50000t∕d城市污水处理厂CASS工艺设计.pdf

毕业设计说明书(论文)中文摘要本文介绍了循环式活性污泥法CASS工艺在污水处理中的应用。循环式活性 污泥法是序批式活性污泥法工艺(SBR)的一种变型。它综合活性污泥法和SBR工 艺特点，与生物选择器原理结合在一起，具有抗冲击负荷和脱氮除磷功能。本设 计采川CASS工艺对污水处理厂进行设计计算，其中包括根据有机负荷、水力停 留时间等参数的选取进行反应池池体设计，通过计算设计出格栅等辅助构筑物尺 寸，并进行设备选型。处理后的水质达到一级B标准，污泥经脱水后最终堆肥处 理以致不造成二次污染。因此，CASS工艺在城市污水处理中有着广泛的应川。关键词 循环式活性污泥法，工艺设计，撇水器，生活污水处理毕业设计说明书（论文）外文摘要Title The 50000t/d Municipal Wasterwater Treatment Plant_Designed in CASS TechnologyAbstractThe application of cyclic aerated sludge system CASS process in waste water treatment has been presented in the paper.Cyclic Activated Sludge System(CASS)is a type of modified Sequencing Bath Reactor(SBR).It synthesizes the characteristics of activated sludge processing and SBR in combination with a biological selector,shock loading and fluctuation and denification as well as phosphorus removal will take place simultaneous ly.CASS process is adopted to calculate and design a wastewater treatment plant in this project,which includes designing the volume of the reactor tanks by choosing the values of parameters,such as organic loading,mean cell residence time and so on,designing the size of some auxiliaries,and then choosing some suitable types of fixture.The quality of effluent accordes with a B standard,the wasting sludge after dydrating can be converted to compost,so as not to pollute the environment again.Therefore,CAS Keywords cyclic activated sludge system,project design,decanter,wastewatertreatment淮阴工学院毕业设计说明书（论文）第I页共I页目 录1 引言.11.1我国城市污水处理要求的提出.11.2 我国城市污水处理概况.11.3 CASS工艺.21.4 结语.42城市污水处理工艺设计.42.1 气象与水文资料.42.2厂区地形.52.3 污水处理工艺方案的确定.53工艺流程设计计算.73.1 粗格栅.73.2 污水提升泵房.83.3泵后细格栅.93.4 沉砂池.103.5 CASS工艺.123.6污泥浓缩池的设计计算.213.7污泥脱水间.233.8污泥的最终处理.243.9构筑物和设备一览表.264 平面布置.274.1 总平面布置原则.274.2 总平面布置结果.275高程布置及计算.285.1 高程布置原则.285.2高程布置结果.285.3 高程计算.286经济预算.316.1 工程造价估算.316.2年成本费与单位处理成本的计算.31结论.33致谢.34参考文献.35淮阴工学院毕业设计说明书（论文）第1页共35页1引言1.1我国城市污水处理要求的提出我国是一个水资源相对贫乏、时空分布又极不均匀的国家。