化工園區(qū)污水處理站設計說明書_x.docx

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1、化工園區(qū)污水處理站設計說明書專業(yè)文獻綜述題 目: 化工園區(qū)污水處理站設計說明書 姓 名: 盧麗英 學 院: 資源與環(huán)境科學學院 專 業(yè): 環(huán)境工程 班 級: 環(huán)工091 學 號: 33309405 指導教師: 王電站 職稱: 副教授 2012年 11月 7 日南京農(nóng)業(yè)大學教務處制化工園區(qū)污水處理站設計說明書目錄1. 化工園區(qū)污水處理情況介紹42. 污水水質(zhì)與水量43. 常見工業(yè)園區(qū)污水處理工藝比較53.1 水解酸化一好氧生物處理工藝（CASS工藝）53.2 A/O工藝63.3 SBR工藝83.4 氧化溝工藝103.5最終工藝的確定113.6 CASS工藝概述123.6.1 CASS基本結構12

2、3.6.2 CASS原理123.6.3 CASS工藝的主要技術特征133.7 工藝流程設計134. 工藝設計與計算144.1污染物去除效率計算144.2 設計流量144.3集水井的設計144.4粗格柵的設計與計算154.5調(diào)節(jié)池計算174.5.1設計調(diào)節(jié)池作用：174.5.2調(diào)節(jié)池計算174.6細格柵的設計與計算174.7曝氣沉砂池的設計與計算194.7.1曝氣沉砂池194.7.2曝氣沉砂池的設計與計算204.7.3設計計算204.7.4吸砂泵房與砂水分離器214.7.5鼓風機房214.8 CASS池的設計與計算214.8.1 CASS工藝運行過程224.8.2 BOD5污泥負荷234.8.3

3、 曝氣時間234.8.4 沉淀時間234.8.5運行周期234.8.6曝氣池容積234.8.7出水溶解BOD5234.8.8 計算剩余污泥244.8.9潷水高度計算244.8.10 需氧量計算244.9接觸池的設計254.9.1設計參數(shù)254.9.2接觸池計算254.10污泥濃縮池264.10.1設計參數(shù)264.10.2 濃縮池的計算274.10.3刮泥機的選擇284.10.4脫泥間285. 工程造價估算296. 總結29參考文獻：30設計報告說明書摘要: 污水處理廠處理工藝的選擇主要取決于進、出水水質(zhì)、總造價與運行費用以及運行的可靠性與穩(wěn)定性等諸多因素。工業(yè)廢水可生化性較差，有毒、有害物質(zhì)較

4、多，本文針對山東省無棣市某工業(yè)園污水的水質(zhì)特點，對化工廢水處理工藝進行了研究及設計應用，采用水解酸化一好氧生物處理工藝（CASS工藝），確保了化工園區(qū)污水處理廠出水滿足城鎮(zhèn)污水處理廠污水排放一級B 標準。關鍵詞:化工園區(qū)；工業(yè)廢水； CASS工藝；研究及設計1. 化工園區(qū)污水處理情況介紹隨著經(jīng)濟發(fā)展，城市基礎設施的不斷完善，城市環(huán)境的不斷改善和居民生活水平的逐步提高，用水量將迅速增加，同時排水量也相應增大，若生活污水和工業(yè)廢水不經(jīng)處理直接外排，將嚴重污染水體、土壤和大氣環(huán)境。只有完善城市排水管網(wǎng)，興建污水處理廠，使城市污水達標排放或回用才能解決上述環(huán)境問題，同時也可以緩解水資源緊張問題。目前，

5、化工園區(qū)綜合廢水處理在我國仍屬于新生事物，沒有成熟的經(jīng)驗可循，很多污水處理廠在設計中參考城市或單個化工項目污水處理的設計經(jīng)驗，對化工園區(qū)廢水排放的特點考慮有所欠缺，造成了大量資金浪費，并導致污水處理廠不能正常運行，從而產(chǎn)生環(huán)境污染。考慮園區(qū)廢水統(tǒng)一收集、集中處理，可大大減少投資，節(jié)約治理費用；同時還可給入園企業(yè)創(chuàng)造良好的生存環(huán)境，增加園區(qū)招商引資的競爭力，化工園區(qū)在建設初期大多考慮集中建設污水處理廠。2. 污水水質(zhì)與水量根據(jù)山東省無棣市某工業(yè)園入駐企業(yè)的發(fā)展規(guī)劃，近期處理規(guī)模為10000 m3/d。規(guī)劃期末污水產(chǎn)生總量約為23680 m3/d，其他不可預見排水(約20)，最終確定工業(yè)園污水處理

6、廠工程總設計規(guī)模為30000 m3/d。工業(yè)園污水處理廠的工業(yè)廢水主要來自化工、造紙、機械等行業(yè)，遠期規(guī)劃將有部分食品加工企業(yè)人駐園區(qū)，生活污水主要來自企業(yè)職工生活污水。廢水水質(zhì)排放指標須嚴格遵守CJ 3082-1999污水排入城市下水道水質(zhì)標準；考慮到各企業(yè)都有治污設施。廢水經(jīng)企業(yè)內(nèi)部治理后BOD5和SS的值較低1。項目CODCr(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)色度（倍）進水50020030030080出水60202030表1 設計進水出水水質(zhì)3. 常見工業(yè)園區(qū)污水處理工藝比較3.1 水解酸化一好氧生物處理工藝（CASS工藝）CASS工藝日前已經(jīng)成功應用于處理生活污水和易于生

