1、沈陽化工大學本科課程設計題 目: 某城市污水處理廠 工程工藝設計 院 系： 環境與安全工程學院 專 業： 水質科學與技術 班 級： 1301 學生姓名： 朱立恒 指導教師： 金飆 論文提交日期: 年 月 日目錄緒論3第一章 設計任務概述41。1 設計任務42。2設計資料4第二章 污水處理廠工藝選擇52.1處理工芝設計原則52。3污泥處理、處置工藝82。4凈化污水消毒方式9第三章 CASS工藝流程11.1CASS工藝流程113。2CASS工藝設計概要11第四章 污水處理廠設計計算134。1設計參數134。2構筑物設計計算13第五章 設計計算總結23緒論本設計的課題為“某城市污水處理廠工程工藝設計

2、"。污水來源為生活污水和工業廢水；項目服務面積8.70km2,服務人口約9萬人.設計污水量為50000 m3/d。本設計采用的是CASS工藝，BOD5去除率達90以上，SS去除率達85以上。出水最終達到城鎮污水處理廠污染物排放標準GB189182002中的二級標準。主要設計構筑物為CASS反應池.本設計四組CASS反應池，每組CASS反應池尺寸為5。7×10。4×62.6m，其中微生物選擇區（預反應區）長度為10m。反應周期為4h，每日反應周期數為6.每個反應池的曝氣量為3277.6m3/h,底部鋪設2845個空氣擴散器，平均每個空氣擴散器的曝氣量為1。13m3/

3、h.絮凝、過濾剩余污泥消毒后出水泵貯池上清液柵渣柵渣排沙污泥濃縮池污泥脫水粗 格 柵集 水 池 旋流沉砂池細 格 柵生物選擇器城 市 污 水回流污泥CASS反應池污泥外運工藝流程如下:第一章設計任務概述1.1 設計任務某城市污水處理廠工程工藝設計。2。2設計資料2.2.1污水來源及水量1、生活污水和工業廢水；項目服務面積8。70km2,服務人口約9萬人。2、設計污水量50000m3/d。2.2.2工程設計污水進水水質 污水進水水質如表所示,單位:指標CODcrBOD5NH4+-NTPSS數值（mg/L）3001504052002.2。3工程設計要求 出水要求符合城鎮污水處理廠污染物排放標準GB

4、189182002中的二級標準，見表。 指標CODcrBOD5NH4+-NTPSS數值（mg/L）10030253302.2。4工藝選擇CASS第二章污水處理廠工藝選擇2.1處理工芝設計原則合理的污水處理工藝，應當在處理效果優良的前提下，運行穩定、管理方便，并盡可能降低工程投資和日常運行費用,確保污水處理廠出水水質穩定達標。因此，本設計在考慮污水處理工藝時，遵循以下原則.、遵循國家和地方的各項相關法規、政策，因地制宜，合理實施；、城市總體規劃為依據，綜合考慮城市實際地形條件，規劃全面、布局合理，節約用地；、處理工藝先進可靠，設備高效節能，控制方案適合國情,構造型式經濟合理,確保污水廠處理效果優

5、越，運行可靠，管理方便、節省投資和運行成本。2。2污水處理工藝方案比較及推薦工芝城市污水處理廠的污染物質主要是有機物,一般采用活性污泥法和生物膜法兩種處理方法.活性污泥法脫氮除磷的優點主要表現在：處理效率高、效果好、運行穩定、運轉經驗豐富，因此,對城市污水進行脫氮除磷，生物活性污泥法是首選方案之一.由污水處理廠設計進水水質、出水水質要求及處理程度可知，為達到處理要求，本工程必須采用脫氮除磷工藝以及深度處理工藝。目前常用的具有脫氮除磷能力的活性污泥工藝主要有：A2/O、氧化溝、序批式（SBR、CASS等）工藝等。2。2。1生物脫氮除磷（A2/O）工藝A2/O工藝是普通曝氣為基礎，企圖同時解決除磷

6、、脫氮問題而派生的工藝,其主體工藝流程為：城市污水粗格柵提升累站細格柵沉砂池（初沉池）厭氧池缺氧池好氧(曝氣）池二沉池消毒出水排放.經預處理后的城市污水首先進入厭氧池，與由二沉池回流的含磷污泥混合,回流污泥中聚磷菌在厭氧條件下釋放出體內的磷酸鹽（同時降解污水中的部分有機物），然后在后面好氧(池）條件下過量吸收污水中的磷,最后通過排除高含磷的剰余污泥來達到除磷目的；厭氧池出水進入缺氧池，與從好氧池回流的硝化液混合，進行生物反硝化脫氮，將硝酸鹽還原成氮氣從水中逸出；缺氧池的出流進入好氧池（曝氣池)，在此,實現降解BOD、硝化氨氮、過量吸磷等多項反應，最后在二沉池進行泥、水分離，一部分污泥回流至厭氧

