某乳业公司2500m3d废水处理工艺设计毕业论文.doc 88页

'某乳业公司2500m3d废水处理工艺设计毕业论文目录前　　言1第一章文献综述21.1乳品废水的来源21.2乳品废水的组成及特点21.3乳品废水处理发展现状2第二章工艺流程的确定及构筑物说明72.1设计概况72.2设计原则、范围与依据82.3工程规模和处理水质要求92.4污水处理工艺方案的比较与确定92.5水处理构筑物设计说明182.6污泥处理构筑物设计说明242.7平面与高程布置26第三章主要构筑物设计计算303.1细格栅303.2污水提升泵房323.3调节池343.4平流式隔油池353.5混凝及沉淀池373.6水解酸化池423.7工艺流程及污染物负荷削减估算443.8CASS池443.9集泥井523.10污泥浓缩池533.11脱水机房54第四章厂区污水处理构筑物平面与高程布置554.1水力计算554.2高程计算55第五章设备与材料595.1构、建筑物一览表59 5.2主要设备材料表60第六章经济概算616.1投资概算616.2运行成本636.3经济效益64 江西理工大学2012届本科生毕业设计前　　言1．1我国污水处理要求的提出我国是一个水资源相对贫乏、时空分布又极不均匀的国家。由于我国城市化进程的加快和国民经济的高速发展，水环境污染和水资源短缺日趋严重。为了保护水体环境，国家已把城市污水处理列为基本建设领域重点支持的产业，并提出至2010年污水处理率达到40%的总体，要求“七大流域”、“三大湖泊”和重点沿海城市及其近岸海域城市、非农业人口50万以上的城市都要建设城市污水处理厂。污水的资源化、污水的再生和利用既提高了水的利用率，又有效地保护了水环境，有利于实现城市水系统的健康、良性循环，从长远利益来看，这将是有效地解决我国水资源短缺和水环境恶化问题的优化途径。1．2我国污水处理概况我国污水处理始于二十世纪五六十年代。解放初期由于工农业生产刚刚起步，当时的污水污染程度很低，且提倡利用污水进行农业灌溉，全国仅有几个城市建设了近十座污水处理厂，处理工艺有的只是一级处理。70-80年代，随着工农业生产的不断发展，人民生活水平的逐步提高，城市污水污染程度由低到高逐渐演变，国家和地方都为筹建国内大型污水处理厂。纪庄子污水处理厂自投产运行后多年来达到设计出水水质标准，使黑臭的污水变为清流，得到全国人大、全国政协委员们的赞扬，并通过他们向全国各地政府呼吁，加速建设污水处理厂的步伐，发展污水处理事业，消除污水对环境的污染。在他们的决策下，许多省市根据各自的具体情况分别建设了不同规模的污水处理厂，使我国的污水处理厂由60年代的十几座发展到几十座，天津市纪庄子污水处理厂的设计、施工、管理的成功经验，为我国大型城市综合污水处理厂的建设起到了工程建设的示范作用。国家“七五”、“八五”、“九五”科技攻关课题的建立，使我国污水处理的新技术、污泥处理的新技术、再生水回用的新技术都取得了可喜的科研成果.随着改革开放大好形势的不断深入，我国的污水处理事业也得到了快速的发展。国外污水处理新技术、新工艺、新设备被引进到我国，在活性污泥法工艺应用的同时，AB法、A/O法、A/A/O法、CASS法、SBR法、氧化沟法、稳定塘法、土地处理法等也在污水处理厂的建设中得到应用。由过去只具有去除有机物功能的污水处理工艺技术发展为具有除磷脱氮多功能的工艺技术，国外一些先进的、高效的污水处理专用设备进入了我国污水处理行业的市场。如格栅机、潜水泵、除砂装置、刮泥机、曝气器、鼓风机、污泥泵、脱水机、沼气发电机、沼气锅炉、污泥消化搅拌系统等大型设备。86 江西理工大学2012届本科生毕业设计第一章文献综述1.1乳品废水的来源乳制品废水是炼乳、干酪、奶油、乳制清凉饮料、冰激凌以及乳制品点心生产过程中排出的废水。废水主要来自容器及设备的清洗水，主要成分含有制品原料。其中牛奶加工厂含有处理原乳0.2%，BOD20-300mg/L，污染较低，而干酪、奶油加工产废水污染程度较高，COD达3000mg/L，BOD全达2400mg/L，含油脂达200mg/L，悬浮物达600mg/L。乳品废水有机物浓度较高，虽然无毒，但易于腐败，如直接排入水体，将导致水体发黑、发臭，严重影响渔业、农业、工业及饮用水源，破坏人类的生存环境。乳业废水的排放和对环境的污染成为突出问题，引起了有关部门的重视。1.2乳品废水的组成及特点在乳品加工过程中容器、设备、管道的清洗消毒水构成乳制品加工高浓度废水，其COD值高者可超过20000mg/L。一般也在5000mg/L以上，废水量约每加工l吨原料乳产生1.0m3，随着生产品种、产量、工厂管理等因素的变化，废水量有所变化。乳制品工厂洗涤车间地面水和其他用水（如办公用水、生活用水等）构成低浓度废水。一般COD值在1000mg/L以下，每加工l吨原料乳约有3～4m3低浓度废水产生。通常液态奶及奶粉生产企业排放的废水COD约为1500～3000mg/L；酸奶、奶油、冰激凌、雪糕、干酪等乳制品企业排放的废水COD一般为4000～7000mg/L。乳品废水主要污染成分为乳蛋白（如酪蛋白、乳清蛋白筹）、乳糖、乳脂以及含于原乳中的各种矿物质、用于设备、管道、容器清洗的酸、碱等，废水pH值一般6.5～7.0。1.3乳品废水处理发展现状自“七五”以来，我国对乳业废水的处理工艺和技术进行了大量的研究和探索，到目前为至，已取得了许多行之有效的成功经验，逐渐形成了以生化为主、生化与物化相结合的处理工艺。生化法中常用的有活性污泥法、生物膜法、厌氧与好氧相结合法等各种处理工艺。这些处理方法与工艺各有其特点和不足之处，但各自都有较为成功的经验。目前还有不少新的处理方法和工艺优化组合正在试验和研究，有的已取得了理想的成效，不久将应用于实践中。86 江西理工大学2012届本科生毕业设计目前乳品废水产常见处理方法（1）物理法，是利用物理作用分离污水中的呈悬浮状态的固体污染物质。通常作为生物法的预处理工序，保证微生物处理的正常进行。主要有气浮、隔油等。（2）化学法，主要利用化学、物理化学、电化学作用等去除污染物的过程。乳品废水常用的化学法有混凝沉淀、化学沉淀等。（3）生物法，生化处理方法主要可以分为好氧处理和厌氧处理方法两大类。一、好氧生物处理　　好氧生物处理是在氧气充足的条件下，利用好氧微生物的生命活动氧化乳品废水中的有机物，其产物是二氧化碳、水及能量（释放于水中）。这类方法没有考虑到废水中有机物的利用问题，因此处理成本较高。活性污泥法、生物膜法、深井曝气法是较有代表性的好氧生物处理方法。（1）传统活性污泥法　活性污泥法是中、低浓度有机废水处理中使用最多、运行最可靠的方法，具有投资省、处理效果好等优点。该处理工艺的主要部分是曝气池和沉淀池。废水进入曝气池后，与活性污泥混合，在人工充氧的条件下，活性污泥吸附并氧化分解废水中的有机物，而污泥和水的分离则由沉淀池来完成。(2)间歇式活性污泥法（SBR）SBR法早在20世纪初已开发，由于人工管理繁琐未予推广。此法集进水、曝气、沉淀、出水在一座池子中完成，常由四个或三个池子构成一组，轮流运转，一池一池地间歇运行，故称序批式活性污泥法。现在又开发出一些连续进水连续出水的改良性SBR工艺，如ICEAS法、CASS法、IDEA法等。这种一体化工艺的特点是工艺简单，由于只有一个反应池，不需二沉池、回流污泥及设备，一般情况下不设调节池，多数情况下可省去初沉池，故节省占地和投资，耐冲击负荷且运行方式灵活，可以从时间上安排曝气、缺氧和厌氧的不同状态，实现除磷脱氮的目的。但因每个池子都需要设曝气和输配水系统，采用滗水器及控制系统，间歇排水水头损失大，池容的利用率不理想，因此，一般来说并不太适用于大规模的城市污水处理厂。（3）氧化沟法　本工艺50年代初期发展形成，因其构造简单，易于管理，很快得到推广，且不断创新，有发展前景和竞争力，当前可谓热门工艺。氧化沟在应用中发展为多种形式，比较有代表性的有：帕式(Passveer)简称单沟式，表面曝气采用转刷曝气，水深一般在2.5～3.5m，转刷动力效率1.6～1.8kgO2/(kW·h)。奥式(Orbal)简称同心圆式，应用上多为椭圆形的三环道组成，三个环道用不同的DO(如外环为0，中环为1，内环为2)，有利于脱氮除磷。采用转碟曝气，水深一般在4.0～4.5m，动力效率与转刷接近，现已在山东潍坊、北京黄村和合肥王小郢的城市污水处理厂应用。若能将氧化沟进水设计成多种方式，能有效地抵抗暴雨流量的冲击，对一些合流制排水系统的城市污水处理尤为适用。86 江西理工大学2012届本科生毕业设计卡式(Carrousel)简称循环折流式，采用倒伞形叶轮曝气，从工艺运行来看，水深一般在3.0m左右，但污泥易于沉积，其原因是供氧与流速有矛盾。三沟式氧化沟(T型氧化沟)，此种型式由三池组成，中间作曝气池，左右两池兼作沉淀池和曝气池。T型氧化沟构造简单，处理效果不错，但其采用转刷曝气，水深浅，占地面积大，复杂的控制仪表增加了运行管理的难度。不设厌氧池，不具备除磷功能。氧化沟一般不设初沉池，负荷低，耐冲击，污泥少。建设费用及电耗视采用的沟型而变，如在转碟和转刷曝气形式中，再引进微孔曝气，加大水深，能有效地提高氧的利用率(提高20%)和动力效率［达2.5～3.0kgO2/(kW·h)］(4)生物膜法　与活性污泥法不同，生物膜法是在处理池内加入软性填料，利用固着生长于填料表面的微生物对废水进行处理，不会出现污泥膨胀的问题。生物接触氧化池和生物转盘是这类方法的代表。生物接触氧化池是在微生物固着生长的同时，加以人工曝气。这种方法可以得到很高的生物固体浓度和较高的有机负荷，因此处理效率高，占地面积也小于活性污泥法。生物转盘是较早用以处理啤酒废水的方法。依靠盘片的转动来实现废水与盘上生物膜的接触和充氧。该法运转稳定、动力消耗少，但低温对运行影响大，在处理高浓度废水时需增加转盘组数，废水中BOD5的去除率在80%以上。二、厌氧生物处理厌氧生物处理适用于高浓度有机废水，它是在无氧条件下，靠厌气细菌的作用分解有机物。在这一过程中，参加生物降解的有机基质有50%～90%转化为沼气，而发酵后的剩余物又可作为优质肥料和饲料。因此，啤酒废水的厌氧生物处理受到了越来越多的关注。，（1）水解酸化法水解和酸化是一种传统的厌氧生物处理方法，水解和酸化是厌氧消化过程的两个阶段，在处理有机工业废水工艺中，水解目的主要是将原有废水中的非溶解性有机物转变为溶解性有机物，将其中难生物降解的有机物转变为易生物降解的有机物，提高废水的可生化性，以利于后续的好氧处理。考虑到后续好氧处理的能耗问题，水解主要用于低浓度难降解废水的预处理。酸化则是一类典型的发酵过程，在酸化过程中微生物的代谢产物主要是各种有机酸。（2）升流式厌氧污泥床（UASB）UASB的主要组成部分是反应器，其底部为絮凝和沉淀性能良好的厌氧污泥构成的污泥床，上部设置了一个专用的气-液-固三相分离系统。废水从反应器底部加入，在上向流、穿过生物颗粒组成的污泥床时得到降解，同时生成沼气。86 江西理工大学2012届本科生毕业设计气、液、固（悬浮污泥颗粒）一同升入三相分离室，气体被收集在气罩里，而污泥颗粒受重力作用下沉至反应器底部，水经出流堰排出。UASB成功处理高浓度乳品废水的关键是培养出沉降性能良好的厌氧颗粒污泥。颗粒污泥的形成是厌氧细菌群不断繁殖、积累的结果，较多的污泥负荷有利于细菌获得充足的营养基质，对颗粒污泥的形成和发展具有决定性的促进作用；适当高的水力负荷将产生污泥的水力筛选，淘汰沉降性能差的絮体污泥而留下沉降性能好的污泥，同时产生剪切力，使污泥不断旋转，有利于丝状菌互相缠绕成球。　　总之，UASB具有效能高，处理费用低，电耗省，投资少，占地面积小等一系列优点，完全适用于高浓度乳品废水的治理。其不足之处是出水CODcr的浓度仍然很高，需进行再处理或与好氧处理串联才能达标排放。3）厌氧内循环反应器（IC）它是在UASB反应器的基础上发展而来的，和UASB反应器一样，可以形成高生物活性的厌氧颗粒污泥，但不同的是这种反应器内部还能够形成流体循环。此类反应器高度约为16～25m，容积负荷为普通UASB的4倍左右，占地面积少，基建投资省，有机负荷高，抗冲击负荷能力强，运行稳定性好。（4）膨胀颗粒污泥床（EGSB）EGSB是第三代厌氧反应器，其构造与UASB反应器有相似之处，可以分为进水配水系统、反应区、三相分离区和出水渠系统。与UASB反应器不同之处是，EGSB反应器设有专门的出水回流系统。EGSB反应器一般为圆柱状塔形，特点是具有很大的高径比，一般可达3～5，生产装置反应器的高度可达15～20米。颗粒污泥的膨胀床改善了废水中有机物与微生物之间的接触，强化了传质效果，提高了反应器的生化反应速度，从而大大提高了反应器的处理效能。三、厌氧+好氧生物处理（一）水解酸化+CASS其主要处理设备是酸化池和CASS反应池。这种方法在处理乳品废水时，在厌氧反应中，放弃反应时间长、控制条件要求高的甲烷发酵阶段，将反应控制在酸化阶段，这样较之全过程的厌氧反应具有以下优点：由于反应控制在水解、酸化阶段反应迅速，故水解池体积小；不需要收集产生的沼气，简化了构造，降低了造价，便于维护，易于放大；对于污泥的降解功能完全和消化池一样，产生的剩余污泥量少；经水解反应后溶解性COD比例大幅度增加，有利于微生物对基质的摄取，在微生物的代谢过程中减少了一个重要环节，这将加速有机物的降解，为后续生物处理创造更为有利的条件；水解酸化—CASS法处理高浓度乳品废水效果比较理想，去除率均在94%以上，最高达99%以上。（二）UASB+好氧接触氧化86 江西理工大学2012届本科生毕业设计此处理工艺中主要处理设备是上流式厌氧污泥床和好氧接触氧化池，处理主要过程为：废水经过转鼓过滤机，转鼓过滤机对SS的去除率达10%以上，随着麦壳类有机物的去除，废水中的有机物浓度也有所降低。调节池既有调节水质、水量的作用，还由于废水在池中的停留时间较长而有沉淀和厌氧发酵作用。由于增加了厌氧处理单元，该工艺的处理效果非常好。上流式厌氧污泥床能耗低、运行稳定、出水水质好，有效地降低了好氧生化单元的处理负荷和运行能耗。好氧处理(包括好氧生物接触氧化池和斜板沉淀池)对废水中SS和COD均有较高的去除率，这是因为废水经过厌氧处理后仍含有许多易生物降解的有机物。该工艺处理效果好、操作简单、稳定性高。上流式厌氧污泥床和好氧接触氧化池相串联的啤酒废水处理工艺具有处理效率高、运行稳定、能耗低、容易调试和易于每年的重新启动等特点。（三）UASB+SBR本处理工艺主要包括UASB反应器和SBR反应器。将UASB和SBR两种处理单元进行组合，所形成的处理工艺突出了各自处理单元的优点，使处理流程简洁，节省了运行费用，而把UASB作为整个废水达标排放的一个预处理单元，在降低废水浓度的同时，可回收所产沼气作为能源利用。同时，由于大幅度减少了进入好氧处理阶段的有机物量，因此降低了好氧处理阶段的曝气能耗和剩余污泥产量，从而使整个废水处理过程的费用大幅度减少。采用该工艺既降低处理成本，又能产生经济效益。并且UASB池正常运行后，每天产生大量的沼气，将其回收作为热风炉的燃料，可供饲料烘干使用。、86 江西理工大学2012届本科生毕业设计第二章工艺流程的确定及构筑物说明2.1设计概况该乳业有限公司的乳品废水的处理设施的废水来源主要是生产废水和生活废水，生产废水主要含有乳脂肪、乳糖、乳蛋白、硝酸、NaOH等，生活废水主要来源为卫生间（有化粪池设施）、洗澡和洗衣废水等。生产废水量较为稳定，生活废水虽然虽波动较大，但是占总水量比例较小，所以对总水量波动的影响不大。污水处理站一般由预处理、生化处理、污泥处理三部分组成。污水处理程序包括预处理、一级处理、二级处理、深度处理及污泥处理、其中的核心部分为二级生化处理。污水一级处理系统主要由格栅、筛网、沉砂池、沉淀池等组成。格栅和沉砂池也常作为城市污水的预处理系统。由于生活废水常挟带大量悬浮物和漂浮物，通过一级处理系统可以拦截和沉淀体积和密度较大的污染物，以保护后续处理设施，保证处理出水效果达标。因此，是污水处理工艺前必不可少的组成部分。本设计中，采用格栅、沉砂池。同时，生产废水中还有大量的油类废水，含油量高，分子量大，不易直接生化去除，应该设置隔油池和水解酸化池。污水二级处理系统主要为生物处理系统，以生物处理技术为主体。污水二级处理系统可以大幅度去除污水中呈胶体和溶解性状态的有机污染物，BOD5去除率达85%～95%，而一级处理只能去除BOD520%～30%。乳品废水处理的方法很多，可用氧化沟、传统活性污泥法、水解酸化—CASS工艺、好氧—缺氧（A1/O）脱氮工艺等污水的深度处理包括脱氮除磷及有机物的进一步去除，常用混凝沉淀和过滤工艺，也有采用生物陶粒和生物炭工艺，而最后进行消毒处理。