CASS工藝處理生活污水課程設計

1.工程概論 ②格柵間隙30～50mm～3柵渣/103m3污水.～0.15m。格柵尺寸計算設計參數(shù)確定：設計流量Q=8×m3/d，Kz=1.3，所以Qmax=×m3/d=m3/s設計三組格柵，兩個用一個備用。每一組又有中格柵和細格柵，中格柵采用圓形，細格柵采用迎水面為半圓形的矩形，都采用機械清渣。分流后每一組Qmax=0.60m3/s中格柵計算柵前流速：V1=/s，過柵流速：V2=/s；渣條寬度：s=，柵條間隙：b=；柵前部分長度：，格柵傾角：α=70°；單位柵渣量：柵條間隙取40mm時，w1=3柵渣/103設計中的各參數(shù)均按照規(guī)范規(guī)定的數(shù)值來取的。此設計中的粗格柵以及細格柵均采用鏈條式格柵除渣機。鏈條式格柵除渣機可以清除生活污水中長纖維和帶狀物，并且構(gòu)造簡單，占地面積小。(1)柵條間隙數(shù)：n==所以n取21個。式中：Qmax——最大設計流量，m3/s；b——柵條間隙，m；h——為柵前水深，m，本設計h??；v——為污水流經(jīng)格柵的速度，m/s；——為格柵安裝傾角，（）；（2）柵槽總寬度（柵槽寬度一般比格柵寬0.2~,?。菏街校築——為格柵槽寬度，m；S——為柵條寬度，m；b——為柵條間隙，m；n——為柵條間隙數(shù)。（3）過柵水頭損失h0，通過格柵的水頭損失h2可按下式計算：m式中：h2——為過柵水頭損失，m；h0——為計算水頭損失，m；——為阻力系數(shù)，與柵條斷面形狀有關，當柵條斷面采用圓形時=1.79。；g——為重力加數(shù)度，取m/s2;k——為系數(shù)，格柵受污物堵塞后，水頭損失增大倍數(shù)，一般采用k=3。（4）柵后槽總高度（H）本設計取柵前渠道超高h1=，則柵前槽總高度式中：H——為柵后槽總高度，m；h——為柵前水深，m；h1——為格柵前渠道超高，一般取h1=h2——為格柵水頭損失，m。（5）柵槽總長度L進水渠道漸窄部分的長度計算：m（其中α1為進水渠展開角，取α1=）柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度：m所以，m式中：L——格柵總長度，m；L1——進水渠道漸寬部位的長度，m；L2——格柵與出水槽道連接處的漸窄部位的長度，一般取L2=1，m；H1——格柵前槽總高度，m，H1=h+；B1——進水渠道寬度，m；1——進水渠道漸寬部位展開角度，一般取20。（6）每日柵渣量.式中：W1——柵渣量（m3/103m3污水），取0.1～0.01，粗格柵用小值，細格柵用大值，中格柵用中值；經(jīng)計算W=2>0.2m3/d，故應采用機械清渣。3.1.4細格柵設計計算細格柵的設計和中格柵相似。設計參數(shù)確定：Qmax=/s柵前流速：V1=/s，過柵流速：V2=/s；渣條寬度：s=，柵條間隙：b=；柵前部分長度：，格柵傾角：α=70°；設計中的各參數(shù)均按照規(guī)范規(guī)定的數(shù)值來取的。（1）柵調(diào)間隙數(shù)式中：Qmax——最大設計流量，m3/s；——柵條間隙，m；——為柵前水深，m，本設計h取米；——為污水流經(jīng)格柵的速度，m/s；——為格柵安裝傾角，（）；(2)柵槽總寬度:=2.27m式中：B——為格柵槽寬度，m；S——為柵條寬度，m；b——為柵條間隙，m；n——為柵條間隙數(shù)。(3)過柵水頭損失h0，通過格柵的水頭損失h2可按下式計算式中：h2——為過柵水頭損失，m；h0——為計算水頭損失，m；——為阻力系數(shù)，為阻力系數(shù)，與柵條斷面形狀有關，當柵條斷面采用迎水面為半圓的矩形時=1.83。g——為重力加數(shù)度，取/s2;k——為系數(shù)，格柵受污物堵塞后，水頭損失增大倍數(shù)，一般采用k=3。