水污染控制工程课程设计—1.5万吨城镇污水CASS处理工艺的设计.docx

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除水污染控制工程课程设计1.5万吨城镇污水CASS处理工艺的设计此文档仅供学习与交流目 录1总论11.1课程设计基础资料11.2设计的任务11.3设计的基本要求1 1.4设计依据22处理工艺的确定22.1处理工艺的选择32.2工艺的比较32.3工艺的确定62.4工艺流程图73污水处理构筑物的设计与计算73.1设计流量73.2格栅 83.3平流式沉砂池 133.4CASS反应池173.5污泥提升泵房243.6脱水工艺及其脱水设备的选择243.7紫外消毒渠 253.8巴氏计量槽 253.9污泥浓缩池264平面高程布置及水力计算 285.1高程布置的原则.285.2高程（水头损失）计算.285投资概算与运行费用 296环境保护、建筑防火和职业安全防护 306.1环境保护.306.2建筑防火.326.3职业安全防护.327结论 328参考文献33致谢331总论1.1课程设计基础资料1、处理量：15000m/d.2、进水水质：CODCr=270 mg/L，BOD5=90 mg/L，NH3-N=15 mg/L, TP=1.5 mg/L, pH=7.0,SS=100mg/L，TN=50mg/L。3、废水处理出水排放要求：符合GB18918-2002中的一级A标准。50m4、厂址及场地现状：厂址位于莆田市荔城区黄石镇，处理后尾水排入木兰溪感潮段。拟建厂区地势平坦，厂区高程（黄零）10-11m。木兰溪感潮段排污口高程（黄零）为-2.0m。要求厂区排放口高程（黄零）控制在12.0m以上。N100m150m1.2设计任务要求学生们根据提供的设计基础资料和现场调研莆田市荔城污水厂的基础上、查阅设计手册及设计规范等相关资料，设计一套城镇污水CASS（或CAST、C-TECH）处理工艺方案（平行2列处理线），并对主要处理构筑物的工艺尺寸、主要高程进行设计计算，设计深度应符合初步设计深度要求。（1）、依据水质情况，完成工艺设计的选择；（2)、主体构筑物如格栅、沉砂池、生物选择池、厌氧池、缺氧池、好氧池、二沉池、污泥浓缩池、紫外消毒池等的选型及设计计算，完成设计说明书的编制，含投资概算。(3)、使用AutoCAD软件绘制主体建筑的平面图、剖面图和污水处理厂的总体平面布置图和高程图。1.3设计基本要求(1)、在设计过程中，培养独立思考、独立工作能力以及严肃认真的工作作风；明确分工，同时建立团队协调协作和重大问题集体研讨决策机制；根据任务需要以及工作中碰到的具体问题，搜集查询相关技术资料，培养自学能力和解决问题的能力。(2)、课程设计的核心内容如下：a.方案选择应论据充分，具有说服力，尽量用数据论证；b.设计参数选择有依据，合理，全面；c.计算所选用的公式依据充分，有参数说明，计算结果必须准确；d.说明书中必须列有处理构筑物、设备一览表：名称、型式（型号）主要尺寸、数量、参数；e.图纸应该正确表达设计意图，符合设计、制图规范，线条清晰、主次分明、粗细适当、数据标绘完整。并附有一定文字说明。(3)、设计说明书格式按照要求参照莆田学院毕业综合训练格式编制（不要求英文摘要），应内容完整、绘制计算草图、文字通顺、调理清晰、计算准确。1.4设计依据1城镇污水处理厂污染物排放标准（GB 18918-2002）2室外排水设计规范（GB 50014-2006）3建筑制图标准（GB/T 50104-2001）4总图制图标准（GB/T 50103-2001）5建筑给水排水制图标准（GB/T 50106-2010）6给水排水制图标准（GB/T 50106-2001）7环境工程专业课程设计指导教程与案例精选.M北京：化学工业出版社，2012.8给水排水设计手册.第1册第6册9序批式活性污泥法污水处理工程技术规范（HJ577-2010）2处理工艺的确定2.1污水处理程度及工艺流程选择2.1.1污水处理程度（1）求BOD5的处理程度：出水中非溶解性BOD5值为：BOD5 = 7.1bXaCe式中：Ce出水中悬浮固体（SS）浓度，mg/L，取10mg/L；b微生物自身氧化率，一般介于0.05-0.1 之间，取0.08Xa活性微生物在出水中所占的比例，取0.4.