污水處理廠畢業(yè)設(shè)計.doc

貴州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）畢業(yè)設(shè)計（論文）題目 某企業(yè)污水處理初步設(shè)計方案學(xué)生姓名： 肖翔 學(xué)號： 3331024217專 業(yè)： 水環(huán)境監(jiān)測與保護 班級： 1024B指導(dǎo)教師： 蒙桂娥老師評閱教師： 蒙桂娥老師完成日期 2012年 9月 20日貴州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書學(xué)院名稱：貴州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院化學(xué)與材料工程分院課題名稱某市小型污水處理廠工程設(shè)計學(xué)生姓名肖翔專業(yè)水環(huán)境監(jiān)測與保護學(xué)號3331024217指導(dǎo)教師蒙桂娥老師任務(wù)書下達時間2012.7.22011. 10.10一、畢業(yè)設(shè)計題目1:某市污水處理工程設(shè)計(或者某生活污水治理設(shè)計方案)2：自選題類型 環(huán)境監(jiān)測類題目：以大氣、水、土壤的污染監(jiān)測與評價項目為主，完成某單項或多項污染指標(biāo)的監(jiān)測，并能結(jié)合相關(guān)環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)對數(shù)據(jù)進行分析評定。 治理技術(shù)類題目：以大氣、水、土壤的污染治理為主，針對模擬或?qū)嶋H處理對象，設(shè)計工藝路線，完成簡單構(gòu)筑物計算或研究開發(fā)治理工藝，討論影響因素等。 環(huán)境管理類題目：應(yīng)以環(huán)境管理、環(huán)境規(guī)劃、環(huán)境評價為主要內(nèi)容，針對某一環(huán)境問題，結(jié)合所學(xué)知識，進行具體的分析討論，并給出自己的研究結(jié)論； 環(huán)境調(diào)查類題目：結(jié)合自身條件，對某地的某一方面具體環(huán)境狀況進行實地調(diào)查和資料收集，并給出自己的分析、判斷和結(jié)論。 二、畢業(yè)設(shè)計目的綜合運用所學(xué)的基本理論、基本知識和基本技能，對污水處理工程進行設(shè)計，分析解決實際問題，進行所必需的綜合訓(xùn)練，在不同程度上提高研究、查閱文件、撰寫論文或設(shè)計說明書、計算書及工程設(shè)計繪圖的能力。三、畢業(yè)設(shè)計任務(wù)根據(jù)某市總體規(guī)劃及相關(guān)資料進行污水處理工程設(shè)計，具體內(nèi)容有：1. 污水處理工藝設(shè)計； 2. 污水處理構(gòu)筑物設(shè)計； 3. 污泥處理構(gòu)筑物設(shè)計。四、畢業(yè)設(shè)計成果1. 污水處理廠總平面布置圖，1張；2.高程布置圖，1張；3. 工程設(shè)計說明書及計算書各一份。4. 就工程設(shè)計中遇到的一個問題進行討論，并必要的討論。五、參考資料及文獻：1環(huán)境工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計指南2水污染控制技術(shù)教材3環(huán)境工程手冊-水污染防治卷4水污染治理新技術(shù)5污水處理廠設(shè)計與運行六 畢業(yè)論文與設(shè)計的考核1、畢業(yè)設(shè)計（論文）成績的評定以學(xué)生完成工作任務(wù)的情況、業(yè)務(wù)水平、工作態(tài)度、報告（論文）的質(zhì)量以及答辯情況為依據(jù)。2、由指導(dǎo)教師、評閱教師、答辯小組分別給出評分（100分制），然后按指導(dǎo)教師評分占50%、評閱教師占20%、答辯小組評分占30%計算總評分，最后由答辯領(lǐng)導(dǎo)小組審核，確定最終成績。3、畢業(yè)設(shè)計（論文）的最終成績采用四級記分制，即優(yōu)秀（90100分）、良好（8089分）、及格（6069分）、不及格（60分以下）。4、畢業(yè)設(shè)計（論文）成績不及格的學(xué)生，應(yīng)參照答辯小組提出的意見補充有關(guān)實驗內(nèi)容，修改畢業(yè)設(shè)計（論文），重新審核后再答辯。