1.5萬噸城鎮(zhèn)污水處理廠工程設(shè)計(jì)

第 1 頁 共 32 頁某污水處理廠工程設(shè)計(jì)1 設(shè)計(jì)概況1.1 工程概況隨著某區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和旅游業(yè)的快速發(fā)展，城市的污水量與日俱增，污水不經(jīng)處理直接排放，對(duì)人居環(huán)境和城市形象造成不良影響，與城市建設(shè)步伐不相適應(yīng)。因此，為了給人民身體健康和投資環(huán)境創(chuàng)造一個(gè)良好的城區(qū)環(huán)境，擬建污水處理工程：污水處理廠1 座，總占地 35 畝,位于某區(qū)規(guī)劃南六路南側(cè)。污水處理后達(dá)一級(jí) B 標(biāo)排放。 1.2 基礎(chǔ)資料1.2.1 地理位置某區(qū)位于西藏高原東南部，地處雅魯藏布江中下游，地理位置跨北緯 27°3330°40，東經(jīng) 92°0998°18。東部和北部分別與昌都，那曲地區(qū)連接，西部和西南部分別與拉薩市、山南地區(qū)相鄰，南部與印度、緬甸兩國接壤。1.2.2 地形、地貌某區(qū)境內(nèi)地形地貌復(fù)雜多樣，海拔高低懸殊，北為念青唐古拉山脈，南為喜馬拉雅山脈東端，東有橫斷山脈，西是岡底斯山余脈，平均海拔 4000m 以上，最高峰南迦巴瓦峰高 7781m，是典型的高山峽谷地帶。境內(nèi)群山聳峙，峽谷縱橫。1.2.3 氣象某區(qū)雨充沛，氣候濕潤，日照充足，年平均氣溫 8.7，最高溫度 30.2，最低溫度12，平均降雨量 5002000mm。屬高原帶溫帶半濕潤性季風(fēng)型氣候，尼洋河谷平原一帶氣候溫和年平均溫度為 8.5，最高溫度為 30.2，最低溫度為15.3。最大冰凍深度 14cm，主導(dǎo)風(fēng)向是以南風(fēng)為主的河谷風(fēng)。年平均降水量為 654.1mm,最高日降水量為 49.7mm。雨量集中時(shí)間為 410 月份，降雨量約為全年的 95%，6 月份最大降雨量 136 為 mm，最大積雪深度為 11cm。1.2.4 水文某區(qū)境內(nèi)有大小河流數(shù)百條，湖泊幾十個(gè)，構(gòu)成了特異的網(wǎng)狀水系。全地區(qū)河流總第 2 頁 共 32 頁長度 10536km，水域面積約 20 萬公頃，冰川 67 282 萬公頃，水力資源總蘊(yùn)藏量 11300多萬 kW，其中可供開發(fā)的約 3184 萬 kW，分別占自治區(qū)總量的 41和 56，是世界上少有的水資源集中地區(qū)。流經(jīng)域的尼洋河流量充沛，終年不斷，水流平緩，水質(zhì)良好，歷年平均流量為 502 m3/s。尼洋河流量充沛，終年不斷，最大洪水流量為 2710 m3/s，城區(qū)八一大橋處最高水位為 2996.36m，常水位為 2995m。鎮(zhèn)區(qū)位于尼洋河河谷平原，地下水資源十分豐富。城區(qū)處在第四系河床河漫沖積層的第一、二、三階地上，階地為沙礫石層結(jié)構(gòu)，厚度估計(jì)在 50m 以上，地下水位高，含水層厚。地下潛水深度，枯季一般在 1.53m 左右，汛期普遍升高 1.5m 以上。同時(shí)地下水補(bǔ)給來源豐富，受降雨，尼洋河水和山泉補(bǔ)給，底層滲透條件良好。深層地下水也有一定儲(chǔ)量。1.2.5 地質(zhì)們于尼洋河谷中，第四紀(jì)堆積物以沖積相堆積為主，僅有少量洪積和冰磧物堆積，其沉積時(shí)代為晚更新世全新世。根據(jù)有關(guān)資料，所在地區(qū)的地震基本烈度為 8 度。1.3 設(shè)計(jì)依據(jù)及設(shè)計(jì)原則1.3.1 設(shè)計(jì)依據(jù)（1） 室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范 (GB50014-2006)（2） 污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn) (GB8978-1996)（3） 城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn) (GB18918-2002)（4） 給水排 S 水工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 （5） 建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范（6） 給排水設(shè)計(jì)手冊(cè)1.3.2 設(shè)計(jì)原則本設(shè)計(jì)遵循如下原則進(jìn)行工藝路線的選擇及工藝參數(shù)的確定 1-4：（1）采用成熟、合理、先進(jìn)的處理工藝，處理能力符合處理要求。（2）投資少、能耗和運(yùn)行成本低，操作管理簡單，具有適當(dāng)?shù)陌踩禂?shù)，各工藝參數(shù)的選擇略有富余，并確保處理后的污水可以達(dá)標(biāo)排放。（3）根據(jù)地形地貌，結(jié)合站區(qū)自然條件及外部物流方向，并盡可能使土石方平衡，減少土石方量，以節(jié)約基建投資，降低運(yùn)行費(fèi)用，即在滿足工藝要求的條件下，盡量減少建設(shè)投資，降低運(yùn)行費(fèi)用。第 3 頁 共 32 頁（4）廢水處理系統(tǒng)在運(yùn)行上有較大的靈活性和可調(diào)性，可以適應(yīng)污水水質(zhì)、水量和水溫的波動(dòng)，即處理設(shè)施應(yīng)有利于調(diào)節(jié)、控制、運(yùn)行操作。（5）處理設(shè)施具有較高的運(yùn)行效率，以較為穩(wěn)定可靠的處理手段完成工藝要求。（6）總圖設(shè)計(jì)應(yīng)考慮符合環(huán)境保護(hù)要求。管線設(shè)計(jì)應(yīng)包括各專業(yè)所有管線，并滿足工藝的要求；工程豎向設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合周邊實(shí)際情況提出雨水排放方式及流向。（7）在設(shè)計(jì)中采用耐腐蝕設(shè)備及材料，以延長設(shè)施的使用壽命。（8）廢水處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)考慮事故的排放、設(shè)備備用等保護(hù)措施。（9）工程設(shè)計(jì)及設(shè)備安裝的驗(yàn)收及資料應(yīng)滿足國家相關(guān)專業(yè)驗(yàn)收技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。1.4 廠址選擇污水處理廠廠址選擇時(shí)，應(yīng)考慮下述原則：（1）在城鎮(zhèn)水體的下游，污水能自流進(jìn)入污水處理廠，以減少動(dòng)力消耗。（2）少占農(nóng)田，盡量利用閑散地。（3）盡量靠近排放水體，便于排放，處理后出水安全由排放。（4）要與居民區(qū)有一定的距離，位于城市主導(dǎo)風(fēng)向的下游。（5）工程地質(zhì)條件良好，便于工程建設(shè)實(shí)施。（6）滿足防洪要求，防洪標(biāo)準(zhǔn)不應(yīng)低于城市防洪標(biāo)準(zhǔn)。（7）考慮西藏某市的基本情況，發(fā)展用地緊張，廠區(qū)內(nèi)建構(gòu)筑物布置合理，緊湊。（8）有方便的交通、運(yùn)輸及供水、供電條件。目前，西藏某市某區(qū)污水處理廠可供選用廠址有兩處，分別是：城區(qū)規(guī)劃南六路南側(cè)和娘乳崗南坡下，這兩處都位于某區(qū)的下游，污水收集范圍相同，建成后均可為某區(qū)排水服務(wù)。兩個(gè)廠址均靠近排放水體尼洋河，且屬于閑散地。兩廠址的優(yōu)缺點(diǎn)如下：（1）規(guī)劃南六路南側(cè)位置為總體規(guī)劃規(guī)劃的污水處理廠位置,污水處理廠建在此處附合規(guī)劃要求。