【城鎮(zhèn)污水生物處理工藝設計（論文）12000字】

城鎮(zhèn)污水生物處理工藝設計目錄TOC\o"1-3"\h\u31690第一章緒論 4322181.1課題研究意義與目的 439821.2城市污水特點及危害 515291.2.1城市污水的特點 516841.2.2城市污水的危害 6260791.3國內(nèi)外污水處理技術(shù)研究現(xiàn)狀 6160231.3.1國外污水處理技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 6171141.3.2國內(nèi)污水處理技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 729757第二章工藝方案選擇 8105572.1二級生物處理方案的對比選擇 8255242.2污泥處理和處置 11187162.3除臭處理工藝的確定 1214062第三章污水處理廠工程設計 13158794.1設計任務及數(shù)據(jù) 1330462一、課題的任務內(nèi)容： 1324963二、相關設計數(shù)據(jù)： 1384884.2設計依據(jù) 14261864.3污水廠中主要構(gòu)筑物的設計計算 14178244.4污水廠總平面圖及高程圖的布置 2210912第四章工程投資估算表 231289第五章建議 23摘要：本次畢業(yè)設計是針對四川市某城鎮(zhèn)10萬m3/d城市污水生物處理技術(shù)而進行工藝的初步設計，主要任務是完成此污水處理廠工藝流程的設計和各個處理構(gòu)筑物的設計圖以及高程圖，平面圖等。結(jié)合城鎮(zhèn)污水的水質(zhì)特征，通過對不同污水處理工藝的比較，最后確定工藝方法為SBR的改良版CASS工藝，CASS法具有抗沖擊能力強，建設費用低，工藝流程短出水水質(zhì)好等優(yōu)點。該污水處理廠的流程設計為：污水首先經(jīng)過格柵等預處理工序后，污水從泵房進入沉砂池，進入CASS池經(jīng)歷曝氣，沉淀，潷水階段，后進入濾池及消毒，除臭，最后出水；設計出水水質(zhì)滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》中一級標準。關鍵詞：改良SBR工藝；二級處理；污水處理廠；城鎮(zhèn)污水；工藝設計第一章緒論1.1課題研究意義與目的近四十年來，我國的經(jīng)濟呈現(xiàn)平穩(wěn)式發(fā)展，大幅度的提升綜合實力，已經(jīng)成為了世界上第二大經(jīng)濟體。然而在追求“又快又好”的發(fā)展路線中，相應的也付出了代價水環(huán)境污染、水資源緊缺、而這也成為了制約我國經(jīng)濟的重要影響因素之一，我們沒有處理好“經(jīng)濟與生態(tài)環(huán)境的平衡”，這是我國目前大多城市面臨的主要難題，由于粗放的經(jīng)濟發(fā)展方式，已經(jīng)嚴重破壞了自然環(huán)境，而這也成為了民生之患。據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，我國的水資源豐富程度排名世界第三，但是人均占有淡水量竟然是世界的第53位，中國的人均淡水資源是世界平均水平的1/4，不難看出我國現(xiàn)在屬于嚴重缺水國家。此外，由于污水沒有得到合理的排放，造成了很多城市出現(xiàn)其他生態(tài)環(huán)境漏洞，嚴重破壞了城市景觀，降低了人們的生活質(zhì)量。然而，治理水污染問題是一個長期復雜的目標，一方面，高質(zhì)量的發(fā)展必須是綠色、可持續(xù)的發(fā)展，比如我們要貫徹新發(fā)展理念，改造升級傳統(tǒng)行業(yè)，推進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)大的惡調(diào)整，，減少企業(yè)污染排放；另一方面，我們可以加快生態(tài)環(huán)境的建設，形成綠色生產(chǎn)方式和生活方式。數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示，2020年中國城市污水處理廠的數(shù)量達到2679座，雖然數(shù)據(jù)呈現(xiàn)不斷上升的趨勢，但相比于美國、日本、英國等國家，其二級污水處理程度已高達90%，我國污水處理還不達60%，正式因為這些國家的污水處理效率高，經(jīng)濟才得到了快速的發(fā)展，而我國在污水處理技術(shù)方面仍有很大發(fā)展空間。因此我們不僅要提高污水處理廠的建設數(shù)量，也要對舊污水處理廠進行整改，提高水廠的運行率，研究更高效的污水處理技術(shù)改善水質(zhì)，改善生態(tài)環(huán)境，促進水循環(huán)系統(tǒng)的生成。1.2城市污水特點及危害1.2.1城市污水的特點城市污水（municipalwastewater）指排入收集系統(tǒng)的生活污水，工業(yè)廢水和城市降雨徑流的混合水。1.城市污水的特點從物理特點和化學特點來分析：物理特點：顏色普遍為灰褐色，深褐色；有糞臭味和臭雞蛋味；水溫變化不大化學特點：城市污水具備生活污水的所有特征，典型生活污水水質(zhì)參數(shù)變化范圍可參考下表，一般：PH通常為6.5~7.5；可生化的污水BOD/COD≥0.3；懸浮固體SS比較高等。