CASS法用于小区水处理及中水回用工程毕业设计

1、1前言1.1我国生活污水回用现状今后经济及人口的增长势必使水资源供需矛盾更加突出。据有关研究报告，到21世纪中叶我国人口达到16亿高峰时，全国总取水量有可能接近可用水资源量的极限。为保证经济社会的可持续发展，必须要大幅度提高用水效率。为此，国家在“十五”规划中制定了相应的政策，以控制水污染和用水量的增长。其中包括三大类：1采用清洁生产的工艺，减少污染物排放。例如高纯水制备中采用反渗透、EDI等膜分离技术代替离子交换技术，可以消除酸碱废水的排放；2采用低耗水的工艺，减少新鲜水的用量。例如火力发电厂使用空冷技术、干除灰代替水力除灰等；3废水回用。把生活污水、工业废水等经过深度处理后，重复使用，甚至

2、实现零排放。这实际上是将污水作为一种新的水源加以充分利用，即减少了新鲜水的利用，又降低了废水的排放量。其中，实现废水回用或者零排放，最关键的一点就是要去除污水、废水中的各种杂质或者污染物，使净化后的水满足各种工业或者生活用水的水质要求。因此，工程设计时不仅仅要考虑工业或者生活废水实现达标排放，今后越来越多的时候还要考虑将这些废水进一步深度处理，循环使用。为了节约水资源，政府正在出台一系列的政策，包括水价调控、排污权交易等，这些都将通过经济的杠杆，促进废水处理技术和市场的迅速发展。1.2 相关政策建议城市污水处理和回用是一项艰巨的任务。近期有关污水处理和回用建设项目投资及相关政策的建议如下：1

3、.重视污水处理和回用建设项目的前期工作。2 .尽快建立科学的城市用水和污水处理收费机制。3 .拓宽城市污水建设项目投资渠道。4 .污水收集系统先行、污水集中和分散处理相结合、污水处理和回用相结合。5 .城市污水回用规划应纳入城市总体（水）规划和流域水资源规划。6 .完善和制定有关技术政策和标准，积极鼓励城市污水回用，重点解决回用水的用户问题。7 .重视污水回用的安全问题，号召公众积极参与。1.3 存在的主要问题1 .城市污水建设项目的工程造价从80年代中期至90年代中期，增幅相当大。工程造价由1987年至1994年（与目前基本持平）就增长了4倍左右。工程造价增幅大是多因素的，物价上涨是主要因素

4、，其次间接费用也提高很多，尤其征地和拆迁费用大幅度增加，有的项目间接费用达工程造价的3040%另外部分污水处理建设项目利用了国外贷款，要购买昂贵的进口设备和承担汇率风险，都使工程造价提高。如在污水处理中建设回用水工程，按照传统的深度处理方案建设，综合造价指标在650-800元/m3/d,工程造价进一步提高。2 .资金筹措困难根据2000年国务院36号文，如到2010年城市排水管道普及率和城市污水处理率分别达到90%口60%寸，由于城市污水排放总量为464亿m3,城市污水二级处理将增加6157万m3/d,预计建设项目的总投资约需2000亿元（现价）。在三河三湖“十五”规划中，将建设439个污水处

5、理项目，总处理能力2288万吊/d，总投资579.5亿元。在经过二级处理的污水中，如10%的污水进行回用，仅回用水投资费用就达61亿元。在“三河三湖十五”规划中，将建设84个回用水项目，规模262万m/d,投资21亿元。根据以上预测和规划结果，城市污水和回用建设项目的投资来源和筹措问题是一个十分突出的难题，将直接影响到城市污水治理和回用目标的实现程度。过去这方面的建设资金来源主要是从各地的城市维护建设税收入中解决。但城市维护建设税收入有限，分配给城市污水处理和回用项目的投资更少。城市污水处理和回用建设项目利用国外贷款和国债资金进行建设，不是长久之计。3 .投资利用状况不尽合理最近，城市污水处理

6、和回用问题已引起高度重视，但有些城市对建设项目的前期工作重视不够，可行性研究不深入，在没有认真进行全面规划和技术经济论证的情况下，依据局部理由提出要建设一步到位和标准过高的建设内容，使投资不能合理利用。如在利用国债建设项目中，有的城市在污水管网还很不完善的情况下，就建设标准较高的污水厂；在利用国外贷款项目中，有的城市不从实际情况出发，选用处理标准较高的工艺，建成后其作用得不到充分发挥。1.4 工艺的比较与确定小区污水不同于城市污水，属于生活污水范畴。其水质水量特征可概况为：水质水量变化较大，污染物浓度偏低，即比城市污水低，污水可生化性好，处理难度小。小区污水的处理工艺因污水排入的水体功能不同而

7、异，常用处理方法有：化粪池、以及处理、生物二级处理及二级处理后再经过滤消毒回用等。由于小区污水量较小，管理者水平不高，所以在工艺设计时尽可能选用无污泥或少污泥的处理工艺，以防因污泥处理不善造成二次污染。本文在介绍小区污水处理设计原则及常用流程的基础上，重点介绍了周期循环活性污泥（CASS工艺处理小区污水及回用的设计参数与应用情况。1.4.1 工艺概述 1） 1）SBR工艺概述SBR法（序列间歇式活性污泥法）是一种改进的活性污泥法，它是由原始的间歇式污泥法发展而来，与其他活性污泥法相比，SB砒没有设置二沉池和污泥回流设备，布置更为紧凑，占地面积少，基建及运行费用较低，不易产生污泥膨胀问题，耐冲击