7、物降解的工業(yè)廢水，實踐證明CASS工藝由于投資和運行費用低、處理性能高超，尤其是優(yōu)異的脫氮除磷功能而越來越受到重視2。另外從工藝對污染物的降解過程來看，空間上CASS上藝屬于完全混合式活性污泥法范疇，從曝氣到排水結束整個周期來看，基質(zhì)濃度從高到底，濃度梯度從高到底，基質(zhì)利用速率從高到底，所以CASS工藝屬理想的時間順序上的推流式反應器，生化反應推動力較人3。圖1 CASS工藝流程圖優(yōu)點：（1）CASS的核心構筑物為反應池，沒有二沉池及污泥回流設備，一般情況下不設調(diào)節(jié)池及初沉池。因此，污水處理設施布置緊湊、占地省、投資低。 （2）從空間上看CASS工藝屬變體積的完全混合式活性污泥法范疇；而從CA

8、SS工藝開始曝氣到排水結束整個周期來看，基質(zhì)濃度由高到低，濃度梯度從高到低，基質(zhì)利用速率由大到小，因此，CASS工藝屬理想的時間順序上的推流式反應器，生化反應推動力較大。 （3）CASS工藝在沉淀階段幾乎整個反應池均起沉淀作用，沉淀階段的表面負荷比普通二次沉淀池小得多，雖有進水的干擾，但其影響很小，沉淀效果較好。（4）運行靈活，抗沖擊能力強。CASS工藝在設計時已考慮流量變化的因素，能確保污水在系統(tǒng)內(nèi)停留預定的處理時間后經(jīng)沉淀排放，特別是CASS工藝可以通過調(diào)節(jié)運行周期來適應進水量和水質(zhì)的變比。 （5）不易發(fā)生污泥膨脹。CASS反應池中存在著較大的濃度梯度，而且處于缺氧、好氧交替變化之中，這樣

9、的環(huán)境條件可選擇性地培養(yǎng)出菌膠團細菌，使其成為曝氣池中的優(yōu)勢菌屬，有效地抑制絲狀菌的生長和繁殖，克服污泥膨脹，從而提高系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性。 （6）適用范圍廣，適合分期建設。CASS工藝可應用于大型、中型及小型污水處理工程，比SBR工藝適用范圍更廣泛；連續(xù)進水的設計和運行方式，一方面便于與前處理構筑物相匹配，另一方面控制系統(tǒng)比SBR工藝更簡單。 （7）剩余污泥量小，性質(zhì)穩(wěn)定。傳統(tǒng)活性污泥法的泥齡僅27天，而CASS法泥齡為25-30天，所以污泥穩(wěn)定性好，脫水性能佳，產(chǎn)生的剩余污泥少。缺點：CASS工藝間歇周期運行，對自控要求較高；變水位運行，電耗增大；容積利用率較低；污泥穩(wěn)定性不如厭氧硝化好4。運

10、行范圍：該工藝已在含油廢水、食品廢水、屠宰廢水中得到廣泛應用，尤其適用于城市污水和生活污水的處理。3.2 A/O工藝圖2 A/O工藝流程圖A/O的優(yōu)越性是除了使有機污染物得到降解之外，還具有一定的脫氮除磷功能，是將厭氧水解技術用為活性污泥的前處理。A/O工藝將前段缺氧段和后段好氧段串聯(lián)在一起。在缺氧段大分子有機物分解為小分子有機物，不溶性的有機物轉化成可溶性有機物，當這些經(jīng)缺氧水解的產(chǎn)物進入好氧池進行好氧處理時，可提高污水的可生化性及氧的效率；在缺氧段，異氧菌的反硝化作用將NO3-還原為分子態(tài)氮完成C、N、O在生態(tài)中的循環(huán)，實現(xiàn)污水無害化處理。表2 A/O工藝污染物去除率優(yōu)點： （1）效率高。

11、該工藝對廢水中的有機物，氨氮等均有較高的去除效果。當總停留時間大于54h，經(jīng)生物脫氮后的出水再經(jīng)過混凝沉淀，可將COD值降至100mg/L以下，其他指標也達到排放標準，總氮去除率在70%以上。 （2）流程簡單，投資省，操作費用低。該工藝是以廢水中的有機物作為反硝化的碳源，故不需要再另加甲醇等昂貴的碳源。尤其，在蒸氨塔設置有脫固定氨的裝置后，碳氮比有所提高，在反硝化過程中產(chǎn)生的堿度相應地降低了硝化過程需要的堿耗。 （3）缺氧反硝化過程對污染物具有較高的降解效率。如COD、BOD5和SCN-在缺氧段中去除率在67%、38%、59%，酚和有機物的去除率分別為62%和36%，故反硝化反應是最為經(jīng)濟的節(jié)

12、能型降解過程。 （4）容積負荷高。由于硝化階段采用了強化生化，反硝化階段又采用了高濃度污泥的膜技術，有效地提高了硝化及反硝化的污泥濃度，與國外同類工藝相比，具有較高的容積負荷。 缺點：（1）由于沒有獨立的污泥回流系統(tǒng)，從而不能培養(yǎng)出具有獨特功能的污泥，難降解物質(zhì)的降解率較低； （2）若要提高脫氮效率，必須加大內(nèi)循環(huán)比，因而加大了運行費用。另外，內(nèi)循環(huán)液來自曝氣池，含有一定的DO，使A段難以保持理想的缺氧狀態(tài)，影響反硝化效果，脫氮率很難達到90%5。 運行范圍：A/O工藝處理效率一般能達到：BOD5和SS為90%95%，總氮為70%以上，磷為90%左右，一般適用于要求脫氮除磷的大中型城市污水廠。

13、但A/O工藝的基建費和運行費均高于普通活性污泥法，運行管理要求高，所以對目前我國國情來說，當處理后的污水排入封閉性水體或緩流水體引起富營養(yǎng)化，從而影響給水水源時，才采用該工藝。3.3 SBR工藝圖3 SBR工藝流程圖SBR工藝也稱為序批式活性污泥法，是普通活性污泥法的改良。SBR工藝的過程是按時序來運行的，由進水、反應、沉淀、潷水和閑置五個過程組成，從污水流入開始到閑置時間結束算做一個周期。圖4 SBR反應器示意圖表3 SBR工藝污染物去除率優(yōu)點：（1） 理想的推流過程使生化反應推動力增大，效率提高，池內(nèi)厭氧、好氧處于交替狀態(tài)，凈化效果好；運行效果穩(wěn)定，污水在理想的靜止狀態(tài)下沉淀，需要時間短、

