白水县污水处理厂设计任务书.doc

精品文档 目录第1章 白水县污水处理厂设计任务书一、设计内容.2二、设计原始资料.2第二章 白水县污水处理工艺方案一污水处理厂工艺方案比选.4二处理程度计算.9第三章 白水县污水处理厂设计计算书一一级处理工艺计算.121. 粗格栅设计计算.122. 泵站的设计计算.143.集水池设计计算.154.细格栅设计计算.155.沉砂池设计计算.17二周期循环曝气活性污泥法（CASS）工艺计算1. 配水井的设计计算.202.CASS池的设计计算.223.加氯接触池 .324.重力浓缩池计算.335.污泥脱水设计计算.366.远期设计.37三卡鲁塞尔（Carrousel)氧化沟工艺计算1.设计参数.382.生物选择器厌氧池的设计.383.氧化沟的设计.404.二次沉淀池.465.污泥处理系统设计.47四CASS方案和氧化沟方案比较和选择 .52五污水处理厂配套工程设计 .53六环境保护及劳动卫生.56七工程投资估算及效益分析 .61八附录.64. 第一章 白水县污水处理厂设计任务书一、设计内容 1.通过调研收集资料，根据任务书要求确定污水处理工艺方案，从技术、经济和运行难易程度等各方面综合评价，提出几种方案进行论证，择优推荐。要求所选择的方案技术上合理，经济上可以接受，管理上可行。体现当代污水处理技术的简易、高效、节能、投资占地面积小、运行管理方便、灵活与多功能的生物处理发展方向。2.对推荐方案进行工艺设计与计算；通过技术经济比较，确定排水管网、污水处理厂设计方案；对相关工艺设备、自动控制、机械设备初步选型；对污水厂进行总体布局、竖向设计、厂区管道布置、厂区道路及绿化设计，完成总平面及高程设计图。进行投资估算和占地面积估算。最后对方案进行技术经济综合比较，确定最优工艺。3.对最优工艺污水管网和雨水管道进行水力计算。4.污水处理厂污泥处理与处置工艺比较与计算。5.绘制工程设计图纸7张（按A1计），图纸上应有设备、材料一览表和工程量表。6.编制设计说明书和计算书，外文资料的翻译。二、设计原始资料1.地理区域白水县位于陕西关中东北部，东经1091610945，北纬3543527,东西长45km，南北宽43km，总面积986.6km2，距西安市165 km，距渭南市83 km，东隔洛河与澄城县相望，南接蒲城与玉龙山相隔，西接铜川与渭北黑腰带相连，北以黄龙山、雁门山为界与宜君、黄龙、洛川三县相邻，是全国闻名的优质苹果生产基地和渭北著名的煤采区，是白水县政治、经济、文化商贸和信息中心。2.地形地貌白水县地处渭北黄土高原，属黄土地貌景观，区内沟壑纵横，地形凹凸不平。全县地质构造为一向西北倾斜的大单斜，褶皱不甚发育，总体西北高，东南低，海拔高程介于4461548m之间。3.气候气象白水属暖温带大陆性季风气候，四季分明，春季升温快，秋季降温快，常有早霜冻，冬季风时干燥少雨，夏季风时温润多雨，干湿季节分明，雨量季节分配不均。在气候上属暖温带大陆性季风气候，年平均气温11.4，极端最高气温39.4，最低-16.7，年平均降水量577.8mm，最大降水量857.3 mm(1975年)，最小降水量356.8mm（1977年）。年湿润度0.50，属半干旱地区，最大冻土深度0.55m，年平均风速3.4m/s，平均大风天数16.9天，瞬间最大风速11级（31m/s），风向以北、西北最多。4.水文白水县有大小14条河流，其中水源地以东有洛河，以西及西南侧有白水河，这两条河流的流向大致与区域地层或主要断层的走向呈垂向直交，对岩溶水有补给作用。洛河源于陕北吴旗县，至本县境年平均流量17m3/s，为过境河流，境内流长59.5km，流经奥灰岩河段，有渗漏现象。白水河源于宜君县境内，由西向东流，绕县城南部而过，平均流量0.8m3/s，境内流长75km，流经各条主干断裂至出口，大量漏失。全县水资源总量4956.82万m3，其中地表水3539.23万m3,已利用2070.66万 m3，地下水3793.89万 m3；可开采量606.2万 m3，目前已开发 108.75万 m3,全县共有中小型水库8座，总库容4404.03万m3。5.地理特征白水县城地处该县南部，座落于白水河北岸的台塬，处于城关镇和北井头乡交界，距蒲白交界仅5km，总体西北高东南低，海拔760800m之间，地下水位埋深50120m。区内河流均属洛河水系，在地质构造上属储煤构造带。6.排水现状白水县县城目前排放污水的种类大致可分为生活排污、工业生产排污，其中生活排污约占65%，工业生产排污约占35%。大量的城市生活污水和工业废水未经处理直接排入白水河，已使地下水和地表水遭受到不同程度的污染，白水河是县城排污受纳的主要水体。