（4）柵后槽總高度（H）本設計取柵前渠道超高h1=，則柵前槽總高度式中：H——為柵后槽總高度，m；h——為柵前水深，m；h1——為格柵前渠道超高，一般取h1=h2——為格柵水頭損失，m。（5）柵槽總長度L進水渠道漸窄部分的長度計算：（其中α1為進水渠展開角，取α1=）柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度：m所以式中：L——格柵的總長度，m；L1——進水渠道漸寬部位的長度，m；L2——格柵與出水槽道連接處的漸窄部位的長度，一般取L2=1，m；H1——格柵前槽總高度，m，H1=h+h2；B1——進水渠道寬度，m；1——進水渠道漸寬部位展開角度，一般取20（6）每日柵渣量在格柵間隙在30mm的情況下，每日柵渣量為：式中：W——為每日柵渣量，m3/d；W1——單位體積污水柵渣量，m3/（103m3），格柵間隙為16~25mm時W1~3（103m3），本設計中W經(jīng)計算柵渣量W=4m3/d>0.2m3.2沉砂池污水在遷移、流動和匯集過程中不可避免會混入泥砂。污水中的砂如果不預先沉降分離去除，則會影響后續(xù)處理設備的運行。最主要的是磨損機泵、堵塞管網(wǎng)，干擾甚至破壞生化處理工藝過程。沉砂池主要用于去除污水中粒徑大于，密度大于2.65t/立方米的砂粒，以保護管道、閥門等設施免受磨損和阻塞。其工作原理是以重力分離為基礎，故應將沉砂池的進水流速控制在只能使比重大的無機顆粒下沉，而有機懸浮顆粒則隨水流帶起立。/s，停留時間應大于30秒。沉砂含水率為60%，容重1.5t/m3。采用機械刮砂，重力或水力提升器排砂。沉砂池的選型沉砂池主要用于去除污水中粒徑大于，密度3的砂粒，以保護管道、閥門等設施免受磨損和阻塞。沉砂池有平流式、豎流式、曝氣式和旋流式四種形式。由于旋流式沉砂池有占地小，能耗低，土建費用低的優(yōu)點；豎流式沉砂池污水由中心管進入池后自下而上流動，無機物顆粒借重力沉于池底，處理效果一般較差；區(qū)旗沉砂池則是在池的一側(cè)通入空氣，使污水沿池旋轉(zhuǎn)前進，從而產(chǎn)生與主流方向垂直的橫向恒速環(huán)流。砂粒之間產(chǎn)生摩擦作用，可使沙粒上懸浮性有機物得以有效分離，且不使細小懸浮物沉淀，便于沉砂和有機物的分別處理和處置。平流式沉砂池具有構(gòu)造簡單、處理效果好的優(yōu)點。本設計采用平流式沉砂池。設計資料1.沉砂池表面負荷200m3/(m2h),水力停留時間50s2.進水渠道直段長度為渠道寬度的7倍，并不小于4.5米3.進水渠道流速，在最大流量的40%-80%的情況下為/s，在最小流量時大于/s；但最大流量時不大于/s；4.出水渠道與進水渠道的夾角大于270度，以最大限度的延長水流在沉砂池中的停留時間，達到有效除砂的目的。兩種渠道均設在沉砂池的上部以防止擾動砂子；5.出水渠道寬度為進水渠道的兩倍。出水渠道的直線段要相當于出水渠道的寬度；6.沉砂池前應設格柵。沉砂池下游設堰板，以便保持沉砂池內(nèi)需要的水位；7.沉砂池得座數(shù)或分格數(shù)不得少于兩個，宜按并聯(lián)系列設計。污水量較小時，一備一用;較大時，同時工作；8.設計流量的確定一般按最大設計流量計算；9.設計有效水深應不大于，一般采用0.25~，每格池寬不宜小于，超高不宜小于；10.沉砂量的確定，生活污水得沉砂量一般按每人每天0.01~;11.池底坡度一般為0.01~0.02，并可根據(jù)除砂設備要求，考慮池底得外形。設計參數(shù)確定設計三個沉砂池，兩個使用，一個備用，每個沉砂池分成四個格一共八個斗。設計參數(shù)：池內(nèi)流速：0.15m3/s<v<0.3m3/s取v=停留時間：30s<t<60s取t=50s有效水深：<h<設計中的各參數(shù)均按照規(guī)范規(guī)定的數(shù)值來取的。3計算過程（1）沉砂池長度m式中：L——為沉砂池長度（m）；V——為最大設計流量時流速（m/s）；t——為最大設計流量時的停留時間（s）；