8、负荷，处理效果稳定。有资料显示，SBRt的主要构筑物的容积为常规活性污泥法的50%60%运行费用及占地面积均可减少20%£右。SBRfeft型的操作工序为：进水、反应、沉淀、排水、闲置等五个工序。整个工艺经厌氧、好氧缺氧三个阶段。根据出水情况可随时调整各工序的时间以达到最佳出水效果。SBRt工艺是极具发展潜力的一种处理工艺，但也存在着曝气装置易堵塞，自动控制技术及连续在线分析仪表要求高等缺点。SBRt工艺流程图：进水期-反应期-沉淀期-排水排泥期-闲置期 2） CASS工艺的概述CASST艺是近年来在传统SBRX艺上发起来的一种新型工艺，它是利用不同微生物在不同负荷条件下生长速率差异

9、和污水生物除磷脱氮机理，将生物选择器与传统SBRS应器相结合的产物。这种工艺综合了推流式活性污泥法的初始反应条件（具有基质浓度梯度和较高的絮体负荷）和完全活性污泥法的优点（较强的耐冲击负荷能力），无论对城市污水还是工业废水都是一种有效的方法，有效地防止污泥膨胀。另外如果选择器的厌氧的方式运行，则具有生物除磷作用。CASST艺对污染物质降解是一个时间上的推流过程，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，因此具有一定脱氮除磷效果。采用CASS工艺处理小区污水，出水水质稳定，优于一般传统生物处理工艺，通过简单的过滤和消毒处理后，就可以作为中水回用。与传统活性污泥工艺相比，CASS

10、T艺有以下优点：建设费用低。声去初沉池，二沉池及污泥回流设备，建设费用可节省20%-30%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，运转费可节省10%-25%。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物质，而且具有良好脱氮除磷功能。管理简单，运行可靠，不宜发生污泥膨胀。污泥产量低，性质稳定。CASS工艺流程图：污水-格栅-调节池-提升泵房fCASS也f双层滤料过滤-消毒-回用水1.4.2 CASS法与SBR相比较CASS法的优点是：其反应池由预反应区和主反应区组成，因此，对难

11、降解有机物的去除效果更好。进水过程是连续的，因此，进水管道上无需电磁阀等控制元件，单个池子可独立运行；而SBR进水过程是间歇的，应用中一般要2个或2个以上池子交替使用。排水是由可升降的堰式滗水器完成的，随水面逐渐下降，均匀将处理后的清水排出，最大限度降低了排水时水流对底部沉淀污泥的扰动。CASS法每个周期的排水量一般不超过池内总水量的1/3，而SBR则为3/4，所以，CASS法比SBR法的抗冲击能力更好。1.4.3 CASS法与传统活性污泥法相比的优点CASS法的优点是：(1)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10-25%。(2)工艺流程短，占地面积少污水厂主

12、要构筑物为集水池、沉砂池、CASS曝气池、污泥池，而没有初次沉淀池、二次沉淀池，布局紧凑，占地面积可减少20-35%。(3)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，氧的浓度梯度大，传递效率高，节能效果显著，运转费用可节省10-25%。(4)有机物去除率高，出水水质好根据研究结果和工程应用情况，通过合理的设计和良好的管理，对城市污水，进水COD为400mg/L时，出水小于30mg/L以下。对可生物降解的工业废水，即使进水COD高达3000mg/L,出水仍能达到50mg/L左右。对一般的生物处理工艺，很难达到这样好的水质。所以，对CA

13、SS工艺，二级处理的投资，可达到三级处理的水质。(5)管理简单，运行可靠污水处理厂设备种类和数量较少，控制系统比较简单，工艺本身决定了不发生污泥膨胀。所以，系统管理简单，运行可靠。污泥产量低，污泥性质稳定。具有脱氮除磷功能。（6）无异味CASS工艺特点设备安装简便，施工周期短，具有较好的耐水、防腐能力，设备使用寿命长；对原水的水质水量的变化有较强的适应能力，处理效果稳定，出水水质好，可回用于污水处理厂内的如绿化、浇地、洗车等有关杂用用途；处理工艺在国内外处于先进水平，设备自动化程度高，可用微机进行操作和控制；整个工艺运转操作较为简单，维修方便，处理厂内不产生污染环境的臭气和蚊萤；投资较省，处理

14、成本低，工艺有推广应用价值。1.4.4 中水回用工艺的选择中水回用是利用人们生产和生活中应用过的优质杂排水，经过一定的再生处理后，应用于工业生产，农业灌溉，生活杂用水及补充地下水。（1） 中水回用工艺流程为了将污水处理成符合中水水质标准的水，一般要进行三个阶段的处理:（1）预处理该阶段主要有格栅和调节池两个处理单元，主要作用是去除污水中的固体杂质和均匀水质。（2）主处理该阶段是中水回用处理的关键，主要作用是去除污水的溶解性有机物。（3）后处理该阶段主要以消毒处理为主，对出水进行深度处理。保证出水达到中水水标准。（2） 主处理的方法按目前已被采用的方法大致可分为三类:生物处理法利用水中微生物的吸