经粗测，主要污染物为BOD5，CODcr，其次是氨氮和挥发酸，由于主要污物为耗氧物质，归属有机类型较重度污染，且水体污染呈逐年上升趋势。7.设计污水量污水处理厂：总设计处理流量Q=20000m3/d、其中：设计水平年：设计处理流量10000m3/d。远期规划年：设计处理流量10000m3/d。8.污水水质指标污水处理厂进水水质见表1-1(表1-1) 污水处理厂进水水质指 标BOD5CODcrSSTNNH3-NTP浓度(mg/l)16035020040254 9.处理后出水执行的水质标准处理后出水水质全面达到GB18918-2002城镇污水处理厂污染物排放标准中一级A类标准，主要污染物标准见表1-2。(表1-2) 排放水水质标准污 染 物标准值污 染 物标准值CODcr (mg/l)50TN (mg/l)15BOD5 (mg/l)10NH3-N (mg/l)5（8）悬浮物 (mg/l)10TP (mg/l)0.5动、植物油(mg/l)1.0色度(稀释倍数)30石油类 (mg/l)1.0PH69阴离子合成洗涤剂(mg/l)0.5粪大肠菌群数 （个/l）103 第二章 白水县污水处理工艺方案一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，既要考虑有效去除BOD5又要考虑适当去除N、P。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、卡鲁塞尔（Carrousel）氧化沟工艺3、周期循环曝气活性污泥法（CASS）工艺l 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12h。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24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。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。l 卡鲁塞尔（Carrousel）氧化沟1）卡鲁塞尔（Carrousel）氧化沟的形式60年代由荷兰某公司所研发。卡鲁塞尔（Carrousel）氧化沟系统由多沟串联氧化沟及二次沉淀池和污泥回流系统所组成。一般为六廊道并采用表面曝气器的卡罗塞（Carrousel）氧化沟，在每组沟渠的转弯处安装一台表面曝气器。靠近曝气器的下游为富氧区，外环还可能成为缺氧区，这样的氧化沟能够形成生物脱氮的环境条件。卡鲁塞尔（Carrousel）氧化沟系统在世界各地应用广泛，规模大小不等。2） 卡鲁塞尔（Carrousel）氧化沟工艺流程图卡鲁塞尔（Carrousel）氧化沟工艺流程图如图2.2所示。 图2.2 卡罗塞氧化沟工艺流程3） 卡鲁塞尔（Carrousel）氧化沟的工艺特点 优点：（1）氧化沟具有独特的水力流动特点，有利于活性污泥的生物凝聚作用，而且可以将其工作区分为富氧区、缺氧区，用以进行硝化和反硝化作用，取得脱氮的效果；（2）不使用初沉池，有机性悬浮物在氧化沟内能够达到好氧稳定的程度；（3）BOD 负荷低，类同于活性污泥法的延时曝气系统。（4）脱氮效果还能进一步提高。（5）氧化沟只有曝气器和池中的推进器维持沟内的正常运行，电耗较小，运行费用更低。缺点：（1）污泥膨胀问题。当废水中的碳水化合物较多，N、P含量不平衡,SVI值很高，形成污泥膨胀；（2）泡沫问题。由于进水中带有大量油脂，处理系统不能完全有效地将其除去，部分油脂富集于污泥中，经转刷充氧搅拌，产生大量泡沫；泥龄偏长，污泥老化，也易产生泡沫；（3）污泥上浮问题。（4）流速不均及污泥沉积问题。在氧化沟中，为了获得其独特的混合和处理效果，混合液必须以一定的流速在沟内循环流动。l 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池内前端加了一个生物选择器，实现联系进水，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 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。 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。 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。 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。