代入各值，得：BOD5=7.1 0.08 0.4 10 = 2.27mg/L因此，出水中溶解性BOD5的值为10-2.27=7.73mg/L，则BOD5去除率为：所以该污水厂BOD5的处理程度为95.2%。（2）求COD的处理程度：（3）求TN的处理程度：（4）求TP的处理程度：2.1.2污水处理工艺流程选择 水循环和物质循环的基本思想，污水处理工艺的选择应考虑如下原则：（1）节省能源、节省资源。（2）节省占地。（3）结合当地地方条件充分考虑处理水的有效利用。（4）根据排放水体、污水回用对象的要求正确确立污水处理程度，并且要充分考虑将来水处理程度的提高。（5）在满足处理程度与出水水质条件下，选择工艺成熟、有运行经验的先进技术。（6）特别注意，任何工艺技术、流程都有一定的适用条件，所以要认真研究当地气象、地面与地下水资源、地质、给排水现状与发展规划，根据现状与预测污水产量来选择水处理工艺流程布置。2.2处理工艺比较2.2.1氧化沟方案氧化沟又名氧化渠，因其构筑物呈封闭的环形沟渠而得名。它是活性污泥法的一种变型。因为污水和活性污泥在曝气渠道中不断循环流动，因此有人称其为“循环曝气池”、“无终端曝气池”。氧化沟的水力停留时间长，有机负荷低，其本质上属于延时曝气系统。氧化沟的技术特点：（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，通常在氧化沟曝气区上游安排入流，在入流点的再上游点安排出流。（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。（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。氧化沟缺点：尽管氧化沟具有出水水质好、抗冲击负荷能力强、除磷脱氮效率高、污泥易稳定、能耗省、便于自动化控制等优点。但是，在实际的运行过程中，仍存在污泥膨胀的问题、泡沫问题、污泥上浮问题、流速不均及污泥沉积问题等一系列问题。2.2.2 A2/O方案A2/O工艺(AAO工艺、AAO法)，是英文Anaerobic-Anoxic-Oxic第一个字母的简称(厌氧-缺氧-好氧)，是一种常用的二级污水处理工艺，具有同步脱氮除磷的作用，可用于二级污水处理或三级污水处理;后续增加深度处理后，可作为中水回用，具有良好的脱氮除磷效果。A2/O方案工艺优点:(1)厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和微生物菌群种类的有机配合，能同时具有去除有机物、脱氮除磷的功能。(2)在同时脱氮除磷去除有机物的工艺中，该工艺流程最为简单，总的水力停留时间也少于同类其他工艺。(3)在厌氧-缺氧-好氧交替运行下，丝状菌不会大量繁殖，SVI一般小于100，不会发生污泥膨胀。(4)污泥沉降性较好。A2/O方案工艺缺点:(1)污泥中磷含量高，一般为2.5%以上，因此除磷主要通过排泥;由于污泥增长有一定限度，不易提高，因此除磷效果难再提高，当P/BOD值高时更是如此。(2)脱氮效果也难再进一步提高，内循环量一般以2Q为限，不宜太高。(3)进入沉淀池的处理水要保持一定浓度的溶解氧，减少停留时间，防止产生厌氧状态和污泥释放磷的现象出现，但溶解氧浓度也不宜过高，以防循环混合液对缺氧反应器的干扰。2.2.3 CASS工艺方案CASS(Cyclic Activated Sludge System)是周期循环活性污泥法的简称，又称为循环活性污泥工艺CAST(Cyclic Activated Sludge technology)，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。设置生物选择器的主要目的是使系统选择出絮凝性细菌，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(基质积累)，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工艺的优点：（1）工艺流程简单，占地面积小，投资较低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）生化反应推动力大CASS工艺从污染物的降解过程来看，当污水以相对较低的水量连续进入CASS池时即被混合液稀释，因此，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）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，虽有进水的干扰，但其影响很小，沉淀效果较好。