目錄第1章 前言 第2章 設(shè)計說明 2.1 設(shè)計任務(wù) 2.2 設(shè)計目的 2.3 設(shè)計意義 2.4 設(shè)計要求 2.4.1污水處理廠設(shè)計原則 2.4.2污水處理工程運行過程中應(yīng)遵循的原則 2.5 設(shè)計資料 2.5.1水質(zhì)情況 2.6 設(shè)計依據(jù)第3章 工藝方案的確定 3.1 工藝方案選擇 3.2 CAST工藝的評述 第4章 各級處理單元 4.1 預(yù)處理 4.2 格柵 4.3 沉砂池 4.4 曝氣系統(tǒng) 4.5 脫水機第5章 污水的二級處理5.1 厭氧池+DE型氧化溝工藝計算5.1.1設(shè)計參數(shù)5.1.2厭氧池計算5.1.3 DE型氧化溝計算5.1.4設(shè)計參數(shù)的較核5.1.5進出水系統(tǒng)計算5.1.6剩余污泥量計算5.1.7需氧量計算5.1.8供氣量5.1.9鼓風(fēng)微孔曝氣器空氣管路計算5.2 平流式沉淀池 5.2.1設(shè)計原則設(shè)計參數(shù) 5.2.2設(shè)計計算 5.3 設(shè)施計算 5.3.1消毒劑的選擇 5.3.2消毒劑的投加 5.3.3平流式消毒接觸池 5.4 計算設(shè)備 5.4.1計量設(shè)備的選擇 5.4.2設(shè)計參數(shù) 5.4.3巴氏計量槽第6章 污泥處理設(shè)計 6.1 污泥處理目的和方法 6.1.1污泥處理的目的 6.1.2污泥處理的原則 6.1.3 污泥處理方法的選擇 6.2 污泥泵房設(shè)計 6.2.1 集泥池計算 6.2.2回流污泥泵的選擇 6.2.3剩余污泥泵的選擇 6.3 污泥濃縮池 6.3.1設(shè)計參數(shù)及原則 6.3.2豎流濃縮池 6.3.3豎流濃縮池的設(shè)計計算 6.4 貯泥池 6.4.1貯泥池的作用 6.4.2貯泥池的計算 6.5 污泥脫水 6.5.1設(shè)計參數(shù)及原則 6.5.2污泥設(shè)計計算 6.5.3附屬設(shè)施計算第7章 污水處理廠布置 7.1 平面布置 7.1.1平面布置原則 7.1.2平面布置 7.2 高程布置 7.2.1主要任務(wù) 7.2.2高程布置原則 7.2.3污水處理廠構(gòu)筑物高程布置計算 7.2.4污泥處理構(gòu)筑物高程布置第8章 環(huán)保措施 8.1 降噪 8.2 處理構(gòu)筑物的處理 8.3 除臭措施第9章 結(jié)論- 60 -第1章 前言 我國幅員遼闊，各地氣候迥異，經(jīng)濟發(fā)展水平差異也很大。目前，各城市都面臨著不同的水環(huán)境污染。因此，根據(jù)城市規(guī)模，建立一套與自己經(jīng)濟發(fā)展相適應(yīng)的控制水污染、保護水環(huán)境的方針、政策、標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)，同時建設(shè)與經(jīng)濟發(fā)展水平相適應(yīng)的污水處理廠，就成為防止因水資源短缺而制約城市社會經(jīng)濟發(fā)展的必要手段，利用有限資源的必須部分。隨著經(jīng)濟飛速發(fā)展，人民生活水平的提高，對生態(tài)環(huán)境的要求日益提高，要求越來越多的污水處理后達標(biāo)排放。在全國乃至世界范圍內(nèi)，正在興建及待建的污水廠也日益增多。的供給與排放處理水亦是不能合理用到位。水經(jīng)生產(chǎn)過程使用后，絕大部分變成廢水。生產(chǎn)廢水?dāng)y帶著大量污染物質(zhì)，這些物質(zhì)多數(shù)是有害和有毒的，但也是有用的。必須妥善處理以便加以回收利用。有學(xué)者曾根據(jù)日處理污水量將污水處理廠分為大、中、小三種規(guī)模：日處理量大于10萬m3為大型處理廠，1-10m3萬為中型污水處理廠，小于1萬m3的為小型污水處理廠。近年來，大型污水處理廠建設(shè)數(shù)量相對減少，而中小型污水廠則越來越多。如何搞好中、小型污水處理廠，特別是小型污水廠，是近幾年許多專家和工程技術(shù)人員比較關(guān)注的問題。不同規(guī)模的處理廠的設(shè)計原則基本相同，主要是以節(jié)省基建投資和運行費用的為主要目的，而實現(xiàn)的具體措施則有所不同。本文研究的是小型污水處理廠在設(shè)計中需注意的問題。與前面不同的是，本文的小型污水廠指的是日處理規(guī)模在2.5萬m3左右。筆者認(rèn)為，這種規(guī)模的污水處理廠，在工藝方案選擇、設(shè)備選型、總平面布置方面也存在值得總結(jié)和注意的原則和特點。總之，在實現(xiàn)四個現(xiàn)代化過程中，排水工程作為國民經(jīng)濟的組成部分，對環(huán)境保護、促進工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和保障人民健康有現(xiàn)實意義和深遠影響，并使經(jīng)濟建設(shè)、城鄉(xiāng)建設(shè)與環(huán)境建設(shè)同步規(guī)劃，同步實施，同步發(fā)展。這樣才能實現(xiàn)經(jīng)濟效益、社會效益和環(huán)境效益的統(tǒng)一。第2章 設(shè)計說明2.1設(shè)計任務(wù)某日處理規(guī)模在2.5萬m3污水處理廠工藝設(shè)計。2.2設(shè)計目的改善環(huán)境，治理污水污染問題，在二次利用。2.3設(shè)計意義設(shè)計是實現(xiàn)高等工科院校培養(yǎng)目標(biāo)所不可缺少的教學(xué)環(huán)節(jié)，是教學(xué)計劃中的一個有機組成部分，是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)的基礎(chǔ)理論、基礎(chǔ)知識以及分析解決實際問題能力的重要一環(huán)。