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1、沈阳化工大学本科课程设计题 目： 某城市污水处理厂 工程工艺设计 院 系： 环境与安全工程学院 专 业： 水质科学与技术 班 级： 1301 学生姓名： 朱立恒 指导教师： 金飙 论文提交日期： 年 月 日目录绪论3第一章 设计任务概述41.1 设计任务42.2设计资料4第二章 污水处理厂工艺选择52.1处理工芝设计原则52.3污泥处理、处置工艺82.4净化污水消毒方式9第三章 CASS工艺流程11.1CASS工艺流程113.2CASS工艺设计概要11第四章 污水处理厂设计计算134.1设计参数134.2构筑物设计计算13第五章 设计计算总结23绪论本设计的课题为“某城市污水处理厂工程工艺设计
2、”。污水来源为生活污水和工业废水；项目服务面积8.70km2，服务人口约9万人。设计污水量为50000 m3/d。本设计采用的是CASS工艺，BOD5去除率达90%以上，SS去除率达85%以上。出水最终达到城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-2002中的二级标准。主要设计构筑物为CASS反应池。本设计四组CASS反应池，每组CASS反应池尺寸为5.710.462.6m，其中微生物选择区（预反应区）长度为10m。反应周期为4h，每日反应周期数为6。每个反应池的曝气量为3277.6m3/h,底部铺设2845个空气扩散器，平均每个空气扩散器的曝气量为1.13m3/h.絮凝、过滤剩余污泥消毒后
3、出水泵贮池上清液栅渣栅渣排沙污泥浓缩池污泥脱水粗 格 栅集 水 池 旋流沉砂池细 格 栅生物选择器城 市 污 水回流污泥CASS反应池污泥外运工艺流程如下：第一章设计任务概述1.1 设计任务某城市污水处理厂工程工艺设计。2.2设计资料2.2.1污水来源及水量1、生活污水和工业废水；项目服务面积8.70km2，服务人口约9万人。2、设计污水量50000m3/d。2.2.2工程设计污水进水水质 污水进水水质如表所示，单位：指标CODcrBOD5NH4+-NTPSS数值（mg/L）3001504052002.2.3工程设计要求 出水要求符合城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-2002中的二级
4、标准，见表。 指标CODcrBOD5NH4+-NTPSS数值（mg/L）10030253302.2.4工艺选择CASS第二章污水处理厂工艺选择2.1处理工芝设计原则合理的污水处理工艺，应当在处理效果优良的前提下，运行稳定、管理方便，并尽可能降低工程投资和日常运行费用，确保污水处理厂出水水质稳定达标。因此，本设计在考虑污水处理工艺时，遵循以下原则。、遵循国家和地方的各项相关法规、政策，因地制宜，合理实施；、城市总体规划为依据，综合考虑城市实际地形条件，规划全面、布局合理，节约用地；、处理工艺先进可靠，设备高效节能，控制方案适合国情，构造型式经济合理，确保污水厂处理效果优越，运行可靠，管理方便、节
5、省投资和运行成本。2.2污水处理工艺方案比较及推荐工芝城市污水处理厂的污染物质主要是有机物，一般采用活性污泥法和生物膜法两种处理方法。活性污泥法脱氮除磷的优点主要表现在：处理效率高、效果好、运行稳定、运转经验丰富，因此，对城市污水进行脱氮除磷，生物活性污泥法是首选方案之一。由污水处理厂设计进水水质、出水水质要求及处理程度可知，为达到处理要求，本工程必须采用脱氮除磷工艺以及深度处理工艺。目前常用的具有脱氮除磷能力的活性污泥工艺主要有：A2/O、氧化沟、序批式（SBR、CASS等）工艺等。2.2.1生物脱氮除磷（A2/O）工艺A2/O工艺是普通曝气为基础，企图同时解决除磷、脱氮问题而派生的工艺，其
6、主体工艺流程为：城市污水粗格栅提升累站细格栅沉砂池（初沉池）厌氧池缺氧池好氧（曝气）池二沉池消毒出水排放。经预处理后的城市污水首先进入厌氧池，与由二沉池回流的含磷污泥混合，回流污泥中聚磷菌在厌氧条件下释放出体内的磷酸盐（同时降解污水中的部分有机物），然后在后面好氧（池）条件下过量吸收污水中的磷，最后通过排除高含磷的剰余污泥来达到除磷目的；厌氧池出水进入缺氧池，与从好氧池回流的硝化液混合，进行生物反硝化脱氮，将硝酸盐还原成氮气从水中逸出；缺氧池的出流进入好氧池（曝气池），在此，实现降解BOD、硝化氨氮、过量吸磷等多项反应，最后在二沉池进行泥、水分离，一部分污泥回流至厌氧池，上清液经消毒后排放。由
7、于A2/O工艺的基础是活性污泥系统，BOD的去除效果好，技术成熟。但也存在显著的问题：一是工艺流程长、构筑物较多，导致占地面积大，动力消耗较大；且同时存在多重回流系统如污泥回流和混合液回流等，工艺管道系统长且复杂；工程投资大，运行成本高；对周围环境影响较大；二是要求运行、管理水平，方能维持处理系统的稳定运行；三是难以协调脱氮、除磷的工艺条件。2.2.2氧化沟（ODGOD）工艺氧化沟法（OD工艺）作为一种新型活性污泥工艺是于世纪年代由荷兰工程师发明的，在其封闭的沟渠型曝气池中，污水和活性污泥的混合液是不断循环流动的，因此，氧化沟又称为无终端曝气系统或连续循环曝气池。早期的氧化沟因占地面积大仅应用