（2）水流斷面面積式中：A——為每格水流斷面面積（m2）；——為最大設計流量（m3/s）。沉砂池總寬度式中：B——池總寬度，m；——設計有效水深，m。貯泥區(qū)所需容積：設計清楚塵砂的間隔時間T=2d，即考慮排砂間隔天數(shù)為2天，則沉砂斗容積：式中：V——為貯砂斗所需容積，m3；T——為排砂時間間隔，d；X——為城鎮(zhèn)污水沉沙量，一般采用/m3；KZ——污水流量總變化系數(shù)；（每格沉砂池設兩個沉砂斗，四格共有八個沉砂斗）每個沉砂斗的容積：m3（6）沉砂斗各部分尺寸計算設計斗底寬b1=，斗壁與水平面的傾角為55°，斗高h3'=5m，則沉砂斗上口寬：式中：b2——為貯砂斗上口寬(m)；h3'——為貯砂斗高度(m)；——斗壁與水平面的傾角（o）。b1——為貯砂斗下底寬（m）；沉砂斗容積：（V1=8m3≥m式中：V1——為貯砂斗容積（m3）；（7）沉砂池高度采用重力排砂，設計池底坡度為0.06，坡向沉砂斗長度：式中：L——為沉砂部分的長度（m）；——為二沉砂斗之間的壁厚，一般取經(jīng)驗值。則貯砂室的高度為h3：池總高度H（m）：（超高一般取h1=）（8）校核最小流量時的流速式中：Qmin——設計最小流量（m3/s）；n1——最小流量時工作的沉砂池數(shù)目；——最小流量時沉砂池的過水斷面面積（m2）；則>/s，符合要求.3.3調(diào)節(jié)池倍的平均時水量，調(diào)節(jié)池設兩個。

