CASS池运行时间与水位控制毕业论文

CASS池运行时间与水位控制毕业论文目录前 言I摘 要IIAbstractIII目录IV第一章综述11.1概述11.2工艺比选11.2.1二级处理部分11.2.2中水处理部分121.3方案确定15第二章单体构筑物计算162.1进水井162.2设计参数：162.2.1栅条间隙数（n）172.2.2栅槽宽度（B）172.2.3进水渠道渐宽部分长度172.2.4栅槽于出水渠道连接处的渐窄部分长度172.2.5通过格栅的水头损失（h1）182.2.6栅后槽总高度（H）182.2.7栅槽总长度（L）182.2.8每日栅渣量（W）182.2.9粗格栅选型182.3提升泵站192.3.1设计要求192.3.2提升泵的选择192.3.3提升泵房设计202.4细格栅的设计计算202.4.1已知条件202.4.2细格栅的设计计算202.5竖流式沉砂池212.5.1.中心管直径212.5.2池子直径222.5.3水流部分高度222.5.4沉砂室所需容积222.5.5沉砂部分高度222.5.6圆截椎部分实际容积232.5.7池子总高度232.5.8排砂方法232.6CASS池232.6.1容积242.6.2外形尺寸242.6.3 连通孔口尺寸252.6.4曝气系统设计252.6.5 CASS池配水槽设计322.6.6 CASS池运行时间与水位控制322.6.7 排水口高度和排水管管径322.6.8 污泥系统计算322.7中间水池362.7.1 池容362.7.2 尺寸362.7.3加药设备362.7.4提升泵372.8机械搅拌澄清池设计计算372.8.1二反应室392.8.2导流室392.8.3分离室402.8.4池深计算402.8.5配水三角槽412.8.6第一反应室412.8.7容积计算422.8.8进水系统422.8.9集水系统422.8.10排泥及排水计算432.8.11机械搅拌澄清池，搅拌机计算442.9滤池的设计计算462.9.1滤池的选择462.9.2 普通快滤池的设计计算512.10接触池（中水处理）552.10.1二氧化氯消毒设计552.10.2接触池设计562.11污泥浓缩池572.11.1设计参数572.11.2 尺寸计算572.11.3污泥泵选择582.12污泥脱水间582.12.1脱水间设计尺寸592.12.2压滤机选择59第三章污水处理厂总体布置603.1 污水处理厂总体布置概述603.2处理流程与平面布置613.3总平面图布置要求623.4高程布置原则633.4.1高程设计计算64第四章 污水处理厂概预算674.1基础建设投资674.1.1.估算围及编制依据674.2.2给排水工程概预算的编制与组成674.2基础建设投资费用计算714.2.1.单项构筑物工程造价计算714.2.2劳动定员734.2.3人员培训73第五章 安全措施755.1 安全措施755.2 污水厂运行中注意事项75英文文献76（一）Filtration76译文 过滤79（二）Primary treatment of wastewater81（三）83中外参考文献85第一章综述1.1概述宾河5.5万水质净化厂位于某市火车站的东南部，隶属某市宾河区，靠近南绕城路，厂址东侧为耕地，北侧是耕地和废弃物堆积地，周围有发展余地。厂址位于昆区的下风向，周围建筑在200米以外，有卫生防护距离，对自然环境与社会环境影响不大，出路方便，东临沙河槽，可做事故和冬季排水出路，农灌季节，周围有有大片土地可供灌溉，水电供应和对外交通都很方便，地质条件良好，为风化沉积和冲击地质结构，大致为轻亚黏土、亚砂土交错排列。污水系统服务面积，污水主要来自昆区和高新开发区居民生活污水和部分化工厂工业废水。处理后污水可灌溉面积5500亩，其中菜地1904亩，林地板2742亩，大田854亩，同时考虑中水处理实施公园绿化浇灌，景观用水，冲洗街道、车辆、室冲厕、工厂冷却用水. 1.2工艺比选1.2.1 二级处理部分根据废水处理的原则，应选择处理效果稳定、产泥少、节能的处理方法。常用的工艺流程有： 接触氧化法：污水格栅沉砂池提升泵接触氧化池沉淀池出水。 传统活性污泥法：污水格栅沉砂池提升泵曝气池沉淀池（污泥回流）出水。 SBR及其发展方法：污水格栅沉砂池提升泵SBR池或CASS池出水。1.2.1.1 接触氧化法生物接触氧化法是生物膜法的一种形式，是在生物滤池的基础上，从接触曝气池改良而来的，因此有人称之为“浸没式滤池”、“接触曝气法”等。早在19世纪末，Waring、Dirter等人就试验研究了生物接触氧化池处理污水。1912年，Closs获得了德国的专利登记。但是发展为正规的污水处理法，还是德国的Bach和美国的Buswell分别在Emscher、Albana处理厂实现的。当时，生物接触氧化法处理效果不想，BOD去除率低，主要原因是:1停留时间短，一段只有0.5h左右。