而南坡下娘乳崗非規(guī)劃污水處理廠位。（2）經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，娘乳崗南坡下廠址處目前還未修建防洪堤，廠址處高程不詳，污水處理廠建在此處安全可能會(huì)受到洪水威脅，則需在建設(shè)污水處理廠的同時(shí)修建防洪堤，這樣勢(shì)必增加工程投資。而規(guī)劃南六路位置已有防洪堤，避免了新建防洪堤而增加工程投資的問題。（3）由于娘乳崗南坡下廠址位置在規(guī)劃南六路廠址的下游，若將污水廠建于娘乳崗南坡下，則要比在規(guī)劃位置建設(shè)污水處理廠多鋪設(shè) 23km 污水干管才能將某區(qū)污水引入污水處理廠，但是污水收集區(qū)域并無變化，講也勢(shì)必增加工程投資及管網(wǎng)的日常維護(hù)工第 4 頁 共 32 頁作。（4）娘乳崗南坡下廠址工程地質(zhì)情況不明，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)踏勘，增加的 2-3km 污水干管鋪設(shè)時(shí)靠近尼洋河河床，管道鋪設(shè)時(shí)可能遇到巖石層，施工難度可能較大，工程投資高。（5）某市某區(qū)規(guī)劃南六路附近為規(guī)劃工業(yè)用地，在污水處理廠周圍 300m 范圍內(nèi)無居民區(qū)等生活區(qū)，污水處理廠建成后不會(huì)對(duì)某區(qū)內(nèi)居民生活造成影響。（6）規(guī)劃南六路廠址距城區(qū)較娘乳崗南坡下廠址近，有便利的交通、運(yùn)輸及供水、供電條件。綜上所述，結(jié)合西藏某市的地形特點(diǎn)、發(fā)展規(guī)劃及排水現(xiàn)狀推薦某區(qū)污水處理廠廠址定于規(guī)劃南六路南側(cè)，即規(guī)劃污水廠處理位置。2 污水、污泥處理的工藝方案2.1 工藝方案確定的原則根據(jù)國家有關(guān)城市污水處理項(xiàng)目建設(shè)的有關(guān)要求及的實(shí)際情況，同時(shí)根據(jù)所確定的污水處理廠進(jìn)、出廠水質(zhì)指標(biāo)和國內(nèi)污水處理廠運(yùn)轉(zhuǎn)經(jīng)驗(yàn)，要達(dá)到上述指標(biāo)，污水必須進(jìn)行二級(jí)生化處理。污水、污泥處理工藝按如下原則來考慮：（1）采用的上藝運(yùn)行可靠、技術(shù)成熟、處理效果良好，能保證出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)排放。（2）采用的上藝投資省、運(yùn)行費(fèi)用低、最大程度地節(jié)省電耗，從而保證工程的社會(huì)效益、環(huán)境效益及經(jīng)濟(jì)效益的實(shí)現(xiàn)。（3）采用高效率，低能耗污水處理設(shè)備，以提高項(xiàng)目綜合效益，節(jié)約能源及推進(jìn)技術(shù)進(jìn)步。提高污水處理系統(tǒng)的管理水平，機(jī)械化水平。（4）選擇安全、可靠，易操作的自動(dòng)化控制及檢測(cè)系統(tǒng)，提高污水處理廠的自動(dòng)化管理水平。（5）所采用的工藝應(yīng)操作管理方便、運(yùn)轉(zhuǎn)靈活，能適應(yīng)一定的水質(zhì)水量變化。（6）污水處理標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)污水進(jìn)水出水水質(zhì)，現(xiàn)將污水處理標(biāo)準(zhǔn)列表如下 6(表 1)：表 1 進(jìn)水水質(zhì)和出水標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目 CODCr BOD5 SS 氨氮 總氮 總磷進(jìn)水水質(zhì)(mg/L) 380 190 200 35 50 4排放標(biāo)準(zhǔn)(mg/L) 60 20 20 8（15） 20 1處理率% 85 90 90 77（57） 60 75注：括號(hào)內(nèi)數(shù)值為水溫小于 12。從表中可以看出：根據(jù)對(duì)各項(xiàng)污染物去除率的要求，表明污水處理工藝在滿足常規(guī)去除 BOD 和 COD 以及 SS 的同時(shí)，必須具備脫氮和除磷的功能。采用適宜的除磷脫氮污水生物處理工藝，確保表中污染物的有效去除。第 5 頁 共 32 頁2.2 工程規(guī)模處理規(guī)模為 15000m3/d，總變化系數(shù) KZ=1.53。屬于中小城市污水處理廠處理規(guī)模。2.3 污水水質(zhì)特性分析污水采用生物法處理工藝，對(duì)進(jìn)水中污染物質(zhì)的配比和平衡有較高的要求，現(xiàn)將污水處理廠進(jìn)水水質(zhì)配比指標(biāo)表如下并予以分析。表 2 進(jìn)水水質(zhì)各污染物配比表項(xiàng)目 BOD5/CODCr BOD5/TKN BOD5/TP數(shù)值 0.50 4.2 48BOD5/CODCr該指標(biāo)是鑒定污水可生化性的最簡單易行和最常用的方法，一般認(rèn)為BOD5/CODcr0.45 時(shí)污水具有較好的可生化性，本廠進(jìn)水該項(xiàng)指標(biāo)為 0.50,適合采用生化處理方案。BOD5/TKN該指標(biāo)是鑒別能否采用生物脫氮的主要指標(biāo)。由于生物脫氮的反硝化過程中主要是利用原污水中的含碳有機(jī)物作為電子供體，該比值越大，碳源越充足，反硝化進(jìn)行越徹底，理論上 BOD5/TKN2.86 時(shí)反硝化才能進(jìn)行。本廠進(jìn)水 TKN 約為45mg/L，BOD 5/TKN 指標(biāo)為 4.2，故本工程可采用生物脫氮工藝。BOD5/TP該指標(biāo)是鑒別能否采用生物除磷的主要指標(biāo)。一般認(rèn)為要有較好的磷去除率須BOD5/TP17 ，比值越大，除磷效果越好。本廠進(jìn)水 BOD5/TP=48，可采用生物除磷的工藝。2.4 工藝方案的比選生物處理方法主要有活性污泥法和生物膜法?；钚晕勰喾ㄊ窃谌斯こ溲醯臈l件下，對(duì)污水和各種微生物群體進(jìn)行連續(xù)的混合培養(yǎng)，形成活性污泥，利用活性污泥的生物凝聚，吸附和氧化作用，以分解去除污水中的有機(jī)污染物，然后使污泥與水分離，大部分污泥回流到曝氣池，而剩余污泥則排出。生物膜法則是利用各種不同載體，通過污水與載體的不斷接觸，在載體上繁殖生物膜，利用膜的生物吸附和氧化作用，以降解去除污水中的有機(jī)污染物，而脫落下來的生物膜與水進(jìn)行分離。當(dāng)前國內(nèi)外城市污水廠大多都采用活性污泥法二級(jí)生物處理，同時(shí)對(duì)活性污泥法有著豐富的管理運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和有關(guān)技術(shù)資料。這種方法能有效地去除城市污水中的主要污染物質(zhì)，并且處理費(fèi)用較低。第 6 頁 共 32 頁因此，污水處理廠工藝選用活性污泥法進(jìn)行比選?；钚晕勰喾ㄓ钟卸喾N工藝方案，按上述方案選擇的原則，參照國內(nèi)外的研究成果及污水處理廠的運(yùn)行實(shí)踐，在進(jìn)行多方案比較的基礎(chǔ)上，選擇了 A2/O 工藝和 CASS 活性污泥法工藝兩種污水處理方案進(jìn)行論證及經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較，從而確定最佳方案。（1）技術(shù)比較方案一A2/O 處理工藝是 AnaerobicAnoxicOxic 的英文縮寫，它是厭氧缺氧好氧生物脫氮除磷工藝的簡稱，目前廣泛采用的具有脫氮除磷功能的工藝，是 80 年代在普通活性污泥法基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新工藝。 