城市污水处理厂初步设计(完全混合流态CASS工艺)——毕业设计.doc

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题 目:
城市污水处理厂初步设计（完全混合流态生物工艺）

院 (系)：
化工与环境工程学院
专 业：
环境工程
学 生：

班 级：

毕 业 设 计 相 关 材 料 清 单
序 号
材 料 名 称
份 数
1
毕业设计选题表
1
2
毕业设计开题报告
1
3
毕业设计外文资料翻译
1
4
毕业设计小组答辩记录
1
5
毕业设计成绩考核表
1

摘 要
当今，随着经济的快速发展，人民生活水平的不断提高，环境污染日趋严重，加大城市生活污水治理力度势在必行。
现拟建一座城市生活污水处理厂，处理规模为100000m3/d。进水水质为CODCr ：250mg/L，BOD5 ：150mg/L，SS：200mg/L， NH3-N：40mg/L，NO3-N：10mg/L， pH=7.0~8.5,出水水质为CODCr ≤100mg/L，BOD5≤30mg/L，SS≤30mg/L， NH3-N ≤25mg/L，pH=6~9。根据进出水水质，本设计拟采用完全混合液态的生物工艺，经比选，确定采用周期循环曝气活性污泥（CASS）工艺。CASS工艺污水呈完全混合液态，对进水水质、水量、PH和有毒有害物质起到较好的缓冲作用，具有较强的耐冲击负荷能力，同时对丝状菌的生长起到抑制作用，可有效防止污泥膨胀。此工艺具有投资省，处理效果好，运行管理方便等优点，适用于大中型污水处理厂使用。本设计包含污水处理工艺流程的确定，工艺流程中各单元的计算，图纸的绘制等。本工程的实施将显著改善受纳水体水质，同时间接产生经济效益，促进经济可持续发展。
关键词 ：污水处理厂；完全混合；CASS工艺

Abstract
Nowadays, with rapid economic development, improve living standards, environmental pollution is worsening, and increase efforts to municipal sewage treatment is imperative.
Now proposed a city sewage treatment plant for treating scale 100000m3 / d. The ram water quality is CODCr, BOD5, SS, NH3-N, NO3-N,and pH keep at 250mg / L,150mg / L,200mg / L,40mg / L,10mg / L, and 7.0 ~ 8.5, respectively.The treated water quality is CODCr, BOD5, SS, NH3-N, NO3-N,and pH keep at 100mg / L, 30mg / L, 30mg / L, 25mg / L,ant pH 6 ~ 9, respectively. According to the treated water quality, the design plans to use
the completely mixed biotechnology, by comparison, determine to use of cyclic activated sludge system (CASS) process. sawage of CASS process is completely mixed, on water quality, water quantity, PH, toxic and hazardous substances have buffer role effect, with a strong resistance to shock loading capacity, meanwhile growth of filamentous bacteria is be inhibition to be prevent sludge bulking. This process has the advantage of good Less investment, good effect, easy operation and management .朗读
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Applicable to large or medium sized sewage treatment plants. The design includes the determination of sewage treatment process, process in the calculation of each unit and drawing the construction drawings. The implementation of this project will significantly improve the water quality of receiving water, and indirect economic benefits and promote sustainable economic development.
Key word: sewage treatment plants; Completely Mixing; CASS process