（1）設計進水量Q：，取Q=3334

（2）停留時間t：取設計停留時間t＝9.0h

（3）有效容積V：V＝Qt/2＝3334×9.0/2＝15003（m3）

（4）有效水深h：有效水深采用h＝5.0m

（5）池子的面積F：

（6）池子的平面尺寸：采用L×B＝50m×60m

（7）池子的總高度H：設超高h1＝固H＝h＋h1＝5.0＋0.5＝5.5（m）

（8）池子的幾何尺寸：采用L×B×H＝50m×60m×53.4CASS反應池CASS反應池沿長度方向分為兩部分，前部為生物選擇區(qū)也稱預反應區(qū)，后部為主反應區(qū)，在主反應區(qū)后部安裝了可升降的潷水裝置，實現(xiàn)了連續(xù)進水間歇排水的周期循環(huán)運行，集曝氣、沉淀、排水于一體。CASS工藝是一個好氧/缺氧/厭氧交替運行的過程，具有一定脫氮除磷效果，廢水以推流方式運行，而各反應區(qū)則以完全混合的形式運行以實現(xiàn)同步硝化一反硝化和生物除磷。設計參數(shù)確定考慮格柵和沉砂池可去除部分有機物及SS，取COD,去除率為20%，SS去除率為35%。此時進水水質(zhì)：COD=250mg/L×（1-20%）=200mg/LBOD5=130mg/L×（1-20%）=104mg/LSS=180mg/L×（1-35%）=117mg/L混合液懸浮固體濃度（MLSS）：Nw=3200mg/L，一般取3000～5000mg/L反應池有效水深H一般取3-5m,本水廠設計選用充水比：λ==BOD-污泥負荷（或稱BOD-SS負荷率）（Ns）Ns=Ns——BOD-污泥負荷（或稱BOD-SS負荷率）,kgBOD5/(kgMLSS·d)；K2——有機基質(zhì)降解速率常數(shù)，L/(mg·d),生活污水K2取值范圍為0.0168-0.0281，本水廠取值0.0244；η——有機基質(zhì)降解率，%；η=——曝氣池出水的平均值，mg/L；懸浮固體濃度的比值，一般在生活污水中，f值為0.7-0.8,本水廠設計選用0.75。代入數(shù)值，得η=之后把本數(shù)值代入得Ns==0.45kgBOD5/(kgMLSS·d)反應池設計計算（1）曝氣時間TA，取h式中：TA—曝氣時間，hS0—進水平均BOD5，㎎/Lm—排水比Nw—混合液懸浮固體濃度（MLSS）：X＝3200mg/L(2)沉淀時間TS活性污泥界面的沉降速度與MLSS濃度、水溫的關系，可以用下式進行計算。Vmax=7.4×104×t×XO-1.7(MLSS≤3000)Vmax=4.6×104×XO(MLSS≥3000)式中Vmax—活性污泥界面的初始沉降速度。t—水溫，℃X0—沉降開始時MLSS的濃度，X0＝Nw=3200mg/L，則Vmax=×104×3200-1.26=m/s沉淀時間TS用下式計算，T取h式中：TS—沉淀時間，h

