生物接觸氧化設(shè)計計算詳解

1、摘摘 要要水污染問題是我國最大的環(huán)境問題之一，水處理的發(fā)展對我國能否實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展起著舉足輕重的作用。尤其是水資源的過度開發(fā)和不合理利用，導(dǎo)致水污染日益嚴(yán)重。因此，高效、合理、經(jīng)濟(jì)的污水處理工藝是解決這些問題的關(guān)鍵。本設(shè)計是山東濟(jì)南某新區(qū) 20000m3/d 生活污水處理廠的初步設(shè)計。根據(jù)城市所處的地理位置和污水廠的規(guī)模，并結(jié)合脫氮除磷的要求，城市污水處理廠設(shè)計采用生物接觸氧化工藝。生物接觸氧化是采用生物膜水處理廢水的一種方法,是以附著在載體（填料）上的生物膜，凈化有機(jī)廢水的一種高效水處理工藝。所選的生物接觸氧化 工藝具有工藝穩(wěn)定性高，處理構(gòu)筑物少，流程簡化，節(jié)省投資等優(yōu)點。通過此工藝的處理，

2、出水水質(zhì)將達(dá)到國家城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB18918-2002）中的一級 B 標(biāo)準(zhǔn)。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：生物接觸氧化 污水處理廠 工藝流程IA Ab bs st tr ra ac ct t One of the foremost Environmental problems in our country is water pollution, especially because of over-exploitation of water resources and unreasonable use,water pollution is increasely serious.So,effi

3、cient,rational,economic process of wastewater treatment plant is the key to solve these problems.The design is a intial design on sewage treatment plants of a new township Ji Nan of Shan dong province.According to the location of the township ,the sacle of the plant and the requirements of nitrogen

4、and phosphorus removal,the craft of the plant is bio-contact oxidation. Bio-contact oxidation is a kind of wastewater treatment method by using biofilm, which is a highly efficient wastewater treatment process of organic materials purification with the biomembrane attached to the carrier (commonly k

5、nown as fillers). Selected bio-contact oxidation process has some advantages, such as high process stability , less structure, process simplification and saving investment.Through this craft processing, the effluent will reach the B standard of national urban sewage treatment plant emission standard

6、s (GB18918-2002).Keywords: bio-contact oxidation Sewage treatment plant ProcessII目 錄摘 要 .IAbstract .II第 1 章 設(shè)計概論 .11.1 設(shè)計依據(jù)和設(shè)計任務(wù) .11.1.1 原始依據(jù).11.1.2 設(shè)計的基本要求.21.1.3 設(shè)計原則.21.1.4 設(shè)計依據(jù).21.1.5 設(shè)計目的.31.2 設(shè)計水量 .31.3 設(shè)計水質(zhì) .3第 2 章 工藝流程的確定 .52.1 設(shè)計方案及可行性分析 .52.1.1 CASS 工藝 .62.1.2 生物接觸氧化工藝.82.1.3 工藝比選.82.2 工程實

7、例 .102.2.1 CASS 工程實例 .102.2.2 生物接觸氧化工程實例.112.3 工藝流程 .12第 3 章 污水處理構(gòu)筑物設(shè)計計算 .133.1 粗格柵 .133.1.1 設(shè)計說明.133.1.2 設(shè)計參數(shù).143.1.3 設(shè)計計算.143.2 提升泵房 .173.2.1 設(shè)計說明.173.2.2 設(shè)計參數(shù).17III3.2.3 設(shè)計計算.173.3 細(xì)格柵 .183.3.1 設(shè)計參數(shù).183.3.2 設(shè)計計算.193.4 平流沉砂池 .213.4.1 設(shè)計說明.213.4.2 設(shè)計參數(shù).223.5 水解酸化池 .263.5.1 設(shè)計參數(shù) .263.5.2 池體計算.263.5.

8、3 配水系統(tǒng).273.6 配水井 .293.6.1 設(shè)計說明.293.6.2 設(shè)計要求.293.6.3 設(shè)計計算.303.7 生物接觸氧化池 .323.8 二沉池 .423.8.1 已知條件.423.8.2 設(shè)計參數(shù).423.8.3 設(shè)計計算.433.9 消毒池 .483.9.1 設(shè)計參數(shù).483.9.2 設(shè)計計算 .483.10 加氯間 .493.10.1 消毒劑.493.10.2 加氯量計算.493.11 污泥濃縮池 .503.11.1 設(shè)計參數(shù).503.11.2 設(shè)計計算.513.12 鼓風(fēng)機(jī)房 .543.13 貯泥池 .543.13.1 設(shè)計參數(shù).54IV3.13.2 設(shè)計計算.543

9、.14 污泥泵房 .553.15 污泥脫水機(jī)房 .563.15.1 脫水污泥量的計算.563.15.2 脫水機(jī)選型.573.15.3 污泥運輸泵的選型.583.15.4 加藥量的計算.583.16 調(diào)節(jié)池 .593.16.1 體積計算.59第四章 主要設(shè)備說明 .60第五章 污水處理廠布置 .635.1 污水處理廠平面布置 .635.1.1 平面布置的原則 .635.1.2 平面布置.635.2 污水處理廠高程布置 .655.2.1 高程布置原則.655.2.2 污水處理高程計算.665.2.3 污泥處理高程計算.73第六章 工程概算與成本分析 .776.1 企業(yè)組織 .776.1.1 企業(yè)情

