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城市生活污水cass工艺设计32.doc
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1、城市生活污水CASS工艺设计摘 要随着工农业生产的迅速发展和人民生活水平的不断提高,用水紧张和污水排放的问题已越来越突出.目前,我国城镇绝大部分的生活污水采用直接排放的方式,没有采取应有的治理措施,加重了对环境的污染.在国家可持续发展的新政策下,环境保护已受到各级政府和全国人民的重视,,环境污染日趋严重,加大城市生活污水治理力度势在必行。 现拟建一座某城市生活污水处理厂,处理规模为60000m3/d,设计出水水质执行污水 综合排放标准(GB89781996)一级处理标准。本设计采用周期循环曝气活性污泥法(CASS)工艺,此工艺有机物的去除率预计为9095%,氮的去除率可以达到7080%,磷的去
2、除率可达90%。CASS工艺技术成熟,流程简单、管理方便、运行方式灵活、处理效率高、具有良好的脱氮除磷效果、出水水质好,该工艺已经成功运用于工程实践,具有十分良好的经济效益、环境效益和社会效益。本设计包含污水处理工艺流程的确定,工艺流程中各单体的计算,施工图纸的绘制等。关键字:污水处理厂 CASS工艺 脱氮除磷 去除率 CASS Process Design Of Municipal Sewage ABSTRACTWith the rapid development of industrial and agricultural production and improve living sta
3、ndards, water stress and sewage disposal problems have become increasingly prominent. At present, most cities and towns direct discharge of sewage by the way, did not take proper control measures, adding to the pollution of the environment. in the country under the new policy of sustainable developm
4、ent, environmental protection has been the people of all levels of government and the national attention, environmental pollution is more serious. So it is both inevitable and necessary to develop the urban sewage treatment. Now, a Sewage treatment plant will be planed to build in XXX city. Treatmen
5、t scale of Sewage is 60000m3/d. The effluent quality carries out primary standards from integrated wastewater discharge standardGB89781996. This design uses cyclic activated sludge system(CASS). The estimated removal efficiency of organic materials is between 90 percent and 95 percent, the removal e
6、fficiency of nitrogen ranges from 70 to 80 percent., and removal efficiency of phosphorus can reach 90%.The CASS process is a ripe technology with a lot of advantages,such as being easy to manage,flexible operational ways,good disposed effect,and good nitrogen removal effect.It is suitable for small
7、 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. This design contains the identification, each monomer proce
8、ss of calculation, construction drawings drawing etc.Keywords: sewage treatment plant, CASS technique, Nitrogen and phosphorus removal;removal efficiency. 目 录 摘 要IABSTRACTII第一章 绪论11.1 我国城市污水处理概况11.2 城市污水来源11.3 设计的意义及指导思想11.3.1 设计的意义11.3.2 指导思想21.4 国内外发展概况21.4.1 AB法21.4.2 A2/O生物脱氮除磷工艺21.4.3 氧化沟工艺31.4