7、池，上清液經消毒后排放。由于A2/O工藝的基礎是活性污泥系統，BOD的去除效果好，技術成熟.但也存在顯著的問題：一是工藝流程長、構筑物較多,導致占地面積大，動力消耗較大；且同時存在多重回流系統如污泥回流和混合液回流等,工藝管道系統長且復雜；工程投資大，運行成本高;對周圍環境影響較大；二是要求運行、管理水平，方能維持處理系統的穩定運行；三是難以協調脫氮、除磷的工藝條件。2。2。2氧化溝（ODGOD）工藝氧化溝法(OD工藝）作為一種新型活性污泥工藝是于世紀年代由荷蘭工程師發明的，在其封閉的溝渠型曝氣池中，污水和活性污泥的混合液是不斷循環流動的，因此，氧化溝又稱為無終端曝氣系統或連續循環曝氣池。早期

8、的氧化溝因占地面積大僅應用于大型污水處理廠，但隨著充分認識和不斷改進氧化溝污水處理技術，不斷完善和多樣化曝氣裝置，氧化溝以其構造簡單、處理效果較好、出水水質較穩定、運行管理簡便等優點而受到重視。傳統氧化溝工藝主體流程為:城市污水粗格柵提升累站細格柵沉砂池氧化溝二沉池消毒出水排放。經預處理后的城市污水進入氧化溝后，利用氧化溝中充氧設備布置形成的好氧與缺氧環境，完成對污水中含碳有機物的生物降解、硝化氨氮和生物脫氮過程，混合液出流進入二沉池進行固液分離，其上清液經消毒后排放；二沉池的沉淀污泥由污泥回流泵回流至氧化溝，以維持處理系統的污泥平衡；二沉池排出的剩余污泥通過濃縮、脫水后,外運處置。常規氧化溝

9、的主要優點是：（1）氧化溝循環流量大,原污水進入氧化溝后立即與溝內的循環混合液混合，因此抗沖擊負荷能力較強；（2）氧化溝運行的水力條件好,運行正常時處理效果好;（3）工藝流程簡單、構筑物少、控制管理方便；（4）泥齡長,剩余污泥量相對較少，污泥較穩定.常規氧化溝的主要缺點則是:（1）常規氧化溝一般采用轉碟或轉刷充氧，因受充氧方式的制約而池深較淺，占地面積大；(2)有機負荷低,池容大，工程投資相對較大；（3）采用轉碟或轉刷充氧的大型氧化溝，其充氧能力和推動力往往不易匹配,導致氧化溝的流速偏低；（4）由于受水質和溫度等條件的影響，在實際運行中容易發生污泥膨脹，影響處理系統的穩定運行；（5)必須建立龐

10、大的二沉池及污泥回流系統，進一步增加占地面積和工程投資；（6)轉碟或轉刷充氧的動力效率較低，導致耗電相對較大。由于常規氧化溝系統沒有生物除磷功能，且常用的機械（轉碟、轉刷）充氧設備維修難度較大、運行工況不易調整，污水處理界人士最近又推出了改良型微曝氧化溝工藝(GOD），GOD在傳統氧化溝前端増設厭氧段和缺氧段，以進一步解決生物除磷、脫氮問題；并以鼓風微孔曝氣取代常規氧化溝的機械（轉碟、轉刷）充氧方式，提高充氧效率,節約能耗。2.2。 CASS（序批式）污水處理工藝周期循環活性污泥法簡稱CASS（Cyclic Activated Sludge System）,是以SBR為基礎，在SBR池內進水端

11、増加一個生物選擇器發展起來的。目前，在我國運行良好的CASS工藝的反應池沿池長方向一般設兩部分，前部為生物選擇區即預反應區，后部為主反應區，主反應區后部安裝了可升降的自動撇水裝置。在同一池子內周期循環運行工藝的曝氣、沉淀、排水等過程，省去了常規活性污泥法的二沉池和污泥回流系統;同時可連續進水，間斷排水。為系統選擇出絮凝性細菌是設置生物選擇器的主要目的，在預反應區內微生物利用酶的快速轉移機理經歷一個高負荷的基質快速積累過程迅速吸附污水中大部分可溶性有機物，這對進水水質、水量及有毒有害物質起到較好的緩沖作用，同時抑制絲狀菌生長，有效防止污泥膨脹；隨后在主反應區經歷較低負荷的基質降解過程.預反應池容

