水控課程設計--某城市污水處理廠

1、<p><b>　　摘要</b></p><p>　　現(xiàn)擬建一處理規(guī)模為12500m3/d的某城市污水處理廠，設計出水水質執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》GB18918-2002一級B標準。本設計采用周期循環(huán)曝氣活性污泥法（CASS）工藝，此工藝具有投資省，處理效果好，運行管理方便等優(yōu)點，適用于中小型污水處理廠使用。本設計包含污水處理工藝流程的確定，工藝流程中各單體的計算，施工

2、圖紙的繪制等。本污水處理廠的建設將有效改善受納水體水質，促進環(huán)境與經(jīng)濟的的可持續(xù)發(fā)展。</p><p>　　關鍵字 ：污水處理廠，CASS工藝，設計</p><p>　　第一章：污水處理工藝的選擇</p><p><b>　　1.1 基本資料</b></p><p>　　污水廠選址區(qū)域海拔標高在54m左右。</p&

3、gt;<p>　　廠區(qū)征地面積為東西長206m，南北長146m。</p><p>　　風向：多年主導風向為東南風；</p><p>　　水文：降水量多年平均為每年2370mm；蒸發(fā)量多年平均為每年1800mm；地下水水位，地面下6～7m。年平均水溫：20℃</p><p>　　此次設計任務書上要求按照《GB 18918－2002》 一級B標準要求水質出

4、水。</p><p>　　1.3 CASS工藝</p><p>　　CASS工藝一次性投資較少，占地面積較小，運行靈活，抗沖擊能力強，可實現(xiàn)不同的處理目標，不易發(fā)生污泥膨，剩余污泥量小，性質穩(wěn)定，查閱工程實例，適用于要求流量的污水處理廠運行。因此我選擇了CASS工藝.</p><p>　　1.3.1 工藝原理：</p><p>　　CASS(

5、cyclic activated sludge system)工藝是間歇式污泥法SBR的一種變革，是近年來國際公認的生活污水及工業(yè)廢水處理的先進工藝。1978年，Goronszy教授利用活性污泥底物積累再生理論，根據(jù)底物去除與污泥負荷的實驗結果以及活性污泥活性組成和污泥呼吸速率之間的關系，將生物選擇器與SBR工藝有機結合，成功地開發(fā)出CASS工藝。 </p><p>　　CASS工藝是將序批式活性污泥法(SBR)

6、的反直池沿長度方向分為兩部分，前部為生物選擇區(qū)也稱預反應區(qū)，后部為主反應區(qū)+在主反應區(qū)后部安裝了可升降的潷水裝置，實現(xiàn)了連續(xù)進水間歇排水的周期循環(huán)運行，集曝氣 沉淀、排水于一體。</p><p>　　1.3.2 工藝優(yōu)點：</p><p>　　1、在反應器人口處設一生物選擇器，并進行污泥回流，保證了活性污泥不斷在選擇器中經(jīng)歷高絮體復合階段，從而有利于系統(tǒng)中絮凝性細菌的生長并提高污泥活性，使

7、其快速地去除廢水中溶解基質，進一步有效地抑制絲狀菌的繁殖和增長。CASS系統(tǒng)的運行不取決于水處理廠的進水情況，可以在任意進水率且反應器完全混合的情況下運行不發(fā)生污泥膨脹。</p><p>　　2、具有良好的污泥沉淀性能。</p><p>　　3、可變容積的運行提高了對水質、水量變化的適應性，操作運行的靈活性。</p><p>　　4、具有良好的脫氮除磷性能</

8、p><p>　　5、工藝流程簡單，土建投資低，無需設置初沉池、二沉池以及規(guī)模較大的回流污泥泵站。</p><p>　　第二章 設計計算</p><p>　　2.1城市污水水量的確定</p><p>　　處理規(guī)模：1.5萬t /d</p><p><b>　　總變化系數(shù)：</b></p>

9、<p>　　式中 Kz —總變化系數(shù)</p><p>　　Q—平均日平均時污水流量（L/s）</p><p>　　已知：Q = 1.5萬t/d = 173.61L/s </p><p>　　最大時流量（最大設計流量）：</p><p><b>　　m3/h</b></p><p

10、>　　平均日流量（m3/d） 用以表示污水處理廠的公稱規(guī)模。主要表示處理總水量；計算污水處理廠的年抽升電耗和耗藥量；產(chǎn)生并處理的污泥總量</p><p>　　設計最大流量(m3/d)污水處理廠進廠水管的設計。當污水處理廠的進水用水泵抽升時，則用組合水泵的工作流量作為設計最大流量，但應與設計流量相吻合。</p><p>　　污水處理廠的各處理構筑物以及廠內連接各處理構筑物的灌渠，都應滿

11、足設計最大流量的要求</p><p>　　降雨時的設計流量（m3/d）包括旱天流量和截流流量N倍的初期雨水流量，用來校核初沉池以前的處理構筑物和設備</p><p>　　考慮到最大流量的持續(xù)時間較短，當曝氣池的設計反應時間在6h以上時，可采用時平均流量當作曝氣池的設計流量</p><p>　　當污水處理廠分期建設時，以相應的各期流量為設計流量</p>

12、<p>　　通常情況下，污水處理廠的使用規(guī)模指平均日流量，設計規(guī)模指最大流量。對分流制系統(tǒng)要考慮雨水滲入，一般可達25~30%。</p><p>　　2.2細格柵設計計算</p><p>　　2.2.1 設計說明</p><p>　　功能：格柵攔截雨水、生活污水、工業(yè)廢水中較大的漂浮物以及雜質，起到凈化水質、保護水泵的作用，也有利于后續(xù)處理和排放。格柵由一

13、組或多組平行的柵條組成，斜置于進站雨、污水流經(jīng)的渠道或集水池的入口處，并設置格柵間，減少對周邊環(huán)境的影響和污染。</p><p>　　格柵本身所受的水流阻力并不大，大概只有幾厘米，阻力主要產(chǎn)生于篩除的污物堵塞柵條，一般當格柵的水力損失達到10~15cm時就應該進行清渣了。根據(jù)格柵的清渣方式和結構形式的不同，可分為人工格柵和機械格柵兩大類，機械格柵又可分為回轉式、旋轉式、齒耙式機械格柵等多種形式?，F(xiàn)新建的城鎮(zhèn)排水泵

