淀区有效容积v1v1=Qmaxt3600=1.461.53600=7884m3（4）池长LL=vt3.6=4.21.53.6=22.68m23m式中：L 沉淀池长度，m；V 最大设计流量时的水平流速，mm/s,一般不大于5mm/s（5）池子总宽度BB=AL=131423=57.2m（6）池子个数nn=Bb=57.24.5=6（7）校核长宽比Lb=234.5=5.14.0符合要求（8）初沉池总高度hh=h1+h2+h3+h4=h1+h2+h3+h4+h4=0.3+2+0.3+0.15+1.5=4.25m式中 h1 沉淀池超高，取h1=0.3m h3 缓冲层高度，取h3=0.3m h4 污泥区高低 h4 泥斗高度，取h4=0.15m h4 梯形的高度，取h4=1.5m（9）污泥部分需要总容积VV=QmaxXT86400kz106=1.463600301864001.26106=10812.4m3每格污泥池的容积V0V0=Vn=10812.42=5406.2m32.3 CASS反应池1设计说明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12。CASS的功能：根据设定的运行时间程序周期运行，实现有机物的降解，氮、磷营养盐和SS去除，使处理后的污水达到设计排放标准。2.设计参数混合液中挥发性悬浮物固体浓度与总悬浮物固体浓度的比值，一般为0.75。混合液污泥浓度一般控制在2.54.5kg/m3范围内。由污水厂的施行实例得出该污水厂的运行周期为5h。污泥回流比为0.2，选择器的容积取主反应区容积的6%。3.设计计算（1）曝气时间tata=24s0NsX式中 充水比 ，取=0.3； s0 进水BOD值，mg/LNs BOD污泥负荷，kgBOD/kgMLSS,Ns=0.2kgBOD/kgMLSS;X 混合液污泥浓度，mg/L,取X=3000mg/L；ta=240.32000.13000=4.8h5h(2)沉淀时间tsts=H+u式中 H 曝气池水深，m，设H=1.5m； 缓冲层高度，m，设=0.5m u 污泥界面沉降速度，m/h ; u=7.4104TX-1.7式中 T 污水水温，设T=10； u=7.4104103000-1.7=0.9m/h 则可求得ts，ts=0.31.5+0.50.9=1.1h（3）运行周期tt=ta+ts+td式中 td 排水时间，h，设td=0.9h；t=4+1.1+0.9=6h每日周期数 N=24/6=44.CASS反应池的容积及构造（1） 容积负荷计V=QSa-SeNSNWf=100000200-200.24000x0.75=30000式中：CASS池容积，m3；污水日流量，m3/d，本设计污水日流量为1000000 m3/d；CASS池进水值，mg/L，进水=200mg/L；CASS池出水值，mg/L，出水=20mg/L； B0D污泥负荷率，kgBOD5/（kgMLSSd），=0.2 kgBOD5/（kgMLSSd）；混合液污泥浓度(MLSS)，设计 =4000mg/L；容积负荷： =0.4 kgBOD5/（m3d）f混合液中挥发性悬浮固体浓度与总悬浮固体浓度的比值，即 f =，生活污水f=0.70.8，本设计f=0.75本水厂设计CASS池8座，每座容积vi=3000008=37500m3(2) CASS池体容积确定： CASS池内有效容积由变动容积()和固定容积组成，变动容积是指池内设计最高水位至滗水机排放最低水位的容积13。固定容积由两部分组成：一部分是活性污泥，最高泥面至池底之间的容积（V3）；另一部分为撇水水和泥面之间的容积，它是由防止撇水和污泥流失的最