12、積是CASS池容積的6。CASS生化池的反應、沉淀、排水功能三位一體，污染物降解在時間上是一個推流過程,微生物則處于好氧、缺氧、厭氧周期性變化之中從而去除污染物，同時兼具脫氮、除磷功能。工藝的主體流程為；城市污水粗格柵提升泵細格柵沉砂池cass池（預反應區一主反應區一潷水）出水排放。CASS工藝主要工藝特征：連續進水，間斷排水：運行具有時序性：運行過程的非穩態性；溶解氧周期性變化，濃度梯度高。CASS工藝主要優點是：（)工藝流程簡單，占地面積小,投資較低反應池是CASS的核心構筑物,無二沉池及污泥回流設備,一般不設調節池及初沉池.因此污水處理設施布置緊湊，能節省占地和投資。（）生化反應推動力大

13、CASS工藝從曝氣到排水整個周期，基質濃度、濃度梯度、基質利用速率均由高到低，因此CASS工藝是理想的時序上的推流式反應器，生化反應推動為大.（）沉淀效果好沉淀階段幾乎整個反應池均起沉淀作用，此時的表面負荷遠小于普通二沉池，因此進水干擾的影響很小，沉淀效果較好。實踐證明，溫度較低污泥沉降性能差時，CASS工藝也能正常運行。實踐和工程中曾遇到SV30高達96%的情況，只要稍微延長沉淀階段的時間，系統就能正常運行。（）運行靈活，抗沖擊能力強CASS工藝充分考慮流量變化的因素，能確保污水在系統內停留預定的處理時間后經沉淀排放.為適應進水量和水質的變比,還可調節運行周期.進水濃度較高時，可延長曝氣時間

14、實現達標排放，達到抗沖擊負荷的目的為強化脫氮除磷功能時，工藝可調整工作周期及控制反應池的溶解氧水平，提高脫氮除磷的效果。(）不易發生污泥膨脹CASS生化池中濃度梯度較大且缺氧、好氧交替變化，這樣能選擇性地培養菌膠團細菌使其成為曝氣池中的優勢菌屬，有效地抑制絲狀菌的生長繁殖，不易發生污泥膨脹,也能提高系統的運行穩定性。（）適用范圍廣CASS工藝適用范圍比SBR工藝更廣泛，大型、中型及小型污水處理廠都適用；控制系統比SBR工芝更簡單也便于與前處理構筑物相匹配則得益于連續進水的設計和運行方式，。2。2.推薦污水處理工藝通過上述工藝機理、工藝流程、工藝特點、工藝參數、主要工程內容以及綜合因素等各方面的

15、技術經濟比較和論證,CASS工藝和改良性氧化溝工藝處理本工程規模污水都能滿足出水水質的要求。本設計考慮到CASS工藝具有不易發生污泥膨脹、無需硝化液回流,節省能耗、工藝流程短，占地面積小,基建費用低及業主對該工藝熟悉,運行管理經驗也比較豐富等實際情況，推薦采用工藝成熟的CASS生物處理工藝。2。3污泥處理、處置工藝2.3。1污泥處理、處置的基本要求城市污水處理產生的剩余污泥，有機物含量較高、不穩定、易腐化且含有寄生蟲卵等污染因子,如不進行妥善處理，將對環境造成二次污染。對于城市污水處理廠的剩余污泥，通常要求根據實際情況,通過適當的處理、處置，使其盡量達到四化要求，即:減量化、穩定化、無害化、資

16、源化。2.3。2污泥處理工藝針對上述對城市污水廠剩余污泥處理的基本要求，污泥處理工藝如下：1.污泥濃縮：對剩余污泥體積初步減量，便于進一步處理.對于生物除磷脫氮型的CASS工藝，為避免剩余污泥在較長時間重力濃縮過程中二次釋磷,污泥於池水力停留時間一般不超過3h最好采用機械濃縮。2.污泥脫水：對剩余污泥體積進一步減量。污泥脫水有自然干化和機械脫水兩種方式。現在除條件特殊、規模極小的污水處理站可能采用自然干化方式，一般城鎮污水廠的剩余污泥，為保護環境和節約用地，采用機械脫水方式.鑒于國家新頒布的生活垃圾填埋場污染物控制標準（GB16889-2008）的實施，城市污水處理廠脫水剩余污泥的含水率必須控