指標濃度（mg/L）高中低懸浮物SS350220105BOD520010050COD400150100總氮854020總磷1584總有機碳1000400250注：該表參考《給排水設計手冊》，非完整數(shù)據(jù)。2.水質(zhì)變化較大：根據(jù)城市污水中產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)所占的比例不同，其水質(zhì)變化不像城市污水那么穩(wěn)定，可能在同一時間段水質(zhì)各指標出現(xiàn)很大的差距。3.水量的浮動較大：城市污水的水量變化受城市人口總數(shù)量影響，人口流動較大的城市，污水量會隨著節(jié)假日和季節(jié)有很大的浮動區(qū)間。4.有機物含量低：據(jù)統(tǒng)計，中國城市污水中污泥有機物含量為50%，遠低于西方國家，可能是因為中國人的飲食結(jié)構(gòu)和生活習慣造成。1.2.2城市污水的危害1.危害人類健康：不合理規(guī)范的排放污水，導致污水流致城市各個角落，打破生態(tài)鏈，造成植物大面積枯萎，造成生物的滅絕，污染空氣環(huán)境，人類通過飲用水和食物鏈的關系，誘發(fā)疾病、傳染病、導致死亡。2.打破自然環(huán)境的平衡：造成水體的富營養(yǎng)化，從而導致水生動物及魚類的大量死亡，水體氣味變臭，人畜長期飲用富營養(yǎng)化的水也會中毒致病3.導致地下水硬度升高：人類長期飲用硬度高的水會使消化道紊亂，孕畜流產(chǎn)等，減少水壺與鍋爐的使用壽命；1.3國內(nèi)外污水處理技術(shù)研究現(xiàn)狀1.3.1國外污水處理技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀近年來，為解決水污染問題，許多發(fā)達國家紛紛投入巨資興建大型污水處理廠。其中有美國、英國、日本、法國等發(fā)達國家投入大量資金去整治因工業(yè)革命和經(jīng)濟發(fā)展帶來的污染問題。污水處理是促成經(jīng)濟發(fā)展的不可缺少的一部分，因此不難看出發(fā)達國家在這方面的經(jīng)驗比較成熟，經(jīng)濟與環(huán)境的相對平衡取得了一定的成效。19世紀90年代，許多發(fā)達國家的平均污水處理率超過80%，其中一些北歐國家的污水處理率接近100%，處理設施一般為中小型污水處理廠。例如美國的中小規(guī)模的污水處理廠約占總數(shù)的85%，以及其他比較典型的有日本東京的森琦污水處理廠，英國的貝克頓污水處理廠，美國洛杉磯的Hypenion污水處理廠等等。但根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，目前海外的污水處理更趨向于大規(guī)模，據(jù)統(tǒng)計，處理廠的規(guī)模越大，其在水質(zhì)水量調(diào)節(jié)及稀釋等方面有較明顯的優(yōu)勢，因此近年來許多國家都開始建造能夠日處理水量達到百萬噸及以上的大型污水處理廠，例如美國芝加哥西南區(qū)污水處理廠，其規(guī)模已接近500萬噸每天。同時城市污水深度處理技術(shù)逐步受到重視，其主要是為了使出水水質(zhì)達到更高的要求標準，其目的是針對一些需要特殊保護的水域，防止湖泊海洋的富營養(yǎng)化，主要引出的有日本應用的活性炭處理技術(shù)、美國研究成功的碳酸鎂法、以及深井曝氣法、生物轉(zhuǎn)盤法、投料活性污泥法等新工藝逐漸走進視野。1968年英國化學工業(yè)股份有限公司將深井污水處理技術(shù)應用于水后，日本、美國、加拿大等國家先后進行了研究，生產(chǎn)了化工廢水、食品廢水等處理設施。該工藝具有占地面積小、能耗低、處理效果好、投資少、抗沖擊負荷能力強等優(yōu)點，由于其在廢水處理的過程中顯示了極佳的效果，我國也推出了多種深井曝氣處理裝置，主要應用于食品廢水、印染廢水、化工廢水等,深井曝氣法處理污水的流程：廢水經(jīng)過沉淀池除去大懸浮物和沉砂后直接進入深井曝氣池。廢水和回流污泥混合，為廢水循環(huán)處理提供空氣，廢水中有機物經(jīng)微生物氧化分解，深井曝氣池混合液進入脫氣設備，分離出含有的小氣泡在活性污泥中。氣體去除后，混合液進入第二沉淀池，活性污泥在第二沉淀池沉淀，確定排液，部分沉淀污泥進入深井曝氣池，剩余活性污泥排出。生物轉(zhuǎn)盤是一種基于生物膜的污水處理技術(shù)。該工藝始于20世紀60年代的前德意志聯(lián)邦共和國，目前在歐洲、日本等國家得到廣泛應用，無需曝氣，無需污泥回流。在短接觸時間內(nèi)達到高凈化效果，同時節(jié)約能源。目前已廣泛應用于生活污水和工業(yè)廢水的處理，有機物的凈化機理與生物濾池基本相同，但其結(jié)構(gòu)與生物濾池不同。REF_Ref979\r[6]1.3.2國內(nèi)污水處理技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀我國污水處理項目落后于西方國家，仍有許多工作要做，但也取得了良好的效果。隨著我國水環(huán)境質(zhì)量的不斷提高，活性污泥法的普及率達到80%，在脫氮領域開發(fā)了許多先進的活性污泥處理技術(shù)，如sbr法等。我國目前仍處于發(fā)展階段，水環(huán)境管理存在著諸多制約因素。目前全國污染物年排放量約350億立方米，排水、綠化已成為自然排水，其中污水排放量占2200個縣、19200個市污水排放總量的一半以上。但這些中小城市的污水處理能力遠低于全國平均水平。我國城市污水處理能力增長緩慢的主要原因可歸結(jié)為以下三個方面：