实践证明，当冬季温度较低，污泥沉降性能差时，或在处理一些特种工业废水污泥凝聚性能差时，均不会影响CASS工艺的正常运行。实验和工程中曾遇到SV30高达96%的情况，只要将沉淀阶段的时间稍作延长，系统运行不受影响。 （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。当进水浓度较高时，也可通过延长曝气时间实现达标排放，达到抗冲击负荷的目的。在暴雨时，可经受平常平均流量6信峰流量冲击，而不需要独立的调节地。多年运行资料表明，在流量冲击和有机负荷冲击超过设计值23信时，处理效果仍然令人满意。而传统处理工艺虽然已设有辅助的流量平衡调节设施，但还很可能因水力负荷变化导致活性污泥流失，严重影响排水质量。当强化脱氮除磷功能时，CASS工艺可通过调整工作周期及控制反应池的溶解氧水平，提高脱氮除磷的效果。所以，通过运行方式的调整，可以达到不同的处理水质。 （5）不易发生污泥膨胀污泥膨胀是活性污泥法运行过程中常遇到的问题，由于污泥沉降性能差，污泥与水无法在二沉池进行有效分离，造成污泥流失，使出水水质变差，严重时使污水处理厂无法运行，而控制并消除污泥膨胀需要一定时间，具有滞后性。因此，选择不易发生污泥膨胀的污水处理工艺是污水处理厂设计中必须考虑的问题。由于丝状菌的比表面积比菌胶团大，因此，有利于摄取低浓度底物，但一般丝状菌的比增殖速率比非丝状菌小，在高底物浓度下菌胶团和丝状菌都以较大速率降解底物与增殖，但由于胶团细菌比增殖速率较大，其增殖量也较大，从而较丝状菌占优势。而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。对大型污水处理厂而言，CASS反应池设计成多池模块组合式，单池可独立运行。当处理水量小于设计值时，可以在反应地的低水位运行或投入部分反应池运行等多种灵活操作方式；由于CASS系统的主要核心构筑物是CASS反应池，如果处理水量增加，超过设计水量不能满足处理要求时，可同样复制CASS反应池，因此CASS法污水处理厂的建设可随企业的发展而发展，它的阶段建造和扩建较传统活性污泥法简单得多。 （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。去除1.0kgBOD产生0.20.3kg剩余污泥，仅为传统法的60%左右。由于污泥在CASS反应池中已得到一定程度的消化，所以剩余污泥的耗氧速率只有10mgO2/g MLSS.h以下，一般不需要再经稳定化处理，可直接脱水。而传统法剩余污泥不稳定，沉降性差，耗氧速率大于20mgO2/g MLSS.h ，必须经稳定化后才能处置。2.3 方案的确定由以上知，三种工艺都能达到预期的处理效果，且都为成熟工艺，但经分析比较，CASS工艺方案在该污水厂的建立有以下方面具有明显优势：（1）工艺流程简单，占地面积小，投资较低，不需设置二沉池。（2）不易发生污泥膨胀，而氧化沟在实际的运行过程中，仍存在污泥膨胀的问题、泡沫问题、污泥上浮问题、流速不均及污泥沉积问题等一系列问题。（3）CASS工艺适用范围广，适合分期建设，而该污水厂就是需要预留二期。综合以上对比分析，本工程以CASS工艺作为污水处理厂二级处理的处理工艺。2.4 工艺流程图根据我国发展规划, 2010 年全国设市城市和建制镇的污水平均处理率不低于50% , 设市城市的污水处理率不低于60% , 重点城市的污水处理率不低于70%。为了引导城市污水处理及污染防治技术的发展, 加快城市污水处理设施的建设, 2000 年5 月国家建设部、环境保护局和科技部联合印发了城市污水处理及污染防治技术政策。本文将结合该政策的内容, 主要研究日处理能力为10万m3 以下, 特别是15万m3/d 规模的城市污水处理厂适用的各种处理工艺流程的比较和选择, 从而确定不同条件下适用的较优工艺流程。该污水厂设计采用的处理工艺流程如图1：平流式沉砂池细格栅进水排水巴氏计量槽CASS池紫外消毒池带式污泥浓缩污泥提升泵房图1 污水处理厂工艺流程图3污水厂各处理构筑物的计算与设计31设计流量3.1.1污水量由原始资料可得，该污水厂设计用水量为：日处理量为：取最大日最大时设计流量为：3.1.2 污水水质污水混合进入污水处理厂，进水水质如表1：表1 进水水质指标BOD（mg/L）COD（mg/L）SS（mg/L）NH3-N（mg/L）TN（mg/L）TP（mg/L）数值9027010015501.53.1.3 出水要求为了节约水资源，处理水再生利用，作为城市绿化用水，出水水质达到城镇污水处理厂污染物排放标准(GB 189182002)一级A标准和绿化水质标准。