污泥处理是污水处理厂的重要组成部分，主要包括浓缩、消化、脱水和干化等。污水处理厂的工艺流程是指在达到所要求的处理程度的前提下，污水处理各单元的有机组合，以满足污水处理要求。采用何种处理流程还要根据污水的水质、水量，回收其中有用物质的可能性和经济性，排放水体的具体规定。因为进水水质中各种水质指标的浓度比较低且氮磷的去除率要求不高，所以在二级处理过中CASS工艺进行处理。不仅能从污水中去除溶解的和胶体的可生物降解有机物，以及能被活性污泥吸附的悬浮固体和其他一些物质，无机盐类也能被部分去除，而且通过厌氧或缺氧区的设置可以脱氮、除磷。86 江西理工大学2012届本科生毕业设计2.2设计原则、范围与依据2.2.1设计原则1设计数据可靠真实。认真研究各项基础资料、基本数据，全面分析各项影响因素，充分掌握水质水量的特点和地域特性，合理选择好设计参数，为工程设计提供可靠的依据。2、厂址选择合理根据城镇总体规划和排水工程专业规划，结合建设地区地形、气象条件，经全面地分析比较，选择建设条件好、环境影响小的厂址，功能分区明确，生产、生活、人、物、车流向合理。3、工艺先进实用选择技术先进、运行稳定、投资和处理成本合理的污水污泥处理工艺，积极慎重地采用经过实践证明行之有效的新技术、新工艺、新材料和新设备，使污水处理工艺先进，运行可靠，处理后水质稳定地达标排放。4、总体布置考虑周全根据处理工艺流程和各建筑物、构筑物的功能要求，结合厂址地形、地址和气候条件，全面考虑施工、运行和维护的要求，协调好平面布置、高程布置及管线布置间的相互关系，力求整体布局合理完美。5、避免二次污染污水处理工艺作为环境保护工程，应避免或尽量减少对环境的负面影响，如空气、噪声、固体废物污染等；妥善处置污水处理过程中产生的栅渣、沉砂、污泥和臭气等，避免对环境的二次污染。6、运行管理方便以人为本，充分考虑便于污水厂运行管理的措施。污水处理过程中的自动控制，力求安全可靠、经济实用，以利提高管理水平，降低劳动强度和运行费用。7、近期远期结合污水处理厂设计应近远期全面规划，不宜分期建设的部分，如配水井、泵房及加药间等，其土建部分应一次建成；在无远期规划的情况下，设计时应为以后的发展留有挖潜和扩建的条件，污水厂的厂区面积，应按项目总规模控制，并做出分期建设的安排，合理确定近期规模。8、满足安全要求污水处理厂设计须充分考虑安全运行要求，如适当设置分流设施、超越管线等。厂区消防的设计和消化池、贮气罐急其他危险单元设计，应符合相应安全设计规范的要求。86 江西理工大学2012届本科生毕业设计2.2.2设计内容及范围本次设计内容为全面熟悉城市污水处理的传统工艺和先进工艺，根据要求设计工艺方案，完成计算书，成本核算后进行工艺完善及绘制设计图。本设计范围为对污水处理厂厂内的污水处理构筑物、污泥处理构筑物及必要的附属建筑进行工艺及总图的初步设计，不包括收集管网及泵站部分。2.3工程规模和处理水质要求工程规模：某乳业有限公司乳品废水的每日最大污水处理量为2500m3/d。处理后的水质要达到国家一级（B）类排放标准，根据《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918－2002）可得进出水水质情况如表1.1：表2—1设计污水处理厂生化处理阶段污染物去除率编号污染物种类平均数值出水标准1、CODcr3000mg/L60mg/L2、BOD51200mg/L20mg/L3、SS500mg/L20mg/L4、动植物油300mg/L----5、PH值6-9----2.4污水处理工艺方案的比较与确定2.4.1方案的比较目前乳品废水处理方法很多，根据乳品废水水质具有有机物含量高，可生化性良好的特点，要求有效去除BOD5又要适当去除N，所以可选的主要工艺有（1）氧化沟；（2）好氧—缺氧（A1/O）脱氮工艺；（3）水解酸化—CASS工艺。（一）氧化沟工艺氧化沟又称循环混合式活性污泥法。一般采用延时曝气，同时具有去除BOD5和脱氮的功能，它采用机械曝气，一般不设初沉池和污泥消化池。氧化沟处理效率为：BOD5和SS均为95%以上，总氮为70%～80%。氧化沟具有工艺流程短，处理效率高，出水水质稳定，运行管理简单等优点，但占地面积过大。在流态上，氧化沟介于完全混合与推流之间。污水在沟内的流速v平均为0.4m/s,氧化沟总长为L，当L为100～500m时，污水完成一个循环所需时间约为4～20min，如水力停留时间定为24h,则在整个停留时间要做72～36086 江西理工大学2012届本科生毕业设计次循环。可以认为在氧化沟内混合液的水只是接近一致的，从这个意义来说，氧化沟内的流态是完全混合式的。但是又具有某些推流式的特征，如在曝气装置的下游，溶解氧浓度从高向低变动，甚至可能出现缺氧段。氧化沟的这种独特的水流状态，有利于活性污泥的生物凝聚作用，而且可以将其区分为富氧区、缺氧区，用以进行硝化和反硝化，取得脱氮的效应。常用的氧化沟系统由卡罗塞氧化沟、交替工作氧化沟及二沉池交替工作氧化沟。氧化沟工艺流程见图２－１：原污水格栅提升泵站隔油池混凝沉淀池水解酸化池氧化沟二沉池出水污泥浓缩脱水机房污泥回流泵房调节池图2—1氧化沟工艺流程简图氧化沟可分为连续工作式、交替工作式和半交替工作式。连续工作式氧化沟如帕斯韦尔（Pasveer）氧化沟、卡鲁赛尔（Carrousel）氧化沟。氧化沟处理污水的原理如下：氧化沟中的污水直接与回流污泥一起进入氧化沟系统。在充分掺氧的条件下，微生物得到足够的溶解氧来去除BOD；同时，氨也被氧化成硝酸盐和亚硝酸盐，此时，混合液处于有氧状态。在曝气机下游，水流由曝气区的湍流状态变成之后的平流状态，水流维持在最小流速，保证活性污泥处于悬浮状态。微生物的氧化过程消耗了水中溶解氧，直到DO值降为零，混合液呈缺氧状态。经过缺氧区的反硝化作用，混合液进入有氧区，完成一次循环。该系统中，BOD降解是一个连续过程，硝化作用和反硝化作用发生在一个池子内。由于结构的限制，这种氧化沟虽然可以有效去除BOD，但脱氮除磷的能力有限。氧化沟的主要优点如下：（1）氧化沟的流态在整体上是完全混合的，而局部又具有推流特性，使得在污水中能形成良好的混合液生物絮凝体，提高二沉池的污泥沉降速度及澄清效果；另外，其独特的水流性能对除磷脱氮也是极其重要的。（2）处理效果稳定，出水水质好，并可实现脱氮。（3）污泥厂量少，污泥性质稳定。86 江西理工大学2012届本科生毕业设计（1）能承受水量、水质冲击负荷，对高浓度工业废水有很大的稀释能力。氧化沟的缺点如下：（1）单纯的氧化沟工艺的除磷效率很低，需要增设厌氧段才能达到一定的除磷效率。（2）虽然污泥产量少，耐冲击负荷，但是这是建立在该工艺很低的污泥负荷上的，且要求处理构筑物内水深要浅，而这又决定了在处理相同水质、水量污水的情况下，该工艺是最占土地的，也即增加了基建费用。（二）循环污泥污泥工艺1、简介　　CASS(CyclicActivatedSludgeSystem)是周期循环活性污泥法的简称，又称为循环活性污泥工艺CAST(CyclicActivatedSludgetechnology)，是在SBR的基础上发展起来的，即在SBR池内进水端增加了一个生物选择器，实现了连续进水(沉淀期、排水期仍连续进水)，间歇排水。设置生物选择器的主要目的是使系统选择出絮凝性细菌，其容积约占整个池子的10%。生物选择器的工艺过程遵循活性污泥的基质积累--再生理论，使活性污泥在选择器中经历一个高负荷的吸附阶段(基质积累)，随后在主反应区经历一个较低负荷的基质降解阶段，以完成整个基质降解的全过程和污泥再生。　　该工艺最早在国外应用，为了更好地将其引进，开发出适合我国国情的新型污水处理新工艺，有关科研机构在实验室进行了整套系统的模拟试验，分别探讨了CASS工艺处理常温生活污水、低温生活污水、制药和化工等工业废水的机理和特点以及水处理过程中脱氮除磷的效果，获得了宝贵的设计参数和对工艺运行的指导性经验。将研究成果成功地应用于处理生活污水及不同种工业废水的工程实践中，取得了良好的经济、社会和环境效益。并开发的CASS工艺与ICEAS工艺相比，负荷可提高1-2倍，节省占地和工程投资近30%。2、CASS结构与原理　　2.1CASS基本结构是：在序批式活性污泥法（SBR）的基础上，反应池沿池长方向设计为两部分，前部为生物选择区也称预反应区，后部为主反应区，其主反应区后部安装了可升降的自动撇水装置。整个工艺的曝气、沉淀、排水等过程在同一池子内周期循环运行，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。　　2.2CASS原理：:在预反应区内，微生物能通过酶的快速转移机理迅速吸附污水中大部分可溶性有机物，经历一个高负荷的基质快速积累过程，这对进水水质、水量、PH和有毒有害物质86 江西理工大学2012届本科生毕业设计起到较好的缓冲作用，同时对丝状菌的生长起到抑制作用，可有效防止污泥膨胀；随后在主反应区经历一个较低负荷的基质降解过程。CASS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。　　CASS法工作原理如右图所示：图2—2CASS工艺原理图CASS原理图在反应器的前部设置了生物选择区，后部设置了可升降的自动滗水装置。其工作过程可分为曝气、沉淀、滗水、闲置四个阶段，周期循环进行。污水连续进入预反应区，经过隔墙底部进入主反应区，在保证供氧的条件下，使有机物被池中的微生物降解。根据进水水质可对运行参数进行调整。原污水细格栅提升泵房混凝沉淀池CASS池污泥浓缩脱水机房泥冰外运处置水解酸化池隔油池调节池图2—3CASS工艺流程图3CASS工艺的主要优点3.1工艺流程简单，占地面积小，投资较低86 江西理工大学2012届本科生毕业设计　　CASS的核心构筑物为反应池，没有二沉池及污泥回流设备，一般情况下不设调节池及初沉池。因此，污水处理设施布置紧凑、占地省、投资低。3.2生化反应推动力大　　CASS工艺从污染物的降解过程来看，当污水以相对较低的水量连续进入CASS池时即被混合液稀释，因此，从空间上看CASS工艺属变体积的完全混合式活性污泥法范畴；而从CASS工艺开始曝气到排水结束整个周期来看，基质浓度由高到低，浓度梯度从高到低，基质利用速率由大到小，因此，CASS工艺属理想的时间顺序上的推流式反应器，生化反应推动力较大。3.3沉淀效果好　　CASS工艺在沉淀阶段几乎整个反应池均起沉淀作用，沉淀阶段的表面负荷比普通二次沉淀池小得多，虽有进水的干扰，但其影响很小，沉淀效果较好。实践证明，当冬季温度较低，污泥沉降性能差时，或在处理一些特种工业废水污泥凝聚性能差时，均不会影响CASS工艺的正常运行。实验和工程中曾遇到SV30高达96%的情况，只要将沉淀阶段的时间稍作延长，系统运行不受影响。3.4运行灵活，抗冲击能力强　　CASS工艺在设计时已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，特别是CASS工艺可以通过调节运行周期来适应进水量和水质的变比。当进水浓度较高时，也可通过延长曝气时间实现达标排放，达到抗冲击负荷的目的。在暴雨时，可经受平常平均流量6信的高峰流量冲击，而不需要独立的调节地。多年运行资料表明，在流量冲击和有机负荷冲击超过设计值2－3信时，处理效果仍然令人满意。而传统处理工艺虽然已设有辅助的流量平衡调节设施，但还很可能因水力负荷变化导致活性污泥流失，严重影响排水质量。　　当强化脱氮除磷功能时，CASS工艺可通过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。所以，通过运行方式的调整，可以达到不同的处理水质。3.5不易发生污泥膨胀　　污泥膨胀是活性污泥法运行过程中常遇到的问题，由于污泥沉降性能差，污泥与水无法在二沉池进行有效分离，造成污泥流失，使出水水质变差，严重时使污水处理厂无法运行，而控制并消除污泥膨胀需要一定时间，具有滞后性。因此，选择不易发生污泥膨胀的污水处理工艺是污水处理厂设计中必须考虑的问题。86 江西理工大学2012届本科生毕业设计　　由于丝状菌的比表面积比菌胶团大，因此，有利于摄取低浓度底物，但一般丝状菌的比增殖速率比非丝状菌小，在高底物浓度下菌胶团和丝状菌都以较大速率降解底物与增殖，但由于胶团细菌比增殖速率较大，其增殖量也较大，从而较丝状菌占优势。而CASS反应池中存在着较大的浓度梯度，而且处于缺氧、好氧交替变化之中，这样的环境条件可选择性地培养出菌胶团细菌，使其成为曝气池中的优势菌属，有效地抑制丝状菌的生长和繁殖，克服污泥膨胀，从而提高系统的运行稳定性。3.6适用范围广，适合分期建设　　CASS工艺可应用于大型、中型及小型污水处理工程，比SBR工艺适用范围更广泛；连续进水的设计和运行方式，一方面便于与前处理构筑物相匹配，另一方面控制系统比SBR工艺更简单。　　对大型污水处理厂而言，CASS反应池设计成多池模块组合式，单池可独立运行。当处理水量小于设计值时，可以在反应地的低水位运行或投入部分反应池运行等多种灵活操作方式；由于CASS系统的主要核心构筑物是CASS反应池，如果处理水量增加，超过设计水量不能满足处理要求时，可同样复制CASS反应池，因此CASS法污水处理厂的建设可随企业的发展而发展，它的阶段建造和扩建较传统活性污泥法简单得多。3.7剩余污泥量小，性质稳定　　传统活性污泥法的泥龄仅2－7天，而CASS法泥龄为25-30天，所以污泥稳定性好，脱水性能佳，产生的剩余污泥少。去除1.0kgBOD产生0.2～0.3kg剩余污泥，仅为传统法的60%左右。由于污泥在CASS反应池中已得到一定程度的消化，所以剩余污泥的耗氧速率只有10mgO2/gMLSS.h以下，一般不需要再经稳定化处理，可直接脱水。而传统法剩余污泥不稳定，沉降性差，耗氧速率大于20mgO2/gMLSS.h，必须经稳定化后才能处置。（三）UASB+SBR本处理工艺主要包括UASB反应器和SBR反应器。将UASB和SBR两种处理单元进行组合，所形成的处理工艺突出了各自处理单元的优点，使处理流程简洁，节省了运行费用，而把UASB作为整个废水达标排放的一个预处理单元，在降低废水浓度的同时，可回收所产沼气作为能源利用。同时，由于大幅度减少了进入好氧处理阶段的有机物量，因此降低了好氧处理阶段的曝气能耗和剩余污泥产量，从而使整个废水处理过程的费用大幅度减少。采用该工艺既降低处理成本，又能产生经济效益。并且UASB池正常运行后，每天产生大量的沼气，将其回收作为热风炉的燃料，可供饲料烘干使用。86 江西理工大学2012届本科生毕业设计原污水格栅提升泵站隔油池混凝沉淀池UASBSBR二沉池出水污泥浓缩脱水机房污泥回流泵房调节池图2—4SBR工艺流程简图表2—2各种工艺的比较工艺类型氧化沟循环活性污泥工艺SBR技术比较1.污水在氧化沟内的停留时间长，污水的混合效果好2.污泥的BOD负荷低，对水质的变动有较强的适应性1.处理流程短，控制灵活方便2系统处理构筑物少，紧凑，节省占地3不用设置二沉池，没有污泥膨胀问题。4运行管理方便1.处理高效，流程简单，能有效去除有机物2.对进水有机负荷的变动适应性较强；同时没有污泥膨胀问题。经济比较可不单独设二沉池，使氧化沟二沉池合建，节省了二沉池合污泥回流系统投资省，运行费用低，比传统活性污泥法基建费用低30%能耗高，运行管理繁琐较高，规模不宜过大使用范围中小流量的生活污水和工业废水中小型处理厂居多中小型污水处理厂稳定性一般一般一般2.4.2工艺流程的选择本设计的工艺流程初定如下：循环活性污泥工艺（CASS）。（1）工艺发展概况近年来随着技术的发展，对SBR的生化动力学及其在工艺上的优越性有了更深的了解。美国、澳大利亚、日本、德国等许多国家和地区都展开了对SBR86 江西理工大学2012届本科生毕业设计法的研究和应用工作，使SBR法在世界范围得到了越来越深入的研究和越来越广泛的应用。随着人们对SBR研究的深入，新型的SBR工艺不断出现，其变型工艺有ICEAS工艺（IntermittentCyclicExtendedAerationSystem）、IDAL工艺（IntermittentDecantedAeratedLagoons）、IDEA工艺（IntermittentDecantedExtendedAerated）、循环式活性污泥法（CyclicActivatedSludgeTechnology，简称CAST工艺）、CASS工艺（CyclicActivatedSludgeSystem）等。