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1、天津科技大学2013届本科生毕业设计天津中心渔港污水处理厂初步设计PRELIMINARY DESIGN OF ZHONG XIN YU GANG SEWAGE TREATMENT PLANT IN TIANJIN专 业：环境工程姓 名：张越指导教师姓名：申请学位级别：学 士论文提交日期：2013年6月 15日学位授予单位：天津科技大学摘 要工业农和业生产的迅速发展和日益提高的人民生活水平，使得用水更加的紧张与日趋日益的缺水情况形成了矛盾。目前，在我国城镇绝中，大部分的生活污水没有采取应有的治理措施被直接排放，环境污染严重。在国家走可持续发展的线路下，环境保护问题已被全国人名和各级政府加以重视，
2、环境污染日趋严重，加大城市生活污水治理力度势在必行。本设计日处理量为15万吨，排水要求按照城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）中的一级A标准进行设计的。主要采用的工艺是CASS工艺， CASS工艺是周期循环曝气污泥法。CASS工艺拥有占地面积小，操作和管理简单，日常维护容易，工艺比较成熟而且工艺流程简单，出水水质好，具有很好的脱氮除磷效果的特点。由于CASS工艺技术成熟，目前已被大量的广泛使用，回馈处理效果很好。且该工艺具有良好的经济，环境和社会效益。对工艺流程中各单体构筑物进行了设计计算，绘制了污水处理厂的平面布置图和高程布置图以及主要构筑物的CAD图纸等。对工厂的投资进
3、行了估算，对处理成本进行了核算。关键词：污水处理厂； CASS工艺； 脱氮除磷；初步设计58ABSTRACTWith the rapid development of industrial and agricultural production and improve living standards, water stress and sewage disposal problems have become increasingly prominent. At present, most cities directly discharge sewage without taking prop
4、er control measures, which result environmental pollution. Taking account of sustainable development, our country and people pay attention to environmental protection. So it is necessary to develop the urban sewage treatment. The treatment scale of sewage is 150000m3/d in the paper. The effluent qua
5、lity carries out A standard of integrated wastewater discharge standard（GB18918-2002）. This design process is cyclic activated sludge system(CASS). The CASS process has a lot of advantages, such as easy management, flexible operational ways, good disposed effect, and good nitrogen removal effect. It