15、附、氧化分解污水中的有机物，包括好氧和厌氧微生物处理，一般以好氧处理较多。物理化学处理法以混凝沉淀（气浮）技术及活性炭吸附相结合为基本方式，与传统的二级处理相比，提高了水质，但运行费用较高。膜处理采用超滤（微滤）或反渗透膜处理，具优点是SS去除率很高，占地面积与传统的二级处理相比，减少了很多。但目前对此工艺在实际应用上还存有一定争议1.4.5 工艺流程说明由于污水量不大，最终出水对水质要求较高，且最终出水作为中水回用。因此拟采用以下工艺流程：流程说明：1 .生活污水的收集生活污水的收集采用全截流方式.即将厨房污水、卫生间冲厕、洗涤、淋浴污水及一般的地面水一并收集后排入小区污水管网。2 .生活污

16、水预处理生活污水的预处理包括化粪池处理和水量水质的调节。设化粪池集中处理的目的是将生活污水中的固形物进行厌氧硝化，使其水解成小分子、可溶性物质，以便于后续的生化处理。同时减少节池，用于水量及水质的调节。考虑到小区污水排放的不均匀性，设计集不调节时间为12ho3 .生活污水的生化处理集水调节池内的污水用泵输送至CASSJ应器，在CASSS应器中大部分的污染物在该工艺中被去除，出水水质达到国家GB8978-1996一级排放标准。4 .深度处理深度处理工艺包括接触过滤、臭氧深度氧化及消毒。生化处理出水首先进行加药过滤处理，去除生化出水中带出的少量SS及不可生化COD对于溶解性的有机物去除效率不高，因

17、此要进一步采用臭氧深度氧化。深度氧化的作用有以下几方面：进一步氧化水中少量的有机物，因为这些有机物在长期循环使用过程中会积累，是引起发臭的主要物质；进一步降低水的色度，臭氧在脱色方面有着特殊作用，只要消耗少量的臭氧即可脱除水中的色度，中水要回用于户内冲厕。色度是一项重要的感官指标；三十中水中富含臭氧，使中水富有活性了，消除异味，无二次污染产生。以空气源臭氧发生器来制备臭氧，只消耗电，不需其他的化学品，无二次污染。操作管理也十分方便。同时臭氧有极强的消毒功能。O具有极强的氧化能力，是氟以外的最活泼的氧化剂，对有顽强抵抗力的微生物如病毒、芽孢等都有强大的杀伤力。经过深度处理工艺处理，出水水质优于生

18、活杂用水水质标准中规定的指标。5 .中水的回用处理好的中水排入中水池，采用变频恒压供水泵供给用户使用。中水回用系统由中水池、供水泵、回用管路、中水计量等系统组成。1.5 设计背景1.5.1 地理概况六枝特区地处贵州西部，是“中国凉都”和“江南煤都”六盘水市的东大门，系“三线建设”时期由原“六枝特区”与“郎岱县”合并而成，距省会贵阳172kmi距六盘水市中心城区98km东连镇宁、普定两县，南接关岭，西靠水城，北抵织金、纳雍，西南与晴隆、普安两县接壤。南北长61km,东西宽56km,土地面积1792km,本！5个镇14个乡，总人口64.86万人，其中，非农业人口12.91万人，占总人口的20.33

19、%。境内居住有汉、彝、苗、布依、仡佬等32个民族，少数民族人口占区域总人口的30.52%。六枝特区处于三岔河及北盘江两水系上游的分水岭地带，境内河流分别流入长江和珠江水系，大小河流共40余条。其中长10km以上的河流有25条，河流总长度361.20km。五指山主脉的老、马大山老黑山，是境内的主要分水岭，北部为三岔河流域，属长江水系，南部为北盘江流域，属珠江水系。1.5.2 气候环境概况六枝特区属北亚热带季风气候，总的气候特征是：冬春长、夏秋短，雨热同季。气候温凉湿暖，冬无严寒，夏无酷暑。光、热、水的地域差异明显。每年的四季以平均气温10和22作为临界温度。平均气温高于22的持续期为夏，低于10

20、的持续期为冬，介于10一22之间的为春、秋季。小区位于挑花湖东侧，地势东高西低，全年主导风向北偏东，年平均风速不超过3m/s,静风频率23%每年的四季以平均气温10和22作为临界温度。平均气温高于22的持续期为夏，低于10的持续期为冬，介于10一22之间的为春、秋季。根据19571984年气象资料分析，年平均气温为14.6C,年际变化一般在13.5c一152之间，变幅为170C。1.5.3 污水水质概况桃园小区作为特区的一个高档住宅小区也应该建设一个污水处理及中水回用的工程。小区紧临桃花湖，居住人口3.5万。按照特区要求及为了保护小区优美环境，建设小区污水处理厂，主要处理来自住宅区的全部生活污