CASS工艺（CyclicActivatedSludgeSystem）是间歇式活性污泥法的一种变革，由Goronszy在ICEAS[2]工艺的基础上开发出来的，并保留了ICEAS和CAST工艺的优点。循环式活性污泥法（CyclicActivatedSludgeSystem，简称CASS），是在SBR工艺基础上发展起来的一种新形式，即在SBR池内进水端增加了一个生物选择器，实现了连续进水(沉淀期﹑排水期仍即连续进水)，间歇排水。设置生物选择器的目的是使系统选择出絮凝性细菌，其容积约占整个池子的10%。生物选择器的工艺过程遵循活性污泥的基质积累—再生理论，使活性污泥在选择器中经历一个高负荷的吸附阶段(基质积累)，随后在主反应区经历一个较低负荷的基质降解阶段，以完成整个基质的全过程和污泥再生。（2）CASS反应器的组成每个CASS反应器由3个区域组成即生物选择区、兼氧区和主反应区。生物选择区是设置在CASS前端的小容积区域，容积约为反应器总容积的10%，水力停留时间为0.5～1.0h，通常在厌氧或兼氧条件下运行。生物选择器是根据活性污泥反应动力学原理而设置的，进入反应器的污水和从主反应器内回流的活性污泥(回流量约为日平均流量的20%)在此混合接触，创造合适的微生物生长条件并选择出絮凝性细菌，有效地抑制丝状菌的大量繁殖，改善沉降性能，防止污泥膨胀；可通过酶反应机理快速去除废水中的溶解性物质(累积在微生物体内)并对难降解的有机物起到较好的水解作用；同时使污泥中的磷在厌氧条件下有效地释放。由于回流污泥中存在少量硝态氮，生物选择器中还会发生反硝化作用，反硝化量可达整个系统反硝化量的20%。兼氧区能辅助生物选择区实施对进水水质水量变化的缓冲作用，还能促进磷的进一步释放和强化反硝化作用。主反应区则是最终去除有机底物的主场所。运行过程中，通常将主反应区的曝气强度加以控制，以使反应区内主体溶液中处于好氧状态，而活性污泥结构内部则基本处于缺氧状态，溶解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。86 江西理工大学2012届本科生毕业设计(3)CASS工艺特点与传统活性污泥处理工艺相比，CASS工艺具有以下特征:⑴不设独立的二沉池和刮泥系统，活性污泥始终保持在一个反应器中完成生物反应和泥水分离过程，为生物选择器而设置的污泥回流系统回流比仅为20%；⑵根据生物选择原理，在循环式活性污泥法工艺中，在反应池的前部设置生物选择器，使得回流污泥中絮凝性微生物在高基质浓度时，能迅速吸收吸附可溶性有机物，生长速度快。相反，当基质浓度低时，丝状菌生长速度及繁殖能力超过非丝状菌。因此，在选择器中能迅速去除进水中可溶性有机物，有效地抑制丝状菌生长和繁殖，消除污泥膨胀的根源；⑶循环式活性污泥系统中通过曝气和非曝气阶段使活性污泥不断经过好氧和厌氧的循环，这些反应将有利于聚磷菌在反应池中的生长和积累，具有生物除磷功能；⑷对水量、水质的适应性较强，反应器可变容积运行而且还可通过调节曝气循环过程、调整曝气时间和强度来适应进水负荷的变化；⑷对水量、水质的适应性较强，反应器可变容积运行而且还可通过调节曝气循环过程、调整曝气时间和强度来适应进水负荷的变化；⑸根据生物反应动力学原理[5]，使废水在反应器各区间呈现整体推流而在各区内为完全混合的复杂流态，不仅保证了稳定的处理效果，而且提高了容积利用率；⑹通过对溶解氧(生物反应速率)的控制，使反应器以厌氧-缺氧-好氧-缺氧厌氧的序批方式运行，使之具有良好的脱氮除磷效果；⑺工艺控制灵活，在一个运行周期中，各阶段的运行时间、反应池中混合液浓度的变化都可以根据污水进水水量、进水水质、出水水质等要求灵活掌握。如果进水中出现短时间有机负荷和水力负荷冲击时，池中的水位由最低水位一直升高至最高水位，系统以正常循环转换至高峰流量循环，以适应来水情况，具有抗冲击负荷能力；⑻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20%～30%。(4)结语循环式活性污泥法处理城市污水，不仅处理水质BOD、COD达标，随着对废水处理出水水质，尤其是对氮、磷等物质排放要求的日益提高，开发和应用经济合理、多功能、操作灵活且运行稳定的废水处理工艺已日益受到研究者和用户的重视。CASS具有占地面积小、工艺流程简单、对水量水质变化适应性强、能同时脱氮除磷等优点，对于废水水质日益复杂的当今社会，CASS是一种很有发展前途的处理工艺。CASS86 江西理工大学2012届本科生毕业设计作为一种具有竞争力的工艺，无论在城市污水还是在工业废水的处理中都具有良好的应用前景。CASS工艺流程简介：原污水进入粗格栅，在此拦截污水中漂浮物，由污水泵提升经细格栅进一步去除颗粒，经平流式沉砂池进行除砂，然后进入CASS池，经曝气、沉淀分离，澄清液排入水体。剩余污泥经浓缩池后由污泥泵送至浓缩脱水间，经机械浓缩脱水处理后泥饼外运，污泥最终堆肥化处理。2.4.3具体运行过程：⑴充水-曝气阶段。边进水边曝气，同时将主反应器区的污泥回流至生物选择器，污泥回流比约为20%。⑵沉淀阶段。停止曝气，静置沉淀使泥水分离。当混合液的污泥浓度为3500～5000，沉淀后污泥可达15000mg/L左右。⑶表面滗水。此阶段反应器停止进水。滗水时由浮球式水位监测仪自动控制滗水器的升降，排水结束后滗水器自动复位。⑷闲置阶段。实际滗水时间往往比设计时间短，其剩余时间用于反应器内污泥的闲置以恢复污泥的吸附能力。滗水和闲置期间，污泥回流正常进行。CASS工艺的运行就是上述4个阶段依次进行并不断循环重复的过程。2.5水处理构筑物设计说明2.5.1细格栅城市污水的一级处理是通过物理方法对污水中的悬浮物、漂浮物以及大颗粒固体污染物质进行的处理。它位于污水处理系统的前端，对后续污水处理工序的正常运行起着重要的保障作用，是污水处理工艺中部可缺少的工序。在城市污水一级处理中，格栅主要去除污水中体积较大的悬浮物或悬浮物，沉砂池主要去除密度较大的无机颗粒，初沉池主要去除无机颗粒和部分有机物质，一级处理能去除污水中40%～55%的固体悬浮物，以及20%～30%左右的BOD5。污水一级处理的主要构筑物有格栅、沉砂池和初沉池，其工艺流程如图1.7所示：图2—5污水一级处理工艺流程图污水处理厂一般设置两道格栅，提升泵房站前设置粗格栅或中格栅，沉砂池前设置中格栅或细格栅。对于本次设计由实际知含渣量很少，在泵前设置一道细格栅即可。86 江西理工大学2012届本科生毕业设计粗格栅用以截留水中的较大悬浮物或漂浮物，以减轻后续处理构筑物的负荷，用来去除那些可能堵塞水泵机组驻管道阀门的较粗大的悬浮物，并保证后续处理设施能正常运行的装置。城市大、中型污水处理厂或泵站前截留杂物大于0.2m3/d的格栅，清除杂物量较大，一般采用机械清除设备。采用机械除渣设备时，一般采用单独格栅井。2.5.2污水提升泵房提升泵房用以提高污水的水位，保证污水能在整个污水处理流程过程中流过，从而达到污水的净化。为运行方便，本设计采用采用自灌式泵房。自灌式水泵多用于常年运转的污水泵站，它的优点是：启动及时可靠，管理方便。且鉴于其设计和施工均有一定经验可供利用，故常选用方形泵房。由于自灌式启动，故采用集水池与机器间合建，前后设置。污水提升泵房选用半地下式，地下埋深8m。2.5.3调节池调节池是用以调节进、出水流量的构筑物。为了使管渠和构筑物正常工作，不受废水高峰流量或浓度变化的影响，需在废水处理设施之前设置调节池。调节池，也叫事故池。有如下作用：1、初步沉降、分离；2、调节水质，是水质能够均衡一些，有利于下一道工序；3、调节水量。如果进水不是匀速的，这个池子就可以调节；4、可实现事故缓冲的作用。如果后面的处理工序出现小的故障，废水可在这里做暂短的贮存，起到缓冲的作用，不至于是生产工序因废水不能排除而停机，所以，也叫事故池。2.5.4平流式隔油池隔油池（oilseparator）是利用油与水的比重差异，分离去除污水中颗粒较大的悬浮油的一种处理构筑物。石油工业和石油化学工业在生产过程中排出含大量油品的废水；煤的焦化和气化工业排出含高浓度焦油的废水；毛纺工业和肉品工业等排出含有较多油脂的废水。这些含油废水如排入水体会造成污染，灌溉农田会堵塞土壤孔隙，有害作物生长。如对废水中的油品加以回收利用，则不仅可避免对环境的污染，又能获得可观的经济收益。利用隔油池与沉淀池处理废水的基本原理相同，都是利用废水中悬浮物和水的比重不同而达到分离的目的。隔油池的构造多采用平流式，含油废水通过配水槽进入平面为矩形的隔油池，沿水平方向缓慢流动，在流动中油品上浮水面，由集油管或设置在池面的刮油机推送到集油管中流入脱水罐。在隔油池中沉淀下来的重油及其他杂质，积聚到池底污泥斗中，通过排泥管进入污泥管中。经过隔油处理的废水则溢流入排水渠排出池外，进行后续处理，以去除乳化油及其他污染物。86 江西理工大学2012届本科生毕业设计隔油是自然浮上分离装置,常用的隔油池有:平流式隔油池(API油分离器),平行板式隔油池(PPI油分离器)和倾斜板式隔油池(CPI油分离器).隔油池的出水油含量一般小于50mg/L表2—3几种池型的比较池型优点缺点适用条件平流式①对冲击负荷和温度变化适应能力较强；②施工简单，造价低①采用多泥斗排泥时，每个泥斗需要单独设排泥管各自操作；②采用机械排泥时，大部分设备位于水下，易腐蚀①适用于地下水位较高及地质条件较差的地区；②适用于大中小型污水处理厂平行板式①排泥方便，管理简单；②占地面积较小①池子深度大，施工困难；②对冲击负荷及温度变化适应能力较差③造价较高④池径不宜太大适用于处理水量不大的小型污水处理厂倾斜板式①采用机械排泥，运行较好；②排泥设备有定型产品①水流速度不稳定；②易于出现易重流现象；③采用机械排泥设备复杂，对池体施工质量要求高①适用于地下水位较高的地区；②适用于大中型污水处理厂平流式隔油池是常用的沉淀池形式，具有构造简单、处理效果较好、工作稳定的优点。2.5.5混凝及沉淀池自然沉降不能去除所有的悬浮物和胶体。混凝即是通过投加化学药剂来破坏胶体和悬浮物在水中形成的稳定体系，使其聚集为具有明显沉降性能的絮凝体，然后用重力沉降法予以分离。混凝过程包括凝聚和絮凝两个步骤，凝聚是指使胶体脱稳并聚集成微絮粒的过程；絮凝是指微絮粒通过吸附、卷带和桥连而成长为更大的絮体的过程。凝聚和絮凝统称为混凝。本次设计进水中SS含量很高，需要进行混凝沉淀去除水中的难沉悬浮物，减轻后续处理的负荷，提高处理效率，最后达标排放。选用碱式氯化铝作为作为混凝剂，该药剂具有如下特性：絮凝体成型快，活性好，过滤性好；不需加碱性助剂，如遇潮解，其效果不变；适应PH值宽，适应性强，用途广泛；86 江西理工大学2012届本科生毕业设计处理过的水中盐份少；能除去重金属及放射性物质对水的污染；有效成份高,便于储存、运输；继混凝之后设置一沉淀池以沉淀混凝过程中产生的絮凝体。混合完成后，水中已经产生细小絮体，但是尚未达到自然沉降的粒度。絮凝反应设备的任务就是增加颗粒接触碰撞的机会，使得细小絮凝体逐渐形成大的絮凝体而便于沉淀。为了达到较为满意的絮凝效果，絮凝过程要求：一是颗粒具有充分的絮凝能力；二是具备保证颗粒获得适当的碰撞接触又不致破碎的水力条件；三是具备足够的絮凝反应时间；四是颗粒浓度增加，接触效果增加，即接触碰撞机会增多。由于本次设计水量较小，且水量变化较大，同时没有进行絮凝实验，因此选择机械絮凝池，可以适应各种水质水量的需求。国内常使用的是桨板式机械絮凝池，以垂直轴为主。絮凝之后需设置沉淀池。沉淀池按池内水流方向不同分为平流式、竖流式、辐流式三种。三种初沉池的优缺点比较见表1.2。表2—4平流式、辐流式和竖流式沉淀池比较池型优点缺点适用条件平流式（1）沉淀效果好；（2）对冲击负荷和温度变化的适应能力强；（3）施工简易，造价较低。（1）配水不易均匀；（2）采用多斗排泥，每个泥斗需单独设排泥管排泥，操作量大。（1）适用于地下水位高及地质较差地区；（2）适用于大、中、小型污水处理厂。竖流式(1)排泥方便，管理简单；(2)占地面积小。（1）池子深度大；（2）对冲击负荷和温度变化的适应能力差；（3）造价较高；（4）池径不宜过大，否则布水不均。适用于中、小型污水处理厂。辐流式（1）多为机械排泥，运行效果好，管理较简单。（2）排泥设备已趋定型。机械排泥设备复杂，对施工质量要求高。（1）用于地下水位较高地区；（2）用于大、中型污水处理厂。设计参数的选择86 江西理工大学2012届本科生毕业设计沉淀池的有效水深、沉淀时间及其他设计参数可参照表2.5。表2—5沉淀池的设计数据类别沉淀池位置沉淀时间h表面负荷m3/（m2·h）污泥量干物质g（人·d）污泥含水率%固体负荷kg/（m2·d）堰口负荷L（m·s）初沉池单独沉淀池1.5～2.01.5～2.515～1795～97≤2.9二级处理前1.0～2.01.5～3.014～2595～97≤2.9二沉池活性污泥法后1.5～2.51.0～1.510～2199.2～99.4≤1501.7生物膜法后1.5～2.51.0～2.07～996～98≤1501.7本设计采用中心进水周边出水辐流式沉淀池，采用刮泥机。如图1.8：图2—6中心进水周边出水辐流式沉淀池中心进水周边出水辐流式沉淀池的基本原理是：混合液经进水管进入中心筒后，通过筒壁上的孔口和外围的环形穿孔挡板，沿径向呈辐射状流向沉淀池周边。由于过水断面的不断增大，因此，流速逐渐变小，颗粒沉降下来。澄清水则经溢流堰或淹没孔口汇入集水槽排出。2.5.6水解酸化池1工艺介绍水解是指有机物进入微生物细胞前、在胞外进行的生物化学反应。微生物通过释放胞外自由酶或连接在细胞外壁上的固定酶来完成生物催化反应。　酸化是一类典型的发酵过程，微生物的代谢产物主要是各种有机酸。86 江西理工大学2012届本科生毕业设计　从机理上讲，水解和酸化是厌氧消化过程的两个阶段，但不同的工艺水解酸化的处理目的不同。水解酸化-好氧生物处理工艺中的水解目的主要是将原有废水中的非溶解性有机物转变为溶解性有机物，特别是工业废水，主要将其中难生物降解的有机物转变为易生物降解的有机物，提高废水的可生化性，以利于后续的好氧处理。考虑到后续好氧处理的能耗问题，水解主要用于低浓度难降解废水的预处理。混合厌氧消化工艺中的水解酸化的目的是为混合厌氧消化过程的甲烷发酵提供底物。而两相厌氧消化工艺中的产酸相是将混合厌氧消化中的产酸相和产甲烷相分开，以创造各自的最佳环境。水解工艺是将厌氧发酵阶段过程控制在水解与产酸阶段。水解池是改进的升流式厌氧污泥床反应器，故不需要密闭的池子，不需要搅拌器，降低了造价。2工艺特点①以功能水解池取代功能专一的初沉池，水解池对各类有机物去除远远高于传统初沉池，因此，从数量上降低了后续构筑物的负荷。②利用水解和产酸菌的反应，将不溶性有机物水解成溶解性有机物、大分子物质分解成小分子物质，使污水更适宜于后续的好养处理，可以用较短的时间和较低的电耗完成净化过程。③污水经水解池，可以在短的停留时间（HRT=2.5h）和相对较高的水力负荷[大于1.0m³/()]下获得较高的悬浮物去除率（平均85％的SS去除率）。出水BOD/COD值有所提高，增加了污水的可生化性。④由于采用厌氧处理技术，在处理水的同时也完成了对污泥的处理，使污水污泥处理一元化，简化了传统处理流程。图2—7CASS池简图2.5.7CASS池86 江西理工大学2012届本科生毕业设计本设计采用的是循环活性污泥工艺。ＣＡＳＳ是二级处理的主体构筑物，是活性污泥的反应器，其独特的结构使其具有去除高浓度有机废水的同时还具有脱氮功能，经过CASS后，水质得到很大的改善。每座ＣＡＳＳ池中水下曝气机，实池内现混合液的充氧、混合。系统的充氧量可以通过池内曝气机运行的台数以及自动化控制进行调节。当停止曝气时，水体逐渐呈缺氧状态，因此通过控制曝气可以实现好养－厌氧状态，实现脱氮。CASS工艺的排水要求与SBR相同，目前，常用的设备为旋转式撇水机，其优点是排水均匀、排水量可调节、对底部污泥干扰小，又能防止水面漂浮物随水排出。2.6污泥处理构筑物设计说明城市污水处理厂在对污水进行处理的同时会产生各种污泥。污泥的来源各不相同，有的是截留下来的悬浮物质，有的是生物处理系统排出的生物污泥，有的则是由于投加药剂而产生的化学污泥。城市污水处理厂初沉池污泥数量较大，一般为有机物，易腐化并散发出难闻的气味，还可能含有寄生虫卵和病原体。所以需要重点处理和处置。在污水处理过程中，会产生大量污泥，其中含有许多有毒有害物质，且含水率高，因此需对污泥进行处理，以达到减量、稳定、无害化及资源化利用的目的。污泥的处理有浓缩、消化、脱水及最终处置等工艺。剩余活性污泥是指活性污泥是指活性污泥法系统排出的污泥。