由于我国城市化进程 的加快和国民经济的高速发展，水环境污染和水资源短缺日趋严重。为了保护水体环 境，国家已把城市污水处理列为基本建设领域重点支持的产业，并提出至2010年污 水处理率达到40%的总体，要求“七大流域”、“三大湖泊”和重点沿海城市及其近岸 海域城市、非农业人口 50万以上的城市都要建设城市污水处理厂口。污水的资源化、污水的再生和利用既提高了水的利用率，又有效地保护了水环境，有利于实现城市水 系统的健康、良性循环，从长远利益来看，这将是有效地解决我国水资源短缺和水环 境恶化问题的优化途径。1.2我国城市污水处理概况我国污水处理始于二十世纪五六十年代。解放初期由于工农业生产刚刚起步，当 时的污水污染程度很低，且提倡利用污水进行农业灌溉，全国仅有几个城市建设了近 十座污水处理厂（还包括1921年至1926年间外国人兴建的三座污水处理厂），处理 工艺有的只是一级处理。70-80年代，随着工农业生产的不断发展，人民生活水平的逐步提高，城市污水 污染程度由低到高逐渐演变，国家和地方都为筹建国内大型污水处理厂。纪庄子污水 处理厂自投产运行后多年来达到设计出水水质标准，使黑臭的污水变为清流，得到全 国人大、全国政协委员们的赞扬，并通过他们向全国各地政府呼吁，加速建设污水处 理厂的步伐，发展污水处理事业，消除污水对环境的污染。在他们的决策下，北京、上海、广东、陕西、山西、河北、江苏、浙江、湖北、湖南等省市根据各自的具体情 况分别建设了不同规模的污水处理厂，使我国的污水处理厂由60年代的十几座发展 到几十座，天津市纪庄子污水处理厂的设计、施工、管理的成功经验，为我国大型城 市综合污水处理厂的建设起到了工程建设的示范作用，也为我国80年代污水处理事 业大规模的发展起到了奠基作用。国家“七五，八五”、九五”科技攻关课题的建立，使我国污水处理的新技术、污泥处理的新技术、再生水回用的新技术都取得了可喜的科研成果，某些项目达到国 际先进水平。十一届三中全会以来在邓小平建设有中国特色社会主义理论的指引下，淮阴工学院毕业设计说明书(论文)第2页共35页随着改革开放大好形势的不断深入，我国的污水处理事业也得到了快速的发展。国外 污水处理新技术、新工艺、新设备被引进到我国，在活性污泥法工艺应用的同时，AB 法、A/0法、A/A/O法、CASS法、SBR法、氧化沟法、稳定塘法、土地处理法等也 在污水处理厂的建设中得到应用。由过去只具有去除有机物功能的污水处理工艺技术 发展为具有除磷脱氮多功能的工艺技术，国外一些先进的、高效的污水处理专用设备 进入了我国污水处理行业的市场。如格栅机、潜水泵、除砂装置、刮泥机、曝气器、鼓风机、污泥泵、脱水机、沼气发电机、沼气锅炉、污泥消化搅拌系统等大型设备。1.3 CASS 工艺1.3.1 工艺发展概况近年来随着技术的发展，对SBR的生化动力学及其在工艺上的优越性有了更深的 了解。美国、澳大利亚、日本、德国等许多国家和地区都展开了对SBR法的研究和应 用工作，使SBR法在世界范围得到了越来越深入的研究和越来越广泛的应用。随着人 们对SBR研究的深入，新型的SBR工艺不断出现，其变型工艺有ICEAS工艺(Intermittent Cyclic Extended Aeration System)I DAL 工艺(Intermittent Decanted Aerated LagoonsIDEA 工艺(Intermittent Decanted Extended Aerated)、循环式活性污泥法(Cyclic Activated Sludge Technology,简称 CAST 工艺)、CASS 工艺(Cyclic Activated Sludge System)等。CASS工艺(Cyclic Activated Sludge System)是间歇式活性污泥法的一种变革，由Goronszy在ICEAS工艺的基础上开发出来的，并保留了ICEAS和CAST工艺的优点。循环式活性污泥法(Cyclic Activated Sludge System,简称CASS),是在SBR工艺基础 上发展起来的一种新形式，即在SBR池内进水端增加了一个生物选择器，实现了连续 进水(沉淀期、排水期仍即连续进水)，间歇排水。