14、站，基本上均使用機械格柵清污機，到達減輕人工提高除污效率的目的。</p><p>　　2.2.2 柵條的間隙數(shù)</p><p>　　式中 Qmax　最大設計流量，Qmax = 0.27m3/s</p><p><b>　　格柵傾角，取＝</b></p><p>　　b 柵條間隙，m，中格柵取b＝0.02m&l

15、t;/p><p>　　n 柵條間隙數(shù)，個</p><p>　　h 柵前水深，m，取h＝0.4m </p><p>　　v 過柵流速，m/s，取v＝0.9m/s。</p><p>　　則　　　 ＝34個</p><p>　　2.2.3 柵槽寬度</p><p>　　設柵條寬度　　

16、S＝10mm（0.01m）</p><p>　　則柵槽寬度　　B＝S(n-1)+bn </p><p>　?。?.01×(34-1)+0.02×34＝1m</p><p>　　進水渠道漸寬部分長度：</p><p>　　進水渠寬度B1設為0.7m，漸寬部分展開角@1=2

17、0度，L1=0.41m</p><p>　　柵槽與出水渠道鏈接處的漸窄部分長度：</p><p>　　L2=L1/2=0.21m</p><p>　　實際生產(chǎn)中，多使用兩套以上格柵工作，此處設計兩套格柵同時工作</p><p>　　2.2.4 過柵水頭損失</p><p>　　式中　h1—過柵水頭損失，m；</p

18、><p>　　H0—計算水頭損失，m；</p><p>　　g —重力加速度，9.81m/s2； </p><p>　　k —系數(shù)，格柵受污物堵塞后，水頭損失增大的倍數(shù)，一般k =3；</p><p>　　—阻力系數(shù)，與柵條斷面形狀有關，，設計選取柵條斷面形狀為迎水面為半圓形的矩形，＝2.42。

19、 </p><p><b>　?。?.097m</b></p><p>　　2.2.5 柵后槽總高度</p><p>　　設柵前渠道超高h2=0.3m，H1=h+h2=0.7m</p><p>　　H = h + h1 + h2

20、 </p><p>　　= 0.4+ 0.3 + 0.0097=0.8m </p><p>　　式中 H—柵后槽總高度，m</p><p>　　h—柵前水深，h=0.4m</p><p>　　2.2.6 柵前渠道</p><p><b>　　H1=h+h2

21、</b></p><p>　　=0.4+0.3=0.7m</p><p>　　2.2.7 柵槽總長度</p><p>　　=0.41+0.21+0.5+1+ 0.7/0.36=2.52m</p><p>　　2.2.8 每日柵渣量計算W</p><p>　　在格柵間隙25mm的情況下，設柵渣量為每1000

22、m3污水產(chǎn)0.05 m3。</p><p>　　W = </p><p><b>　　= </b></p><p>　　= 0.76　m3/d</p><p><b>　　采用機械清渣。</b></p><p>　　2.3 泵站的設計

23、計算</p><p>　　2.3.1 泵房規(guī)范要求</p><p>　　1、污水泵站的設計流量，應按泵站進水總管的最高日最高時流量計算確定。</p><p>　　2、單獨設置的泵站與居住房屋和公共建筑物的距離，應滿足規(guī)劃、消防和環(huán)保部門的要求。泵站的地面建筑物造型應與周圍環(huán)境協(xié)調，做到適用、經(jīng)濟、美觀，泵站內應綠化。</p><p>　　3、

24、泵站室外地坪標高應按城鎮(zhèn)防洪標準確定，并符合規(guī)劃部門要求；泵房室內地坪應比室外地坪高0.2～0.3m；易受洪水淹沒地區(qū)的泵站，其入口處設計地面標高應比設計洪水位高0.5m以上；當不能滿足上述要求時，可在入口處設置閘槽等臨時防洪措施。</p><p>　　4、排水泵站的建筑物和附屬設施宜采取防腐蝕措施。</p><p>　　5、污水泵站集水池的容積，不應小于最大一臺水泵5min的出水量。&l

25、t;/p><p>　　6、雨水泵站和合流污水泵站集水池的設計最高水位，應與進水管管頂相平。當設計進水管道為壓力管時，集水池的設計最高水位可高于進水管管頂，但不得使管道上游地面冒水。</p><p>　　7、集水池的設計最低水位，應滿足所選水泵吸水頭的要求。自灌式泵房尚應滿足水泵葉輪浸沒深度的要求。</p><p>　　8、集水池池底應設集水坑，傾向坑的坡度不宜小于10％

26、。</p><p>　　9、集水池應設沖洗裝置，宜設清泥設施。</p><p>　　10、泵房應采用正向進水，應考慮改善水泵吸水管的水力條件，減少滯流或渦流。</p><p>　　2.2.2 集水池 </p><p>　　污水泵總提升能力按Qmax考慮，及Qmax=104.7m3/h，選1臺泵。選用AS75-4CB</p>&l

27、t;p>　　潛水排污泵兩臺（一備一用），單泵提升能力為145m3/h。</p><p>　　集水池容積按最大一臺泵5min出流量計算，則其容積為</p><p>　　12 （m3） </p><p>　　集水池面積：取有效水深，則面積</p><p>　　集水池長度取L=2m

28、，則寬度B=F/L=4/2=2m</p><p>　　集水池平面尺寸：2m×2m</p><p>　　保護水深為1.2m，實際水深4.2m</p><p>　　泵位及安裝：潛水電泵直接置于集水池內，電泵檢修采用移動吊架</p><p>　　2.3.3 污水泵計算</p><p>　　污水泵流量： 104.7m

29、3/h </p><p>　　本設計考慮一次提升，根據(jù)流量，選用AS75-4CB</p><p>　　潛水排污泵具體參數(shù)見表2.3.3。</p><p>　　表2.3.3 QW400-1500-26-160潛水排污泵參數(shù)</p><p>　　數(shù)量：2臺，1用1備 </

30、p><p>　　2.4 沉砂池的選擇計算</p><p>　　2.4.1 沉砂池的選擇</p><p>　　沉砂池的工作原理是以重力分離或離心力分離為基礎，即控制進入沉砂池的污水流速或旋流速度，使相對密度大的無機顆粒下沉，而有機懸浮顆粒則隨水流帶走。</p><p>　　我國城市污水處理中，常用的沉砂池類型主要有平流式沉砂池、曝氣沉砂池、旋流沉砂