剩余活性污泥含固率一般在0.5～0.8%之间，取决于所采用的不同生化处理工艺。有机成分常在70～85%之间，与污水处理中是否设初沉池及泥龄的长短有关。剩余活性污泥的PH值在6.5～7.5之间，取决于污水处理系统的工艺以及控制状态。由于活性污泥的含固率一般都小于1%，因而其流动性能及混合性能与污水基本一致，但不易沉降。活性污泥的产量取决于污水处理所采用的生化工艺类型，传统活性污泥工艺、A-B工艺以及A/O等工艺的产泥量都有出入。2.6.1污泥泵房设计污泥泵房三座，分别位于氧化沟与沉淀池之间，每个污泥泵房承担氧化沟的污泥回流和沉淀池的剩余污泥排放。86 江西理工大学2012届本科生毕业设计本设计的污泥泵房负责将二沉池产生的活性污泥一部分作为回流污泥输送至氧化沟，另一部分作为剩余污泥由地下管道输送至浓缩池进行浓缩处理。污泥泵设计参数同污水泵站中的参数。其中设计回流污泥量为QR=RQ，污泥回流比R=100％，即QR=100%×m3/d=133333.3m3/d。2.6.2污泥浓缩池（1）概述污泥处理系统产生的污泥，含水率高，体积很大，输送、处理或处置都很不方便。污泥浓缩可使污泥初步减容，使其体积减小为原来的几分之一，从而为后续处理或处置带来方便。首先，经浓缩后，可使污泥管的管径减小，输运泵的容量减小。浓缩之后直接脱水，可减少脱水机台数，并降低污泥调质所需的絮凝剂投加量。图2—8污泥浓缩池简图污泥浓缩的方式有重力浓缩和气浮浓缩。如果选择厌氧消化进行污泥稳定，一般采用重力浓缩；当采用好氧消化进行污泥稳定时，两者均可选择。重力浓缩又分为连续式和间歇式。一般中大型污水处理厂均选择连续式。本次设计中采用重力连续式浓缩。（2）重力浓缩的基本原理重力浓缩法是依靠污泥重力作用而达到污泥在浓缩池中浓缩的目的。重力浓缩法主要浓缩初沉污泥和剩余活性污泥。86 江西理工大学2012届本科生毕业设计重力浓缩池一般为圆柱形。污泥由中心筒进泥，进泥点一般在池深的一半处。浓缩池下层颗粒间隙中的水在上层颗粒的重力作用下被挤压出来，颗粒拥挤更加紧密，污泥浓度提高，从而实现污泥浓缩。上清液由池周的溢流堰溢出，回流至污水处理系统。污泥可采用重力排泥方式。2.6.3脱水机房（1）脱水之前的污泥调理污水中含有大量有机污染物质，污水处理中产生的污泥中含有的固体物质主要是与水亲和力很强的胶体粒子。因此，必须在污泥脱水之前，对污泥进行处理，使污泥改变亲水性能，增强脱水效果。污泥经过调理，污泥颗粒尺寸加大，可以释放出污泥中的吸附水，提高脱水效果。常用的污泥调理方法是加药调理法、加热调理法、冷却调理法和辐射调理法。本设计中的污泥含有较高的有机物，采用加药调理法。因此，选用高聚合度的有机高分子絮凝剂，如PAM。（2）污泥脱水污泥脱水是将污泥中的含水率降至85%以下的操作（污泥的极限游离水含量20%）。污水将脱水后，一般形成泥饼，体积大大减小，以便于最终的处置。在脱水前要对污泥进行调理，改善污泥的脱水性能。工程上调理的主要方法为投加絮凝剂。絮凝剂一般采用高分子絮凝剂。污泥脱水方法有自然干化、机械脱水、烘干及焚烧等方法。城市污水处理厂一般由于场地的限制，污泥脱水主要采用机械脱水。机械脱水的方式有真空过滤、板框压滤、带式压滤和离心过滤等。板框压滤为间歇操作，一般适用于中小型污水处理厂；大中型污水处理厂目前普遍采用带式过滤或离心过滤。本设计采用带式压滤脱水机。2.7平面与高程布置2.7.1平面布置污水处理厂厂区平面布置遵循国家有关标准和规范进行。本设计将污水处理厂厂区按功能划分，并进行相关布置。厂区分办公生活服务区、污水处理区、污泥处理区三大部分，各区既相互独立，又有有机联系，既能最大限度地减小占地和管道连接，又便于管理。污水处理厂的平面布置包括：污水处理构筑物、污泥处理构筑物、综合办公楼、维修间、仓库、车库、锅炉房、传达室、配电中心、食堂、浴室及其它辅助建筑物，以及各种管道、道路、绿化等的布置。根据处理厂的规模大小，采用1：100～1：1000比例尺的地形图绘制总平面图，管道布置可单独绘制。平面布置的一般原则如下：86 江西理工大学2012届本科生毕业设计（1）处理构筑物的布置应紧凑，节约用地并便于管理；池型的选择应考虑占地多少及经济因素。圆形池造价比较低，但进出水构造较复杂。方形池或矩形池池墙较厚，但可利用公共墙壁以节约造价，且布置可紧凑，减少占地。一般小型污水处理厂采用圆形池较经济，而大型处理厂则以采用矩形池为经济。除了占地、构造和造价等因素以外，还应考虑水力条件、浮渣清除，以及设备维护等因素；（2）每一单元过程的最少池数为两座，但在大型污水厂中，由于设备尺寸的限制，往往有多池。当发生事故，一座池子停止运转时，其余的池子负荷增加，必须计算其对出水水质的影响，以确定每一池子的尺寸。根据生产实践，每一单独处理池的能力可达10～20万m3/d；（3）在选择池子的尺寸和数目时，必须考虑污水厂的扩建。对每一种单元过程的全部处理池，最好采用相同的尺寸，且应避免在初期运行时有过大的富余能力；（4）处理构筑物应尽可能地按流程顺序布置，以避免管线迂回，同时应充分利用地形，以减少土方量；（5）经常有人工作的建筑物如办公、化验等用房应布置在夏季主风向的上风一方，在北方地区，并应考虑朝阳；（6）在布置总图时，应考虑安装充分的绿化地带；（7）总图布置应考虑远近期结合，有条件时，可按远景规划水量布置，将处理构筑物分为若干系列，分期建设。远景设施的安排应在设计中仔细考虑，除了满足远景处理能力的需要增加的处理池以外，还应为改进出水水质的设施预留场地；（8）构筑物之间的距离应考虑敷设管渠的位置，运转管理的需要和施工的要求。（9）污泥处理构筑物应尽可能布置成单独的组合，以策安全，并管理方便。污泥消化池应距初沉池较近，以缩短污泥管线，但消化池与其他构筑物之间的距离不应小于20m。贮气罐与其他构筑物的间距则应根据容量大小按有关规定办理；（10）变电站的位置宜设在耗电量大的构筑物附近，高压线应避免杂一厂内架空敷设；（11）污水厂内管线种类很多，应考虑综合布置，以免发生矛盾。污水和污泥管道应尽可能考虑重力自流。自流管道应绘制纵断面图；（12）如有条件，污水厂内的压力管线和电缆可合并敷设在一条管廊或管道沟内，以利于维护和检修；（13）污水厂内应设超越管，以便在发生事故时，使污水能超越一部或全部构筑物，进入下一级构筑物或事故溢流；86 江西理工大学2012届本科生毕业设计（14）在污水厂内主干道应尽量成环，方便运输。主干宽6～9m次干道宽3～4m，人行道宽1.5m～2.0m，曲率半径9m，有30%以上的绿化；（15）污水厂的占地面积，随处理方法和构筑物选型的不同，而有很大的差异。2.7.2高程布置污水处理厂在进行平面布置的同时，必须进行高程布置，以确定各处理构筑物及连接管渠的高程，并绘制处理流程的纵断面图，其比例一般采用：纵向1：50～1：100，横向与总平面布置图相同，或示意图上应注明构筑物和管渠的尺寸、坡度、各节点水面、内底以及原地面和设计地面的高程。在整个污水处理过程中，应尽可能使污水和污泥为重力流，但在多数情况下，往往需抽升。高程布置的一般规定如下：（1）为保证污水在各构筑物之间能顺利自流，必须精确计算各构筑物之间的水头损失，包括沿程损失、局部损失及构筑物本身的水头损失。此外，还应考虑污水厂扩建时预留的储备水头；（2）进行水力计算时，应选择距离最长，损失最大的流程，并按最大设计流量计算。当有两个以上并联运行的构筑物时，应考虑某一构筑物发生故障时，其余构筑物必须负担全部流量的情况。（3）污水厂的出水管渠高程，须不受水体洪水顶托，并能自流进行农田灌溉；（4）污水厂的场地竖向布置，应考虑土方平衡，并考虑有利排水。（5）高程布置应确定控制点的标高，在本设计中，厂区控制点的标高是排放水体的最高洪水位标高，只要使得消毒池出水井的高度能够保证水能自流过去，并且有一定的富裕水头即可。整个污水处理部分的高程主要围绕两部分损失来进行：构筑物内水头损失，管路损失。其中构筑物损失主要是进水配水以及出水集水时会带来水头损失，管道主要是沿程阻力损失，以及管道弯头、三通具有阻力。本设计中配水井也有跌水的水头损失，需要说明的是，配水井的跌水需要通过二倍流量校合是否井内会有壅水的可能性。由此可以算出每一段管路上的损失，并且依次推算前一个构筑物的水面标高，从而定出每一个构筑物相对于地面的位置。所有在主干道以下的管道均需0.7m或0.7m以上的覆土厚度，在平面上相互重叠的管道在高程图上外壁必须有0.2-0.3m的高程差。经行高程计算时考虑管道内的经济流速，选择合适的管道。（6）各处理构筑物的水头损失（包括进出水渠的水头损失）可按表1.5估算。表2—6污水流经各处理构筑物的水头损失86 江西理工大学2012届本科生毕业设计构筑物水头损失（cm）构筑物水头损失（cm）格栅10～25生物滤池270～280沉砂池10～25曝气池25～50平流沉淀池20～40混合池10～30竖流沉淀池40～50接触池10～30辐流沉淀池50～60（7）在污水处理厂中，经沉淀处理后的污泥经管道流动，所以应计算污泥流动中的水头损失，进而计算污泥处理流程高程。污泥高程计算顺序与污水相同，即从控制性标高点开始。污泥在管道中水头损失包括沿程水头损失和局部水头损失。由于目前有关污泥水力特征的研究还不够，因此，污泥管道水力计算主要是按污泥局部为沿程水头损失的50%计算。第三章主要构筑物设计计算平均流量Q=2500t/d=104.2m³/h=0.029m³/s86 江西理工大学2012届本科生毕业设计总变化系数：KZ===1.86（不符合设计规范）日变化系数宜采用1.1～1.5，时变化系数宜采用1.3～1.6。由于本设计是公司生产废水与生活废水合流，生产废水较为稳定，生活废水所占比例不大，所以，设计流量总变化系数可取为1.2。所以设计流量为Qmax=KZ×Q=1.2×2500m³/d=0.035m/s设备设计说明与计算3.1细格栅格栅是由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在污水渠道上、泵房集水井的进口处或污水处理厂的端部，用以截留较大的悬浮物或漂浮物。一般情况下，分粗细两道格栅。格栅型号：链条式机械格栅设计参数：设计流量为Qmax=0.035m³/s；栅前流速：；过栅流速：；栅条宽度：S=0.01m；格栅间距b=0.02m；格栅倾角α=60°；渐宽部分展开角α=20°：单位栅渣量：w1=0.05m³栅渣/103污水；栅条断面为锐边矩形断面β=42.2；考虑格栅被堵塞时水头损失增大倍数k=3，栅前渠道超高为0.3m。3.1.1设计参数设计流量Qmax=KZ×Q=1.2×0.029=0.035m³/s栅前流速0.7m/s过栅流速0.9m/s栅条宽度0.01m栅条净间距0.01m栅前部分长度0.5m格栅倾角60o3.1.2设计计算（1）栅前水深根据最优水力断面公式，计算得：栅前槽宽，则栅前水深（2）栅条间隙数（取n=23）则格栅间隙数n=23条（3）栅槽总宽度B2=S（n-1）+bn=0.01（23-1）+0.01×23=0.45m86 江西理工大学2012届本科生毕业设计（4）进水渠道渐宽部分长度（其中α1为进水渠展开角，一般取20o）（5）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度（6）过栅水头损失因栅条边为矩形截面，取k=3，则其中h0：计算水头损失；k：系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增加倍数，取k=3；ε：阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时β=2.42。（7）栅后槽总高度取栅前渠道超高h2=0.3m则栅前槽总高度H1=h+h2=0.16+0.3=0.46m栅后槽总高度H=h+h1+h2=0.16+0.40+0.3=0.86m（8）格栅总长度L=L1+L2+0.5+1.0+H1/tan=0.18+0.09+0.5+1.0+0.81/tan60°=2.24m（9）每日栅渣量＜0.2m3/d式中，W1为栅渣量，对于城市污水，栅条间距b=10mm时，W1=0.02m3/103m3拦截污物量大于0.2m3/d时，宜采用机械清栅。本设计虽然拦截物较少，为了避免人工清渣的繁琐，采用机械清渣。（10）设备选型根据格栅的有效栅宽及过水流量，查《给排水设计手册》第11册《常用设备》第二版，选择1台HF-300型回转式固液分离机，其性能参数见表3.186 江西理工大学2012届本科生毕业设计表3—1HF-300型回转式固液分离机性能参数型号安装角度电机功率KW设备宽W1mm设备总宽W2mm设备总高mm沟宽mm排渣高度mmHF—30060°~80°0.43006503153~111533801935~9935（11）细格栅计算示意图（见图3—1）。图3—1粗格栅的计算示意图3.2污水提升泵房3.2.1设计计算（1）设计参数设计流量：Q=35L/s（2）泵房设计计算采用循环活性污泥工艺，污水处理系统简单。污水经提升泵房后进入调节池，然后自流水解酸化池及CSAA池，最后由出水管道排入下水道或河流。（3）水泵选择设计流量为3000m3/d，选择4台潜污泵（3用1备），则单台流量为86 江西理工大学2012届本科生毕业设计所需的扬程为13.434m（详见泵的扬程计算）选择80QW45—15—5.5型潜污泵，泵的参数见表2.2。表3—280QW45—15—5.5型潜污泵出口口径/mm流量/(m3/h)扬程/m转速（r/min）功率/kW80451514305.5（4）集水池1）容积按一台泵最大流量时12min的出流量设计，则集水池的有效容积V2）面积取有效水深H为1.5m，集水池长度取3m，则宽度集水池尺寸L×B=3×2保护水深为1.2m，则实际水深为2.7m集水池尺寸L×B×H=3m×2m×2.7m3）泵位及安装潜污泵直接置于集水池内。潜污泵检修采用移动吊架。3.2.2泵的扬程计算由水力高程计算及各构筑物标高（详见第四章）集水池最低工作水位为43.2m，泵所需提升最高水位为53.834m。集水池最低工作水位与所需提升最高水位之间的高差为：53.834-43.2=10.634m污水泵房的水头损失为2.0m,取1m的未预见水头损失，从而水泵的扬程为H=10.634+2+1=13.634m。86 江西理工大学2012届本科生毕业设计图3—2污水提升泵房的计算示意图3.3调节池3.3.1设计参数设定：取停留时间t为4小时，最低水位为0.3m。调节池超高取0.5m3.3.2设计计算：（1）容积计量V=Q×t=2500÷24×8=416.6m³（取420m³）取长宽为12m×10m，则有效水深为h==3.5(m)；（2）总高度计算h＝h调节+h最低水位+h超高=3.5+0.3+0.5＝4.3（m）总池深为3.8m；(3)搅拌设备选择为防止污水中悬浮物的沉积和使水质均匀，可采用专用搅拌设备进行搅拌。根据调节池的有效容积，搅拌功率一般按1m³污水4~8W选配搅拌设备，本设计取5W。则调节池配潜水搅拌机的总功率为420×5=2100W。选用QJB1.5/6-260/3-980/c/s型搅拌机。选用2台。性能参数如下：86 江西理工大学2012届本科生毕业设计表3—3QJB1.5/6-260/3-980/c/s型搅拌机性能参数型号电动机功率（KW）额定电流（A）叶轮直径（mm）叶轮转速(r/min)推力(N)重量(Kg)QJB1.5/6-260/3-980/c/s1.54.5260980290553.4平流式隔油池3.4.1设计参数设计流量（按最大流量设计）：0.035；水平流速：0.004m/s；设计有效水深　1.8m油珠上浮速度　0.8mm/s池体超高0.5m平流式隔油池去除的是150μm以上的浮油，其设计与计算一般按油珠的上浮速度设计。3.4.2平流式隔油池设计（１）平流式隔油池表面积Ａ：　　　　　　(修正系数为1.44)式中：A—平流式隔油池表面积，m³；　　　Q－最大设计流量时的流量,m³/s；　　　－油珠上浮速度，mm/s。　　　　　　　（２）平流式隔油池的过水断面　　　　　　　　式中：Ａ－水流断面面积，m2　　　　　　　　　　　Ｑｍａｘ－设计流量，m3/s（3）平流式隔油池的有效水深和池度查阅有关资料《水处理构筑物设计与计算》，有效水深h一般取1.5~2.0m，池宽b的具体取值取决于所选用的刮油机的型号，通常不大于6.0m。有效水深与池宽的比值（h/b）一般为0.3~0.4。取有效水深1.80m，池宽取4m　　（4）平流式隔油池的池长86 江西理工大学2012届本科生毕业设计　　　　　（取13m）　　　式中：L－池总长度，m；　　　　　　－设计有效水深，m。