这种情况下，有机物质氧化分解不彻底，致使BOD去除率低，出水水质差;2填料比表面积过小，附着生物膜量不大，使反应器的BOD负荷过高，BOD去除率自然很低;3填料构造不合理，易堵塞，清扫困难，管理不便。由于接触氧化技术存在上述问题，尽管在二十世纪二、三十年代已经形成了正规的污水处理方法，却未能得到进一步推广应用。1971年，日本的小岛贞男从河流自净作用出发，设计出了蜂窝式填料。这种填料的比表面积和孔隙率较大，重量轻，不易堵塞，脱膜容易。东京都玉川给水厂采用这种填料的接触氧化装置用以处理污水，处理效果良好。这促进了生物接触氧化技术的迅速推广应用。为了进一步适应脱氮和减少污泥生成量的要求，日本开发了分离式接触氧化工艺，见图1.2.1.1，和厌氧接触氧化技术，见图1.2.1.2图1.2.1.1 分离式接触氧化工艺图1.2.1.2 厌氧接触氧化技术国，北京市环保研究所于1975年研究成功了生物接触氧化技术。近年来，国在接触氧化技术的试验研究和实际应用方面达到了一个新的水平，主要表现在以下几个方面:1. 生物接触氧化工艺处理废水技术的使用领域更加拓宽，除了用于生活污水处理外，更多应用于工业废水的处理中。目前，生物接触氧化技术广泛应用于石油化工、农药、食品加工、印染、轻工造纸、发酵酿造等工业废水的处理中。2. 接触填料的开发工作十分活跃。接触填料是生物膜赖以栖息的场所，是生物膜的载体。填料的性能直接影响着生物接触氧化技术的处理效率和经济上的合理性，因此接触填料是生物接触氧化技术的关键。近年来出现的载体填料有玻璃钢蜂窝填料、软性纤维填料、盾状填料、半软性填料、立式波纹填料等。3. 为了提高氧的转移效率、节省动力、防止水流短路和降低造价，开发研制了一些新的曝气充氧设备，如散流式曝气器、微孔曝气器、可变孔曝气软管等。4. 生物接触氧化工艺的池型有所创新。随处理水量的增大和要求处理程度的提高，接触氧化池的池型由单格完全混合型演变为多格完全混合式和推流式相结合的池型。这种池型提高了处理效果，适用于处理水量较大、有机污染物质浓度较高的场合。5. 引入废水厌氧处理原理，开发出了厌氧-生物接触氧化处理技术,该工艺的运行实践表明，生物接触氧化法引入了厌氧污泥回流工艺以后，使生物接触氧化池具有了为活性污泥法所独有的强吸附性能，同时改善了污泥沉降性能和出水水质，使接触氧化法COD处理效率提高5-8%.剩余污泥量可大幅度减少，氧化池污泥增殖率和自身氧化分解率可达到平衡，这样整个系统可不排出剩余污泥，省去了复杂的污泥处理工艺。另外，这种工艺还有一定的脱氮除磷作用。生物接触氧化工艺具有以下特点:1. 运行管理方便。生物接触氧化法由于微生物附着在填料上，形成生物膜，生物膜的脱落和增长可以自动保持平衡，所以不需要污泥回流，生物接触氧化法彻底克服了污泥膨胀问题。污泥膨胀是指由于某种原因(一般为丝状菌过量繁殖)，活性污泥沉降性能恶化，大量污泥有沉淀池流失，曝气池的MLVSS浓度降低，正常处理工艺遭到破坏的现象。活性污泥法普遍存在污泥膨胀问题，对处理效果影响很大，因此对操作管理要求比较严格。丝状菌的大量繁殖，可导致污泥膨胀，但另一方面，丝状菌具有相当强的氧化能力，生物接触氧化池可大量繁殖丝状菌，这样可以充分利用其长处而克服其缺陷。2. 工艺过程稳定生物接触氧化法的挂膜非常方便。采用直接连续进水(工业废水可加一定量的粪便水或生活污水)的方式，一周左右即可迅速培养出己驯化的生物膜，获得良好的处理效果。而对于生活污水、城市污水、食品加工废水等本身含有较多微生物的有机污水，可以不用特殊的方法挂膜，而仅仅应用正常的操作途径使污水流过处理系统，20摄氏度下，一般5-6天即可完成挂膜过程。有机负荷和水力负荷的波动对生物接触氧化工艺的处理效果影响较小，即使遇到突然事故(如停电、有毒有害物质的冲击等)、工艺遭到较大的破坏，恢复起来也很迅速。另外，生物接触氧化工艺还可以实现间歇运行。3. 剩余污泥产量少生物接触氧化法中生物膜是由好氧层和厌氧层组成的，厌氧层中的厌氧菌能分解好氧过程合成的剩余污泥，从而使剩余污泥大大减少。另外，反应器的生物相多样化，除细菌、原生动物外，还栖息着在活性污泥法中较少见到的真菌、藻类、后生动物以及大型无脊椎动物等，形成较长的食物链，减少了剩余污泥量，节省了污泥处理费用。4容积负荷高一般情况下，活性污泥法容积负荷小于而接触氧化法的容积负荷可达填料。体积负荷高，使处理时间得到缩短，同样体积大小的设备处理能力大为提高，使污水处理工艺趋向于高效和节省用地。1.2.1.2 传统活性污泥法传统活性污泥法是依据废水的自净作用原理发展而来的。普通活性污泥系统主要由曝气池，曝气系统，二沉池，污泥回流系统和剩余污泥排放系统组成，其工艺流程如图1.2.1.2.1所示。废水在经过沉砂、初沉等工序进行一级处理，去除了大部分悬浮物和部分BOD后即进入曝气池，再经过二次沉淀池，最后出水。图1.2.1.3传统活性污泥法的工艺流程在曝气池中水流是纵向混合的推流式。在曝气池前端，活性污泥同刚进入的废水相接触，有机物浓度相对较高，即供给活性污泥微生物的食料较多，所以微生物生长一般处于生长曲线的对数生长期后期或稳定期。