目 录
摘 要 I
Abstract III
目 录 IV
第一章 前 言 1
1.1 设计的目的及意义 1
1.2 设计指导思想 1
1.3设计的内容及要求 1
1.3.1主要内容 1
1.3.2要求 2
1.4 国内外发展概况 2
1.5 设计依据及原则 2
1.5.1 设计依据 2
1.5.2 设计原则 3
1.6设计原始资料 3
1.6.1 设计规模 3
1.6.2 水质指标 3
1.6.3气象资料 3
1.6.4污水排水接纳河流资料 3
1.6.5厂址及场地现状 3
第二章　 污水处理厂工艺方案的选择 4
2.1设计方案论证 4
2.2.1活性污泥法处理系统有效运行的基本条件是： 4
2.2.2环境因素对微生物生长的影响 4
2.2 原污水可生化性分析 5
2.3 污水处理程度的确定 6
2.3.1 水质情况 6
2.3.2处理程度计算 6
2.4污水处理厂工艺方案比选 7
2.4.1 A2/O工艺 7
2.4.2 奥贝尔（Orbal）氧化沟 8
2.4.3 CASS工艺 9
2.4.4 工艺方案选择 11
2.4 处理程度计算 12
2.4.1 CODcr的处理程度 12
2.4.2 溶解性BOD5的处理程度 12
2.4.3 SS的处理程度 12
2.4.4 NH3-N的处理程度 12
第三章 单元构筑物的设计计算 14
3.1粗格栅设计计算 14
3.1.1 设计说明 14
3.1.2 栅前明渠宽度 14
3.1.3 栅条的间隙数 14
3.1.4 栅槽宽度 15
3.1.5 进水渠道渐宽部分的长度 15
3.1.6 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度 16
3.1.7 过栅水头损失 16
3.1.8 栅后槽总高度 16
3.1.9 栅槽总长度 16
3.1.10 每日栅渣量计算W 17
3.2 泵站的设计计算 17
3.2.1 泵房规范要求 17
3.2.2 污水泵计算 17
3.2.3 集水池 18
3.3细格栅设计计算 18
3.3.1 设计说明 18
3.3.4 栅条的间隙数 19
3.3.3 栅槽宽度 19
3.3.4 进水渠道渐宽部分的长度 20
3.3.5 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度 20
3.3.6 过栅水头损失 20
3.3.7 栅后槽总高度 21
3.3.8 栅槽总长度 21
3.3.9 每日栅渣量计算W 21
3.4 沉砂池的设计计算 21
3.4.1 沉砂池的选择 21
3.4.2 沉砂池设计计算一般规定 22
3.4.3 设计参数 22
3.4.4 设计计算 22
3.5 CASS池设计计算 24
3.5.1 基本设计参数 24
3.5.2 BOD5去除率的计算 24
3.5.3 污泥负荷率 24
3.5.4 曝气时间 25
3.5.5 沉淀时间TS 25
3.5.6 排水时间TD 25
3.5.7 周期数的确定 25
3.5.8 进水时间TF 26
3.5.9 CASS池运行模式 26
3.5.10 CASS池容积及构造尺寸 26
3.5.11 复核出水溶解性BOD5 28
3.5.12 潜水搅拌器 28
3.5.13 曝气系统设计计算 28
3.5.14供气量的计算 29
3.5.14 进出水管路计算 31
3.6紫外消毒渠道 32
3.6.1 紫外消毒渠道的功能 32
3.6.2紫外消毒渠道设计计算 32
3.7污水计量设备 33
3.8 产泥量及排泥系统 34
3.8.1产泥量 34
3.8.2排泥系统 34
3.8污泥回流 35
3.8.1设计说明 35
3.8.2回流污泥泵设计选型 35
3.9 重力浓缩池设计计算 36
3.9.1设计参数 36
3.9.2设计与计算 36
3.10 贮泥池 38
3.11消化池 38
3.11.1消化池容积计算 38
3.11.2消化池各部分表面积计算 39
3.11.3消化池热工计算 39
3.11.4沼气混合搅拌计算 41
3.11.5产气量及贮气柜 41
3.12污泥脱水设备 41
3.13附属构筑物 42
第四章 污水处理厂配套工程设计 43
4.1 厂区平面设计 43
4.1.1 平面布置原则 43
4.1.2 平面布置 43
4.2 厂区高程设计 44
4.2.1 高程布置注意事项 44
4.2.2 高程计算 45
第五章 环境保护及劳动卫生 48
5.1 项目施工期对环境影响及对策 48
5.1.1 项目施工期对环境的影响 48
5.1.2 施工期对环境影响的对策 49
5.2 项目运营期对环境影响及对策 50
5.2.1 项目运营期对环境的影响 50
5.2.2 运营期环境影响的对策 50
5.3 劳动保护与安全生产 51
第六章 工程投资估算及效益分析 52
6.1投资估算 52
6.1.1．估算范围 52
6.1.2.编制依据 52
6.1.3投资估算 52
6.2 运行成本估算 54
6.2.1 成本估算的有关单价 54
6.2.3运行成本估算 54
6.2.4 运行成本核算 54
6.3效益分析 54
6.3.1 环境效益 54
6.3.2 社会效益 55
结 论 56
致 谢 57
参考文献 58