A2/O 流程的特點(diǎn)是：污水流經(jīng)厭氧池、缺氧池、再進(jìn)入好氧池；并將好氧池的混合液和沉淀池的污泥分別回流至缺氧池、厭氧池。使缺氧池中即從原污水中得到充足的有機(jī)物，又從回流的混合液中得到大量硝酸鹽，而回流污泥則可保證其微生物量，因此可進(jìn)行反硝化反應(yīng)，回流污泥中硝酸鹽濃度降低，提高了聚磷菌在厭氧區(qū)磷的釋放，相應(yīng)提高了在好氧區(qū)的磷吸收率，而且在厭氧、高污染物負(fù)荷條件下抑制了絲狀菌的繁殖，可以有效的防止污泥膨脹，而后在好氧池中進(jìn)行 BOD5 的進(jìn)一步降解和硝化。A2/O 法脫氮工藝流程不需外加碳源，以原廢水為碳源，可保證充分的反硝化反應(yīng)，好氧池設(shè)在缺氧池之后，可使反硝化殘留的有機(jī)污染物得到進(jìn)一步去除，提高了出水水質(zhì)，另外缺氧池放在好氧池之前，一方面可減輕好氧池的有機(jī)負(fù)荷，另一方面也有利于控制污泥膨脹，反硝化過程中產(chǎn)生的堿度還可補(bǔ)償硝化過程對(duì)堿度的消耗。但要取得較好的脫氮率，必須保證足夠大的混合液回流比，這勢(shì)必增加系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用，這也是A2O 系統(tǒng)的一個(gè)缺點(diǎn)。圖 1 方案一生化反應(yīng)工藝示意圖第 7 頁 共 32 頁方案二CASS 工藝是 SBR 的改進(jìn)工藝，即“循環(huán)式活性污泥法工藝” (cyclic activated sludge system)。CASS 工藝是在同一池子內(nèi)，在不同的時(shí)間階段完成生物處理過程和泥水分離過程，是集生物降解和沉淀等功能為一體的污水生化處理工藝，具有流程簡單，運(yùn)行方式靈活，在空間上是完全混合，在時(shí)間上是理想推流等優(yōu)點(diǎn)。CASS 反應(yīng)池 由三個(gè)區(qū)域組成，即生物選擇區(qū)、兼性區(qū)和主反應(yīng)區(qū)構(gòu)成。三者經(jīng)典的體積比大致為 1：5：30。生物選擇區(qū)的工藝過程遵循活性污泥的基質(zhì)積累再生理論使活性污泥在生物選擇區(qū)中經(jīng)歷一個(gè)高負(fù)荷的吸附階段(基質(zhì)積累)，隨后在主反應(yīng)區(qū)經(jīng)歷一個(gè)較低負(fù)荷的基質(zhì)降解階段，以完成整個(gè)基質(zhì)去除過程。由于該部分活性污泥在高 BOD 負(fù)荷條件下運(yùn)行，生物吸附作用增強(qiáng)；另一方面，微生物在此區(qū)域得到馴化，促進(jìn)了微生物的增殖。兼性區(qū)(預(yù)反應(yīng)區(qū)) 在厭氧或兼氧條件下運(yùn)行時(shí)不僅與生物選擇區(qū)共同對(duì)進(jìn)水水質(zhì)、水量的變化起到緩沖作用，同時(shí)還具有促進(jìn)磷的進(jìn)一步釋放和氮的反硝化作用。主反應(yīng)區(qū)是最終去除有機(jī)底物的主場(chǎng)所。運(yùn)行過程中的曝氣階段，通常將主反應(yīng)區(qū)的曝氣強(qiáng)度加以控制，以使反應(yīng)區(qū)內(nèi)主體溶液中處于好氧狀態(tài)，而活性污泥結(jié)構(gòu)內(nèi)部則基本處于缺氧狀態(tài)，溶解氧向污泥絮體內(nèi)的傳遞受到限制而硝態(tài)氮由污泥內(nèi)向主體溶液的傳遞不受限制，從而使主反應(yīng)區(qū)中同時(shí)發(fā)生有機(jī)污染物的降解以及同步硝化和反硝化作用。主反應(yīng)區(qū)：有四個(gè)階段。進(jìn)水反應(yīng)階段：根據(jù)情況可采用曝氣及半限制曝氣的運(yùn)行方式，在進(jìn)水的過程或后期進(jìn)行曝氣。在曝氣階段，通過微孔曝氣器充氧，在曝氣開始時(shí)，溶解氧控制在較低水平(約 0.20.5mg/L)，直到曝氣結(jié)束前使溶解氧最終達(dá)到 23mg/L，由 DO 監(jiān)控系統(tǒng)控制鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)量與反應(yīng)池進(jìn)氣閥的開度，保持 DO 最佳值，為微生物生長創(chuàng)造一個(gè)適宜的生長環(huán)境，并節(jié)約能耗，在好氧條件下完成了有機(jī)物的氧化、硝化和吸磷作用。在此階段，聚磷菌利有機(jī)物氧化釋放的能量，過量吸收混合液中的磷，使水中的磷轉(zhuǎn)移到污泥中，隨剩余污泥排到系統(tǒng)外，達(dá)到除磷的目的。這種運(yùn)行方式不像前置反硝化系統(tǒng)中需較高的內(nèi)回流，因此省去了內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)，而且在系統(tǒng)中不需要單獨(dú)設(shè)置一個(gè)缺氧段以進(jìn)行反硝化，從而達(dá)到除氮的目的。沉淀階段：反應(yīng)池靜止沉淀，完成泥水分離過程。潷水階段：污泥繼續(xù)沉淀，經(jīng)過處理的上清液由排水裝置(旋轉(zhuǎn)式潷水器)排出池外至第 8 頁 共 32 頁最低水位。閑置階段：此階段可進(jìn)行剩余污泥的排放。上述各個(gè)階段組成一個(gè)循環(huán)，并不斷重復(fù)。循環(huán)開始時(shí)，由于進(jìn)水，池子中的水位由某一最低水位開始上升，經(jīng)過一定時(shí)間的曝氣和非曝氣反應(yīng)后停止，使活性污泥進(jìn)行絮凝并在一個(gè)靜止的環(huán)境中沉淀，在完成沉淀后，由旋轉(zhuǎn)式潷水器排出已處理的上清液，使水位下降至池子所設(shè)定的最低水位。完成上述各階段后，系統(tǒng)進(jìn)入下一循環(huán)過程，重復(fù)以上操作。污泥回流/剩余污泥排除系統(tǒng)：在 CAST 活性污泥法中主反應(yīng)池內(nèi)設(shè)有潛污泵，污泥通過此潛污泵不斷地從主曝氣區(qū)抽送至生物選擇區(qū)中。為保持池子中有一個(gè)合適的污泥濃度，需要根據(jù)產(chǎn)生的污泥量排出相應(yīng)的剩余污泥。安裝在反應(yīng)池內(nèi)的剩余污泥泵在沉淀階段結(jié)束后將工藝過程中產(chǎn)生的剩余污泥排出系統(tǒng)。排除剩余污泥一般在沉淀階段結(jié)束后進(jìn)行，排出的污泥濃度約為 8g/l 左右。為了處理連續(xù)的進(jìn)水，在 CAST 活性污泥法系統(tǒng)中應(yīng)至少設(shè)置二個(gè)池子，由于本工程規(guī)模小，對(duì)本工程將采用 2 個(gè)反應(yīng)池運(yùn)行，池子之間和各個(gè)運(yùn)行階段相互錯(cuò)開。例如，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)池子處于進(jìn)水一一曝氣階段時(shí)，第二個(gè)池子則處于沉淀和潷水階段，反之亦然。通過在時(shí)間上錯(cuò)開各個(gè)池子的進(jìn)水，可以產(chǎn)生連續(xù)的進(jìn)水，曝氣階段的優(yōu)化設(shè)置可使鼓風(fēng)機(jī)連續(xù)工作，風(fēng)量可調(diào)，順序?qū)Ω鱾€(gè)池子進(jìn)行曝氣。工藝系統(tǒng)采用微孔曝氣系統(tǒng)進(jìn)行供氧，其充氧效率高，可大大節(jié)省運(yùn)行能耗和運(yùn)行費(fèi)用。CAST 活性污泥法工藝系統(tǒng)的一個(gè)重要特性是在工藝過程中不設(shè)專門缺氧段的條件下仍能進(jìn)行硝化和反硝化，達(dá)到去除氮的目的。