1、污水處理技術(shù)較落后

我國大部分的污水處理技術(shù)在吸收和消化國外技術(shù)的同時，也遵循了歐美國家近百年來的處理渠道和技術(shù)。城市污水處理技術(shù)已經(jīng)取得了明顯的進步，但是我國現(xiàn)階段采用的污水處理技術(shù)與同期國外的技術(shù)水平相比依然還很落后，始終存在效率低、能耗高、修復率高、自動化程度低等缺點，從而將影響污水處理廠的投標競爭力。

2、資金短缺，投資力度需加強

城市污水處理系統(tǒng)是重要的城市基礎設施之一，是防治水污染、改善城市水環(huán)境質(zhì)量的重要手段。

我國的經(jīng)濟水平相比于發(fā)達國家還比較落后，可用于水污染防治措施的資金不足，因此完全照搬國外的技術(shù)和模式是不現(xiàn)實的，現(xiàn)階段想要依靠大規(guī)模建設城市污水處理廠來改善水環(huán)境的想法是不切合實際的，即使建設了城市污水處理廠，其高昂的運行維護管理費用也可能造成污水處理率低，水體污染嚴重，因此我們立志于在經(jīng)濟效益最大化的基礎上，從根本上解決水污染問題。據(jù)調(diào)查：我國污水處理設備運行狀況為正常三分之一、異常三分之一、休眠三分之一，污水處理廠的實際運轉(zhuǎn)率只有50%，我國污水的實際處理率遠遠低于污水處理設施的處理能力。3、管理不到位

傳統(tǒng)的污水處理工藝比較復雜，由于我國技術(shù)水平低，操作人員管理水平低，已建設的污水處理廠無法正常工作，這嚴重制約了城市污水處理廠的正常運行。因此，探索和開發(fā)適合我國國情的污水處理技術(shù)，掌握具有代表性的污染源處理技術(shù)和中小城市污水處理技術(shù)是必然的。城市污水廠污泥處置現(xiàn)狀及問題我國城市污水廠對污泥處置的現(xiàn)狀來看,主要存在以下問題:

(1)污泥大量采用填埋和棄置堆放方式,部分已造成生態(tài)環(huán)境的安全隱患、占用土地和填埋場運行困難等問題。

缺少污泥處理處置的建設和運行經(jīng)費,污水處理收費標準達不到污泥處置運行費用的要求。

(3)缺乏污泥處理處置建設和運行經(jīng)驗,目前投運的堆肥制肥、干化焚燒和建材利用等項目大部分都是近幾年才建成的。

(4)在熱電廠焚燒的污泥項目存在熱電設備故障檢修或因供電季節(jié)性波動停產(chǎn)或減產(chǎn)對污泥處置造成的影響。

(5)項目用地、資金配套、稅收、焚燒發(fā)電上網(wǎng)電價等政府扶植政策不完善。

(6）缺少相應的技術(shù)標準、規(guī)范和污泥處置專項規(guī)劃?！爸厮p泥”思想和污染轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象不符合科學發(fā)展觀的要求。(7)污泥含水率普遍高達80%,直接外運填埋不滿足國家相關政策。

僅采用濃縮、脫水等處理,泥餅含水率普遍高達80%。如運往垃圾場填埋，則由于污泥細小，可能造成垃圾場滲濾收集系統(tǒng)的堵塞。于污泥的含水率、粘度高給填埋操作也會帶來困難。污泥的流變性又使得填埋體易變形和滑坡,成為人為的沼澤地,給填埋場帶來極大安全隱患。

(8)污水處理廠內(nèi)污泥減量化能力嚴重不足。

正常運行的城市污水處理廠天都需要處理大量的剩余污泥。這些污泥產(chǎn)量大，含水率高,呈糊狀，給儲存、處理、運輸?shù)拳h(huán)節(jié)造成極大困難。