则长宽比（L/b）大于4.0，符合要求　　（5）其他实际要求　　　　　　①　池底应有坡向泥斗0.01~0.02的坡度，泥斗倾角不应小于45o②排泥管管径不小于200mm，管端可接压力水管冲洗③刮油刮泥机刮板的移动速度不大于2.0m/min（6）泥斗所需容积V:取0.16m³（7）贮泥斗各部分尺寸计算：设贮砂斗底宽=0.5m;斗壁与水平面的倾角为60o，贮砂斗高度为0.35m；则贮砂斗的上口宽度为贮砂斗的容积V1；式中；V1－贮砂斗的容积，ｍ³；　　－贮砂斗高度，ｍ；　　－分别为贮砂斗下口和上口的面积，ｍ³。由上可知，V1＞V，则按V1取值，可以达到设计要求（8）贮泥室的高度ｈ３：　　　　　假设采用重力排砂，池底设６％坡度坡向砂斗，则：86 江西理工大学2012届本科生毕业设计　　　　　　　　　　（9）池总高度Ｈ：　　　　　　　　　　　　　　　　　　式中：Ｈ－池总高度　　　　　　　　　h1－超高，ｍ。　　　（10）核算最小流速Ｖｍｉｎ：　　　　　　　　　　　　式中：－设计最小流量，ｍ³／ｓ；　　　　　　　　－最小流量时工作的尘砂池数目；　　　　　　　－最小流量时沉砂池中的过水断面面积，㎡。　　　　　采用重力排砂（11）刮油机选型根据池宽选用GM—4型刮沫机，规格如下表3—4GM—1型刮沫机规格型号池宽m轨道中心距m行走速度m/min电机功率KWGM—44.44.235.0或7.51.53.5混凝及沉淀池3.5.1溶药池的容积计算选用碱式氯化铝作为混凝剂，最大投加量为51.4mg/L，投加浓度为15％。药剂一天调制次数为2次。加药池的容积（Ｗ，ｍ³）可按下式计算　　　　　　　　式中：—混凝剂最大用量，mg/L。　　　　Q—处理水量，m³/hb—药液浓度，按药剂固体质量分数表示，一般取10％~20％n—每天配置溶液次数，一般不超过3次。3.5.2混合86 江西理工大学2012届本科生毕业设计采用静态混合器，水流速度取1m/s，设三节混合元件，即n=3，混合器距离絮凝池10m，混合时间为13s。静态混合器直径为：对于一般的静态混合器都有一定的规格，采用SK型静态混合器，型号为SK-100/200,公称直径为200mm，参考流量为70~140m³。核算流速，水流过静态混合器的水头损失为：3.5.3机械絮凝池的设计与计算一，设计参数（1）絮凝时间为15—20min。机械絮凝池的深度一般为3～4m。（2）絮凝池一般不少于2组。池内一般设3—4档搅拌机，每档可用隔墙或穿孔墙分隔，以免短流。（3）搅拌机桨板中心处线速度从第一档的0.5m/s逐渐减小到末档的0.2m/s。（4）每台搅拌器上桨板总面积宜为絮凝池水流截面积的10％-20％，不宜超过25％，以免池水随桨板同步旋转，减弱絮凝效果。（5）桨板长度不大于叶轮直径75％，桨板宽度与长度之比b/L=1/10-1/15，桨板宽度一般采用0.1-0.3m。（6）垂直轴式搅拌器的上桨板顶端应设于反应池水面下0.3m处，下桨板底端设于距池底0.3～0.5m处，桨板外缘与池侧壁间距不大于0.25m。（7）所有搅拌轴及叶轮等机械设备应采取防腐措施。轴承与轴架宜设于池外，以免进入泥沙，致使轴承严重磨损和轴杆折断。二，设计计算（1）反应池容积Vm³（取63m³）式中Ｑ－设计处理水量，m³／ｈ　　　　　　　　ｔ－反应时间,通常20～30min。　　　（２）反应池串联格数及尺寸　　　　　　反应池采单排，3格串联，设置３台搅拌机。每格有效尺寸为：B=2.7m,L=2.7m,H=3.0m86 江西理工大学2012届本科生毕业设计V=３B·L·H=3×2.7×2.7×3.0=65.61m³反应池超高取0.5m。池子总高度为3.5m。三，搅拌机选型选用ZJ—700型折桨式搅拌机，性能参数如下表3—5ZJ—700型性能参数型号功率（KW）池形尺寸（mm）桨叶底距池底高度E（mm）转速（r/min）A×BHZJ—7005.52400×24002500300853.5.4沉淀池1设计参数设计流量0.035表面负荷沉池一般经验参数为0.6~1.5，本设计取q"=1.0；沉淀时间一般经验参数为1.5~4.0h，本设计取T=2.5h；出水堰负荷取值范围为1.5—2.9，取1.5；池底坡度i=0.05；沉淀池数量n=1座；沉淀池型周边进水圆形辐流式。2设计计算（1）单池面积F和单池直径D单池面积单池直径，取D=9m。（2）沉淀部分有效水深（介于6～12）（3）沉淀部分有效容积86 江西理工大学2012届本科生毕业设计（4）污泥部分所需的容积设经过隔油池，混凝池进水的SS含量为400mg/L,则假定沉池沉淀率合为90％，则T＝1.5h=99.5%（5）产生的污泥量由下式可得出絮凝沉淀池所产生的污泥量（6）集泥斗集泥斗为上部直径为=2.0m、下部直径为=1.0m、倾角为，则集泥斗高则集泥斗的有效容积（7）污泥斗以上圆锥体部分污泥容积设池底径向坡度为0.05，则（7）污泥斗总容积（8）沉淀池池边总高缓冲层高度取0.5m,超高取0.3m，则总高86 江西理工大学2012届本科生毕业设计（9）沉淀池中心高度H"设池底度为i=0.05，则池底坡度降为（10）导流筒导流筒深度为池深的一半，即为1.2m；导流筒的面积为沉淀面积的3%，导流筒直径：（11）出水堰采用正三角形出水堰。设计堰上水头Hw为2.5cm，三角堰的角度为，由出水堰堰上水头（水深）和过流堰宽B之间的关系可得出水流过堰宽度B为3.46cm。设计堰宽为10cm，流量系数取0.62，则单堰过堰流量每个二沉池应该布置的出水堰总数N，取N为220个。环形集水渠宽0.3m，沿集水渠壁内侧（单侧）布置出水堰。集水渠内、外圆环直径分别为8m和8.4m。（集水渠内壁距池壁1m；外壁距池壁0.5m）出水总长L=×(7+8)=47.1m出水堰总线长65×10cm=22m出水堰总线长小于出水总周长，满足要求。（12）出水堰布置内环上布置220×（7/15）=103个，外环上布置220×（8/15）=11786 江西理工大学2012届本科生毕业设计个。由于出水堰总线长小于出水渠两壁总周长，因此，需间隔布置出水堰，两个出水堰顶间距（见图3.1）：，取11.5cm。图3—3沉淀池三角堰计算示意图（13）核堰负荷堰负荷符合设计要求（14）刮泥设备查《及排水设计书册》第11册《常用设备》第二册，选择GNZ080型周边传动刮泥机1台。其性能参数见表2.13。表3—6GNZ080型周边传动刮泥技术参数池径/m工作桥高度mm周边线速度/m·min-1驱动功率/kW83002.63.6水解酸化池3.6.1设计参数及要求反应器池体形式①反应池体。一般可采用矩形和圆形结构。②反应器高度。最经济的反应器高度（深度）一般是在4~6m之间，并且在大多数情况下这也是系统最优的运行范围。③反应器的面积和反应池长、宽。在已知反应器的高度时，反应器的截面积计算公式如下：式中Ａ－反应器表面积；86 江西理工大学2012届本科生毕业设计　Ｈ－反应器高度　Ｖ－反应器体积　　　　　④反应器的上升流速度。水解反应器的上升流速v=0.5~1.8m/h;最大上升流速在持续时间超过3h的情况下Vmax≤1.8m/h。3.6.2设计计算（1）水解池的容积V，m³Ｖ＝QHRT式中Q—设计流量，m³/h;HRT—水力停留时间，h，取HRT=2.5h。则V=125×2.5=312.5m³池体不大，设计一池，采用方形池体，池深4.5m，则池形为B×L×H=7×10×4.5则池体容积（2）水解池上升流速度核算反应器的高度确定后，反应器的高度与上升流速之间的关系如下：　　　　　　　　　　式中　Ｖ－上升流速；　　　　　　　　　　　　　Ｈ－反应器高度；　　　　　　　　　　　　－水力停留时间。　　　　　　Ｖ＝4.5/2.5=1.8m/h(符合要求)（3）配水方式采用穿孔管布水器（分支式配水方式），配水支管出水口距池底20mm（一般在15~25mm之间）。（4）出水收集采用钢板矩形堰。（5）排泥系统设计采用静压排泥装置，沿矩形池纵向多点排泥，排泥点设在污泥区中上部。污泥排放采用定时排泥，每日1~2次。另外，由于反应器底部可能会累积颗粒物质和小砂砾，需在水解池底部设排泥管。（6）污泥量排除污泥含水率为98.5%，污泥密度设为1.032t/m3则每日沉淀干泥重为W湿污泥体积为Vs：m³/d86 江西理工大学2012届本科生毕业设计3.7工艺流程及污染物负荷削减估算处理工艺流程见图见污染负荷削减估算见表3.4表3—7污染负荷消减估算项目CODcrmg/LBOD5mg/LSSmg/L动植物油mg/L进水30001200500300隔油池去除率270010％108010％40020％9070％混凝沉淀池去除率189030％75630％20050％5440％水解酸化池去除率170115％68010％4080％----CASS池进水144668040----3.8CASS池3.8.1设计参数设计最大流量Qmax=0.035m³/s设计进水水质：COD=1700mg/L；BOD=680mg/L；SS=30mg/L；设计出水水质：COD=60mg/L；BOD5(Se)=20mg/L；SS=20mg/L设计计算，采用循环式活性污泥法，CASS工艺回流污泥浓度XR=12000mg/L污泥回流比R=20%3.8.2设计计算⑴污水处理程度的计算进入CASS池水BOD浓度So=680mg/L出水中非溶解性BOD值为：Se=20mg/L则BOD去除率:86 江西理工大学2012届本科生毕业设计（2）BOD污泥负荷Ns式中：Ns：BOD5污泥负荷，；K2：有机基质降解速率常数，L/(mg·d)；Se：混合液中残存的有机基质浓度，mg/L；η：为有机基质降解率，%；f：混合液中挥发性悬浮固体浓度与总悬浮固体浓度的比值，0.7～0.8一般来讲生活污水Ns=0.05kgBOD5/(kgMLSS·d)～1.0kgBOD5/(kgMLSS·d)（3）反应池容积Vm³（取2736m³）式中：Q：污水日流量，m3/d；X：混合液污泥浓度，kg/m3；Ne：BOD--污泥负荷率，kgBOD5/(kgMLSS·d)；f：混合液中挥发性悬浮固体浓度与总悬浮固体浓度的比值，0.7～0.8⑷反应池总水力停留时间⑸CASS池外形尺寸反应池总容积V=2736m³设反应池四组，单组池容V单=V/4=684m³L：B=4L：B=4~6B：H=1.5B：H=1~2代入可得：L=22.6mB=6.75mH=4.5m有效水深h=4.5m单池有效面积S单m286 江西理工大学2012届本科生毕业设计V1：V2：V3=1：5：30则　V1＝19ｍ³　　V2＝95ｍ³　V3＝570ｍ³(6)预反应区的长度L1=（0.16~0.25）L取L1=0.20L=0.2×22.6=4.52m主反应区的长度：L2=L-L1=22.6-4.52=18.08m⑺CASS池各部分容积组成及最高水位（H）V=n1(V1+V2+V3)=4×（19+95+570）=2736m³H=H1+H2+H3=式中：n1—CASS池的个数V1，H1—变动容积，是指池内设计最高水位至滗水后最低水位之间的容积和水深V2，H2—滗水水位和泥面之间的容积和水深；V3，H3—活性污泥最高泥面至池底的容积和水深；水深H1：式中：n2—1d内循环周期数;n2=24/22=1.1A—CASS池平面面积，㎡；A=V/H=2736/4.5=608㎡水深H3；H3=H×X×SVI×10-3=4.5×2.5×140×10-3=1.6mSVI：污泥体积指数；取SVI=140mg/L水深Ｈ2:H2=H-H1-H3=4.5-1.12-1.6=1.78mCASS池总高：H0=H+0.5=5m0.5m为超高⑻隔墙底部连通孔口尺寸㎡n3：连通孔个数，个；取4个u：孔口流速，m/h，一般为20~50m/h;取36m/h⑼反应池进水系统计算进水管单组反应池进水管设计流量Q1=Q/4=3000/(4×86400)=0.0087m³/s管道流速v=0.75m/s管道过水断面面积A=Q1/V=0.0087/0.75=0.0116㎡管径86 江西理工大学2012届本科生毕业设计取进水管管径DN125mm校核管道流速①回流污泥渠道单组单组反应池回流污泥渠道设计流量QRm³/s渠道流速v=0.5m/s取回流污泥管管径则A=QR/v=0.00174/0.5=0.00348㎡管径取回流污泥管管径DN65mm校核管道流速②进水井反应池进水孔尺寸：进水孔过流量m³孔口流速v=0.6m/s孔口过水断面面积㎡3.8.3曝气系统设计计算（1）设计需氧量O2式中：—为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1kgBOD所需要的氧量，kg：—0.42~0.53b—活性污泥微生物通过内源代谢的自身氧化过程的需氧率，即1kg活性污泥每天自身氧化所需要的氧量，kg：b—0.11~0.188O2—混合液需要量，kg/d;（2）混合液污泥浓度X反应池内混合液污泥浓度的控制应从供氧的经济性与可能性，活性污泥86 江西理工大学2012届本科生毕业设计絮凝沉淀性能以及剩余污泥处理造价等方面综合考虑。一般，CASS池的活性污泥浓度X控制在2.5kg/m3~4.0kg/m3范围内；泥指数SVI值大时，X值取下限，反之取上限。本设计中取SVI=140，则X=2500mg/L(3)曝气时间设混合液污泥浓度X=2500mg/L污泥负荷Ns=0.1KgBOD5/KgMLSS冲水比：则,取15.7h(4)沉淀时间ts当污泥浓度小于300mg/L时污泥界面沉降速度为：设计水温在常温下（20oC时）所以：设计曝气池水深为H=4.5m（缓冲层高度）沉淀时间ts取1小时（5）复核出水溶解BOD5，根据设计出水水质出水溶解性BOD5应小于20mg/L设计中的出水水质中溶解性BOD5为计算结果符合要求。(6)供氧量：取一定的安全系数，得实际需氧量（R），取安全系数为1.1曝气所需氧量R=1.1O2=1.1×46.1625=50.778取50.8查化工原理，水中溶解氧饱和度为9.17mg/L(T=20℃)86 江西理工大学2012届本科生毕业设计m3/h(在标准状况下氧气的密度为1.429kg/m3)式中:R0：标准条件下，转移到曝气池混合液的总氧量，kgO2/h：20℃水的饱和溶解氧，mg/Lα：污水中杂质影响修正系数，一般为0.78～0.99，取0.82；β：污水中含盐量影响修正系数，取0.95；CL：混合液DO浓度，mg/L,为2.0mg/L;T为水温，℃；R：实际条件下转移到曝气池混合液的总氧量，kgO2/h；ρ：气压修正系数，取1.19；；T℃时曝气池内DO饱和度的平均值，mg/L;(7)供气量及风机选型式中：G为供气量，m3/hEA为曝气头转移效率,％。（微孔曝气取25％）选用RC—100标准型罗茨风机，参数如下表3—8RC—100型罗茨风机性能参数型号流量m³/min排气压力(KPa)口径(mm)转速（r/min）RC—10011.919.6100A2500曝气方式有两种鼓风曝气及机械曝气两大类。鼓风曝气系统的主要设备是鼓风机及扩散系统。污水厂的鼓风机一般采用罗茨风机及小型离心风机。分散系统一般采用微孔曝气器。但必须是适应于间歇曝气的运行方式。鼓风机往往安装在SBR池旁边，以减少管路系统的造价。本设计拟采用BZQ-W型球冠形橡胶膜微孔曝气器规格φ215×220，水深3.5m，供气量0.8~1.0m³（h/个），服务面积0.35~0.60㎡/个，充氧能力0.169~0.244kg/h,利用率24％~31％，理论动力效率6.5kg/(kw/h),阻力损失≤3200Pa。按供气量0.9m³(/h/个)计算，每格CASS池需要安装的曝气头数量N86 江西理工大学2012届本科生毕业设计取n=200个式中：n1—CASS池的个数CASS池系统需安装曝气头总数量为n1×N=4×200=800个空气管道计算按风机实际风量计算。干管直径，取为150mm。验算气流速度，符合要求。每隔一米分出两个支管，则支管总数为个，则：每一支管气量取支管气流速度为4.5m/s，则支管管径，取为50mm。验算速度，符合要求。每座CASS池的曝气头布置应为:预反应区每排10个，共4排，反应区分四区每区每排10个曝气头，共设4排，具体见CASS反应池A-A剖面图。鼓风机的选取：LSR100型的罗茨风机三台，2用1备。其理论流量为10.8m3/min，转速2000r/min，排气压力98kPa，进口流量8.24m3/min，轴功率22.8kW，配电机功率30kW。