8、于大型污水处理厂，但随着充分认识和不断改进氧化沟污水处理技术，不断完善和多样化曝气装置，氧化沟以其构造简单、处理效果较好、出水水质较稳定、运行管理简便等优点而受到重视。传统氧化沟工艺主体流程为：城市污水粗格栅提升累站细格栅沉砂池氧化沟二沉池消毒出水排放。经预处理后的城市污水进入氧化沟后，利用氧化沟中充氧设备布置形成的好氧与缺氧环境，完成对污水中含碳有机物的生物降解、硝化氨氮和生物脱氮过程，混合液出流进入二沉池进行固液分离，其上清液经消毒后排放；二沉池的沉淀污泥由污泥回流泵回流至氧化沟，以维持处理系统的污泥平衡；二沉池排出的剩余污泥通过浓缩、脱水后，外运处置。常规氧化沟的主要优点是：（1）氧化沟
9、循环流量大，原污水进入氧化沟后立即与沟内的循环混合液混合，因此抗冲击负荷能力较强；（2）氧化沟运行的水力条件好，运行正常时处理效果好；（3）工艺流程简单、构筑物少、控制管理方便；（4）泥龄长，剩余污泥量相对较少，污泥较稳定。常规氧化沟的主要缺点则是：（1）常规氧化沟一般采用转碟或转刷充氧，因受充氧方式的制约而池深较浅，占地面积大；（2）有机负荷低，池容大，工程投资相对较大；（3）采用转碟或转刷充氧的大型氧化沟，其充氧能力和推动力往往不易匹配，导致氧化沟的流速偏低；（4）由于受水质和温度等条件的影响，在实际运行中容易发生污泥膨胀，影响处理系统的稳定运行；（5）必须建立庞大的二沉池及污泥回流系统，
10、进一步增加占地面积和工程投资；（6）转碟或转刷充氧的动力效率较低，导致耗电相对较大。由于常规氧化沟系统没有生物除磷功能，且常用的机械（转碟、转刷）充氧设备维修难度较大、运行工况不易调整，污水处理界人士最近又推出了改良型微曝氧化沟工艺（GOD），GOD在传统氧化沟前端増设厌氧段和缺氧段，以进一步解决生物除磷、脱氮问题；并以鼓风微孔曝气取代常规氧化沟的机械（转碟、转刷）充氧方式，提高充氧效率，节约能耗。2.2. CASS（序批式）污水处理工艺周期循环活性污泥法简称CASS（Cyclic Activated Sludge System），是以SBR为基础，在SBR池内进水端増加一个生物选择器发展起来
11、的。目前，在我国运行良好的CASS工艺的反应池沿池长方向一般设两部分，前部为生物选择区即预反应区，后部为主反应区，主反应区后部安装了可升降的自动撇水装置。在同一池子内周期循环运行工艺的曝气、沉淀、排水等过程，省去了常规活性污泥法的二沉池和污泥回流系统；同时可连续进水，间断排水。为系统选择出絮凝性细菌是设置生物选择器的主要目的，在预反应区内微生物利用酶的快速转移机理经历一个高负荷的基质快速积累过程迅速吸附污水中大部分可溶性有机物，这对进水水质、水量及有毒有害物质起到较好的缓冲作用，同时抑制丝状菌生长，有效防止污泥膨胀；随后在主反应区经历较低负荷的基质降解过程。预反应池容积是CASS池容积的6。C
12、ASS生化池的反应、沉淀、排水功能三位一体，污染物降解在时间上是一个推流过程，微生物则处于好氧、缺氧、厌氧周期性变化之中从而去除污染物，同时兼具脱氮、除磷功能。工艺的主体流程为；城市污水粗格栅提升泵细格栅沉砂池cass池（预反应区一主反应区一滗水）出水排放。CASS工艺主要工艺特征：连续进水，间断排水：运行具有时序性：运行过程的非稳态性；溶解氧周期性变化，浓度梯度高。CASS工艺主要优点是：（）工艺流程简单，占地面积小，投资较低反应池是CASS的核心构筑物，无二沉池及污泥回流设备，一般不设调节池及初沉池。因此污水处理设施布置紧凑，能节省占地和投资。（）生化反应推动力大CASS工艺从曝气到排水整
13、个周期，基质浓度、浓度梯度、基质利用速率均由高到低，因此CASS工艺是理想的时序上的推流式反应器，生化反应推动为大。（）沉淀效果好沉淀阶段几乎整个反应池均起沉淀作用，此时的表面负荷远小于普通二沉池，因此进水干扰的影响很小，沉淀效果较好。实践证明，温度较低污泥沉降性能差时，CASS工艺也能正常运行。实践和工程中曾遇到SV30高达96的情况，只要稍微延长沉淀阶段的时间，系统就能正常运行。（）运行灵活，抗冲击能力强CASS工艺充分考虑流量变化的因素，能确保污水在系统内停留预定的处理时间后经沉淀排放。为适应进水量和水质的变比，还可调节运行周期。进水浓度较高时，可延长曝气时间实现达标排放，达到抗冲击负荷的目的为强化脱氮除磷功能时，工艺可调整工作周期及控制反应池的溶解氧水平，提高脱氮除磷的效果。（）不易发生污泥膨胀CASS生化池中浓度梯度较大且缺氧、好氧交替变化，这样能选择性地培养菌胶团细菌使其成为曝气池中的优势菌属，有效地抑制丝状菌的生长繁殖，不易发生污泥膨胀，也能提高系统的运行稳定性。（）适用范围广CASS工艺适用范围比SBR工艺更广泛，大型、中型及小型污水处理厂都适用；控制系统比SBR工芝更简单也便于与前处理构筑物相匹配则得益于连续进水的设计和运行方式，。2.2.推荐污水处理工艺通过上述工艺机理、工艺流程、工艺特点、工艺参数、主要工程内容以及综合因