设置生物选择器的目的是使系统选 择出絮凝性细菌，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 的基质积累一再生理论，使活性污泥在选择器中经历一个高负荷的吸附阶段(基质积 累)，随后在主反应区经历一个较低负荷的基质降解阶段，以完成整个基质的全过程 和污泥再生。1.3.2 CASS反应器的组成每个CASS反应器由3个区域组成即生物选择区、兼氧区和主反应区。生物选择区是设置在CASS前端的小容积区域，容积约为反应器总容积的10%,水力停留时间为0.51.Oh,通常在厌氧或兼氧条件下运行。生物选择器是根据活性淮阴工学院毕业设计说明书（论文）第3页共35页 污泥反应动力学原理而设置的，进入反应器的污水和从主反应器内回流的活性污泥（回流量约为日平均流量的20%）在此混合接触，创造合适的微生物生长条件并选择 出絮凝性细菌，有效地抑制丝状菌的大量繁殖，改善沉降性能，防止污泥膨胀；可通 过酶反应机理快速去除废水中的溶解性物质（累积在微生物体内）并对难降解的有机 物起到较好的水解作用；同时使污泥中的磷在厌氧条件下有效地释放。由于回流污泥 中存在少量硝态氮，生物选择器中还会发生反硝化作用，反硝化量可达整个系统反硝 化量的20%里兼氧区能辅助生物选择区实施对进水水质水量变化的缓冲作用，还能促进磷的进 一步释放和强化反硝化作川。主反应区则是最终去除有机底物的主场所。运行过程中，通常将主反应区的曝气 强度加以控制，以使反应区内主体溶液中处于好氧状态，而活性污泥结构内部则基本 处于缺氧状态，溶解氧向污泥絮体内的传递受到限制而硝态氮由污泥内向主体溶液的 传递不受限制，从而使主反应区中同时发生有机污染物的降解以及同步硝化和反硝化 作用。1.3.3 CASS工艺特点与传统活性污泥处理工艺相比，CASS工艺具有以下特征：不设独立的二沉池和刮泥系统，活性污泥始终保持在一个反应器中完成生物 反应和泥水分离过程，为生物选择器而设置的污泥回流系统回流比仅为20%；根据生物选择原理，在循环式活性污泥法工艺中，在反应池的前部设置生物 选择器，使得回流污泥中絮凝性微生物在高基质浓度时，能迅速吸收吸附可溶性有 机物，生长速度快。相反，当基质浓度低时，丝状菌生长速度及繁殖能力超过非丝状 菌。因此，在选择器中能迅速去除进水中可溶性有机物，有效地抑制丝状菌生长和繁 殖，消除污泥膨胀的根源；循环式活性污泥系统中通过曝气和非曝气阶段使活性污泥不断经过好氧和厌 氧的循环，这些反应将有利于聚磷菌在反应池中的生长和积累，具有生物除磷功能；（4）对水量、水质的适应性较强，反应器可变容积运行而且还可通过调节曝气循 环过程、调整曝气时间和强度来适应进水负荷的变化；根据生物反应动力学原理，使废水在反应器各区间呈现整体推流而在各区 内为完全混合的复杂流态，不仅保证了稳定的处理效果，而且提高了容积利用率；（6）通过对溶解氧（生物反应速率）的控制，使反应器以厌氧-缺氧-好氧-缺氧 淮阴工学院毕业设计说明书(论文)第4页共35页-厌氧的序批方式运行，使之具有良好的脱氮除磷效果；工艺控制灵活，在一个运行周期中，各阶段的运行时间、反应池中混合液浓 度的变化都可以根据污水进水水量、进水水质、出水水质等要求灵活掌握。如果进水 中出现短时间有机负荷和水力负荷冲击时，池中的水位由最低水位一直升高至最高水 位，系统以正常循环转换至高峰流量循环，以适应来水情况，具有抗冲击负荷能力；(8)建设费用低，省去了初次沉淀池、二次沉淀池及污泥回流设备，建设费用可 节省20%30%回。1.4结语循环式活性污泥法处理城市污水，不仅处理水质BOD、COD达标，随着对废水处 理出水水质，尤其是对氮、磷等物质排放要求的日益提高，开发和应用经济合理、多 功能、操作灵活且运行稳定的废水处理工艺已日益受到研究者和川户的重视。CASS 具有占地面积小、工艺流程简单、对水量水质变化适应性强、能同时脱氮除磷等优点，对于废水水质日益复杂的当今社会，CASS是一种很有发展前途的处理工艺。CASS 作为一种具有竞争力的工艺，无论在城市污水还是在工业废水的处理中都具有良好的 应用前景。2城市污水处理工艺设计2.1气象与水文资料淮安市地理坐标为东经118 12，至119 36，,北纬32 43，至34 06，。淮 安市地处黄淮平原与江淮平原的结合部，西南部属皖东丘陵的余脉。全市地势平坦，平原辽阔，地形西高东低，北高南低，地面标高一般为325米，地面坡降为l/10000o 市区位于苏北灌溉总渠以上，废黄河以南。地势西北高、东南低，健康路以北属废黄 河漫滩，地面标高1318米，健康路以南属废黄河泛滥平原，地面标高913米。