6、 is suitable for small and mid-scale municipal wastewater treatment plants because of its low investment and operational cost .The processing has been successfully applied for actual engineering practice, and has good economic,environmental and social efficiency. The structures in the sewage treatme
7、nt plant are designed and calculated. Plane layout, elevation layout and CAD diagram of main structure are drawn, and investment and cost are calculated. Keywords: sewage treatment plant; CASS technique; removal of nitrogen and phosphorus ; preliminary design 目 录第一章 绪论1第二章 设计说明书3第一节 工程概述3第二节 常见污水处理概
8、况4第三节 工艺流程的确定10第三章 设计计算16第一节 粗格栅16第二节 细格栅18第三节 钟式沉砂池20第四节 辐流式沉淀池23第五节 配水井28第六节 CASS池的设计计算29第七节 加氯接触池38第八节 重力浓缩池计算39第四章 平面布置42第一节 平面布置的原则42第二节 总平面布置42第五章 高程布置44第一节 高程布置事项44第二节 高程计算44第六章 技术经济分析47第一节 投资估算47第二节 废水处理成本计算48第七章 环境经济效益分析50第八章 结论与建议52第一节 结论52第二节 建议52参考文献53致 谢55附 录56第一章 绪论一、 我国城市污水处理概况国家环保总局2
9、005年6月2日公布的报告说，在我国193个城市中生污水处理率几乎为零，然而在统计500个城市中处理率只有32.33。这份题为中国的城市环境保护的报告指出，中国目前环境保护措施建设不够完备，环境污染仍很严重，还达不到国家走可持续的发展的道路1。据统计显示，2002年我国污水年排放总量达到620多亿吨，且每年按照18亿吨的速度进行增长，水体污染问题日趋严重，水体的污染不仅引起了环境问题同时还使水资源更加的匮乏，而且还影响居民的饮用水健康，而建成的大量污水处理厂,没有发挥应有的效果具统计显示，2004年末，我国市已建成的709座污水处理厂在600多座城市中，污水处理量达到4500多万吨，但据全国人
10、大常委会执法检查组国家环保总局提供的资料和国家环保总局提供的资料，目前只有三分之一运行正常，有的是低符合运行，剩下的停停开开或者就不运行。可以看出我国的污水量大，但是处理率却很低，而且建成的大量污水厂有的没有发挥应有的效果，从而加剧了我国城市水体污染的问题。二、 天津中心渔港污水处理厂简介（1） 中心渔港天津中心渔港位于天津滨海新区汉沽区边界，土地规划面积为快速路以南、汉锦、汉蔡路，以东李河泵站，滨海大道以北，规划用地面积9.46 km2;南部海域的长廊绵延约7公里的海域占2.1公里东海岸地区，包括海土地面积8.02平方公里的，包括吹泥填海区3.59 km2。见图1-1所示图1-1 天津中心渔
11、港所在位置滨海旅游区位于中心渔港西南侧，北临津汉高速公路，南至永定新河，西至汉北路和中央大道，东至中央预感和渤海，总规划用地面积99km2。沿海旅游区的结合构成了主体功能区规划，形成了“一心四区”的布局，包括中心岛，主题公园，休闲总部区，工业南区和工业北区。土地及水资源司，并根据实际情况，规划分为19个污水处理系统，惠风河，南湾和北海以北地区进入污水处理厂的规划中心渔港，进入城市污水处理剩余营厂;另外四个城市作为一个系统（总面积为13.02 km2），一组独立的污水处理设施的核心。三、 地理位置及气象条件天津市位于中纬度欧亚大陆东岸，属暖温带，属于半湿润大的陆季风，离渤海虽然很近，却是陆性海湾
