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1、1. 工程概论21.1项目名称21.2设计依据21.3设计原则21.4 工程概述21.4.1 进水水质水量31.4.2 自然资料31.4.3 设计内容32.方案论证32.1.工艺方案初选32.2 循环活性污泥(CASS)工艺特点72.3工艺流程图82.4 污泥处理工艺方案92.5工艺流程说明103.工程设计说明与计算103.1格栅103.1.1 格栅的设计要求103.1.2 格栅尺寸计算113.1.3 中格栅计算113.1.4 细格栅设计计算143.2 沉砂池173.2.1 沉砂池的选型173.2.2 设计资料183.2.3设计参数确定183.2.4计算过程193.3 调节池213.4 CAS
2、S反应池213.4.1 设计参数确定213.4.2 反应池设计计算223.5 接触消毒池与加氯间263.5.1设计说明263.5.2 设计计算 （设置消毒池二座,每座分两格池体容积）273.6污泥浓缩池273.7 污泥贮存池284. 污水处理厂总体布置295.建设污水处理厂三大效益306.参考资料311.工程概论1.1项目名称城市污水处理厂初步设计1.2设计依据中华人民共和国环境保护法中华人民共和国水污染防治法城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）地面水环境质量标准(GB3838-88)污水综合排放标准(GB8978-1996)给排水设计手册 （GBJ14-1996）1.3设
3、计原则(1)要求处理工艺实用合理，基建投资少，处理效果好，便于运行管理。(2)通过多方案的技术经济比较选择满足出水水质要求并且能适合当地的条件、节约能耗、降低成本的处理工艺，充分发挥项目的社会、经济和环境效益。(3)污水处理厂的位置，应符合城市规划，位于流域下游，与周边有一定的卫生防护带，靠近受纳水体，少占农田。(4)所采用设计工艺确保排放废水水质CODCr、BOD5、SS等指标达到国家及地方排放标准。(5)能对废水水质、水量作出及时调节，避免人操作的随意性；所选工艺应能耐受短时间内冲击负荷，并适应季节的变化。1.4 工程概述 某城市新建一污水处理厂，为是出水水质能够达到GB18918-200
4、2一级排放标准，要求设计这一污水处理厂。1.4.1 进水水质水量水质指标BOD5/(mg/L)COD/(mg/L)SS/(mg/L)pH设计处理水量(万m3/d)总变化系数进水25013018081.3出水20602081.31.4.2 自然资料(1) 气象资料。汉水上游，汉中盆地中部，属亚热带湿润季风气候。气候温和，雨量丰沛，四季分明。年均气温14；年平均相对湿度78%，最大年相对湿度89%；多年平均降水量为7001700mm之间；年均平均风速介于1-2.5米/秒之间。(2) 水文资料。本区域的河流均属长江流域，汉江东西横贯，嘉陵江南北纵穿，每平方公里平均河流长度为1.42公里。(3) 地质
5、资料。地形特点南低北高，市内有平原、丘陵和山地等三种地貌，平原区为汉江冲积平原的一二阶梯，海拔500600米之间，地势平坦，土壤肥沃，占全市面积的34.62%；丘陵为山前洪积扇形成的宽谷浅丘地带，海拔601800米之间，地势起伏较大，约占全市面积的28.1%；山地区是秦岭南坡形成的浅山和中山地区，地势较为复杂，土壤贫瘠，海拔在7012038米之间，约占全市总面积的37.2%。1.4.3 设计内容(1)废水进入格栅至出水口之间构筑物及配套设施设计。(2)总平面布置。(3)主要构筑物外形尺寸工程样图。2.方案论证2.1.工艺方案初选1.本项目污水处理的特点为：污水以有机污染为主，BOD5 /COD
6、cr=150/250=0.60.3，可生化性好。典型生活污水水质指标可生化性较好且污水的BOD5 和CODcr都较低，处理水温20。2.活性污泥法：是以活性污泥为主体的废水生物处理的主要方法。活性污泥法是向废水中连续通入空气，经一定时间后因好氧性微生物繁殖而形成的污泥状絮凝物。其上栖息着以菌胶团为主的微生物群，具有很强的吸附与氧化有机物的能力。 活性污泥法的基本组成： 曝气池：反应主体 二沉池：进行泥水分离，保证出水水质；保证回流污泥，维持曝气池内的污泥浓度。 回流系统：维持曝气池的污泥浓度；改变回流比，改变曝气池的运行工况。 剩余污泥排放系统：是去除有机物的途径之一；维持系统的稳定运行。 供
7、氧系统：提供足够的溶解氧。 活性污泥系统有效运行的基本条件是： 废水中含有足够的可容性易降解有机物； 混合液含有足够的溶解氧； 活性污泥在池内呈悬浮状态； 活性污泥连续回流、及时排除剩余污泥，使混合液保持一定浓度的活性污泥； 无有毒有害的物质流入。活性污泥法的原理形象说法：微生物“吃掉”了污水中的有机物，这样污水变成了干净的水。它本质上与自然界水体自净过程相似，只是经过人工强化，污水净化的效果更好。污水处理工艺的选择与污水的原污水水质、出水要求、污水厂规模、当地温度、用地面积、发展余地、管理水平、工程投资、电价和环境影响等因素有关。3 .针对以上特点，以及出水要求，现有城市污水处理的特点，以下
8、有几种处理方法供我选择：（1）A2O系统用以往的生物处理工艺进行城市污水三级处理，旨在降低污水中以BOD、COD综合指标表示的含泼有机物和悬浮固体购浓度。一般情况去除COD可达70以上，BOD可达90，SS可达85以上。 优点：流程简单，只有一个污泥回流系统和混合液回流系统，基建费用低；反硝化池不需要外加碳源，降低了运行费用；A2/O工艺的好氧池在缺氧池之后，可以使反硝化残留的有机污染物得到进一步去除，提高出水水质；缺氧池在前，污水中的有机碳被反硝化菌利用，可降低其后好氧池的有机负荷。同时缺氧池中进行的反硝化反应产生的碱度可以补偿好氧池中进行硝化反应对碱度的需求。缺点：由于各个反应阶段没有设计