淮 安市低处中纬度地带，北亚热带湿润、半湿润季风气候，历年平均降雨天数102.5大，年平均气温14.3,常年主导风向为偏东风，夏季以东南风为主，冬季则以偏北风为 主导风向，年平均降水量为958.8mm。淮安市河流属淮河下游水系，仅靠我国四大淡水湖之一的洪泽湖，具有得天独厚 的水资源条件。境内地势低平，河网密布，自南向北有苏北灌溉总渠、淮河入海水道、大运河、里运河、废黄河、盐河等六条流域性河流东西向贯穿规划区。水资源规划区淮阴工学院毕业设计说明书(论文)第5页共35页内尚有古盐河、团结河、清安河等排水河道，雨涝水和处理过后的污废水均排入淮河 入海水道南、北泓动流入海。汛期暴雨期间，部分涝水经排水泵占筹拍如大运河和里 运河，经苏北灌溉总渠运东闸下泄入海。2.2厂区地形污水厂选址区域海拔标高在1921m左右，平均地面标高为10m。平均地面坡为 0.3%。0.5%。，地势为西北高，东南低。2.3污水处理工艺方案的确定2.3.1 工艺方案比较方案1：污水一粗格栅一提升泵一细格栅一平流式沉砂池一氧化沟一加氯消毒池 一排放方案2：污水一粗格栅一提升泵一细格栅一钟式沉砂池一初沉池一传统活性污泥 法一二沉池一排放方案3：污水一粗格栅一提升泵一细格栅一钟式沉砂池一CASS生化池一排放方案1选用平流式沉砂池的结构简单，动力消耗小，沉砂效果好，但沉砂后处理 难度大，重力排砂时施工困难，沉砂含有机物多，不易脱水。经加氯消毒池消毒产生 含氯化合物造成二次污染。生化池有氧化沟法、普通曝气池、AB法、AAO法、SBR(CASS)等。由于氧化沟法占地面积大，电耗高，污水处理费用高等缺点，考虑其 合理性不亦采用该方案。方案2采用钟式沉砂池，其除砂效果好，动力消耗低等优点，设备选型简便。生 化处理采用传统活性污泥法其设计烦琐，容易发生污泥膨胀，处理效果不隹，考虑运 行安全本设计不宜选用此方案。方案3选川CASS工艺，前面无需初沉池，其抗冲击负荷能力强。CASS池中设 有生物选择器有利于聚磷菌的选择而使丝状菌没有适宜的生存环境有效地防止活性 污泥膨胀，能同步硝化和反硝化。此方案不需设置二沉池及污泥回流设备，污水处理 设施布置紧凑、占地省、投资低。故本设计采用方案3。2.3.2 工艺流程说明淮阴工学院毕业设计说明书（论文）第6页共35页鼓风机房城市污水粗格栅并钟式沉砂池CASS 反应池出水上清液砂水分离招回萧方诉沉戢卜运泥饼夕卜运右缩脱水迎絮凝剂A沟泥浓缩池剩余污昵图1 CASS工艺流程图流程简介：原污水进入粗格栅，在此拦截污水中漂浮物，由污水泵提升经细格栅 进一步去除颗粒，经钟式沉砂池进行除砂，然后进入CASS池，经曝气、沉淀分离，澄清液排入水体。剩余污泥经浓缩池后由污泥泵送至浓缩脱水间，经机械浓缩脱水处 理后泥饼外运，污泥最终堆肥化处理。2.3.3 工艺方案分析：城市污水处理的特点为：污水的可生化性好，BOD/COD=0.75,但N、P含量较 高；污水中主要污染物指标BOD、COD、SS、NH3-N、TP值为典型城市污水值。针对以上特点，以及出水要求，结合现有城市污水处理技术的发展，应以生化处 理最为经济。周期循环延时曝气法（CASS）是在间歇式活性污泥法（SBR）的进化，该工艺起到脱氮除磷的效果，根据所查文献可知能达到出水水质要求。2.3.4 具体运行过程：充水-曝气阶段。边进水边曝气，同时将主反应器区的污泥回流至生物选择器,污泥回流比约为20%。沉淀阶段。停止曝气，静置沉淀使泥水分离。当混合液的污泥浓度为3500 5000,沉淀后污泥可达15000mg/L左右。表面滓水。此阶段反应器停止进水。滓水时由浮球式水位监测仪自动控制滓 水器的升降，排水结束后滓水器自动复位。（4）闲置阶段。实际逐水时间往往比设计时间短，其剩余时间用于反应器内污泥 的闲置以恢复污泥的吸附能力。滓水和闲置期间，污泥回流正常进行。CASS工艺的淮阴工学院毕业设计说明书(论文)第7页共35页运行就是上述4个阶段依次进行并不断循环重复的过程。典型运行周期为4h,其中 曝气2h、沉淀和滓水各IN%3工艺流程设计计算设计流量的确定：平均流量 Qa=50000d=2083.3m3 lh=0.579m3/52 7 2 7总变化系数：=1=一=1.34(Qa平均流量,L/s)(3-1)4 v.1 1 579U.lla日变化系数宜采用1.11.5,时变化系数宜采用1.31.6闭。特大城市宜取上限，个别小城镇还可适当加大。所以总变化系数取1.34,符合设计规范。