21、水，要求处理后的水作为中水回用，包括喷洒马路、浇灌花卉、冲厕用水及洗车等用水。小区污水主要以生活污水为主，由于不含工业污水，其水质要优于城市污水。其水质指标如下：CODcr0100mg/L,BOD5W200mg/L,SS0220mg/L,pH=69,LAS05.0mg/L;NH3N015mg/L。其水质水量特点可概括为：(1)水量较小。由于受小区规模限制，其排水量及要求的回用量都很小，一般日处理2000t以下。(2)水质、水量变化较大，污染物浓度较低，污水可生化好。经过处理后回用标准为：BOD5<10mg/L；NH3-N<10mg/L;pH=69;CODcrW50mg/L。1.6

22、污水厂设计的原则(1) 贯彻执行国家关于环境保护的政策，符合国家的有关法规、规范及标准。(2) 从小区的实际情况出发，在符合其总体规划的前提下，使工程建设与小区的建设相协调，及保护环境，又最大程度地发挥工程效益。(3)根据设计进水水质和出厂水质要求，所选污水处理工艺力求技术先进、成熟、处理效果好、运行稳妥可靠、高效节能、经济合理、确保污水处理效果，减少工程投资及日常运行费用。(4)妥善处理和处置污水处理过程中产生的栅渣和污泥，避免造成二次污染。(5)采用现代化技术手段，实现自动化控制和管理，做到技术可靠、经济合理。(6)为保证污水处理系统正常运转，供电系统需有较高的可靠性。采用双回路电源,且污

23、水厂运行设备有足够的备用率。2污水处理系统的设计计算2.1 格栅的设计计算2.1.1 格栅的作用和位置格栅有一组平行的金属栅条，或筛网制成，安装在污水渠道，泵房等的进口处或污水处理厂的端部。用以截留较大悬浮物或漂浮物，如纤维，碎皮，毛发，木屑等，以便减轻后续处理的处理负荷，并使之正常运行，被截留物质为栅渣。2.1.2 格栅的选型及确定（1） 型式：平面型（2） 山前渠道宽度和渠道中的水深应与入厂污水管规格相适应（3） 格栅尺寸B,H参见设备说明书，在本次设计中可采用中间值的方法（4） 设置格栅装置的构筑物，必须考虑有良好的通风设施（5） 格栅间内应安装调运设备，以便运行格栅及其他设备的检修，栅

24、渣的日常清除。2.1.3 设计参数（1）格栅的栅前流速一般为0.4m/s0.9m/s（ 2）格栅过栅流速不宜小于0.6m/s，不宜大于1.0m/s（ 3）污水处理系统前格栅的栅条间隙，应符合下列要求：人工清除2540mm机械清除1625mm最大间隙40mm（ 4）如水泵前格栅间隙不大于25mm时，污水处理系统前可不在设置格栅（ 5）栅渣量与地区特点，格栅的间隙大小，污水水量等因素有关，在无当运行资料时，可采用：格栅间隙1625mm0.100.05m3栅渣/103污水格栅间隙（ 050mm0.030.01m3栅渣/103污水（6）机械格栅不宜少于2台，如为1台时，应设人工清除格栅备用（7）格栅倾

25、角一般采用450750(8)通过格栅的水头损失一般采用0.080.15m(9)栅间必须设置工作台，台面应高出栅渣前最高设计水位0.5,工作台上应有安全冲洗设备(10)平均处理水量：2000m3/d,总变化系数1.35,最大水量为2700m3/d,即为0.0781m3/s.2.1.4中格栅的计算(污水进入集水井之前使用)设接入生活污水是格栅井栅前水深0.15m,过栅流速v=0.5m/s,用中格栅，栅条问隙e=20mm,格栅彳K角=75o(1)栅条间隙数Qmaxsin0.0781.sin75n=evh0.0200.50.1552个(2)栅槽宽度：取栅条宽度s=0.005mB=s(n1)en=0.0

26、05(521)0.020521.3m(3)进水渠道渐宽部分长度若进水渠道B1=0.05m,渐宽部分展开角1201i050.014m2tg12tg20(4)栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度,l10.014l2一220.007m(5)过栅水头损失因栅条为矩形截面k3,为矩形断面时，B2.42,(-)43'eh12vsink2.422g0.005430.52()3sin7530.014m0.02029.81(6)栅后槽总长度取栅前渠道超高h20.3m栅前才g高Hihh20.150.30.45mHh1h2h0.0140.30.150.464m(7)格栅总长度H10.45lliI20.51.0

27、0.0140.0070.51.0一1.64mtg751.732(8)每日栅渣量在格栅间隙为20mm情况下，设栅渣量w0.03m3/103m33 一一Q0.151m /d <0.2m /dQmaxW0864000.07810.0386400wk总10001.351000应采用人工精渣选择LJG-2.0链条式机械格栅长1800mm宽1500mm，电机容量2.2kW2.1.5细格栅的计算(化粪池进入调节池时使用)1 .细格栅设计参数(1)栅前水深：0.5m(2)过栅流速：0.7m/s(3)格栅间隙：5mm(4)栅条宽度：5mm(5)格栅安装倾角：75度2 .细格栅的设计计算(1)栅条间隙数Qm