9、独立的污泥回流系统，从而不能培养出各自独特的、适合本段水质特征的微生物种群，难降解物质的降解率较低。若要提高脱氮效率，必须加大内循环比，因而会加大运行费用。此外，内循环液来自曝气池，含有一定的DO，使A段难以保持理想的缺氧状态，影响反硝化效果，脱氮率很难达到90。脱N 效果受混合液回流比大小的影响，除P效果则受回流污泥中夹带DO和硝酸态氮的影响，因而脱N除P效率不可能很高。（2）氧化沟工艺氧化沟是活性污泥法的一种变形，它把连续环式反应池作为生化反应器，混合液在其中连续循环流动。随着氧化沟技术的不断发展，氧化沟技术已远远超出最初的实践范围，具有多种多样的工艺参数、功能选择、构筑物形式和操作方式。
10、如卡鲁塞尔（Carrousel 2000）氧化沟、三沟式（T型）氧化沟、奥贝尔（Orbal）氧化沟等。格栅沉砂池氧化沟二沉池回流污泥剩余污泥进水出水优点：用转刷曝气时，设计污水流量多为每日数百立方米。用叶轮曝气时，设计污水流量可达每日数万立方米。氧化沟由环形沟渠构成，转刷横跨其上旋转而曝气，并使混合液在池内循环流动，渠道中的循环流速为0.30.6ms，循环流量一般为设计流量的3060倍。氧化沟的流型为循环混合式，污水从环的一端进入，从另一端流出，具有完全混合曝气池的特点。间歇运行适用于处理少量污水。可利用操作间歇时间使沟内混合液沉淀而省去二沉池，剩余污泥通过氧化沟内污泥收集器排除。连续运行适用
11、于处理流量较大的污水，需另没二沉池和污泥回流系统。工艺简单，管理方便，处理效果稳定，使用日益普通。氧化沟的设计可用延时曝气油的设计方法进行。即从污泥产量W00出发，导出曝气池的体积，而后按氧化沟的工艺条件布置成环状循环混合式。缺点：尽管氧化沟具有出水水质好、抗冲击负荷能力强、除磷脱氮效率高、污泥易稳定、能耗省、便于自动化控制等优点。但是，在实际的运行过程中，仍存在一系列的问题。 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，pH值偏低，氧化沟中污泥负荷过高，溶解氧浓度不足，排泥不畅等易引发丝状菌性污泥膨胀；非丝状菌性污泥膨胀主要发生在废水水温较低而污泥负荷较高时。微生物的负荷高，细
12、菌吸取了大量营养物质，由于温度低，代谢速度较慢，积贮起大量高粘性的多糖类物质，使活性污泥的表面附着水大大增加，SVI值很高，形成污泥膨胀。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。 污泥上浮问题。当废水中含油量过大，整个系统泥质变轻，在操作过程中不能很好控制其在二沉池的停留时间，易造成缺氧，产生腐化污泥上浮；当曝气时间过长，在池中发生高度硝化作用，使硝酸盐浓度高，在二沉池易发生反硝化作用，产生氮气，使污泥上浮；另外，废水中含油量过大，污泥可能挟油上浮。 流速不均及污泥沉积问题。在氧化沟
13、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。一般认为，最低流速应为0.15m/s，不发生沉积的平均流速应达到0.3-0.5m/s。氧化沟的曝气设备一般为曝气转刷和曝气转盘，转刷的浸没深度为250-300mm，转盘的浸没深度为480- 530mm。与氧化沟水深（3.0-3.6m）相比，转刷只占了水深的1/10-1/12，转盘也只占了1/6-1/7，因此造成氧化沟上部流速较大（约为0.8-1.2m，甚至更大），而底部流速很小（特别是在水深的2/3或3/4以下，混合液几乎没有流速），致使沟底大量积泥（有时积泥厚度达1.0m），大大减少了氧化沟的有效容积，降低了处理效果，
14、影响了出水水质。根据进水水质和水量特点及处理要求，本设计选用CASS工艺。池体内有生物选择性、兼性区和主反应区。该工艺集反应、沉淀、排水功能于一体，污染物的降解在时间上是一个推流过程，而微生物则处于好氧、缺氧、厌氧周期性变化之中，从而达到对污染物去除作用，同时还具有较好的脱氮、除磷功能。没有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。2.2 循环活性污泥(CASS)工艺特点(1) 操作周期四阶段。a.曝气阶段。由曝气装置向反应池内充氧，此时有机污染物被微生物氧化分解，同时污水中的NH3-N通过微生物的硝化作用转化为NO3-N。b.沉淀阶段。此时停止曝气，微生物利用水中剩余的DO
15、进行氧化分解。反应池逐渐由好氧状态向缺氧状态转化，开始进行反硝化反应，活性污泥逐渐沉到池底，上层水变清。c.滗水阶段。沉淀结束后，置于反应池末端的滗水器开始工作，自上而下逐渐排出上清液。此时反应池逐渐过渡到厌氧状态继续反硝化。d.闲置阶段.即滗水器上升到原始位置阶段。(2) 连续进水，间断排水。传统SBR工艺为间断进水，间断排水，而实际污水排放大都是连续或半连续的，CASS工艺克服了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。(3) 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，对于提高脱氮除磷效率、防止污泥膨胀及节约能耗都是有利的。(4) 沉淀效