；H—反應池內(nèi)水深，m；—緩沖層高度，取m。（3）運行周期t根據(jù)城市污水處理廠運行經(jīng)驗，本水廠設置排水時間，閑置時間取h運行周期T=TA+TS+TD+=1.5=4h每日運行周期數(shù)t==6(4)CASS池容積曝氣池個數(shù)n=4（共5個，一個備用），每座曝氣池容積為,取V=10834(5)CASS池外形尺寸（ⅰ）因反應池形狀以矩形為準，池寬與池長之比大約為1：1～1：2，水深3～6米。故取L=60m，H=5mB=（ⅱ）CASS池總高，H0（m）取池體超高，則H0=H＋＝5.5m（ⅲ）微生物選擇區(qū)L1，（m）CASS池中間設1道隔墻，將池體分隔成微生物選擇區(qū)（預反應區(qū)）和主反應區(qū)兩部分?？窟M水端為生物選擇區(qū)，其容積為CASS池總?cè)莘e的10%左右，另一部分為主反應區(qū)。選擇器的類別不同，對選擇器的容積要求也不同。L1＝10﹪L=10%60=6m（ⅳ）反應池液位控制排水結(jié)束時最低水位（m）基準水位h2為5m；超高m；保護水深=1m污泥層高度（m）則：撇水水位和泥面之間的安全距離，H2=hs=2(6)復核出水溶解性BOD5Se==mg/L<20mg/L設計結(jié)果滿足設計要求。(7)計算剩余污泥量理論分析，知溫度較低時，產(chǎn)生生物污泥量較多。本設計時活性污泥自身氧化系數(shù)為：剩余生物污泥量：(Kg/d)剩余非生物污泥量：公式中，——進水VSS中可生化部分比例，取fb=0.7；C0——設計進水SS，m3/d；——設計出水SS，m3/d；剩余污泥總量：剩余污泥濃度NR：NR=剩余污泥含水率按99.3%計算，濕污泥量為(8)污泥泥齡(9)復核潷水高度曝氣池有效水深H=5m，潷水高度為復核結(jié)果與設定結(jié)果相同。(10)設計需氧量設計需氧量包括氧化有機物需氧量、污泥自身需氧量。=18160(㎏O2/d)式中Oa—需氧量，㎏O2/d；—活性污泥微生物每代謝1㎏BOD需氧量，一般生活污水取為㎏～㎏，本設計取㎏；—1㎏活性污泥每天自身氧化所需要的氧量，一般生活污水取為㎏～㎏，本設計取4㎏。(11)標準需氧量假設工程所在海拔高度900m，大氣壓力p為，壓力修正系數(shù)為微孔曝氣頭安裝在距池底處，淹沒深度,其絕對壓力為微孔曝氣頭氧轉(zhuǎn)移率為20%，氣泡離開水面時含量為水溫，清水氧飽和度為8.4mg/L，曝氣池內(nèi)平均溶解氧飽和度為標準需氧量為空氣用量最大氣水比=463667/800003.5接觸消毒池與加氯間設計說明設計流量Q=80000m3/d=設計計算（設置消毒池二座,每座分兩格池體容積）V=QT=×0.5=m3每座容積為V1=÷m3消毒池池長L=21m，每格池寬b=接觸消毒池總寬B=nb=2×5.0=m接觸消毒池有效水深設計為H1=4m加氯量計算設計最大投氯量為5.0mg/L；每日投氯量為W=250kg/d=/h。選用貯氯量500kg的液氯鋼瓶，每日加氯量為0.5瓶，共貯用10瓶。每日加氯機兩臺，一用一備；單臺投氯量為10~20kg/h。污泥濃縮池污泥濃縮主要是減小污泥體積，降低污泥含水率，為污泥消化處理提供方便。污泥中所含水大致分為四類：顆粒間的孔隙水，約占總水分的70%;毛細水，約占20%；污泥顆粒附水和顆粒內(nèi)部水約占10%。濃縮法主要降低的是污泥的孔隙水。污泥中采用重力濃縮。點：污泥含水率可以從99%降低至96%，污泥體積可減小3/4，含水率從97.5%降低至95%，可減小1/2，為后續(xù)處理創(chuàng)造條件。（1）污水處理系統(tǒng)每日排出污泥干重W==391.6(kg/h)污泥含水率P1=99.0%污泥流量 Qw=/(1%×1000)=m3/設計濃縮后含水率P2=96%設計固體負荷q=.SS/(m2×h)-1（2）濃縮池池體計算濃縮池所需表面面積A：A=QC/q=W/q=/2=m2濃縮池設一座每座面積Ai=濃縮直徑D=（4Ai/π）1/2=16m水力負荷uu=Qw/Ai=÷24÷=m3/(m2則有效水深h1=uT=0.20×12=m（3）排泥量與存泥容積設計污泥層厚度為，池底坡度為0.02，坡降為，則存泥區(qū)容積為：式中：——泥斗傾角，為保證排泥順暢，圓形污泥斗傾角本設計取55；——污泥斗上口半徑（m）；本設計?。弧勰喽返撞堪霃?m)，本設計??