31、池。平流式沉砂池靠重力自然沉降而達到砂水分離的目的，其特點是占地面積較大，排泥難度高；曝氣沉砂池應用比較廣泛，通過池中一側的空氣管控制曝氣，使污水形成具有一定速度的螺旋形滾動，有穩(wěn)定的除砂效果；旋流沉砂池利用水力渦流除砂，粒徑在0.20mm以上的顆粒沉砂去除率達85%，砂粒含水率低于60%。</p><p>　　目前，國際上廣泛應用的旋流沉砂池主要為鐘式和比式兩大類，鐘式優(yōu)于比式，應用較多，該池形有基建、運行費用

32、低和處理效果好，占地少的優(yōu)點。鐘式沉砂池采用270°的進出水方式，池體主要由分選取、集砂區(qū)兩部分構成，起構成特點是在兩個分區(qū)之間采用斜坡連接。鐘式沉砂池的斜坡式設計，使砂粒主要依靠重力沉降。其排砂方式有兩種：一種是靠砂泵排砂，其優(yōu)勢在于設備少、操作簡便，但是砂泵磨損嚴重。另一種是氣提排砂，其優(yōu)勢在于系統(tǒng)可靠、耐用，氣提之前可以進行氣洗，將砂粒上的有機物分離出來，但設備相對較多。</p><p>　　本工

33、程預處理階段擬采用鐘式沉砂池除砂，氣提排砂。</p><p>　　2.4.2 沉砂池設計計算一般規(guī)定</p><p>　　1、沉砂池按去除相對密度2.65、粒徑0.2mm以上的砂粒設計。 </p><p>　　2、 當污水為提升進入時，應按每期工作水泵的最大組合流量計算，在合流制處理系統(tǒng)中，應按降雨時的設計流量計算。</p><p>　　3、

34、 沉砂池個數(shù)或分格數(shù)不應少于2，并宜按并聯(lián)系列設計。當污水量較小時，可考慮一格工作，一格備用。</p><p>　　4、 城市污水的沉砂量可按106 m3污水沉砂30 m3計算，其中含水率為60%，容重為1500kg/ m3，合流制污水的沉砂量應根據(jù)實際情況確定。 </p><p>　　5、砂斗容積應按不大于2d的沉砂量計算，砂斗斗壁與水平面的傾角不應小于55°。</p&g

35、t;<p>　　6、 沉砂池除砂宜采用機械方法，并經(jīng)砂水分離后貯存或外運。采用人工排砂時，排砂管直徑不應小于200mm。</p><p>　　7、 沉砂池的超高不宜小于0.3m。</p><p>　　2.4.3 設計參數(shù)</p><p>　　1、 最大流速為0.1m/s，最小流速為0.02m/s；</p><p>　　2、最大流

36、量時，停留時間不小于20s，一般采用30～60s； </p><p>　　3、進水管最大流速為0.3 m/s；</p><p>　　4、有效水深宜為1.0～2.0m，池徑與池深比宜為2.0～2.5。 </p><p>　　5、設計水力表面負荷宜為150～200m3／(m2·h)。 </p><p>　　2.4.4 設計計算</

37、p><p>　　在本工程中，由于水量較大，設計兩組鐘式沉砂池，每套鐘式沉砂池的設計流量為387L/s，查《水污染控制工程.下冊》表10-3選用鐘式沉砂池的規(guī)格如表2.4.4。鐘式沉砂池的各部分尺寸圖如圖2.4所示。</p><p>　　表2.4.4 鐘式沉砂池的選型規(guī)格</p><p><b>　　數(shù)量：一座</b></p>

38、<p>　　2.5 厭氧生物池的計算</p><p>　　2.5.1 生物選擇器（厭氧池） </p><p>　　污泥中活性微生物的增長都符合Monod方程：</p><p>　　(1／X)·(dX／dt)=μ=μmax[S/(KS+S)] </p><p>　　式中：X—生物體濃度，

39、mg/L </p><p>　　S—生長限制性基質濃度，mg/L </p><p>　　μ—微生物比增長速率，d-1 </p><p>　　KS—飽和常數(shù)，其值為μ=μmax/2時的基質濃度，mg/L </p><p>　　μmax—在飽和濃度中微生物的最大比增長速率，d=1 </p><p>　　2.5.2厭氧池體積

40、計算</p><p>　　1、選擇器的設計要點 </p><p>　　在進行選擇器的設計時應注意以下幾點： （1）選擇器需分格設計 當水力停留時間相同時，選擇器的分格數(shù)越多則對絲狀菌生長的抑制效果就越好，但分格過多將給施工和運行管理帶來不便，本設計分為兩格。 </p><p>　?。?）盡量提高選擇器第一格中的F/M值 研究證明，選擇器中第一格的微生物組成和特

41、性對抑制絲狀菌的生長有重要影響。若第一格中的F/M值很大便能有效地抑制絲狀菌的生長，并保證后續(xù)曝氣池中污泥良好的沉降性能。 </p><p>　?。?）選擇器的水力停留時間 污水在選擇器中的停留時間以回流污泥能吸收80%～90%的可溶性有機基質為宜。若停留時間過短則可溶性有機物在選擇器中被菌膠團微生物吸收的較少，從而不能有效地抑制絲狀菌的生長；若停留時間過長則會造成選擇器中微生物活性梯度的增大，同時也增加了運行

42、費用。本設計采用1.2h</p><p>　　m3 </p><p>　　式中：VP—厭氧區(qū)（池）容積（m3）；</p><p>　　tP—厭氧區(qū)（池）停留時間（h），宜為1～2，取1.2；</p><p>　　Q—設計污水流量（m3∕d）。</p><p&g

43、t;　　則每座厭氧池體積為32m3，厭氧池水深2m，池體面積為16m2，厭氧池超高1m，則厭氧池尺寸：4m×4m×3m</p><p>　　2.5.3 潛水攪拌器 </p><p>　　根據(jù)厭氧池的面積，單機服務深度為1.5，選取2臺QJB0.85／8-260／3-740C潛水攪拌機，每池1臺，只攪拌不曝氣。</p><p>　　2.6 配水