12、海洋的影响很小，温差很大，四季分明，而且多与炎热夏季，夏季有100天左右，秋高气爽、寒冷干燥的冬季，冬季一年有160天左右，春季和秋季是51-56天。风随季节变化冬季西北风为主，但主要是北方，频率基本维持在20-30，夏季，主要分布在东南，而南风为主;春季和秋季是过渡季节，最多的是西南、偏南风向为，但是全年主要是西南风为主。第二章 设计说明书第一节 工程概述一、 设计依据及原则天津中心渔港污水处理厂属于城市市政基础设施，工作生活，改善城市基础设施，改善城市的整体环境，以确保经济和社会的可持续发展起着决定性的作用。该项目坐落在天津滨海新区，拥有很好的自然风光，其污水排放标准达到城镇污水处理厂污染
13、物排放标准（GB18918-2002）一级A标准。该项目建成后，有助于该地区的旅游项目，有着一定的社会效益和环境效益。是走国家的可持续发展道路起着积极作用。二、 设计水质水量及排放标准（一） 设计水量处理规模：100000 m3/d，总变化系数1.5Qmax=QKZ=10.01041.5m3/d=6250m3/h=1.74 m3/s （二） 进水水质 污水处理厂进水水质见表2-1所示表2-1 进水水质 （单位：mg/L）CODcrBOD5SSTNNH3-NTP进水水质480180210045355（三）出水水质 污水处理厂进水水质见表2-2所示表2-2 出水水质 （单位：mg/L）指标CODc
14、rBOD5SSTNNH3-NTP出水水质50101050.50.5第二节 常见污水处理概况常见的污水处理有A2 / O，改良的A2 / O，UCT，改良的UCT，氧化沟，SBR， 奥贝尔氧化沟，BAF，等工艺2。一、 A2/O法（一） A2/O工艺A2/O工艺运行过程如图2-1所示。其特点是厌氧，缺氧，好氧处理三个部分功能明确，根据水资源条件和水的要求，控制三个分部经营状况和经营，只要有足够的碳的比例3。这一理论的工作原理如下：磷可以完全有效微生物磷的释放，除磷系统能力是一个非常重要的意义，可以使厌氧区前首先获得碳微生物磷及磷释放可以完全。图2-1 A2/O的工艺流程图 A2/O工艺水力停留时
15、光短于其它相似的的A2/ O操作，有利于选育出多种微生物菌群增加，脱氮除磷后果是显著的，该工艺以后正在全球规模内运用。传统的A2 / O工艺下有缺陷4。 1.在脱氮时所需要有机负荷低，所需的污泥龄，而除磷正好相反，所以很难达到平衡。2. 由于厌氧区顺序在前，厌氧区会产生会被在流中含有的硝酸盐所影响。3. 由于这一过程是循环部分污泥经历了一个完整的磷的吸收和磷的释放过程。其余污泥则直接由缺氧区进入了好氧区没有经过厌氧的状态；除磷效果不明显。4. 因为处理系统中部为缺氧区，碳源对反硝化作用不足，影响除氮。A2 / O工艺除磷脱氮，出水水质好，出水氮，磷指标达到要求，常常采用这种方法。（二） UCT
16、工艺 在传统的A2 / O工艺，污泥回流硝态氮将给予优先捕捉废水易生物降解的有机物，实现脱硝5，因此，如何减少影响除磷的不利影响已经成为一个关键的技术问题。通过国内外的研究和实践，成功研制出UCT工艺，提供了一个更好的解决方案。UCT 与A2 / O工艺，主要的区别是，第一次进入回流污泥缺氧，缺氧的一部分，该混合物的流出，然后返回到厌氧阶段。随着这种变化，可避免因为回流污泥NO3 - N干扰厌氧释磷，减少磷的去除。返回污泥回流NO3 - N将是缺氧反硝化。当的污水BOD5/TKN或BOD5/TP低，UCT处理过程更有效率，但需要增加流体的流动，缺氧，厌氧池回流，增加了功率消耗。见下图2-2。图