由于普通活性污泥法曝气时间比较长，当活性污泥继续向前推进到曝气池末端时，废水中有机物已几乎被耗尽，污泥微生物进入源代谢期，它的活动能力也相应减弱，因此在沉淀池中容易沉淀，出水中残剩的有机物数量少。处于饥饿状态的污泥回流入曝气池后又能够强烈吸附和氧化有机物，所以普通活性污泥法的BOD和悬浮物去除率都很高，达到9095%左右。普通活性污泥法也有它的不足之处，主要是：对水质变化的适应能力不强；所供的氧不能充分利用，因为在曝气池前端废水水质浓度高、污泥负荷高、需氧量大，而后端则相反，但空气往往沿池长均匀分布，这就造成前端供氧量不足、后端供氧量过剩的情况。因此，在处理同样水量时，同其它类型的活性污泥法相比，曝气池相对庞大、占地多、能耗费用高。1.2.1.3 SBR及其改进工艺SBR全称是序批式活性污泥法（SBRSequencing Batch Reactor）是早在1914年就由英国学者Ardern和Locket发明了的水处理工艺。70年代初，美国Natre Dame 大学的R.Irvine 教授采用实验室规模对SBR工艺进行了系统深入的研究，并于1980年在美国环保局（EPA）的资助下，在印第安那州的Culwer城改建并投产了世界上第一个SBR法污水处理厂。SBR工艺的过程是按时序来运行的，一个操作过程分五个阶段：进水、反应、沉淀、滗水、闲置。SBR工艺特点是： 1、理想的推流过程使生化反应推动力增大，效率提高，池厌氧、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式构造方法，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效果。 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。SBR系统的适用围：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、水资源紧缺的地方。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、用地紧的地方。 5、对已建连续流污水处理厂的改造等。 6、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。1.2.1.4CASS工艺：CASS( cyclic activated sludge system)工艺是间歇式活性污泥法的一种变革，是近年来国际公认的生活污水及工业废水处理的先进工艺。1978年，Goronszy教授利用活性污泥底物积累再生理论，根据底物去除与污泥负荷的实验结果以及活性污泥活性组成和污泥呼吸速率之间的关系，将生物选择器与SBR工艺有机结合，成功地开发出CASS工艺，1984年和1989年分别在美国和加拿大取得循环式活性污泥法工艺(CASS)的专利。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灌水装置，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。对于一般城市污水，CASS工艺并不需要很高程度的预处理，只需设置粗格栅、细格栅和沉砂池，无需初沉池和二沉池，也不需要庞大的污泥回流系统(只在CASS反应器部有约20%的污泥回流)。国常见的CASS工艺流程如图1.2.1.4所示:图1.2.1.4 CASS工艺处理城市污水流程图CASS的工艺组成及设计要点CASS是一种具有脱氮除磷功能的循环间隙废水生物处理技术。每个CASS反应器由3个区域组成，即生物选择区、兼氧区和主反应区(图1.2.1.5)。图1.2.1.5二池CASS工艺的组成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0.5h1h，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，而且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1次为依据而确定其回流比。兼氧区不仅具有辅助厌氧或兼氧条件下运行的生物选择区对进水水质水量变化的缓冲作用，同时还具有促进磷的进一步释放和强化氮反硝化的作用。主反应区则是最终去除有机底物的主场所。运行过程中，通常将主反应区的曝气强度加以控制，以使反应区主体溶液中处于好氧状态，而活性污泥结构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由污泥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。CASS工艺的循环运行过程：CASS以一定的时间序列运行，其运行过程包括充水-曝气、充水-泥水分离、上清液滗除和充水-闲置等4个阶段并组成其运行的一个周期。