城镇污水处理厂污染物排放标准（GB 189182002）一级A标准见表2。表2 城镇污水处理厂污染物排放标准基本控制项目一级标准（A/B）二级标准三级标准化学需氧量（CODcr）（mg/L）50/60100120生化需氧量（BOD5） （mg/L）10/203060悬浮物（SS） （mg/L）10/203050总氮（TN） （mg/L）15/20总磷（TP） （mg/L）0.5/135绿化水质标准见表3：表3 绿化水质标准基本控制项目城市绿化水质标准化学需氧量（CODcr）（mg/L）50生化需氧量（BOD5）（mg/L）10悬浮物（SS） （mg/L）10总氮（TN） （mg/L）20由表一、表二得该污水厂的出水水质执行城镇污水处理厂污染物排放标准（GB 189182002）一级A标准：CODcr50mg/L；BOD510mg/L；SS10 mg/L；TN15 mg/L；TP0.5 mg/L。3.2细格栅计算格栅用以截留水中的较大悬浮物或漂浮物，以减轻后续处理构筑物的负荷，用来去除那些可能堵塞水泵机组驻管道阀门的较粗大的悬浮物，并保证后续处理设施能正常运行的装置。（1）格栅的设计要求1）水泵前格栅栅条间隙，应符合下列要求： 人工清除 2540mm 机械清除 1625mm 最大间隙 40mm2）过栅流速一般采用0.61.0m/s.3）格栅倾角一般用450750。机械格栅倾角一般为600700。4）格栅前渠道内的水流速度一般采用0.40.9m/s.5）栅渣量与地区的特点、格栅间隙的大小、污水量以及下水道系统的类型等因素有关。在无当地运行资料时，可采用：格栅间隙1625mm适用于0.100.05m渣/10m；格栅间隙3050mm适用于0.030.01m 栅渣/103m污水.6）通过格栅的水头损失一般采用0.080.15m。（2）格栅尺寸计算设计参数确定：（设计中的各参数均按照规范规定的数值来取的）流量Q=15000 m3/d Kz=1.527设计流量Q1=0.265 m3/s（设计1格栅）；栅前流速：v1=0.5m/s， 过栅流速：v2=0.7m/s；渣条宽度：s=0.01m， 格栅间隙：e=0.01m；格栅倾角：=60； 单位栅渣量：w1=0.06m3栅渣/103m3污水。格栅计算草图如图3。图3 格栅计算简图（3）栅槽宽度栅条的间隙数：取n=59根栅槽宽度：式中：B栅槽宽度，m；S栅条宽度，m；e栅条净间隙，粗格栅e=50-100mm，中格栅e=10-40mm，细格栅e=3-10mm；n栅条间隙数；Qmax 最大设计流量，m3/s； 栅条倾角，度；h栅前水深，m；v过栅流速，m/s，sin经验系数。（4）栅槽总长度取进水渠宽度B1 =0.5m，则进水渠的水流速度为：实际过栅流速v取渐宽部分展开角1 = 20，则进水渠道渐宽部分长度为：栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度：取栅前渠道超高h2 = 0.3m，则栅前槽高为：H1 = h + h2= 0.9m则栅槽总长度为：式中：L栅槽总长度，m；H1栅前槽高，m；l1进水渠道渐宽部分长度，m；l2栅槽与出水渠道连接的渐缩长度，m；1进水渠展开角，一般用20。（5）过栅水头损失栅条为矩形断面，取 = 2.42。计算水头损失为式中：h1过栅水头损失，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;（6）栅槽总高度H = h + h1 + h2 = 0.6 + 0.1 + 0.3 = 1 m式中：H栅槽总高度，m；h栅前水深，m；h2栅前渠道超高，m，一般取0.3m。（7）每日栅渣量取W1 = 0.07m3栅渣/103m3污水则每日栅渣量为：所以采用机械清渣。式中：W每日栅渣量，m3/d；W1栅渣量（m3/103m3污水），取0.1-0.01，粗格栅用小值，细格栅用大值，中格栅用中值。（8）格栅选型由给排水设计手册第九册查得，该污水厂细格栅用链条回转式格栅SZL1200型一台，格栅槽有效格栅宽度1500mm，整机（每台）功率1.1Kw，格栅倾角60。