44、井的設計</p><p>　　2.6.1 設計要求</p><p>　　本設計中配水井的配水方式采用堰式配水，進水管在配水井的中心，水從配水井底中心進入，經(jīng)等寬度堰流入各個水斗，在由水斗經(jīng)水管流入各個水處理構筑物。這種配水井是利用等寬度堰上水頭相等過流量就相等的原理來進行配水的。</p><p><b>　　設計要求：</b></p>

45、;<p>　　1、 水力配水設施基本的原理是保持各個配水方向的水頭損失相等。</p><p>　　2、 配水渠道中的水流速度應不大于1.0m/s，以利于配水均勻和減少水頭損失。</p><p>　　3、 從一個方向和用其中的圓形入口通過內部為圓筒形的管道想其引水的環(huán)形配水池。</p><p>　　當從一個方向進水時，保證分配均勻的條件是：</p&

46、gt;<p>　　1、 應取中心管直徑等于引水管直徑；</p><p>　　2、 中心管下的環(huán)行孔高應取0.25~0.5D1；</p><p>　　3、 當污水從中心管流出時，不應當有配水池直徑和中心管直徑之比（D/D1）大于1.5的突然擴張；</p><p>　　4、 在配水池上部必須考慮液體通過寬頂堰自由出流；</p><p&g

47、t;　　5、 當進水流量為設計負荷，配水均勻度誤差為1%；當進水流量偏離設計負荷25% 時，配水均勻度誤差為2.9%。</p><p>　　集配水井計算草圖如下圖所示：</p><p>　　2.6.2 設計計算</p><p><b>　　1、進水管徑D1</b></p><p>　　厭氧池至配水井管道計算，設計流量為

48、污水量與回流量（進水量的40%）之和，0.0406m3/s，進水管流速控制在1m/s以下，取0.8m/s。</p><p>　　進水管直徑　 </p><p>　　則 （m） 取300mm</p><p>　　校核進水管流速（m/s）合符要求。</p><p>&

49、lt;b>　　2、矩形寬頂堰</b></p><p>　　進水從配水井底中心進入，經(jīng)等寬度堰流入2個水斗，在由管道直接接入后續(xù)構筑物，每個后續(xù)構筑物的最大分配的水量為83m3/h，配水采用矩形溢流堰流至配水管。</p><p>　　3、配水管管徑D2：</p><p>　　配水管管徑D2即配水井至CASS池管道，每個時段只有2個CASS池進水，總水

50、量平均分配到2個CASS池，每條配水管道流量為0.0203m3/s，管路流速控制在1m/s以下，取0.8m/s。</p><p><b>　　出水管直徑　</b></p><p>　　則 （m） 取200mm</p><p>　　校核出水管流速（m/s）合符要求。</p><p>　　4、配水漏斗上口口徑D：&

51、lt;/p><p>　　按配水井內徑的1.5倍設計：</p><p>　　配水井尺寸的大?。洪L3m，寬3m,高3m。</p><p>　　2.7 CASS池的設計計算 </p><p>　　2.7.1 基本設計參數(shù) </p><p>　　1、處理規(guī)模：Q＝1250m3/d?？傋兓禂?shù)為2.01</p>&

52、lt;p><b>　　2、進出水水質</b></p><p>　　表2.7.1.1 進出水水質表</p><p>　　污泥負荷的取值按下表的規(guī)定取值。</p><p>　　表2.7.1.2 CASS池設計參數(shù)取值表</p><p>　　污泥負荷（F/M）：Ls = 0.18㎏BOD5 /（kgMLSS

53、83;d），</p><p>　　混合液懸浮固體濃度（MLSS）：X＝3500mg/L，</p><p>　　反應池數(shù)N = 4 座，</p><p>　　反應池有效水深H = 4 m，</p><p>　　排除比 1/m = 1/2.8，</p><p>　　2.7.2 曝氣時間TA</p><p

54、>　?。╤） </p><p>　　式中 TA—曝氣時間，h </p><p>　　S0—進水平均BOD5，㎎/L</p><p>　　m—排除比 1/m = 1/2.8</p><p>　　X—混合液懸浮固體濃度（MLSS）：X＝3500mg/L，</p><p>　　2.7.

55、3 沉淀時間TS </p><p>　　活性污泥界面的沉降速度與MLSS濃度、水溫的關系，可以用下式進行計算。</p><p>　　Vmax = 7.4×104×t×XO -1.7 (MLSS≤3000) </p><p>　　Vmax = 4.6×104×XO-1.26(MLSS≥3000)</p>

56、<p>　　式中 Vmax—活性污泥界面的初始沉降速度。</p><p><b>　　t—水溫，℃</b></p><p>　　X0—沉降開始時MLSS的濃度，X0＝3500mg/L，</p><p><b>　　則</b></p><p>　　Vmax = 4.6×104&

57、#215;3500 -1.26 = 1.6 m/s </p><p>　　沉淀時間TS用下式計算</p><p>　?。╤） </p><p>　　式中 TS—沉淀時間，h</p><p>　　H—反應池內有效水深，m</p><p>　　—安全高度，取0.8m</p>

58、<p>　　2.7.4 排水時間TD </p><p>　　在排水期間，就單次必須排出的處理水量來說，每一周期的排水時間可以通過增加排水裝置的臺數(shù)或擴大溢流負荷來縮短，另一方面，為了減少排水裝置的臺數(shù)和加氯混合池或排放出槽底容量，必須將排水時間盡可能延長。實際工程設計時，具體情況具體分析，一般排水時間可取1.0~1.5h。此設計取1.5h。</p><p>　　2.7.5 周期

59、數(shù)的確定</p><p>　　一個周期所需時間TC ≥ TA + TS + TD =3+1.5+1.5= 6.0（h）</p><p><b>　　（次） </b></p><p>　　2.7.6 進水時間TF</p><p><b>　　TF取1h</b></p><p>

60、;　　所以，CASS工藝運行一個周期需6h，其中進水和曝氣同時進行1h，再單獨曝氣2h，沉淀1.5h，排水1.5h。運行方式見表2.7.6。</p><p>　　表2.7.6 CASS池運行方式</p><p>　　2.7.7 CASS反應池容積計算</p><p>　　單池容積為 （m3）取220m3 </p><p&