它與其他教學(xué)環(huán)節(jié)緊密配合，相輔相成，在某種程度上是前面各個環(huán)節(jié)的繼續(xù)，深化的發(fā)展。我國城市污水處理相對于國外發(fā)達國家、起步較晚。近200年來，城市污水處理已從原始的自然處理、簡單的一級處理發(fā)展到利用各種先進技術(shù)、深度處理污水，并回用。處理工藝也從傳統(tǒng)活性污泥法、氧化溝工藝發(fā)展到A/O、A2/O、AB、SBR（包括CCAS工藝）等多種工藝，以達到不同的出水要求。雖然如此，我國的污水處理還是落后于許多國家。在我們大力引進國外先進技術(shù)、設(shè)備和經(jīng)驗的同時，必須結(jié)合我國發(fā)展，尤其是當(dāng)?shù)貙嶋H情況，探索適合我國實際的城市污水處理系統(tǒng)。其次，做本設(shè)計可以使我得到很大的提高，可在不同程度上提高調(diào)查研究，查閱文獻，收集資料和正確熟練使用工具書的能力，提高理論分析、制定設(shè)計方案的能力以及設(shè)計、計算、繪圖的能力；技術(shù)經(jīng)濟分析和組織工作的能力；提高總結(jié)，撰寫設(shè)計說明書的能力等。 2.4設(shè)計要求2.4.1污水處理廠設(shè)計原則（1） 污水廠的設(shè)計和其他工程設(shè)計一樣，應(yīng)符合適用的要求，首先必須確保污水廠處理后達到排放要求?？紤]現(xiàn)實的經(jīng)濟和技術(shù)條件，以及當(dāng)?shù)氐木唧w情況（如施工條件）。在可能的基礎(chǔ)上，選擇的處理工藝流程、構(gòu)（建）筑物形式、主要設(shè)備設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)等。（2） 污水處理廠采用的各項設(shè)計參數(shù)必須可靠。設(shè)計時必須充分掌握和認(rèn)真研究各項自然條件，如水質(zhì)水量資料、同類工程資料。按照工程的處理要求，全面地分析各種因素，選擇好各項設(shè)計數(shù)據(jù)，在設(shè)計中一定要遵守現(xiàn)行的設(shè)計規(guī)范，保證必要的安全系數(shù)。對新工藝、新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)和新材料的采用積極慎重的態(tài)度。（3） 污水處理廠（站）設(shè)計必須符合經(jīng)濟的要求。污水處理工程方案設(shè)計完成后，總體布置、單體設(shè)計及藥劑選用等盡可能采用合理措施降低工程造價和運行管理費用，（4） 污水廠設(shè)計應(yīng)當(dāng)力求技術(shù)合理。在經(jīng)濟合理的原則下，必須根據(jù)需要，盡可能采用先進的工藝、機械和自控技術(shù)，但要確保安全可靠。（5） 污水廠設(shè)計必須注意近遠期的結(jié)合，不宜分期建設(shè)的部分，如配水井、泵房及加藥間等，其土建部分應(yīng)一次建成；在無遠期規(guī)劃的情況下，設(shè)計時應(yīng)為今后發(fā)展留有挖潛和擴建的條件。（6） 污水廠設(shè)計必須考慮安全運行的條件，如適當(dāng)設(shè)置分流設(shè)施、超越管線、甲烷氣的安全儲存等。（7） 污水廠的設(shè)計在經(jīng)濟條件允許情況下，場內(nèi)布局、構(gòu)（建）筑物外觀、環(huán)境及衛(wèi)生等可以適當(dāng)注意美觀和綠化。2.4.2污水處理工程運行過程中應(yīng)遵循的原則在保證污水處理效果同時，正確處理城市、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等各方面的用水關(guān)系，合理安排水資源的綜合利用，節(jié)約用地，節(jié)約勞動力，考慮污水處理廠的發(fā)展前景，盡量采用處理效果好的先進工藝，同時合理設(shè)計、合理布局，作到技術(shù)可行、經(jīng)濟合理2.5設(shè)計資料2.5.1水質(zhì)情況污水處理廠進水水質(zhì)指標(biāo)為：COD 390mg/lBOD5 180mg/lSS 180mg/lNH3-N 40mg/lP6mg/l處理后的出廠污水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)為：COD 80mg/lBOD5 20mg/lSS 70mg/lNH3N 15mg/lP 1 mg/l處理后的污水排入河流。2.6設(shè)計依據(jù)設(shè)計依據(jù)主要是國家有關(guān)法律法規(guī)：1、中華人民共和國環(huán)境保護法2、GB38382002地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)3、GB189182002城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)4、GB500142006室外排水設(shè)計規(guī)范5、GB503352002污水再生利用工程設(shè)計規(guī)范第3章 工藝方案確定3.1方案比較無論何種規(guī)模的處理廠，在確定污水處理工藝時，除了保證處理效果這一基本條件外，主要目的是降低基建投資，節(jié)省日常的運行費用，以求在保證達標(biāo)排放的前提下，使經(jīng)營成本最小。