进水沉砂池CASS池回流污泥排放剩余污泥图2.3 CASS工艺流程图格栅 4） CASS工艺主要优点 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。 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。 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。 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，能确保污水咋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。 不易发生污泥膨。 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。 剩余污泥量小，性质稳定。传统活性污泥法的泥龄仅27天，而CASS法泥龄为2530天，所以污泥稳定性好，脱水性能佳，产生的剩余污泥少。去除1BOD产生0.20.3剩余污泥，仅为传统法的60%左右。 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。 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2.2 三种工艺方案比较如下表 工艺内容A2/O卡罗塞氧化沟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l 工艺方案选择综上所述， 此三种方法都能达到除磷脱氮的效果，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）工艺和卡鲁塞尔（Carrousel)氧化沟工艺两种方案，进行优化选择最优方案。二处理程度计算1. CODcr的处理程度 式中 ECODcr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. 溶解性BOD5的处理程度 式中 EBOD5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，（mg/L）3. SS的处理程度 式中 ESS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）4. TN的处理程度 （2.4）式中 ETN的处理程度，（）Ci未处理污水中TN的平均浓度，（mg/L）Ce允许排入水体的已处理污水中TN的平均浓度，（mg/L）5. NH3-N的处理程度 式中 ENH3-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，（mg/L）6. TP 的处理程度 （2.6）式中 ETP的处理程度，（）Ci未处理污水中TP的平均浓度，（mg/L）Ce允许排入水体的已处理污水中TP的平均浓度，（mg/L） 第三章 白水县污水处理厂CASS工艺设计计算书一.粗格栅设计计算1.设计流量Q=20000m3/d，选取流量系数Kz=1.5则： 最大流量Qmax1.520000m3/d=30000m3/d0.347m3/s 2.栅条的间隙数（n）设:栅前水深h=0.4m,过栅流速v=0.9m/s,格栅条间隙宽度b=0.02m,格栅倾角=60则：栅条间隙数(取n=45)3.栅槽宽度(B)设：栅条宽度s=0.01m则：B=s（n-1）+bn=0.01（45-1）+0.0245=1.34m取1.4m4.进水渠道渐宽部分长度设：进水渠宽B1=0.90m,其渐宽部分展开角1=20（进水渠道前的流速为0.6m/s）则：5.栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度(L2)则：6.过格栅的水头损失（h1）设：栅条断面为矩形断面，所以k取3则：其中=（s/b）4/3 k格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般为3 h0-计算水头损失，m-阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时形状系数=2.4将值代入与关系式即可得到阻力系数的值7.栅后槽总高度(H)设：栅前渠道超高h2=0.3m则：栅前槽总高度H1=h+h2=0.4+0.3=0.7m栅后槽总高度H=h+h1+h2=0.4+0.102+0.3=0.80m8.