所以，设计流量Q=K xQ=1.34 x 50000=67000m3/J=2791.7m3/z=0.775m3/(3-2)max z a v 7设备设计说明与计算3.1粗格栅格栅是由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在污水渠道上、泵房集水井的进 口处或污水处理厂的端部，用以截留较大的悬浮物或漂浮物。一般情况下，分粗细两 道格栅。格栅型号：链条式机械格栅设计参数：设计流量为Qmax=0.775n?/s；栅前流速：vO.Tm/s；过栅流速：v2=0.8 m/s；栅条宽度：s=0.01m；格栅间距b=0.025m；格栅倾角a=70。；渐宽部分展开角%=20。；单位栅渣量：wi=0.05m3栅渣/1。3污水；栅条断面为锐边矩形断面尸=2.42口；考虑格栅被堵塞时水头损失增大倍数k=3,栅前渠道超高为0.3m。确定格栅前水深(h)根据最优水力断面公式Q=牛(3-3)计算得：B=1.49 机，h=B/2=0.15m所以栅前槽宽L49根，栅前水深0.75加(2)格栅的间隙数(n)淮阴工学院毕业设计说明书(论文)第8页共35页n=0.775xJsin70=54个)dhv 0.025x0.75x0.8-)栅槽宽度(B)B=5(n-l)+dn=0.01(51-1)+0.025x51=1.78m(3-4)(3-5)(4)进水渠道渐宽部分的长度(h)2 tan%IgRoo 加 2 tan 20(3-6)栅槽与出水渠道连接处的渐窄部份长度(12)L2=0.5、=0.5 x 10.40=0.20m(3-7)(6)过栅水头损失也2)I V2d sin ax k=2.42 x2g0.010.025i 2 q 0.82J X-2x9.8sin70 x3=0.07m(3-8)%二P7栅后槽总高度(H)H=h+hi+h2=0.75+0.3+0.07=1.12加(3-9)(8)格栅总长度(L)栅前渠道深度%=0.75+0.3=1.05m3.每日栅渣量(W)86400 86400 x0.775x0.051000 x51000 x1.34(3-10)(3-11)采用机械清渣。2污水提升泵房=2.5机3/Q o.2m3采用CASS工艺处理城市生活污水，其污水处理系统简单，对于新建污水处理厂,工艺管线可以充分优化，故污水只考虑一次提升。污水提升后入细格栅及沉砂池。然 后自流通过CASS反应池。3.2.1水泵选型设计水量67000m3/d,选择用4台潜污泵(3用1备)淮阴工学院毕业设计说明书(论文)第9页共35页 n 2791 7Q单=上，=1=930.56m3/h(3-12)所需扬程为15.04m选择WQ1000-16-75型潜水式污水泵Ui表1 WQ1000-16-75型潜水污水泵的性能参数扬程/m流量/(m3/h)转速/(r/min)轴功率/kw出水口径/mm效率/%161000147075300763.2.2 集水池容积：按一台泵最大流量时9min的出流量设计，则集水池的有效容积丫=112x9=182 加 3(3-13)60面积 取有效水深7/=3小，贝I面积尸=2二 二 60.7加2(3-14)H 3集水池长度取10m,则宽度BB=6，=6.07m(3-15)/10取 6.5m集水池平面尺寸LxB=10mx 6.5m保护水深为L2m,实际水深为4.2m3.2.3 泵位及安装潜水电泵直接置于集水池内，电泵检修采用移动吊架。3.3泵后细格栅格栅型号：链条式机械格栅设计参数：设计流量为Qmax=0.775m3/s；栅前流速：=0.7m/s；过栅流速：v2=0.9 m/s；栅条宽度：s=0.01m；格栅间距b=0.01m；格栅倾角。=70。；渐宽部分展开角%=20。；单位栅渣量：wlO.IOh?栅渣/1。3污水；栅条断面为锐边矩形断面尸=2.42口”考虑格栅被堵塞时水头损失增大倍数k=3,栅前渠道超高为0.3m。