61、gt;　　反應池總容積 （m3）</p><p>　　式中 —單池容積，m3</p><p><b>　　n—周期數(shù)；</b></p><p>　　m—排除比 1/m = 1/2.8</p><p><b>　　N—池數(shù)；</b></p><p>　　—平均日流量，m3

62、/d</p><p>　　每個反應池都帶兩個預留孔，預留孔徑500mm</p><p>　　2.7.8 CASS反應池的構造尺寸</p><p>　　CASS反應池為滿足運行靈活及設備設備安裝需要，設計為長方形，水深宜為4.0~6.0m，取4.0m；反應池長度與寬度之比：連續(xù)進水時宜為2.5：1~4:1，取4：1，一端為進水區(qū)，一端為出水區(qū)。CASS池單池有效水深H

63、=4.0m，超高hC取1m，保護水深=0.7m。</p><p>　　單池體積，取=11m，L=5m。所以CASS有效體積（m3）</p><p>　　CASS池外形尺寸：L×B×H = 5x11x5.7</p><p><b>　　單池面積（m2）</b></p><p>　　2.7.9 反應池液位

64、控制</p><p>　　排水結束時最低水位（m） </p><p>　　基準水位h2為4m；超高1.0m；保護水深 = 0.7m。</p><p><b>　　污泥層高度（m）</b></p><p>　　驗證容池：單池一次進水1h， m3/h，所以每周期的進水量</p><p>&l

65、t;b>　?。╩3）</b></p><p>　　CASS反應池單池一周期內能納水</p><p>　?。╩3） </p><p>　　所以CASS池的建造滿足水量要求。</p><p>　　2.7.10 需氧量</p><p>　　設計需氧量包括氧化有機物需氧量，污泥自身需氧量及出水

66、帶走的氧量。</p><p>　　氧化有機物需氧量，污泥自身需氧量O1以每去除1㎏BOD需要0.45㎏Oa的經(jīng)驗法計算。</p><p>　　= 574.5㎏O2/d </p><p>　　式中 Oa —需氧量，㎏O2/d</p><p>　　—活性污泥微生物每代謝1㎏BOD的需氧量，生活污水為0.4㎏～0.53㎏，取0.45㎏。&l

67、t;/p><p>　　—1㎏活性污泥每天自身氧化所需要的氧量生活污水為0.11㎏～0.188㎏，取0.15㎏。</p><p><b>　　總需氧量：</b></p><p><b>　　㎏O2/d </b></p><p>　　CASS池的剩余污泥主要來自微生物代謝的增值污泥，還有很少部分由進水懸浮

68、物沉淀形成。</p><p>　　CASS池生物代謝產(chǎn)泥量為：</p><p><b>　　（kg/d）</b></p><p>　　式中 —剩余污泥量，kgMLSS/d；</p><p>　　Q—設計平均日流量，m3/d；</p><p>　　a—微生物代謝增值系數(shù)，取0.72kgVSS/kg

69、COD；</p><p>　　b—微生物自身氧化率，0.07d-1；</p><p>　　Sr—去除的COD濃度，kgCOD/m3；</p><p>　　Xr—回流污泥濃度， mg/L；</p><p>　　V—反應池容積，m3；</p><p>　　Ls—BOD污泥負荷，0.18㎏BOD5 /（kgMLSS

70、83;d）；</p><p>　　單池每周期需氧量為：</p><p>　?。īKO2/周期） </p><p>　　一周期曝氣3h，所以單位時間曝氣量為：</p><p><b>　?。īK/h）</b></p><p>　　單池每周期單位時間需要空氣量計算：</p>

71、<p><b>　?。╩3/h） </b></p><p>　　式中 —可變微孔曝氣器氧利用率，一般在18%～27.7%，這里取22%；</p><p>　　0.21—空氣中氧氣體積分數(shù)；</p><p>　　1.331—標準狀況下氧氣的密度為1.331㎏/ m3。</p><p>　　每個時段都有

72、2個CASS池在進行曝氣，系統(tǒng)小時需氧量為：</p><p>　　195.2×2 = 390.4 m3/h</p><p>　　2.7.11 曝氣器及空氣管計算</p><p><b>　　1、曝氣器的選擇</b></p><p>　　曝氣器選用沈陽水處理設備廠生產(chǎn)的S-MB-300膜式曝氣器。產(chǎn)品參數(shù)及相關

73、技術參數(shù)見表2.7.11.1.1、2.7.11.1.2。</p><p>　　表 2.7.11.1 .1 S-MB-300膜式曝氣器產(chǎn)品參數(shù)</p><p>　　表2.7.11.1.2 S-MB-300膜式曝氣器技術參數(shù)</p><p>　　單池曝氣頭數(shù)量：（個）取整為84個</p><p>　　式中 e—充氧能力，取0.143kg

74、O2/h，</p><p>　　曝氣頭以4列21排分布于池底，實際布置84個曝氣頭。</p><p>　　校核：單池曝氣面積F1 = 55m2，單孔服務面積（m2/個），符合在0.25～0.75m2/個的要求。</p><p>　　每個曝氣器的曝氣量（m3/h），</p><p><b>　　符合要求。</b></

75、p><p><b>　　2、布氣系統(tǒng)計算</b></p><p>　　鼓風機房到CASS池由一根干管連接，設其流速v1為10m/s；在2個CASS池的隔墻上設2根空氣支管，設其流速v2為10m/s；在每根支管上設置4條單側供氣(向單側廊道供氣)配氣支管，設其流速v3為4m/s。每條配氣支管于池底4列曝氣頭連接，為CASS池配氣。</p><p>　

76、　每一時段都有2個CASS池在曝氣，需空氣量為390.4m3/h</p><p>　　空氣干管直徑（m）選用DN150mm鋼管；</p><p>　　空氣支管直徑（m）選用DN100mm鋼管；</p><p>　　每根配氣支管供氣量 m3/h</p><p>　　空氣配氣豎管直徑（m）選用DN100mm鋼管；</p><p

77、>　　3、風管阻力損失計算</p><p>　　風管的總阻力損失可用下式計算：</p><p>　　h = h1 + h2 （Pa）</p><p>　　式中 h1—風管沿程阻力損失，Pa；</p><p>　　h2—風管局部阻力損失，Pa。</p><p>　　風管沿程阻力損失可以按下式計算：&