不同的运行阶段的运行方式可根据需要进行调整，如无反应充水(即进水时既不曝气也不搅拌)、无曝气充水混合、充水曝气及不进水曝气等。一个运行周期结束后，重复上一周期的运行并由此循环不止。循环过程中，反应器的水位随进水而由初始的设计最低水位逐渐上升至最高设计水位，因而运行过程中其有效容积是逐渐增加的(即变容积运行)。曝气和搅拌阶段结束后，在静止条件下使活性污泥絮凝并进行泥水分离，沉淀结束后通过移动堰表面滗水装置排出上清水层并使反应器中的水位恢复至设计最低水位，然后，重复上一周期的运行。为保证系统在最佳条件下运行，必须定时排泥。CASS反应器中经沉淀后的污泥浓度可达10000mg/L以上，剩余污泥量要比传统的活性污泥处理工艺少得多。图1.2.1.6所示为CASS工艺的循环运行操作过程。具体运行过程依次为：(1)充水-曝气阶段。边进水边曝气，同时将主反应器区的污泥回流至生物选择器。污泥回流量约为处理废水量的20%。(2)充水-沉淀。停止曝气，静置沉淀以使泥水分离。在沉淀刚开始时，由于曝气所提供的搅拌作用能使污泥发生絮凝，随后污泥以区域沉降的形式下降，因而所形成的沉淀污泥浓度较高。当混合液的污泥浓度为3500mg/L时，经沉淀后污泥的浓度可达到10000mg/L以上。与SBR工艺不同的是，CASS工艺在沉淀阶段不仅不停止进水，而且污泥回流也不停止。后者在沉淀期间不停止进水而可获得良好沉淀效果的原因除上所述外，还由于在此期间反应器不出水，在合理设计的条件下，反应器犹如竖流式沉淀池，而其表面负荷则要比竖流式沉淀池低得多。(3)表面滗水(上清液排除)。处于滗水阶段的CASS反应器需停止进水。根据处理系统中CASS反应器个数的不同，或者将原水引入其它CASS反应器(两个或两个以上CASS反应器)，或者将原水引入CASS反应器之前的集水井(单个CASS反应器)。滗水器为移动式自动控制装置。滗水过程中，根据CASS反应器水位的变化，由一浮球式水位监测仪控制滗水器的升降。排水结束后，滗水器将自动复位。滗水期间，污泥回流系统照常工作。污泥回流的目的是提高缺氧区的污泥浓度，以使随污泥回流该区污泥中的硝态氮进行反硝化，并进行磷的释放而促进在好氧区对磷的吸收。由于CASS反应器在运行过程中的最高水位和滗水时的最低水位是设计确定的，因而在滗水期间进行污泥回流不会影响出水水质。(4)闲置阶段。实际运行过程中，由于滗水时间往往要比设计滗水时间短，其剩余时间通常用于反应器污泥的闲置以恢复污泥的吸附能力。正常的闲置期通常在滗水器恢复待运行状态4min后开始。闲置期间，污泥回流系统照常工作。图1.2.1.6 CASS工艺的循环操作过程CASS工艺的运行即为上述4个阶段(1个周期)依次进行并不断重复的过程。每个运行周期中曝气和停止曝气的时间基本相等，而其一个典型的运行周期时间为4h，其中曝气2h、沉淀和滗水各1h。CASS工艺与传统活性污泥法的比较：与传统活性污泥工艺相比，CASS工艺具有以下优点：（1）建设费用低。省去了初次沉淀池、二次沉淀池及污泥回流设备，建设费用可节省20%-30%。工艺流程简洁，污水厂主要构筑物为集水池、沉砂池、CASS曝气池、污泥池，布局紧凑，占地面积可减少35%。（2）运转费用省。由于曝气是周期性的，池溶解氧的浓度也是变化的，沉淀阶段和排水阶段溶解氧降低，重新开始曝气时，氧浓度梯度大，传递效率高，节能效果显著，运转费用可节省10%-25%。（3）有机物去除率高，出水水质好。不仅能有效去除污水中有机碳源污染物，而且具有良好的脱氮、除磷功能。（4）管理简单，运行可靠，不易发生污泥膨胀。污水处理厂设备种类和数量较少，控制系统简单，运行安全可靠。1.2.1.4 各种工艺关于BOD去除率的比较以上生化处理工艺对于BOD的去除率的比较见表1.2.1.4.1表1.2.1.4.1 BOD去除率的比较工艺名称接触氧化传统活性污泥法SBR及其改进工艺BOD去除率(%)60909585-901.2.2中水处理部分中水就是水质介于上水（给水）和下水（排水）之间的，可重复利用的再生水，使污水经处理后达到一定的回用水质标准的水。污水回用方式有开放式循环再生回用和封闭式再生回用两种。前一方式的特点是沿河上下游城市均设置自己的给水系统和排水系统，其中排水系统要求其水处理必须达到国家规定的排放标准后才能排入水体，下游城镇再经给水净化达到饮用水标准，供生产，生活使用。后一方式，即封闭式污水再生回用的特点是把污水的一部分经水处理，水质达到回用标准后就地供工业，农业或生活使用。中水处理系统指的是封闭式污水再生回用系统。虽然与自来水相比，中水的供应围要小，但在厕所冲洗，园林灌溉，道路保洁，洗车，城市喷泉，冷却设备补充用水等方面，中水是最好的自来水替代水源。就世界围而言，当前污水经再生已经回用与工业，农业灌溉和养殖业，市政绿化，生活洗涤，地下水回灌和补充地面水等方面。中水的处理技术，根据水处理的分类，按照处理立即离不同可分为物理化学处理法，生物处理法，膜处理法三大类。