CAST 活性污泥法工藝系統(tǒng)通過將活性污泥從主反應(yīng)區(qū)(好氧 )回流到生物選擇區(qū)以及系統(tǒng)間歇曝氣的運(yùn)行方式可以使活性污泥不斷地經(jīng)歷好氧和厭氧的循環(huán)，這些反應(yīng)條件將有利于聚磷菌在系統(tǒng)中的生長和累積。因此循環(huán)式活性污泥法工藝系統(tǒng)具有生物除磷的功能。大量采用 CAST 活性污泥法工藝的污水處理廠的運(yùn)行結(jié)果表明，在不加任何化學(xué)藥劑的條件下，生物除磷的除磷效果在 80左右。而 NH3-N 的去除率達(dá)到 80以上，TN去除率達(dá) 70以上。CAST 活性污泥法工藝運(yùn)行可靠靈活，已在各種規(guī)模的城市污水和工業(yè)廢水處理中得到應(yīng)用。在應(yīng)用該工藝的這些污水處理廠的運(yùn)行表明，此項(xiàng)技術(shù)已取得較大的進(jìn)展，以間歇操作的工藝形式處理城市污水已被廣泛接受。第 9 頁 共 32 頁圖 2 方案二生化反應(yīng)工藝示意圖下面將 A2/O 工藝方案與 CASS 活性污泥法工藝的方案列表進(jìn)行比較（表 3） 。表 3 方案技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)比較表項(xiàng)目 A2/O 工藝 CASS 工藝主要優(yōu)點(diǎn)1、工藝成熟，運(yùn)行穩(wěn)定。2、除磷脫氮效果好，出水水質(zhì)滿足要求。3、處理效果好。1、流程簡單，占地面積省。2、耐沖擊負(fù)荷，處理效果穩(wěn)定。3、除磷脫氮效果好，出水水質(zhì)滿足要求。主要缺點(diǎn)1、處理構(gòu)筑物相多較多。2、相對(duì)于 CASS 工藝而言，需要較大的混合液回流和污泥回流。1、自動(dòng)化程度高，則管理技術(shù)人員水平要求高。2、排泥和回流不如二沉池均勻。（2）經(jīng)濟(jì)比較由上述技術(shù)比較可知各自費(fèi)用的大小：和 A2/O 工藝相比， CASS 工藝在構(gòu)筑物和運(yùn)行費(fèi)用上均勝出。CASS 工藝技術(shù)上先進(jìn)，費(fèi)用上合理，是合乎要求的工藝。2.5 污泥處理方案的比選2.5.1 污泥的處理要求在污水處理過程中，要產(chǎn)生污泥，污泥來源于污水處理廠的初沉池和二沉池，前者稱為初沉污泥，后者稱為剩余污泥。污水處理中產(chǎn)生的污泥，由于含有大量的有機(jī)污染物，易腐化變臭，并含有寄生蟲第 10 頁 共 32 頁卵,如不進(jìn)行處理或妥善的處置，將對(duì)環(huán)境產(chǎn)生不良影響，造成二次污染， 因此，必須對(duì)污泥進(jìn)行必要的處理與處置。污泥處理要求如下：（1）減少有機(jī)物，使污泥穩(wěn)定化。（2）減少污泥體積，降低污泥后續(xù)處置費(fèi)用。（3）減少污泥中有毒物質(zhì)。（4）利用污泥中有用物質(zhì)，化害為利。 （5）因選用生物脫氮除磷工藝，故應(yīng)避免磷的二次污染。2.5.2 常用污泥處理的工藝流程由于污水處理中采用了生物除磷的工藝，所產(chǎn)生的剩余污泥富含無機(jī)磷，進(jìn)行重力濃縮時(shí)，濃縮池內(nèi)呈厭氧狀態(tài)，會(huì)促使磷的釋放，因此選擇第二種污泥處理工藝。其中污泥濃縮，脫水有兩種方式選擇，污泥含水率均能達(dá)到 80%以下： （1）方案一:污泥機(jī)械濃縮、機(jī)械脫水； （2）方案二:污泥重力濃縮、機(jī)械脫水。 表 4 污泥濃縮脫水技術(shù)比較項(xiàng)目 方案一 方案二主要構(gòu)筑物1. 污泥貯泥池2. 濃縮、脫水機(jī)房3. 污泥堆棚1. 污泥濃縮池2. 脫水機(jī)房3. 污泥堆棚主要設(shè)備 1. 污泥濃縮設(shè)備2. 加藥設(shè)備1. 濃縮池刮泥機(jī)2. 脫水機(jī)3. 加藥設(shè)備占地面積 小 大對(duì)環(huán)境的影響 無大的污泥敞開式構(gòu)筑物，對(duì)周圍環(huán)境影響小 污泥濃縮池露天布置，氣味難聞，對(duì)周圍環(huán)境影響大總土建費(fèi)用 小 大總設(shè)備費(fèi)用 一般 稍大剩余污泥中磷的釋放 無 有圖 3 城鎮(zhèn)污水二級(jí)處理廠污泥處理典型流程圖 4 帶有生物除磷的城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理典型流程第 11 頁 共 32 頁由表 4 可見方案一優(yōu)于方案二，因此本工程污泥處理工藝選用污泥機(jī)械濃縮，機(jī)械脫水。本次工程設(shè)計(jì)確定將 CASS 工藝中產(chǎn)生的污泥由 CASS 反應(yīng)池提升至貯泥池，貯泥池內(nèi)設(shè)置水下攪拌器攪拌，再進(jìn)入污泥脫水機(jī)房，經(jīng)濃縮脫水一體機(jī)脫水，含水率由99.2左右降至 80以下后外運(yùn)。最終確定的 CASS 工藝流程如圖 5 所第 12 頁 共 32 頁圖 5 CASS 工藝流程圖第 13 頁 共 32 頁3 主要構(gòu)筑物設(shè)計(jì)計(jì)算3.1 粗格柵3.1.1 粗格柵功能：截留污水中較粗大的漂浮物和懸浮物，保證后續(xù)處理設(shè)施的正常運(yùn)行。3.1.2 設(shè)計(jì)計(jì)算流量采用最高日最高時(shí)流量計(jì)算。設(shè)過柵流速 V=0.8m/s12，選 2 臺(tái)格柵，則則每臺(tái)過柵流量 Qmax=15000×1.53/2= 11475m3/d= 0.133m3/s圖 6 格柵設(shè)計(jì)計(jì)算圖（1）格柵槽總寬度（B） (1)SnbmaxsiQhv式中：S柵條寬度，取 10mm；n柵條間隙數(shù)；b柵條間距，取 20mm；Qmax處理量，取 15000m3/d；h柵前水深，取 0.57m；v過柵流速，取 0.8m/s；格柵傾角，取 70°。代入數(shù)據(jù)得到第 14 頁 共 32 頁(n=15)°0.13sin7014.325.8nB=0.01×(151)0.02×15=0.44m（2）過柵水頭損失(h 1)102sinhkvg0計(jì)算水頭損失；1h設(shè)計(jì)水頭損失；K格柵受污物堵塞使水頭損失增大的倍數(shù)，一般取 3； ， =1.79。 4/3阻 力 系 數(shù) ， 取 圓 形 斷 面 sb代入數(shù)據(jù)得到0.043m24/3°00.8.179sin79hm1.（3）進(jìn)水渠道漸寬部分長度（L 1）設(shè)進(jìn)水渠寬 B1=0.20m，取漸寬部分展開角為 20°1am10.42.326tg（4）柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度（L 2）L2=L1/2=0.12m（5）取柵前渠道超高 h20.3m，柵前槽高 H1=h+h20.57+0.30.87m柵槽后總高度 m120.5790.3H（6）柵槽總長度 (L) 112.tan=0.33+0.12+1.0+0.5+ =2.26m0.87t（7） 每日柵渣量取 W1=0.07 m3/103m3ax18640ZQK第 15 頁 共 32 頁= =1.03m3/d >0.2 m3/d，則采用機(jī)械清渣。8640.271533.1.3 主要工程內(nèi)容粗格柵間一座，設(shè)格柵渠道 2 條，選用旋轉(zhuǎn)式機(jī)械格柵除污機(jī) 2 臺(tái)， 2 臺(tái)格柵機(jī) 1用 1 備。格柵機(jī)共用 1 臺(tái)無軸螺旋輸送機(jī)輸送柵渣，柵渣輸送至渣斗后外運(yùn)。格柵除污機(jī)前后設(shè)有渠道閘門，以供檢修和切換使用。3.1.4 運(yùn)行方式格柵除污機(jī)根據(jù)其前后液位差或按時(shí)間周期自控運(yùn)行，也可機(jī)旁手動(dòng)控制；無軸螺旋輸送機(jī)與其連鎖運(yùn)行。