78、lt;/p><p>　?。≒a） </p><p>　　式中 i—單位管長阻力（Pa/m），查附錄二可得各管徑對應風速下的值；</p><p><b>　　L—風管長度，m；</b></p><p>　　aT—溫度為T℃時，空氣密度的修正系數(shù)，取1.00；</p>

79、<p>　　aP—大氣壓為P時的修正系數(shù)，取1.00； </p><p>　　取最長的一條管路進行阻力損失計算，干管：i=0.876 mmH2o/m=8.15 Pa/m，長度為50m；支管：i=1.528 mmH2o/m=14.22 Pa/m，長度為30m；配氣管：i=0.262mmH2o/m=2.44 Pa/m，長度為20m；</p><p>　　= 882.9

80、 （Pa） = 94.9mmH2o</p><p>　　風管局部阻力損失h2可以按下式計算：</p><p>　?。≒a） </p><p>　　式中 ξ—局部阻力系數(shù)，給排水設計手冊第1冊《常用資料》?。?lt;/p><p>　　v—風管中平均空氣流速，m/s；</p&g

81、t;<p>　　ρ—空氣密度，20℃下，取1.205kg/m3。</p><p><b>　?。≒a）</b></p><p>　　風管的總阻力損失為94.78Pa，即9.67mmH2O；則h= h1 + h2 =94.9+9.67=104.6mmH2o假設管路富余壓頭為100mmH2O，S-MB-300膜式微孔曝氣壓力損失為200mmH2O，則曝氣系統(tǒng)

82、總壓力損失為：</p><p>　　H總 = 104.6+100+200 = 404.6mmH2O = 0.405 mH2O</p><p><b>　　4、鼓風機</b></p><p>　　鼓風量：4個CASS池每小時曝氣量為：390.4m3/h=6.51 m3/min使用4臺鼓風機供氣，則每臺供氣量為1.63m3/min，由附錄一查得所用

83、鼓風機為C15-1.18（4用4備），具體參數(shù)如表2.7.11.4所示。</p><p>　　表2.7.11.4 C15-1.5型鼓風機技術參數(shù)</p><p>　　數(shù)量：8臺 ，4用4備</p><p>　　2.7.12 產(chǎn)泥量及排泥系統(tǒng)</p><p>　　上面計算出CASS池的代謝產(chǎn)泥量為161.4（kg/d）</p>

84、<p>　　假定剩余污泥含水率為99.2%，則排泥量為：</p><p>　?。╩3/d） </p><p><b>　　排泥系統(tǒng)：</b></p><p>　　2池設置三臺剩余污泥泵，兩用一備，在排水階段把剩余污泥排入污泥濃縮池。排泥時間為1.4小時，則排泥流量為3.6m3/h（20.18/（1.4×

85、;4））。</p><p>　　濃縮池清水面標高為4.00m，CASS池底標高為0.01m，高程差為3.99m，排泥管流速控制在1m/s以下，取0.8m/s。</p><p><b>　　排泥管直徑　</b></p><p>　　則 （m） 取50mm</p><p>　　校核排泥管流速m/s<1m/s

86、合符要求。</p><p>　　CASS池至污泥濃縮池之間的阻力損失1.92m，高程差為3.99m，需要污泥泵的最低揚程為5.91m，流量為3.6m3/h。選取JYWQ40-8-15-1000-1.1型污泥泵，其相關性能參數(shù)見表2.7.12。</p><p>　　表2.7.12 65FBZ-25型污泥泵性能參數(shù)</p><p>　　數(shù)量：6臺，4用2備</p

87、><p>　　2.7.13 回流污泥泵</p><p><b>　　1、設計說明</b></p><p>　　污泥回流是按照一定的比例把CASS池的濃污泥回到生物選擇池，使系統(tǒng)選擇出絮凝性能好，抗沖擊性強的優(yōu)質細菌，利于后續(xù)生物降解。</p><p>　　回流污泥量Qr=污泥回流比R×污水流量Q</p>

88、<p>　　而污泥回流比R可以通過R=X/（Xr-X)計算，其中，X為混合液污泥濃度，Xr為回流污泥濃度。而X、Xr都是SVI的函數(shù)，這樣，可以通過選定不同的SVI值，分別計算出多組X、Xr值和R值</p><p>　　本設計取污泥回流比：40 %</p><p>　　設計回流污泥量：25m3/h</p><p>　　2、回流污泥泵設計選型</p

89、><p>　　每一時段都有2個CASS池在回流，設計回流總污泥量：25m3/h，則單池回流污泥量為12.5m3/h。CASS池池底標高為0.01m，厭氧池污泥回流進口標高為4.652m（厭氧池污泥回流進口設置在比厭氧池水面高0.5m處）。則高程差為4.542m，排泥管流速控制在1m/s以下，取0.8m/s。</p><p><b>　　排泥管直徑　</b></p&g

90、t;<p>　　則 （m） 取75mm</p><p>　　校核進水管流速m/s<1m/s 合符要求。</p><p>　　CASS池池底至厭氧池之間阻力損失1.042m，高程差為4.542m，需要污泥泵的最低揚程為5.684m，流量為12.5m3/h。選取IHF型污泥泵，其相關型號及參數(shù)見表2.7.13。</p><p>　　表2.7

91、.13 JYWQ50-15-15-1200-2.2型污泥泵型號及參數(shù)</p><p>　　數(shù)量：2用2備，共4臺</p><p>　　2.7.14 潷水器：</p><p>　　單池容積為218.8 m3，潷水體積為218.8/2.8 = 78.14 m3，排水時間取1.5h，則潷水能力為78.14/1.5=55.8 m3/h。 </p><p

92、>　　BSL型旋轉式潷水器由潷水裝置、傳動裝置、撇渣浮筒裝置及回轉支承等組成。驅動機構通過可伸縮推桿帶動潷水裝置 及撇渣浮筒裝置繞旋轉支承旋轉，從而使?jié)呖谏舷禄⌒芜\動，達到潷出上清液的目的。</p><p>　　每臺潷水器使用一臺1.1KW的電機。</p><p>　　表2.7.14 BSL型連桿式旋擺潷水器技術參數(shù)表</p><p><b>