(9)二次污染無法避免

污泥是污水中各種污染物的轉(zhuǎn)移產(chǎn)物,是細菌、病原體、病毒等微生物的生存場所各種有毒有害物質(zhì)都有可能在污泥中存在，如處理不當，造成二次污染或進入人類的食物鏈則勢必會形成比污水危害更大的污染第二章工藝方案選擇2.1二級生物處理方案的對比選擇2.1.1生物處理可行性分析好氧呼吸參量法是通過測定COD、BOD等水質(zhì)指標的變化以及呼吸代謝過程中的O2或CO2含量(或消耗、生成速率)的變化來確定某種有機污染物(或廢水)可生化性的判定方法。根據(jù)所采用的水質(zhì)指標，主要可以分為:水質(zhì)指標評價法、微生物呼吸曲線法、CO2生成量測定法。BOD5/CODCr比值法是最經(jīng)典、也是目前最為常用的一種評價廢水可生化性的水質(zhì)指標評價法。BOD是指有氧條件下好氧微生物分解利用廢水中有機污染物進行新陳代謝過程中所消耗的氧量，我們通常是將BOD5(五天生化需氧量)直接代表廢水中可生物降解的那部分有機物。CODCr是指利用化學氧化劑(K2Cr2O7)徹底氧化廢水中有機污染物過程中所消耗氧的量，通常將CODCr代表廢水中有機污染物的總量。傳統(tǒng)觀點認為BOD5/CODCr，即B/C比值體現(xiàn)了廢水中可生物降解的有機污染物占有機污染物總量的比例，從而可以用該值來評價廢水在好氧條件下的微生物可降解性。在一般情況下，BOD5/COD值愈大，說明廢水可生物處理性愈好。綜合國內(nèi)外的研究結(jié)果，可參照表3.1【廢水可生化性評價參考數(shù)據(jù)】所列數(shù)據(jù)評價廢水的可生化性。由進水水質(zhì)可知：BOD/CODcr=220/340=0.647，屬于易生化處理。除此之外，污水的排放還要考慮氮、磷及總氮的去除。能否采用生物除磷工藝取決于處理中，自身營養(yǎng)能否達到平衡，即指標BOD5/TP及BOD5/TN的值能否達到要求。通常認定：B/P＞20，B/N＞4，且比值越大，脫氮除磷效果越好。本研究污水的指標中BOD5/TP=220/9.4=23.4，BOD5/TN=220/45=4.89。因此，本工藝可以采用生物脫氮除磷的二級生物處理工藝。2.1.2方案對比的參考原則根據(jù)本工程規(guī)模和出水水質(zhì)指標要求，為保證污水廠的穩(wěn)定運行及節(jié)約費用，將根據(jù)以下設計原則對污水處理工藝進行方案對比及選擇。1.基礎數(shù)據(jù)可靠，認真研究基礎資料、基本數(shù)據(jù)，全面分析各項影響因素，充分掌握水質(zhì)特點和地域特性，合理選擇好設計參數(shù)，為工程設計提供可靠的依據(jù)。2.針對水質(zhì)特點選擇技術(shù)先進、運行穩(wěn)定、投資和處理成本合理的處理工藝，積極慎重的采用經(jīng)過實踐證明行之有效的新技術(shù)、新工藝、新材料和新設備，使處理工藝先進，運行可靠，處理后水質(zhì)穩(wěn)定的達標排放。3.避免二次污染，盡量避免或減少對環(huán)境的負面影響，妥善處置處理滲濾液工程中產(chǎn)生的柵渣、污泥，臭氣等，避免對環(huán)境的二次污染。建筑構(gòu)筑物布置合理，處理過程中的自動控制，力求安全可靠、經(jīng)濟適用，以利于提高管理水平，降低勞動強度和運行費用。4.采用現(xiàn)代自動化控制技術(shù)，實現(xiàn)自動化管理。城鎮(zhèn)污水的二級處理通常選用活性污泥法及生物膜法進行生物處理，而化學法和物理化學法目前很少采用。根據(jù)對本工程的水質(zhì)、水量的分析，要求達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》GB18918-2002一級標準的B標準。綜上，污水生物處理工藝方案初步擬定為：倒置A2/O工藝、SBR工藝及其改良工藝、2.1.3倒置A2/O工藝方案論述為了避免傳統(tǒng)A/A/O工藝回流硝酸鹽對厭氧池釋磷的影響，通過吸收改良A/A/O工藝特點，將缺氧池至于厭氧池前面，來自二沉池的回流污泥和30~50%的進水，50~150%的混合液回流均進入缺氧池，停留時間為1~3h。