鼓风机房的平面尺寸（10.8×5.4）㎡，鼓风机房净高4.8m。鼓风机房含机房两间7.8m2，值班（控制）室一间3.0m2。鼓风机机组组间不小于1.5m。鼓风机不专设风道，新鲜空气直接从建筑窗上部的进风百叶窗中进入，由鼓风机进风过滤器除尘。鼓风机在出风支管上专设压力表及安全阀，鼓风机由值班室和中控室均可控制。3.8.4曝气器的选型86 江西理工大学2012届本科生毕业设计选用PWX—215/90型微孔曝气器，其具体性能见下表表3—9PWX—215/90型微孔曝气器空气量/m3h-1氧利用率/%表面积/m2气泡直径/mm适应水深/m1.0～5.028～320.0251～31～63.8.5滗水器的设计计算CASS工艺的特点是程序工作制，它可以依据进水及出水水质变化来调整工作程序，保证出水效果。滗水器是CASS工艺中的关键设备，本设计采用国内最新研制的旋转滗水器，克服了过去此设备依靠进口的困难，降低了成本。每次滗水阶段开始时，滗水器以先设定的速度由原始位置降到水面，然后随水面缓慢下降，下降过程为下降10s，静止滗水30s，在下降10s，静止滗水30s……，如此循环运行，直至到达设计最低排水位，上清液通过滗水器排出。滗水器排水均匀，不会扰动以沉淀的污泥层。滗水器在运行过程中设有线位开关，保证滗水器在安全行程内工作。(1)参数选择本设计中排水时间为1h⑵每池滗水器排水能力m³/h式中Qp—通过堰口的水流流量，m³/h；Q—设计流量，m³/d；n1—CASS池子个数；n2—天内CASS池循环周期数；T排—CASS池设计排水时间；(3)滗水器选型表3—10选用XB—700型滗水器吗，其技术参数如下型号出水能力（m³/h）堰口宽度2L（m）滗水可调深度H（m）XB—70070082.53.8.6系统的剩余污泥量86 江西理工大学2012届本科生毕业设计式中：SPQQ——系统的剩余污泥量,t/d；SSi,SSe——分别为反应池进、出水的悬浮固体浓度，mg/L；YH——为异养微生物的增殖率，取0.5～0.6，式中取0.56；YSS——为不能水解的悬浮固体率，0.5～0.6；——为温度修正系数，取2.8；——为异养微生物的内源呼吸速率（自身氧化率）,为0.08d-1。每日产泥量系统中每天产生剩余污泥总量0.044t干固体（99%为排除污泥含水率、设污泥密度为1.032t/m)每日污泥产量总体积为Vs：3.8.7污泥回流设备选型污泥回流比R=20％则污泥回流量QR=20％×3000/4=150m³/d=6.25m³/h。每座池采用1台I—1B2.5寸污泥螺杆泵。共选用同种型号的回流污泥泵5台。4用1备表3—11I—1B2.5污泥螺杆泵参数规格型号理论流量m³/s流量m³/s扬程/m进出口径mm转速/r/min配用电机/KwI-1B2.5寸10.66.5606596033.9集泥井3.9.1设计说明污水处理系统各构筑物所产生的污泥每日排泥一次，集中到集泥井，然后在由污泥泵打到污泥浓缩池。86 江西理工大学2012届本科生毕业设计3.9.2设计参数絮凝沉淀池产泥量为83.2，含水率为P=99.3％；水解酸化池产泥量为9.75，含水率P=98.5%；CASS反应池产泥量为4.3，含水率P=99.0%；则总污泥量为83.2+9.85+4.3=97.35。3.9.3设计计算考虑各构筑物为间歇排泥，每日总排泥量为97.35m3/d，需在2.0h内抽送完毕，集泥井容积确定为污泥泵提升流量(50m3/h)的30min的体积，即25m3。集泥井有效深度为3.0m，则其平面面积为：故取池子边长为3m，泥面超高0.5m。所以集泥井尺寸为3.0m×3.0m×3.5m。集泥井为地下式，池顶加盖，由污泥泵抽送污泥。3.10污泥浓缩池3.10.1设计说明污泥浓缩池的主要目的是减少污泥量并使其稳定，便于污泥的运输和最终处置。主要方法有重力浓缩、气浮浓缩、离心浓缩。本次设计主要污泥浓缩池采用重力浓缩，运行周期为24.0h,其中进泥1.0～1.5h,浓缩20.0h,排水和排泥2.0h,闲置待机0.5～1.0h。3.10.2设计计算（1）产泥量计算根据前面计算可知每日总排泥量为97.25浓缩前污泥量为97.25m3/d，含水率按99.0%计算。（2）容积计算污泥浓缩20.0h后,污泥含水率降为96.0%,则浓缩后的污泥体积为：则污泥浓缩池所需容积应不小于97.25+48.625=145.875m3。取147m³（3）工艺构造尺寸设计浓缩池上部柱体高度为3.5m,其中泥深3m,柱体截面采用正方形，取LB=7.0m7.0m，则柱体部分有效容积为：86 江西理工大学2012届本科生毕业设计柱体下部为锥形，锥体斜面侧角为30°，上口尺寸（77），下口尺寸为（0.6×0.6）,则锥斗高为1.85m,则污泥斗容积为：m³污泥浓缩池总容积为：（符合要求）（4）排水和排泥浓缩池内上清液利用重力排放，由站区内溢流管道排入调节池，浓缩池设四根排水管于池壁，于浓缩池最高水位处设一根，向下每隔一段距离,处各设一根排水管，排水管上安装球阀。池中的污泥由污泥泵抽送至脱水间。（5）实际设计尺寸污泥浓缩池的实际设计外部尺寸LBH=7m7m3.5m。（6）污泥泵的选型选用I—1B2.5寸污泥螺杆泵。参数见表3-53.11脱水机房（1）压滤机过滤流量48.63设置2台压滤机，每台每天工作18h，则每台压滤机处理量选择DY1500型带式压滤脱水机，其主要技术参数见表2.16。表3—12DY600型带式压滤脱水机主要技术参数处理能力/滤带清洗用水气压/MPa泥饼含水率/%宽度mm速度/m·min-1水量/水压/MPa3~65000.6～62.5>0.40.3～0.575～78（2）加药量计算设计流量97；絮凝剂PAM；投加量以干固体的0.4%计，即t86 江西理工大学2012届本科生毕业设计第四章厂区污水处理构筑物平面与高程布置4.1水力计算污水处理厂厂区水力计算包括管道设计和相应的构筑物水头损失及管道阻力计算。构筑物水头损失在各构筑物设计完成的基础上，根据相关的具体设计可确定相应的水头损失，也可按照有关的设计规范进行估算。本设计采用估算的方法，污水处理构筑物的水头损失选择见水力计算表。管道设计包括管材的选择、管径及流速的确定。为了便于维修，本设计除泵房（提升泵房、污泥泵房）内及相关压力管道选择铸铁管和气体管道选择钢管外，其余管道均采用钢筋混凝土管。考虑到污水处理站水量变化，各管道内的流速设计控制在1.1～1.5m/s的范围，以便当水量减小时，管内流速不致过小，形成沉淀；当水量增大时，管内流速又不致于过大，增加管道水头损失，造成能量浪费。在流速和管材确定后，根据各管段负担的流量，依据水力计算表确定各管段的管径、水力坡度，然后根据管段长度（由平面图确定）确定相应的沿程水力损失。局部水头损失的计算在有关管道附件的形式确定后（在完成管道施工图后进行），按局部阻力计算公式进行计算，也可根据沿程损失进行估算。本设计采用估算法，相应管段的局部水头损失取该管道沿程水力损失的50％。4.2高程计算通过高程计算确定构筑物的水面高程，结合地平面高程确定相应构筑物的埋深。此外，通过高程计算，同时确定提升泵房水泵的扬程。提升泵房后的构筑物高程计算方法为沿受纳水体逆推计算；提升泵房前的构筑物高程计算顺推。两者的差值加上泵房集水池最高水位与最低水位的差值即为提升泵的扬程。为减少土方量，CASS取为半地式，设水面处标高为1.00m。本设计的水力计算见表4.2。表中的水力损失=构筑物的损失+沿程损失+局部损失，其中：局部损失为沿程损失的50%。4.2.1管道设计计算(1)因为从调节池到隔油池池，从沉淀池到水解酸化池到CASS池都用一种管子，所以管径均一样，采用PVC管。相对粗糙度取0.002。取管内流速v=1.2m/s。则取为200mm86 江西理工大学2012届本科生毕业设计（2）污泥回流管道CASS池污泥回流管径为DN65mm。（3）排泥管沉淀池、水解酸化池等排泥管采用与回流污泥管一样的管径。4.2.2构筑物高程损失设计地面标高为50m（并作为相对标高±0.00m），其他标高均以此为基准。设计进水管处的水面标高为-3.00m，依次推算其他构筑物的水面标高。表4-1各处理构筑物水头损失构筑物水头损失/m构筑物水头损失/m细格栅0.4沉淀池0.6调节池0.2水解酸化池0.5隔油池0.3CASS池0.6絮凝池0.6从调节池至隔油池段水头损失。V=1.2m/s,d=200mm,查阅化工原理，取在该条件下水的性质为（=1000kg/m³，=1cp）由，查莫狄图的摩擦因素则取0.03m按上例得出如下计算表表4—2水力计算表构筑物名称间距m管道水头损失/m总损失m流量m³/s流速m/s管径mm沿程损失hfm局部损失50％hfm调节池30.0351.22000.030.0150.045隔油池30.0351.22000.030.0150.045絮凝池30.0351.22000.030.0150.045沉淀池60.0351.22000.060.030.09水解酸化池1.80.0351.22000.0180.0090.027CASS池2.40.0351.22000.0240.0120.03686 江西理工大学2012届本科生毕业设计由构筑物水头损失和管道沿程损失的总损失为3.288m，由于设计中计算误差以及一些未预见损失，取1m补偿各构筑物以及流程中的损失。表4.3污水处理构筑物的水面标高、池顶标高及池底标高构筑物名称水面标高(m)池底标高(m)池顶标高(m)细格栅-3.40-3.570.30泵房集水池-6.80-8.004.00调节池3.843-1.6344.143隔油池3.4981.4983.798絮凝池2.8530.1473.353沉淀池2.1630.3372.463水解酸化池1.636-2.8641.936CASS池1.00-3.51.34.2.3污泥高程计算(1)污泥管道水头损失管道沿程损失：管道局部损失式中：CH————污泥浓度系数；ζ————局部阻力系数；D————污泥管管径，mm；L————管段长度，m；v————管中流速，m/s。查表知污泥含水率98%时，污泥浓度系数CH=81，污泥含水率为96%时，污泥浓度系数CH=61。连接管道水头损失见表4-4。(2)污泥处理构筑物的水头损失当污泥以重力流排出池体时，污泥处理构筑物的水头损失以各构筑物的出流水头计算，浓缩池一般取1.5m，CASS与UASB取1.2m。本设计采用提升泵。86 江西理工大学2012届本科生毕业设计表4-4污泥管道水头损失计算表管渠及构筑物名称流量(L/s)管渠设计参数水头损失(m)D(㎜)V(m/s)L(m)HfHiΣH沉淀池-集泥井23.12000.736600.1640.1230.287水解酸化-集泥井2.71650.817360.1200.1510.271CASS-集泥井1.2650.362100.040.030.07集泥井-浓缩池27.12000.86340.0250.1690.194浓缩池-脱水机房13.52000.43040.060.0420.10286 江西理工大学2012届本科生毕业设计第五章设备与材料5.1构、建筑物一览表表5.1构、建筑物一览表编号构（建）筑物名称规格单位数量1集水池L×B×H=3m×2m×2.7m座12细格栅间L×B=6m×3m座13提升泵房L×B×H=8m×6m×12m座14调节池L×B=12m×10m×4.3m座15隔油池L×B×H=13m×4m×1.8m座16机械絮凝池L×B×H=2.7m×2.7m×3.0m座37沉淀池D×H=9m×2m座28水解酸化池L×B×H=10m×7m×4.5m座19CASS池L×B×H=22.6m×6.75m×4.5m座410集泥井L×B×H=3m×3m×3.5m座111污泥浓缩池L×B×H=7m×7m×3.0m座112污泥脱水机房L×B=10m×8m座113污泥泵房L×B=7.8m×6m座314鼓风机房L×B=8m×5m座115配药房L×B=6m×5m座116办公楼L×B=15m×8m栋117变电房L×B=5m×5m栋118门卫L×B=4m×3m座119食堂L×B=12m×12m座120车库L×B=8m×8m座121仓库L×B=8m×8m座186 江西理工大学2012届本科生毕业设计5.2主要设备材料表表5.2主要设备材料表编号名称型号数量功率/kW1细格栅HF-300型回转式固液分离机10.4kW3潜污泵80QW45—15—5.53备1用5.5kW4搅拌机QJB1.5/6-260/3-980/c/s21.5kW5刮油机GM—4型刮沫机11.5kW6静态混合器SK-100/2001----7沉淀池刮泥机GNZ080型周边传动刮泥机10.55kW8絮凝搅拌机ZJ—700型折桨式搅拌机35.5kW9滗水器XB—70040.75KW10风机RE-190-200A型罗茨鼓风机1用1备2.2kW11曝气器PWX—215/90型微孔曝气器1----12污泥回流泵I—1B2.5寸污泥螺杆泵53kW13污泥泵I—1B2.5寸污泥螺杆泵53kW14污泥搅拌机QJB2.2/8—320/3—740C12.2KW15压滤脱水机DY1500型带式压滤脱水机2----86 江西理工大学2012届本科生毕业设计第六章经济概算6.1投资概算本设计的投资概算主要包括土建费用和设备费用。6.1.1土建费用本设计构筑物基本情况如表5-1所示：表5-1建筑物一览表编号构筑物名称规格数量(座)费用(万)1格栅间2.24m×0.32m×0.86m10.32集水井3m×2m×1.5m10.453提升泵房4m×4m×12m19.64调节池12m×10m×4.3m125.85隔油池13m×4m×2.1m15.466机械絮凝池2.7m×2.7m×3.5m32.567沉淀池D=9mH=2212.728水解酸化池10m×7m×4.5m115.89污泥泵房5m×5m×4m15.010浓缩池7m×7m×3m17.3511集泥井L×B×H=3m×3m×3.5m11.612污泥脱水间12m×10m×4m12413鼓风机房8m×5m×4m18.014配电房5m×5m×4m1515办公楼20m×10m×7m17016配药房6m×5m×4m120.817仓库8m×8m×4m112.818车库8m×8m×4m112.819食堂12m×12m×7m150.4合计290.4686 江西理工大学2012届本科生毕业设计6.1.2设备费用本设计所使用设备的基本情况如表5-2所示：表5.2主要设备材料表编号名称型号及功率数量单价/万设备费用/万1细格栅HF-300型回转式固液分离机0.4kW1用1备0.20.43潜污泵80QW45—15—5.55.5kW3备1用144搅拌机QJB1.5/6-260/3-980/c/s1.5kW2用1备0.61.85刮油机GM—4型刮沫机1.5kW1446静态混合器SK-100/20010.50.57沉淀池刮泥机ZXG—8型中心传动刮泥机5.5kW1448絮凝搅拌机ZJ—700型折桨式搅拌机5.5kW30.82.49滗水器XB—7000.75KW431210风机RE-190-200A型罗茨鼓风机2.2kW2用1备3911曝气器PWX—215/90型微孔曝气器8000.0043.212污泥回流泵I—1B2.5寸污泥螺杆泵3kW4用1备1513污泥泵I—1B2.5寸污泥螺杆泵3kW4用1备1514污泥搅拌机QJB2.2/8—320/3—740C2.2KW10.60.615压滤脱水机DY1500型带式压滤脱水机2.2KW12.52.516管道及阀门40总计98.486 江西理工大学2012届本科生毕业设计6.2运行成本6.2.1电费每天耗电量为：格栅：0.4×24=9.6kW·h提升泵：3×5.5×24=396kW·h调节池搅拌机：2×1.5×24=72kW·h刮油机：1.5×24=36kW·h刮泥机：5.5×24=132kW·h絮凝搅拌机：5.5×24=132kW·h鼓风机：2.2×3×24=158.4kW·h滗水器：0.75×2×1.5×4=9kW·h污泥泵：3×10×24=720kW·h污泥提升泵：3×2=6kW·h带式压滤机：2.2×4=8.8kW·h污泥搅拌机：2.2×24=52.8kW·h合计每天用电量：1732.6kW•h，电价以0元每度，则每日电费为：1732.6×1=1732.6元。每年按运行300天计算，则每年所需电费为：1732.6×300=60万元6.2.2工资福利费全厂共5人，人员工资为4200元/月，每月按30天计算，则每日人工费为：5×4200÷30=700元每年工资费用为：5×4200×12=25.2万元6.2.3药剂费用（1）碱式氯化铝已知最大投加量为51.4mg/L,则每日需要的絮凝剂的量为51.4×2.5=128.5kg，氯化铝的纯度按30％算，则要428.4kg的药剂。