10、況.776.1.2 勞動定員.776.2 投資概算 .776.2.1 投資概算.786.2.2 工器具購置費.816.3 工程建設(shè)其他費用計算 .816.4 預(yù)備費用計算 .816.5 運行費用 .816.5.1 能源消耗費 E1.826.5.2 藥劑費 E2.82V6.5.3 工資福利 E3.836.5.4 固定資產(chǎn)基本折舊費 E4.836.5.5 無形資產(chǎn)和遞延資產(chǎn)攤銷費 E5.836.5.6 大修理基金提成 E6.846.5.7 日常檢修維護(hù)費 E7.846.5.8 管理費銷售費和其他費用 E8.846.5.9 年經(jīng)營成本 E9.856.5.10 年總成本 E10.856.5.11 單位

11、處理成本 E11.856.5.12 單位經(jīng)營成本 E12.85第 7 章 環(huán)境影響評價 .867.1 環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與污染物排放標(biāo)準(zhǔn) .867.1.1 環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn).867.1.2 污染物排放標(biāo)準(zhǔn).867.2 項目建設(shè)和生產(chǎn)對環(huán)境的影響 .877.2.1 大氣污染源.877.2.2 廢水污染源.877.2.3 固體廢氣物.877.2.4 噪聲.877.3 環(huán)境保護(hù)措施初步方案 .887.3.1 大氣環(huán)境治理.887.3.2 廢水治理.887.3.3 固體廢棄物治理.887.3.4 噪聲治理.887.4 安全措施 .897.5 評價結(jié)論 .89結(jié)束語 .90致謝 .91參考文獻(xiàn) .92VI Con

12、tentsAbstract.IIChapter 1 Design summarize .11.1 Design basis and design task.11.1.1 The original basis.11.1.2 The basic requirements of the design.21.1.3 Design Principles.21.1.4 Design basis.21.1.5 Design Purpose.31.2 Design of water.31.3 Design of water Design of water.3Chapter 2 Determination Pr

13、ocess .52.1 Design and feasibility analysis.52.1.1 CASS Technology.62.1.2 Biological contact oxidation process.82.1.3 Choosing the craft.82.2 Engineering examples.102.2.1Ngineering examples of cass craft.102.2.2 Engineering examples of Biological contact oxidation process.112.3 Process of the craft.

14、12Chapter 3 Wastewater treatment design and calculation of structures.133.1 Coarse grid.133.1.1 Design Notes.133.1.2 Design parameters.143.1.3 Design calculations.143.2 Grit chamber.173.2.1 Design Notes.173.2.2 Design parameters.173.2.3 Design calculations.173.3 Fine grid.18VII3.3.1 Design parameter

15、s.183.3.2 Design calculations.193.4 Grit chanber.213.4.1 Design Notes.213.4.2 Design parameters.223.5 Hydrolysis acidification tank.263.5.1 Design parameters.263.5.2 Volume calculations.263.5.2 Water distribution system.273.6 distribution wells.293.6.1 Design Notes.293.6.2 Design repuirements.293.6.

16、3 Design calculations.303.7 Bio-contact oxidation tank.323.8 Sedimentation tank.423.6.1 Known conditions.423.8.2 Design parameters.423.8.3 Design calculations.433.9 Disinfectant tank.483.9.1 Design parameters.483.9.2 Design calculations.483.10 Chlorination room.493.10.1 Disinfectant.493.10.2 Chlorin

17、e dosage calculation.493.11 sedimentation tank.503.11.1 Design parameters.503.11.2 Design calculations.513.12 Blower housing.543.13 Sludge storage tank.543.13.1 Design parameters.543.13.2 Design calculations.543.14 Sludge pumping station.55VIII3.15 Sludge dewatering machine room.563.15.1 Calculation

18、 of the amount of dewatered sludge.563.15.2 Dehydrator Selection.573.15.3 Pump Selection sludge transportation.583.15.4 Calculation of dosage.583.16 Regulation ponds.593.16.1 Volume calculation.59Chapter 4 Description of major equipment .60Chapter 5 Sewage treatment plant layout .635.1 Layout of the

19、 sewage treatment plant.635.1.1 The principle of The layout.635.1.2 Layout.635.2 Elevation layout of the sewage treatment plant.655.2.1 Elevation layout principle.655.2.2 Sewage treatment elevation calculation.665.2.3 Sludge treatment elevation calculation.73chapter 6 the project budget and cost ana

20、lysis .776.1 Business organization.776.1.1 Situation of the enterprise.776.1.2 Labor quota.776.2 Investment budget.776.2.1 Investment budget.786.2.2 Apparatus and instruments purchased fee.816.3 Other construction costs .816.4 Ready-costs.816.5 Operating costs.816.5.1 Energy consumption charges E1.8

21、26.5.2 Pharmacy fee E2.826.5.3 Wage welfare E3.836.5.4 Basic fixed asset depreciation charges E4.83IX6.5.5 Intangible assets and deferred assets amortization expense E5836.5.6 Overhaul fund commission E6.846.5.7 Routine repair and maintenance fee E 7.846.5.8 Management fee sales and other expenses E

22、 8.846.5.9 Annual operating costs E9.856.5.10 Total annual costs E10.856.5.11 Unit cost of processing E11.856.5.12 Unit operating costE12.85chapter 7 Environmental Impact Assessment .867.1 Environmental quality standards and pollutant discharge standards867.1.1 Environmental quality standards.867.1.