93、　　數(shù)量：4臺</b></p><p>　　2.7.15 進出水管路計算</p><p><b>　　1、進水管計算</b></p><p>　　泵房至厭氧池的管道，設計流量Qmax=0.029m3/s，進水管流速控制在1m/s以下，取0.8m/s。</p><p><b>　　進水管直徑　<

94、/b></p><p>　　則 （m） 取250mm</p><p>　　校核進水管流速m/s<1m/s 合符要求。</p><p>　　厭氧池至配水井管道計算，設計流量為原污水量與回流量之和，0.0406m3/s，進水管流速控制在1m/s以下，取0.8m/s。</p><p><b>　　進水管直徑　<

95、/b></p><p>　　則 （m） 取300mm</p><p>　　校核進水管流速m/s<1m/s合符要求。</p><p>　　配水井至CASS池管道計算，每個時段有2個CASS池進水，總水量平均分配到2個CASS池，每條配水管道流量為0.0203m3/s，管路流速控制在1m/s以下，取0.8m/s。</p><p&

96、gt;<b>　　進水管直徑　</b></p><p>　　則 （m） 取200mm</p><p>　　校核進水管流速m/s<1m/s合符要求。</p><p>　　2.8 污泥濃縮池計算</p><p>　　2.8.1 設計參數(shù)</p><p><b>　　設計參數(shù)：

97、</b></p><p>　　當為初次沉淀污泥時，其含水率一般為95%～97%，污泥固體負荷宜采用80～120kg/(m2·d),濃縮后的污泥含水率可達到90%～92%；</p><p>　　當為活性污泥時，其含水率一般為99.2%～99.6%,當為活性污泥時，污泥固體負荷宜采用20～30 kg/m2·d，濃縮后的污泥含水率可以達到97%；</p>

98、;<p>　　當為初次沉淀污泥及新鮮活性污泥時，其進泥的含水率，污泥固體負荷及濃縮后的污泥含水率，可按兩種污泥的比例進行計算；</p><p>　　濃縮時間不宜小于12h，但不要超過24h；</p><p>　　濃縮池的有效水深一般宜為4米，最低不小于3m；</p><p>　　當采用定期排泥時，兩次排泥間隔一般可采用8小時；</p>&

99、lt;p>　　污泥濃縮池一般均散發(fā)臭氣，必要時應考慮防臭或脫臭措施；</p><p>　　2.8.2 設計與計算</p><p><b>　　1、設計說明</b></p><p>　　污泥總量Qs = 20.18 m3/d = 0.841m3/h，入流污泥濃度C = 6.3kg/m3（含水率99.2%），濃縮污泥固體負荷q =30 kg/

100、m2·d，設計濃縮后含水率P2 = 97%。</p><p><b>　　2、濃縮池池體計算</b></p><p><b>　　濃縮池的面積 </b></p><p>　　(m2) </p><p><b>　　濃縮池直徑 </b>

101、;</p><p>　　(m) </p><p>　　為保證有效表面積和容積，并與刮泥機配套，選D = 4 m</p><p><b>　　水力負荷u</b></p><p>　　[m3/(m2·h)]</p><p>　　水力停留時間T ≥ 22

102、 h</p><p><b>　　則有效水深H1為</b></p><p><b>　　(m)</b></p><p>　　3、排泥量與存泥容積</p><p>　　濃縮后排除含水率P2 = 97%的污泥：</p><p>　　m3/d &

103、lt;/p><p>　　5.38m3/d = 0.224 m3/h，設計污泥層（存泥區(qū)）厚度位0.5m，池底坡度為i = 1/20，污泥斗上底直徑D1=1.0m，下底直徑D2=0.5m。</p><p>　　池底坡降 (m)</p><p>　　污泥斗深度 (m)</p><p><b>　　4、濃縮池深度</b>&l

104、t;/p><p>　　有效水深H1為0.737m；緩沖層高度H2為0.5m；存泥區(qū)高度H3為0.5m；池體超高0.5m；池底坡降H5為0.075m。</p><p>　　(m)取2.5m （3.32）</p><p><b>　　5、出水渠與堰板</b></p><p>　　排水量Q =

105、 (20.18 -5.38)m3/d = 14.8m3/d = 0.617m3/h=1.72×10-4m3/s，取出水渠寬b=0.2m，出水渠中流速0.05m/s，出水渠水深為：</p><p><b>　　0.062(m)</b></p><p>　　出水渠斷面設計為0.2m×0.2m。</p><p>　　取出水堰口負荷

106、為1.0L/（s·m），校核堰口負荷；</p><p>　　L/（s·m）< 4.34 L/（s·m），溢流符合要求。</p><p>　　每天排一次泥，壓一次泥，出水渠的污水自流入集水井。</p><p>　　6、選刮泥機：選用GJ-4型中心傳動刮泥機</p><p>　　刮泥機主要技術參數(shù)見表2.8.6

107、</p><p>　　表2.8.6 刮泥機的主要技術參數(shù)</p><p>　　2.9 污泥脫水設計計算</p><p>　　2.9.1 壓濾機設計計算</p><p>　　對于從濃縮池后出來的污泥采用帶式過濾，這種脫水方法的特點是：濾帶可以回旋，脫水效率高，噪音小，能源消耗省，附屬設備少，操作方便，由濃縮池出來的污泥的含水率為97%，投

108、加的有機高分子混凝劑為污泥干重的0.2～0.5%時，其生產(chǎn)能力一般為12～50公斤干污泥/m3，脫水后的泥餅含水率為65~75%。</p><p><b>　　1、已知條件</b></p><p>　　現(xiàn)有剩余污泥127kg/d，含水率99.2%，經(jīng)過濃縮池濃縮后含水率為97%，經(jīng)過壓濾后要求含水率達到75%，產(chǎn)泥餅量為19.2m3/d。</p><

109、;p><b>　　壓濾機選擇</b></p><p>　　根據(jù)已知條件要求，綜合考慮，選用DYQ100型帶式脫水機，其主要技術參見見表2.8.7。</p><p>　　表2.8.7 DYQ100型帶式脫水機主要技術參數(shù)</p><p><b>　　選用一臺壓濾機。</b></p><p>