1.2.2.1 物理化学处理法物理化学处理法是以混凝沉淀（气浮）技术和活性炭吸附技术相结合的基本方式，主要用于处理优质杂排水。该处理法适用于处理规模较小的中水工程，主要特点是处理工艺流程短，运行管理简单，方便，占地相对较小；但相对生物处理来讲，运行费用较大，并且出水水质受使用混凝剂种类和数量的影响，有一定的波动性。当以含有粪便污水的排水作为中水原水时，宜采用二段生物处理与物化处理相结合的处理工艺流程。利用污水处理站二级处理出水作为中水水源时，宜选用物化处理或与生化处理相结合的深度处理工艺流程。1.3方案确定根据以上的方案比选，最终确定该污水处理厂在二级生化处理中选择CASS工艺，在中水处理中选择直接过滤+消毒工艺。具体工艺流程图见图1.3.1。图1.3.1 处理流程图进水进水井格栅提升泵房竖流沉砂池CASS 配水井接触池二级出水 中间水池 浓缩池 机械搅拌澄清池 带式压滤机 普通快滤池 泥饼外运 接触池 回用 第二章单体构筑物计算2.1进水井进水井中设置进水管，出水管和事故出水管，每个管口均设有闸门。其中进水管和出水管口闸门未开启状态，事故出水管口闸门仅在事故时开启泄流。格栅用以去处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。2.2设计参数：取：栅条间隙 19mm，机械清渣，选2台，一用一备。过栅流速 0.8m/s，格栅倾角60 格栅水头损失 0.15m 格栅间必须设置工作台，台面应高出栅前最高设计水位0.5米。工作台上应有安全和冲洗设施。 格栅间工作台两侧过道宽度不应小于0.7米。工作台正面过道宽度不应小于1.5米。 格栅间应安设吊运设备，以进行格栅及其他设备的检修，栅渣的日常清除。 设计水量Q=55000 =0.636 /s 根据污水量总变化系数表（见表2.2.1）表2.2.1 污水量总变化系数Kz值平均日流量/（L/s）11002005001000Kz1.71.61.51.41.3用插法，当Q=636L/s时，Kz=1.3则Qmax=0.6361.3=0.827 /s格栅示意图见图2.2.1。图2.2.1 格栅示意图2.2.1栅条间隙数（n） 设栅前水深h=0.65m，过栅流速v=0.8m/s，栅条间隙b=0.019m，倾角a=60则： 2.2.2栅槽宽度（B）设栅条宽度S=0.01m，则：=0.01(78-1)+0.0278=2.25m2.2.3进水渠道渐宽部分长度设进水渠宽，其渐宽部分展开角度（栅前流速为0.8m/s）则2.2.4栅槽于出水渠道连接处的渐窄部分长度2.2.5通过格栅的水头损失（h1）设栅条断面为锐边矩形断面：则式中： -阻力系数，当栅条断面为锐边矩形断面时=2.42 -系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般采用32.2.6栅后槽总高度（H）设栅前渠道超高h2=0.3m，则2.2.7栅槽总长度（L）2.2.8每日栅渣量（W）栅条间隙为19mm时，取渣量为每103m3污水产0.09m3则因W0.2m3/d，故采用机械清渣。2.2.9粗格栅选型选择链条回转式多耙平面格栅除污机，其性能参数见表2.2.9.1表2.2.9.1 链条回转式多耙平面格栅除污机型号格栅宽度格栅净距安装角度过栅流速电动机功率GH-1200120016,20,25,40,807001.0m/s1.1-1.5kw该格栅除污机的外形如图2.2.9.1所示：图2.2.9.1 链条回转式多耙平面格栅除污机格栅总高：H=1.04+2.1=3.14m2.3提升泵站2.3.1设计要求本流程中所需泵的扬程为6.5m，流量为0.636m3/s=2289m3/h2.3.2提升泵的选择选用6台200QW400-10-30型潜水排污泵，四用一备，该潜污泵的性能参数见表2.3.2.1。表2.3.2.1 QW型潜水排污泵性能参数型 号流量(/h)扬程(m)转速(r/min)功率(kw)效 率(%)200QW400-10-30400109803077.82.3.3提升泵房设计提升泵房的尺寸为LBH=12000mm7000mm8900mm，具体布置见平面图和高程图。2.4细格栅的设计计算2.4.1已知条件设计平均流量: Qd=55000m3/d=0.636m3/s最大日流量: Qmax=KzQd=1.30.636=0.827 m3/s栅前水深 h=0.5m过栅流速 v=0.9m/s 栅条间隙宽度：e=10mm2.4.2细格栅的设计计算2.4.2.1.栅条的间隙数n,个 (3.11) 式中 Qmax-最大设计流量，m3/s； -格栅倾角，(o)，取=60 0; e-栅条间隙，m，取e=0.01m; n-栅条间隙数，个； h-栅前水深，m，取h=0.5m; v-过栅流速，m/s,取v=0.9m/s;则：设计最大流量时的过栅流速为0.9m/s。则格栅间隙数为171个。取 n=78(个) ，隔栅设两组，按两组同时工作设计。则每组细格栅的间隙数为85个。