23、2 Pollutant emission standards.867.2 Project construction and production impact on the environment.877.2.1 Air Pollution Sources.877.2.2 Wastewater pollution.877.2.3 Solid waste materials.877.2.4 Noise.877.3 Environmental protection measures the initial program.887.3.1 Atmospheric environmental gove

24、rnance.887.3.2 Wastewater treatment.887.3.3 Solid waste management.887.3.4 Noise control.887.4 Safety measures.89 7.5 Evaluation findings.89Conclusion .90Acknowledgements .91References .920第第 1 1 章章 設(shè)設(shè)計計概概論論1.1 設(shè)計依據(jù)和設(shè)計任務(wù) 1.1.1 原始依據(jù)1設(shè)計題目 山東濟(jì)南某新區(qū)生活污水處理廠初步設(shè)計320000/md2.給定資料（1）污水水質(zhì)：設(shè)計原水水質(zhì)為 COD= ，BOD5=，SS

25、=，NH3-N=380/mg L320/mg L200/mg L，TN=, TP=，PH=6.58.035/mg L5/mg L5/mg L（2）出水水質(zhì)要求：要求出水水質(zhì)達(dá)到國家城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn) （GB18918-2002）中的一級 B 標(biāo)準(zhǔn)要求。排入自然溝壑，夏季用于灌溉，要求設(shè)計工藝技術(shù)可行、運行靈活，經(jīng)濟(jì)合理：出水水質(zhì)：COD= ，BOD5=，SS=，NH3-N=，TN=60/mg L20/mg L20/mg L8/mg L, TP=，PH=6.5-8.020/mg L1/mg L去除率：COD84.21% BOD93.75% SS90.00% NH3-N77.14% TP

26、80.00%（3）流量變化系數(shù)：Kz=1.3（4）氣象資料山東市屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候主要風(fēng)向春季多為東北風(fēng)，冬季多為東南風(fēng)，海拔高度 51.6m年平均氣溫 14.2最高氣溫 42.5最低氣溫 -19最大凍深 44cm主導(dǎo)風(fēng)向 夏季為東北風(fēng)，冬季為東南風(fēng)最大積雪深度 19 cm年平均降水量 685mm年平均風(fēng)速 2m/s11.1.2 設(shè)計的基本要求1.說明書要求內(nèi)容系統(tǒng)完整、計算準(zhǔn)確、文理通順書寫工整、裝訂整齊，數(shù)字不得少于 2 萬字，2.畢業(yè)設(shè)計圖紙要求布置合理、正確清晰，符合制圖標(biāo)準(zhǔn)、專業(yè)規(guī)范。圖紙不少于8 張（1 號圖紙）要求至少兩張 CAD 圖，一張手工圖；3.參與本專業(yè)內(nèi)容緊密相關(guān)地文

27、獻(xiàn) 15 篇，其中至少 2 篇外文。1.1.3 設(shè)計原則1認(rèn)真貫徹國家關(guān)于環(huán)境保護(hù)工作的方針和政策,符合國家的有關(guān)法律、規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)。2采用適合本地區(qū)條件的技術(shù)，選用高效節(jié)能的廢水處理工藝，并充分利用廢水廠廠址地形,因地制宜地采用現(xiàn)代化技術(shù),提高管理水平，做到投資省、運行費低、技術(shù)可靠、運行穩(wěn)定。3妥善處理、處置廢水處理過程中產(chǎn)生的柵渣、污泥，避免二次污染。4選擇國內(nèi)或國外先進(jìn)、可靠、高效,運行管理方便,維修簡便的排水專用設(shè)備和控制系統(tǒng)。5適當(dāng)考慮周圍地區(qū)的發(fā)展?fàn)顩r,在設(shè)計上留有余地。6合理利用水資源,考慮廢水回用,充分發(fā)揮項目的社會、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。1.1.4 設(shè)計依據(jù)1 污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(G

28、B8978-2002)； 2 室外給水設(shè)計規(guī)范 （GB50013-2006） ；3 CAD 工程制圖規(guī)則(GB/T18229-2000)。1.1.5 設(shè)計目的目前，我國城市污水處理率較低。據(jù)統(tǒng)計 1998 年和 1999 年 46 個重點城市污水處理率分別為 20.3%和 26.7%，其他城市污水處理率更低。根據(jù)中國環(huán)境保護(hù)遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要的要求，到 2010 年全國的污水平均處理率為:設(shè)市城市和建制鎮(zhèn)不小于50%，設(shè)市城市不小于 60%，重點城市不小于 70%。我國城市污水處理率與國際相比2較低，其主要原因是我國的城市污水處理廠建設(shè)滯后。美國平均一每萬人擁有座污水處理廠，法國和瑞典每 5000

29、人擁有一座污水處理廠，英國和德國每 7000 至 8000人擁有一座污水處理廠，我國城市每 150 萬人擁有一座污水處理廠。因此在今后建設(shè)大批的污水處理廠將是必然的趨勢。但很多地區(qū)由于經(jīng)濟(jì)的局限性,雖能建得起污水處理廠，但卻無法長期運營。因此要找到一項即能建得起，又能運營得起的工藝至關(guān)重要。所以通過本次 20000m3/d 城市生活污水處理廠的研究來尋找出一個一個及運營方便又十分有效經(jīng)濟(jì)的設(shè)計方案來滿足現(xiàn)在的城市對污水處理廠的需求1.2 設(shè)計水量設(shè)計最大水量為 26000m3/d，平均水量為 20000m3/d。1.3 設(shè)計水質(zhì)來自污水管網(wǎng)的污水經(jīng)過生物處理后排放，出水水質(zhì)達(dá)到污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)

30、（GB18918-2002） 中的二級標(biāo)準(zhǔn)，見表 1-1。 表 1-1 進(jìn)水指標(biāo)表出水水質(zhì)經(jīng)過三級處理后達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，其處理效率見表 1-2。表 1-2 出水指標(biāo)表處理后出水水質(zhì)主要性能指標(biāo)(mg/L)處理效果(%)BOD520BOD5=93.75COD60COD=84.21SS20SS=90.00TP1TP=80.00NH+4-N8NH+4-N=77.14進(jìn) 水 水 質(zhì)BOD5 mg/L320SS mg/L200COD mg/L380TP mg/L5NH+4-N mg/L35TN mg/l53第第 2 2 章章 工工藝藝流流程程的的確確定定2.1 設(shè)計方案及可行性分析本項目是對小區(qū)內(nèi)生活污水