17、制在小于60%的水平。對此,以往常用的帶式壓濾機、臥螺離心機等污泥脫水機型，均不能滿足脫水污泥含水率小于60的要求，目前較多采用加壓過濾型的廂式壓濾機和板框壓濾機.3.污泥消化:污泥消化有厭氧消化和好氧消化（好氧穩定）兩種形式，由于污泥消化的費用很高，且管理復雜，目前國內對于中、小型規模城市污水處理廠的剩余污泥,一般不進行消化處理。眉山市頓東新區污水處理一廠采用CASS工藝，其剩余污泥已基本穩定，故不考慮進行消化處理.4。污泥干化、焚燒:污泥干化一般采用多段爐或回轉爐：多段爐一般為立式爐,分段或更多段;回轉爐是污泥干化最常用的爐型，爐中熱風和污泥逆流運行，熱效率高；回轉爐可將污泥干化和焚燒合并

18、處理，也可分開處理.污泥干化、焚燒技術雖然具有處理迅速、減容大（7090%）無害化程度高、占地面積小等優點，但終因其一次性投資巨大,操作管理復雜，能耗及運行費用高等問題，其使用受到限制。2.3.3污泥外置工藝目前，國內對城市污水廠剩余污泥的處置方式有以下幾種：1。污泥衛生填埋污泥和城市生活垃圾一起衛生填埋、終結覆蓋，是當前國內城市污水處理廠處置脫水剰余污泥的常用方式.鑒于國家新頒布的生活垃圾填埋場污染物控制標準（GB168892008）的實施，為不影響填埋場的正常作業要求脫水剩余污泥的含水率必須小于60%.2。污泥堆肥剩余污泥可與城市生活垃圾混合，進行好氧堆肥.混合堆肥的最佳初期含水率一般控制

19、在40-60%,堆肥溫度60-70，要求的碳氮比為20:1，碳磷比為100：1；城市污泥一般缺少氮和磷，人為補充氮、磯，可加速堆肥的熟化過程，提高肥效巧肥的供氧方式一般為自然通風，也可強制通風。從理論上講,剩余污泥與城市生活垃圾混合堆肥，不僅污泥熟化程度離,病原體和寄生蟲巧去除較徹底，而且是污泥資源化的良好途徑:但是，從國內目前的農業運作方式和±地經營情況來看,混合堆肥產品的農村市場尚不通暢，部分垃圾堆肥廠也都由于產品銷路問題而被迫停產，因此，污泥堆肥目前尚不足以成為城市污水廠剩余污泥處置的主導方式.2。3。3推薦的污泥處理、處置方法根據具體情況和經濟狀態,對于污水處理一廠剩余污泥的

20、處理、處置，推薦采用如下方案:1.對排出的剩余污泥采用貯泥池貯存,不進行濃縮;2.采用隔膜壓榨廂式壓濾機進行污泥脫水,控制脫水污泥含水率小于60;3.脫水污泥送往城市生活垃圾填埋場進行衛生填埋；如經有關部門檢驗確認安全無害,也可用作農肥或供園林部口用于非娛樂場所的綠化和荒地的土質改良。2.4凈化污水消毒方式為了有效地保護環境，防止傳染性疾病流行的危害，國家規定必須對污水處理廠的凈化出水進行消毒。當前在城市污水處理中,常用的污水消毒方法主要有氯消毒(包括液氯、二氧化氯、次氯酸鑰、漂白粉等）臭氧消毒和紫外線消毒.2。4。1氯消毒以往對城市污水處理廠的凈化水消毒，通常采用液氯消毒(大型污水廠）或二氧

21、化氯消毒（中、小型污水廠)。多年來工程運行實踐表明，采用氯消毒存在若干問題，主要是：1。液氯屬危險物品,存儲液氯的鋼瓶屬高壓容器，在運輸、貶存過程中都存在很大的安全隱患，在運輸、使用過程中如發生液氯泄漏，將導致嚴重問題，甚至危及人身安全;2。為應對泄氯事故，需設置一套應對泄氯事故的氯吸收處理裝置，且需經常維護，使其始終處于應急啟動狀態；這不僅耗費相當投資，而且增加了日常維護工作量;3。消毒單元需建造加氯間、液氯貯存間及體積龐大的消毒接觸池,工程投資較大；4.由于消毒接觸池體積龐大,在日常運行過程中,凈化出水中的SS將在池中沉淀、積累、上浮，日久在消毒接觸池面會形成厚厚的泥渣層,再加上陽光的照射