回流污泥和混合液在缺氧池內(nèi)進行反硝化，去除硝態(tài)氧，在進入?yún)捬醵?，保證了厭氧池的厭氧狀態(tài)，強化除磷效果。由于污泥回流至缺氧段，缺氧段污泥濃度可較好氧段高出50%，單位池容的反硝化速率明顯提高，反硝化作用能夠得到有效保證。再根據(jù)不同進水水質(zhì)，不同季節(jié)情況下，生物脫氮和生物除磷所需碳源的變化，調(diào)節(jié)分配至缺氧段和厭氧段的進水比例，反硝化作用能夠得到有效保證，系統(tǒng)中的除磷效果也有保證，因此，本工藝與其他除磷脫氮工藝相比，具有明顯優(yōu)點。倒置AAO工藝特點：缺氧區(qū)位于工藝系統(tǒng)首位，優(yōu)先滿足碳源反硝化的需求，強化脫氮功能所有的回流污泥全部經(jīng)過厭氧釋磷+好氧吸磷，聚磷菌經(jīng)過厭氧釋磷后直接進入生化效率較高的好氧環(huán)境，其在厭氧狀態(tài)下可以充分利用吸磷動力，強化除磷與常規(guī)AAO工藝相比，倒置AAO工藝的流程形式和規(guī)模與傳統(tǒng)法工藝更接近，在舊污水廠的改造方面更具推廣優(yōu)勢初沉池的取消和縮短初沉池停留時間，不僅增加了系統(tǒng)脫氮除磷所需的碳源，且提高了系統(tǒng)內(nèi)的污泥濃度，強化了好氧區(qū)的反硝化作用，強化脫氮除磷效率倒置AAO工藝依然存在以下不足：環(huán)境溫度過低時，碳氮比也會減小，因此系統(tǒng)消化功能運行效率大大減小、影響脫氮除磷的效果脫氮除磷泥齡出現(xiàn)沖突時，污泥回流比R對實際污水廠改造的影響及改造前后系統(tǒng)能耗變化等方面的研究有待深入。2.1.4SBR工藝及其改良工藝方案論述SBR是序批式活性污泥法的簡稱，是一種按間歇曝氣方式來運行的活性污泥污水處理技術(shù)。它的主要特征是在運行上的有序和間歇操作，SBR技術(shù)的核心是SBR反應池，該池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，無污泥回流系統(tǒng)。尤其適用于建設空間不足，間歇排放和流量變化較大的場合。在國內(nèi)有廣泛的應用，其中潷水器是SBR法的一項關鍵設備。SBR工藝在工作原理上與傳統(tǒng)的活性污泥法非常相似，只是兩者的運行方式稍有不同。傳統(tǒng)活性污泥的運行方式是連續(xù)的不間斷的，污水連續(xù)進入系統(tǒng)，最后通過直流式排出，污水依次流過各構(gòu)筑物處理單元，從而走完整個污水凈化處理的過程。而SBR工藝的處理過程是不連續(xù)的，污水一般是間歇地，有周期性地進入處理系統(tǒng)，根據(jù)時間次序上的差異進行處理，相應各構(gòu)筑物處理單元功能都會發(fā)生改變。SBR工藝主要分為以下五個階段：①進水期②反應期③沉淀期④排水排泥期⑤閑置期。與傳統(tǒng)的活性污泥法相比較，SBR工藝具有以下顯著優(yōu)點：①工藝流程簡單，建設費用低，占地面積小；②運行方式靈活，脫氮除磷效果好，出水水質(zhì)好；③操作靈活，運行穩(wěn)定，污泥膨脹少；污泥沉降性能好；④可控性強，易于實現(xiàn)自動化控制；⑤具有很強的抗沖擊負荷能力，適合中小型的污水處理廠但隨著對于出水水質(zhì)有更高的要求下，SBR工藝技術(shù)也不斷衍生出更多改良版工藝技術(shù)，比如ICEAS工藝、ASBR工藝、MSBR工藝和CASS工藝。其中CASS（循環(huán)式活性污泥法）是世界公認的先進生活污水處理技術(shù)，是連續(xù)進水的改良型SBR，通常在CASS池前設置厭氧區(qū)和兼氧區(qū)，從而提高脫氮除磷的效果，CASS工藝具備占地面積小，水質(zhì)穩(wěn)定，污泥不易發(fā)生膨脹，剩余污泥量少，可分期建設等諸多優(yōu)點，但是其構(gòu)造相對于SBR工藝復雜一些，自動化程度要求比較高。REF_Ref1377\r[8]污水按一定周期和階段得到處理，每一循環(huán)由下列各階段組成：1、進水、曝氣、回流階段集水調(diào)節(jié)池的廢水由污水提升泵提升至混合槽與污泥回流泵提升來的回流污泥進行混合后進入生物選擇區(qū)，廢水中的溶解性有機物質(zhì)能過酶反應機理而迅速去除，回流污泥中的硝酸鹽可在此選擇區(qū)中得以反硝化，從而防止污泥膨脹；在預反應區(qū)中，廢水被微量曝氣，基本處于缺氧狀態(tài)，有機物在此反應區(qū)內(nèi)得到初步降解，同時也可以去除部分硝態(tài)氮；在主反應區(qū)內(nèi)，經(jīng)厭氧、缺氧的廢水得到大量的曝氣，處于好氧狀態(tài)，主要進行硝化和降解有機物，同時在沉淀和閑置時也存在反硝化過程。2、沉淀階段在此階段，污泥回流、曝氣均停止工作，整個充滿水的池子上方處于相對靜止的狀態(tài)。