28、axsin0.0781.sin75一人n=44个evh0.0050.70.5(2)栅槽宽度：取栅条宽度s=0.005mB=s(n1)en=0.005(441)0.005440.435m(3)进水渠道渐宽部分长度若进水渠道B1二0.05m,渐宽部分展开角120llB B12tg10.06 0.052 tg 200.014m(4)栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度12li0.014220.007m(5)过栅水头损失因栅条为矩形截面k3,为矩形断面时，B2.42,岛43ehi2vsink2.422g20.0054.0.72(-)3sin7530.175m0.00529.81(6)栅后槽总长度取栅前渠

29、道超高h20.3m栅前才©高H1hh20.50.30.8mHh1h2h0.1750.30.50.975m(7)格栅总长度H10.8111120.51.00.0140.0070.51.01.74mtg751.732(8)每日栅渣量在格栅间隙为5mm情况下，设栅渣量w0.03m3/103m30.151m3/d <0.2m3/dQmaxW0864000.07810.0386400wk总10001.351000应采用人工精渣500mm选择XHG-1000型回转式格栅清污机电机功率0.75-1.1kW设备宽度2.2 化粪池的设计计算化粪池是一种利用沉淀和厌氧发酵的原理，去除生活污水中悬浮

30、性有机物的处理设施，属于初级的过渡性生活处理构筑物。生活污水中含有大量粪便、纸屑、病原虫，悬浮物固体浓度为100350mg/L,生化耗氧量(BOD5)在100400mg/L之间，其中悬浮性的生化耗氧量BOD5为50200mg/L。污水进入化粪池经过1224h的沉淀，可去除50%60%的悬浮物。沉淀下来的污泥经过3个月以上的厌氧发酵分解，使污泥中的有机物分解成稳定的无机物，易腐败的生污泥转化为稳定的熟污泥，改变了污泥的结构，降低了污泥的含水率。定期将污泥清掏外运，填埋或用作肥料。要求：化粪池的沉淀部分和腐化部分的计算容积，应按建筑给水排水设计规范(GB50015-2003)第4.8.44.8.7

31、条确定。污水在化粪池中停留时间不宜小于24h。对于无污泥处置的污水处理系统，化粪池容积还应包括贮存污泥的容积。2.2.1 设计目的设化粪池集中处理的目的是将上火污水红的固形物进行厌氧硝化，使其水解成小分子、可溶性物质，以便于后继的生化处理。同时减少固体废物的排放。由于生活污水中粗大悬浮物较多，需经化粪池初级处理后方可接入中水处理系统作为中水水源，整个小区设计一座化粪池，停留时间为24h。2.2.2 设计计算由于设计时处于地下，池底为-10.6m,化粪池水面高度为-3.1m所以面积为A=20007.5266.7m2确定化粪池长为23m,宽为12m（采用一体式处理工程设施，各构筑物均建在一块混凝土

32、底板上，各构筑物互相紧邻，共用池壁，各构筑物的长度尺寸于整个平面布置有关。）2.3 调节池尺寸设计计算调节池（adjustingtank）对于有些反应，如厌氧反应对水质、水量和冲击负荷较为敏感，所以对于生活污水适当尺寸的调节池，对水质、水量的调节是厌氧反应稳定运行的保证。调节池的作用是均质和均量，一般还可考虑兼有沉淀、混合、加药、中和和预酸化等功能。2.3.1 调节池容积根据建筑中水设计规范，调节池有效容积为日处理量的30%-50%，取日处理量的40%为调节池的有效容积，则V=200OX40%=800m2.3.2 尺寸计算格栅栅前水位为-3.1m,设栅头损失0.2m,则栅后水位为-3.3此水位

33、即为调节池的最高水面水位。池底标高为-10.600m，调节池水深H=-3.3-10.600）m=7.3水泵最小启动水位初步定为0.4m,则调节池有效水深h=H-0.4=6.9m。2调节池面积AV/h800/6.9116m2池长为9.5宽12m（采用一体式处理工程设施，各构筑物均建在一块混凝土底板上，各构筑物互相紧邻，共用池壁，各构筑物的长度尺寸于整个平面布置有关。）2.4 CASS池设计计算CASS是一种具有脱氮除磷功能的循环间歇废水生物处理技术每个CASS反应器由3个区域组成，即生物选择区、缺氧区和主反应区。缺氧区不仅具有辅助厌氧或兼氧条件下运行的生物选择区对进水水质、水量变化的缓冲作用，同

34、时还具有促进磷的进一步释放和强化反硝化的作用。主反应区即好氧区，是去除营养物质的主要场所，通常控制ORP在100mV150mV,溶解氧DO在0m2.5mg/L。运行过程中，通常将主反应区的曝气强度加以控制使反应区内主体溶液处于好氧状态，完成降解有机物的过程，而活性污泥内部则基本处于缺氧状态，溶锵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。在CASS池末端设潜水泵，污泥通过潜水泵不断从主曝气区抽送至预反应区。2.4.1 污水水量与水质及处理要求污水处理水量：2000m3/d；总变化系数1.35污水水质：C

35、OD5：100mg/lBOD5：200mg/lSS:220mg/sN:15mg/l处理要求：污水经二级处理后应符合以下具体要求：CODcr50mg/lBOD510mg/lSS20mg/lN10mg/l2.4.2 设计计算曝气时间ta设混合液污泥浓度X2500mg/L,污泥负荷Ns0.1kgBOD5/kgMLSS,充水比0.24，曝气时间ta为:ta24 S024 0.24 200NSXS0.1 25004.6 5(h)沉淀时间ts当污泥浓度小于3000mg/L时，污泥界面沉降速度为:u7.4104Tx1.7式中，T为污水温度。设污水温度T10度，污泥界面沉降速度:417417u7.4104TX