确定格栅前水深(h)淮阴工学院毕业设计说明书(论文)第10页共35页(4)(6)(8)根据最优水力断面公式计算得：Bi=1.49h=B/2=0.75m所以栅前槽宽L49根，栅前水深0.75机格栅的间隙数(n)X如云二0.775X闹加=.3(取”114)dhv 0.01x0.75x0.9设计三组格栅，每组格栅间隙数为38个栅槽宽度(B)B=S(n-l)+dn=0.01(38-1)+0.01x38=0.75m所以总槽宽为0.75x3+0.2x2=2.65m(考虑中间隔墙厚0.2m)进水渠道渐宽部分的长度(h)2.65-1.49=1 59m2 tan%2 tan 20栅槽与出水渠道连接处的渐窄部份长度(12)L2=0%=0.5x1.59=0.80m过栅水头损失(h2)4sinaxZ：=2.42 x40.01 节 0.922g0.01x-2x9.8sin 70 x 3=0.28m(3-16)(3-17)(3-18)(3-19)(3-20)(3-21)栅后槽总高度(H)H=h+hi+h2=0.75+0.3+0.28=1.33m(3-22)格栅总长度(L)栅前渠道深度H=0.75+0.3=1.05mL=L1+L2+1.0+0.5+H1/tana=1.59+0.80+1.0+0.5+=4.27m(3-23)每日栅渣量(W)86400Qmax”1000 xKz86400 x0.775x0.101000 x1.34=5.0m3/J0,2m3/J(3-24)%二PW 二d采用机械清渣。3.4沉砂池淮阴工学院毕业设计说明书（论文）第口页共35页3.4.1沉砂池的选型沉砂池主要是为去除粒径为0.2mm以上的砂粒，去除效果要求达到80%o城市污水处理厂的预处理设备中包括沉砂池。沉砂池可分为平流式、竖流式和曝 气沉砂池等三种基本型式。目前钟式沉砂池由于其自身优点，被多数污水处理厂所选 用。表2几种沉砂池的比较名称工艺优点工艺缺点平流沉砂池结构简单/动力消耗小/沉砂效果好沉砂有机物含量大（约15%）,沉砂后继处理难度大曝气沉砂池结构简单/沉砂效果好沉砂有机物含量较少（约10%）,动力消耗大多尔沉砂池沉砂效果好沉砂有机物含量较少（约10%）,动力消耗大钟式沉砂池结构简单/动力消耗小/沉砂效果好沉砂有机物含量较少（约10%）由以上比较可知，本设计宜采用钟式沉砂池。沉砂池的作用是从污水中去除砂子、煤渣等比重较大的颗粒，保证后续处理构筑 物的正常运行。而钟氏沉砂池具有结构简单，动力消耗小，沉砂效果好等优点。钟式 沉砂池的进水部分是被分开为两部分，进水口前部提供了一个静止的环境并使砂及较 轻的物体通过上斜的入口通道进入池中。叶片的适当转速产生外向力使较重的砂掉进 底部，较轻的物体则被送回污水中，沉砂池的沉砂效果能通过改变叶片的转速而改变。本设计选择国外钟氏沉砂池：型号550两台，其主要性能参数：流量1908m3/h,直径 3.65m,电机功率 0.75kw。淮阴工学院毕业设计说明书(论文)第12页共35页图2国外钟氏沉砂池外形和安装尺寸550钟氏沉砂池的安装尺寸为：表3国外钟氏沉砂池的安装尺寸型号流重W.h-1 AB CD安装尺寸/mE F GH J K L550 1908 3.651.5 0.751.500.40 1.70 0.600.51 0.58 0.80 1.453.5 CASS Tz3.5.1 设计参数：设计最大流量“二67000病/d设计进水水质：COD=200 mg/L；BOD=150 mg/L；SS=200 mg/L；NH3-N=30 mg/L；TP=4mg/L 设计出水水质：COD=60 mg/L；BOD5(Se)=20 mg/L；SS=20 mg/L；NH3-N=8 mg/L；TP=1.5 mg/L设计计算，采川循环式活性污泥法，CASS工艺回流污泥浓度XR=12000mg/L污泥回流比R=20%3.5.2 设计计算污水处理程度的计算进入CASS池水BOD浓度So=150mg/L淮阴工学院毕业设计说明书(论文)第13页出水中非溶解性BOD值为：g=20速/Lc _ c 50_20则 BOD 去除率:7=xlOO%=-xl00%=86.7%J。1DUBOD污泥负荷Ns凡=号当嘿遗=0锹BOD以的心S小式中：Ns：BOD5污泥负荷，kgBOD5/(kgMLSS d)；K2：有机基质降解速率常数，L/(mg d)；Se：混合液中残存的有机基质浓度，mg/L；77：为有机基质降解率，%;f：混合液中挥发性悬浮固体浓度与总悬浮固体浓度的比值，0.7一般来讲生活污水Ns=0.05kgBOD5/(kgMLSS d)-1.OkgBOD5/(kgMLSS 反应池容积Vv_Qx(Sa-5e)_67000 x(150-20)_i08NexXxf 0.43x2500 x0.75式中：Q：污水日流量，m3/d；X：混合液污泥浓度，kg/m3；Ne：BOD污泥负荷率，kgBOD5/(kgMLSS d)；f：混合液中挥发性悬浮固体浓度与总悬浮固体浓度的比值，0.7(4)反应池总水力停留时间V 108(M t=-=0.V7dk4hQ 