3.2 污水提升泵站3.2.1 功能：將污水提升后重力自流至后續(xù)處理構(gòu)筑物。3.2.2 設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)流量：Q max=15000×1.53÷24=956.25 m3/h泵后構(gòu)筑物總水損=接觸池水損CASS 池水損平流沉砂池水損細(xì)格柵水損富余水頭=0.50 0.600.3 0.30.5=2.2m3.2.3 主要工程內(nèi)容設(shè)潛污泵 3 臺(tái)，2 用一備，2 用一備，每臺(tái)流量為 500m3/h，設(shè)揚(yáng)程 H=8m，管徑。污水提升泵站一座，平面尺寸為 10×4.8m，地下部分深 3.6m；為方便設(shè)備的安裝與檢修，設(shè)電動(dòng)葫蘆 1 臺(tái)，起重量 3t。3.3 細(xì)格柵3.3.1 功能：用于去除污水中較小的漂浮物，減輕后續(xù)處理構(gòu)筑的負(fù)荷。3.3.2 設(shè)計(jì)計(jì)算：設(shè)計(jì)流量按水泵的最大組合流量計(jì),選用 2 臺(tái)細(xì)格柵，每個(gè)平流沉砂池對(duì)應(yīng) 1 臺(tái)細(xì)格柵，則 =0.139m3/s；設(shè)過柵流速 =0.8m/s；柵條間隙 b=5mm；柵前水深 h=0.5m；安maxQv裝角度 70°。設(shè)計(jì)原理同粗格柵一樣，計(jì)算內(nèi)容如下：（1）格柵槽寬度（B）柵條間隙數(shù) = =67.4（n=68 ）maxsinQbhv0.139sin705.8設(shè)柵條寬度 s=0.01m, 柵槽寬度 B=s（n-1）+bn=0.01×（68-1）+0.005×68=1.01m（2）設(shè)進(jìn)水渠寬 B10.50m，漸寬部分展開角 ，o2a第 16 頁 共 32 頁進(jìn)水渠漸寬部分長度 m11.05.702tanta2Bl柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度 m1./.35l（3）設(shè)柵條為矩形斷面，取 k=3，過柵水頭損失m42 231 0.1.8sin3.2sin70.89hkg取柵前渠道超高 h20.3m，柵前槽高 H1=h+h20.5+0.30.8m，柵后槽總高度 HH=h+h1+ h2 =0.5+0.088+0.3=0.888m柵槽總長度m1 0.7.050.735.2.85tantanLl（4）柵渣量 m3/d>0.2 m3/dmx86486421.ZQWK3.3.3 主要工程內(nèi)容格柵渠道兩條，每條寬 1m，旋轉(zhuǎn)格柵除污機(jī) 2 臺(tái)，正常情況 2 臺(tái)同時(shí)工作，當(dāng)需檢修時(shí)，1 臺(tái)工作，1 臺(tái)檢修。2 臺(tái)格柵除污機(jī)共用 1 臺(tái)無軸螺旋輸送機(jī)輸送柵渣，柵渣輸送至渣斗后外運(yùn)。格柵除污機(jī)前后設(shè)有渠道閘門以供檢修和切換使用。3.4 平流式沉砂池3.4.1 功能：對(duì)污水中的以無機(jī)物為主體、比重大的（如砂子、煤渣等）固體懸浮物進(jìn)行沉淀分離,減輕 CASS 生化池的負(fù)荷。3.4.2 設(shè)計(jì)計(jì)算最大設(shè)計(jì)流量時(shí)的流速 V=0.20m/s，最大設(shè)計(jì)流量時(shí)的流行時(shí)間 t=40s，城市污水沉砂量 X=30 / 污水。沉沙池每 2 天清除一次。3m6103（1）沉砂池長度(L)，L=vt =0.20×40=8m（2）水流斷面積(A )取每格最大流量 Qmax=0.139 /s（設(shè)計(jì) 1 座，分為 2 格）3m則：A=Q max/v=0.139/0.20=0.695m2（3）池總寬度(B )取每格寬取 b=1.2m 則：池總寬 B=nb=2×1.2=2.4m（4）有效水深(h 2)h2=A/b=0.695/1.2=0.579m（介于 0.251.0m 之間,符合要求）第 17 頁 共 32 頁（5）貯砂斗所需容積 V設(shè)：T =2d則： max66840.13902840.75zQXTK3m其中： X城市污水沉砂量，一般采用 30 /106 ，（6）每個(gè)污泥沉砂斗容積（V 0）設(shè)：每一分格有 2 個(gè)沉砂斗則： V0= V/(2×2)=0.47/4=0.118 3m（7）沉砂斗各部分尺寸及容積(V)設(shè)：沉砂斗底寬 b1=0.5m，斗高 =0.35m，斗壁與水平面的傾角為 60°3'h則：沉砂斗上口寬： 321'20.5.904mtan6tan6hb復(fù)核沉砂斗容積：V 0=0.118'22223311.3()(.50).17mVb3（8）沉砂池高度(H)設(shè)采用重力排砂，池底坡度 i6，坡向砂斗，則： m22'(80.94.2)/.96Lb33'0.6'('035.2960.53hhLb設(shè)：超高 h1=0.3m則：H= h1+h2+h3=0.3+0.58+0.53=1.41m（9）進(jìn)出水漸寬部位長度為：L 1=(B-B1)/2tan20°=(2.62.1)/0.728=0.734m（10）驗(yàn)算最小流量時(shí)的流速：在最小流量時(shí)只用一格工作，即 n=1,最小流量即平均流量 Q=15000 /d=0.173m/s3m則：v min=Q/A=0.174/0.70=0.25m/s 沉砂池要求的設(shè)計(jì)流速在 0.15 m/s0.30 m/s 之間， 符合要求。3.4.3 主要工程內(nèi)容平流沉砂池一座，采用機(jī)械排砂，排出的砂經(jīng)洗砂后外送。第 18 頁 共 32 頁圖 7 平流沉砂池計(jì)算草圖3.5CASS 生化池3.5.1CASS 的功能：根據(jù)設(shè)定的運(yùn)行時(shí)間程序周期運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的降解，氮、磷營養(yǎng)鹽和 SS 去除，使處理后的污水達(dá)到設(shè)計(jì)排放標(biāo)準(zhǔn)。3.5.2 設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)流量：Q=1000m 3/h，分為 2 組，每組四座。構(gòu)造見圖水溫：10 25 （1）曝氣時(shí)間 TAh 取 4.6h0241904.56.2ASLmXS0進(jìn)水的平均 BOD5,190mg/L；LS污泥負(fù)荷，取 0.1kgBOD5/(kgMLSS·d)；1/m排水比，取 1/4；X曝氣池內(nèi) MLSS 濃度,取 2500mg/L。（2）沉淀時(shí)間 TS 41.741.7max7.002549m/hVX第 19 頁 共 32 頁max11()0.5.47h1.29SHTV取Vmax污泥界面沉降速度；T設(shè)計(jì)水溫，按設(shè)計(jì)最低水溫計(jì)，取 12；H反應(yīng)池內(nèi)有效水深，取 5m；0.5 為安全高度或稱緩沖層高度，m 。（3）周期數(shù)的確定（n）排水時(shí)間 TD：設(shè)計(jì)為 0.8h,由此選擇潷水器的排水性能。一個(gè)周期所需時(shí)間TC=TA+TS+TD=4.6+1.2+0.8=6h周期次數(shù)為 n=24/6=4 次（4）反應(yīng)池容積 V,采用負(fù)荷法計(jì)算， 30()240(1920)7.65.ewQV mXNf出水的平均 BOD5，20 mg/LeS污泥負(fù)荷率，取典型值 0.15 kgBOD5/(kgMLVSS·d)；w混合液中揮發(fā)性懸浮固體濃度與總懸浮固體濃度的比值，一般為f0.70.8，取 0.7；反應(yīng)時(shí)間比，即反應(yīng)時(shí)間比周期時(shí)間。