则每日的药剂费为428.4/1000×2000=856.7元按投加聚丙烯酰胺考虑，设计投加量为2.0‰，每日需药剂为2000×2.0‰=4.0kg；需要纯度为90%的固体聚丙烯酰胺为4.0/0.9=4.44kg。则每日药剂费为：4.44×25=111元；每年总药剂费为：（111+856.7）×300=29.03万元6.2.4维修费用86 江西理工大学2012届本科生毕业设计每年维修管理费用取15万元。6.2.5运行成本估算合计年运行成本为：60+25.2+29.03+15=129.23万元，则处理每立方米废水的成本为：1292300/2500×300=1.73元6.3经济效益本废水处理工程总投资388.86万，处理水量为2500m3/d。本废水处理工程运行费用为129.23万元/a。86 江西理工大学2012届本科生毕业设计参考文献[1]高廷耀顾国维周琪.《水污染控制工程》（下册）.高等教育出版社,2007[2]闪红光.《环境保护设备选用手册-水处理设备》.化工工业出版社,2002.4[3]孙体昌娄金生.《水污染控制工程》.机械工业出版社,2009.6.[4]陶俊杰于军亭陈振选.《城市污水处理技术及工程实例》.化学工业出版社,2005.5[5]卜秋平陆少鸣曾科.《城市污水处理厂的建设与管理》.化学工业出版社,2002.5[6]王良均吴孟周.《污水处理技术与工程实例》.中国石化出版社,2006[7]魏先勋陈信常马菊元韩绍昌.《环境工程设计手册》（修订版）.湖南科学技术出版社,2002.7[8]徐新阳于锋.《污水处理工程设计》.化学工业出版社,2003.4[9]郑兴灿李亚新.污水除磷脱氮技术[M].中国建筑工业出版社,1998.[10]史惠祥主编,实用环境工程手册[M].化学工业出版社,2002[11]邓荣森编著.《氧化沟污水处理理论与技术》.化学工业出版社,2006.06[12]高廷耀顾国维.《水污染控制工程》.高等教育出版社，2007.07[13]魏先勋编著.《环境工程设计手册》修订版.湖南科技大学出版社，2002.07[14]《给排水设计手册》第11册，中国建筑工业出版社，2002[15]《三废处理工程手册》，化学工业出版社，2000[16]崔玉川刘振江.《城市污水厂处理设施设计计算》，化学工业出版社，200486 江西理工大学2012届本科生毕业设计在不同条件下脱氮除磷的一个缺氧/厌氧膜生物反应器的特征综述本研究的目的在于评估缺氧/厌氧膜生物反应器(SAM)过程在不同的真实情况的作用序列的性能。在实验中，三个重要的运行参数的作用，如水力停留时间(HRT)、固体停留时间(SRT)和内循环时间模式进行了评估并且研究了长期的膜污染行为。在操作过程,无论怎样改变操作条件COD去除效率都大于95%，因为膜相去除COD的贡献在相当程度上被完整的保留在所有的微粒COD和高分子化学需氧量组件中。Ax/An比值的变化代表内循环时间模式下显著影响氮和的去除。当Ax/An比值增加时，氮去除率增长,但除磷效率降低。当水力停留时间减少，磷的去除率增加，同时氮的去除率同样增加直到一个确定的水力停留时间极限（本研究中为6.5h）。然而，当水力停留时间超过极限氮去除率降低因为硝化作用不足。除磷效率和SRT之间的关系有点复杂，因为SRT既决定污泥中含磷量与污泥消化率。然而，在本研究中，较短的SRT会有更高的除磷效率。运行条件的改变对磷的去除率很敏感而对氮的去除效率不敏感。流体流量的增加导致膜的不稳定与快速污染。因此，在本研究中，流量为7.7L/㎡/h比10.7L/㎡/h和15.4L/㎡/h更合适。1简介膜生物反应器(MBR)系统的特征是:水力停留时间(HRT)短、污泥生量少和高效的硝化作用,这也导致会混合液悬浮固体浓度(MLSSs)很高的情况[1-5]。因此，MBR已被广泛应用于去除有机污染物以及废水中的营养物质[6]。这些研究介绍了缺氧和好氧交替条件下在通过间歇曝气在浸没式MBR中同时脱氮除磷[7,8]。然而,在间歇曝气MBR中，为了防止膜污染，过滤操作在曝气时侯是受限的。因此，一个连续曝气MBR系统有分开的缺氧反硝化池和前置反硝化脱氮MBR，开发了连续过滤操作[9]。虽然这些MBR系统显示提高氮的去除率，但通过前置反硝化系统磷尚未能够大量去除。因此,提出了一种新颖的同时脱氮除磷的MBR工艺。所谓的缺氧/厌氧膜生物反应器(SAM)，是引进改良的LuzackEttinger工艺并突出其优越的除磷能力的一种MBR系统。跟踪研究了SAM并证实了磷释放和反硝化作用只发生在间歇循环的混合液中。几个实验室研究了参数对氮和磷去除的影响,如水力停留时间(HRT)、循环时间,循环速率、固体停留时间(SRT),和不同的碳源进行了研究,并报道了参数直接或间接地对氮、磷去除的影响。在这项研究中,SAM中试装置进行试验研究，对SAM针对城市污水脱氮除磷过程在不同的实际情况的性能进行评估。86 江西理工大学2012届本科生毕业设计尤其是，三个重要的运作参数，如HTR间，SRT和循环时间，考虑了在试点规模条件下的效果。此外，在实验过程中还对膜污染的行为进行了监测，评估长期的膜分离性能。图a图b86 江西理工大学2012届本科生毕业设计2材料和方法2.1中试实验SAM中试试验系统由缺氧/厌氧反应器（SAAR）和好氧反应器（AR）组成，在有氧条件下的AR中平缓的释放正磷酸盐用于细胞的合成。最后，直接从AR中通过回收剩余污泥，磷从系统中被去除。表1说明了中试装置规格和表2说明了实验条件。2.2分析方法所有样品使用1.2微米的滤纸过滤。使用自动分析仪（BranLuebbe，德国）对氨过滤的样品进行了测量。采用离子色谱系统（DX-120芯片，戴安公司，美国）确定硝酸盐，亚硝酸盐和邻-P。总氮，总磷和COD的测定采用哈希消化瓶（哈希公司，美国）和贝克曼分光光度计（杜520，德国）。SS和VSS的测量遵循标准方法[15]。表一试点实验规模SRRAAR反应器体积8.95m³10.65m³工作液面2.2m2.0mMLSS4000~12000mg/L1700~5000mg/L膜清洗在线化学清洗内循环流量缺氧时段2.67m³结果及讨论3.1中试装置在实验中的整体效果图2和表3代表SAM中试装置在实验的整体业绩。无论操作条件怎么样COD的去除率都在95％以上。膜去除COD的显著归功于完全保留了颗粒COD和大分子COD的成分[16、17]。探讨在中试装置中内循环时间模式对营养物去除的影响,R-1、2、3组实验是在不同内循环时间模式下操作。内循环时间模式决定了Ax/An的比值，这代表了SAAR中厌氧段相对于缺氧段的时长。正如图2和表3所示，在三个运行模式中，R-1中Ax/An的比值很高，发现氮去除率最高的时候磷的去除率最低。然而，R-2在Ax/An比值较小下运行却发现有着较高的磷去除率。这意味着氮和磷的去除效率是依靠Ax/An的比值。这是同意以前的研究的结果也证明了[11],结果R-4和5运行在较短的激素替代疗法。这符合先前的研究同时也证实了R-4和R-5在较短的86 江西理工大学2012届本科生毕业设计水力停留时间下的运行结果。R-3和R-4是用来比较在现实条件HRT对营养物的去除效果的影响。如表3所示，虽然R-4的HTR比R-3的更短，但R-4取得了更高的脱氮除磷去除率。一般来说，在较短时停留时间下生物去除率应该下降，因为基质溶解速率和F/M比都增加，且微生物氧化基质的时间不足[16]。然而，在这个实验中，氮和磷的去除率在HTR减少的情况下反而变高。在先前的研究中也有类似的结果。在这项研究中，高F/M比由较短的HTR导致，提高生物承载力和活性的反硝化细菌也提高了反硝化速率。因此，高反硝化速率使反应器内硝酸盐的浓度降低同时较少了脱氮的时间，图1显示了单MF膜组件的安装图。微滤膜组件有一个0.84㎡的有效过滤面积，其公称直径为0.25um。在膜下面有一个可以提供2.7m³/h空气的空气扩散器，用来防止膜污染在表面错流合并以及营造反应器的好氧环境。因此，在好氧条件下发生硝化作用。城市污水是以恒定流不断流入SAAR中。在好氧反应器中，通过膜过滤，不管SAAR的状态如何出水也是不断产生的。膜通量维持在一个特定的值是与进水流量及被测定的膜压力差相对应的。膜是间歇式操作来减少膜污染;10分钟吸入和2分钟休息。剩余污泥的排放对应于水力停留时间。在SAAR中，定序缺氧/厌氧条件由好氧反应器到缺氧/厌氧反应器间歇性内循环混合液所控制。在循环时间内，在SAAR中形成缺氧环境，同时反硝化作用使硝酸盐变为氮气。在SAAR中为了磷释放，没有循环引起氧气和硝酸盐损失去而营造了厌氧条件，因此产生了较高的氮磷去除率。然而，在极短的水力停留时间的情况下。对于R-7，其水力停留时间为6.5h比R-6的9.4h更短，尽管磷的去除率更高，但氮的去除率比R-6更低。Chaeetal报道说短的停留时间，完全硝化和反硝化作用的时间不足使出水中氨氮和硝态氮的浓度增加。对于R-7，如图2所示极短的水力停留时间同样使出水中氨氮浓度增加以及氮去除率的降低。由于R-7的HRT与SRT很短反应器内的硝化细菌的浓度可能会低于其他条件。如图3所示，可以推断出相比其它条件下R-7的混合液悬浮固体浓度更低。氨硝化成硝酸盐的量增加归功于的较短的水力停留时间。然而，因为HRT和SRT较短，硝化细菌的数量减少。因此，氨氮没有完全转化为硝态氮并且以氨氮形式存在于出水中，因此总氮的去除率降低。N/M比代表氮加载率估计了在AR中的微生物量。在R-7与R-6中N/M比分别为0.179Ng/MLSS.d和0.123Ng/MLSS.d。N/M比的增量并不正比于水力负荷率。它比水力负荷率更大因为MLSS浓度降低。水力停留时间的减少导致反应器中污泥消化率增大及MLSS浓度的减少。过度降低HRT和SRT导致氮加载率增加与硝化细菌减少，从而导致不完整的硝化。因此,减少氮去除率的发生。结果发生氮的去除率降低。86 江西理工大学2012届本科生毕业设计表2SAM中试实验条件R-1R-2R-3R-4R-5R-6R-7进水流量m³/d)36363650505072出水L/m2/h7.77.77.710.710.715.415.4SRT总共1313139.49.49.46.5SAAR6664.34.34.33AR7775.15.15.13.5SRT(d)80808080805050内循环模式（缺氧；厌氧）3:11:33:34:24:24:24:2Ax/An比30.3311222在强化生物除磷过程中SRT和磷去除效率有着很大的联系。当水力停留时间增加，混合液挥发性悬浮固体中磷的含量增加，因为PAOs（磷的生物累积）的衰减速率相对于其它异养有机体更低，同时污泥消化速率降低[19]。为了提高除磷效率，最理想的SRT应该考虑污泥含磷量和污泥消化速率。在本研究中，相比于R-7，R-6更短的SRT却又更高的磷去除率。这意味着，在SRT为50~80天内，污泥消化速率强烈控制着磷的去除率而不是污泥的磷含量。在这个研究中，高效的磷去除效率的最理想的SRT没有确定。要确定最理想的SRT需要进一步研究。86 江西理工大学2012届本科生毕业设计3.2膜污染图4显示了在试验中膜压力的变化（TMP），正如上面提到的，控制膜污染的唯一方法是膜的间歇运行（运行10min休息2min）和空气泡。当流量维持在7.7L/㎡/h(R—2和3)，26天TMP维持在大12Kpa左右，图4表明了其呈指数增长40天到了45KPa。在运行了70天后，在线进行化学清洗。从在表210中重点介绍的化学槽用600L浓度为0.5％的NaOC溶液反冲洗膜的管道线。所有的膜不被带出反应器。经过在线清洗后，TMP恢复在12KPa左右。在线化学清洗似乎在一定程度上恢复膜，因为最初的TMP几乎与新膜一样。当实验了36m³/d的流量86 江西理工大学2012届本科生毕业设计（相当于7.7L/㎡/h的流量），在R—4和5中，流量增加到50m³/d（相当于10.7L/㎡/h的流量）。在膜过滤开始后，TMP也开始增长，并且在图4b中呈现出在运行45天后TMP达到70KPa。然后流量再次增加到72m³/d（相当于15.4L/m2/h的流量）。在线清洗的时间间隔下降到仅25天左右。当流量超高10.7L/㎡/h似乎对于在临界条件下维持膜运行太高，因为在这段区域TMP几乎呈线性的增长。因此，对比与10.7或15.4L/m2/h的流量7.7L/m2/h对于延缓膜污染是十分可取的。表3进水与出水水质（扩号内为标准差）R-1R-2R-3R-4R-5R-6R-7COD（mg/L）入流165（32）142（20）142（20）179（18）204（20）239（24）234（31）出水7.9（1.8）7.4（1.4）6.6（1.5）5.8（1.3）6.9（0.8）7.0（1.2）10.0（2.6）去除效率95％94％95％97％97％97％96％TN（mg/L）入流21.8（3.6）21.6（2.3）20.8（3.8）26.5（3.6）30.5(5.0)33.5（3.1）30.9（2.8）出水9.4（1.8）10.3（1.2）9.6（1.2）10.5(2.0)8.6（0.8）9.0（1.1）10.8(1.6)去除效率56％52％53％60％71％73％65％TP（mg/L）入流2.8(0.4)2.4(0.4)2.5(0.2)2.9(0.2)3.1(0.3)2.8(0.1)3.2(0.3)出水1.6（0.3）0.9(0.3)1.5(0.3)0.5（0.4）0.9（0.4）0.6（0.5）0.5（0.5）去除效率44％61％39％81％71％79％84％4结论三个运行参数如内循环时间模式、HRT、SRT在实际运行条件下SAM系统中进行了评估。因为膜完全去除的颗粒型COD，不管运行条件其去除率超高95％。内循环时间模式下氮和磷的去除率与Ax/An比紧密联系。当Ax/An比增加，不管HRT的变化，氮的去除率增加但是磷的去除率降低。随着HRT减少，氮和磷的去除率效率增强。然而，当HRT太短（低于5.6h），氮的去除率减少因为硝化作用不足不能产生高的氮加载率和低硝化细菌数量。在这项研究中，更短的SRT表现出更高的磷去除率。然而，磷的去除率是由污泥含磷量与污泥消化率的复杂关系决定的，尽管SRT确定了两者。因此，确定最优SRT,还需要作进一步研究。86 江西理工大学2012届本科生毕业设计鸣谢此研究在韩国得到了韩国科学技术学院院(KIST)的支持。作者也要感谢在实验中GwangJuLocal公司提供中式装置和帮助。参考文献[1]C.V.Smith,D.D.GregorioJr.,R.M.Talcott,Proc24thAnnualPurdueIndustrialWasteConference,Indiana,1969.[2]S.Chaize,A.Huyard,WaterSci.Technol.27(1991)171–178.[3]K.-H.Ahn,H.-Y.Cha,K.-G.Song,Desalination124(1999)279–286.[4]P.Bouillot,A.Canales,A.Pareilleux,A.Huyard,G.Goma,J.Ferment.Bioeng.69(3)(1990)178–183.[5]T.Stephenson,S.Judd,B.Jefferson,K.Brindle,MembraneBioreactorsforWastewaterTreatment,IWApublishing,London,UnitedKingdom,2000.[6]N.Cicek,Can.Biosyst.Eng.45(2003)6.37–6.49.[7]T.Ueda,K.Hata,WaterSci.Technol.34(9)(1996)189–196.[8]Y.M.Nah,K.H.Ahn,I.T.Yeom,Environ.Technol.21(2000)107–114.[9]T.Ueda,K.Hata,WaterRes.33(1999)2888–2892.[10]K.-H.Ahn,K.-G.Song,E.Cho,J.Cho,H.Yun,S.Lee,J.Kim,Desalination157(2003)345–352.[11]K.-G.Song,J.Cho,K.-H.Ahn,BioprocessBiosyst.Eng.32(2009)135–142.[12]Z.Ahmed,J.Cho,B.-R.Lim,K.-G.Song,K.