（9）格栅工作平台由给排水设计手册第五册得，机械格栅工作平台应高出栅前最高水位设计0.5m。工作台上应有安全和冲洗设施。工作平台正面过道宽度不应小于1.5m，两侧过道宽度不宜小于0.7m。表3 格栅设计计算尺寸表名称尺寸栅槽总长度3.3m栅前槽高0.9m栅槽宽度1.2m过栅水头损失0.12m栅槽总高度1m每日栅渣量1.05m/d栅前流速v1=0.5m/s过栅流速v2=0.7m/s渣条宽度s=0.01m格栅间隙e=0.01m3.3沉砂池设计计算（1）设计参数1）沉砂池的格数不应小于2格，并应按并列系列设计，水量较小时可考虑一格工作，一格备用。2）沉砂池按去除密度大于2.65，粒径大于0.2mm的沙粒设计。3）设计流量的确定。当污水由水泵提升时按水泵的最大组合流量计算，当污水自流进入时，应按最大设计流量计算。4）设计流速的确定。设计流量时水平流速、最大流速应为0.3m/s，最小流速应为0.15m/s，最大设计流量时，污水在池内停留时间不应小于30s，一般为3060s。5）设计水深确定。设计有效水深不应大于1.2m，一般采用0.21.0m，每格宽度不宜小于0.6m。6）沉砂量的确定。城市污水的沉砂量，可按106m3污水沉砂30m3计算，沉砂含水率设为60%，容重为1.5t/m3。7）砂斗容积按2d的沉砂量计算，斗壁倾角5560。8）池底坡度为0.010.02。9）除砂一般采用机械方法，采用人工时，排砂管直径不应小于200mm。10）沉砂池超高不宜小于0.3m。计算草图如图1：图1 平流沉砂池计算简图设计流量：日处理量为：取最大日最大时设计流量为：设两座沉砂池，一用一备。（2）沉砂池长度取v=0.2m/s，t=35s，则长度为：L = vt = 0.2 35 = 7.0m式中：L水流部分长度，m；v最大设计流量时的流速，m/s，最大流速为0.3m/s，最小流速为0.15m/s；t 最大设计流量时的流行时间，s，最大流量时的停留时间不小于30s，一般取30-60s。（3）水流断面积式中：A水流断面积，m2；Qmax 最大设计流量，m3/s。（4）总宽度设n=2 格，每格宽b=0.8m，则池总宽度为：B = nb = 2 0.8= 1.6m式中：B池总宽度，m；n分格数，沉砂池个数或分格数不应少于2 个；b 分格宽度，m，每格宽度不应少于0.6m。（5）有效水深式中：h2设计有效水深，m，设计有效水深不宜大于1.2m，一般用0.25-1m。（6）沉砂室所需容积取T=2d，则沉砂室所需容积为：式中：V沉砂室所需的容积，m3；X城市污水沉砂量，一般采用3m3/105m3；T清除沉砂的间隔时间，d，应不大于2 天；Qmax 设计流量，m/s；（7）沉砂斗各部分尺寸设斗底宽度a1 = 0.5m，斗壁与水平面的倾斜角为55，斗高h3 = 0.35m。沉砂斗上口宽为：（8）沉砂斗容积式中：a1沉砂斗底部宽度，m；55斗壁与水平面的倾角，不小于55；h3 沉砂斗底部到上口之间的高度，m；a沉砂斗上口宽度，m。（9）沉砂室高度取同一分格两沉砂斗上口的距离为0.2m，则沉砂池进口处或出口处距沉砂斗上口的水平距离为：沉砂室采用重力排砂，设池底坡度为0.06，坡向砂斗，则沉砂室高度为：式中：l2沉砂池进口（出口）处距沉砂斗上口水平距离，m；h3沉砂室高度，m。（10）沉砂池总高度设沉砂池超高为：h1 = 0.3m，则沉砂池总高度为：式中：H总高度，m；h1超高，m，一般取0.3m。（11）验算最小流速取最小流量为：最小流量时只有n=1 格在工作，则最小流速为：式中：Qmin最小流量，m3/s；Vmin最小流量时的流速，m/s；w 一格池子的过水断面，m2。（12）进水渠道与出水渠道的计算取进水渠道（出水渠道）水面宽为0.6m，有效水深为0.20m，则流速为：出水采用薄壁出水堰跌落出水，出水可保证沉砂池内水位标高，堰上水头为：式中：H1-堰上水头，mQ1-沉砂池设计流量，m/sm-流量系数，一般采用0.4-0.5，取0.4B-堰宽，m出水管道采用钢管。（13）渐变区的长度计算设渐变角为20，两隔池子之间墙厚为0.15m，则：式中：l1进水渠道与沉砂池进口（沉砂池出口与出水渠道）渐变部分的水平长度。（14）排砂管道 采用沉砂池底部管道排砂，排砂管道管径DN=200mm。