此時，活性污泥進行絮凝與處理水開始分離，最終在池水上方形成1.5米左右的處理水上清液。在該階段，如果進水量沒有使水位達到預定的高度，則進水泵繼續(xù)工作。由于池水的相對平衡，增加了進水在生物選擇區(qū)的停留時間，而且選擇區(qū)、預反應區(qū)、主反應區(qū)三區(qū)域的相連采用了特殊流道設計，因此，此時進入CASS反應池廢水將在選擇區(qū)混合后以層流的形式通過預反應區(qū)而進入主反應區(qū)的底部，與下降的絮凝活性污泥相混合，而不影響上層的處理水。3、潷水階段到達該階段，撇水器可以自動、也可手動工作，由原始位置(原點)按設置的速度降到池水面，停止1分鐘，然后按設定的開、停時間循環(huán)工作。撇水器以“走、停、走”的狀態(tài)下降，池子上部的上清液通過撇水器排至出水溝。撇水器的下降速度與水面的下降速度基本相當，因此不會擾動已分離了的污泥。由于撇水器的特殊設計，池水面的一些漂浮物不會被撇出，保證了出水水質(zhì)。以下為CASS二期工程工藝流程圖：2.2污泥處理和處置在\o"瀏覽關于\“污泥處理\”的文章"污泥處理和處置中主要實現(xiàn)“四化”原則：減量化、穩(wěn)定化、無害化、資源化。（1）減量化由于\o"瀏覽關于\“污泥\”的文章"污泥含水量很高，體積大，且呈流動性，經(jīng)減量化以后，可使污泥體積減至原來的十幾分之一，且由液態(tài)轉(zhuǎn)變成固態(tài)，便于運輸和消納。（2）穩(wěn)定化污泥中的有機污染物含量高，極易腐敗產(chǎn)生惡臭，經(jīng)穩(wěn)定消化后，易腐敗的部分有機污染物被分解轉(zhuǎn)化，不易腐敗的部分惡臭味也大大降低，方便后續(xù)處理、處置。（3）無害化污泥中，尤其是初沉污泥中含有大量病原菌、寄生蟲卵及病毒，易造成傳染病傳播。經(jīng)過無害化處理后，如消化后，可殺死污泥中大部分的蛔蟲卵、病原菌和病毒，大大提高污泥的衛(wèi)生指標。（4）資源化污泥因含有大量有機物質(zhì)，其熱值在10000～15000kJ/kg（干泥）之間，可在焚燒中獲取熱量用于生產(chǎn)；污泥中含有豐富的氮、磷、鉀和有機物質(zhì)，可用于加工有機肥料；厭氧消化可將有機物轉(zhuǎn)化為沼氣，供沼氣鍋爐、沼氣發(fā)動機用作燃料，節(jié)省運轉(zhuǎn)成本。污泥處理所采用的工藝主要有以下幾種。（1）污泥濃縮重力濃縮、離心濃縮、氣浮濃縮和加藥機械濃縮等工藝。（2）污泥消化好氧消化、厭氧消化，厭氧消化又分常溫消化、中溫消化、高溫消化。（3）污泥脫水有自然干化脫水、機械脫水、冷凍和加熱脫水等工藝。常用的機械脫水又分帶式壓濾脫水、離心脫水、板框壓濾機脫水等。污泥處置的工藝主要有：農(nóng)、林業(yè)使用作肥料或改良土壤，也可送焚燒爐焚燒和烘干，送垃圾場填埋和生產(chǎn)建筑材料。2.3除臭處理工藝的確定污泥處理中的污泥濃縮、污泥脫水和污泥堆放產(chǎn)生的是主要的臭氣來源，除臭常用的工藝方法有微生物脫臭法、水洗法、催化劑活性炭法、臭氧氧化法、燃燒法、生物脫臭法等。水洗法的成本過高且去除臭味不夠徹底，因此不納入考慮，燃燒法理論上可以采用，但因CASS工藝是全封閉的環(huán)境，產(chǎn)生的臭氣不是非常多，所以不適用于本工程。因此在此污水處理廠可行的除臭方法有化學脫臭法和生物除臭法。通過收集的數(shù)據(jù)顯示，目前國內(nèi)比較常用的除臭方法有化學洗滌法，但由于投資過高，運行費用也比較大，所以初步確定本工程使用生物除臭法（土壤法除臭），其除了占地大的缺點之外，運行管理簡單，投資費用少，運行的主要費用是電費，H2S的去除率高達99%，除臭效率高、使用壽命長、能耗低等優(yōu)點，因此本工程采用土壤法除臭。REF_Ref1181\r[7]土壤法除臭的工作原理是：利用自養(yǎng)性微生物對惡臭氣體的主要組成成分H2S和VOC的吞噬來達到除臭的目的第三章污水處理廠工程設計4.1設計任務及數(shù)據(jù)一、課題的任務內(nèi)容：1.查閱城鎮(zhèn)污水處理方法和工藝的文獻資料，分析目前城市生活污水處理技術(shù)和處理工藝等，通過進行方案對比，選擇和設計污水處理合理有效工藝，符合工程要求。2.繪制相關工藝的設備或構(gòu)筑物的流程圖和設計圖件等，符合學校的相關要求。3.設計排水應符合相關排水標準的參數(shù)。4.完成污水廠總平面圖、高程圖、構(gòu)筑物詳圖、設備圖等的繪制相關設計數(shù)據(jù)：某城鎮(zhèn)污水處理廠的日處理水量為10萬m3/d，根據(jù)2020年國家人口統(tǒng)計得知，該城鎮(zhèn)常住人口10.0萬人，設定綜合用水量定額為510升/人/天。