要做到這一點，首先應(yīng)根據(jù)實際情況，選擇合適的處理工藝。小型污水廠處理廠往往具有這樣的特點：(1)由于負(fù)擔(dān)的排水面積小，污水量較小，一天內(nèi)水量水質(zhì)變化較大，頻率較高；(2)一般在城鎮(zhèn)小區(qū)或企業(yè)內(nèi)修建，由于所在地區(qū)一般不大，而且廠外污水輸送管道也不會太長。所以，其占地往往受到限制，處理單元應(yīng)當(dāng)盡量布置緊湊。(3)一般要求自動化程度較高，以減少工作人員配置，降低經(jīng)營成本。(4)污水廠往往位于小區(qū)或工業(yè)企業(yè)內(nèi)，平面布置可能會受實際情況限制，有時可能靠近居民區(qū)或地面起伏不平等，平面布置應(yīng)因地置宜，變蔽為利。(5)由于規(guī)模較小，一般不設(shè)污泥消化，應(yīng)采用低負(fù)荷，延時曝氣工藝，盡量減少污泥量同時使污泥部分好氧穩(wěn)定。鑒于以上的特點，對于小型城市污水廠，SBR法及氧化溝法為首先考慮的工藝方案。這兩種工藝都具有以下優(yōu)點：(1)都屬完全混合型，具有較高的耐沖擊負(fù)荷的能力；(2)一般不設(shè)初沉池，工藝簡化，節(jié)省占地；(3)一般采用低負(fù)荷延時曝氣方式運行，處理效果好，污泥好氧穩(wěn)定，同時可減少污泥產(chǎn)量(如果污泥出路可靠，也可適當(dāng)提高負(fù)荷)；氧化溝目前常用的有卡魯塞爾氧化溝、奧貝爾氧化溝、三溝及雙溝等交替式氧化溝等幾種形式，其中以前兩種更為常用。氧化溝的共同特點是污水在循環(huán)水池中流動，曝氣方式主要采用表曝方式(近年來，也有鼓風(fēng)曝氣方式的氧化溝，也被稱作氧化溝池型的普曝，結(jié)合了氧化溝及微孔曝氣的優(yōu)點)。SBR工藝包括傳統(tǒng)SBR法、ICEAS工藝、DAT-IAT工藝、CAST工藝、UNITANK工藝等不同方法。從嚴(yán)格意義上講，交替式運行的氧化溝實際上也是SBR工藝的一種。SBR法與氧化溝相比又具有以下優(yōu)點：(1)SBR反應(yīng)池可視作為一個調(diào)節(jié)池，進水水質(zhì)、水量的時間變化在運行中被平均化了，因此與其他工藝相比，SBR更具承受高峰流量和有機負(fù)荷沖擊的能力。BOD5 等各項污染指標(biāo)的去除率較為穩(wěn)定。 (2)在大樓投入使用的初期，污水量低于設(shè)計值時，可將操作水位控制在較低的位置上，利用SBR反應(yīng)池的部分容積進行運行，另外，當(dāng)進水BOD5 濃度低于設(shè)計值時，可通過減少曝氣反應(yīng)時間來降低能耗。 (3)沒有了調(diào)節(jié)池、二次沉淀池，可避免地下設(shè)備高程布置局促問題；此外沒有了污泥回流設(shè)備，整個污水處理設(shè)備的構(gòu)造也更趨簡單、緊湊，占地小、工程投資??；便于維護管理。 (4)根據(jù)反應(yīng)動力學(xué)理論，生物作用于有機基質(zhì)的反應(yīng)速率與基質(zhì)濃度呈一級動力學(xué)反應(yīng)，SBR是按時間作推流的，即隨著污水在池內(nèi)反應(yīng)時間的延長，基質(zhì)濃度由高到低，是一種典型的推流型反應(yīng)器。從選擇器理論可知，其擴散系數(shù)最小，不存在濃度返混作用。在每個運行周期的充水階段,SBR反應(yīng)池內(nèi)的污水濃度高，生物反應(yīng)速率也大，因此反應(yīng)池的單位容積處理效率高于CFS系統(tǒng)中的完全混和型反應(yīng)池以及不完全推流式反應(yīng)池。 (5)由于SBR反應(yīng)池內(nèi)的活性污泥交替處于厭氧、缺氧和好氧狀態(tài)，因此，具有脫氮的功效。接觸氧化法中，由于生物膜的厚度隨進水濃度、污泥泥齡等因素而變化，其A/O組成不穩(wěn)定，脫氮效果也就不穩(wěn)定。A/O法處理裝置設(shè)置專用的缺氧反應(yīng)段，運行復(fù)雜。而且，不管是接觸氧化法還是A/O法，要使脫氮率達到75以上，其污泥回流量須為數(shù)倍的進水量，動力消耗很大。而SBR法則不同，由于運行是在同一反應(yīng)池內(nèi)進行的，其污泥回流量趨于極大，因此，SBR法的脫氮效率不但高而且穩(wěn)定。 (6)SBR法的運行效果穩(wěn)定，既無完全混和型反應(yīng)池中的跨越流，也無接觸氧化法中的溝流。 (7)SBR反應(yīng)池在運行初期，池內(nèi)BOD5 濃度高，而DO濃度較低，即存在著較大的氧傳遞推動力，因此，在相同的曝氣設(shè)備條件下，SBR可以獲得更高的氧傳遞效率。 (8)SBR反應(yīng)池中BOD5 濃度梯度的存在有利于抑制絲狀菌的生長，能克服傳統(tǒng)活性污泥法常見的污泥膨脹問題。而且污泥指數(shù)大多低于100ml/g，其剩余污泥具有良好的脫水性能。 (9)在SBR法運行初期，反應(yīng)池內(nèi)剩余DO濃度很低，根據(jù)動力學(xué)關(guān)系式，利用游離氧作為最終電子受體的污泥產(chǎn)率與剩余DO濃度有關(guān)，當(dāng)DO小于0.5 mg/l時，污泥產(chǎn)率比DO大于2.0 mg/l時至少要低25%，另外，當(dāng)SBR中硝酸鹽還原菌利用NO3-作為最終電子受體進行無氧呼吸時,由于NO2-/NO3-的氧化還原電位較H2O/( 1/2O2)的氧化還原電位高，因此電子通過電子傳遞鏈時產(chǎn)生的ATP數(shù)少，污泥產(chǎn)率低。 (10)按照水力學(xué)的觀點,活性污泥的沉降，以在完全靜止?fàn)顟B(tài)下沉降為佳，與CFS在流動中沉降不同，SBR幾乎是在靜止?fàn)顟B(tài)下沉降，它們似乎更趨近于這一觀點，因此，沉降的時間短，效率高。 (11)利用電動閥、電磁閥、液位計、自動記時器及可編程序控制器可使SBR污水處理系統(tǒng)的運行過程自動化。 (12)SBR工藝省去二沉池和回流污泥泵房，使布置更加緊湊；(13)氧化溝的曝氣設(shè)表曝機在運行時，濺起水花較大，對周圍環(huán)境產(chǎn)生不利影響。某些特殊情況下，對污水廠有很高的環(huán)保要求，反應(yīng)池上部需要加蓋或增設(shè)上部建筑，以隔絕臭氣，這樣則會影響表曝的曝氣效率。(14) 由于SBR池是間歇運行，很較強的調(diào)節(jié)能力，對于水質(zhì)水量變化較大的情況，也不需要高調(diào)節(jié)池(實際上，SBR池本身就有調(diào)節(jié)池的作用)。(15) 在北方嚴(yán)寒地區(qū)，冬季室外氣溫較低，氧化溝的表曝曝氣方式也不適宜。小型污水處理廠主要的要求是操作簡單，布置緊湊，從上表比較而言，不需回流或回流很少的傳統(tǒng)SBR和CAST工藝成為設(shè)計的首選，而大型污水處理廠則要求連續(xù)進水，否則進水管線及閥門的設(shè)計流量將成倍增加。從國內(nèi)已建成的污水處理廠來看，大、中型污水處理廠如撫順三寶屯污水處理廠(25萬噸/日)、天津開發(fā)區(qū)污水處理廠(10萬噸/日)、昆明第三污水廠(15萬噸/日)、昆明第四污水廠采用的都是DAT-IAT工藝或ICEAS等連續(xù)進水的處理工藝。相反，小型污水處理廠則壓倒多數(shù)的采用傳統(tǒng)SBR工藝，近年采用CAST工藝的也逐漸增多。對于UNITANK及近來興起的類似的MSBR(Modified SBR)工藝，目前應(yīng)用還不多，但不久很可能成為小型污水處理廠的熱門工藝。3.2 CAST工藝的評述CAST工藝是近年來在傳統(tǒng)SBR工藝上發(fā)起來的一種新型工藝，它是利用不同微生物在不同負(fù)荷條件下生長速率差異和污水生物除磷脫氮機理，將生物選擇器與傳統(tǒng)SBR反應(yīng)器相結(jié)合的產(chǎn)物。這種工藝綜合了推流式活性污泥法的初始反應(yīng)條件(具有基質(zhì)濃度梯度和較高的絮體負(fù)荷)和完全活性污泥法的優(yōu)點(較強的耐沖擊負(fù)荷能力)，無論對城市污水還是工業(yè)廢水都是一種有效的方法，有效地防止污泥膨脹。另外如果選擇器的厭氧的方式運行，則具有生物除磷作用。有資料介紹：由于CAST工藝引入了厭氧選擇器，使該系統(tǒng)具有很強的除磷脫氮能力。實際這種說法不完全正確。因為就脫氮而言，CAST系統(tǒng)與傳統(tǒng)的SBR沒有太多的不同，靜止沉淀時的反硝化作用和同時硝化反硝化作用在脫氮過程中起主要的作用。而除磷方面，僅20-30%的回流比，則無法保證選擇區(qū)內(nèi)的污泥濃度，舉例而言，若反應(yīng)池內(nèi)的污泥濃度為6g/L(一般沒這么高)，回流比為20%時，選擇的污泥濃度僅為1g/L。這樣低的污泥濃度是很難保證良好的除磷效果的。況且回流是在進水同時進行，這時處在曝氣階段，回流的混合液含有大量的溶解氧和硝態(tài)氧，也不利除磷。第三，生物除磷是通過排除富集磷的污泥來實現(xiàn)的，而系統(tǒng)長泥齡低負(fù)荷的運行，產(chǎn)泥率很低，同樣無法保證良好的除磷效果。實際上，很多實際工程設(shè)計中，CAST工藝往往都輔以化學(xué)除磷，以保證處理達標(biāo)。所以，許多資料所介紹的CAST工藝良好的除磷脫氮能力有必要進行進一步的探討和研究。綜上所述，對于小型污水處理廠，傳統(tǒng)SBR工藝和CAST工藝是小型污水處理廠的首選工藝。這兩種工藝比較而言，CAST工藝有一定的生物除磷效果，而且在進水污染物濃度很低的情況下，CAST工藝可有效的防止污泥膨脹。而傳統(tǒng)的SBR工藝則因沒有內(nèi)回流而使處理更為簡化。第4章 各級處理單元4.1預(yù)處理一般來講，溫度、PH值等如不過高或過低，可不設(shè)專門的調(diào)節(jié)池。因為SBR池本身實際上就等于一個調(diào)節(jié)池。這也是SBR工藝用在小型污水廠中的一個非常重要的優(yōu)越性。4.2格柵由于設(shè)計流量較小，導(dǎo)致格柵都比較小。比如規(guī)模為5000噸/日的污水廠，設(shè)粗細格柵各設(shè)兩臺，并聯(lián)設(shè)置，經(jīng)計算格柵尺寸 表 4-1污水廠規(guī)模（噸/日）5000總變化系數(shù)取為1.7設(shè)計參數(shù)細格柵粗格柵柵條間隙（mm）205柵前水深（mm）300500過柵流速（mm）0.80.8安裝角度（）6060格柵寬度（mm）300350由上表可見，處理規(guī)模5000噸/日的處理廠，總變化系數(shù)Kz=1.7時，計算得粗、細格柵尺寸都很小。