（15）平流式沉砂池水头损失取0.2m表2 平流沉砂池设计计算尺寸表名称尺寸沉砂池有效水深h2/0.554沉砂室所需体积(沉砂室的沉沙量）/m30.138沉砂斗容积/m30.2沉砂池超高h1/0.3沉砂室总高H/1.252渐变区的长度l1/3.7排砂管道管径DN/mm200沉砂池水头损失/m0.23.4CASS反应池计算CASS(Cyclic Activated Sludge System)是周期循环活性污泥法的简称，又称为循环活性污泥工艺CAST(Cyclic Activated Sludge technology)，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。该设计采用CASS四个。（1）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%。（2）BOD5去除率计算出水中非溶解性BOD5值为：BOD5 = 7.1bXaCe式中：Ce出水中悬浮固体（SS）浓度，mg/L，取10mg/L；b微生物自身氧化率，一般介于0.05-0.1 之间，取0.08Xa活性微生物在出水中所占的比例，取0.4.代入各值，得：BOD5=7.1 0.08 0.4 10 = 2.27mg/L因此，出水中溶解性BOD5的值为10-2.27=7.73mg/L则，BOD5去除率为：所以该污水厂BOD5的处理程度为91.4%。（3）CASS 池SS 负荷率（Ns）的确定取f=0.75，K2=0.020，则：式中：NsBOD-SS 负荷率，kgBOD5/(kgMLSS . d)；K2有机基质降解速率常数，一般为0.01680.0281；Se混合液残存的有机基质（BOD）浓度，mg/L，在这里为7.73mg/L，有机物去除率，%，这里为0.914；f取值0.75。（4）CASS 池容积（负荷计算法）污水设计日流量Q =22982m3/d，取X=3.0kg/m3 =3000mg/L，则CASS 池容积为：式中：Q设计流量，m3/d；So进入CASS 池有机物浓度，mg/L；SeCASS 池排放有机物浓度，mg/L；X混合液污泥浓度，mg/L，一般将X 控制在2.54.5kg/m3范围内。（5）CASS 池各部分容积组成及最高水位设CASS 池个数n1 = 4，池内最高水位H = 6m，一个运行周期Tc = 4h，则一日内循环周期单池面积：CASS池采用正方形，则正方形的变成为：宽：10m 长：26.93m则池内最高设计水位至滗水器排放最低水位之间的高度为：查生活污水BOD污泥负荷率与污泥指数（SVI）值的关系图得知当NS=0. 13kgBOD5/(kgMLSS . d)，SVI=80，则滗水结束时泥面高度为：滗水水位和泥面之间的安全距离为：CASS 池总高为：(0.5m 是池超高)变动容积为：；安全容积为：；污泥沉淀浓缩容积：。满足式中：VCASS 总有效容积，m；V1变动容积，即池内最高设计水位至滗水后最低水位之间的容积，m3；V2安全容积，即滗水水位和泥面之间的容积，m3；V3污泥沉淀浓缩容积，即活性污泥最高泥面至池底的容积，m3；H池内最高液位，m，一般为3-5m；H0CASS 总高，m；H1池内最高设计水位至滗水器排放最低水位之间的高度，m;H2滗水水位和泥面之间的高度，m；H3滗水结束时泥面高度，m；n1CASS 池子的个数，这里为4 个；n2一日内循环周期数，这里为4.8次；Tc一个运行周期，h；A单个CASS 池主反应区的面积，m2；R单个CASS池主反应区的半径，m；SVI污泥指数。（6）预反应区计算预反应区面积a为：（7）隔墙底部连通孔口尺寸取孔口数n3=4，孔口流速为u=30m/h，则隔墙底部连通孔口尺寸为：式中：n3连通孔个数，个；u孔口流速，m/h，一般取值2050m/h。孔口高度取2.5m，则宽度为3.7m。（8）曝气时间确定CASS 池运行周期为4h，其中曝气2.0h，沉淀1.0h，滗水1.0h。（9）需氧量计算取a=0.45，b = 0.15，单位换算：1000kg/m3=1mg/L，则需氧量为：式中：O2混合液需氧量，kgO2/d；a微生物对有机物氧化分解过程的需氧量，即微生物每代谢1kgBOD 所需样的氧气，kg，生活污水为0.420.53；b活性污泥微生物自身氧化的需氧量，即每千克活性污泥每天自身氧化的需氧量，kg，生活污水为0.110.188。