67000CASS池外形尺寸反应池总容积V=10804疝设反应池四组,单组池容匕=V/4=10804/4=2701m3V LxBxH=L:B=5 L:B=4 6共35页(3-25)(3-26)WL，d)(3-27)-Q8 口久(3-28)(3-29)B:H=2B:H=1 2淮阴工学院毕业设计说明书（论文）第14页共35页代入可得：H=5.Im B=10.2m L=51m有效水深/i=5.1根单组有效面积s单=*=529.6和(3-30)%:V2:匕=1:5:30匕=75.1m3 匕=275.5/乂=2250.4m3(6)预反应区长度：4=(0.16-0.25)，(3-31)Z1=0.16L=0.16x51=8.2m主反应区长度：4=L-L=51-8.2=42.8m CASS池各部分容积组成及最高水位（H）：旷=珥（匕+匕+匕）(3-32)H=Hl+H2+H3叫一CASS池个数M，日一变动容积，是指池内设计最高水位至逐水后最低水位之间的容积和水V2,凡一淮水水位和泥面之间的容积和水深；v3,凡一活性污泥最高泥面至池底的容积和水深;式中Td内循环周期数；ACASS池平面面积，m(3-34)水深H3：H3=HxXx5Wx10-3=5.1x2.5x140 x10-3=i 丽SVI：污泥体积指数；取SVI=140mg/L水深 H2：耳=HH-H3=5.1-1.3-1.8=2m淮阴工学院毕业设计说明书（论文）第15页共35页CASS 池总高：4=H+Q.5=5.6m 0.5m 为超高（8）隔墙底部连通孔口尺寸人 Q BLH.67000 10.2x8.2x1.3 3？A=-+-1=-+-=3.15m24的22 u 24x4x4x36?36n3：连通孔个数，个；取4个u：孔口流速，mlh,一般为 2050mlh；取 36m/h反应池进水系统计算进水管单组反应池进水管设计流量Q=Q/4=67000/（4x86400）=0.1%m3/s(3-35)管道流速v=0.9m/s管道过水断面面积人=2=0.194/0.92=0.2加管径 d=竹=-52m取进水管管径DN520mm校核管道流速Q 0.194/v=-=0.91m/sA/八 f、20.5271回流污泥渠道单组单组反应池回流污泥渠道设计流量Qrq-Rxq=20%x 67。=o.O39m3/sR 4x86400渠道流速v=67mls取回流污泥管管径DNIOOmm进水井反应池进水孔尺寸:进水孔过流量。产0+机。=。+2。卜仁=。小孔口流速v=0.6m/s4 Q 0.23 2孔口过水断面面积A二7二市二038机(3-36)(3-37)(3-38)(3-39)(3-40)(3-41)淮阴工学院毕业设计说明书(论文)第16页共35页孔口尺寸取。1.2mx 0.9m进水竖井平面尺寸2.5m x 2.5m353曝气系统设计计算(1)设计需氧量。2Q=axQx(SoSj+Z?xVxX=0.43x67000*(0.150.02)+0.150 x10804x2.5(3-42)=7796.8依a/d-为活性污泥微生物对有机污染物氧化分解过程的需氧率，即活性污泥微生 物每代谢IkgBOD所需要的氧量，kg;a-0.420.53b-活性污泥微生物通过内源代谢的自身氧化过程的需氧率，即1kg活性污泥每 天自身氧化所需要的氧量,kg；b-0.110.18802 混合液需氧量，kg/d；混合液污泥浓度X反应池内混合液污泥浓度的控制应从供氧的经济性与可能性，活性污泥的絮凝沉 淀性能以及剩余污泥处理造价等方面综合考虑。一般，CASS池的活性污泥浓度X控制在2.5kg/m34.0kg/m3范围内；污泥指 数SVI值大时，X值取下限，反之取上限。本设计中取SV7=140,贝=2.5版/加3 曝气时间t 24so 24x150“I _u-_1 ha 乂燧0.43x3x2500(4)沉淀时间(3-43)Ts=lh典型的运行周期为4h,其中曝气2h,沉淀lh,滓水lh。BOD 一污泥负荷率与污泥增长率的关系X肃=/=0.75 解之：Xv=150mg/L=0.15kg/m3(3-44)f为混合液中挥发性悬浮固体浓度与总悬浮固体浓度的比值，0.75OX=Yx(S.