17、2 -2 UCT 工艺流程图（三） 分点进水倒置A2/O工艺分点进水倒置A2 / O工艺脱氮除磷的“中德合作城市污水氮和除磷技术研究组，”在我们的研究和开发合作项目于1997年。该工艺流程见图2-3。为了避免传统A2 / O工艺硝酸厌氧池磷的影响由厌氧池前面加缺氧池，回流污泥从二沉池30-50的水和50-150的该混合物流入缺氧区，停留时间为1-3小时。在缺氧坦克进行混合和回流污泥反硝化去除硝酸盐，然后进入厌氧阶段，从而保证了厌氧池，厌氧条件下加强除磷6。由于污泥回流进入的缺氧阶段和双水的方法，在缺氧比有氧近高出50的污泥浓度。因此，对于一个最终沉淀池，以常规方法相比，公知的MLSS浓度工序进
18、料系统有一个比较大的储备和较长污泥龄，从而提高了处理能力。脱硝率也显着提高，脱硝，可以有效的保证。在不同的季节，根据对水质的生物脱氮和磷对碳源的变化，调整水的比例在缺氧和厌氧区所要求的条件下，有效保证脱氮除磷，因此，这个过程与其他脱氮和除磷工艺相比，有主导优势7。图2-3 A2/O 工艺流程图它的过程中使用一个长方形的池塘，有缺氧区，厌氧和好氧区，各个池子，作为一个推流的方式运行。缺氧，厌氧水下使用搅拌器，好氧曝气系统使用。合理的选择，以实现硝化污泥龄。该工艺具有以下的特点：1.在缺氧阶段释放磷后进入好痒阶段，推动了磷的吸收，有饥饿效应优势。2.缺氧段位于工艺的前端，优先允许反硝化获得碳源，所
19、以加强了系统的脱氮能力。3.因为允许所有参与回流的污泥全部经过完整的释磷、吸磷过程，所以工艺在除磷方面具有群体效应优势。二、 序批式活性污泥工艺（SBR）SBR是Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process的英文缩写，中文意思是是序批式活性污泥法 8。SBR是活性污泥法的一种，一般SBR分为进水、曝气、沉淀、排水、闲置5个阶段见下图2-4。图2-4 SBR 系统的运行方式SBR的运行方式灵活多变，适应性很强，跟具不同的水质及实际工程的要求，可以对工艺过程进行改造，随着研究的不断进展以及人们对活性污泥去除污染物质原理的逐渐了解，由于SBR技术
20、在实际工程应用有一定局限性，为满足实际工程的需要，SBR技术逐渐衍生出了各种新的形式9。（一） SBR工艺的优点有处理的构筑物少，节约了占地面积，减少投资。对水质水量大的变化有很高的适应性，不需要调节池10。（二） SBR工艺的缺点有 工艺繁琐，对自动化要求较高，需要专业的人员进行操作，SBR的容积利用率不高，造成一定的浪费。三、 氧化沟处理工艺（一） 奥贝尔氧化沟该工艺特点是低速表面曝气机装在曝气渠道端部。在隔板曝气渠内分格，组成了连续渠道。水被表曝机推向曝气区，经过几个曝气区后水流由堰口排出。目的是保持沟中流速，设造的表曝机和曝气渠的大小都十分重要。研发卡鲁塞尔2000型，创造性的结合了厌
21、氧/缺氧/好氧与氧化沟循环式曝气渠，较差的原调节性，较低的脱氮除磷效果的特点得到了改善，然而复杂了设计水力。池的深度较浅是卡鲁塞尔氧化沟的缺点，通常为4.0m，大面积占地，昂贵的土建费用。将池的深度设计为6m或更深的也是卡鲁塞尔氧化沟的情况之一，但额外动力的提供需用顺水推流器11。（二） 鲁格公司研发了沟式DE氧化沟还有三沟式氧化沟。双沟构成了双沟式氧化沟，氧化沟分立于二沉池建造，拥有污泥回流独立系统，DE型氧化沟可进行除磷脱氮等多种工艺。两个交替运行、容积相同的曝气沟组成了双沟式氧化沟，沟内有转刷和水下搅拌器，完成硝化过程，水方向进出的周期性变换（需开关进出水堰门）和变换转刷的运行状态和水下