22、，在污泥層上還會長滿青苔,如此狀態的消毒接觸池，不僅形象十分難看,還會滋生大量蚊蠟，惡化出水水質;5.液氯、二氧化氯的原料價格日益増高，導致消毒成本升高。2。4。2紫外線消毒紫外線是近十多年來發展得最快的一種方法，當前大有逐步取代氯消毒成為污水處理廠主要消毒方式的趨勢。紫外線消毒的基本原理是紫外線對細菌DNA有致畸作用。細菌吸收一定劑量的紫外線后,其DNA結合鍵斷裂,細胞失去活力無法繁殖導致細菌數量大幅度減少從而達到滅菌目的.紫外線消毒的主要優點在于：一是紫外線消毒危險性小,比較安全,無二次污染；二是消毒反應迅速（在數秒鐘內完成），不需要體積龐大的消毒接觸池，只需建造體積極小的消毒渠即可，因而

23、其占地面積和土建費用均得以大大減少：三是設備簡單,造價相對低廉；四是運行管理方便；五是紫外線消毒除電耗外，無需任何原材料，消毒成本低廉。紫外線消毒的主要缺點主要是；一是對消毒渠紫外燈組上部的水位控制要求較嚴格，否則將影響消毒效果；二是紫外燈管的清洗系統尚不夠完善,容易發生故障，影響消毒單元的穩定運行.自21世紀以來,國內大多數城市污水處理工程的設計單位，對城市污水處理廠都已改用紫外線消毒.綜上所述，紫外線消毒與液氯(或二氧化氯消毒）相比，具有顯著的優越性。因此，對于污水處理廠工程的凈化出水消毒，推薦采用紫外線消毒方式。第三章CASS工藝流程。1CASS工藝流程城市污水首先進入粗格柵槽,經攔截粗

24、大雜物后進入集水池，集水池污水由潛污累提升至細格柵槽，經攔截較細的雜物后，進入旋流沉砂池除砂,沉砂池出水自流進入CASS生化池，污水在CASS生化池中，按預先設定的程序，經生物選擇器、預反應區、主反應區，以進水、曝氣、沉淀、潷水、閑置等階段周而復始地進行循環，達到去碳、硝化、脫氮、除磷的目的.由CASS反應器潷水器出來的上層清液排出。處理后的尾水經廠外污水尾水排放管道工程排入自然水體.處理過程的剰余污泥，從CASS生化池中的污泥提提升泵排入污泥濃縮池，再進入調理池調理后由污泥泵提升至脫水機房進行濃縮、脫水，脫水污泥外運處置。粗、細格柵的柵渣及沉砂池的沉砂隨脫水污泥一并外運處置；轉鼓濾池的反沖洗

25、污水，由于水量少，可送往污泥貯池進行再處理。CASS工藝流程圖示意圖如圖所示絮凝、過濾剩余污泥消毒后出水泵貯池上清液柵渣柵渣排沙污泥濃縮池污泥脫水粗 格 柵集 水 池 旋流沉砂池細 格 柵生物選擇器城 市 污 水回流污泥CASS反應池污泥外運3.2CASS工藝設計概要CASS反應器設置了生物選擇區、缺氧區和好氧區，主反應區后部設置了可升降的自動潷水裝置。污水連續進入預反應區，經過隔墻底部進入主反應區，在保證供氧的條件下，使有機物被池中的微生物降解。根據進水水質可對運行參數進行調整。3。2。1CASS工藝過程標準的CASS系統以4h為一周期,其中2h曝氣，1h沉淀,1h閑置.當出現有機沖擊負荷時

26、,為適應高負荷保持處理效果可延長曝氣時間或增加循環操作周期的時間當水力負荷過大時（如雨季流量）,為滿足大流量低負荷時的處理要求可縮短曝氣時間、増加潷水頻度；為保證選擇的有效性，厭氧生物選擇器的運行可以恒容也可變容進行CASS工藝一般分為四個階段。（1） 進水攪拌或曝氣階段污水進入生物選擇區,是一個操作周期的開始。曝氣的時間起始點根據預先設定的程序決定，為適應不同的進水情況,可與進水同步也可在進水一定時間后開始。邊進水邊曝氣,曝氣裝置向反應池內充氧,一方面滿足好氧微生物對氧的需要，另一方面讓活性污泥與有機物充分接觸混合，有利于微生物氧化分解有機污染物，污水中的NH3-N通過微生物的硝化作用轉化為