-H.Ahn,J.Membr.Sci.287(2007)211–218.86 江西理工大学2012届本科生毕业设计[13]Z.Ahmed,B.-R.Lim,J.Cho,K.-G.Song,K.-P.Kim,K.-H.Ahn,WaterRes.42(2008)198–210.[14]Z.Ahmed,B.-R.Lim,J.Cho,K.-H.Ahn,BioprocessBiosyst.Eng.30(2007)61–69.[15]APHA,AWWA,WEF,StandardMethodsfortheExaminationofWaterandWastewater,18thEdition,1992.[16]D.D.Sun,C.T.Hay,S.L.Khor,Desalination195(2006)209–225.[17]F.Meng,B.Shi,F.Yang,H.Zhang,BioprocessBiosyst.Eng.30(2007)359–367.[18]S.R.Chae,S.T.Kang,Y.Watanabe,H.S.Shin,WaterRes.40(2006)2161–2167.[19]D.Lee,M.Kim,J.Chung,J.Biosci.Bioeng.103(2007)338–344.86 江西理工大学2012届本科生毕业设计86 江西理工大学2012届本科生毕业设计86 江西理工大学2012届本科生毕业设计86 江西理工大学2012届本科生毕业设计86 江西理工大学2012届本科生毕业设计86 江西理工大学2012届本科生毕业设计致谢本次毕业设计是在钟常明老师的悉心指导下完成的。导师渊博的学识、严谨的教学态度，令我受益匪浅。通过这次设计，让我进一步熟悉和掌握了有关水处理方面的知识，真正理解了水处理工程在实际应用的设计实例，使我在完成毕业设计的写作中，得到一个阶段性的成长。在设计初期，我在找资料方面毫无头绪，设计思路杂乱，导师助我在设计写作的初期理顺了杂乱的思路，搭建了设计的总体框架，使设计的初稿能够顺利完成。在毕业设计的过程中，老师又及时指出我设计的不足，并提出了改进意见。在设计过程中，遇到了许多困难，包括资料的不足以及设计中方案的选取，通过老师和同学们的帮助，很多困难都迎刃而解。资料的共享、学习上的交流互助、取长补短，简化和解决了我在设计遇到的许多难题和疑惑。感谢老师及同学们的无私帮助，有了他们的帮助，我的设计才可以顺利的完成。为了使设计的计算数据更为精确、图例更为详尽、精益求精，进行了多次更正和校准，以不断进步和完善。然而，不可避免，对设计中仍然会存在疏漏与错误，以后将会在学习与实践中不断不断改善。我要感谢在大学学习期间指导过我的老师们，老师们严谨的教学态度，扎实的理论功底和丰富的教学经验，都给我留下了深刻的印象。在此，再次对钟老师及所有关心和帮助过我的老师和同学们致以诚挚的谢意！86 江西理工大学2012届本科生毕业设计某乳业公司2500m3/d废水处理工艺设计xxx江西理工大学资源与环境工程学院环境工程081班摘要：本文介绍了循环式活性污泥法CASS工艺在污水处理中的应用。本次设计的某乳业有限公司乳品废水处理站的工程规模为2500m3/d，同时出水要达到国家综合污水排放标准（GB18918－2002）一级B类标准。循环式活性污泥法是序批式活性污泥法工艺(SBR)的一种变型。它综合活性污泥法和SBR工艺特点，与生物选择器原理结合在一起，具有抗冲击负荷和脱氮除磷功能。本设计采用CASS工艺对污水处理站进行设计计算，其中包括根据有机负荷、水力停留时间等参数的选取进行反应池池体设计，通过计算设计出格栅等辅助构筑物尺寸，并进行设备选型。处理后的水质达到一级B标准，污泥经脱水后最终堆肥处理以致不造成二次污染。关键词：循环式活性污泥法，工艺设计，撇水器，生活污水处理Adairycompany2500m3/dwastewatertreatmentprocessdesignGuichengminclassofEnvironmentengineering081；ResourceandEnvironmentalEngineering;JiangxiuniversityofscienceandtechnologyABSTRACT：TheapplicationofcyclicaeratedsludgesystemCASSprocessinwastewatertreatmenthasbeenpresentedinthepaper.Thescaleoftheurbanwastewatertreatmentplantprojectinthethesisis2500m3/d.NeedtoreachtheComprehensiveNationalSewageDischargeStandard(GB18918-2002)ClassATypeB.CyclicActivatedSludgeSystem(CASS)isatypeofmodifiedSequencingBathReactor(SBR).ItsynthesizesthecharacteristicsofactivatedsludgeprocessingandSBRincombinationwithabiologicalselector,shockloadingandfluctuationanddenificationaswellasphosphorusremovalwilltakeplacesimultaneously.CASSprocessisadoptedtocalculateanddesignawastewatertreatmentplantinthisproject,whichincludesdesigningthevolumeofthereactortanksbychoosingthevaluesofparameters,suchasorganicloading,meancellresidencetimeandsoon,designingthesizeofsomeauxiliaries,andthenchoosingsomesuitabletypesoffixture.Keywords：CASS,projectdesign,wastewatertreatment86江西理工大学2012届本科生毕业设计引言乳制品行业是我国改革开放以来增长最快的产业之一，尤其近十年来得到了迅猛发展随着乳制品总产量和生产企业数量的增加，污染物排放总量也随之增加而乳制品行业主要环境问题是废水的排放。1工程设计要求86 江西理工大学2012届本科生毕业设计乳制品行业主要产品是液体乳、巴氏杀菌乳、灭菌乳、酸乳和乳粉、冰淇淋产量虽然小，但污染物浓度最高，乳制品加工过程中废水主要来源于容器、管道、设备清洗所产生的较高浓度的生产废水，以及生产车间与场地冲洗产生的较低浓度的生产废水和部分生活污水废水。需建立废水处理站集中处理这些废水，处理后水质要完全达到《国家污水综合排放标准》（GB18918－2002）规定的标准，其废水处理情况见表1：表1废水处理情况CODCrBOD5SS动植物油进水水质(mg/L)30001200500300出水标准(mg/L602020---处理量2500m3/d2乳品废水处理现状乳制品废水处理工艺流程的选择取决于废水水质特点和出水排放要求，处理工艺以生物处理为主，按污染物去除负荷的主要承担单元，可分为好氧处理系统和厌氧＋好氧处理系统。一般情况下，当乳制品废水的CODCr＜1500mg/L时，考虑使用好氧生物处理，当CODCr＞1500mg/L时，考虑选择“厌氧＋好氧”处理系统。本设计中CODCr为3000mg/L,故使用组合法进行处理。在串联工艺中，厌氧法作乳品废水的预处理，厌氧反应可在常温下进行，不需额外加热；好氧法作后处理，便可充分发挥二种处理方法的优点。这种组合工艺在技术上可行，经济上合理，不失为一种有效的废水处理方法。常用的串联处理工艺如下：2.1内循环UASB-氧化沟工艺此工艺采用厌氧和好氧相串联的方式，厌氧采用内循环UASB技术，好氧处理用地有一处狭长形池塘，为了降低土建费用，因地制宜，采用氧化沟工艺。本处理工艺的关键设备是UASB反应器。该反应器是利用厌氧微生物降解废水中的有机物，其主体分为配水系统，反应区，气、液、固三相分离系统，沼气收集系统四个部分。厌氧微生物对水质的要求不象好氧微生物那么宽，最佳pH为6.5－7.8，最佳温度为35℃－40℃。这就要求废水进入UASB反应器之前必需进行酸度和温度的调节，这无形中增加了电器、仪表的设备投资和设计难度。内循环UASB技术是在普通UASB技术的基础上增加一套内循环系统，它包括回流水池及回流水泵。UASB反应器的出水水质一般都比较稳定，在回流系统的作用下重新回到配水系统。这样一来能提高UASB反应器对进水水温、pH值和COD浓度的适应能力，只需在UASB反应器进水前对其PH和温度做一粗调即可。氧化沟是活性污泥法的一种变型，在水力流态上不同于传统活性污泥法，是一种首尾相接的循环流，通常采用延时曝气，在污水净化的同时污泥得到稳定。它不设初沉池和污泥消化池，处理设施大大简化。氧化沟具有传统活性污泥法的优点，去除有机物的效率很高，也具有脱氮的功能。如果在沟前增设厌氧池，还可同时除磷。2.2UASB+SBR86 江西理工大学2012届本科生毕业设计本处理工艺主要包括UASB反应器和SBR反应器。将UASB和SBR两种处理单元进行组合，所形成的处理工艺突出了各自处理单元的优点，使处理流程简洁，节省了运行费用，而把UASB作为整个废水达标排放的一个预处理单元，在降低废水浓度的同时，可回收所产沼气作为能源利用。同时，由于大幅度减少了进入好氧处理阶段的有机物量，因此降低了好氧处理阶段的曝气能耗和剩余污泥产量，从而使整个废水处理过程的费用大幅度减少。采用该工艺既降低处理成本，又能产生经济效益。并且UASB池正常运行后，每天产生大量的沼气，将其回收作为热风炉的燃料，可供饲料烘干使用。2.3水解酸化-CASS工艺水解水解是指有机物进入微生物细胞前、在胞外进行的生物化学反应。微生物通过释放胞外自由酶或连接在细胞外壁上的固定酶来完成生物催化反应。水解工艺是将厌氧发酵阶段过程控制在水解与产酸阶段。水解池是改进的升流式厌氧污泥床反应器，故不需要密闭的池子，不需要搅拌器，降低了造价。CASS是循环式活性污泥法的英文简称，是SBR工艺的更新变型，为一间歇式生物反器，在此反应器中进行交替的曝气－非曝气过程的不断重复，将生物反应过程和泥水分离过程结合在一个池子中完成。CASS反应池一般用隔墙分隔成三个区：生物选择区、预反应区、主反应区。生物选择区内不进行曝气，类似于SBR法中的限制性曝气阶段。主反应区进行强制鼓风曝气，使有机物及氨氮得到生化与硝化。CASS反应池的运行一般包括三个阶段：进水、曝气、回流阶段；沉淀阶段；滗水、排泥阶段。在进水阶段，一边进水一边曝气，同时进行污泥回流；在沉淀和排水阶段，停止曝气，同时停止进水和污泥回流，保证了沉淀过程在静止的环境中进行，并使排水的稳定性得到保障。对于二池CASS系统这样的运行程序保证了整体进水的连续性和风机的连续运行。3工艺选择(1)从构造上看，IC-CIRCOX反应器内部结构比水解酸化-CASS反应器和内循环UASB—氧化沟反应器复杂，设计施工要求高，增加了建筑成本。又由于反应器高径比大，从而增加了进水泵的动力消耗，提高了运行费用。(2)CASS工艺的曝气是间断的，有利于氧的转移，曝气时间还可根据水质、水量变化灵活调整，均为降低运行成本创造了条件。氧化沟工艺是连续运行，不要求自动控制，只是在要求节能时用自动控制。另外，CASS工艺通常采用鼓风曝气，氧化沟工艺则采用的机械曝气。在供氧量相同的情况下，鼓风曝气比机械曝气省电。(3)厌氧与好氧为主体的处理工艺，产生的污泥量较少，IC-CIRCOX处理工艺好氧生物处理后应设沉淀设施；内循环UASB—氧化沟工艺后面也要设沉淀设备。而UASB-CASS处理工艺在好氧生物处理后不用设沉淀池，污泥量很少，大多数内部消化，故污泥直接进入污泥浓缩池，进行污泥的处理与处置。(4)CASS反应器与CIRCOX反应器和氧化沟相比，具有：①生化反应推动力大；②沉淀效果好；③运行灵活，抗冲击能力强，可实现不同的处理目标；④不易发生污泥膨胀；综上所述，综合考虑基建投资、运行管理、技术先进及成熟可靠、当地条件，选用水解酸化-CASS处理工艺。4工艺流程及主要构筑物设计数据4.1流程说明86 江西理工大学2012届本科生毕业设计车间各工段废水由厂区排水管（渠）收集后经排水总渠送至废水处理站进行处理。由于排放污水是与生活污水合流，故在废水进入处理设施前需设置格栅，以去除废水中较的悬浮物，栅渣外运，废水经过格栅后有提升泵提升进入调节池。由于乳品废水中含编号构筑物名称规格数量（座）1细格栅间L×B=6m×3m12调节池L×B=12m×10m×4.3m13隔油池L×B×H=13m×4m×1.8m14机械絮凝池L×B×H=2.7m×2.7m×3.0m35沉淀池D×H=9m×2m26水解酸化池L×B×H=10m×7m×4.5m17CASS池L×B×H=22.6m×6.75m×4.5m48污泥浓缩池L×B×H=7m×7m×3.0m1有较多的动植物油及较高的SS，故需要隔油池及混凝沉淀以去除部分COD与BOD及大部分的SS。从调节池流出的水进入隔油池，出去漂浮在水面的动植物油及一些漂浮物。隔油池出水进入絮凝池进行混凝然后流入沉淀池沉淀。沉淀池出水进入水解酸化池，水解酸化池是进行废水处理的主要构筑物之一，对高浓度的废水进行厌氧发酵，去除部分的有机污染物及提高可生化性，然后对从水解反应器出来的低浓度的有机废水进行进一步好氧处理，去除剩余的有机污染物，完成废水的最后处理，使出水水质达到排放标准。沉淀池、水解酸化池和CASS池中的污泥排入集泥井，集泥井的泥通过污泥泵房进入污泥浓缩池进行浓缩，污泥浓缩池的泥通过吸泥机吸入污泥脱水间进行脱水，脱水后的泥饼外运。由于啤酒废水处理产生的污泥无有害的污染物，而且有机物含量高，因而可以作为农肥使用。废水处理工艺流程见图1：图1工艺流程图4.2主要构筑物及设备本设计主要构筑物基本情况如表2所示：表2构筑物一览表本设计所使用主要设备的基本情况如表3所示：表3主要设备材料表编号名称型号数量1细格栅HF-300型回转式固液分离机13潜污泵80QW45—15—5.53备1用4搅拌机QJB1.5/6-260/3-980/c/s25刮油机GM—4型刮沫机16静态混合器SK-100/20017沉淀池刮泥机ZXG—8型中心传动刮泥机18絮凝搅拌机ZJ—700型折桨式搅拌机39滗水器XB—700410风机86 江西理工大学2012届本科生毕业设计RE-190-200A型罗茨鼓风机1用1备11曝气器PWX—215/90型微孔曝气器112污泥回流泵I—1B2.5寸污泥螺杆泵513污泥泵I—1B2.5寸污泥螺杆泵514污泥搅拌机QJB2.2/8—320/3—740C115压滤脱水机DY1500型带式压滤脱水机24.3运行结果运行出水水质达到《国家污水综合物排放标准》（GB189181-2002）规定的标准，达到设计要求。5经济效益分析本废水处理工程处理水量为2500m3/d，总投资388.86万元，其中，土建投资290.46万元，设备投资98.4万元。6结论(1)通过查阅国内外乳品废水处理案例以及有关乳品废水处理工艺参考资料，结合本设计废水水质特点，选择了以好氧处理和厌氧处理工艺串联的工艺流程，最终选择了水解酸化-CASS工艺。(2)根据厂方提供的原水水质、出水水质和相关手册基本参数对格栅、集水池、调节池、隔油池、絮凝池、沉淀池、水解酸化池、CASS、污泥浓缩池的池体进行了初步设计，并选择相关的工艺设备。设计中的废水经过该工艺流程能达到《国家污水综合排放标准》（GB18918-2002）一级排放标准的排放要求。参考文献[1]高廷耀.水污染控制工程[M].北京:高等教育出版社.2007.[2]王良均吴孟周.《污水处理技术与工程实例》.中国石化出版社,2006[3]魏先勋陈信常马菊元韩绍昌.《环境工程设计手册》（修订版）.湖南科学技术出版社,2002.7[4]徐新阳于锋.《污水处理工程设计》.化学工业出版社,2003.4[5]魏先勋编著.《环境工程设计手册》修订版.湖南科技大学出版社，2002.07[6]《给排水设计手册》第11册，中国建筑工业出版社，2002[7]《三废处理工程手册》，化学工业出版社，2000[8]崔玉川刘振江.《城市污水厂处理设施设计计算》，化学工业出版社，200086 江西理工大学2012届本科生毕业设计86'