22、搅拌器，须由计算机操作控制，有较高的自控要求。三沟式氧化沟有曝气、沉淀的特点，工艺比双沟式工艺更简单。交替的三沟进水，交替的两外沟出水，分为沉淀池或曝气池交替运行，无需污泥回流设备和二沉池，与DE型氧化沟一样的是，要求较高的自动化程度。使用转刷曝气是这两种氧化沟的相同点，会形成池的深度较浅，大面积占地。由于三沟式和双沟式的交替运行，低设备利用率成为显著缺点，只有58%设备利用率的三沟式，多配置设备，增加了一次性设备投资。氧化沟中重要类型之一就是奥贝尔氧化沟，该想法最早由南非的休斯曼提出的，研发于南非国家水研究所研究，美国的Envirex公司得到该技术后持续改善和宣传使用。奥贝尔氧化沟呈椭圆形状
23、，一般有三条曝气同心渠道。从外沟淹没式进水口将污水向内进入，接着流入下一条渠道，最后经内沟道流出。奥贝尔氧化沟同时具有硝化及反硝化的特点，厌氧选择池增加在氧化沟前，组成生物脱氮除磷系统。污水和回流污泥首先进入厌氧选择池，停留时间约1小时，在厌氧池中完成磷的释放，并改善污泥的沉降性，然后混合液进入氧化沟进行硝化、反硝化，实现脱氮除磷。奥贝尔氧化沟的缺点是池深较浅，一般为4.3m左右，占地面积较大，因为池型为椭圆型，对地块的有效利用较差。奥贝尔氧化沟工艺技术成熟，耐冲击负荷能力强，脱氮效率较高，在国内中、小污水处理厂中有广泛的应用经验。四、 曝气生物滤池（BAF）工艺 曝气生物滤池也称BAF是一种
24、新兴污水处理技术，上世纪80年代末在欧美国家兴起，拥有不错的工作性能，其在污水处理界内得到了重要关注。AF在国外已经初步建成规模，在国内正蓬勃的发展。不同的滤料使用情况，BAF有两种主要的形式：滤料大于水密度的BIOFOR和滤料小于水密度的BIOSTYR，得力满公司研发了前者和威利雅公司研发了后者。图2-5呈现了BIOFOR滤池的构造，包含4个部分：滤料层的密度大于1，装载活性污泥；长柄滤头的作用是布水布气；专防堵塞曝气器及曝气系统；反冲洗系统，维持滤池的正常运转12。图2-5 BIOFOR 滤池的基本构造 BAF是一种生物膜处理技术，生物膜法主特点是微生物附着在 “滤料”表面，从而形成了生物
25、膜，水中的有机物被膜上的微生物吸附分解，从而进化水质的作用。此工艺采用鼓风机进行曝气，给微生物提供氧气，随着工艺的进行，有机物不断的分解，从而又形成新的生物膜，生物膜通过反冲洗而脱落从而除去。 BAF是高负荷的生物滤池，微生物附着在滤料上，浸泡在水中，可以有效地去除水中的悬浮物，所以一般BAF池后面不用在对水中的悬浮物进行处理，减少了使用面积降低工程的成本，但是BAF对水质的要求比较高，所以预处理要增加，一般进水水质SS要小于60mg/L ，有时还要增加化学药剂，使得水中的有机物增加，带到污泥中，造成污泥不稳定，增加了污泥处理的难度。1. 曝气生物滤池广泛的被应用在城市污水处理、造纸和酿造、食
26、品加工废水等高浓度废水处理和再生水处理行业中，主要有以下特点：基建投资少，占地面积小，非常适用于用地紧张的城市项目和用地受限制的改造项目。由于水力停留时间短，所需生物处理体积和面积都较小，节约了占地，节省了投资。2. 氧气的利用效率高。由于空气要通过水中挂膜的粒料，线路曲折而且阻力大，延长空气和水的接触时间，从而提高了氧利用效率。而且在BAF工艺中氧气可直接渗透进入生物膜，加快了氧气的传质速度，因而减少了曝气量。3. 出水的水质好，在BAF工艺中，由于填料本身的截留作用及生物膜的絮凝作用，使出水的SS很低，一般不会超过10mg/l；4. 采用模块化的设计，远期扩建结合更加容易。由于曝气生物滤池
27、和净水厂的滤池类似，可分为很多过滤单元，而且每格单元的大小及管路系统也近似，因此扩建和增加处理规模非常简便。五、 膜生物反应器（MBR）工艺MBR将膜过滤和生物反应器有机的结合在一起，发挥了单独的生物反应器或单独的膜过滤不能发挥的功能，对难降解有机污染物和悬浮物有显著的处理效果。MBR工艺是在生物反应器中安装膜组件，通过膜过滤把混合液中的水和活性污泥分离，可以得到质量很高的过滤水，而活性污泥仍留在生物反应器中继续发挥生物降解的作用13。MBR的最大特点就是可以将生物反应器中的水力停留时间和污泥龄完全分离，在低停留时间的情况下保证很高的污泥龄，这为有机污染物、氮污染物的降解创造了有利条件。MBR