36、7.41041025001.24(m/h)设曝气池水深H=4.5m设缓冲层高度0.5m,沉淀时间ts为:0.244.50.51.271.5(h)1.24运行周期t设排水时间td0.5h,运行周期ttatstd51.50.57(h)每日周期数：n2243.57(4)曝气池容积V采用容积负荷法计算：Q(SaSe)NeNwf式中：Q-设计水量2000n3/dNw-混合液MLSS亏泥浓度(kg/m3),一般取2.5-4.0kg/m3,设计为3.5kg/m3Ne-BOD5-泥负荷，一般为0.05-0.2(kgBOD5/kgMLSSd),设计为0.08kgBOD/kgMLSSdSa-进水BO湫度,200/

37、LSe-出水BODM度,10mg/Lf-混合液中挥发性悬浮固体浓度与总悬浮固体浓度的比值，一般为0.7-0.8,设计为0.752000(20010)1033b3V()1809.52m3,取1800m0.083.50.75设计为池子个数N1=2(个)则单池容积为1800+2=900m。(5)外形尺寸池内最大水深一般为3-5m,设计为H=4.5m)则单格池面积A:VA n1H18003 4.52=134m运行周期设计为7h,则1日内循环的周期数N2=24+7=3.5池内设计最高水位至浮水机排放最低水位之间的高度H:HiQN1 N2 A20003 3.5 134=1.42m,池内混液污泥浓度设计为N

38、w=3.5g/L污泥体积指数SVI=150则浑水结束时泥面高度H2:H2=HXNwSVIX10-3=4.5X3.5义150X10-3=2.4m。撇水水位和泥面之间的安全距离H：:H3=H-(H+H)=4.5-(1.42+2.4)=0.68m池子超高取H4=0.5m则池总高度H=H+0.5=5.0m宽高比要求B:H=1-2,长宽比要求L:B=4-6取宽B=6.5m,贝U长L=200+6.5=31m(6)复核出水溶解性BOD5根据设计出水水质，出水溶解性BOD5应小于10mg/L.计算出水溶解性BOD5:Se24624 K2Xftan224200240.02225000.7553.56.5(mg/

39、L)计算结果满足设计要求(7)计算剩余污泥量10c时活性污泥自身氧化系数:Kd(10)Kd(20)tT200.061.04(1020)0.041剩余生物污泥量XV:XvXftaKdVfnn21000242006.5250050.620000.04118000.7513.51000100024131.3(kg/d)剩余非生物污泥Xs：Xs Q(1 fbf)Co Ci1000200202000(10.70.75)1000171(kg/d)剩余污泥总量:剩余污泥浓度XVXS 131.3 171 302.3(kg/d)Nr：NrNw1O2a QSr b VX v25003290(mg/L)10.24剩

40、余污泥含水率按99.7%计算，湿污泥量为92m3/d。(8)负荷浑水高度h1曝气池有效水深H=4.5m,浮水高度九：h1黑工需1.43m,设定建7K高度为1.4复核结果与设定相同浮水器的选择选才?BSL型连杆式旋摆浮水器型号BSL-100浮水能力100m/h出水管直径250浮水高度1-5m标准需氧量标准需氧量计算公式式中:O2混合液需氧量，kg/da-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IkgBOM需氧量，以kg计，取0.5;Q-污水流量,2000m3/dSr-经活性污泥微生物代谢活动被降解的有机污染物量，以BO阴，Sr=(20010)X10-3；b-活性污泥

41、微生物通过内源代谢的自身氧化过程的需氧率，即每kg活性污泥每天自身氧化所需氧量，以kg计，取0.15；V-曝气池容积，1800吊；3Xv-单位曝气池容积内的挥发性悬浮固体(MLVSS量，取2.5kg/m。则:O20.52000(20010)1030.1518002.5865cg/d36kg/h空气用量：O236332600m3/h10m3/min0.3Ea0.30.20,90024最大气水比二10.82000(10)曝气池布置曝气池共设2座，每座池长31ml宽6.5m水深4.5m,超高0.5m有效体积为1843m3,其中预反应区长6ml占曝气7&容积的19%选择区容积CAS也中间设1-

42、2道隔墙，将池体分隔成微生物选择区和主反应区两部分。靠进水端为生物选择区，其容积为CAST也总容积的20%£右，另一部分为主反应区。选择器的类别不同，对选择器的容积要求也不同。设计在CASS也内设两道隔墙，按长度方向分为厌氧区，兼氧区，好氧区，长度比要求按1:5:30设计，分别为2.0m,4.0m,25.0m。连通孔口尺寸在厌氧区和好氧区的隔墙底部设置连通孔，连通预反应区与主反应区水流，连通孔数的确定为n3=2Q1孔口面积Ai(BLiH1)-24n1n3vv式中：H设计最高水位至浮水机排放最低水位之间的高度，1.42m;V一孔口流速(20-50m/h),取v=40m/hL1一选择区的

