污水处理厂设计说明书及计算书Word格式.docx
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pH
进 水
320
220
30
42
3.0
6~8
出 水
60
20
8
1
6~9
第二章 污水处理厂说明
2.1污水处理厂处理规模
由于澄江县龙街镇（右所）为旅游城镇，周边无及镇内无工厂企业，故水厂设计规模不考虑工业企业用水，仅考虑生活用水即可。
平均日平均时生活污水流量：
Q= nN
24´
3600
式中：
Q—平均日平均时生活污水流量（L/s）
（1）
n—居住区生活污水定额（L/（cap·
d），取居民区综合生活用水定额220（L/（cap·
d））的80%计算，即为176（L/（cap·
d）。
N—设计人口数，25000cap
Q=176´
25000=63.66L/s
居民区生活污水设计流量：
（2）
Q=KzQ
（3）
生活污水量总变化系数：
Kz=
2.7
Q0.11
=1.71
Q=1.71×
63.66=108.9L/s=9409m3/d=0.11m3/s （4）
2.2处理工艺流程选择和方案比较
2.2.1确定污水处理方案的原则
（1）.本设计方案严格执行国家有关环境保护的各项规定,废水处理后必须确保各项出水水质指标均达到城市废水排放要求。
（2）.针对本工程的具体情况和特点,采用成熟可靠的处理工艺和设备,尽量采用新技术、新材料,实用性与先进性兼顾,以实用可靠为主。
（3）.处理系统运行应有较大的灵活性和调节余地,以适应水质、水量变化。
（4）.管理、运行、维修方便,尽量考虑操作自动化,减少劳动强度。
（5）.在不影响处理效果的前提下,充分利用原有的构筑物和设施,节省工程费用,减少占地面积和运行费。
（6）.降低噪声,改善废水处理站及周围环境。
（7）.本处理工艺流程要求耐冲击负荷,有可靠的运行稳定性。
2.2.2最佳的处理方案要体现优点：
（1）保证处理效果，运行稳定；
（2）基建投资省，耗能低，运行费用低；
（3）占地面积小，泥量少，管理方便。
2.3污水特点分析及处理工艺的选择
2.3.1污水特点分析
本项目污水处理的特点为：
①污水以有机污染为主，BOD/COD =0.69,可生化性较好，重金属及其他难以生物降解的有毒有害污染物一般不超标；
②污水中主要污染物指标
BOD、COD、SS值为典型城市污水值。
2.3.2处理工艺选择
由于该设计对脱氮除磷有要求故选取二级强化处理。
可供选取的工艺：
CASS工艺、倒置AAO工艺或氧化沟工艺。
2.3.2.1倒置AAO工艺
与常规的A2/O工艺相比，倒置AAO工艺省去了混合液回流，适当加大了污泥回流比，其工艺流程为：
短时初沉池
进水
二沉池
好氧
厌氧
缺氧
来自沉砂池
超越管 污泥回流
剩余污泥
图1倒置AAO工艺流程图
根据进水水质不同，通过缩短初沉时间或者取消初沉池来满足倒置AAO工艺的需要。
初沉时间的缩短，一方面使得沉砂池出水的微生物和部分或全部有机物直接进入生化反应系统，增加了反应池进水的微生物总量，保证了脱氮除磷新工艺对碳源的需要，提高了生化反应系统对氮、磷的去除效率；
另一方面为微生物提供了良好的栖息场所，使系统的生物种类和数量都大幅度提高。
缺氧池、厌氧池配有搅拌设备，好氧池通过曝气维持供氧。
三个工艺段的作用如下：
在缺氧区，微生物利用进水中有机物为碳源，使得回流污泥带来的硝态氮反硝化，形成N2或氮氧化合物逸至大气中，达到脱氮目的；
在厌氧区，水中溶解氧和硝态氮结合氧均已消耗完毕处于厌氧状态，聚磷微生物利用胞内聚磷分解产生的能量吸收污水中易降解的COD，同时，释放磷酸盐；
好氧区前端主要降解污水中的有机质并过量吸磷，到好氧区后段则BOD大幅度降低，BOD/TKN值较低，有利于硝化菌的生长，主要进行硝化反应。