28、工艺占地面积小、处理效果非常好、污泥性质稳定，是2007国家鼓励发展的环境保护技术目录当中针对一级A出水唯一的推荐技术。但是直到目前为止，其大规模的应用还存在困难14：1. 工艺除磷能力不高，达到一级A的出水需要投加化学药剂，但是常用的铁盐、铝盐对膜组件均有腐蚀、堵塞作用。2. 关键设备膜组件的制作加工技术被国外的公司所垄断，比如加拿大的泽能公司、日本的东丽、久保田、旭化成公司、美国的Usfilter公司等，这使得进口设备费在工程投资总额中占了相当大的比重，造成MBR工艺工程投资居高不下15。3. 为防止污泥堵塞MBR组件，需要对膜表面进行不断的曝气冲刷。为了得到较好的冲刷效果，曝气器产生的多
29、为大、中型气泡，微生物的氧利用效率较低，因此不能作为稳定的供氧设备，仍需要进行传统的鼓风曝气，这部分多余的能耗大大提高了MBR的运行成本。尽管随着国产膜性能的不断发展，MBR工艺投资有望下降到国内可以接受的水平，但是高昂的运行成本仍然是膜工艺发展的障碍16。第三节 工艺流程的确定一、 CASS工艺（一） CASS工艺工作原理CASS是Cyclic Activated Sludge System的缩写，该工艺是将SBR工艺的的长度方向分为了两部分，前部分设置了预反应区也叫生物选择区，后半部分为主反应区，在主反应区后端安装了滗水器，可以排除上清液。CASS池分为进水、曝气、沉淀、排水、闲置的阶段。
30、所以是好氧、缺氧、厌氧交替的进行，可以同时进行硝化与反硝化除氮效果好，一般不需要二沉池，污泥的回流占到反应器的40%左右。（二） CASS反应池的组成CASS池的主要特点是设置了预反应区，是一种脱氮除磷循环间歇生物处理废水的作用。CASS池是由生物选择器，兼氧和耗氧区组成的。在CASS池前端设置生物选择区其容积占总池的10%，水力停留大概在0.5h1.0h，一般在兼氧或者厌氧的条件下进行，而且与主反应区的回流污泥进行混合，充分的利用了活性污泥的吸附作用同事也对水体的有机质进行反应，对水体进行了预反应，也是的活性污泥释放磷，而且设置预反应区还可以提高污泥的沉降性能，有效减少污泥膨胀的问题发生。
31、兼氧区可以促进磷的释放加强反硝化的作用同时也对生物选择区有辅助的作用，起到缓冲的作用。 好氧区，是去除营养物质的主要场所，通常控制ORP在100mv150mv，DO在0mg/L2.6mg/L中，加强主反应区的曝气强度，更加有效的讲解有机物，然而污泥内部由于阻止了氧的进入处于缺氧的状态，所以反应区可以进行消化作用。 （三） CASS工艺特征 连续进水，间歇排水与SBR不同，CASS进出时都是半连续的，然而SBR是间歇式的。而实际上CASS工艺可连续进水，克服了SBR的缺点。 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。1、曝气阶段：有鼓风机向池内曝气，此时好
32、氧微生物进行分解水中的有机物，微生物把污水中的NH3-N硝化转化为NO-N 3。2、沉淀阶段：曝气停止后，开始沉淀，水中的微生物由耗氧转变到缺氧状态，开始进行反硝化作用，同事活性污泥开始沉淀，上层的水变清。3、滗水阶段：是在沉淀结束后，开始进行滗水器不淡的下降，排出污水，与此同时反硝化还在进行，从而进一步提高水质。 4、闲置阶段：滗水器上升到最高点。 运行过程的非稳态性CASS池在每个工作周期内，排水时水位最高，结束时水位最低，液位的变化取决于排水比，排水比影响着处理废水的程度，反应池内有机质是否是均匀的变化，所以说废物的降解是不稳定的。 间歇式曝气，梯度变化大由于CASS池在曝气阶段是耗氧的