這種情況下若采用機械格柵，渠道上部的驅(qū)動部分及柵渣輸送機所需的空間一般都在2m以上，造成很大的空間浪費，對于小型污水處理廠，格柵間往往有上部建筑，則增加了土建投資。所以在柵渣量不是很多的情況下，如果計算得格柵較小，可采用人工格柵代替機械格柵。4.3沉砂池沉砂池一般選用鐘式沉砂池或類似產(chǎn)品。如果鐘式沉砂池池徑不太，沉砂池可采用碳鋼制成的成套設(shè)備。另外沉砂池進出水渠也可采用相應(yīng)碳鋼制作。這樣不僅增加了方便施工安裝，而且由于尺寸較小，造價不見得高出鋼筋砼池多少。4.4曝氣系統(tǒng)活性污泥法的曝氣方式可分為兩大類：鼓風(fēng)曝氣及機械曝氣兩大類。鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)的主要設(shè)備是鼓風(fēng)機及擴散系統(tǒng)。小污水廠的鼓風(fēng)機一般采用羅茨風(fēng)機及小型離心風(fēng)機。分散系統(tǒng)一般采用微孔曝氣器。但必須是適應(yīng)于間歇曝氣的運行方式。鼓風(fēng)機往往安裝在SBR池旁邊，以減少管路系統(tǒng)的造價。由于污水廠較小，一般不設(shè)鼓風(fēng)機房，僅在鼓風(fēng)機上設(shè)罩棚。這主要適用于廠礦企業(yè)內(nèi)的污水處理廠，不嚴(yán)格控制噪音的情況。如果污水廠毗臨生活小區(qū)，若采用鼓風(fēng)曝氣則必須建鼓風(fēng)機房，同時還要有相應(yīng)的降噪措施，這樣情況下宜采用機械曝氣方式。4.5 脫水機一般可采用帶式脫水機。因為國產(chǎn)設(shè)備較過關(guān)，設(shè)備費用不高，不必連續(xù)運行。雖然衛(wèi)生條件較差，但也可采取相應(yīng)措施進行改善，如強制通風(fēng)或后面提到的除臭。在有條件的情況下，也可采用離心脫水機，以改善工作環(huán)境，減少加藥量。 第5章 污水的二級處理污水經(jīng)過一級處理后會處理掉一部分的懸浮物和，處理程度按表5-1取值，而氮磷按不變計算表5-1 處理廠的處理效果處理級別處理方法主要工藝處理效果一級沉淀法沉淀（自然沉淀）二級生物膜法初次沉淀、生物膜反應(yīng)、二次沉淀活性污泥法初次沉淀、活性污泥反應(yīng)、二次沉淀 設(shè)計中取處理效果為：=50%，=20%則 進入曝氣池中污水的濃度： 進入曝氣池中污水的濃度：（1-50%）=180（1-50%）=90mg/L5.1厭氧池+DE型氧化溝工藝計算氧化溝是活性污泥法的改良和發(fā)展，曝氣池呈封閉渠道形，污水和活性污泥循環(huán)水流的作用下混合接觸，完成有機物的凈化過程，又稱循環(huán)曝氣池。氧化溝在流態(tài)上介于推流式和完全混合式之間，局部流態(tài)為推流式整體為完全混合狀態(tài)，同時具有這兩種混合方式的某些特點。在氧化溝中，污水和活性污泥的混合液在外加動力的作用下，不停的循環(huán)流動，有機物在微生物的作用下得到降解。該工藝對水溫、水質(zhì)和水量的變化有較強的適應(yīng)性，污泥齡長、剩余污泥少、而且具有脫氮的功能。氧化溝有多種不同的類型，如Carrousel式、Orbal式、一體化氧化溝、交替式氧化溝等。若在氧化溝前加一厭氧池，也具有良好的除磷效果。本設(shè)計中選用厭氧池+DE型氧化溝工藝。本設(shè)計中取三組厭氧池+DE型氧化溝，則每組的設(shè)計流量為0.502。5.1.1設(shè)計參數(shù) 1、厭氧池的水力停留時間為2、氧化溝的處理能力取決于污水溫度和溝內(nèi)活性生物固體（MLVSS）的濃度。工藝設(shè)計通常是依據(jù)進水中污染物負(fù)荷、污泥齡、污泥負(fù)荷F/M和污水溫度等。設(shè)計污泥齡、F/M和水溫者之間有一定的函數(shù)關(guān)系表5-2 污泥齡、F/M和水溫者之間有一定的函數(shù)關(guān)系溫度（）5101520污泥齡（）2012840.060.100.150.20DE型氧化溝設(shè)計，相應(yīng)的污泥齡為，而濃度通常設(shè)計為，其取值是依據(jù)污泥的沉淀性能和污泥在溝中的貯存量3、延時曝氣氧化溝的主要設(shè)計參數(shù)，宜根據(jù)試驗資料確定，無試驗資料時可按下的規(guī)定取值。 表5-3 延時曝氣氧化溝的主要設(shè)計參數(shù)項目單位參數(shù)值污泥濃度污泥負(fù)荷容積負(fù)荷污泥齡污泥產(chǎn)率需氧量水力停留時間污泥回流比總處理效率4、進水和回流污泥點宜設(shè)在缺氧區(qū)首端，出水點宜設(shè)在充氧器后的好氧區(qū)。氧化溝的超高與選用的曝氣設(shè)備類型有關(guān)，當(dāng)采用轉(zhuǎn)刷、轉(zhuǎn)碟時，宜為0.5m；當(dāng)采用豎軸表曝機時，宜為0.60.8m，其設(shè)備平臺宜高出設(shè)計水面0.81.2m。 5、氧化溝的有效水深與曝氣、混合和推流設(shè)備的性能有關(guān)，宜采用3.54.5m。 