V

第四章 污水处理厂配套工程设计
第一章 前 言
1.1 设计的目的及意义
随着我国社会和经济的高速发展,水环境日益恶化，2007年，我国600多个城市有400多个城市缺水，缺水原因主要不在于水量不足，而在于水质污染严重，属于水质性缺水。我国目前年污水排放量达600亿吨，其中城市就占390亿吨以上，而全国城市污水处理厂不足400座，污水处理能力不足排放量的30％，而实际处理量更低。因此，大力发展城市污水处理工程势在必行, 根据“十一五规划”，预计到2010年,我国要新建城市污水处理厂1000余座,污水厂的投资将达1800亿元.随着社会和政府的环境治理要求不断提高,城市污水处理工艺的设计必然获得一个广阔的市场前景。
本次设计旨在通过对某城市10万m/d污水处理厂进行独立设计，并根据原始资料要求确定处理流程和核心工艺选择，并提供设计计算结果，绘制污水处理厂总平面布置图，工艺流程图、高程图及某些主要构筑物的平剖面图等，通过完成这次毕业设计，强化专业知识，为今后的专业工作奠定良好的基础。
1.2 设计指导思想
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）工艺污水在流态上属于完全混合型，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。
1.3设计的内容及要求
1.3.1主要内容
根据所给的原始资料完成完全混合法城市污水厂初步设计，内容包括：
1、进行污水处理厂方案的总体设计：按照所给资料，通过比较选择确定污水处理工艺方案；

55

1.5.2 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，使污水处理厂尽快发挥效益；
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设计原始资料
1.6.1 设计规模
正常日处理量：100000吨/日
1.6.2 水质指标
1、污水水量、水质
1）设计规模
设计日平均污水流量Q=100000m/d；设计最大时流量Q =50000 m/d。
2）进水水质
CODCr ：250mg/L，BOD5 ：150mg/L，SS：200mg/L， NH3-N：40mg/L，NO3-N：10mg/L， pH=7.0~8.5
2、污水处理要求
污水经过二级处理后应符合以下具体要求：
CODCr ≤100mg/L，BOD5≤30mg/L，SS≤30mg/L， NH3-N ≤25mg/L，pH=6~9
1.6.3气象资料
该市地处内陆中纬度地带，属暖温带大陆性季风气候。年平均气温9~13.2℃，最热月平均气温21.2~26.5℃，最冷月-5.0~-0.9℃。年日照时数2045小时。多年平均降雨量577毫米，集中于7、8、9月，占总量的50~60%，受季风环流影响，冬季多北风和西北风，夏季多南风或东南风，市区全年主导风向为东南风，频率为18%，年平均风速2.55米/秒。
1.6.4污水排水接纳河流资料
该污水厂的出水直接排入厂区外部的河流，其最高洪水位为380.0m，常水位为378.0m，枯水位为375.0m。
1.6.5厂址及场地现状
该污水处理厂场地地势平坦，由西北坡向东南，场地标高384.5~383.5米之间，位于城市中心区排水管渠未端 ，厂址面积为200000m2。
第二章　 污水处理厂工艺方案的选择
2.1设计方案论证
污水生物处理技术主要是利用自然界中广泛分布的个体微小、代谢营养类型多、适应能力强的微生物的新陈代谢作用，将污水中的污染物质转化为微生物细胞及CO2、H2O、H2S、N2、CH4等多种物质，从而使污水得到净化的过程。污水生物处理技术分为好氧生物处理、缺氧生物处理和厌氧生物处理。好氧生物处理又分为活性污泥法，生物膜法等。目前对于城市生活污水的处理多为好氧处理。
2.2.1活性污泥法处理系统有效运行的基本条件是：
1、有大量起吸附和分解作用的微生物。
2、污水中含有足够的可溶解性易降解有机物，作为微生物生理活动所必需的营养物质。
3、混合液中含有足够的溶解氧。
4、活性污泥连续回流，同时，还要及时地排出剩余污泥，使曝气池中保持恒定的活性污泥浓度。
5、活性污泥在曝气池中呈悬浮状态，能够与污水充分接触。
6、没有对微生物有毒害作用物质进入。
2.2.2环境因素对微生物生长的影响
1、营养物质
微生物为合成自生的细胞物质，必须不断地从其周围环境中摄取自身生存所必需的营养物质，主要的营养物质是碳、氮、磷等，微生物还需要硫、钠、钾、钙、镁、铁等元素作为营养，但需要量甚微。对微生物来讲，碳、氮、磷营养有一定的比例，一般为 BOD5：N：P=100：5：1。
生活污水中大多含有微生物能利用的碳源，氮和磷的含量也高，可以满足生物法处理时微生物的营养需求。如果某种营养元素低于需求可以加淀粉浆料补充碳源，投加尿素、硫酸铵等补充氮源，投加磷酸钾、磷酸钠等补充磷源。
2、温度
温度是影响微生物正常生理活动的重要因素之一。温度适宜，能够促进、强化微生物的生理活动，温度不适宜，能够减弱甚至破坏微生物的生理活动。可能使微生物死亡。一般好氧生物处理中的微生物多属于中温微生物，其生长繁殖的最适温度范围为20～37℃。
3、pH值
微生物的生理活动与环境的酸碱度密切相关，只有在适宜的酸碱度条件下，微生物才能进行正常的生理活动。PH值对微生物的影响主要作用于：引起细胞膜电荷的变化，从而影响了微生物对营养物质的吸收，改变生长环境中营养物质的可给性。PH值的变化还能改变有害物质的毒性。高浓度的氢离子还可导致菌体表面蛋白质和核酸水解而变性。
4、溶解氧
溶解氧是影响生物处理效果的重要因素。在好氧生物处理中，如果溶解氧不足，其活性将受到影响，新陈代谢能力降低，同时对溶解氧要求较低的微生物将逐步成为优势种属，影响正常的生化反应过程，造成处理效果下降。
5、有毒物质（抑制物质）
有毒物质对微生物生理功能毒害作用的原因，效果都比较复杂，取决于较多的因素。
2.2 原污水可生化性分析
污水处理厂进水营养物比值见下表2.1。