31、進(jìn)行處理，污水經(jīng)消毒處理后方可進(jìn)行回用。生活污水中的污染物包括由廚房、浴室、廁所等場所排出的污水和污物。生活污水中的污染物，按其形態(tài)可分為： (1)不溶物質(zhì)，這部分約占污染物總量的 40%，它們或沉積到水底，或懸浮在水中。 (2)膠態(tài)物質(zhì)，約占污染物總量的 10%。 (3)溶解質(zhì)，約占污染物總量的 50%。這些物質(zhì)多為無毒，含無機(jī)鹽類氯化物、硫酸鹽和鈉、鉀、鈣、鎂等的重碳酸鹽。 有機(jī)物質(zhì)有纖維素、淀粉、糖類、脂肪、蛋白質(zhì)和尿素等。此外，還含有各種微量金屬和各種洗滌劑、多種微生物。原水以有機(jī)物為主，BOD/COD 比值=0.6，可生化性較好，重金屬及有毒有害物質(zhì)不超標(biāo)，所以處理以除有機(jī)物，脫氮為

32、主，除P 外排。根據(jù)出水要求，現(xiàn)有城鎮(zhèn)污水處理技術(shù)的特點，本次設(shè)計中磷的進(jìn)水指標(biāo)是5mg/L,出水要求為 1mg/L,活性污泥法以及生物膜法的一般工藝都可去除這些磷，所以不用刻意考慮除磷。進(jìn)而根據(jù)處理規(guī)模，進(jìn)出水質(zhì)，出水質(zhì)要求達(dá)到城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB189182002 二級標(biāo)準(zhǔn)） ，根據(jù)處理要求算出去除效率要求 BOD 的去除效率應(yīng)大于 93.75, COD 去除效率應(yīng)大于 84.21,SS 的去除效率大于 90。污水處理廠要求有效地去除 BOD 和 COD，以及該工程的造價與運行費用，當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件（包括地形、氣候、水資源） ，污水水量及其變化動態(tài)，運行管理與施工，并參考典型的工

33、藝流程和各種生物處理法的優(yōu)缺點及使用條件。厭氧法中UASB 反應(yīng)器由于具有高的有機(jī)負(fù)荷、轉(zhuǎn)化效率和操作簡單的優(yōu)點而廣泛用于多種高濃度有機(jī)廢水的處理，然而本次設(shè)計的生活污水不是高濃度的污水，通過查詢大量的 20000 m3/d 的城市生活污水的工程實例，結(jié)合國內(nèi)的處理工藝，于是本課題選擇典型的工藝為：CASS 工藝，氧化溝，生物接觸氧化。 對于氧化溝而言，會出現(xiàn)污泥膨脹、泡沫、污泥上浮、流速不均及污泥沉積等一系列問題在同一溝中好氧區(qū)與缺氧區(qū)各自的體積和溶解氧濃度很難準(zhǔn)確地加以控制，因此對除氮的效果是有限的，而對除磷幾乎不起作用。另外，在傳統(tǒng)的單溝式氧化溝中，微生物在好氧缺氧好氧短暫的經(jīng)常性的環(huán)境

34、變化中使硝化菌和反硝4化菌群并非總是處于最佳的生長代謝環(huán)境中，由此也影響單位體積構(gòu)筑物的處理能力。因此氧化溝也不適合本工藝的要求。特別是污泥膨脹問題，當(dāng)廢水中的碳水化合物較多，N、P 含量不平衡，pH 值偏低，氧化溝中污泥負(fù)荷過高，溶解氧濃度不足，排泥不暢等易引發(fā)絲狀菌性污泥膨脹；非絲狀菌性污泥膨脹主要發(fā)生在廢水水溫較低而污泥負(fù)荷較高時。微生物的負(fù)荷高，細(xì)菌吸取了大量營養(yǎng)物質(zhì)，由于溫度低，代謝速度較慢，積貯起大量高粘性的多糖類物質(zhì)，使活性污泥的表面附著水大大增加，SVI 值很高，形成污泥膨脹。污泥上浮問題，當(dāng)廢水中含油量過大，整個系統(tǒng)泥質(zhì)變輕，在操作過程中不能很好控制其在二沉池的停留時間，易造

35、成缺氧，產(chǎn)生腐化污泥上??；當(dāng)曝氣時間過長，在池中發(fā)生高度硝化作用，使硝酸鹽濃度高，在二沉池易發(fā)生反硝化作用，產(chǎn)生氮氣，使污泥上??；另外，廢水中含油量過大，污泥可能挾油上浮。以下通過對 CASS 工藝和生物接觸氧化法工藝的比較來說明。方案一:CASS 工藝；方案二:生物接觸氧化工藝?，F(xiàn)結(jié)合設(shè)計任務(wù)要求的處理水質(zhì)效果進(jìn)行論證選擇：2.1.1 CASS 工藝1.CASS 工藝原理：是將序批式活性污泥法(SBR)的反直池沿長度方向分為兩部分，前部為生物選擇區(qū)也稱預(yù)反應(yīng)區(qū)，后部為主反應(yīng)區(qū)+在主反應(yīng)區(qū)后部安裝了可升降的潷水裝置，實現(xiàn)了連續(xù)進(jìn)水間歇排水的周期循環(huán)運行，集曝氣沉淀、排水于一體。CASS 工藝是