33、阶段微生物处于好样阶段，然而沉淀和出水时停止曝气属于缺氧跟厌氧阶段，因此，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17。（四） CASS工艺流程CASS工艺流程图如图2-6所示。图2-6 Cass工艺流程图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。二、 确定工艺方案18综上所述，三种方法都能达到除磷脱氮的效果，但综合比较，采用CASS工艺较好，原因如下：（一）规模要求。本设计是15万吨城市污水处理厂工艺设计，可以看出本设计的污水处理厂
34、是大型污水处理厂。CASS工艺有着SBR工艺系列用于中小型污水处理厂比较经济的优点，而传统的活性污泥法及其变形工艺都不适用于中小型污水处理厂。（二）出水水质要求。由表2-1和表2-2可以看出，要求脱氮除磷，CASS工艺脱氮除磷效果很好，而且不用像SBR其他变形工艺和氧化沟工艺在有除磷要求的情况下需要增加厌氧池。奥贝尔氧化沟虽不用增加厌氧池，但是需要增大池容，调整运行参数，这样增加了基建投资和运行费用。（三）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。出水水质良好，但相对而言，A/A/O法除磷效果难于再行提高，污
35、泥增长有一定的限度，不易提高，特别是当P/BOD值高时更是如此 。脱氮效果也难于进一步提高，运行费用高。（四）此外CASS工艺有如下优点19 1. 进水水量水质的波动可用改变曝气时间的简单方法予以缓冲具有较强的适应性。2. 半静止状态沉淀，表面水力和固体负荷低,沉淀效果好。3. CASS池分为生物选择器、厌氧区和好氧曝气区，前面两个部分各异充分的对磷释放、从而进行了反硝化的作用，对水中的有机物得到消耗，从而使的系统的稳定性得到提高；与此同时曝气区与沉淀区又在进行着硝化与反硝化的反应，所以脱氮效果明显。4. 由于只反应是间歇式的沉淀与曝气分开进行，所以BOD5和生物体MLVSS变化大，是反应更加
36、的容易进行增加了推动力，处理的效率明显提高。在沉淀时停止曝气属于缺氧状态，氧化合成大为减弱，但生物体内源呼吸在进行，因此出水水质得到保证。5. CASS池工艺简单，运行方便。三、 设计思路根据综述的分析，采用CASS工艺设计的工艺流程图如图2-9所示。工艺说明：（一）格栅的目的是去除可能堵塞水泵机组及管道阀门的较粗粒悬浮物及杂质，以保证后续处理设施的正常进行。一般需在城市污水厂设置一道或两道格栅。格栅如图2-7所示图2-7格栅（二）提升泵房提升泵房的作用是提升污水以满足后续污水处理流程竖向衔接的要求，实现重力流动顺序处理污水。（三） 沉砂池污水在提升泵的作用下进入沉砂池。沉砂池的作用是从污水中
37、分离出密度较大的无机颗粒，如砂子、煤渣等。沉砂池一般设在沉淀池之前，以保护机件和管道，保证后续作业的正常进行，由于本工程处理水量大，占地面积大，为减小成本，本设计选用钟式沉砂池。（四）辐流式沉淀池 沉淀即利用水中悬浮颗粒的沉降性能，在重力场的作用下产生下沉作用，以达到固液分离的一种过程。沉淀池是废水处理工程中分离悬浮物的一种主要处理构筑物，在大、中型污水处理厂应用普遍。辐流式沉淀池优点：采用机械排泥，运行较好，设备较简单，排泥设备已有定型产品，沉淀性效果好，日处理量大，对水体搅动小，有利于悬浮物的去除。（五） 配水井污水进入配水井，其作用是保证污水均匀分配进入CASS池。 水力配水设施基本的原
38、理是保持各个配水方向的水头损失相等。 配水渠道中的水流速度应不大于1.0m/s，以利于配水均匀和减少水头损失。从一个方向和用其中的圆形入口通过内部为圆筒形的管道想其引水的环形配水池。当从一个方向进水时，保证分配均匀的条件是：应取中心管直径等于引水管直径；中心管下的环行孔高应取0.250.5D1； 当污水从中心管流出时，不应当有配水池直径和中心管直径之比（D/D1）大于1.5的突然扩张；在配水池上部必须考虑液体通过宽顶堰自由出流；当进水流量为设计负荷，配水均匀度误差为1%；当进水流量偏离设计负荷25% 时，配水均匀度误差为2.9%。集配水井计算草图如下图2-8所示：图2-8 配水井（六） CAS