27、硝酸鹽氮.同時占污水量20%30的活性污泥從主反應區回流至生物選擇區。液位逐漸上升至設計最高液位,有效容積逐漸增加。（2） 沉淀階段泥水是沉淀階段主要目的。在這一階段停止曝氣,水中剩余的溶解氧被微生物用于氧化分解，反應池逐漸由好氧狀態轉變成缺氧狀態，反硝化反應開始進行。活性污泥逐漸沉到池底,上層水逐漸澄清。沉淀巧期,曝氣階段的攪拌使污泥發生絮凝作用,隨后以區域沉降的形式沉降，因此即使在沉淀階段繼續進水，依然有良好的沉淀效果.（3） 潷水階段潷水器設在反應池末端,是CASS工芝最關鍵的設備之一，它由電動機驅動，由系統設定的程序計算，變頻調節上升和下降速度.沉淀結束后，潷水器根據指令沿設定軌道以較

28、高的速度下降到水面,與水面接觸后，潷水器轉換到正常潷水下降速度，當潷水器下降至最化水位，潷水結束旋即迅速返回到初始位置。潷水器前部設有擋渣板，能防止水面可能存在的浮渣隨出水排出。此階段仍進行著污泥回流，反應池逐漸過渡到厭氧狀態繼續反硝化。（4） 閑置階段實際潷水所需時間短于設計時間，故反應池在潷水完成后的剩余時間進入閑置階段。在此期間，潷水器上升到原始位置，微生物在內源呼吸作用下恢復活性，為下個周期創造良好的初始條件。經歷閑置期的活性污泥處于對營養物的饑餓狀態，其單位重量的吸附表面積很大。因此,一旦進入下一運行周期的進水期，活性污泥便充分發揮較強的吸附能力,有效地去除污染物。閑置階段，污泥回流

29、照常進行。3.2.2生物除磷CASS工藝兼具多池除磷工藝和單池除磷工藝的優點。它在主反應區內進行曝氣，而在主反應區之前設置體積相對很小的生物選擇區，增加由主反應區到生物選擇區的污泥回流。生物選擇區獨立于主反應區彼此干擾小，就具有多池除磷工藝的除磷好的優點，同時又擁有SBR系列工藝占地面積小，操作維護簡單的特點。第四章污水處理廠設計計算4。1設計參數1。設計最大流量Qmax=50000×1。34=67000 m3/d水量變化系數Kz=1.352.設計進水水質指標CODcrBOD5NH4+NTPSS數值（mg/L)3001504052003.設計出水水質指標CODcrBOD5NH4+-N

30、TPSS數值（mg/L）601581。5204。回流污泥濃度XR=12000 mg/L5.污泥回流比R=20%6。排除比 =0.34。2構筑物設計計算4.2。1粗格柵的設計計算1。主要功能格柵是由一組平行的金屬柵條或篩網制成，安裝在污水渠道上、泵房集水井的進口處或污水處理廠的端部，用以截留較大的懸浮物或漂浮物.去除污水中的粗大懸浮物、保證污水提升粟常穩定地運行。2.設計計算4.2。2集水池的設計計算1.主要功能集水池的作用是匯集、儲存和均衡廢水的水質水量。2。設計計算4.2.3提升泵的設計計算1。主要功能將原污水提升至細格柵槽.2。設計計算4.2。4細格柵的設計計算1.主要功能攔截污水中較細小

31、的渣渾，保護后續處理單元的正常運行。2。設計計算4。2.5旋流沉砂池的設計計算1。主要功能沉淀去除污水中的砂粒，保護后續單元正常運行。2.設計計算4。2。5CASS反應池的設計計算1.主要功能去除污水中的有機物染物，硝化、脫氮、除憐。2。設計計算(1）污水處理效率計算進水BOD5濃度 S0=150 mg/L出水BOD5濃度 Se=15 mg/LBOD去除率 ：=S0-SeS0×100%=150-15150×100%=90%（2）BOD污泥負荷NsNs=K2×Se×f=0.025×15×0.750.9=0.31 KgBOD5/（kgML

32、SS·d）式中：Ns BOD5污泥負荷,KgBOD5/（KgMLSS·d）K2有機基質降解速率常數，L/（mg·d），取K2=0.025 L/(mg·d）Se-出水BOD濃度，mg/Lf-混合液中揮發性懸浮固體濃度與總懸浮固體濃度的比值，0。70.8，取f=0.75-BOD去除率。(3)CASS反應池容積負荷（1）CASS反應池外形尺寸反應池總有效容積V V總Qmax×(S0-Se)Ns×X×f=67000×(150-15)0.31×3000×0.75=12968 m3式中：V總-反應池總有效容