36、一個好氧/缺氧/厭氧交替運行的過程，具有一定脫氮除磷效果，廢水以推流方式運行，而各反應(yīng)區(qū)則以完全混合的形式運行以實現(xiàn)同步硝化一反硝化和生物除磷11。2.CASS 工藝的優(yōu)點： 設(shè)備安裝簡便，施工周期短，具有較好的耐水、防腐能力，設(shè)備使用壽命長； 對原水的水質(zhì)水量的變化有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，處理效果穩(wěn)定，出水水質(zhì)好，可回用于污水處理廠內(nèi)的如綠化、澆地、洗車等有關(guān)雜用用途；處理工藝在國內(nèi)外處于先進(jìn)水平， 設(shè)備自動化程度高，可用微機(jī)進(jìn)行操作和控制； 整個工藝運轉(zhuǎn)操作較為簡單，維修方便，處理廠內(nèi)不產(chǎn)生污染環(huán)境的臭氣和蚊蠅；投資較省，處理成本低，工藝有推廣應(yīng)用價值。 3.CASS 工藝的缺點： CASS 工

37、藝為單一污泥懸浮生長系統(tǒng)，利用同一反應(yīng)器中的混合微生物種群完成有機(jī)5物氧化、硝化、反硝化和除磷。多種處理功能的相互影響在實際應(yīng)用中限制了其處理效能，也給控制提出了非常嚴(yán)格的要求，工程中難以實現(xiàn)工藝的穩(wěn)定、高效的運行。（1）微生物種群之間的復(fù)雜關(guān)系有待研究CASS 系統(tǒng)的微生物種群結(jié)構(gòu)與常規(guī)活性污泥法不同，菌群主要由硝化菌、反硝化菌、聚磷菌和異氧型好氧菌組成。目前對非穩(wěn)態(tài) CASS 系統(tǒng)中微生物種群之間的復(fù)雜的生存競爭和生態(tài)平衡關(guān)系尚不甚了解，CASS 工藝?yán)碚撝皇菑墓に囘^程進(jìn)行一些分析探討，而理清微生物種群之間的關(guān)系對 CASS 工藝的優(yōu)化運行是大有好處的，因此仍需加強(qiáng)對這方面的理論研究工作。

38、（2）生物脫氮效率難以提高一方面硝化反應(yīng)難以進(jìn)行完全。硝化細(xì)菌是一種化能自養(yǎng)菌，有機(jī)物降解由異養(yǎng)細(xì)菌完成。當(dāng)兩種細(xì)菌混合培養(yǎng)時，由于存在對底物和 DO 的競爭，硝化菌的生長將受到限制，難以成為優(yōu)勢種群，硝化反應(yīng)被抑制。此外，固定的曝氣時間也可能會使得硝化不徹底。另一方面就是反硝化反應(yīng)不徹底。CASS 工藝有約 20%的硝態(tài)氮通過回流污泥進(jìn)行反硝化，其余的硝態(tài)氮則通過同步硝化反硝化和沉淀、閑置期污泥的反硝化實現(xiàn)，其效果不理想也是眾所周知的。在沉淀、閑置期中，由于污泥與廢水不能良好的進(jìn)行混合，廢水中部分硝態(tài)氮不能與反硝化細(xì)菌接觸，故不能被還原。此外，在這一時期，由于有機(jī)物己充分降解，反硝化所需的碳

39、源不足，也限制了反硝化效率的進(jìn)一步提高。這兩方面的原因使得 CASS 工藝脫氮效率難以提高。（3）除磷效率難以提高污泥在生物選擇器中的釋磷過程受到回流混合液中硝態(tài)氮濃度的影響比較大，在CASS 工藝系統(tǒng)中難以繼續(xù)提高除磷效率。（4）控制方式較為單一目前在實際應(yīng)用中的 CASS 工藝基本上都是以時序控制為主的，其缺點是顯而易見的，因為污水的水質(zhì)不是一成不變的，因此采用固定不變的反應(yīng)時間必然不是最佳選擇。2.1.2 生物接觸氧化工藝 1.生物接觸氧化工藝工作原理生物接觸氧化法是以附著在載體（俗稱填料）上的生物膜為主，凈化有機(jī)廢水的一種高效水處理工藝。從生物膜法派生出來的一種廢水生物處理法，生物接觸

40、氧化法凈化廢水的基本原理與一般生物膜法相同，就是以生物膜吸附廢水中的有機(jī)物，在有氧的條件下，有機(jī)物由微生物氧化分解，廢水得到凈化,即在生物接觸氧化池內(nèi)裝填一定數(shù)量的6填料，利用棲附在填料上的生物膜和充分供應(yīng)的氧氣,通過生物氧化作用,將廢水中的有機(jī)物氧化分解,達(dá)到凈化目的。 2.接觸氧化工藝優(yōu)點池內(nèi)加設(shè)適宜形狀和比表面積較大的生物膜載體填料，這樣在填料表面形成生物膜，由于內(nèi)部的缺氧環(huán)境勢必形成生物膜內(nèi)層供氧不足甚至處于厭氧狀態(tài)，這樣在生物膜中形成了由厭氧菌、兼性菌和好氧菌以及原生動物和后生動物形成的長食物鏈的生物群落，能有效地將不能好氧生物降解的 COD 部分厭氧降解為可生化的有機(jī)物。該工藝的特

41、點是填料的比表面積大，生物量高，充氧條件好，生物活性高， 而且不需污泥回流，不存在污泥膨脹問題，運行管理方便。具有運行穩(wěn)定，處理效果好，操作管理簡單，承受沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，投資少，運行費用低的特點。 3.接觸氧化工藝缺點由于池內(nèi)填充了大量的生物膜載體填料，填料上下兩端多數(shù)用網(wǎng)格狀支架固定，當(dāng)填料下部的曝氣系統(tǒng)發(fā)生故障時，維修工作將十分麻煩。填料易老化，一般 46 年需更換一次。由于前端物化處理后廢水中 SS 含量較低，生物膜固著的載體較少，導(dǎo)致生物膜比重較小，極易造成脫膜，掛膜不穩(wěn)定。脫落的生物膜和絮狀污泥在二沉池沉淀效果較差，易導(dǎo)致出水 SS 超標(biāo)。2.1.3 工藝比選將 CASS 工藝與生物