9、.4 SBR工艺31.4.5 CASS工艺31.5 设计依据及原则31.5.1 设计依据31.5.2 设计原则31.6 工程概况41.6.1 基础资料41.6.2 水质指标4第二章 污水处理厂工艺方案52.1 设计方案论证52.2 原污水可生化性分析52.3 工艺选择及方案比选62.3.1 A2/O工艺62.3.2氧化沟工艺及其变形72.3.3 CASS工艺92.3.4 确定工艺方案122.3.5 设计思路122.4 处理程度计算142.4.1 CODcr的处理程度142.4.2 溶解性BOD5的处理程度142.4.3 SS的处理程度142.4.4 NH3-N的处理程度142.4.5 TP的处
10、理程度15第三章 设计计算163.1 粗格栅设计计算163.1.1 设计说明163.1.2 栅条的间隙数163.1.3 栅槽宽度163.1.4 进水渠道渐宽部分的长度173.1.5 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度173.1.6 过栅水头损失173.1.7 栅后槽总高度183.1.8 栅槽总长度183.1.9 每日栅渣量计算W183.2 泵站的设计计算183.2.1 水泵选型183.2.2 集水池213.3 细格栅设计计算213.3.1 设计说明213.3.2 栅条的间隙数223.3.3 栅槽宽度223.3.4 过栅水头损失233.3.5 栅后槽总高度233.3.6 栅槽总长度243.3.7
11、 每日栅渣量计算 W243.4 沉砂池的选择计算243.4.1 沉砂池的选择243.4.2 沉砂池设计计算一般规定253.4.3 设计参数253.4.4 设计计算253.6 配水井的设计263.6.1 设计要求263.6.2 设计计算273.7 CASS池的设计计算283.7.1 基本设计参数283.7.2 曝气时间TA293.7.3 沉淀时间TS293.7.4 排水时间TD303.7.5 周期数的确定303.7.6 进水时间TF303.7.7 CASS反应池容积计算303.7.8 CASS反应池的构造尺寸313.7.9 反应池液位控制313.7.10 需氧量323.7.11 曝气器及空气管计
12、算333.7.12 产泥量及排泥系统353.7.13 回流污泥泵房363.7.14 进出水管路计算373.8 加氯接触池383.8.1 接触池功能383.8.2 接触池设计计算393.8.3 加氯量的确定393.9 重力浓缩池计算393.9.1 设计参数393.9.2 设计与计算403.10 污泥脱水设计计算423.10.1 压滤机设计计算423.10.2 附属设备42第四章 污水处理厂总体设计444.1 厂区平面设计444.1.1 平面布置原则444.1.2 总平面布置444.2 厂区高程设计454.2.1 高程布置注意事项454.2.2 高程计算454.2.3 管道水力计算47第五章 技术
13、经济及效益分析485.1 经济估算485.1.1 土建费用估算485.1.2 材料及设备费用估算485.1.3 技术费用估算495.2 运行管理机制及运行费用505.2.1 管理机制及人员编制505.2.2 运行费用计算505.3 效益分析515.3.1 环境效益515.3.2 社会效益515.3.3 经济效益51第六章 结 论53参考文献54谢 辞5556北京理工大学珠海学院2011届本科生毕业设计(论文)第一章 绪论1.1 我国城市污水处理概况国家环保总局2005年6月2日公布的报告说,根据去年对中国500个城市的统计结果,中国城市生活污水处理率平均仅为32.33,有193个城市的生活污水
14、集中处理率为零。这份题为中国的城市环境保护的报告指出,中国城市环境基础设施建设相当薄弱,尚难支撑城市的可持续发展1。据监测,全国废污水排放量由1980年的315亿吨增加到2002年的631亿吨。多数城市地下水受到一定程度污染,并且有逐年加重的趋势。日趋严重的水污染不仅降低了水体的使用功能,进一步加剧了水资源短缺的矛盾,而且还严重威胁到城市居民的饮水安全和健康.而建成的大量污水处理厂,没有发挥应有的效果有关统计资料显示,到2004年底,我国600多座城市已建成的709座污水处理厂,设计日污水处理量约4500万吨,但据国家环保总局提供的资料和全国人大常委会执法检查组的典型调查,这些污水处理厂正常运
15、行的只有三分之一,低负荷运行的约有三分之一,还有三分之一开开停停甚至根本就不运行。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污水污染。1.2 城市污水来源城市污水来源可分为生活污水、工业废水和城市降水径流。生活污水是人们日常生活排出的污水。主要来自家庭、机关,商业和城市公用设施。其中主要是粪便和洗涤废水,其水量和水质有明显昼夜周期性和季节周期性变化的特点。工业废水来自工业生产过程中排出的废水,包括工艺过程用水、机器设备冷却用水、烟气洗涤水、设备和场地清洗水等。由于各种工业生产的工艺、原材料、使用设备的用水条件等的不同,工业废水的性质
16、相差很大。其中往往含有腐蚀性、有毒、有害、难于生物降解的污染物。因此工业废水一般经预处理后,达到符合城市下水道水质标准后方能进入城市下水道管网系统。城市径流污水是雨雪淋洗城市大气污染物和冲洗建筑物、地面、废渣、垃圾而形成的,这种污染物甚至会高出生活污水数倍。另外,城市污水根据下水道施工质量的优劣及地下水位的高低,下水道有一定的渗入或渗出,一般不考虑渗出量,必要时可按具体情况考虑渗入量。1.3 设计的意义及指导思想1.3.1 设计的意义毕业设计是总结在校期间学习成果,完成工程技术人才基本技能训练的一个重要环节;毕业设计是我们在毕业前的综合训练阶段,是学习、深化和拓展综合教学的重要过程;是我们对学