33、積，m3Qmax-設計最大流量,m³/dS0-進水BOD5濃度，mg/LSe出水BOD5濃度，mg/LNsBOD5污泥負荷，KgBOD5/（KgMLSS·d)X混合液污泥濃度,Kg/m³取： X=3000 mg/Lf-混合液中揮發性懸浮固體濃度與總懸浮固體濃度的比值，0.70.8 取f=0.75設反應池n1=4組，單個反應池有效容積V單=129684=3242 m3L×B×H=3242 m3設：L:B=6 B:H=2取H=5.2 m 則 B=10.4 m L=62.6m有效水深h=5.2m微生物選擇區L1CASS池中間設1道隔墻,將池體分隔成微

34、生物選擇區（預反應區）和主反應區兩部分.靠進水端為生物選擇區，其容積為CASS池總容積的16左右，另一部分為主反應區。選擇器的類別不同，對選擇器的容積要求也不同。L1=0.16×62.6=10m(4）運行周期曝氣時間ta ta=24××S0Ns×X=24×0.3×1500.31×3000=1.2 h 取ta=2h沉淀時間ts當混合液污泥濃度X3000 g/m³時，則污泥界面沉降速度；（T=25）=7.4×104TX-1.7=7.4×104×25×3000-1.7=2.27 m

35、/hts=H+=0.3×5.2+0.52.27=0.91 h ;取 ts=1.0 h 運行周期t設排水周期td=1 ht=ta+ts+td=2+1+1=4h每日周期數n2=244=6（5）復核出水BOD5濃度SeSe=24S024+K2×X×f×ta×n2=24×15024+0.025×3000×0.75×2×6=5.15mg/LSe=5.15mg/L <15mg/L滿足設計要求式中：Se出水BOD5濃度，mg/LS0-進水BOD5濃度，mg/LK2-有機基質降解速率常數,L/（mg

36、83;d）,取K2=0.025 L/(mg·d）X-混合液污泥濃度，kg/m³取： X=3000 mg/Lf混合液中揮發性懸浮固體濃度與總懸浮固體濃度的比值，0。70。8 取f=0.75ta-曝氣時間，ta=2hn2周期數,n2=6（6）CASS池各部分容積組成及最高水位V=n1V1+V2+V3H=H1+H2+H3式中:n1CASS反應池數量V1、H1變動容積，是指池內設計最高水位至潷水后最低水位之間的容積和水深V2、H2潷水水位和泥面之間的容積和水深V3、H3活性污泥最高泥面至池底的容積和水深水深 H1：H1=Qmaxn1n2A=670004×6×24

37、93.8=1.1m式中：Qmax-設計最大流量,m³/dn1CASS反應池數量n2CASS反應池運行周期數ACASS池平面總面積,m2；A=V總H=129685.2=2493.8m2水深H2H2=H×X1000×SVI×10-3=5.2×3.0×140×10-3=2.2m式中：HCASS反應池設計高度，mX-混合液污泥濃度，Kg/m³取： X=3000 g/m³SVI-污泥體積指數，取SVI=140mg/L水深H3H3=H-H1-H2=5.2-1.1-2.3=1.8mCASS反應池總高度H0H0=5.2+

38、0.5=5.7m其中:超高為0。5m（7）計算剩余污泥量10時活性污泥自身氧化系數：Kd(10)=Kd(20)tT-20=0.06×1.0410-20=0.041剩余生物污泥量XV=YQS0-Se1000-KdVX1000fta24n1n2 =0.5×67000×150-151000-0.041×3242×30001000×0.75×224×4×6=3924.4 kg/d式中：XV剩余生物污泥量,kg/dY污泥產率系數，取Y=0.5Q-設計最大流量，m³/dS0進水BOD5濃度，mg/LSe出水

39、BOD5濃度,mg/LKd(10)-活性污泥自身氧化系數V-單個CASS反應池有效容積，m3X-混合液污泥濃度，mg/Lf-混合液中揮發性懸浮固體濃度與總懸浮固體濃度的比值ta曝氣時間，ta=2hn1CASS反應池數量n2CASS反應池運行周期數剩余非生物污泥量XS=Q1-fbfC0-Ce1000=67000×1-0.7×0.75100-201000=2546 kg/d式中：XS剩余非生物污泥量，kg/dQ設計最大流量，m³/dfb進水VSS中可生化部分，取0。7f-混合液中揮發性懸浮固體濃度與總懸浮固體濃度的比值C0進水SS濃度，mg/LCe出水SS濃度，mg/