表2.1 进水营养物比表
项目
比值
BOD5/ CODCr
0.6
BOD5/ TN
3

污水生物处理是以污水中所含污染物质作为营养物质，利用微生物代谢作用使污染物被降解，污水得到净化。因此，对污水营养成分的分析以及判断污水能否采用生物处理是设计污水生物处理工程的前提。
BOD5和COD是污水处理过程中常见的两个水质指标，一般情况下，BOD5/ CODCr的比值越大，说明污水可生物处理性越好。综合国内外的研究成果，一般认为BOD5/ CODCr的比值＞0.45可生化性较好，BOD5/ CODCr的比值＜0.3较难生化，BOD5/ CODCr的比值＜0.25不易生化。
BOD5/ TN（即C/N）是鉴别能否采用生物脱氮的重要指标，由于反硝化细菌是在分解有机物的过程当中进行消化脱氮的，在不投加外来碳源的条件下，污水中必须有足够的有机物，才能保证反硝化的顺利进行。一般认为，C/N≥3，即可认为污水有足够的碳源供反硝化菌利用，才能进行有效脱氮。
综上所述，该城市污水处理厂进水水质不仅适宜于采用二级生物工艺，而且还适宜于采用CASS工艺。
2.3 污水处理程度的确定
2.3.1 水质情况
本设计的污水进水及出水水质如下表2.2所示

表2.2 污水进水及出水水质
项 目

NH3-N PH
进水（）
250
150 200 40 7.0~8.5
出水（）
≤120
≤30 ≤30 ≤25 6.0~9.0

处理水量:100000/d ；最大小时流量Q max=5000m3/h
总变化系数: =1.2
2.3.2处理程度计算
1、的去除率:
==60
2、的去除率:
活性污泥处理系统中的值是由残存的溶解性(Se)和非溶解性的组的, 非溶解性主要以生物污泥的残屑为主体,活性污泥的净化功能是去除溶解性的,非溶解性将污泥一起经沉淀而去除。
进入CASS应池的浓度=150。
出水中非溶解性的BOD值为：
BOD=7.1bXC
式中：C---- 水中悬浮固体（SS）浓度，取30mg/L
b----微生物自身氧化率，一般介于0.05-0.1之间，取0.08
X---活性微生物在水中所占的比率，取0.4
代入各值，得
BOD=7.1×0.08×0.4×30=6.82
因此，出水中溶解性BOD为 30-6.82=23.12
则BOD的去除率为：（150-23.12）÷150×100%=84.6%