14、效率高，出水水質(zhì)好。 （2）工藝過程中的各工序可根據(jù)水質(zhì)、水量進行調(diào)整，運行靈活；處理設備少，構造簡單，便于操作和維護管理。（3）反應池內(nèi)存在DO、BOD5濃度梯度，有效控制活性污泥膨脹；耐沖擊負荷，池內(nèi)有滯留的處理水，對污水有稀釋、緩沖作用，有效抵抗水量和有機污物的沖擊。 （4）SBR法系統(tǒng)本身也適合于組合式構造方法，利于廢水處理廠的擴建和改造。 （5）脫氮除磷，適當控制運行方式，實現(xiàn)好氧、缺氧、厭氧狀態(tài)交替，具有良好的脫氮除磷效果。（6）工藝流程簡單、造價低。主體設備只有一個序批式間歇反應器，無二沉池、污泥回流系統(tǒng)，調(diào)節(jié)池、初沉池也可省略，布置緊湊、占地面積省。缺點：（1）自動化控制要求高

15、。 （2）排水時間短（間歇排水時），并且排水時要求不攪動沉淀污泥層，因而需要專門的排水設備（潷水器），且對潷水器的要求很高。 （3）后處理設備要求大：如消毒設備很大，接觸池容積也很大，排水設施如排水管道也很大。 （4）潷水深度一般為12m，這部分水頭損失被白白浪費，增加了總揚程。 （5）由于不設初沉池，易產(chǎn)生浮渣，浮渣問題尚未妥善解決。運行范圍：由于上述技術特點，SBR系統(tǒng)進一步拓寬了活性污泥法的使用范圍。就近期的技術條件，SBR系統(tǒng)更適合以下情況： （1） 中小城鎮(zhèn)生活污水和廠礦企業(yè)的工業(yè)廢水，尤其是間歇排放和流量變化較大的地方。 （2） 需要較高出水水質(zhì)的地方，如風景游覽區(qū)、湖泊和港灣等，

16、不但要去除有機物，還要求出水中除磷脫氮，防止河湖富營養(yǎng)化。 （3） 用地緊張、水資源緊缺的地方和對已建連續(xù)流污水處理廠的改造等。SBR系統(tǒng)可在生物處理后進行物化處理，不需要增加設施，便于水的回收利用。 （4）非常適合處理小水量，間歇排放的工業(yè)廢水與分散點源污染的治理。的地方6。 3.4 氧化溝工藝圖5 奧貝爾氧化溝工藝流程圖氧化溝是活性污泥法的一種變型，其曝氣池呈封閉的溝渠型，所以它在水力流態(tài)上不同于傳統(tǒng)的活性污泥法，它是一種首尾相連的循環(huán)流曝氣溝渠，污水滲入其中得到凈化，最早的氧化溝渠不是由鋼筋混凝土建成的，而是加以護坡處理的土溝渠，是間歇進水間歇曝氣的，從這一點上來說，氧化溝最早是以序批方

17、式處理污水的技術。表4 氧化溝工藝污染物去除率優(yōu)點： （1） 氧化溝結合推流和完全混合的特點，有力于克服短流和提高緩沖能力，因此氧化溝系統(tǒng)具有很強的耐沖擊負荷能力，對不易降解的有機物也有較好的處理能力。 （2）氧化溝具有明顯的溶解氧濃度梯度，特別適用于硝化反硝化生物處理工藝。有利于節(jié)省能耗和減少甚至免去硝化過程中需要投加的化學藥品數(shù)量。 （3）氧化溝溝內(nèi)功率密度的不均勻配備，有利于氧的傳質(zhì)，液體混合和污泥絮凝。 （4）氧化溝的整體功率密度較低，可節(jié)約能源。據(jù)國外的一些報道，氧化溝比常規(guī)的活性污泥法能耗降低20%30%。缺點：（1）污泥膨脹問題，當廢水中的碳水化合物較多，N、P含量不平衡，pH值

18、偏低，氧化溝中污泥負荷過高，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荷較高時。（2）泡沫問題，由于進水中帶有大量油脂，處理系統(tǒng)不能完全有效地將其除去，部分油脂富集于污泥中，經(jīng)轉刷充氧攪拌，產(chǎn)生大量泡沫；泥齡偏長，污泥老化，也易產(chǎn)生泡沫。（3）污泥上浮問題，當廢水中含油量過大，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，易造成缺氧，產(chǎn)生腐化污泥上浮7。運行范圍：由于其出水水質(zhì)好、運行穩(wěn)定、管理方便等技術特點，已經(jīng)在國內(nèi)外廣泛的應用于生活污水和工業(yè)污水的治理。3.5最終工藝的確定工藝的選擇和設計應滿足一下原則：（1）結合

19、污水處理站接納污水水質(zhì)水量的實際情況，選擇處理構筑物形式和設計參數(shù)，確保污水處理系統(tǒng)在運行中具有較大的靈活性和調(diào)整余地，以適應水質(zhì)水量的變化。（2）處理系統(tǒng)采用經(jīng)工程實踐證明是行之有效、技術經(jīng)濟效益明顯、適應性強、管理簡單、效果穩(wěn)定的型式，充分保證處理后出水達標排放。（3）污水和污泥處理設備選用新材料、低能耗、高效率、易維護、性能價格比好的產(chǎn)品。（4）控制管理按處理工藝過程要求盡量考慮自控，降低運行操作的勞動強度，使污水處理站運行可靠、維護方便，提高污水處理站運行管理水平。（5）充分利用現(xiàn)有條件，因地制宜節(jié)約占地和減少工程投資。據(jù)此項目的特點，選擇CASS工藝作為該污水處理廠的水處理工藝。 C