格栅总长度(L)L=L1+L2+0.5+1.0+ H1/tan=0.6+0.3+0.5+1.0+0.7/tan60=2.8m9.每日栅渣量(W)设：单位栅渣量W1=0.05m3栅渣/103m3污水则：W=Q W1=1.0m3/d因为W0.2 m3/d,所以宜采用机械格栅清渣选用FH900型旋转式机械格栅除污机，数量两台，具体参数见表3.1。 表3.1 FH900型型旋转式格栅除污机参数型号格栅宽度/mm栅条间距/mm适用槽宽/m电机功率/KW格栅倾角耙行速度/（m/min）FH9009002510001.5602.6 图3-1 粗格栅计算草图二.泵站的设计计算1.泵房规范要求1）污水泵站的设计流量，应按泵站进水总管的最高日最高时流量计算确定。2）单独设置的泵站与居住房屋和公共建筑物的距离，应满足规划、消防和环保部门的要求。泵站的地面建筑物造型应与周围环境协调，做到适用、经济、美观，泵站内应绿化。3）泵站室外地坪标高应按城镇防洪标准确定，并符合规划部门要求；泵房室内地坪应比室外地坪高0.20.3m；易受洪水淹没地区的泵站，其入口处设计地面标高应比设计洪水位高0.5m以上；当不能满足上述要求时，可在入口处设置闸槽等临时防洪措施。4）排水泵站的建筑物和附属设施宜采取防腐蚀措施。5）污水泵站集水池的容积，不应小于最大一台水泵5min的出水量。6）雨水泵站和合流污水泵站集水池的设计最高水位，应与进水管管顶相平。当设计进水管道为压力管时，集水池的设计最高水位可高于进水管管顶，但不得使管道上游地面冒水。7）集水池的设计最低水位，应满足所选水泵吸水头的要求。自灌式泵房尚应满足水泵叶轮浸没深度的要求。8）集水池池底应设集水坑，倾向坑的坡度不宜小于10。9）集水池应设冲洗装置，宜设清泥设施。10）泵房应采用正向进水，应考虑改善水泵吸水管的水力条件，减少滞流。2.污水泵计算污水泵流量： 625 m3/h本设计考虑一次提升，细格栅前为最高水位：6.02m，集水井最低水位-7.1m，细格栅前与集水井之间水头损失为0.5m，由此知道污水泵所需扬程约为14m。根据流量和扬程，选用250QW650-15潜水排污泵具体参数见表3.2。 表3.2 250QW650-15潜水排污泵参数型号排出口径/mm流量/（m3/h）扬程/m转速/（r/min）电机功率/KW泵重/kg250QW650-1525065015980551396数量：4台，2用2备 三.集水池设计计算 污水泵总提升能力按Qmax考虑，及Qmax=1250m3/h，选两台泵，则每台流量为625 m3/h。选用250QW潜水排污泵四台，另备用两台（两备两用），单泵提升能力为650 m3/h。集水井容积按最大一台泵5min出流量计算，则其容积为54.2 （m3）集水井的尺寸： 6m4m2.5m=60m 集水井最高水位（与格栅连接）-4.6m，最低水位-7.1m，井底-7.2m。五.细格栅设计计算 1.设计流量Q=20000m3/d，选取流量系数Kz=1.5则： 最大流量Qmax1.520000m3/d=30000m3/d0.347m3/s 2.栅条的间隙数（n） 设:栅前水深h=0.4m,过栅流速v=0.9m/s,格栅条间隙宽度b=0.01m,格栅倾角=60则：栅条间隙数(取n=90)设计两组格栅，每组格栅间隙数n=90条 3.栅槽宽度(B) 设：栅条宽度s=0.01m 则：B2=s（n-1）+bn=0.01（45-1）+0.0145=0.89m 所以总槽宽为0.892+0.21.98m（考虑中间隔墙厚0.2m）取2.0m 4.进水渠道渐宽部分长度 设：进水渠宽B1=0.90m,其渐宽部分展开角1=20（进水渠道前的流速为0.6m/s） 则： 5.栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度(L2) 6.过格栅的水头损失（h1） 设：栅条断面为矩形断面,所以k取3 则：其中=（s/b）4/3k格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般为3 h0-计算水头损失，m -阻力系数（与栅条断面形状有关，当为矩形断面时形状系数=2. 42），将值代入与关系式即可得到阻力系数的值。 7.栅后槽总高度(H) 设：栅前渠道超高h2=0.3m 则：栅前槽总高度H1=h+h2=0.4+0.3=0.7m 栅后槽总高度H=h+h1+h2=0.4+0.26+0.3=0.96m取1.0m 8.格栅总长度(L) L=L1+L2+0.5+1.0+ H1/tan=1.48+0.47+0.5+1.0+0.7/tan60=3.85m取3.9m 9.