e（5）CASS 的池型總高 H0=H+0.5=5.5mVLBBH 為 12，LB 為 46 , 其中 B 為池長,L 為池長，則尺寸為，H=5m， B=10m, L=51m，V=5×10×51=2550m3三者經(jīng)典的體積比大致為 1：5：30?？梢缘玫缴镞x擇區(qū) Va，兼性區(qū) Vb，主反應(yīng)區(qū) Vc 區(qū)之比為 1530m3， 354.5 m3， 70.9×30=2127m3250/67.9a 70.9b 生物選擇區(qū)長度 m1426aL兼性區(qū)長度 m57.3b第 20 頁 共 32 頁主反應(yīng)區(qū)長度 m513042.6cL（6）連通孔口尺寸隔墻底部設(shè)連通孔，連通兩區(qū)水流，連通孔數(shù)量選擇見表 48。表 4 CASS 池區(qū)與區(qū)之間連通孔數(shù)量選擇池寬 B m 4 6 8 10 12連通孔個(gè)數(shù) n3 個(gè) 1 2 3 4 5生物選擇區(qū)與兼性區(qū)的連通孔尺寸m2112 23401.50.76485aBLHQAnuH1=H×m=5÷4=1.25m式中：A 1隔墻底部連通孔單個(gè)尺寸；n1CASS 池子個(gè)數(shù)；u孔口流速，m/h，一般為 20m/h50m/h，本次設(shè)計(jì)中取 25 m/h；H1池內(nèi)設(shè)計(jì)最高水位至潷水后最低水位之間的水深；連通孔個(gè)數(shù)，取 4 個(gè)。3n孔口間距單孔時(shí)設(shè)在隔墻中央，多孔時(shí)沿墻均勻分布，孔口寬度為0.4m0.6 m，孔口高度不宜大于 1.0m。最后校核，得孔口寬度 b=0.60m；孔口高度 L=1.00m，取五個(gè)。（7）剩余污泥量 203.5237.kg/dCVX式中： 污泥齡，d ，CASS 池的一般在 1525d，本次設(shè)計(jì)中取20d；曝氣池反應(yīng)器容積，m 3；V每天剩余污泥量，kg/d。X剩余污泥含水率 99.4%，以體積算，濕污泥量為：= =0Q1()P3102537.42.9m/d9（8）主反應(yīng)區(qū)曝氣的需氧量：第 21 頁 共 32 頁021.42.68eQSOX= kg/d4(9).537.60.采用鼓風(fēng)曝氣，曝氣池有效水深為 5m，曝氣擴(kuò)散器安裝距池底 0.2m，則擴(kuò)散器上靜水壓為 4.8m，20 水中溶解氧飽和度為 =9.17mg/L 其他相關(guān)參數(shù)選擇sC如下：值取 0.7， 值取 0.95，曝氣設(shè)備堵塞系數(shù) F 取 0.8，采取管式微孔擴(kuò)散設(shè)備， 25%，擴(kuò)散器壓力損失為 300mmH2O，aE工程所在地海拔高度約 3000m，大氣壓力 p 為 0.707× Pa，壓力修正系數(shù)：510550.7.71.313p擴(kuò)散器出口處絕對(duì)壓力： 3535a9.80.9.84.180PdpH空氣離開曝氣池面時(shí)，氣泡含氧體積分?jǐn)?shù)： 02110%79AE= (.5)6.20時(shí)曝氣池混合液中平均氧飽和度mg/L55 1.806.%()0.79().282.06142%24 dossPC設(shè)混合液 DO 濃度為 2.0mg/L，將需氧量換算為標(biāo)準(zhǔn)條件下（20，脫氧清水）充氧量： 2020()1.4SS TTOCF = kg/d2036976080.7(95.).=1083.7kg/h曝氣池供氣量： 31083.7541m/h.22ssAOGE第 22 頁 共 32 頁選擇 6 臺(tái)風(fēng)機(jī)，四用一備，則單臺(tái)風(fēng)機(jī)風(fēng)量：3871m 3/h。（9）布?xì)庀到y(tǒng)的計(jì)算：選用膜片式微孔曝氣器，通氣量 1.53m3/(h·個(gè))，服務(wù)面積 0.350.70m2/個(gè)；氧利用率 18-25；充氧動(dòng)力效率 46kgO2/(kw·h)；材質(zhì)：合成橡膠，取服務(wù)面積為 0.5 m2/個(gè)，則曝氣頭數(shù)量n= （取 6614 個(gè)） 。49.61083.3.6 接觸消毒池與加氯間3.6.1 設(shè)計(jì)說明：因?yàn)榧{污水體河段水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)按地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB3838-88)類標(biāo)準(zhǔn)考慮，故需消毒后才能排放。采用隔板式接觸反應(yīng)池3.6.2 設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)流量：Q=24000m 3/d=1000m3/h（設(shè)一座）水力停留時(shí)間：T =0.5h平均水深：h=2.0m隔板間隔：b=3.5m（1）接觸池容積：V=QT=1000 0.5=500m3表面積 m2 50VAh隔板數(shù)采用 2 個(gè)，則廊道總寬為 B（2+1） 3.510.5m 取 11m接觸池長度 取 24m5023.81.L長寬比 2463.b實(shí)際消毒池容積為 V=BLh=11 24 2=528m3 池深取 20.32.3m (0.3m 為超高)經(jīng)校核均滿足有效停留時(shí)間的要求。（2）加氯量計(jì)算：加氯量應(yīng)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定，對(duì)于生活污水，可參用下列數(shù)值：二級(jí)處理水排放時(shí)投氯量為 510mg/L，設(shè)計(jì)最大加氯量為 max=6.0mg/L,每日投氯量為 maxQ=6 24000 10-3=144kg/d=6kg/h第 23 頁 共 32 頁選用貯氯量為 160kg 的液氯鋼瓶，每日加氯量為 9/10 瓶,共貯用 12 瓶，每日加氯機(jī)兩臺(tái)，單臺(tái)投氯量為 1.53kg/h。配置注水泵兩臺(tái)，一用一備，要求注水量 Q=13m3/h,揚(yáng)程不小于 10mH2O。（3）混合裝置：在接觸消毒池第一格和第二格起端設(shè)置混合攪拌機(jī) 2 臺(tái)（立式） ，混合攪拌機(jī)功。實(shí)際選用 JWH3101 機(jī)械混合攪拌機(jī)，漿板深度為 1.5m,漿葉直徑為 0.31m,漿葉寬度 0.9m，功率 4.0kW。接觸消毒池計(jì)算草圖如下：4 附屬構(gòu)筑物4.1 集水井4.1.1 集水井功能：集水井位于泵房下部，具有調(diào)節(jié)水質(zhì)水量的作用，避免負(fù)荷沖擊對(duì)生化處理系統(tǒng)造成不良影響。泵站集水井容積一般按不小于最大一臺(tái)泵 5 分鐘的出水量計(jì)算，有效水深取 1.52.0 米。4.1.2設(shè)計(jì)計(jì)算本次設(shè)計(jì)集水井容積按最大一臺(tái)泵6分鐘的出水量計(jì)算，有效水深取1.5米 3506mV則集水井的面積為 50/1.5=33.3m2,取 33.5m2。4.2 貯泥池4.2.1 貯泥池功能：對(duì)剩余活性污泥起存儲(chǔ)調(diào)理的作用。4.2.2 設(shè)計(jì)計(jì)算采用 1d 的停留時(shí)間。貯泥池污泥流量：Q 0=422.9m3/d（由曝氣池的剩余污泥量得知）；設(shè)貯泥池平面為圓形，有效水深：h 1=3.5m；超高 h2=0.5m。第 24 頁 共 32 頁則的直徑： 0142.mQDh4.3 集水井及二次提升泵4.3.1 設(shè)計(jì)說明：由于污水廠的接觸池水面標(biāo)高為 2980.9m，出水受納水體水位取城區(qū)八一大橋處最高水位 2996.36m,故污水流經(jīng)接觸消毒池后，還需二次提升泵將污水排出廠外。4.3.2 設(shè)計(jì)計(jì)算取流量 Q 仍為設(shè)計(jì)的最大流量，受納水體最高水位和接觸池水位之差=2996.362980.9=15.46m。