20、ASS工藝是在間歇式活性污泥法（SBR工藝）的基礎上演變而來的，是SBR工藝的一種變型。3.6 CASS工藝概述3.6.1 CASS基本結構在序批式活性污泥法（SBR）的基礎上，反應池沿池長方向設計為兩部分，前部為生物選擇區(qū)也稱預反應區(qū)，后部為主反應區(qū)，其主反應區(qū)后部安裝了可升降的自動撇水裝置。整個工藝的曝氣、沉淀、排水等過程在同一池子內(nèi)周期循環(huán)運行，省去了常規(guī)活性污泥法的二沉池和污泥回流系統(tǒng)；同時可連續(xù)進水，間斷排水。 3.6.2 CASS原理在預反應區(qū)內(nèi)，微生物能通過酶的快速轉移機理迅速吸附污水中大部分可溶性有機物，經(jīng)歷一個高負荷的基質(zhì)快速積累過程，這對進水水質(zhì)、水量、PH和有毒有害物質(zhì)起

21、到較好的緩沖作用，同時對絲狀菌的生長起到抑制作用，可有效防止污泥膨脹；隨后在主反應區(qū)經(jīng)歷一個較低負荷的基質(zhì)降解過程。CASS工藝集反應、沉淀、排水、功能于一體，污染物的降解在時間上是一個推流過程，而微生物則處于好氧、缺氧、厭氧周期性變化之中，從而達到對污染物去除作用，同時還具有較好的脫氮、除磷功能。 圖6 CASS法工作原理圖在反應器的前部設置了生物選擇區(qū)，后部設置了可升降的自動潷水裝置。其工作過程可分為曝氣、沉淀、潷水、閑置四個階段，周期循環(huán)進行。污水連續(xù)進入預反應區(qū)，經(jīng)過隔墻底部進入主反應區(qū)，在保證供氧的條件下，使有機物被池中的微生物降解。根據(jù)進水水質(zhì)可對運行參數(shù)進行調(diào)整。3.6.3 CA

22、SS工藝的主要技術特征（1）連續(xù)進水，間斷排水。CASS工藝可連續(xù)進水，克服了SBR工藝的不足，比較適合實際排水的特點，拓寬了SBR工藝的應用領域。 （2）運行上的時序性。CASS反應池通常按曝氣、沉淀、排水和閑置四個階段根據(jù)時間依次進行。 （3）運行過程的非穩(wěn)態(tài)性。反應池內(nèi)混合液體積和基質(zhì)濃度均是變化的，基質(zhì)降解是非穩(wěn)態(tài)的。 （4）溶解氧周期性變化，濃度梯度高。反應池中溶解氧是周期性變化的，氧濃度梯度大、轉移效率高，這對于提高脫氮除磷效率、防止污泥膨脹及節(jié)約能耗都是有利的。3.7 工藝流程設計該工藝流程比較簡單，主要有粗格柵、提升泵、細格柵、曝氣沉砂池、CASS池等。該工藝占地少，投資省，運

23、行管理方便，處理效率優(yōu)良。工藝流程如下圖所示：調(diào)節(jié)池 細格柵粗格柵格柵曝氣沉砂池CASS池砂水分離器柵渣外運污泥濃縮池污泥脫水外運接觸池出水進水圖7 CASS工藝流程圖4. 工藝設計與計算4.1污染物去除效率計算項目CODCr(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)色度（倍）進水50030030080出水60202030（1）CODcr去除效率為： =500-60500100%=88%（2）BOD5去除效率為：=300-20300100%=93.3%（3）SS去除效率為： =300-20300100%=93.3%4.2 設計流量 設計流量：Qa=30000 m3/d =1250 m3/

24、h0.347 m3/s4.3集水井的設計圖8 集水井草圖集水井即集水池，由于化工園區(qū)的污水水量基本是按照時間段來變化的，而且各個季節(jié)的水量也不相同，為了使水泵啟動不會過于頻繁，調(diào)蓄進水與水泵送水之間的不均衡，因此在粗格柵后與提升泵前設計一口集水井。設計流量為30000 m3/d，即0.347 m3/s，設計集水井水力停留時間HRT=1h，則集水井的容積為1小時進水總量，V=0.347 3600=1250 m3。 設計該集水井深8m，寬13m，長13m。則實際體積為1352 m3 1250 m3（符合要求）。4.4粗格柵的設計與計算圖9 格柵示意圖粗格柵為污水廠的第一道預處理設施，用于去除污水中

25、較大的懸浮物和漂浮物，保證后續(xù)處理設施的正常運行。建于泵站集水池的前方。本格柵使用柵條斷面為矩形的柵條，設計兩道粗格柵，其主要設計參數(shù)如下：（1）設計流量：Qa=30000 m3/d =1250 m3/h0.347 m3/s，柵前流速v1=0.6m/s，過柵流速v2=0.6 m/s，柵條寬度s=0.01m，格柵間隙b=0.02m，柵前部分長度0.5m，格柵傾角=60，單位柵渣量取W0=0.06m3柵渣/103m3污水，柵前水深h=0.8m。（2）柵條間歇數(shù)： n=Qasinbhv=0.347sin600.020.80.6=33.6 ，取34個。（3）格柵的寬度：設格柵槽比格柵寬0.2m，則：B