每日栅渣量(W) 设：单位栅渣量W1=0.10m3栅渣/103m3污水 则：W=Q W1=2.0m3/d 因为W0.2 m3/d,所以宜采用机械格栅清渣选用SHG1200型回转式机械格栅除污机数量：两台，具体参数见表3.3。 表3.3 SHG900型回转式机械格栅除污机参数型号格栅宽度/mm栅条间距/mm适用槽宽/m整机功率/KW格栅倾角耙行速度/（m/min）SHG9009001010001.5605.9710.计算草图如下：六.沉砂池设计计算本设计采用平流式沉砂池 1.沉砂池长度(L)设：流速v=0.25m/s水力停留时间：t=30s则：L=vt=0.2530=7.5m 2.水流断面积(A) 设：最大流量Qmax=0.347m3/s（设计1组，分为2格） 则：A=Qmax/v=0.347/0.25=1.388 3.池总宽度(B) 设：n=2格，每格宽取b=1m则：池总宽B=nb=21=2m 4.有效水深(h2)：h2=A/B=1.388/2=0.7m（介于0.251.0m之间,符合要求） 5.贮砂斗所需容积V1 设：T=2d 则： 其中X1-城市污水沉砂量，一般采用30m/106m， Kz-污水流量总变化系数,取1.5 6.每个污泥沉砂斗容积（V0） 设：每一分格有2个沉砂斗 则： V0= V1/(2*2)=1.2/4=0.3 m3 7.沉砂斗各部分尺寸及容积(V) 设：沉砂斗底宽b1=0.5m，斗高hd=0.45m，斗壁与水平面的倾角为55 则：沉砂斗上口宽：取1.2m沉砂斗容积： （略大于V1=0.3m3，符合要求） 8.沉砂池高度(H) 采用重力排砂 设：池底坡度为0.06 则：坡向沉砂斗长度为： 则：沉泥区高度为h3=hd+0.06L2 =0.45+0.062.55=0.6m 则：池总高度H 设：超高h1=0.3m 则：H=h1+h2+h3=0.3+0.45+0.6=1.35m 9.验算最小流量时的流速： 在最小流量时只用一格工作，即n=1,最小流量Q=20000m3/d=0.232m3/s 则：vmin=Q/A=0.232/1.388=0.17m/s 沉砂池要求的设计流量在0.15 m/s0.30 m/s之间， 符合要求 10.计算草图如下：七周期循环曝气活性污泥法（CASS）工艺计算1. 配水井的设计计算l 设计要求本设计中配水井的配水方式采用堰式配水，进水管在配水井的中心，水从配水井底中心进入，经等宽度堰流入各个水斗，在由水斗经水管流入各个水处理构筑物。这种配水井是利用等宽度堰上水头相等过流量就相等的原理来进行配水的。设计要求：1） 水力配水设施基本的原理是保持各个配水方向的水头损失相等。 2） 配水渠道中的水流速度应不大于1.0m/s，以利于配水均匀和减少水头损失。 3） 从一个方向和用其中的圆形入口通过内部为圆筒形的管道想其引水的环形配水池。 当从一个方向进水时，保证分配均匀的条件是： 1） 应取中心管直径等于引水管直径； 2） 中心管下的环行孔高应取0.250.5D1； 3） 当污水从中心管流出时，不应当有配水池直径和中心管直径之比（D/D1）大于1.5的突然扩张； 4） 在配水池上部必须考虑液体通过宽顶堰自由出流； 5） 当进水流量为设计负荷，配水均匀度误差为1%；当进水流量偏离设计负荷25% 时，配水均匀度误差为2.9%。集配水井计算草图如下图所示： 图5 配水井简图l 设计计算1）进水管径D1沉砂池至配水井管道计算，设计流量为原污水量与回流量之和，0.347m3/s，进水管流速控制在1m/s以下，取0.9m/s。进水管直径 则 （m） 取700mm校核进水管流速（m/s）合符要求。2）矩形宽顶堰进水从配水井底中心进入，经等宽度堰流入两个水斗，在由管道直接接入后续构筑物，每个后续构筑物的最大分配的水量为875m3/h，配水采用矩形溢流堰流至配水管。3）配水管管径D2：配水管管径D2即配水井至CASS池管道，每个时段只有两个CASS池进水，总水量平均分配到两个CASS池，每条配水管道流量为0.2429m3/s，管路流速控制在1m/s以下，取0.9m/s。进水管直径 则 （m） 取600mm校核进水管流速（m/s）合符要求。4）配水漏斗上口口径D：按配水井内径的1.5倍设计：取1300mm 配水井尺寸的大小：长4m，宽4m,高3m。2.CASS反应池1). CASS反应池的介绍CASS是周期性循环活性污泥法的简称，是间歇式活性污泥法的一种变革，并保留了其它间歇式活性污泥法的优点，是近年来国际公认的生活污水及工业污水处理的先进工艺。CASS工艺的核心为CASS池，其基本结构是：在SBR的基础上，反应池沿池长方向设计为两部分，前部为生物选择区也称预反应区，后部为主反应区，其主反应区后部安装了可升降的自动撇水装置。