缺氧区、厌氧区并无严格的界限，主要取决于工艺构筑物采用的形式和前置反硝化的效果。
生化反应池较高的污泥浓度不仅从固定的生化反应池容积中争取到好氧池硝化所需的反应容积，而且活性污泥絮体内部的缺氧微环境使得硝化和反硝化过程在曝气时段内同步进行，从而为进一步提高系统的脱氮效率创造了条件。
倒置AAO工艺有以下优点：
（1）缺氧区位于工艺系统首端，优先满足反硝化碳源需求，强化了处理系统的脱氮功能；
（2）所有的回流污泥全部经过完整的厌氧释磷与好氧吸磷过程，具有“群体效应”，同时聚磷菌经过厌氧释磷后直接进入生化效率较高的好氧环境，其在厌氧状态下形成的吸磷动力可以得到充分利用，提高了处理系统的除磷能力；
（3）通过取消初沉池或缩短初沉池的停留时间，不仅增加了系统脱氮除磷所需的碳源，而且提高了处理系统内的污泥浓度，强化了好氧区内的同步反硝化反应，进一步缓解了处
理系统内的碳源矛盾，提高了处理系统的脱氮除磷效率；
（4）将常规A2/O工艺的混合液回流系统与污泥回流系统合二为一组成了唯一的污泥回流系统，工艺流程简捷，运行管理方便，占地面积减少；
倒置AAO工艺的缺点：
（1）低温条件下系统硝化功能将大幅度降低。
（2）C/N与C/P的值过低时脱氮除磷效果将受到影响
（3）有毒有害废水会大大影响工艺的处理效果。
2.3.2.2氧化沟工艺
：
粗格栅
调节池
提升泵站
细格栅
沉砂池
氧化沟
排放
图2氧化沟工艺流程图
氧化沟工艺的特点：
氧化沟又名氧化渠或循环曝气池，是1950年由荷兰公共工程研究所研究成功的。
其本特征是曝气池呈封闭的沟渠形。
污水和活性污泥的混合液在其中不停地循环流动，其水力停留时间一般较长，为15～16h，泥龄长达15～30d，属于延时曝气法。
氧化沟处理系统的构造形式较多，有圆形或马蹄形的，有平行多渠道形式以侧渠作为二沉池的，有将二沉池建在渠上或单独分建的等等，其供氧和水流动力都是靠提升曝气设备，这种设备分为早期使用的水平中心轴旋转叶轮和后来出现的卡鲁塞尔氧化沟所用的垂直或带叶片的曝气器，由于氧化沟水深较浅（一般3米左右），而流程较长，可以按照曝气器前作缺氧与曝气器后作富氧段的方式设计运行，提供兼氧菌与好氧菌交替作用的条件，在缺氧段脱硝，在好氧段除碳源需氧量及达到脱N的目的。
氧化沟工艺的优点：
（1）氧化沟内循环流量很大，进入沟内的原污水立即被大量的循环水所混合和稀释，因此具有很强的承受冲击负荷的能力，对不易降解的有机物也有较好的处理效果。
（2）处理效果稳定可靠，不仅可满足BOD5、SS的排放标准，还可以达到脱N除P的效果。
（3）由于氧化沟的水力停留时间和泥龄都很长，悬浮物、有机物在沟内可获得较彻底的降解。
（4）活性污泥产量少且趋于稳定，一般可不设初沉池和污泥消化池，有的甚至取消二沉池和污泥回流系统，简化了处理流程，减少了处理构筑物，使其基建费用和运行费用都低于一般活性污泥法。
另外还能承受水质、水量、水温能力强，出水水质好。
氧化沟工艺的缺点
（1）氧化沟运行管理费用高。
（2）氧化沟沟体占地面积大。
2.3.2.3CASS工艺
污水
提升泵站
细格栅
CASS反应池
出水
图3CASS工艺流程图
CASS（CyclicActivatedSludgeSystem）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。
CASS池分预反应区和主反应区。
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生物处理法是周期循环活性污泥法的简称，最早产生于美国，90年代初引入中国，目前，由于该工艺的高效和经济性，应用势头迅猛，受到环保部门及拥护的广泛关注和一致好评。
经过模拟试验研究，已成功应用于生活污水、食品废水、制药废水的治理，取得了良好的处理效果，为 CASS法在我国的推广应用奠定了良好的基础.