26、=S（n-1）+bn+0.2=0.01(34-1)+0.0234+0.2=1.21。（4）進水漸寬部分長度：根據(jù)公式 L1=B-B12tan1，式中 B1：進水渠道寬度，取進水渠寬B1=0.5m；進水渠道漸寬部分的長度L1，其漸寬部分角度1=25，進水渠道內(nèi)流速為0.6m/s，則L1=0.76m。（5）柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度：L2=L1/2= 0.76/2=0.38m。（6）通過格柵的水頭損失h1： h1=h2k ， ，式中 h1：設計水頭損失，m； h2：計算水頭損失，m； g：重力加速度，取9.8m/s2； k：系數(shù)，取3； ：阻力系數(shù)，與柵條斷面形狀有關，取=2.42。則：，

27、（7）柵后槽總高度H：設柵前渠道超高h2=0.3m，H=h+h1+h2=0.8+0.05+0.3=1.15m，取1.2m。（8） 柵槽總長度L：L=L1+L2+1.0+0.5+H1/tan ，式中：H1為柵前渠道深，H1=h+h2，則：L=0.76+0.38+1.0+0.5+(0.8+0.3)/ tan60=3.27m。（9） 每日柵渣量w： w=86400Qaw11000 ，式中，w1為柵渣量，格柵間隙為1625mm時，w1=0.100.05；格柵間隙為3050mm時，w1=0.030.1。本工程格柵間隙為20mm，取w1=0.06， w=86400Qaw11000=864000.3470.

28、061000=1.79m3/d每日柵渣量1.79 m3/d 0.3 m3/d，采用機械清除格柵。4.5調(diào)節(jié)池計算 4.5.1設計調(diào)節(jié)池作用：（1）工藝流程過程中污水產(chǎn)生的水質(zhì)水量都不均勻。故而需要設計一個調(diào)節(jié)池來均勻水質(zhì)水量，為后期處理，污水處理工藝正常運行做準備；（2）調(diào)節(jié)池同時又可以做事故池來用，如果后面污水處理設備在維修檢查過程時調(diào)節(jié)池可以暫時來儲存工藝污水；（3）造紙過程中各個階段產(chǎn)生的污水水溫不同，調(diào)節(jié)池可以調(diào)節(jié)水溫，使水溫處于一個恒溫狀態(tài)有利于后面生物處理。4.5.2調(diào)節(jié)池計算（1）設計調(diào)節(jié)池容積： V=Qt24=30000424=5000m3，t：為設計調(diào)節(jié)池儲水時間取4小時，

29、池深一般在8m左右，本設計取H=8m。（2）面積：A=VH=50008=625m2，取寬度B=20m，則 L=62520=31.25，取32m，在池底設計水坑，水池底以i=0.01的坡度坡向集水坑。4.6細格柵的設計與計算細格柵可進一步去除污水中的懸浮物和漂浮物，保證后續(xù)設備和工藝的正常運行。細格柵采用連續(xù)運行方式，柵渣由一臺無軸螺旋壓實輸送機收集脫水后運往廠外填埋。為了方便管理和維護，細格柵間與沉砂池合建，細格柵間出水直接進入沉砂池。（1）基本參數(shù)：柵前流速v1=0.6m/s，過柵流速v2=0.6 m/s，柵條寬度s=0.01m，格柵間隙b=0.02m，柵前部分長度0.5m，格柵傾角=60，

30、單位柵渣量取W0=0.06m3柵渣/103 m3污水，柵前水深h=1.2m。（2）柵條間歇數(shù)：n=Qasinbhv=0.347sin600.011.20.6=44.8，取45個。（3）格柵的寬度：設格柵槽比格柵寬0.2m，則：B=S(n-1)+bn=0.01(45-1)+0.0145+0.2=1.09 ，取1.1m 。（4）進水漸寬部分長度： 根據(jù)公式 L1=B-B12tan1 式中B1：進水渠道寬度，取進水渠寬B1=0.5m；進水渠道漸寬部分的長度L1，其漸寬部分角度1=25，進水渠道內(nèi)流速為0.6m/s，則L1=0.56 m。（5）柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度： L2=L1/2= 0

31、.56/2=0.28m。（6）通過格柵的水頭損失h1： h1=h0k， ，式中 h1：設計水頭損失，m； h0：計算水頭損失，m； g：重力加速度，取9.8m/s2； k：系數(shù)，取3； ：阻力系數(shù)，與柵條斷面形狀有關，取=2.42；則： 。（7）柵后槽總高度H：設柵前渠道超高h2=0.3m，H=h+h1+h2=1.2+0.05+0.3=1.55m ，取1.6m。（8） 柵槽總長度L： L=L1+L2+1.0+0.5+H1/tan=0.56+0.28+1.0+0.5+（1.2+0.3）/tan60=2.53m。（9） 每日柵渣量w與粗格柵每日柵渣量相等，為1.79m3/d 0.3m3/d，采用機

32、械清除格柵。4.7曝氣沉砂池的設計與計算4.7.1曝氣沉砂池圖10 曝氣沉砂池剖面圖曝氣沉砂池是一長形渠道，沿渠壁一側的整個長度方向，距池底60-90cm處安設曝氣裝置，在其下部設集砂斗，池底有i=0.10.5的坡度，以保證砂粒滑入。由于曝氣作用，廢水中有機顆粒經(jīng)常處于懸浮狀態(tài)，砂?；ハ嗄Σ敛⒊惺芷貧獾募羟辛Γ傲Ｉ细街挠袡C污染物能夠去除，有利于取得較為純凈的砂粒。 在旋流的離心力作用下，這些密度較大的砂粒被甩向外部沉入集砂槽，而密度較小的有機物隨水流向前流動被帶到下一處理單元。另外，在水中曝氣可脫臭，改善水質(zhì)，有利于后續(xù)處理，還可起到預曝氣作用。 普通沉砂池截留的沉砂中夾雜有15%的有機物