；存泥時間T=/h（4）濃縮池總深度H有效水深h1=2.4m；緩沖層高度h2=；存泥區(qū)高度h3=；池體超高h4=；池底坡降h5=；則濃縮池總深度為H=h1+h2+h3+h4+h5==另外，池中心排泥積泥斗高H6=1.53.7污泥貯存池濃縮后排出含水率P2=96.0%的污泥Qw=×103/(4%×1000)=40.5m3/d=/h貯泥池貯泥時間設計貯泥池池長為L×B×H=××貯泥分為兩格，貯泥池有效容積為V=125m34.污水處理廠總體布置污水處理廠廠區(qū)平面布置遵循國家有關標準和規(guī)范進行。本設計將污水處理廠廠區(qū)平面按功能區(qū)劃分，并進行相關布置。廠區(qū)分為辦公生活服務區(qū)，污水處理區(qū)，污泥處理區(qū)三大部分，各區(qū)既相互獨立又相互聯(lián)系，最大限度的減小占地和管道連接，又便于管理。由于污水處理廠平面布置的合理與否直接影響用地面積、日常的運行管理與維修條件，以及周圍地區(qū)的環(huán)境衛(wèi)生等，所以污水處理廠的平面布置應遵循如下基本原則：1.處理構(gòu)筑物與生活、管理設施宜分別集中布置，其位置和朝向力求合理，生活、管理設施應與處理構(gòu)筑物保持一定距離。功能分區(qū)明確，配置得當，一般可按照廠前區(qū)、污水處理區(qū)和污泥處理區(qū)設置。2.處理構(gòu)筑物宜按流程順序布置，應充分利用原有地形，盡量做到土量平衡。構(gòu)筑物之間的管線應短捷，避免迂回曲折，做到水流暢通。3.處理構(gòu)筑物之間的距離應滿足管線（閘閥）鋪設施工的要求，并應是操作運行和檢修方便。對于特殊構(gòu)筑物（消毒池、貯氣罐）與其他構(gòu)筑物（建筑物）之間的距離，應符合國家《建筑設計防火規(guī)范》（GB50016--2006）及地方現(xiàn)行防火規(guī)范的規(guī)定。4.處理廠內(nèi)的雨水管道、污水管道、給水管道、電氣管道等管線應全面安排，避免相互干擾，管道復雜時可考設計管廊。5.考慮到處理廠發(fā)生事故與檢修的需要，應設置超越全部處理構(gòu)筑物的超越管、單元處理構(gòu)筑物之間的超越管和單元構(gòu)筑物的放空管道。并聯(lián)運行的處理構(gòu)筑物間應設均勻配水裝置，個處理構(gòu)筑物系統(tǒng)間應考慮設置可切換的連通灌渠。6.產(chǎn)生臭氣和噪音的構(gòu)筑物（如集水井、污泥池）和輔助建筑物（如鼓風機房）的布置，應注意其對周圍環(huán)境的影響。7.設置通向各構(gòu)筑物和附屬建筑物的必要通道，滿足物品運輸、日常操作管理和檢修的需要。污水廠應設置通向各構(gòu)筑物和附屬建筑物的必要通道，通道的設計應符合下列要求：（1）主要車行道的寬度：單車道為3.5～4.0m，雙車道為6.0～7（2）車行道的轉(zhuǎn)彎半徑宜為6.0～10.0m（3）人行道的寬度宜為1.5～2.0m；（4）通向高架構(gòu)筑物的扶梯傾角一般宜采用30°，不宜大于45°；（5）天橋?qū)挾炔灰诵∮?；?）車道、通道的布置應符合國家現(xiàn)行有關防火規(guī)范要求，并應符合當?shù)赜嘘P部門的規(guī)定。8.處理廠內(nèi)的綠化面積一般不小于全廠總面積的30%。9.對于分期建設的項目，應考慮近期和遠期的合理布置，以利于分期建設。10.污水廠周圍根據(jù)現(xiàn)場條件應設置圍墻，其高度不宜小于。11.污水廠的大門尺寸應能容運輸最大設備或部件的車輛出入，并應另設運輸廢渣的側(cè)門。12.污水廠并聯(lián)運行的處理構(gòu)筑物間應設均勻配水裝置，各處理構(gòu)筑物系統(tǒng)間宜設可切換的連通管渠。13.污水廠內(nèi)各種管渠應全面安排，避免相互干擾。管道復雜時宜設置管廊。處理構(gòu)筑物間輸水、輸泥和輸氣管線的布置應使管渠長度短、損失小、流行通暢、不易堵塞和便于清通。各污水處理構(gòu)筑物間的管渠連通，在條件適宜時，應采用明渠。管廊內(nèi)宜敷設儀表電纜、電信電纜、電力電纜、給水管、污水管、污泥管、再生水管、壓縮空氣管等，并設置色標。管廊內(nèi)應設通風、照明、廣播、電話、火警及可燃氣體報警系統(tǒng)、獨立的排水系統(tǒng)、吊物孔、人行通道出入口和維護需要的設施等，并應符合國家現(xiàn)行有關防火規(guī)范要求。14.污水廠應合理布置處理構(gòu)筑物的超越管渠。15.處理構(gòu)筑物應設排空設施，排出水應回流處理。16.污水廠宜設置再生水處理系統(tǒng)。17.廠區(qū)的給水系統(tǒng)、再生水系統(tǒng)嚴禁與處理裝置直接連接。18.污水廠的供電系統(tǒng)，應按二級負荷設計，重要的污水廠宜按一級負荷設計。當不能滿足上述要求時，應設置備用動