城鎮(zhèn)污水進出水水質(zhì)如下：進水水質(zhì)（mg/L）BOD5CODSSNH3-NTNTP16035020035453.5出水水質(zhì)（mg/L）BOD5CODSSNH3-NTNTP206020/201由此表得知，該污水處理廠出水水質(zhì)達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》中一級B標準，且污泥已經(jīng)過消化處理。4.2設計依據(jù)《給水排水設計手冊》第五冊《污水排入城市下水道水質(zhì)標準》《給排水管道工程施工及驗收規(guī)范》《水污染治理工程技術(shù)導則》4.3污水廠中主要構(gòu)筑物的設計計算4.3.1中格柵的計算中格柵主要用于去除水中的漂浮物、纖維和固體顆粒物，以便確保其余凈化裝置的正常運作。具有耐腐蝕、耐老化、耐壓、承載力高的新型的建筑材料被廣泛用于污水處理廠。根據(jù)格柵間隙大小，格柵可分為粗格柵、中格柵和細格柵，（粗格柵間隙為40-100mm，平均網(wǎng)格尺寸為10-40mm，細網(wǎng)格尺寸為4-10mm）REF_Ref32202\r[1]格柵設計參數(shù)及規(guī)定①柵條間隙寬度要求:粗格柵:機械清除時宜為16~25mm;人工清除時為25~40mm，最大間隙可為100mm。細格柵:宜為1.5~10mm。②柵前流速:0.6~1.0m/s;機械清楚格柵安裝60°~90°;人工清除格柵安裝角度宜為30°~60°③粗格柵柵渣宜采用帶式輸送機輸送;細格柵柵渣宜采用螺旋輸送機輸送。格柵除污機、輸送機、和壓榨脫水機的進料口宜采用密封形式，根據(jù)周圍情況，可設置除臭裝置。中格柵設計計算設計參數(shù)：設計流量Q1=1.157m3/s（假設有兩組格柵）柵前流速v1=0.7m/s過柵流速v2=0.9m/s渣條寬度s=0.01m格柵間隙e=0.02m格柵傾角α=60°單位柵渣量w1=0.06m3/10^3m3污水柵槽寬度柵條間隙數(shù)：n==∴取n=150根式中：Qmax——最大設計流量，㎡/s；α——格柵傾角；h——柵前水深，m；v——過柵流速，m/s設共有兩座格柵，則n1=75根∴柵槽寬度B=式中：B——柵槽寬度，S——柵條寬度，e——柵條間隙柵條總長度由公式，得知進水渠寬度（2是格柵數(shù)量）則進水渠的水流速度為取漸寬部分展開角α1=20°，則進水渠道漸寬部分長度為：=則柵槽與出水渠道連接處的漸窄處長度：取柵前渠道超高h2=0.3m，則柵前槽高為：H1=h+h2=0.7m∴柵槽總長度為：≈8.345m式中：L——柵槽總長度，mH1——柵前槽高，ml1——進水渠道漸寬部分長度，ml2——出水渠道漸窄部分長度，m過柵水頭損失設柵條斷面形狀為矩形，取β=2.42則水頭損失為=≈0.103mREF_Ref32728\r[2]柵槽總高度：H=h+h1+h2=0.81m每日柵渣量：取w1=0.06m3柵渣/10^3m3污水則∴本過程采用機械清渣4.3.2污水提升泵房計算污水提升泵房的作用：因受地形地勢的限制，運行工藝流程中，污水的重力流難以直接實現(xiàn)，因此需要提升泵將污水提升到后續(xù)處理設備所在的高度，才能實現(xiàn)重力流。水廠的進水流量為1157L/s，采用大流量低揚程式水泵水泵型號水泵流量揚程轉(zhuǎn)速功率數(shù)量350QW1200-10-451100m3/h10m980r/min45kw7臺（5用2備）每臺泵流量q=1.157/5=0.2314m3/s∴集水井的容積（按每臺水泵不少于5分鐘的水量確定）W=0.2314*5*60=69.42m3集水井有效水深H2=2m，集水井面積S=W/H=69.42/2=34.71m34.3.3泵后細格柵計算（同中格柵計算步驟相似）污水設計水量Qmax=1.157m3/s設柵前水深h=0.4m，過柵流速v=0.9m/s，柵條間隙e=0.008m格柵安裝傾角α=60°，則柵條間隙數(shù)n≈373.85，取n=374根設兩座細格柵，即n1=374/2=187根柵槽寬度（取柵條寬度s=0.01m）則進水渠的水流速度為取漸寬部分展開角α1=20°，則進水渠道漸寬部分長度為：那么柵槽與出水渠道連接處的漸寬部分長度：取h2=0.3m，則H=h+h2=0.4+0.3=0.7m柵槽總長度為：過柵水頭損失，取β=2.42水頭損失：柵槽總高度H=h+h1+h2=0.4+0.36+0.3=1.06m每日柵渣量，取w1=0.1m3柵渣/10^3m3污水∴采用機械清渣4.3.4沉砂池設計計算沉淀池的作用是去除這些致密、無機、有機的顆粒，一般位于水泵站、逆虹吸和沉淀池的前面，除砂在后續(xù)過程中會減少機械零件對水泵的磨損，減小管道的堵塞，減少泥水負荷程度，從而改善水處理條件，避免砂礫堆積于曝氣池和污泥消化池中。根據(jù)池內(nèi)水的流向，沉砂池的種類有平流式沉砂池、豎流式沉砂池、曝氣沉砂池、鐘式沉砂池。