42、接觸氧化法進(jìn)行比較，比較結(jié)果詳見表 2-1，表 2-2。表 2-1 投資、占地、耗電和處理成本比較工藝處理規(guī)模（m3/d）占地（m2）處理成本（元/噸）耗電（kw）12009620.2232240013760.2839480021830.26831200028350.33236S-BF 工藝2000038800.38400CASS 工藝12008800.23347240017920.3857480027280.33971200036000.392922000040000.44340表 2-2 方案對比項目CASS 工藝接觸氧化工藝溫度變化的影響低溫有影響不大產(chǎn)泥量剩余污泥量少剩余污泥量少有無污

43、泥膨脹不易不存在工藝效果流量變化的影響不大不大水頭損失大少曝氣量大少藥劑量少少電耗大小運行費用總運行成本較低低土建工程較少少機(jī)電設(shè)備及儀表少少征地費用少少投資費用總投資1.98 億76. 98 萬自動化程度較簡單簡單日常維護(hù)和巡視方便方便運行管理操作和管理人數(shù)58 人58 人通過比較對比可看出接觸氧化工藝比 CASS1在操作方便、投資費用、工藝效果方面占有優(yōu)勢。2.2 工程實例2.2.1 CASS 工程實例北京航天城污水處理廠是跨世紀(jì)國家重點工程的配套設(shè)施。該污水處理廠分兩期建設(shè)，一期工程于 1996 年 12 月破土動工，至 1998 年 4 月建成并投入設(shè)備調(diào)試及試運行，7 月 29 日經(jīng)

44、北京市環(huán)保局驗收后轉(zhuǎn)入正常運轉(zhuǎn)。近期排放污水量 7200m3/d，遠(yuǎn)期 14 8400m3/d。廢水主要包括生活污水、工業(yè)廢水和醫(yī)院污水，各自所占比例為81.5%、18.0%、0.5%，其污水主要是生活污水，主要污染物包括：有機(jī)物、懸浮物和油類等。設(shè)計進(jìn)出水水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)(北京市綜合廢水排放二級標(biāo)準(zhǔn))見表 2-3。表 2-3設(shè)計進(jìn)出水水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)項目COD（mg/L）BOD5（mg/L）SS（mg/L）pH礦物油（mg/L）進(jìn)水3502502206.58.55.8出水5015306.08.53排放標(biāo)準(zhǔn)6020506.08.54工藝流程圖如圖 2-1。進(jìn)水格柵集水池CASS反應(yīng)池排放高效過濾消

45、毒回用活性絮凝吸附供氣裝置 污泥處理圖 2-1 工藝流程圖2.2.2 生物接觸氧化工程實例重慶市某體育館生活污水處理廠是日處理能力為 600 m3/ d ,最大時處理量為 100 0m3/ h 新建的污水廠,經(jīng)過和論證,結(jié)合當(dāng)?shù)貙嶋H情況,該工程采用了生物接觸氧化法工藝。1.設(shè)計水量和水質(zhì)設(shè)計處理水量為 600 m3/ d。設(shè)計進(jìn)水水質(zhì)。參照重慶市生活污水的普遍水質(zhì)狀況,確定設(shè)計進(jìn)水水質(zhì)2為:CODCr = 450 mg/ L ,SS = 350 mg/ L ,BOD5 = 250 mg/ L ,NH3-N =40 mg/ L ,動植物油:100 mg/ L 。 設(shè)計出水水質(zhì)：執(zhí)行 GB 897

46、821996 污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)。CODCr 100 mg/ L ,SS 70 mg/ L ,BOD5 20 mg/ L ,NH3-N 15 mg/ L ,動植物油不大于 10 mg/ L 。92.工藝流程根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)特點和出水水質(zhì)要求以及當(dāng)?shù)貙嶋H情況,本工程采用生物接觸氧化法工藝處理。其工藝流程如圖 2-2 所示。 浮渣、沉渣泥由環(huán)衛(wèi) 車每半年清掏一次進(jìn)水 出水 圖圖 2-22-2 工藝流程圖工藝流程圖2.3 工藝流程經(jīng)過兩種工藝比較，生物接觸氧化處理時間短、管理方便、投資少、占地面積小等特點，因此本設(shè)計生化處理采用生物接觸氧化工藝。工藝流程如圖 2-3。水解調(diào)節(jié)池生物接觸氧化池斜管沉淀池貯泥

47、濃縮池進(jìn)水出水10原水粗格柵細(xì)格柵提升泵站沉砂池水解池生物接觸氧化池輔流二沉池消毒間排放砂水分離剩余污泥粗渣外運污泥濃縮池污泥脫水機(jī)鼓風(fēng)機(jī)房干泥外運剩余污泥水線氣線泥線調(diào)節(jié)池配水井污泥泵房貯泥間圖 2-3 工藝流程圖11第第 3 3 章章 污污水水處處理理構(gòu)構(gòu)筑筑物物設(shè)設(shè)計計計計算算3.1 粗格柵3.1.1 設(shè)計說明格柵是一種最簡單的過濾設(shè)備，由一組平行的金屬柵條制成的框架，斜置于廢水流經(jīng)的渠道上。格柵設(shè)于污水處理廠中所有的處理構(gòu)筑物之前，或設(shè)在泵站前，用于截留廢水中粗大的懸浮物或漂浮物，防止其后處理構(gòu)筑物的管道閥門或水泵堵塞。格柵的設(shè)計主要包括柵室、柵槽的設(shè)計與計算，格柵柵條斷面、 柵條間隙