43、长度，4.5m。则：2000122A(6.54.51.42)1.05mm24324040孔口尺寸设计为：1.0mx1.05m排水系统设计为了保证每次换水水量及时排除以及排水装置运行需要，将排水口设在最低水位以下0.6m,最高水位以下1.4m处。单池每周期排水量为：6.5X31X1.42=286.2m3排水时间设计为60min每池设一个浮水器，浮水器流量为:286.2+(60+60)=286.2m3/h选择排水管管径为DN300浮水器排水过程中能随水位的下降而下降，使排出的上清液始终是上层清液。为防止水面浮渣进入浮水器被排走，浮水器排水口一般都淹没在水下一定深度。(11)中间水池本设计中中间水池

44、的作用主要是贮存、调节CASS也排出的水量，以便后续三级深度处理能顺利进行。CASS也每个周期为7小时，每个周期浮水器在60min钟内排出的水量为：34.5X6.5X31X1.42=1287.585m3后续中水平均处理流量为：1287.585+3=429.2川山，设计为450m/h中间水池所需最小容积为：1287.585-450X(60+40)=612.6m3设计中间水池的容积为：600m3设中间水池有效水深7.2m,长设为14ml宽为6m福才:口，n = n =仁。up h| n u p nf one h - up = trnp rr n 匚 o zr u c n=ha=.g-y-g 噌|&

45、#163;?££*+ f 可, 4 4 0 * 口 er 七 e=&-e=fr*寺»学中号4*-X4-c «-=>-«-_ 餐餐口餐一”*卡少，争0*、二 12 二 C» 二二占一->64.工 4-0-0 -jr-ek新0 b*3rO+FIhA-M-VV /V V/星 巳U D 1 F T F n F白点近E gQQ 7号7*，/干斤，事,十年的干子亍手1,a;瓷池平制图CASS池黑剖聋顼雪毁3回用系统的设计计算3.1 过滤器的选择根据处理后的SS值及处理水量，选用SJT-G-2型固定式滤水器。1 .特点滤水器具有

46、结构设计合理、占地面积小、流量大；滤水部分采用不锈钢材料，强度高，使用寿命长等特点。2 .工作原理本设备由操作机构（手动或电机行星摆针减速机）、简体、滤网及支架、进出水管等组成。水由设备进水口接入经滤网截留水中的悬浮物，除去水中的赃物，使污水得到净化作用。3 .主要设计参数进出水管DN100流速3m/s流量95n3/h,排水管d=50,外型尺寸A=768B=634350质量m=108kg3.2 消毒池的计算臭氧的杀菌能力在于其本身具有的强力氧化作用。与臭氧同具强大氧化力的气体是氯、氟、溴等。其中存在于自然界中最强力的氧化剂是氟，其次即为臭氧。氟是易与其他物质化合的卤素元素之一，处理时需着防护服

47、。臭氧同具强力氧化效果，且瞬间就能恢复为氧。氧化后对身体无害，是完全安全的氧化剂。臭氧是一种广谱杀菌剂，可杀灭细菌繁殖体和芽孢、病毒、真菌等，并可破坏肉毒杆菌。臭氧在水中杀菌迅速较氯快，若单纯以杀菌力作比较，1ml臭氧的杀菌力为氯的三千倍；消毒力为甲酚原液的三百倍。甲酚并不能直接使用原液，必须稀释十倍后才能使用，所以，臭氧实际上的消毒力亦为甲酚的三千倍。3.2.1 消毒方式的选择采用加臭氧消毒的方式，向消毒池中加臭氧。臭氧消毒的优点：(1) 高效性臭氧消毒是以空气为媒质，不需要其它任何辅助材料和添加剂。消毒进行时臭氧发生器产生一定量臭氧，在相对密封的环境下，扩散均匀，包容性好，克服了紫外线杀菌

48、存在的诸多死角的特点，可达到全方位快速高效的消毒灭菌目的。另外，它的灭菌谱广，既可杀灭细菌繁殖体、芽胞、甲乙型肝炎病毒、真菌和原虫胞体等多种病毒，还可以破坏肉毒杆菌和毒素及立克次氏体等，同时还具有很强的除霉、腥、臭等异味的功能。长春二氧化氯发生器-长春紫外线杀毒设备-长春消毒灭菌设备(2) 经济性通过臭氧消毒灭菌在诸多制药行业及医疗卫生单位的使用及运行比较，臭氧消毒方法与其它方法相比具有很大的经济效益和社会效益。在当今工业快速发展中，环保问题特别重要，而臭氧消毒却避免了其它消毒方法产生的二次污染。(3) 高洁净性臭氧快速自然分解为氧的特性，是臭氧作消毒灭菌剂的独特优点。臭氧是利用空气中氧气产生

49、的，消毒氧化过程中，多余氧(O)在30min后又结合成氧分子(O2),不存在任何残留物，解决了消毒剂消毒方法产生的二次污染问题，同时省去了消毒结束后的再次清洁。臭氧是氧的同素异性体，常温下是一种不稳定的淡蓝色气体，有刺激腥味，微量时具有一种“清新”气味。臭氧具有极强的氧化能力，在水中的氧化还原电位2.07V，仅次于氟电位2.87V，居第二位，它的氧化能力高于氯(1.36V)二氧化氯(1.5V)。正因为臭氧具有强烈的氧化性，所以它对细菌、霉菌、病毒具有强烈的杀灭性，这种作用通常是物理、化学、生物学方面的综合效果。(4) 广普性臭氧几乎对所有病菌、病毒、霉菌、真菌及原虫、卵囊都具有明显的灭活效果，