-Se)xQ-KdxVxXv(3-45)淮阴工学院毕业设计说明书(论文)第17页共35页=0.56x(0.15-0.02)x67OOO-QO8xlO8(MxQ15 二47480/4 式中：AX：每日增长的挥发性污泥量(VSS),kg/d；Y：产率系数即微生物每代谢IkgBOD所合成的MLVSS数(kg)；Kd：活性污泥微生物的自身氧化率亦称为袁减系数Q为每日处理污水 量,m3/d；So：经预处理后进入曝气池污水含有的有机污染物的浓度，kg/m3；Se：经生化处理后4处理水中残留的有机污染物的浓度，kg/m3；V：CASS池的有效容积，m3；Xv：混合液中挥发性悬浮固体量(MLVSS),kg/m3o(6)供氧量：取一定的安全系数，得实际需氧量(R),取安全系数为1.1口引曝气所需氧量=3=22曾=649.7心。2/h 2x6 12R=1.1(?2=l.lx 649.7=714.7依。2/d(3-46)查化工原理，水中溶解氧饱和度为9.17mg/L(T=20)(20)_714.7x9.17_仆 一也”卜1.02尸-O.82x(O.95xl.l9x9.17-2.O)xl.O2420-20(3-47)=995.3kgO2/h=6965m/h(在标准状况下氧气的密度为1.429kg/m3)式中：Ro：标准条件下，转移到曝气池混合液的总氧量，kgO2/h；Cs(20)：20水的饱和溶解氧，mg/L；污水中杂质影响修正系数，一般为0.78-0.99,m 82；/3.污水中含盐量影响修正系数，取0.95；CL：混合液DO浓度，mg/L,为2.0mg/L；T为水温，；R：实际条件下转移到曝气池混合液的总氧量，kgO2/h；淮阴工学院毕业设计说明书（论文）P-气压修正系数，取L19；第18页共35页CS（T）：T时曝气池内DO饱和度的平均值，mg/Lo供气量G=忆=6965=9943m3/h=165.7m3/min 0.28 0 0.28x0.25(3-48)式中：G为供气量，m3/h；Ea为曝气头转移效率，%o（微孔曝气取25%）曝气方式有两种鼓风曝气及机械曝气两大类。鼓风曝气系统的主要设备是鼓风机 及扩散系统。污水厂的鼓风机一般采用罗茨风机及小型离心风机。分散系统一般采用 微孔曝气器。但必须是适应于间歇曝气的运行方式。鼓风机往往安装在SBR池旁边,以减少管路系统的造价。本设计拟采用BZQ-W型球冠形橡胶膜微孔曝气器I,规格。215x220,水深4机，供气量0.81.0加/（0个），服务面积0.350.60帆2/个，充氧能力0.1690.244依/。，利川率2431%,理论动力效率6.5依/仅W/z）,阻力损失W3200P4。按供气量0.9/（。个）计算，每格CASS池需要安装的曝气头数量NN=x每只曝气头供气量(3-49)_ 9943-4x0.9=2762（个）取n=2800个式中：CASS池个数CASS池系统需安装曝气头总数量为xN=4x2800=11200（个）每座CASS池的曝气头布置成为:预反皮区每排16个，共28排，主反成区分四区 每区每排21个曝气头，共设28排，具体见CASS反应池A-A剖面图。鼓风机的选取：RF-290型的罗茨风机三台，2用1备。其理论流量为115.3m3/min,转速730r/min,排气压力58.8kPa,进口流量91.6 m3/min,轴功率122kW,配电机功 淮阴工学院毕业设计说明书（论文）第19页共35页率 132kWo鼓风机房的平面尺寸（10.8X5.4）m2,鼓风机房净高4.8m。鼓风机房含机房两间 7.8m2,值班（控制）室一间3.0m2。鼓风机机组组间不小于1.5m。鼓风机不专设风道，新鲜空气直接从建筑窗上部的进风百叶窗中进入，由鼓风机 进风过滤器除尘。鼓风机在出风支管上专设压力表及安全阀，鼓风机由值班室和中控 室均可控制。3.5.4 灌水器的设计计算CASS工艺的特点是程序工作制，它可以依据进水及出水水质变化来调整工作程 序，保证出水效果。滓水器是CASS工艺中的关键设备，本设计采川国内最新研制的 旋转滓水器，克服了过去此设备依靠进口的困难，降低了成本。每次滓水阶段开始时，滓水器以先设定的速度由原始位置降到水面，然后随水面缓慢下降，下降过程为下降 10s,静止滓水30s,在下降10s,静止滓水30s,如此循环运行，直至到达设计最 低排水位，上清液通过滓水器排出。滓水器排水均匀，不会扰动以沉淀的污泥层。泽 水器在运行过程中设有线位开关，保证滓水器在安全行程内工作口支滓水通过长100m的管道送到排水口。参数选择本设计中排水时间为lh每池滓水器排水能力。67000QP=工义踊=义1=2791.67/,（3-50）勺%4x6、式中 Qp通过堰口的水流流量，m3/h；Q一设计流量，m3/d；一CASS池子个数；的 一 天内CASS池循环周期数；