33、，使沉砂的后續(xù)處理難度增加，采用曝氣沉砂池，可在一定程度上克服此缺點。沉砂池的作用是從污水中分離相對較大的無機顆粒，沉砂池一般設在倒虹吸管、泵站、沉淀池前，保護水泵和管道免受磨損，防止后續(xù)處理構筑管道的堵塞，減小污泥處理構筑物的容積，提高污泥有機組分的含量，提高污泥作為肥料的價值。污水中的砂粒是指相對密度較大，易沉淀分離的一些大顆粒物質(zhì)，主要是污水中的無機性砂粒，礫石和少量較重的有機顆粒，如樹皮、骨頭、種粒等。在顆粒物質(zhì)的表面還附著一些粘性有機物，這些粘性有機物是極易腐爛的污泥，因此，這些顆粒物質(zhì)都應在沉砂池中被去除。平流曝氣沉砂池是最常用的型式，污水從池一端流入，呈水平方向流動，從池的另一端

34、流出，它的構造簡單，處理效果好，工作穩(wěn)定且易于排除沉砂。本設計采用平流式曝氣沉砂池兩座，共四格。4.7.2曝氣沉砂池的設計與計算設計說明：污水經(jīng)螺旋泵提升后進入平流曝氣沉砂池，共兩組對稱于提升泵房中軸線布置，每組分為兩格。沉砂池池底采用多斗集砂，沉砂由螺旋離心泵自斗底抽送至砂水分離器，污水回至提升泵前，凈砂直接由汽車外運。設計流量：Qmax=1250 m3/h0.347m3/s，設計水力停留時間：t=2.0min，水平流速v=0.1m/s。 4.7.3設計計算（1）沉砂池長度（L）：L=vt=0.1260=12m式中最大設計流量時的流速，m/s ，最大設計流量時的停留時間，s 。（2）水流斷面

35、積（A）：A=Qa/v=0.347/0.1=3.47m2。（3）池總寬度（B）：設計2座曝氣沉砂池，取B=2.3m。（4）有效水深（h2）：h2=3.4722.3=0.760.25，符合要求。（8）沉砂池高度（h3）采用重力排砂，設計池底坡度為0.05，坡向沉砂斗，h3=h3+0.06L-2b2-b2=0.5+0.0612-21-0.22=0.79m池總高度（H）設超高h1=0.3m，H=h1+h2+h3=0.3+0.76+0.79=1.85m4.7.4吸砂泵房與砂水分離器選用直徑0.5m鋼制壓力式旋流砂水分離器一臺，兩組曝氣沉砂池共用。每組曝氣沉砂池設吸砂泵兩臺，一用一備，共4臺。砂水分離后

36、將砂集中運走，水回流至細格柵前。4.7.5鼓風機房選用TSO-150羅茨鼓風機八臺，四用四備，為曝氣沉砂池和CASS曝氣。4.8 CASS池的設計與計算CASS工藝是將序批式活性污泥法（SBR）的反應池沿長度方向分為兩部分，前部為生物選擇區(qū)也稱預反應區(qū)，后部為主反應區(qū)。在主反應區(qū)后部安裝了可升降的潷水裝置，實現(xiàn)了連續(xù)進水間歇排水的周期循環(huán)運行，集曝氣沉淀、排水于一體。CASS工藝是一個厭氧/缺氧/好氧交替運行的過程，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。4.8.1 CASS工藝運行過程圖11 CASS平面圖CASS工藝運行過

37、程包括充水-曝氣、沉淀、潷水、閑置四個階段組成，具體運行過程為： （1）充水-曝氣階段邊進水邊曝氣，同時將主反應區(qū)的污泥回流至生物選擇區(qū)，一般回流比為20%。在此階段，曝氣系統(tǒng)向反應池內(nèi)供氧，一方面滿足好氧微生物對氧的需要，另一方面有利于活性污泥與有機物的充分混合與接觸，從而有利于有機污染物被微生物氧化分解。同時，污水中的氨氮通過微生物的硝化作用轉變?yōu)橄鯌B(tài)氮。 （2）沉淀階段停止曝氣，微生物繼續(xù)利用水中剩余的溶解氧進行氧化分解。隨著反應池內(nèi)溶解氧的進一步降低，微生物由好氧狀態(tài)向缺氧狀態(tài)轉變，并發(fā)生一定的反硝化作用。與此同時，活性污泥在幾乎靜止的條件下進行沉淀分離，活性污泥沉至池底，下一個周期繼

38、續(xù)發(fā)揮作用，處理后的水位于污泥層上部，靜置沉淀使泥水分離。 （3）潷水階段沉淀階段完成后，置于反應池末端的潷水器開始工作，自上而下逐層排出上清液，排水結束后潷水器自動復位。潷水期間，污泥回流系統(tǒng)照常工作，其目的是提高缺氧區(qū)的污泥濃度，隨污泥回流至該區(qū)內(nèi)的污泥中的硝態(tài)氮進一步進行反硝化，并進行磷的釋放8。 4.8.2 BOD5污泥負荷NS=K2Lef=0.02200.750.933=0.32kgBOD5/kgMLSS式中 K2：有機基質(zhì)速率常數(shù)，L/（mgd），對生活污水K2=0.01680.0281； Le：BOD濃度，mg/L； ：BOD去除率，%； f：揮發(fā)性懸浮固體濃度與總懸浮固體濃度的

39、比值，取f=0.75。4.8.3 曝氣時間設混合液污泥濃度X=2500mg/L,污泥負荷NS=0.32kgBOD5/kgMLSS,進水SS為300mg/L。取沖水比：=0.24 ，則：ta=24SSNSX=240.243000.322500=2.16h ，取2.5h 。 4.8.4 沉淀時間 當污泥濃度小3000mg/L時污泥界面沉降速度：u=7.4104TX-1.7=7.4104202500-1.7=2.48m/h。式中：T為污水溫度，設計水溫為20。設計曝氣池水深為H=5.0m （緩沖層高度=0.5）沉淀時間 ts=H+u=0.245+0.52.48=0.7h，取1h。4.8.5運行周期設