6、根據(jù)氧化溝渠寬度，彎道處可設(shè)置一道或多道導(dǎo)流墻；氧化溝的隔流墻和導(dǎo)流墻宜高出設(shè)計水位0.20.3m。 7、氧化溝內(nèi)的平均流速宜大于0.25 ，混合液在渠內(nèi)流5.1.2厭氧池計算 1、厭氧池容積式中 厭氧池容積 厭氧池水力停留時間 設(shè)計中取 =0.75=45min 2、厭氧池尺寸計算 厭氧池面積：設(shè)計中取厭氧池有效水深為 厭氧池尺寸為：長寬=22.620厭氧池實際面積為：設(shè)計中取厭氧池的超高為0.3 則 池總高為 3、污泥回流量計算： 設(shè)計中取污泥回流比為則 4、攪拌機的選擇 查給水排水設(shè)計手冊第11冊常用設(shè)備知選用BQT075型低速潛水推流器。5.1.3 DE型氧化溝計算 1、內(nèi)源呼吸系數(shù) 式中 內(nèi)源呼吸系數(shù) 時，內(nèi)源呼吸系數(shù) ，一般取0.040.075 溫度系數(shù)，一般取1.021.06 設(shè)計中取=0.06，=1.04當(dāng)時 2、出水計算設(shè)計中取的去除率為，氨氮的去除率為，磷的去除率為則 去除的的濃度為： 去除的氨氮的濃度為： 去除的磷的濃度為：3、污泥齡計算 設(shè)計中取， 取34天4、好氧區(qū)有效容積 5、缺氧區(qū)有效容積 反消化區(qū)脫氮量： 缺氧區(qū)有效容積 式中 反消化速率，設(shè)計中取 = 6、氧化溝總有效容積式中 具有活性作用的污泥占總污泥量的比例，一般采用0.55左右設(shè)計中取 =0.587、氧化溝平面尺寸設(shè)計中取氧化溝的有效水深為 氧化溝的面積為 有 可解得 5.1.4設(shè)計參數(shù)的較核1、水力停留時間較核 大于16，符合要求。2、 污泥負(fù)荷率 介于0.030.08之間，符合要求。5.1.5 進出水系統(tǒng)計算1、厭氧池+DE型氧化溝的進水設(shè)計沉砂池的出水通過3根的管道進入集配水井，然后，用3條管道送入每組的厭氧池+DE型氧化溝，送水的管徑為，管內(nèi)的流速為?；亓魑勰嘁餐搅魅?。2、氧化溝的出水設(shè)計氧化溝的出水采用矩形堰跌落出水，則堰上水頭 式中 堰上水頭 每組氧化溝的出水量，指污水的最大流量與回流污泥量之和 流量系數(shù)，一般取0.40.5 堰寬 設(shè)計中取 =0.4 =5.0 出水總管管徑采用3根管道把水送入配水井，管內(nèi)的污水流速為。回流污泥管管徑為，管內(nèi)的污泥流速為。厭氧池+DE型氧化溝示意圖如圖5-1圖5-1 厭氧池+DE型氧化溝平面圖草圖5.1.6剩余污泥量計算濕污泥量：設(shè)污泥含水率為 5.1.7 需氧量計算設(shè)生物污泥中大約有的氮，用于細胞的合成，則每天用于合成的總氮為： 即中有用于合成細胞。按最不利情況，設(shè)出水中量和量各為則 需要氧化的量為： 需要還原的量為：需氧量（同時去除和脫氮）計算：設(shè)計中取 =0.23 則 平均需氧量為： 最大需氧量為： 最大需氧量與平均需氧量之比為：5.1.8供氣量 1、供氣量計算采用鼓風(fēng)曝氣，微孔曝氣器。曝氣器敷設(shè)于池底0.2m處，淹沒深度為，氧轉(zhuǎn)移效率，計算溫度為。 空氣擴散器出口處的絕對壓力計算： 空氣離開好氧反應(yīng)池池面時，氧的百分?jǐn)?shù)為： 好氧反應(yīng)池中平均溶解氧飽和度計算（按最不利的溫度考慮）：式中 標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，時清水中的飽和溶解氧濃度 查表得 標(biāo)準(zhǔn)需氧量（換算為時的脫氧清水的充氧量）：式中 標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，時清水中的飽和溶解氧濃度 查表得 標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，時清水中的飽和溶解氧濃度 曝氣池內(nèi)溶解氧濃度 污水傳氧速率與清水傳速率之比，一般采用0.50.95 污水中飽和溶解氧與清水中飽和溶解氧濃度值比，一般采用0.900.97 壓力修正系數(shù) 設(shè)計中取=0.9 =0.95 =2，=1.0 最大標(biāo)準(zhǔn)需氧量： 最大標(biāo)準(zhǔn)需氧量與標(biāo)準(zhǔn)需氧量之比： 好氧反應(yīng)池供氣量計算：平均時供氣量為：最大時供氣量為： 2、曝氣機數(shù)量計算（以單組反應(yīng)池計算）設(shè)計中計算兩種曝氣機，分別為：鼓風(fēng)微孔曝氣器和垂直軸表面曝氣機第一種：鼓風(fēng)微孔曝氣器計算按供氧能力計算所需要的曝氣機數(shù)量，計算公式為：式中 曝氣器標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，與好氧反應(yīng)池工作條件接近時的供氧能力 設(shè)計中采用鼓風(fēng)曝氣，微孔曝氣器，參照給水排水設(shè)計手冊常用設(shè)備知：每個曝氣頭通氣量按時，服務(wù)面積為，曝氣器氧利用率為，充氧能力為則 個以微孔曝氣器服務(wù)面積進行較核：在之間，符合要求。