2.4.2.2.栅槽宽度 B设栅条宽度 S=0.01m栅槽宽度一般比格栅宽0.20.3 m,取0.2 m;则栅槽宽度 B2= S(n-1)+bn (3.12) =0.01(851)+0.0285 =2.5m单个格栅宽2.5m，两栅间隔墙宽取0.60m，则栅槽总宽度 B=2.52+0.60=5.6m.2.4.2.3. 通过格栅的水头损失 h1圆形栅条阻力系数 ：m （3.13）过栅水头损失：=193mm （3.14）取h1=195mm=0.19m2.4.2.4 .栅前槽高：H1=h+h2=0.5+0.15=0.65m（h2为超高） (3.15)2.4.2.5 .栅后槽总高度H=0.45+h1=0.45+1.93=1.22m=2.4m (3.16)2.5竖流式沉砂池2.5.1.中心管直径采用两个池子，每个池子的设计流量为设中心管中的流速为，每个池子中心管直径为：2.5.2池子直径设池水流上升流速为2.5.3水流部分高度设最大停留时间2.5.4沉砂室所需容积 设贮砂时间，沉砂室所需容积每个沉砂斗所需容积2.5.5沉砂部分高度设沉砂斗锥底直径，沉砂斗斜壁与水平面的夹角为55，沉砂部分高度2.5.6圆截椎部分实际容积2.5.7池子总高度设超高，中心管底至沉砂室砂面的距离2.5.8排砂方法采用重力排砂2.6CASS池一般说明：CASS( cyclic activated sludge system)工艺是间歇式活性污泥法的一种变革，是近年来国际公认的生活污水及工业废水处理的先进工艺。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灌水装置，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。2.6.1容积采用容积负荷法：式中： Q-设计水量，20000m3/d Nw-混合液MLSS污泥浓度（kg/m3），一般取2.5-4.0 kg/m3，今取为3.5 kg/m3 Ne-BOD5-污泥负荷，一般为0.05-0.2(kgBOD5/kgMLSSd),今取为0.2 kgBOD5/kgMLSSd Sa-进水BOD5浓度 Se-出水BOD5浓度 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，一般为0.7-0.8，今取为0.75则：现选为8座池子，(其中2座备用，6座运行)则单池容积为3230 m3。2.6.2外形尺寸取池最大水深为5m，其中换水水深为1.8m，存泥水深2.0m，保护水深1.2m，则CASS池面积S=V/H=3230/6=646m2 取S=650 m2又B:H=1-2，L:B=4-7，取B=10m，则L=65mCASS池总高度为H0=H+0.5=5.5m （0.5m超高）CASS池长度方向分为厌氧区，兼氧区，好氧区，长度比按照1:5:30设计，即分别为1.8m，9.0m，54.2m。2.6.3 连通孔口尺寸在兼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，连通孔数的确定见表2.5.3.1表2.5.3.1 CASS池连通孔数池宽B/m4681012连通孔个数12345则连通孔数=4孔口面积 式中：H1-换水深度 v-孔口流速（20-50m/h），取v=40m/h则：取LB=2m2.3m2.6.4曝气系统设计采用鼓风曝气。2.6.4.1 平均时需氧量计算 式中： -混合液需氧量，kg/d -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 Q-污水流量，m3/d Sr-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 -活性污泥微生物通过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 V-曝气池容积，m3 -单位曝气池容积的挥发性悬浮固体（MLVSS）量，kg/m3 取=0.5，=0.15，=2.5kg/m3 则：2.6.4.2 最大时需氧量计算 (max)=0.55500001.3(200-15)10-3+0.1532302.5=8431kg/d=351.30kg/h2.6.4.3 每日去处的BOD5值2.6.4.4 去除每kgBOD5的需氧量2.6.4.5 最大时需氧量与平均时需氧量之比2.6.4.6 供气量计算 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，计算温度定为30。