17、习、研究与实践的全面总结,是培养我们综合素质和工作实践的重要方法。毕业设计是培养学生在制定设计方案、设计计算、工程绘图、实验方法、数据处理、文件编辑、文字表达、文献查阅、计算机应用、工具书使用等方面的基本工作实践能力,使学生初步掌握科学研究的基本方法;培养将所学理论运用于解决实际工程问题的独立工作能力,培养刻苦钻研及创造精神;学习和领会有关技术规定和技术规范,使学生树立具有符合生产实际的正确设计思想和观点;树立严谨、负责、实事求是、刻苦钻研、勇于探索、具有创新意识、善于与他人合作的工作作风。1.3.2 指导思想决定城市污水处理厂投资和运行成本的很重要因素是污水处理工艺的选择。目前,在城市污水处
18、理领域,很多城市普遍存在着追求“新工艺”的倾向。一座城市污水厂处理工艺的选择,虽然应由污水水质、水量、排放标准及受纳水体性质等因素来确定,但是,忽略污水处理厂投资和运行成本,过分强调污水处理工艺的先进是不足取的。实际上,有些城市采取的高投资、高运行费的“新工艺”,由于水质不稳定,水量波动大等缘故,并未收到理想的处理效果。CASS(cyclic activated sludge system)工艺是在SBR工艺的基础上发展起来的,是与活性污泥法并列的一种污水生物处理技术,发展起步早,技术比较成熟,是近年来国际公认的生活污水及工业废水先进处理工艺。1.4 国内外发展概况目前,污水的生物处理方法有活
19、性污泥法和生物膜法,城市污水处理主要采用活性污泥法。活性污泥法有多种处理工艺,城市二级污水处理厂常用的工艺方法有:传统活性污泥法及其变形(如AB法、A/O脱氮工艺、A2/O除磷脱氮工艺),氧化沟工艺系列、SBR工艺系列等。目前国内外生活污水二级处理方法大概分为5种:AB工艺,A2/O生物脱氮除磷工艺,氧化沟工艺,SBR工艺,Cass工艺。1.4.1 AB法该法有德国教授Bohuke首先开发,该工艺对曝气池按高低负荷分二级供氧,A级负荷高,曝气时间段,产生污泥量大,污泥负荷2.5KgBOD/(KgMLSS.d)以上,池容负荷6 KgBOD/(m3/ d)以上,B级负荷低,污泥龄较长。A级B级间设
20、中间沉淀池。二级池子F/M不同,形成不同的微生物群体。AB法尽管有节能的优点,但不适合低浓度水质,A级与B级也可分期建设。1.4.2 A2/O生物脱氮除磷工艺生物脱氮除磷工艺是20世纪70年代由美国专家在厌氧好氧A2/O除磷工艺的基础上开发出来的,工艺简单,水力停留时间短,能同时去除氮磷。1.4.3 氧化沟工艺氧化沟工艺是1967年由荷兰DHV公司开发研制的多沟串联污水生化处理系统。其可以有效去除BOD,但脱氮除磷工艺有限。1.4.4 SBR工艺SBR是序列间歇式活性污泥法(Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process)的简称,是一种按间歇
21、曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术,又称序批式活性污泥法。它是近年来在国内外被引起广泛重视和研究日趋增多的一种污水生物处理新技术。1.4.5 CASS工艺CASS生物处理法是周期循环活性污泥法的简称,最早产生于美国, 20世纪90年代初引入中国.目前,由于该工艺的高效和经济性,应用势头迅猛,受到环保部门及用户的广泛关注和一致好评.CASS工艺集反应、沉淀、排水、功能于一体,污染物的降解在时间上是一个推流过程,而微生物则处于好氧、缺氧、厌氧周期性变化之中,从而达到对污染物去除作用,同时还具有较好的脱氮、除磷功能.在反应器的前部设置了生物选择区,后部设置了可升降的自动滗水装置.其工作过程可分为曝
22、气、沉淀和排水三个阶段,周期循环进行.污水连续进入预反应区,经过隔墙底部进入主反应区,在保证供氧的条件下,使有机物被池中的微生物降解。1.5 设计依据及原则1.5.1 设计依据1) 室外排水设计规范 GBJ14-872) 地表水环境质量标准 GB3838-20023) 声环境质量标准GB3096-20084) 泵站设计规范 GB/T 50265-975) 城镇污水处理厂污染物排放标准 GB18918-20026) 室外排水设计规范GBJ14-977) 城市空气标准GB14554-19931.5.2 设计原则污水处理工程设计过程当中应遵循下列原则:1) 污水处理工艺技术方案,达到治理要求的前提下
23、应优先选择投资和运行费用少、运行管理简便的工艺;2) 所用污水、污泥处理技术和其他技术不仅要求先进,更要求成熟可靠;3) 和污水处理厂配套的厂外工程应同时建设,以使污水处理厂尽快完全发挥效益;4) 污水处理厂出水应尽可能回用,以缓解城市严重缺水问题;5) 污泥及浮渣处理应尽量完善,消除二次污染;6)尽量减少工程用地。 1.6 工程概况1.6.1 基础资料本工程为中部某城市的城市排水工程,该市位于平原地区,整个城市起伏不大,平均坡度为0.030.05,地势较平缓。城市等高线自西北向东南递减。并有铁路、公路与省外各地相通,交通便利,具有良好的发展前景。该市位于中部,具有明显的温带气候。气候特点是:
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