3、SS的去除率

4、NH3-N的去除率
==37.5
2.4污水处理厂工艺方案比选
城市污水处理厂设计处理方案时，要考虑的因素很多。从表2.1原污水可生化性分析结果可以知道可采用的工艺有很多，而相对来说处理效果好而且技术成熟的工艺有以下几种。
1、A2/O工艺
2、奥贝尔（Orbal）氧化沟工艺
3、周期循环曝气活性污泥法（CASS）工艺
2.4.1 A2/O工艺
A-A-O工艺，亦称A2/O工艺，是英文Anaerobic-Anoxic-Oxic第一个字母的简称，按实质意义来说，本工艺称为厌氧—缺氧—好氧法。本法是在70年代，由美国的一些专家在厌氧—好氧（An-O）法脱氮工艺的基础上开发的，其宗旨是开发一项能够同步脱氮除磷的污水处理工艺。A2/O工艺由厌氧段和好氧段组成，两段可以分别建也可以合建，合建时两段应该以隔板隔开。厌氧池中必须严格控制厌氧条件，使其既无分子态氧，也无NO3-等化合态氧，厌氧段水力停留时间为1～2h。好氧段结构型式与普通活性污泥法相同，且要保证溶解氧不低于2mg/L，水力停留时间2～4小时。
A2/O工艺流程图如图2.1所示。
进水
厌氧池
缺氧池
好氧池
沉淀池
回流污泥
排放
剩余污泥
图2.1 A2/O工艺流程图
内循环

1、A2/O工艺优点：
1） 在厌氧的好氧交替运行条件下，丝状菌得不到大量增殖，污泥不易膨胀。
2） 脱氮效果难于进一步提高，内循环量一般以2Q为限，不宜太高，否则增加运行费用。
3） 基建费用低，具有较好的脱氮、除磷功能。
4） 具有改善污泥沉降性能，减少污泥排放量。
5） 具有提高对难降解生物有机物去除效果，运转效果稳定。
6） 技术先进成熟，运行稳妥可靠。
7） 管理维护简单，运行费用低。
8） 国内工程实例多，工艺成熟，易获得工程管理经验。
9） 出水水质好，较易于深度处理，出水水质稳定，对外界条件变化有一定的适应性。
2、A2/O工艺缺点：
1） 处理构筑物较多，施工较难。
2） 需增加内循环系统。
2.4.2 奥贝尔（Orbal）氧化沟
1、 奥贝尔（Orbal）氧化沟的形式
奥贝尔（Orbal）氧化沟是由南非的Huisman提出，其后由美国的Envirex公司改进加以推广，一般采用转碟曝气器。奥贝尔氧化沟为多环反应器系统，通常由三个同心的沟渠串联组成，沟渠呈圆形或椭圆形。污水从外沟道进入，然后流入中沟道，再经过内沟道后由中心岛流出。
奥贝尔氧化沟有两个特点，其一是使用曝气盘。由于曝气盘上有大量的曝气孔和三角形凸出物，有助于充氧和推进混合液。尽管盘厚很薄，但具有良好的混合功能。在设计中可以采用较深的氧化沟，同时可以借助配置在氧化沟中各槽中曝气盘数目的不同，
变化输入每一槽的供氧量。其二是其反应器的形式为独特的同心圆形的多沟槽系统，因为几个串联的完全混合槽和单槽的动力学是不同的，奥贝尔系统中的每一圆形沟渠均表现单个反应器的特性。
2、奥贝尔（Orbal）氧化沟工艺流程图
奥贝尔（Orbal）氧化沟工艺流程图如图2.2所示。
进水
沉砂池
奥贝尔氧化沟
沉淀池
回流污泥
排放
剩余污泥
图2.2 奥贝尔（Orbal）氧化沟工艺流程图