平流式沉砂池是常用的型式，污水在池內(nèi)沿水平方向流動。平流式沉砂池由入流渠、出流渠、閘板、水流部分及沉砂斗組成。它具有截留無機物顆粒效果較好、工作穩(wěn)定、構(gòu)造簡單和排沉砂方便等優(yōu)點。

設計參數(shù)：REF_Ref71\r[3]

（1）Vmax=0.3m/s，Vmin=0.15m/s；

（2）處于最大流量時的滯留時間t在30s以下，一般是30~60/s。

（3）有效水深h≤1.2m，一般采用0.25～1m，每格寬度大于0.6m；

（4）進水頭部應采取消能和整流措施；

（5）池底坡度一般為0.01～0.02，當需安裝除砂設備時，可根據(jù)實際裝置考慮池底形狀（1）沉砂池的長度：設最大設計流量時的流速為v=0.3m/s，最大設計流量時的停留時間t=45s，則沉砂池的長度L=vt=0.3*45=13.5m（2）水流斷面面積（3）沉砂池總寬：設n=3格，每格寬b=1.6m，則池總寬B=nb=4.8m有效水深h2=A/B=3.86/4.8=0.804＜1.2m，數(shù)據(jù)在合理范圍內(nèi)（5）沉砂室所需容積：設沉砂間隔時間T=2d∴單個沉砂斗的容積：設每一個分格包含2個沉砂斗，則共有4個沉砂斗每個沉砂斗的最小容積V0=V/4=0.6/4=0.15m3（7）沉砂斗各部分尺寸REF_Ref71\r[3]：假設斗底寬度b1=0.6m,上口長b2=2.5m,斗壁與斜面的傾角=60°故沉砂斗高度沉砂斗下口面積沉砂斗上口面積沉砂斗容積沉砂室高度：采用重力排砂，設池底坡度為0.02，則該坡水平向投影長度為∴沉砂池總高H=h1+h2+h3=1.76+0.804+0.3=2.864m（8）驗算最小流速取最小流量Qmin=Qmax/2=1.157/2=0.5785m3/s最小流量時，只有n=1格在工作，則最小流速Vmin=Qmin/nw=0.5785/1*1.6*0.804=0.45m/s＞0.15m/s4.3.5巴氏計量槽設計計算∵Qmax=1157L/S，查附錄二得知喉道寬b=0.9m查表得巴氏計量槽各部分尺寸為：b=0.9、L=0.6、N=0.23上游渠道：v1=0.9m/s，水深H1=0.6m則則上游渠道長度L1=2.5B=2.5*3.06=7.65m巴氏計量槽基本尺寸：①咽喉寬度w=0.45B=0.45*3.06=1.38m②上游渠道寬度B1=1.2w+0.48=2.14m③漸擴段出口寬度B2=1.2w+0.48=2.14m④下游渠道水深：H2=0.6H1=0.36m⑤上游漸縮段水深：C=0.5w+1.2=1.89m⑥上游水位觀測孔位置：上游漸縮段渠道壁長度為則水位觀測孔的位置D=2A/3=1.38m⑦巴式槽長度：咽喉段長度0.6m，下游漸寬段長度0.9m則L2=C+0.6+0.9=3.39m⑧下游渠道長度：L3=5B=10.7m⑨上下游渠道及巴氏槽總長度L=L1+L2+L3=7.65+3.39+10.7=21.74mL/B=21.74/2.14=10.16≥10，符合規(guī)范4.3.6CASS池設計計算MLSS:混合液污泥濃度，mg/LMLVSS:混合液揮發(fā)性懸浮固體設MLVSS/MLSS=0.7，且污水廠的運行周期為6h設計參數(shù)：設計流量Q=100000m3/d停留時間：16h污泥回流比0.2BOD5去除率：出水水質(zhì)中，非溶解性=1.99mg/LREF_Ref619\r[4]式中：Ce——ss濃度，取10mg/b——微生物自身氧化率，取0.07Xa取0.4∴出水中BOD5的值為10-1.99=8.01mg/L則BOD5的去除率μ=95%SS負荷率的值（Ns）提取活性污泥中VOC含量f=0.75，有機質(zhì)分解速率常數(shù)K2＝0.0275混合溶液中有機基質(zhì)殘留濃度Se=8.01mg/L則CSS池容積污水設計日流量Q=100000m3/d，取X=4.0kg/m3=4000mg/L則（5）CASS池各部分容積及最高水位查表得：設CASS池子數(shù)量n1=4，則對應最高水位H=5m，運行周期T=6h，則一天內(nèi)循環(huán)周期n2=24/6=4h單池面積：m3且CASS池采用圓柱型，則圓柱半徑則潷水高度當潷水結(jié)束時，泥面高度潷水水位和泥面之間的安全距離H2=H-(H1+H3)=5-(2.62+2.25)=0.13mCASS池總高H0=H+0.5=5.5m變動容積V1=A*H1=2389.78*2.62=6261.222m3安全容積V2=A*H2=2389.78*0.13=310.67m3污泥沉淀濃縮容積：V3=A*H3=2389.78*2.25=5377m3曝氣時間：CASS池運行周期6h（曝氣3h，沉淀1.5h，潷水1.5h）需氧量計算：取a’=0.45b’=0.15則需氧量鼓風機的選擇類型數(shù)量轉(zhuǎn)速長度寬度間距距墻RD-1503臺1450r/min1.5m0.58m0.8m1.2m平面尺寸為：長度5.74m，寬度3.9m曝氣器的設置：布置在主反應區(qū)，共15個環(huán)，每個環(huán)239個，共14340個，每個曝氣器的服務面積S=2389.78/15*239=0.67㎡/個，滿足服務面積。污泥回流量污泥回流比R=0.2,則污泥回流量=QR=100000*20%=833.3m3/h污泥泵選型類型揚程流量ZLB型立式軸流泵7.9m1912.32m3/d4.3.7濾池設計計算設計參數(shù)：Q=10000m3/d，濾速v=8m/h，工作時間t=24h，沖洗周期12h設計計算：濾池實際工作時間T’=T0-t0=24-0.1*（21/12）=23.8h濾池總面積：F=Q/vT=551.47㎡設計濾池數(shù)N=12個，對稱雙行排列每個濾池面積f=F/N=551.47/12=45.96㎡采用濾池尺寸L/B=2:1采用尺寸L=9m，B=4.5m校核強制濾速v強=Nv/(N-1)=9.14m/h濾池高度支撐層高度H1=0.55m，濾料層高度H2=0.8m，砂面上水深H3=1.8m，超高H4=0.3m，濾池總高H=H1+H2+H3+H4=3.45m4.3.7接觸消毒池與加氯間的設計計算設計參數(shù)：氯化量6~15mg/L,氯化接觸時間≥30min，采用隔板式接觸反應池，流量Q=1.157m3/s，水力滯留時間T=30min，罐底梯度=25%，超高h=0.3m，平均水深4m，壁間距3.5m（1）接觸消毒池設計計算：設計水量Q1=Qmax*60%=100000*60%=60000m3/d接觸池有效容積V=Q1T=（60000/24）*0.5=1250m3表面積A=V/h=1250/4=312.5㎡隔板數(shù)采用4個，即n=4，則接觸池總寬B=（4+1）*3.5=17.5，取18m∴接觸池長度L=A/B=17.36m，長寬比L/B=5.0∴消毒池容積V’=BLh=1249.92m3池深=4.3m校核T=Q/V=30min≥30min，滿足有效停留時間要求加氯間設計計算濾后加氯消毒，投氯量10mg/L∴加氯量a=0.001aQ1=25kg/h，貯氯量=30*600=18000kg采用