39、S池污水进入CASS池进行生化反应，有机物得以降解，氨氮和磷得以去除。（七）消毒池 消毒池的作用是加氯消毒，杀灭污水中的病原菌，消毒后的水直接排放。（八） 污泥处理系统CASS池的剩余污泥进入污泥浓缩池，通过加药可以增加污泥的絮凝性，经重力浓缩之后进入污泥脱水机房，污泥脱水后外运。污泥浓缩池的上清夜和污泥脱水后的滤液进入污水提升泵房，与原水汇合后处理20。粗格栅提升泵站鼓风机房细格栅钟式沉砂池CASS生物反应池污泥脱水机房选择池进水出水栅渣沉砂外运泥饼外运回流污泥注： 水路 栅渣和沉砂 风路 泥路 砂水分离器剩余污泥污泥浓缩池图2-9 设计污水处理工艺流程图消毒池辐流式沉淀池配水井第三章 设计
40、计算第一节 粗格栅一、 格栅设计说明处理规模：100000 m3/d，总变化系数1.5Qmax=QKZ=10.01041.5m3/d=6250m3/h=1.74 m3/s格栅安装角度均为60。二、 格栅设计计算 （一） 格栅的条数 (3-1) 式中 Qmax最大流量，本工程Qmax为1.74m3/s 倾斜角，本设计为。 b 栅条之间间隔，设计b50 mm。 n 栅条个数。 h 过栅前水深，设计取h0.5m。 v 过栅流速，设计区取v0.8m/s。 n=76（个）（二） 格栅宽度设计栅条宽度 S=0.01m，则格栅宽度：由于本工程设计了两个格栅 (3-2) 则单个栅槽宽度 （三） 进水渠道渐宽部
41、分长度设进水渠宽B1=1.5m，其渐宽部分开角度a1=20。=1.05m (3-3)（四） 栅槽与出水渠道连接部分处的渐窄的部分长度=0.525m (3-4)（五） 过栅水头损失 (3-5) 试中h1水头损失，m。 h0自身水头损失，m。 g 重力加速度，9.81m/s2。 k 系数，本工程取k =3。阻力系数，为2.42 0.03 m（六） 栅后槽的总高度设栅前渠道超高h2 =1.2m，栅前槽高H1=h+h2=0.5+1.2=1.7mH = h + h1 + h2 =0.5+0.03+1.2=1.73m式中 H栅后槽总高度，m h栅前水深，m （七） 栅槽的总长度 (3-6) =1.05+0
42、.525+0.5+1.0+=4.056m （八） 每日栅渣量在格栅间隙50mm的情况下，W1=0.01m3/103m3W = (3-7) =1m3/dW0.2 m3/d，所以宜采用机械清渣。第二节 细格栅一、 格栅设计说明功能：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。数量: 2座, 渠道数两条二、 格栅设计计算（一） 栅条的间隙数n (3-8) 式中 Qmax最大设计流量，Qmax = 1.74m3/s 格栅倾角，取b 栅条间隙，m，取b0.01mn 栅条间隙数，个h 栅前水深，m，取h0.6mv
43、 过栅流速，m/s，取v0.8 m/s。则 314个（二） 栅槽宽度B设栅条宽度 S=10mm（0.01m），则栅槽宽度：B= s(n-1)+bn=0.01（314-1）+3140.01=6.27m (3-9)由栅槽宽度B可以知道，栅槽宽度较宽，为了便于检修，可以设置两套粗格栅，则每套粗格栅栅条间隙数为314/2 157个则单个栅槽宽度 BS(n-1)+bn (3-10) =0.01（157-1）+0.01157 =3.13m（三） 进水渠道渐宽部分长度设进水渠宽B1=1.5m，其渐宽部分开角度a1=20。=0.87m (3-11)（四） 栅槽与出水渠道连接部分处的渐窄的部分长度=0.435m（五） 过栅水头损失 (3-12) (3-13) 试中：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