選用 3 臺(tái)泵（兩用一備） ，每臺(tái)流量為 500m3/h，揚(yáng)程為 20 米。集水井容積按最大一臺(tái)泵 8 分鐘的出水量計(jì)算，有效水深取 1.5 米，35086.7mV則集水井的面積為 66.7/1.5=44.4m2 取 45 m2。5 污水處理廠總體布置5.1 污水處理廠總平面設(shè)計(jì)由于污水處理廠廠址處有防洪堤，可滿足污水處理廠的防洪要求，故初步確定污水處理廠廠區(qū)地面設(shè)計(jì)標(biāo)高為 29806m，建設(shè)用地為矩形，南北長約 138.2m，東西長約168.5m，總占地面積為 23286.7m2。污水處理廠布置主要應(yīng)滿足各構(gòu)筑物的功能和流程要求，同時(shí)結(jié)合廠址地形，氣象和地質(zhì)條件等因素進(jìn)行布置，本污水廠總平面布置主要有如下特點(diǎn)：（1）將污水處理區(qū)、污泥處理區(qū)及生產(chǎn)管理和生活設(shè)施分區(qū)集中進(jìn)行布置，并保持必要的間距，使污水處理廠各構(gòu)建筑物之間既有機(jī)結(jié)合，又相對(duì)獨(dú)立。（2）將生產(chǎn)管理和生活設(shè)施布置在污水廠上風(fēng)向，從而避免了污水、污泥氣味的影響。形成良好的生活、辦公環(huán)境。（3）將用電負(fù)荷較大的鼓風(fēng)機(jī)房與變配電所靠近布置，便于電纜敷設(shè)。（4）將辦公室、控制室、化驗(yàn)等集中布置在綜合樓，便于管理，提高辦公效率。（5）廠區(qū)平面設(shè)計(jì)充分考慮環(huán)境的美化，充分利用道路兩側(cè)的空地進(jìn)行綠化，栽種灌木草坪，盡量少栽種喬木，避免落葉飄入池中。廠區(qū)道路主干道 6.0m，次干道 2.5m，人行道 1.5m，道路轉(zhuǎn)彎半徑分別為6.0m、4.0m，車行道采用混凝土路面，人行道采用預(yù)制混凝土塊鋪砌。第 25 頁 共 32 頁管道定線應(yīng)遵循的主要原則是：一般按照主干管、干管、支管的順序依次進(jìn)行。定線時(shí)通常應(yīng)考慮的幾個(gè)因素是：地形和用地布局；排水體制和線路數(shù)目；污水廠和出水口數(shù)目；水文地質(zhì)條件；道路寬度；地下管線及構(gòu)筑物的位置；工業(yè)企業(yè)和產(chǎn)生大量污水的建筑物的分布情況。廠區(qū)給水由市自來水公司提供，來自于周邊供水干管。廠區(qū)給水主要用于生活、構(gòu)筑物及設(shè)備沖洗、綠化及消防等。給水干管廠區(qū)內(nèi)呈環(huán)網(wǎng)狀，利于消防和安全供水。廠區(qū)排水為雨污分流制，廠區(qū)雨水由道路雨水口收集后匯入廠區(qū)雨水管道，并自流排入附近河流。廠區(qū)生活污水、生產(chǎn)污水、上清夜等經(jīng)廠區(qū)污水管道收集后匯入集水池與進(jìn)廠污水一同處理。具體平面布置見附圖。5.2 高程布置5.2.1 高程布置任務(wù)及原則本次設(shè)計(jì)中，污水全部自流進(jìn)入污水處理廠。進(jìn)入粗格柵間的進(jìn)水管管底標(biāo)高約為2976.1m，污水提升泵房集水池水位 2976.5m，污水經(jīng)提升后至細(xì)格柵間，水位標(biāo)高為2983.85m，接觸池水面標(biāo)高為 2980.9m。對(duì)污水處理流程進(jìn)行高程布置的主要任務(wù)是，確定各處理構(gòu)筑物的標(biāo)高，確定處理構(gòu)筑物之間連接管距的尺寸及其標(biāo)高，通過計(jì)算確定各部位的水面標(biāo)高，從而能夠使污水沿處理流程在處理構(gòu)筑物之間通暢地流動(dòng)，保證污水處理廠的正常運(yùn)行。高程布置結(jié)果見附圖。設(shè)計(jì)原則如下 1,9: (1) 選擇一條距離最長，水頭損失最大的流程進(jìn)行水力計(jì)算。并應(yīng)適當(dāng)留有余地，以保證在任何情況下，處理系統(tǒng)都能構(gòu)運(yùn)行正常。(2) 計(jì)算水頭損失時(shí)，一般應(yīng)以近期最大流量（或泵的最大出水量）作為構(gòu)筑物和灌渠的設(shè)計(jì)流量。計(jì)算涉及遠(yuǎn)期流量的灌渠和設(shè)備時(shí)，應(yīng)以遠(yuǎn)期最大流量為設(shè)計(jì)流量，并酌加擴(kuò)建時(shí)的備用水頭。(3) 設(shè)置終點(diǎn)泵站的污水處理廠，水力計(jì)算常以接納處理后污水水體的最高水位作為起點(diǎn)，逆污水處理流程向上倒推計(jì)算，以使處理后污水在洪水季節(jié)也能自流排出，而水泵需要的揚(yáng)程則較小，運(yùn)行費(fèi)用也較低。但同時(shí)應(yīng)考慮到構(gòu)筑物的挖土深度不易過大，以免土建投資過大和增加施工上的困難。還應(yīng)考慮到因維修等原因需將池水放空而在高程上提出的要求。第 26 頁 共 32 頁(4) 在作高程布置時(shí)還應(yīng)注意污水流程與污泥流程的配合，盡量減少需抽升污泥量。5.2.2 水頭損失估算計(jì)算廠區(qū)內(nèi)污水在處理流程中水頭損失，選擇一條距離最長，水頭損失最大的流程進(jìn)行水利計(jì)算，并適當(dāng)?shù)亓粲杏嗟?，以保證在任何情況下，處理系統(tǒng)都能夠運(yùn)行正常。污水流動(dòng)中的水頭損失包括：污水流經(jīng)各處理構(gòu)筑物的水頭損失；污水流經(jīng)連接前后兩處理構(gòu)筑物管渠（包括配水設(shè)備）的水頭損失。在做初步設(shè)計(jì)時(shí)， 可按表所列數(shù)據(jù)估算。表 5 污水流經(jīng)各處理構(gòu)筑物的水頭損失構(gòu)筑物名稱 水頭損失（cm） 構(gòu)筑物名稱 水頭損失（cm）格柵 1025 沉砂池 1025沉淀池：平流 2040 CASS 池 150250豎流 4050 接觸接消毒池 1030輻流 5060完全混合曝氣池 2030推流曝氣池 501505.2.3 構(gòu)筑物的高程布置在初步設(shè)計(jì)中，各構(gòu)筑物的水頭損失與設(shè)計(jì)提升泵時(shí)的取值一樣。構(gòu)筑的高程如附圖所示。6 污水處理廠經(jīng)濟(jì)分析6.1 工程投資估算6.1.1 基礎(chǔ)資料（1）投資估算的編制原則工程類別按二類，施工企業(yè)等級(jí)按三級(jí)檔計(jì)算。（2）定額選用依據(jù)市政工程投資估算編制辦法(建標(biāo)2007)164 號(hào)文)；全國市政工程投資估算指標(biāo)(HGZ47-103 96)；工程勘察設(shè)計(jì)收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)(計(jì)價(jià)格200210 號(hào)文)；工程建設(shè)監(jiān)理收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)(建設(shè)部1992價(jià)費(fèi)字 479 號(hào)文)；招標(biāo)代理服務(wù)收費(fèi)管理暫行辦法(計(jì)價(jià)格20021980 號(hào)文)；全國統(tǒng)一市政工程清單計(jì)價(jià)定額西藏自治區(qū)基價(jià)(2006 年)；第 27 頁 共 32 頁西藏自治區(qū)建筑工程清單計(jì)價(jià)定額地區(qū)基價(jià)(2006 年)；西藏自治區(qū)建筑裝飾工程清單計(jì)價(jià)定額地區(qū)基價(jià)(2006 年)；西藏自治區(qū)安裝工程清單計(jì)價(jià)定額地區(qū)基價(jià)(2006 年)；西藏自治區(qū)林芝城區(qū) 2008 年下半年度建材市場(chǎng)價(jià)格信息；（3）工程量：依據(jù)設(shè)計(jì)進(jìn)行概算。