3、 奥贝尔（Orbal）氧化沟的工艺特点
1）总投资省。一般来说，进氧化沟不需设初沉池，对于城市污水，只需要设置格栅和沉砂池，对于没有砂和大块杂物的工业废水，可以直接进入氧化沟。此外，氧化沟的缓冲能力较强，污水可以不设调节池。
2）污泥量少。奥贝尔氧化沟一般为延时曝气，由于污泥龄较长，污泥量少，因此污泥处理费用较低。
3）处理效果好，有较稳定的脱氮除磷功能。奥贝尔氧化沟的出水有机物比其他的活性污泥法都低，在外沟道形成交替的耗氧和大区域的缺氧环境，较高程度地发生“同时消化反硝化”，即使在不设内回流的条件下，也能获得较好的脱氮效果。
4）有抗冲击负荷的能力，对高浓度废水有很大的稀释能力。
5）技术先进成熟，管理维护简单。
6）处理构筑物较多，回流污泥溶解氧较高，对除磷有一定的影响。
7）容积及设备利用率不高。
8）转盘曝气的充氧效率低。这是奥贝尔氧化沟的缺点，其转盘动力效率不超过2.0kgO2/(kWh)。
2.4.3 CASS工艺
1、CASS工艺工作原理
CASS（cyclic activated sludge system）是在SBR是基础上发展起来的，即在SBR池前端加了一个生物选择器，实现连续进水，间歇排水的周期循环运行。设置周期选择器的主要目的是使系统选择出絮凝性能好，抗冲击性强的优质细菌，其容积约占整个池子的10%。生物选择器的工艺过程遵循活性污泥的基质积累——再生理论，使活性污泥在选择器中经历一个高负荷的吸附阶段，随后在主反应区经历一个较低负荷的基质降解阶段，以完成整个基质降解的全过程和污泥再生。CASS工艺对污染物质的降解是一个时间上的推流过程，其构筑物集反应、沉淀、排水于一体，是一个好氧/缺氧/厌氧交替运行的过程，因此具有一定的脱氮除磷效果。
2、CASS工艺主要技术特征
1）连续进水，间歇排水
传统SBR工艺为间断进水，间歇排水，而实际污水排放大都是联系或半连续的，CASS工艺可连续进水，克服了SBR工艺的不足，比较适合实际排水的特点，拓宽了SBR工艺的应用领域。虽然CASS工艺设计时均考虑为连续进水，但在设计运行中即使有间断进水，也不影响处理系统的运行。
2）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。
3）运行过程的非稳态性
每个工作周期内排水开始时CASS池内液位最高，排水结束时，液位最低，液位的变化幅度取决于排水比，而排水比与处理废水的浓度、排水标准及生物降解的难易程度有关。反应池内混合液体积和基质浓度均是变化的，基质降解是非稳态的。
4）溶解氧周期性变化，浓度梯度高
CASS在反应阶段是曝气的，微生物处于好氧状态，在沉淀和排水阶段不曝气，微生物处于缺氧甚至厌氧状态。因此，反应池中溶解氧是周期性变化的，氧浓度梯度大、转移效率高，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。
3、CASS工艺流程
CASS工艺流程图如图2.3所示。
图2.3 CASS工艺流程图
出水
此外清毒
进水
沉砂池
CASS池
回流污泥

剩余污泥

格栅

4、CASS工艺主要优点
1）工艺流程简单，占地面积小，投资较低。CASS工艺的核心构筑物为CASS池，没有二沉池，一般情况不设调节池及初沉池。
2）生化反应推动力大。在完全混合式连续流曝气池中的底物浓度等于二沉池底物浓度，底物流入曝气池的速率即为底物降解速率。
3）沉淀效果好。CASS工艺在沉淀阶段几乎整个反应池均起沉淀作用，沉淀阶段的表面负荷比普通二次沉淀池小得多，虽然有进水的干扰，但其影响很小，沉淀效果较好。
4）运行灵活，抗冲击能力强，可实现不同的处理目标。CASS工艺在设计时已考虑流量变化的因素，能确保污水系统内停留预定的时间后经沉淀排放，特别是CASS工艺可以通过调节运行周期来适应进水量和水质的变化。
5）不易发生污泥膨。
6）适用范围广，适合分期建设。CASS工艺可以应用于大型、中型及小型污水处理工程，比SBR工艺适用范围更广泛。
7）剩余污泥量小，性质稳定。传统活性污泥法的泥龄仅2～7天，而CASS法泥龄为25～30天，所以污泥稳定性好，脱水性能佳，产生的剩余污泥少。去除1㎏BOD产生0.2～0.3㎏剩余污泥，仅为传统法的60%左右。
8）生化池分为生物选择器、厌氧区和主曝气区，利用生物选择器及厌氧区对磷的释放、反硝化作用以及对进水中有机底物的快速吸附及吸收作用，增强了系统的稳定性；同时，曝气区和静止沉淀的过程中都同时进行着消化和反硝化反应，因而具有脱氮除磷的作用。
9）自动化程度高，保证出水水质。
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。
三种污水处理工艺方案具体比较如下表：