（10）标准条件下脱氧清水充氧量计算 地气压为730.2mm 汞柱，即为P=0.9732 105Pa 则气压修正系数为：微孔曝气头装在距池底0.3m 处，淹没水深H=6.7m，其绝对压力为：微孔曝气头的氧转移效率EA为20%，气泡离开水面时含氧量为：夏季水温为17，清水氧饱和度查表得CS(17) = 9.74mg/L，则CASS 池内时溶解氧饱和度的平均值为：取 = 0.85， = 0.95，混合液溶解氧浓度C=2mg/L，查表得CS(20) = 9.17mg/L，则标准条件下，转移到曝气池内混合液的总氧量为：式中：R0水温20，气压1.013 105 Pa时，转移到曝气池内混合液的总氧量，kg/h；R在实际条件下，转移到曝气池混合液的总氧量，kg/h；Cs(20)20时在氧在清水中饱和溶解度，查表得为9.17mg/L；污水中杂质影响修正系数，取 = 0.85；污水含盐量影响修正系数，取 = 0.95；气压修正系数；C混合液溶解氧浓度，取C=2mg/L；T 设计水温，本设计水温T=17；Csb（T)设计水温条件下CASS 池内曝气时溶解氧饱和度的平均值，mg/L；Cs T 设计水温条件下氧在清水中的饱和溶解度，mg/L；Pb空气扩散装置出口处的决定压力，Pa；H空气扩散装置的安装深度，m；Ot气泡离开水面时的含氧率，%；EA空气扩散装置的氧转移效率，%，可由设备本身查得。（12）供气量计算：式中：G供气量，m3/h。（13）鼓风机及鼓风机室的设置选用RD150 罗茨鼓风机3 台，二用一备，其转速为1450r/min，长度为1.5m，宽度为0.58m，三台鼓风机并排排放，鼓风机之间的距离取0.8m，鼓风机距墙面的距离取1.2m，则鼓风机室的平面尺寸为：长度：L=0.58 3 + 0.8 2 + 1.2 2 = 5.74m宽度：B = 1.5 + 1.2 2 = 3.9m(14)曝气器布置每个曝气器的服务面积：满足曝气器服务面积0.30.75m2/个曝气器均匀布置在主反应区，布置5根干管，每个反应池边布置16根竖管，每个反应池底部布置97根管道。总的流速：；直径：D=400mm5根干管的流速：；直径D=200mm16根竖管的流速：；直径D=150mm97根底管的流速：；直径D=40mm（15）污泥产量计算污泥龄为：15d系统每日剩余污泥量为：式中：X剩余污泥量，kgSS/d；污泥产率系数，按表3、4、5、6、7选取；设计平均日污水量，m/d；反应池进水五日生化需氧量，kg/m;反应池出水五日生化需氧量，kg/m;衰减系数，d-1；反应池的总容积，m；反应池混合液挥发性悬浮固体平均浓度，kgMLVSS/m;（16）污泥回流量的计算污泥回流比为R=20%，则污泥回流量为：QR = 22982.4 20% = 4596.5m3/d =191.5m3/h采用污泥泵使污泥回流到选择器。CASS池设计计算尺寸表名称尺寸CASS池有效水深h2/6CASS池容积V/m36464CASS超高h1/0.5CASS总高H/6.5CASS池预反应区面积a/m2129.28CASS池剩余污泥量/Kg/d904.93.5 污泥提升泵房污泥提升泵房指的是指由于处理构筑物排出污泥的标高比较低，而污泥处置的构筑物相比比较高，故需要污泥提升泵房的提升，从而使污泥得以处理。污泥提升前的标高：-2.40m，污泥提升后的标高为：3.5m，故污泥提升泵的扬程为7.9m，流量为，所以选用ZLB型立式轴流泵。3.6脱水工艺及脱水设备的选择（1）脱水工艺污泥脱水主要采用机械压缩方法，采用聚炳烯酰胺作为脱水剂，投加量为3%，脱水用量为：M=252(1-96)3=0.23t=230kg/d式中：96%为污泥的浓缩后的含水率压滤机过滤能力W采用8kg干泥/ md.并且每天工作8h，其压滤面积为：A=1000(1-96)=157.5m（2）压滤机的选择选用1台XMZ60F/1000-30型自动板框压滤机。3.7紫外消毒池1、设计参数依据加拿大TROJAN公司生产的紫外消毒系统的主要参数，运用设备型号UV3000，辐射时间为10-100S2.设计计算（1）灯管数UV3000紫外消毒设备每3800需要14根灯管22982.4根取n105拟用35根灯管为一个模块，则模块数N=3（2）消毒渠设计：按照设备要求，渠道深度为1.29m，设渠中水流流速为0.3m/s.紫外消毒渠道过水断面积渠道宽度,取1.0m设置灯管间距为2.5，沿渠道宽度可以安装4根灯管，设置为三个灯管组，每个灯管组里设一个模块。