50、且灭菌时间来说，迅速无比，是氯的300-600倍，紫外线的3000倍。臭氧的灭菌机理，Roy等研究报告，臭氧可破坏病毒衣壳蛋白的四条多肽链并使RNAS到损伤;Kim等报告，臭氧作用过程中，可使噬菌体中RNA®释放，电镜观察可见噬菌体被断裂成小的碎片。还有人认为，臭氧可与细菌细胞壁脂类双键反应，穿入菌体内部，作用于脂蛋白和脂多糖，改变细胞的通透性，从而导致细菌溶解和死亡。(5) 方便性臭氧灭菌器一般安装在洁净室内或空气净化系统中或灭菌设备内(如臭氧灭菌柜、传递窗等)。根据调试验证的灭菌浓度及时间，设置灭菌器的按时间开启及运行时间，操作使用方便。而用甲醛熏蒸消毒时间长，而臭氧消毒可以天天

51、定时开启使用。长春二氧化氯发生器-长春紫外线杀毒设备-长春消毒灭菌设备臭氧消毒的缺点:1、臭氧对物体有氧化性，主要是对天然橡胶或天然橡胶制品以及铜制品(有水汽存在时)有一定的腐蚀。对于其他材料因臭氧灭菌时间短腐蚀微弱可忽略不计。2、臭氧发生器工作时，不宜导入超过爆炸极限的易燃性气体。3、臭氧的穿透力弱，对物体纵深处细菌杀灭能力低。3.2.2 臭氧消毒的设计计算(1)设计流量为2000m3/d=84m3/h；按经验确需要臭氧发生器的产率为：0.27/70%0.38kgO3/h380mgO3/h选用SHF9鲫臭氧发生器型号为SHFqS1型臭氧发生量1000mg/h电源AC220V/50HZ功率20

52、0-400W选用两台一用一备。(2)臭氧接触池设臭氧接触池水力停留时间Y=10min,则臭氧接触池容积为：QT84203V28m6060采用单格接触池，设计水深4.5m,超高0.5m,接触池面积为:V282A-6.3mh14.5池宽取2m长取3.5m,则接触池容积为:33V23.54.531.5m28m(3)微孔扩散器的数量n设臭氧发生器产生的臭氧化空气中臭氧的浓度为20mg/n3,则臭氧化空气的流量10000.383/Q与19m3/h20选用刚玉微孔扩散器，每个扩散器的鼓气量为1.2m3/h,则扩散器的个数Q气19人n16个1.21.2(4)臭氧发生器的工作压力Ha接触池设计水深h=4.5m

53、ob布气装置的水头损失查表得，h217.2kPa1.72mH2。.c臭氧化空气管路损失h3。根据臭氧化空气流量、管径、管路布置计算管路的沿程损失和局部水头损失，取h30.5m0Hhlh2h34.51.720.56.72m(5)尾气处理采用霍加拉特催化剂分解尾气中臭氧，每1kg药剂可分解约27kg以上的臭氧，选用两个装设15kg催化剂的钢罐，交替使用，隔100h将药剂取出，烘干后继续使用。4污泥处理系统的设计4.1 污泥浓缩由于每日所产剩余污泥量太小，选取污泥浓缩罐进行污泥浓缩。根据计算结果每天所产剩余污泥为302.3kg/d12.6kg/h,由此选择污泥浓缩罐型号为2600mm3000mm,2

54、台。4.2 污泥脱水机选用上海宝山化工厂生产的GGT-1000型转鼓银压式污泥脱水机2台，脱水能力1.5-2.0m3/h,含水率约80%体积2n3。5污水厂总体布置5.1平面布置5.1.1平面布置概述（1）污水处理厂设施组成 生产性构（建）筑物生产性构（建）筑物分为污水、污泥处理设施。污水处理设施包括格栅间、集水井、化粪池、调节池、CASS也、中间水池、消毒池、鼓风机房、臭氧发生器房、加药机房等。污泥处理设施包括污泥浓缩罐、污泥脱水机。 辅助设施辅助设施分为生产和生活辅助设施。生产辅助设施包括综合办公楼（含化验室、中心控制室）、机修间、库房等。生活辅助设施包括食堂、浴室、门卫室等。 各类管道厂区管道包括污水工艺管道、污泥工艺管道、空气管道、超越管道、上清液回收管道、厂区给水管道、排水管道、加药管等。（2）污水处理厂平面布置一般原则a各处理单元构筑物的平面布置处理构筑物是污水处理厂的主体建筑物，在做平面布置时，应根据各构筑物的功能要求和水力要求，结合地形和地质条件，确定它们在厂区内平面的位置。对此，应考虑：b贯通、连接各处理构筑物之间的管、渠，使之便捷、直通，避免迂回曲折。c土方量做到基本平衡，并避开劣质土壤地段。d在处理构筑物之间，应保持