表2.3 三种工艺方案比较如下表
工艺
内容
A2/O
奥贝尔（Orbal）氧化沟
CASS工艺
技术可行性
先进、成熟、应用广
先进、成熟、应用广
先进、成熟、应用广
水质指标
出水水质好、稳定易于深度处理，对外界条件变化有一定的适应性
出水水质好、稳定易于深度处理，对外界条件变化的适应性较好
出水水质好、稳定易于深度处理，对外界条件变化的适应性较好
基础建设费用
较高
高
高
运行费用
较高
高
较高
运行
管理
运转
操作单元较多复杂
操作单元较少方便
操作单元较少方便
维修
设备多、维修量大
设备少、维修量低
设备少、维修量低
占地
较大
较大
较小
要求管理水平
高
高
较高
环境影响
噪音较大、臭味较小
噪音小、臭味较小
噪音较大、臭味较小

2.4.4 工艺方案选择
综上所述， 此三种方法都能达到处理的效果，且出水水质良好，但相对而言，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。A/A/O法除磷效果难于再行提高，污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。
从节约投资、处理效果及运行管理方面考虑，结合项目时间情况，本次设采用周期循环曝气活性污泥法（CASS）工艺。
2.4 处理程度计算
2.4.1 CODcr的处理程度

式中 E—CODcr的处理程度，（％）
Ci—未处理污水中CODcr的平均浓度，（mg/L）
Ce—允许排入水体的已处理污水中CODcr的平均浓度，（mg/L）

2.4.2 溶解性BOD5的处理程度

式中 E—BOD5的处理程度，（％）
Ci—未处理污水中BOD5的平均浓度，（mg/L）
Ce—允许排入水体的已处理污水中BOD5的平均浓度

2.4.3 SS的处理程度

式中 E—SS的处理程度，（％）
Ci—未处理污水中SS的平均浓度，（mg/L）
Ce—允许排入水体的已处理污水中SS的平均浓度，（mg/L）

2.4.4 NH3-N的处理程度

式中 E—NH3-N的处理程度，（％）
Ci—未处理污水中NH3-N的平均浓度，（mg/L）
Ce—允许排入水体的已处理污水中NH3-N的平均浓度

表2.4 各种污染物处理程度
项目
BOD5
(mg/L)
CODcr
(mg/L)
SS(mg/L)
NH3-N (mg/L)
进水
150
250
200
50
出水
30
120
20
30
去除率
84.6
60
85
37.5

第三章 单元构筑物的设计计算
3.1粗格栅设计计算
3.1.1 设计说明
粗格栅设在泵站之前，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。
处理规模：100000 m3/d，
最大时流量（最大设计流量）：

3.1.2 栅前明渠宽度
B=
式中 Qmax　最大设计流量，Qmax = 1.3889 m3/s
V1 栅前明渠内污水流速 m/s，取v=1.0m/s
H1 明渠内有效水深 m， 取0.6m
N 格栅渠道数，本设计取N=2
B= = =1.16
3.1.3 栅条的间隙数

式中 Qmax　最大设计流量，Qmax = 1.3889 m3/s
格栅倾角，取＝
b 栅条间隙，m，取b＝50 mm
n 栅条间隙数，个
h 栅前水深，m，取h＝0.6m
v 过栅流速，m/s，取v＝8.0m/s。
则　　　 ＝50个
3.1.4 栅槽宽度
设栅条宽度　　　S＝10mm（0.01m）
则栅槽宽度　　　B＝S(n-1)+bn
＝0.01×(50-1)+0.050×50＝2.99m,实际设计中取3m
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，则每套粗格栅栅槽宽度为3m/2=1.5m。
选用FH1500型旋转式机械格栅除污机，具体参数见表3.1。

表3.1 FH500型型旋转式格栅除污机参数
型号
格栅宽度/mm
栅条间距/mm
耙齿栅度/mm
电机功率/KW
格栅倾角
耙行速度/（m/min）
FH1500
1500
50
1336
1.5
60º
2
数量：两台
粗格栅图如下图3.1所示：

图3.1 粗格栅设计计算示意图

3.1.5 进水渠道渐宽部分的长度
进水渠宽B1=1.16 m，其渐宽部分开角度a1=20º。
= = 0.470m
3.1.6 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度
==0.235m
3.1.7 过栅水头损失

式中　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 —系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增大的倍数，一般k =3；
—阻力系数，与栅条断面形状有关，，当为矩形断面时，＝2.42。为了避