110、　　2.9.2 附屬設備</p><p><b>　　1、螺桿泵</b></p><p>　　污泥量為0.841m³/h，選用2臺G25-1型螺桿泵投配污泥，1用1備，單臺輸送能力為2m3/h，濃縮池清水面標高為4.00m，濃縮池池底標高為–1.0m，污泥脫水機污泥出口標高2.0m，高程差為3.0m，排泥管流速控制在1m/s以下，取0.4m/s。</p

111、><p><b>　　排泥管直徑　</b></p><p>　　則 （m） 取50mm</p><p>　　校核進水管流速 （m/s） 合符要求。</p><p>　　濃縮池至污泥脫水機污泥出口處高程差為3.0m，阻力損失1.07m，需要螺桿泵的最低揚程為4.07m，選取G25-1型螺桿泵，其相關性能參數(shù)見表2.9

112、.2。</p><p>　　表2.9.2 G25-1系列螺桿泵固定轉速時的性能參數(shù)</p><p><b>　　數(shù)量：2臺</b></p><p><b>　　2、加藥系統(tǒng)</b></p><p>　　混凝劑選用聚丙烯酰胺，對于混合生污泥投加量為0.15%—0.5%，取0.2%計算，故每日藥劑投

113、加量為：</p><p>　　127×0.2% = 0.26kg/d</p><p>　　配制成濃度為1%的溶液（密度按水的密度計算）體積：</p><p>　　0.026/1% = 2.6（L/d）</p><p>　　2.10 其它構筑物 </p><p><b>　　1、門衛(wèi)室 </b&

114、gt;</p><p>　　一層磚混結構 尺寸：3×3 m2</p><p><b>　　2、中央控制室 </b></p><p>　　一層磚混結構 尺寸：6×9 m3 </p><p><b>　　3、綜合辦公大樓 </b></p><p>　　

115、二層磚混結構 尺寸：24×6 m3 </p><p><b>　　4、鼓風機房</b></p><p>　　一層磚混結構 尺寸：17×12 m3</p><p><b>　　5、配電室</b></p><p>　　一層磚混結構 尺寸：12×6 m3</

116、p><p><b>　　6、污泥脫水間</b></p><p>　　一層磚混結構 尺寸：9×6 m3</p><p>　　第三章 污水處理廠配套工程設計 </p><p>　　3.1 廠區(qū)平面設計 </p><p>　　3.1.1 平面布置原則 </p><p>

117、　　1、按功能分區(qū)，配置得當。主要是指對生產(chǎn)、輔助生產(chǎn)、生產(chǎn)管理、生活福利等部分的布置，要做到分區(qū)明確、配置得當、而又不過分獨立分散。</p><p>　　2、功能明確，布置應湊。首先應保證生產(chǎn)的需求，結合地質、地形、土方、結構和施工等多方面的因素全面考慮。布置時力求減少占地面積，減少連接管的長度，便于操作管理。</p><p>　　3、順流排列，流程簡潔。處理構筑物盡量按流程方向布置，避

118、免與進（出）方向相反安排，個構筑物之間的連接管（渠）應以最短路線布置，盡量避免不必要的轉彎和用水泵提升，嚴禁將管線埋在構筑物下面，目的在于減少能量損失，節(jié)省管材、便于施工和檢修。</p><p>　　4、充分利用地形，平衡土方，降低工程費用。</p><p>　　5、必要時應預留適當余地，考慮擴建和施工可能。</p><p>　　6、構筑物布置應注意風向和朝向，將排

119、放異味、有害氣體的的構筑物布置在居住于辦公場所的下風向；為保證有良好的的自然通風條件，建筑物布置應考慮主導風向。</p><p>　　7、設置通向各構筑物和附屬建筑物的的必要通道，滿足物品運輸、日常操作管理和檢修的需要。</p><p>　　8、處理廠內的綠化面積一般不小于全廠總面積的30%。</p><p>　　3.1.2 總平面布置 </p>&l

120、t;p>　　1、污水處理廠分為辦公區(qū)、污水處理區(qū)和污泥處理區(qū)，各區(qū)之間以道路、綠化分隔，自成體系。</p><p>　　2、首先對處理構筑物和建筑物進行組合安排。布置時對其平面位置、方位、操作條件、走向、面積等統(tǒng)盤考慮。安排時應對高程、管線和道路等進行協(xié)調。</p><p>　　構筑物之間的凈距離，按它們中間是道路寬度和鋪設管線所需寬度，或者按其它特殊要求來定，一般為5～20m。&l

121、t;/p><p>　　3、生活附屬建筑物的布置，宜盡量與處理構筑物分開，單獨設置，可能時應盡量放在廠前區(qū)。應盡量避免處理構筑物與附屬生活設施的風向干擾。</p><p>　　4、道路、圍墻及綠化帶的布置。通向一般構筑物應設置人行道，寬度1.5～2.0m；通向倉庫、檢修間應設置車行道其路面寬為3～4m，轉彎半徑為6m，廠區(qū)主要車行道寬5～6m；車行道邊沿至房屋或構筑物外墻的最小距離為1.5m。道

122、路縱坡一般為1%～2%，一般不大于3%。</p><p>　　5、污水廠布置除應保證生產(chǎn)安全和整潔衛(wèi)生外，還應注意美觀、充分綠化，在構筑物處理上，應因地制宜，與周圍環(huán)境相稱，在色調上做到活潑、明朗和清潔。應合理規(guī)劃花壇、草坪、林蔭等，使廠區(qū)景色園林化，但是曝氣池、沉淀池等露天水池周圍不宜種植喬木，以免落葉入池。</p><p>　　6、污泥區(qū)的布置。由于污泥的處理和處置一般與污水處理相互獨

123、立，且污泥處理過程衛(wèi)生條件比污水處理差，一般講污泥處理放在廠區(qū)后部；若污泥處理過程中產(chǎn)生沼氣，著應按消防要求設置防火間距。由于污泥來自污水處理部分，而污泥處理脫水出的水分又要送到調節(jié)池或初沉池中，必要時可以考慮某些污泥處理設施與污水處理設施的組合。</p><p>　　7、管道的平面布置。在各處理構筑物之間應有連通管渠，還應有使各處理構筑物獨立運行的管渠。污水廠應設置超越全部或部分處理構筑物，直接排放水體的超越管