48、以及柵渣清除方式的選擇，同時要計算出過柵水頭損失。1. 污水處理系統(tǒng)前格柵柵條間隙應(yīng)符合下列要求：（1）人工清除 2540 毫米（2）機(jī)械清除 1625 毫米（3）最大間隙 40 毫米2. 污水處理廠可設(shè)置中、細(xì)兩道格柵。3. 柵渣量與地區(qū)的特點、格柵的間隙大小、污水流量以及下水道系統(tǒng)的類型等因素有關(guān)，在無當(dāng)?shù)剡\行資料時，可采用：（1）格柵間隙 1625 毫米 0.100.05m3柵渣/103m3污水（2）格柵間隙 3050 毫米 0.030.01m3柵渣/103m3污水4. 在大型污水處理廠或泵站前的大型格柵（每日柵渣量大于 0.2m3） ，一般應(yīng)采用機(jī)械清渣。5. 機(jī)械格柵不宜少于 2 臺

49、，如為 1 臺時，應(yīng)設(shè)人工清除格柵備用。6. 過柵流速一般采用 0.61.0m/s。7. 格柵前渠道內(nèi)的水流速度一般采用 0.40.9m/s。8. 格柵傾角一般采用 4575。人工清除的格柵傾角小時，較省力，但占地多。3.1.2 設(shè)計參數(shù)設(shè)計流量 ； aveQ33320000/=833.3/ h=0.23/saveQmdmm12總變化系數(shù) kz kz=1.3；設(shè)計最大流量 ；maxQ3max10000 1.30.3/s3600 24ZQQKm柵條寬度 S ；10Smm柵條間隙寬度 b （間隙寬度范圍為：大于） ；50bmm10 40mm過柵流速 v （過柵流速范圍為：） ；0.6/vm s0.

50、6 1.0/m s柵前渠道流速 v1 （柵前渠道流速范圍為：） ；10.4/vm s0.4 0.9/m s柵前渠道水深 h （柵前渠道水深范圍為：） ；0.4hm0.4 0.9m格柵傾角 60柵渣量 柵渣量以每單位產(chǎn)渣量計 0.07（0.10.01333/10mm）粗格柵用最小值細(xì)格柵用最大值可根據(jù)實際情況調(diào)整該數(shù)值 333/10mm數(shù)量 2 座；3.1.3 設(shè)計計算1.格柵尺寸 柵條間隙數(shù) n ，取 n 為 24 個；Qmax sin0.30sin60n23.2624bhv0.05 0.4 0.6柵槽寬度 BBS n-1bn0.0124 10.05 241.43m設(shè)一座粗格柵，則 B 取 1

51、.5m132.水頭損失本設(shè)計中采用格柵斷面為銳邊矩形格柵水頭損失 h14231Svhsinkb2g式中， 形狀系數(shù)，=2.42； 系數(shù)，=3；kk4422331Sv0.010.6sink2.42sin6030.014b2g0.052 9.81hm 3.柵后槽總高度 H柵前渠道超高，一般采用20.3hm12H0.40.0140.30.714hhhm4.柵槽總長度柵前渠道深1H120.40.30.7Hhhm5.進(jìn)水渠道漸寬部分的長度設(shè)進(jìn)水渠寬B1max10.301.250.4 0.6QBhv漸寬部分展開角度1=進(jìn)水渠道的流速為200.8/m s渠道漸寬部分長度1l1101BB1.43 1.250.

52、252tg220lmtg14柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度2l120.250.12522llm柵槽總長度L1120H0.7Ll1.00.50.250.125 1.00.54.798tg60lmtg6.每日柵渣量33max1Z86400QW86400 0.3 0.02W0.398/0.2/1000K1000 1.3mdmd采用機(jī)械清渣。7.格柵選擇選擇 BLQ-1000G 系列背爬式格柵除污機(jī)，共 2 臺。其技術(shù)參數(shù)見表 3-1表 BLQ-1000G 系列背耙式格柵除污機(jī)性能參數(shù)表型號格柵寬度耙齒有效長度格柵間距提升速度電動機(jī)功率BLQ-1000G2000mm100mm10mm2m/min0

53、.8KW根據(jù)格柵尺寸確定格柵間面積為.6m 6m8.計算草圖計算草圖見圖 3-1柵條工作平臺進(jìn)水圖 3-1 格柵計算草圖153.2 提升泵房3.2.1 設(shè)計說明提升泵房用以提高廢水的水位，保證廢水能在整個廢水處理流程過程中流過，從而達(dá)到廢水的凈化。本廢水處理系統(tǒng)工藝簡單，對于新建廢水處理系統(tǒng)，工藝管線可以充分優(yōu)化，故廢水只考慮一次提升。廢水提升前流經(jīng)粗格柵，然后經(jīng)提升后自流通過細(xì)格柵、沉砂池、水解酸化池、生物接觸氧化池、輻流式二沉池及消毒池，最后由出水管道排入河流。3.2.2 設(shè)計參數(shù)設(shè)計流量：Q=0.23m3/s 進(jìn)水水面高程為 45.6m 出水管提升后的水面高度為55.6m（見水力計算及高

54、程布置）3.2.3 設(shè)計計算1水泵選擇（1）最大流量： 選擇集水池與機(jī)器間合建式方形泵站，考慮 2 臺水泵（1 臺備用） ，每臺水泵容量。所需的揚程為 55.6-45.6=10m。為安全計取揚程為 10.5m 。根據(jù)設(shè)計流量231.5 /L S,設(shè)計中選擇 Flygt CP3300LT 型潛水排污泵，泵的參數(shù)如表 3-2 所示。231.5 /L S表 3-2 Flygt CP3300LT 型泵參數(shù)流量（L/S）揚程（m）出水口徑（mm）轉(zhuǎn)速（r/min）功率(kw)效率額定電壓(V)26010.54507253783.8%3802集水池的設(shè)計采用相當(dāng)于一臺水泵 9min 的容量，則取3(833