查表得水中溶解氧饱和度：=9.17mg/L，2.6.4.6.1 空气扩散器出口处的绝对压力式中：H-淹没水深2.6.4.6.2 空气离开曝气池面时，氧的百分比式中：-空气扩散器的氧转移效率，对网状膜型中微孔 空气扩散器取值12%2.6.4.6.3 CASS池混合液中平均氧饱和度2.6.4.6.4 换算为20条件下，脱氧清水的充氧量式中：-20时水的饱和溶解氧量，mg/L-污水中杂质影响系数，一般为0.78-0.99-污水中含盐量影响修正系数-混合液DO浓度，mg/L-水温，-实际条件下，转移到曝气池混合液的总氧量，kg/h-气压修正系数-T时曝气池DO饱和度的平均值，mg/L取=0.82，=0.95，C=2.0，=1.0相应的最大时需氧量2.6.4.6.5 CASS池平均供气量相应的曝气池最大时供气量2.6.4.6.6 去除每kgBOD5的供气量2.6.4.6.7 每m3污水的供气量2.6.4.6.8 本系统的空气总用量总需气量为13083m3/h2.6.4.7 曝气器选择现选用YMB-I型微孔曝气器，它是由优质合成橡胶制成，具有较高的传质速度，重阳效率高，不易产生堵塞，不怕腐蚀。其性能参数见表2.5.4.7.1表2.5.4.7.1 YMB-I型微孔曝气器性能参数型 号直径D/mm膜片平均孔径 /空气量/m3个-1服务面积/m2个-1氧利用率/%充氧能力(O2)/kg(m3h)-1动力效率(O2)/kg(kwh)-1YMB-I26080-1001.5-30.5-0.7510-280.112-0.1853.46-5.192.6.4.8 CASS池空气管计算鼓风机房出来的空气干管，在相邻的两个池子的隔墙上各设一根干管，根据画圆法布置曝气器，每根干管上设74条曝气竖管，其中厌氧区1条，兼氧区9条，好氧区64条，每两条竖管间距0.636m，为CASS池配气。根据画圆法可知，每根空气管上设置16个曝气器，间距为0.636m，则单池需要1184个曝气器。 空气管道损失按照最不利管线计算： 如下图2.5.4.8.1所示图2.6.4.8.1 曝气系统图空气管路压力损失计算见下表2.5.4.8.1表2.5.4.8.1 空气管路压损计算表管道编号管道长度(L)/m空气流量m3/min空气流速m/s管径mm配件当量长度/m计算长度压力损失Pa/mPa0-117981300B3.5220.5210205.21-20.65981300B3.524.171041.72-32981300B2.14.110413-42598130025102504-50.5496.500C1.72.219.643.125-60.31824.58.32250C1.7219.639.26-70.63623.88.08250C1.72.319.6457-26管径均采用250mm，管道长度共12.084m，共有19个C，则总当量长度为32.3m，管道计算长度共44.4m，总压力损失为870.24Pa。26-270.63611.04250C1.72.319.64527-280.63610.39.7150C1.72.319.64528-41管径均采用150mm，管道长度共8.268m，共有13个C，则总当量长度为29.9m，管道计算长度共38m，总压力损失为744.8Pa。41-420.6360.70.6150C1.72.319.64542-435.30.79.340C1.7719.6137.243-440.6360.668.7540C1.72.319.64544-59管径均采用40mm，管道长度共9.54m，共有15个C，则总当量长度为34.5m，管道计算长度共44m，总压力损失为101.2Pa。压力损失共计2699Pa，约0.26mH2O注：A-阀门，B-90弯头，C-三通假设管路富余压头为0.1m，YMB-I型微孔曝气器阻力损失为0.27m，则曝气系统总压力损失为：H=0.26+0.1+0.27=0.63mH2O2.5.4.9 鼓风机选择供风风压： 鼓风机所需出风压力为： 式中：-CASS池所需风压（mH2O） -CASS池曝气系统总压力损失（mH2O）鼓风机选择 综合以上数据：选择RME-200标准型罗茨鼓风机3台，两用一倍。见表2.5.4.9.1表2.5.4.9.1 RME-200标准型罗茨鼓风机参数表型号口径（mm）出口风压kPa进口标准风量（m3/min）所需功率kwRME-200200A58.852.818.5鼓风机房设计： 鼓风机房设计尺寸：LBH=1200060003000（mm） 鼓风机房在建造时采取必要的消除噪声的措施。出口消声器选择KM200型，具体外形参数见表2.5.4.9.2表2.5.4.9.2 KM200型消声器外形参数型号DNABCDKM20020018001600100320 管道用减震橡胶接头采用KXT-200型可曲挠橡胶接头。 止回阀选择H71X-16K型DN200对夹式消声止回阀。 闸阀选择Z41T-10型明杆楔式闸阀，DN200。2.6.5 CASS池配水槽设计CASS池配水井的作用是为了使两池配水均匀，采用与CASS池合建的方式，尺寸为长宽高=1m1m1m，详细情况见图纸。2.6.6 CASS池运行时间与水位控制CASS池运行周期设计为8h，其中曝气6h，沉淀1h，排水1h。