（4）設(shè)備及材料價(jià)格設(shè)備價(jià)格：依據(jù)市場(chǎng)詢價(jià)（含運(yùn)雜費(fèi)） ；材料價(jià)格：市場(chǎng)詢價(jià)。（5）其他工程和費(fèi)用建設(shè)單位管理費(fèi)：第一部分工程費(fèi)用總價(jià) 1.3%；辦公家具購置費(fèi)：按設(shè)計(jì)定員每人 1500 元計(jì)算；設(shè) 計(jì) 費(fèi) ： 按 工 程 勘 察 設(shè) 計(jì) 收 費(fèi) 標(biāo) 準(zhǔn) （ 2002 修 訂 本 ） 規(guī) 定 計(jì) 算 ；職工培訓(xùn)費(fèi)：培訓(xùn)費(fèi)按 6000 元/人計(jì)；聯(lián)合試運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)：按第一部分工程費(fèi)用內(nèi)設(shè)備費(fèi)總值的 1%計(jì)算；基本預(yù)備費(fèi)：按第一、二部分工程費(fèi)用之和的 12%計(jì)算。6.1.2 工程總投資估算（表 6）第 28 頁 共 32 頁表 6 工程總投資費(fèi)用概算概預(yù)算價(jià)值（萬元）序號(hào) 工程和費(fèi)用名稱建筑工程 設(shè)備 安裝工程 其它費(fèi)用 合計(jì)單位 數(shù)量 備注一 第一部分：工程費(fèi)用 1350.65 1522.48 456.07 3329.201 總圖 478.36 13.75 71.70 563.812 地基處理費(fèi) 165.00 0 0 165.003 粗格柵及提升泵房 21.41 78.19 9.57 109.17 座 14 細(xì)格柵及沉砂池 41.20 37.73 11.06 89.99 座 15 CASS 池 380.56 306.06 108.90 795.52 座 86 接觸池 15.05 17.16 5.55 37.76 座 17 加氯間 5.89 29.19 1.13 36.21 m2 548 貯泥池 13.06 25.85 0.92 39.83 座 19 污泥脫水機(jī)房 15.39 82.83 3.80 102.02 m2 190.35第 29 頁 共 32 頁10 鼓風(fēng)機(jī)房 16.62 268.09 20.82 305.53 m2 205.56 風(fēng)機(jī)進(jìn)口設(shè)備11 變配電室、電氣 11.64 205.67 31.27 248.58 m2 176.412 綜合辦公樓 133.62 99.00 30.65 263.27 m2 1114.56 化驗(yàn)設(shè)備、通 風(fēng)、空調(diào)13 機(jī)修、車庫、倉庫及浴室鍋爐房 32.90 39.60 23.76 96.26 m2 306.78 機(jī)修鍋爐設(shè)備14 自控儀表 0 240.82 28.61 269.43 部分進(jìn)口設(shè)備15 門衛(wèi)值班室 1.91 0 0.08 1.99 m2 19.816 廠內(nèi)提升泵房 6.49 7.04 2.00 15.5317 車輛 0 71.5 0 71.50 輛 518 建筑物內(nèi)水、電（辦公樓除外） 0 23.75 23.7519 廠外道路 11.55 0 11.55 m 20020 電原外線（強(qiáng)電、弱電） 0 82.50 82.50 km 3二 第二部分：其它費(fèi)用 716.161 征地及補(bǔ)償費(fèi) 154.00 154.00 畝 35.002 環(huán)評(píng)費(fèi)等前期 16.50 16.50第 30 頁 共 32 頁3 建設(shè)單位管理費(fèi) 23.26 23.264 工程監(jiān)理費(fèi) 112.58 112.585 聯(lián)合試運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi) 15.22 15.226 質(zhì)量監(jiān)督費(fèi) 7.51 7.517 勘察測(cè)量費(fèi) 96.50 96.508 設(shè)計(jì)費(fèi) 235.32 235.329 辦工及生活俱購置費(fèi) 2.64 2.64 人 3210 生產(chǎn)職工培訓(xùn)費(fèi) 6.27 6.27 人 1911 施工圖審查費(fèi) 5.36 5.3612 工程保險(xiǎn)費(fèi) 16.08 16.0813 招投標(biāo)交易服務(wù)費(fèi) 18.76 18.7614 招投標(biāo)管理費(fèi) 6.16 6.16三 基本預(yù)備費(fèi) 488.64 488.64工程總投資 453400第 31 頁 共 32 頁6.2 運(yùn)行費(fèi)用估算6.2.1 采暖費(fèi)用由于污水廠處于高海拔地區(qū)，年平均溫度為 8.5，需要采暖供熱的時(shí)間長達(dá)半年。選用一臺(tái)立式燃燒熱水鍋爐，參考燃燒量 81 公斤標(biāo)煤小時(shí)。全年燃燒量=81×24×180=350 噸。6.2.2 藥劑費(fèi)用污泥經(jīng)濃縮脫水一體機(jī)時(shí)，需加陽離子型聚丙烯酰胺（PAM） ，藥劑投加量按污泥干重的 0.2%-0.5%計(jì)。取脫水后的污泥含水率為 80%，則每天干泥重= 。(10%8)2537.0.5kg/dX取 PAM 投加量為 3kg/t 污泥，全年投加量 =2537.5×365×3/(1000×1000)=2.78t。6.2.3 總運(yùn)行費(fèi)用主要包括操作人員工資，電費(fèi)，采暖費(fèi)用，藥劑費(fèi)用，維修費(fèi)用，折舊費(fèi)用, 具體費(fèi)用見表 7。表 7 年運(yùn)行費(fèi)用估算項(xiàng)目 數(shù)量 單價(jià) 金額（萬/年）人員工資 32 人 1200 元/月 46.08電費(fèi) 494.45×24×365×70%度 0.6 元/度 207.95采暖費(fèi)用 350 噸/ 年 1200 元/噸 42.00藥劑費(fèi)用 2.78 噸/年 25000 元/噸 6.95維修費(fèi)用 總投資 ×1%/年 45.34折舊費(fèi)用 總投資 ×2%/年 90.68成本合計(jì) 439.00每噸污水處理費(fèi)用： 元439.01.865結(jié) 語綜上所述，采用 CASS 工藝處理，技術(shù)成熟，管理方便，投資省，是一種合理、可靠的廢水處理方案。反應(yīng)器以進(jìn)水曝氣靜置潷水的序批方式運(yùn)行，具有良好的脫氮除磷效果，確保出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)。而且整個(gè)工藝為靜止沉淀，其效果好，出水 SS 較少，使整個(gè)系統(tǒng)可以保留足夠的微生物量。所設(shè)計(jì)工藝流程簡單，運(yùn)行方式靈活，擴(kuò)建方便。第 32 頁 共 32 頁但采用 CASS 法設(shè)備閑置率較高，且采用降堰排水，水頭損失大。由于自動(dòng)化程度高，對(duì)操作人員的素質(zhì)要求也高。目前城鎮(zhèn)污水處理工藝方法的選擇，由于處理工藝不同，占地面積，處理特征，所需設(shè)備數(shù)，處理成本，產(chǎn)泥量等也不相同，因此，本次設(shè)計(jì)充分了解了不同的處理方法，據(jù)當(dāng)?shù)靥攸c(diǎn)，因地制宜而選定 CASS 工藝。參考文獻(xiàn)：1高俊發(fā),王社平. 污水處理廠工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) M .北京: 化學(xué)工 業(yè)出版社, 2003.2國家城市環(huán)境污染控制工程技術(shù)研究中心主