40、排水時間td=0.5h，則整個運行周期時間：t=ta+ts+td=2.5+1+0.5=4h ，每日周期數(shù)：n2=244=6 。4.8.6曝氣池容積設計曝氣池個數(shù)n1=8，則每座曝氣池容積： V=Qn1n2=300000.2486=2604.2m3。4.8.7出水溶解BOD5根據(jù)設計出水水質(zhì)。出水溶解性BOD5應小于30mg/L設計中的出水水質(zhì)中溶解性BOD5為Se=24S024+K2Xftan2=2430024+0.0225000.752.56=12.3mg/L30mg/L ，計算結果符合要求。4.8.8 計算剩余污泥（1）20時活性污泥的自身氧化系數(shù)：Kd(20)=Kd(20)tT-20=0

41、.061.04(20-20)=0.06，（2）剩余污泥量： Xv=YQLa-Le1000-KdVX1000fta24n1n2=0.630000300-12.31000-0.062604.2250010000.7542486=2834.8(kg/d)，（3）剩余非生物污泥：XS=Q1-fbfC0-Ce1000=300001-0.70.75500-601000=6270kg/d，（4）剩余污泥總量：X=XV+XS=2834.8+6270=9104.8kg/d，（5）剩余污泥濃度Ng： Ng=Nw1-=25001-0.24=3290mg/L，（6）剩余污泥含水率按99.7%計算，濕污泥量為83.02

42、m3/d。4.8.9潷水高度計算曝氣池有效水深H=5m ，潷水高度h1=HQn1n2V=530000682604.2=1.2m ， 結果與設定值相符合。4.8.10 需氧量計算 需氧量=aQLa-Le+bn1VXv=0.530000300-12.310-3+0.1582604.22.5=505.4(kg.m3/d)a：活性污泥微生物對有機污染物氧化分解過程的需氧率，即活性污泥微生物每代謝1kgBOD所需氧量，以kg計，取0.5； Q：污水流量，30000m3/d；La-Le：經(jīng)活性污泥微生物代謝活動被降解的有機污染物量，以BOD計， La-Le =300-12.310-3；b：活性污泥微生物通

43、過內(nèi)源代謝的自身氧化過程的需氧率，即每kg活性污泥每天自身氧化所需氧量，以kg計，取0.15；V：曝氣池容積，2604.2m3；Xv：單位曝氣池容積內(nèi)的揮發(fā)性懸浮固體（MLVSS）量，取2.5kg/m3。4.9接觸池的設計4.9.1設計參數(shù)接觸池設計流量：Q=0.347m3/s，接觸時間：t=30 min，接觸池池深： h=3 m，接觸池1座，板間隙s= 2.85 mm，接觸池池底坡度 2%3%，泥管DN=200 mm。4.9.2接觸池計算（1）容積計算：V=0.3473060=624.6m3，（2）水流速度：v=Qns=0.34732.85=0.04m/s，（3）接觸池表面積：A=624.6

44、3=208.2m2，（4）廊道總寬：采用3個隔板，則廊道總寬為：B=4.854=19.4m ，取20m。（5）接觸池長度：L=AB=208.220=10.4m。4.10污泥濃縮池圖12 污泥濃縮池剖面圖污泥中含有大量的水分，所含水分大致分為四類：顆粒間的空隙水，約占總水分的70%；毛細水，即顆粒間毛細管內(nèi)的水，約占20%；污泥顆粒吸附水，約占10%。降低污泥中的含水率，可以采用污泥濃縮的方法來降低污泥中的空隙水，通過降低污泥的含水率，減少污泥體積，能夠減少池容積和處理所需的投藥量，縮小用于輸送污泥的管道和泵的尺寸9。污泥濃縮機房內(nèi)的濃縮脫水一體機對剩余污泥進行濃縮和脫水處理，減少污泥的含水率和

45、污泥體積。經(jīng)脫水處理后，污泥的含水率可降低，成為濾餅，便于最終處置。采用圓柱形濃縮池，用帶柵條的刮泥機刮泥，采用靜壓排泥。4.10.1設計參數(shù)（1）進泥含水率：當為初次沉淀池污泥時，其含水率一般為95%97%；當為二次沉淀池進入污泥濃縮池的污泥時，其含水率一般為99.2%99.6%；當為混合污泥時，其含水率一般為98%99.5%。由于本設計進入污泥濃縮池的污泥為初沉池和二沉池的混合污泥，因此進泥含水率P1取99.5%。（2）濃縮后污泥含水率：濃縮后污泥含水率為97%98%，本設計P2取97%。（3）污泥固體負荷：當為混合污泥時，污泥固體負荷為2580kgSS/(m2.d)，本設計取qs=25

46、kgSS/(m2.d)。（4）污泥濃縮時間：濃縮時間不宜小于12h，但也不要超過24h，以防止污泥厭氧腐化，本設計取濃縮時間T=17h。（5）貯泥時間：定期排泥時，貯泥時間t=4h。（6）集泥設施，輻流式污泥濃縮池的集泥裝置，當采用吸泥機時，池底坡度可采用0.003，當采用刮泥機時，不宜小于0.01，不設刮泥設備時，池底一般有污泥斗，其污泥斗與水平面的傾角應不小于55。本設計采用刮泥機，池底坡度取i=0.06。（7）進泥濃度：取c=10g/L。（8）濃縮池固體通量M為0.510 kg/(m2.h)，本設計取1.0 kg/(m2.h),即24 kg/(m2.d) 14。（9）設計2座污泥濃縮池，