55、.3/60) 9Wm3125m有效水深 H=4 m,則集水池面積16212531.254WFmH3.泵房的尺寸本設(shè)計中采用中格柵與污水提升泵房合建，泵房為矩形建筑，在集水池的基礎(chǔ)上再考慮出水管線布置確定提升泵房面積。提升泵房面積。 106LBmm3.3 細(xì)格柵3.3.1 設(shè)計參數(shù)設(shè)計流量 ； aveQ33320000/=833.3/ h=0.23/saveQmdmm總變化系數(shù) kz kz=1.3；設(shè)計最大流量 ；maxQ3max10000 1.30.3/s3600 24ZQQKm柵條寬度 S ；10Smm柵條間隙寬度 b （間隙寬度范圍為：大于） ；10bmm10 40mm過柵流速 v （過柵

56、流速范圍為：） ；0.6/vm s0.6 1.0/m s柵前渠道流速 v1 （柵前渠道流速范圍為：） ；10.4/vm s0.4 0.9/m s柵前渠道水深 h （柵前渠道水深范圍為：） ；0.4hm0.4 0.9m格柵傾角 60柵渣量 柵渣量以每單位產(chǎn)渣量計 0.07（0.10.01333/10mm17）粗格柵用最小值細(xì)格柵用最大值可根據(jù)實際情況調(diào)整該數(shù)值 333/10mm數(shù)量 2 座；3.3.2 設(shè)計計算1.格柵尺寸 柵條間隙數(shù) nmaxQsin0.3sin601170.01 0.4 0.6anbhv有效柵條寬度B，B 取 2.33mn-10.01117 10.01 1172.33BSbn

57、m2.水頭損失本設(shè)計中采用格柵斷面為銳邊矩形格柵水頭損失, 1h4231Svsinkb2gh式中 形狀系數(shù)，=2.42； 系數(shù)，=3；kk代入數(shù)據(jù)，得： 44223310.010.6sin2.42sin6030.120.012 9.81Svhkmbg 3.柵后槽總高度H柵前渠道超高，一般采用20.3hm120.40.1 0.30.8Hhhhm4.柵槽總長度18柵前渠道深1H120.40.30.7Hhhm進(jìn)水渠寬1B，取 1.25m.max10.31.250.4 0.6QBmhv漸寬部分展開角度1，1=20渠道漸寬部分長度1l11012.33 1.251.482tg220BBlmtg柵槽與出水渠

58、道連接處的漸窄部分長度2l121.480.7422llm柵槽總長度L11200.7L1.00.51.480.74 1.00.54.124tg60Hllmtg5.每日柵渣量33max1Z86400Q86400 0.3 0.11.99/0.2/1000K1000 1.3WWmdmd采用機(jī)械清渣。6.選擇格柵根據(jù)格柵寬度 B 選用 XWB-系列背耙式格柵除污機(jī)，其規(guī)格和性能見表 3-2表 3-3 XWB-系列背耙式格柵除污機(jī)性能參數(shù)表型號格柵寬度耙齒有效長度格柵間距提升速度電動機(jī)功率XWB-2-2000mm100mm10mm2m/min0.8KW1927.格柵間尺寸由于構(gòu)筑物中細(xì)格柵和污泥泵房是建設(shè)

59、在一起的，故尺寸為。106mm3.4 平流沉砂池3.4.1 設(shè)計說明沉砂池3的功能是去除比較大的無機(jī)顆粒（如泥沙、煤渣等，它們的相對密度為2.65、粒徑 0.2mm 以上） 。沉砂池設(shè)于初次沉淀池前，以減輕沉淀池負(fù)荷及能使無機(jī)顆粒與有機(jī)顆粒分離便于分別處理和處置，改善污水處理構(gòu)筑物的處理條件。目前應(yīng)用較多的沉砂池池型有平流沉砂池、曝氣沉砂池、豎流沉砂池和旋流沉砂池（又叫渦流沉砂池） 。本次設(shè)計選擇平流式沉砂池沉砂池設(shè)計一般規(guī)定：（1）城市污水處理廠一般均設(shè)沉砂池；（2）沉砂池按去除相對密度 2.65、粒徑 0.2mm 以上的砂粒設(shè)計；（3）設(shè)計流量應(yīng)按分期建設(shè)考慮，當(dāng)污水為自流進(jìn)入時，應(yīng)按每期

60、的最大設(shè)計流量計算；當(dāng)污水為提升進(jìn)入時，應(yīng)按每期工作水泵的最大組合流量計算；（4）沉砂池個數(shù)或分格數(shù)不應(yīng)少于 2 個，并宜按并聯(lián)系列設(shè)計，當(dāng)污水量較少時，可考慮一格工作、一格備用；（5）城市污水的沉沙量可按 106m3污水沉砂 30m3計算，其含水率為 60%，容量為1500Kg/m3；（6）砂斗容積應(yīng)按不大于 2d 的沉砂量計算，斗壁與水平面的傾角不應(yīng)小于；55（7）當(dāng)采用重力排砂時，沉砂池和貯砂池應(yīng)盡量靠近，以縮短排砂管長度，并設(shè)排砂管的閘門于管的首端，使排砂管暢通和易于養(yǎng)護(hù)管理；（8）沉沙池的超高不宜小于 0.3m。3.4.2 設(shè)計參數(shù)1.設(shè)計資料（1）最大流速，最小流速0.3/m s0