第二種：垂直軸表面曝氣機采用垂直軸表面曝氣機，每組氧化溝設(shè)4臺，共12臺。曝氣機的動力效率為，則單臺曝氣機的功率為76。5.1.9鼓風(fēng)微孔曝氣器空氣管路計算按照圖5-1所示的平面圖布置空氣管道，供風(fēng)干管采用環(huán)狀布置。每根干管的供氣量為；流速為：。管徑：，取干管管徑為。5.2輻流式沉淀池輻流式沉淀池一般采用對稱布置，有圓形和正方形。主要由進水管、出水管、沉淀區(qū)、污泥區(qū)及排泥 裝置組成。按進出水的形式可分為中心進水周邊出水、周邊進水中心出水和周邊進水周邊出水三種類型，其中，中心進水周邊出水輻流式沉淀池應(yīng)用最廣。周邊進水可以降低進水時的流速，避免進水沖擊池底沉泥，提高池的容積利用系數(shù)，這類沉淀池多用于二次沉淀池。本設(shè)計中采用機械吸泥的向心式圓形輻流沉淀池，進水采用中心進水周邊出水。5.2.1設(shè)計原則設(shè)計參數(shù)1、沉淀池的設(shè)計數(shù)據(jù)宜按下表的規(guī)定取值5-4 沉淀池的設(shè)計數(shù)據(jù)沉淀池類型沉淀時間表面水力負(fù)荷每人每日污泥量污泥含水率固體負(fù)荷初次沉淀池二次沉淀池生膜法后活性污泥法后2、沉淀池的超高不應(yīng)小于0.3m。 3、沉淀池的有效水深宜采用2.04.Om。 4、當(dāng)采用污泥斗排泥時，每個污泥斗均應(yīng)設(shè)單獨的閘閥和排泥管。污泥斗的斜壁與水平面的傾角，方斗宜為60，圓斗宜為55。 5、活性污泥法處理后的二次沉淀池污泥區(qū)容積，宜按不大于2h的污泥量計算，并應(yīng)有連續(xù)排泥措施；生物膜法處理后的二次沉淀池污泥區(qū)容積，宜按4h的污泥量計算。 6、排泥管的直徑不應(yīng)小于200mm。 7、當(dāng)采用靜水壓力排泥時，二次沉淀池的靜水頭，生物膜法處理后不應(yīng)小于1.2m，活性污泥法處理池后不應(yīng)小于0.9m。 8、二次沉淀池的出水堰最大負(fù)荷不宜大于1.7L(sm)。 9、沉淀池應(yīng)設(shè)置浮渣的撇除、輸送和處置設(shè)施。 10、水池直徑(或正方形的一邊)與有效水深之比宜為612，水池直徑不宜大于50m。11、宜采用機械排泥，排泥機械旋轉(zhuǎn)速度宜為13rh，刮泥板的外緣線速度不宜大于3mmin。當(dāng)水池直徑(或正方形的一邊)較小時也可采用多斗排泥。12、緩沖層高度，非機械排泥時宜為0.5m；機械排泥時，應(yīng)根據(jù)刮泥板高度確定，且緩沖層上緣宜高出刮泥板0.3m。13、坡向泥斗的底坡不宜小于0.05。 5.2.2設(shè)計計算設(shè)計中選擇四組輻流沉淀池，每組設(shè)計流量為0.376。1、沉淀池表面積式中 污水最大時流量 表面負(fù)荷，取1.5m3/m2h 沉淀池個數(shù)，取4組池子直徑： 取34。2、實際水面面積實際負(fù)荷 ，符合要求。3、沉淀池有效水深式中 沉淀時間，取2h 徑深比為： 在612之間4、污泥部分所需容積則 采用間歇排泥，設(shè)計中取 兩次排泥的時間間隔為5、污泥斗計算 式中 污泥斗上部半徑 污泥斗下部半徑 傾角為設(shè)計中取 = = 污泥斗體積計算：6、污泥斗以上圓錐體部分污泥容積設(shè)計中采用機械刮吸泥機連續(xù)排泥，池底坡度為0.05 污泥斗以上圓錐體部分體積：則還需要的圓柱部分的體積： 高度為：7、沉淀池總高度 設(shè)計中取 超高 緩沖層高度 輻流沉淀池示意圖見圖5-22圖5-2 二沉池高度示意圖8、排泥裝置二沉池連續(xù)刮泥吸泥。本設(shè)計采用靜水壓力排泥，空氣輔助提升。在二沉池的絎架上設(shè)有的污泥流動槽，污泥通過虹吸管排至槽內(nèi)，沿槽流至中心排泥管，經(jīng)漸縮后流出二沉池，采用漸縮是為保證中心管內(nèi)污泥流速不宜過大，以利于氣水分離。因為池徑大20m,采用周邊傳動的刮泥機，其傳動裝置在絎架的緣外，刮泥機旋轉(zhuǎn)速度一般為13rad/h。外圍刮泥板的線速度不超過3m/min，一般采用1.5m/min，則刮泥機為1.5rad/min。 吸泥管流量二沉池排出的污泥流量按80%的回流比計，則其回流量為：本設(shè)計中擬用6個吸泥管，每個吸泥管流量為：規(guī)范規(guī)定，吸泥管管徑一般在150600mm之間，擬選用，。 水力損失計算以最遠一根虹吸管為最不利點考慮，這條管路長4m，局部水頭損失為沿程水頭損失為 中心排泥管故中心管選擇DN500，1000泥槽內(nèi)損失m泥由槽底跌落至泥面（中心筒內(nèi)）m，槽內(nèi)泥高m。則吸泥管路上總水頭損失為 吸泥管布置6根吸泥管延遲經(jīng)均勻布置。9、二沉池進水部分計算二沉池進水部分采用中心進水，中心管采用鑄鐵管，出水端用漸擴管。為了配水均勻，巖套管周圍設(shè)一系列潛孔，并在套管外設(shè)穩(wěn)流罩。（1）進水管計算當(dāng)回流比時，單池進水管設(shè)計流量為 進水管管徑取為則 流速： 當(dāng)為非滿流時，查給水排水設(shè)計手冊常用資料知：流速為。 （2）進水豎井計算進水豎孔直徑為進水豎井采用多孔配水，配水口尺寸為，共設(shè)8個沿井壁均勻分布；流速