整个工艺的曝气、沉淀、排水等过程在同一池子内周期循环运行，省去了常规活性污泥法中的二沉池和污泥回流系统，同时可连续进水，间断排水。CASS工艺与传统活性污泥法的相比，具有以下优点：l 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%。工艺流程简单，污水厂主要构筑物为集水池、沉砂池、CASS曝气池、污泥池，布局紧凑，占地面积可减少35%；l 运转费用省。由于曝气是周期性的，池内溶解氧的浓度也是变化的，沉淀阶段和排水阶段溶解氧降低，重新开始曝气时，氧浓度梯度大，传递效率高，节能效果显著，运转费用可节省10%25%；l 有机物去除率高。出水水质好，不仅能有效去除污水中有机碳源污染物，而且具有良好的脱氮除磷功能；l 管理简单，运行可靠，不易发生污泥膨胀。污水处理厂设备种类和数量较少，控制系统简单，运行安全可靠；l 污泥产量低，性质稳定。2). CASS反应池的设计计算CASS工艺原理图（1）基本设计参数考虑格栅和沉砂池可去除部分有机物及SS，取COD,BOD5,NH3-N,TP去除率为20%，SS去除率为35%。此时进水水质：COD=350mg/L（1-20%）=280mg/L BOD5=160mg/L（1-20%）=128mg/LNH3-N=25mg/L（1-20%）=20mg/LTP=4mg/L（1-20%）=3.2mg/LSS=200mg/L（1-35%）=130mg/L处理规模：Q=10000m3/d,总变化系数1.5混合液悬浮固体浓度（MLSS）：Nw=2800mg/L反应池有效水深H一般取3-5m,本水厂设计选用4.0m排水比：= =0.4(2)BOD-污泥负荷（或称BOD-SS负荷率）（Ns）Ns=NsBOD-污泥负荷（或称BOD-SS负荷率）,kgBOD5/(kgMLSSd)；K2有机基质降解速率常数，L/(mgd),生活污水K2取值范围为0.0168-0.0281，本水厂取值0.0244；有机基质降解率，%；=f混合液中挥发性悬浮固体与总悬浮固体浓度的比值，一般在生活污水中，f值为0.7-0.8,本水厂设计选用0.75。代入数值，得=%，把本数值代入得Ns=0.2 kgBOD5/(kgMLSSd)(3）曝气时间TA 式中 TA曝气时间，h S0进水平均BOD5，/L m排水比 1/m = 1/2.5Nw混合液悬浮固体浓度（MLSS）：X2800mg/L (4) 沉淀时间TS 活性污泥界面的沉降速度与MLSS浓度、水温的关系，可以用下式进行计算。Vmax = 7.4104tXO -1.7 (MLSS3000) Vmax = 4.6104XO-1.26(MLSS3000)式中 Vmax活性污泥界面的初始沉降速度。t水温，X0沉降开始时MLSS的浓度，X0Nw=2800mg/L，则Vmax = 4.61042800 -1.26 = 2.09 m/s 沉淀时间TS用下式计算 式中 TS沉淀时间，h H反应池内水深，m 安全高度，取1.2m（5）排水时间TD及闲置时间Tf 根据城市污水处理厂运行经验，本水厂设置排水时间TD取为0.5h,闲置时间取为 0.1h。运行周期T= TA +TS+TD+Tf=4.7h每日运行周期数n=5.1 取5次 (6) CASS池容积 CASS池容积采用容积负荷计算法确定，并用排水体积进行复核。 （）采用容积负荷法计算：式中：Q城市污水设计水量，m3/d ；Q=15000m3/d； Nw混合液MLSS污泥浓度（kg/m3），本设计取3.2 kg/m3； NeBOD5污泥负荷(kg BOD5/kg MLSSd)，本设计取0.2kgBOD5/kgMLSSd； Sa进水BOD5浓度（kg/ L），本设计Sa = 120 mg/L； Se出水BOD5浓度（kg/ L），本设计Se = 10 mg/L； 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，本设计取0.75；则：本水厂设计CASS池四座，每座容积Vi=1172m3（）排水体积法进行复核单池容积为 （m3） 反应池总容积 （m3）式中 单池容积，m3 n周期数； m排水比 1/m = 1/2.5 N池数； 平均日流量，m3/d由于排水体积法计算所得单池容积大于容积负荷法计算所得，因此单池容积应按最大容积值计，否则将不满足水量运行要求，则单池容积Vi=1875 m3，反应池总容积V=7500 m3。（7）CASS池的容积负荷CASS池工艺是连续进水，间断排水，池内有效容积由变动容积（V1）和固定容积组成，变动容积