47、每座的設計進泥量：Qw=83.022=41.51m3/d=1.73m3/h4.10.2 濃縮池的計算（1）單一濃縮池面積：A=QwcM=41.511024=17.30m2，則半徑：R=17.303.14=2.35 m。（2）濃縮池有效水深：取h1=TQw24A=1783.022417.30=3.4m。（3）排泥量與存泥容積：濃縮后排出含水率P297.0的污泥，則： QW,=Qw(1-p1)1-p2=83.02(1-0.995)1-0.97=13.84m3/d=0.58m3/h，按4h貯泥時間計泥量，則貯泥區(qū)所需容積： V2=4QW,=40.58=2.48m3，泥斗容積：V3=h43r12+r1

48、r2+r22=3.141.23(1.1752+1.1750.5+0.52)=1.84m3，式中：h4為泥斗的垂直高度，取1.2 m。 r1：泥斗的上口半徑，取1.175 m。 r2：泥斗的下口半徑，取0.5 m。設池底坡度為0.06，池底坡降與池底可貯泥容積忽略不計。（3）濃縮池總高度：濃縮池的超高h2取0.30m，緩沖層高度h3取0.30m，則濃縮池的總高度： H=h1+h2+h3+h4=3.4+0.3+0.3+1.2=5.2m（4）濃縮池排水量： Q=Qw-Qw,=1.73-0.58=1.15 m3/h。4.10.3刮泥機的選擇刮泥機，是一種排泥設備。組成部分：刮泥機由桁車、刮泥耙、撇渣板

49、、驅動裝置和自控柜等到組成。分類：刮泥機主要有中心傳動刮泥機、周邊傳動刮泥機。中心傳動刮泥機主要由工作橋、傳動裝置、穩(wěn)流筒、傳動軸、刮臂、刮泥板等組成。該機設有橫跨池子的固定平臺，工作時其整機載荷都作用在工作橋中心；污水經(jīng)池中心穩(wěn)流筒均流到四周。隨著過流面積增大而流速降低，污水中的沉淀物沉淀于池底，刮泥機將沉淀的污泥刮集到中心集泥坑中，利用水壓將其從污泥管中排出。刮泥機選用XZG型周邊傳動刮泥機，型號配套。XZG型周邊傳動刮泥機主要有中心旋轉座、L型工作橋、刮臂、刮板、導流筒、排渣裝置等組成，工作時，污水從中心支座處經(jīng)導流筒擴散后均勻流向池周，混合液中粗大的顆粒經(jīng)沉淀后在池底形成污泥層，比重較

50、輕的浮于液面，工作橋在周邊驅動機構的帶動下沿中心支座作緩慢旋轉，支式刮臂依據(jù)重力帶動刮板將污泥逐層由池周刮向中心集泥坑，通過池內(nèi)水壓將污泥排出池外，浮渣刮板沿導流筒將浮于液面的浮渣撇向池周的排渣斗內(nèi)，通過自動沖洗機構將浮渣排出池外。XZG型系列吸泥機用于污水處理廠圓型二沉池，將沉降在池底上的污泥刮集至一組沿半徑方向布置的吸泥管管口，再通過中心排泥管排出，以便污泥回流或濃縮脫水；此外，還可以撇除液面浮渣。4.10.4脫泥間經(jīng)濃縮后的污泥中含有水分，經(jīng)脫泥后外運。該項目設置一脫泥間位于污泥濃縮工藝之后，用于脫去污泥中的絕大部分水分。該項目選用臥式螺旋卸料沉降離心脫泥機來脫掉污泥中的水分。本項目選用

51、LW-350 臥螺離心脫泥機，臥式螺旋卸料沉降離心脫泥機(簡稱臥螺離心機)是利用離心沉降原理分離懸浮液的設備。對固相顆粒當量直徑為3um、重量濃度比為10%或體積濃度比為70%、液固比重差為0.05g/cm3的各種懸浮液均適合采用該類離心機進行液固分離或顆粒分級。該處理能脫掉污泥中的80%左右水分，經(jīng)脫水后污泥干餅外運。5. 工程造價估算污水處理廠工程造價計算公式為：CS=10001500QS0.77，式中：CS：處理廠工程投資，不包括二類費及材料價格上漲因素，萬元； QS0.77：廢水處理廠的設計水量，104m3/d；10001500：工程投資上、下限的變化幅度范圍，取1200。 CS=10

52、001500QS0.77=120030.77=2796.2萬元此造價估算不包括場地三通一平的費用、前期費用和設備費用，僅為污水處理廠工程造價估算。6. 總結本文在比較了我國化工園區(qū)工業(yè)廢水處理幾種典型工藝的基礎上，概括分析對比了幾種方法的優(yōu)缺點，根據(jù)該污水處理廠的具體情況，選擇了CASS工藝處理該化工園區(qū)工業(yè)廢水。本設計可達到以下效果：(1)以CASS作為核心處理化工園區(qū)工業(yè)廢水處理工藝，將污水經(jīng)過一系列處理后，出水可達到國家一級B排放標準后排放。(2)CASS工藝化工園區(qū)工業(yè)廢水處理工藝運行靈活，設備及構筑物較少，運行簡單，投資和運行費用少。本設計簡單介紹了化工園區(qū)工業(yè)廢水處理工藝選擇，化工園區(qū)工業(yè)廢水處理技術、工藝的比較，CASS工藝流程，污泥處理，并對格柵、曝氣沉砂池、CASS池進行了計算，各項指標達到國家污水綜合排放一級標準B。參考文獻：1崔勝霞， 王家彩， 宋明川，水解酸化-CASS工藝在工業(yè)園區(qū)污水處理廠的應用，天津.環(huán)境科技.2011.12：29-31.2熊紅權等CASS工藝在國內(nèi)的應用現(xiàn)狀J中國給水排水，2003.19：34-353張統(tǒng)SBR及其變法污水處理與回用技術M化學工業(yè)出版社4百度百科，CASS工藝，http:/ AO水處理工藝，http:/ SBR，http:/ 污水處理氧化溝工藝，http:/ 32 / 32