（3）渠道长宽：每个模板长度为2.46，本设计为便于施工取2.5m。在渠道出水处设置堰板调节,调节堰到灯组的距离间距为.，进水口到灯组的间距为.，两个灯组间距 1，则：渠道总长复核辐射时间（符合要求）3.8巴氏计量槽计算污水测量装置的选择原则是精密度高、操作简单，水头损失小，不宜沉积杂物，污水厂常用的计量设备有巴氏计量槽、薄壁堰、电磁流量计、超声波流量计、涡流流量计。其中巴氏计量槽应用最为广泛且具备以上特点。巴氏计量槽构造如下图6：图6 巴氏计量槽计算草图（1）设计参数巴氏计量槽尺寸如表4：表4巴氏计量槽各部分尺寸测量范围（m3/s）W（m）B（m）A（m）2/3A（m）C（m）D（m）0.0400.5000.301.3501.3770.9180.600.840.0550.6500.401.4001.4280.9520.700.960.0800.9000.501.4501.4790.9860.801.080.1001.1000.601.5001.5301.0200.901.20（来自给排水设计手册第五册）污水处理厂的设计水量为0.174m3/s，故巴氏计量槽的各部分尺寸如表5：表5 巴氏计量槽的各部分尺寸W（m）B（m）A（m）2/3A（m）C（m）D（m）0.601.5001.5301.0200.901.20（2）上游水深计算由设计手册得，当W=0.60时，流量则上游水深：式中： 计量槽喉宽，；H1上游水深，；水流流量，这里取水厂的设计水量m/s。（3）下游水深计算由于0.60，故该污水厂的计量槽为自由流。不需记下下游水深。3.9 污泥浓缩池计算（1）浓缩池面积A式中：Q污泥量，m3/d；CO污泥固体浓度，kg/m3；Cu 污泥固体通量，kg/m2 d。（2）浓缩池直径D采用n=1 的圆形池，浓缩池直径：（3）浓缩池深度H浓缩池工作部分有效水深为：式中：T浓缩时间，h，取T=15hh2污泥池工作部分有效水深，m。超高h1 = 0.3m，缓冲层高度h3 = 0.3m，浓缩池采用重力排泥，池斗壁与水平面的角度 = 55，污泥斗下底直径D1 = 0.6m。泥斗高度为：则浓缩池深度为：H = h1 + h2 + h3 + h4 = 0.3 + 3.75 + 0.3 +6.7= 11.05m4平面高程布置及水力计算41高程布置的原则在对污水处理厂进行高程布置时，应该考虑以下的原则：（1）选择一条距离最长，水头损失最大的流程进行水力计算，并应适当留有余地，以便保证在任何情况下处理系统能够正常运行；（2）污水尽量经一次提升就应能靠重力通过处理构筑物，而中间不应再经加压提升；（3）计算水头损失时，一般应该以近期最大流量作为构筑物和管渠的设计流量；（4）污水处理后应能自流排入受纳水体，包括洪水季节（一般按25年一遇防洪标准考虑）；（5）高程的布置既要考虑某些处理构筑物（如沉淀池、调节池、沉砂池等）的排空，但构筑物的挖土深度又不宜过大，以免土建投资过大和增加施工的困难；（6）高程布置时应注意污水流程和污泥流程的结合，尽量减少需提升的污泥量。污泥浓缩池、消化池等构筑物高程的确定，应注意它们的污泥能排入污水井或者其他构筑物的可能性；（7）进行构筑物高程布置时，应与厂区的地形、地质条件相联系。当地形有自然坡度时，有利于高程布置；当地形平坦时，既要避免二沉池埋入地下过深，又应避免沉砂池在地面上架得很高，这样会导致构筑物造价的增加，尤其是地质条件较差、地下水位较高时。4.2高程（水头损失）计算管渠水力计算：（1）管道沿程水头损失：Hf=iL其中i为水力坡降，根据流量、管径和流速查阅给排水工程设计手册第一册获得。（2）局部水头损失：水力计算时，应选择一条距离最长、水头损失最大的流程进行计算，并应适当留有余地，以使实际运行时能有一定的灵活性。 计算水头损失时，一般应以近期最大流量作为构筑物和管渠的设计流量，计算设计远期流量的管渠和设备时，应以远期最大流量作为设计流量，并酌加扩建时的备用水头。做出附表，进行汇总计算。水头损失统计表构筑物名称细格栅平流式沉砂池CASS紫外线消毒池巴氏计量槽构筑物水头损失（m）0.260.20.50.20.2管线长度（m）111124.51318连接管道水头损失流量（m2/s)0.2660.2660.2660.2660.266连接管径（mm）600500450400400流速（m/s)2.23.54.05.15.1坡度(%)1.01.11.75.25.3沿程损失（m）0.110.12