40、L剩余污泥總量X=XV+XS=3924.4+2546=6470.4kg/d剩余污泥濃度NR:NR=X1-=30001-0.3=4300mgL=4.3kg/m3剩余污泥含水量按99。3計算，濕污泥量為:6470.44.3=1505m3/d（8）復核污泥齡c=1YNs-Kd=10.5×0.31-0.07=12d式中：c污泥齡,dY-污泥產率系數,取Y=0.5Ns BOD5污泥負荷，KgBOD5/(KgMLSS·d)Kd衰減系數，一般為0.040。075，取0.07硝化所需最小污泥齡：c,N=1×1.10315-T×fs=(10.47)×1.1031

41、5-10×2.3=8d由c>c,N ，所以污泥齡能滿足消化要求式中：c,N硝化所需最小污泥齡，d-硝化細菌的最小增長速率，d1，T=10時，=0.47fs安全系數;為確保出水氨氮小于5mg/L,一般為2.33。0，本設計取2.3T污水最低溫度,取冬天最不利溫度10（9)需氧量設計需氧量包括氧化有機物需氧量,污泥自身需氧量、氨氮硝化需氧量及出水帶走的氧量。設計需氧量考慮最不利情況，按夏季時高水溫計算設計需氧量。氧化有機物需氧量，污泥自身需氧量O1以每去除1BOD需要0.48Oa的經驗法計算。Oa=a'QmaxS0-Se1000+b'V總X1000 =0.48

42、15;67000×150-151000+0.14×12968×30001000=9788.16kg/d式中:Oa氧化有機物和污泥自身需氧量，kgO2/La'活性污泥微生物每代謝1BOD需氧量，一般生活污水取為0.420。53，本設計取0.48Qmax設計最大流量,m³/dS0進水BOD5濃度，mg/LSe出水BOD5濃度，mg/Lb'-1活性污泥每天自身氧化所需要的氧量，一般生活污水取為0.110.188，本設計取0.12V總-反應池總有效容積，m3X-混合液污泥濃度,mg/L氨氮硝化需氧量Ob按下式計算 Ob=4.57QmaxNKo-N

43、Ke-0.12×V總Xfc =4.5767000×40-8×1000-3-0.12×12968×3×0.7512=8464.64kgO2/d式中：Ob-氨氮硝化需氧量，kgO2/dQmax設計最大流量，m³/dNKo-進水氨氮濃度,mg/LNKe出水氨氮濃度,mg/LV總-反應池總有效容積，m3X混合液污泥濃度，kg/m3f混合液中揮發性懸浮固體濃度與總懸浮固體濃度的比值c污泥齡,d總需氧量:O總=Oa+Ob=9788.16+8486.64=18252.8kgd=760.5 kg/h（10）標準需氧量標準需氧量計算公式:SO

44、R=AOR×Cs(20)(CsbT-C)×1.024T-20Csb(T)=CsT(Pb2.026×105+Ot42)Ot=21(1-EA)79+21(1-EA)=Pa1.013×105式中：SOR-水溫20，氣壓1。103×105pa時，轉移到曝氣池混合液的總氧量，/hAOR-在實際條件下，轉移到曝氣池混合液的總氧量，/hCs(20)-20時氧在清水中飽和溶解度，取Cs(20)=9.17mg/L-雜質影響修正系數,取值范圍a = 0。780.99，本例選用a = 0.90-含鹽量修正系數,本例取b = 0。95-氣壓修正系數CsbT設計水溫條件

45、下曝氣池內平均溶解氧飽和度mg/LCsT設計水溫條件下氧在清水中飽和溶解度，水溫27.3時,Cs(27.3)=8.02C曝氣池內平均溶解氧濃度,取C= 2mg/LT-設計污水溫度，本設計考慮最不利水溫，夏季T= 27。3Pb空氣擴散裝置處的絕對壓力，Pa,Pb=P+9.8×103HP大氣壓力，P=1。013×105paH-空氣擴散裝置淹沒深度，取微孔曝氣裝置安裝在距池底0。5m處,淹沒深度4.7mOt氣泡離開水面時，氧的百分比，EA空氣擴散裝置氧轉移效率,本設計選用水下射流式擴散裝置，氧轉移效率EA按26計算Pa所在地區大氣壓力，Pa工程所在地沈陽，大氣壓力Pa=1×105Pa，則壓力修正系數：=Pa1.013×105=1×1051.013×105=0.987Pb=P+9.8×103H=1.013×105+