取池最大水深5m，换水水深1.8m，存泥水深2.0m，保护水深1.2没，进水开始与结束由水位控制，曝气开始由水位和时间控制，排水结束由水位控制。2.6.7 排水口高度和排水管管径 为了保证每次换水水量及时排除以及排水装置运行需要，将排水口设在最低水位以下0.3m，最高水位以下1.3m处。2.6.8 污泥系统计算2.6.8.1产泥量计算 式中：Y-污泥产率系数，生活污水一般为0.5-0.65，城市污水0.4-0.5，现取为0.5Kd污泥自身氧化率，生活污水一般为0.05-0.1，城市污水0.07左右，现取为0.065则： 日排泥量式中： -日排泥量 -污泥密度，取=1 P-污泥含水率，取P=99%则即每天排泥量为194m3/d2.6.8.2排泥系统每池出水端设排泥坑5m1.5m1.0m，设污泥回流泵与排泥泵。污泥回流比为25%-40%，按40%计。则回流量2.6.8.3污泥回流泵选择一台SS0210型芬兰沙林低扬程污泥回流泵，流量10-120L/s，扬程低于4m。其外形尺寸和安装尺寸见图2.6.8.3.1图2.6.8.3.1 SS0210型芬兰沙林低扬程污泥回流泵外形和安装尺寸其性能参数见表2.6.8.3.1表2.6.8.3.1 SS0210型芬兰沙林低扬程污泥回流泵性能参数型 号自由通道(mm)出口直径(mm)电机功 率(kw)电机转速(r/min)SS0210801302002.05702.6.8.4污泥泵选择一台50QW18-15-1.5型潜水排污泵，性能参数见表2.6.8.4.1表2.6.8.4.1 QW型潜水排污泵性能型 号流量(/h)扬程(m)转速(r/min)电机 功率 (kw)效率(%)出 口直 径(mm)50QW18-15-1.5181528401.562.8502.6.8.5滗水器选择选择XB-600型旋转滗水器，性能参数见表2.5.8.5.1，外形尺寸见图2.5.8.5.1表2.6.8.5.1 XB型旋转滗水器性能型 号出水能力(m3/h)堰口宽度2L(m)滗水可调深度H(m)XB-60060062.3图2.6.8.5.1 XB型旋转滗水器外形2.7中间水池本设计中中间水池的作用主要是起调节水量以及投加混凝剂。根据设计流程，由此工艺环节开始Q=50000m3/d,Qmax=500001.3=65000 m3/d2.7.1 池容V=QT式中：Q-设计最大流量T-设计停留时间，选定为45分钟则：2.7.2 尺寸取水深为5m，则面积取超高为0.5m，则总高则定L=8m，B=10m2.7.3加药设备 主要是投加聚丙烯酰胺PAM，选用军区联勤部净水设备试验厂生产的DCW型自动投药装置，具体参数见表2.6.3.1表2.6.3.1 DCW型自动投药装置参数型 号适合水量（m3/h）功率(kw)电压(V)DCW-I50-5000.12202.7.4提升泵由于后续工艺环节采用过滤器，为了保证滤罐正常运行所需的水头，需在中间水池设置一潜污泵，将水提升。根据高程图可知，该提升泵所需扬程为6.5m，流量为50000m3/d。现选择亚太泵业生产的100QW70-10-4型潜水排污泵4台，3用1备。其性能参数见表2.6.4.1表2.6.4.1 100QW70-10-4型潜水排污泵性能参数型号流量（m3/h）扬 程（m）转速（r/min）电动机功率（kw）效 率(%)100QW70-10-470101440477.42.8机械搅拌澄清池设计计算其特点是利用机械搅拌澄清池的提升作用来完成泥渣回流核接触反应,加药混合后进入第一反应室,与几倍于原水的循环泥渣在叶片的搅动下进行接触反应.然后经叶轮提升到第二反应室继续反应以结成大的颗粒,再经导流室进入分离室沉淀分离.机械搅拌澄清池由第一絮凝室和第二絮凝室及分离室组成。池体上部是圆筒形，下部是截头圆锥形。它利用安装在同一根轴上的机械搅拌装置和提升叶轮使加药后的原水通过环形三角配水槽的缝隙均匀进入第一室，通过搅拌叶片缓慢回转，水中的杂质和数倍于原水的回流活性泥渣凝聚吸附，处于悬浮状态，再通过提升叶轮将泥渣从第一絮凝室提升至第二絮凝室，继续混凝反应凝结成良好的絮粒。然后从第二絮凝室出来，经过导流室进入分离区。在分离区，由于过水断面突然扩大，流速急速降低，絮状颗粒靠重力下沉，与水分离，沉下的泥渣大部分回流到第一絮凝室，循环流动，形成回流泥渣。回流流量为进水流量的3-5倍。小部分泥渣进入泥渣浓缩斗，定时经排泥管排至室外。机械搅拌澄清池对原水的浊度、温度和处理水量的变化适应性较强，处理效率高，运行较稳定但需要一套机械搅拌设备，日常维修工作量大，维修技术要求较高设计要点（1）水在池中的总停留时间一般为1.21.5h第一絮凝室约需2030min，第二絮凝室一般需0.51min，导流室中停留时间2.55min.第二絮凝室上升流速为4070mm/s，导流室流速与其相同。（2）澄清池一般不考虑备用，池数宜在2座以上。（3）第二絮凝室、第一絮凝室、分离室的容积比参考值为1:2:7（4）回流量与设计净水量之比为（3:1）（5:1），即第二絮凝室提水流量一般为原水进水