CASS操作周期一般可分为四个步骤：
曝气阶段由曝气装置向反应池内充氧，此时有机污染物被微生物氧化分解，同时污水中的 NH3-N通过微生物的硝化作用转化为NO3--N。
沉淀阶段此时停止曝气，微生物利用水中剩余的 DO进行氧化分解。
反应池逐渐由好氧状态向缺氧状态转化，开始进行反硝化反应。
活性污泥逐渐沉到池底，上层水变清。
滗水阶段沉淀结束后，置于反应池末端的滗水器开始工作，自上而下逐渐排出上清液。
此时反应池逐渐过渡到厌氧状态继续反硝化。
闲置阶段:
闲置阶段即是滗水器上升到原始位置阶段。
与传统活性污泥法相比，CASS法的优点是：
（1）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 10-25%,
（2）工艺流程短，占地面积少,污水厂主要构筑物为集水池、沉砂池、CASS曝气池、污泥池，而没有初次沉淀池、二次沉淀池，布局紧凑，占地面积可减少 20-35%。
（3）运转费用省：
由于曝气
是周期性的，池内溶解氧的浓度也是变化的，沉淀阶段和排水阶段溶解氧降低，重新开始曝气时，氧的浓度梯度大，传递效率高，节能效果显著，运转费用可节省10-
25%。
（4）有机物去除率高，出水水质好.（5）管理简单，运行可靠：
污水处理厂设备种类和数量较少，控制系统比较简单，工艺本身决定了不发生污泥膨胀。
所以，系统管理简单，运行可靠。
（6）污泥产量低，污泥性质稳定。
（7）具有脱氮除磷功能,无异味。
2.3.3方案比较与定夺
在这三种方案中每个方案都能达到处理水质的要求，BOD5，SS去除都能达到出水水质，在技术上都是可行的。
但氧化沟沟体占地面积大，运行管理费用高；
倒置AAO工艺硝化效果易受温度影响，而CASS工艺设备简单，建设、运转费用低，占地面积少，脱氮除磷效果好。
因此根据各种方案的优缺点及处理水质，通过技术经济比较，选定CASS工艺。
2.4污水处理厂工艺流程图
根据以上有关生物处理选取的最终处理方案，和常规的污水处理厂预处理、再生回用处理和污泥处理方法，最终确定该工业聚集区污水处理厂处理工艺流程如图：
提升泵房
曝气沉砂池
集配水井
集泥井
CASS反应器
接触消毒池
巴氏计量槽
图4污水处理工艺流程图
泥饼外运
脱水间
浓缩池
污泥泵房
2.4水厂布置原则
2.4.1污水处理厂的平面布置
污水处理厂的平面布置包括处理构筑物、综合办公楼及其他辅助建筑物以及各种管道渠道、道路、绿化带的布置。
在进行污水处理处理厂厂区平面规划、布置时，应考虑的一般原则阐述如下。
本设计污水处理厂的具体平面布置见城市污水厂总平面图。
（1）总平面布置原则
该污水处理厂为新建工程，总平面布置包括：
污水与污泥处理工艺构筑物及设施的总
平面布置，各种管线、管道及渠道的平面布置，各种辅助建筑物与设施的平面布置。
总平面布置时应遵从以下几条原则：
①处理构筑物与设施的布置应顺应流程、集中紧凑，以便于节约用地和运行管理；
②工艺构筑物（或设施）与不同功能的辅助建筑物应按功能的差异，分别相对独立布置，并协调好与环境条件的关系；
③构（建）之间的间距应满足交通、管道（渠）敷设、施工和运行管理等方面的要求；
④管道（线）与渠道的平面布置，应与其高程布置相协调，应顺应污水处理厂各种介质输送的要求，应尽量避免多次提升和迂回曲折，便于节能降耗和运行维护；
⑤协调好辅建筑物、道路、绿化与处理构（建）筑物的关系，做到方便生产运行，保证安全畅通，美化厂区环境。
（2）各处理单元构筑物的平面布置
处理构筑物是污水处理厂的主体构筑物，在做平面布置时，应根据各构筑物的功能要求和水力要求，结合地形和地质条件，确定它们在厂区内平面的位置，对此，应考虑：
①贯通、连接各处理构筑物之间的管、渠便捷、直通，避免迂回曲折；
②土方量作到基本平衡，并避免劣质土壤地段。
③在处理构筑物之间，应保持一定的间距，以保证敷设连接管、渠的要求，一般的间距可取值5～10m，某些有特殊要求的构筑物，，其间距应按有关规定确定；
（3）管道及渠道的平面布置
在管道及渠的平面布置时应考虑：
①在各处理构筑物之间，设有贯通、连接的管、渠。
此外，还应设有能使各处理构筑物独立运行的管、渠，当某一处理构筑物因故停止工作时，使其后接处理构筑物，仍能够保持正常的运行。
②应设超越全部处理构筑物，直接排放水体的超越管。
③污水处理厂内各种管渠应全面安排，避免相互干扰，管道复杂时可设置管廊，在污水处理厂厂区内，应有完善的雨水管道系统，必要时应设置防洪沟渠。
（4）附属建筑物
污水处理厂内的辅助建筑物有：
泵房、鼓风机房、办公室及水质分析化验室、集中控制室、变电所、机修等，它们是污水处理厂不可缺少的组成部分。
有可能时，可设立试验车间，以不断研究与改进污水处理技术。
辅助建筑物的位置应根据方便、安全等原则确定。
如鼓风机房应设于曝气池附近，以节省管道与动力；
变电所宜设于耗电量大的构筑物附近等。
化验室应远离机器间和污泥干化场，以保证良好的工作条件。
办公室等均应与处理构筑物保持适当距离，并应位于处理构筑物的夏季主风向的上风向处。
操作工人的值班室应尽量布置在使工人能够便于观察个处理构筑物运行情况的位置。
在污水处理厂内应广为植树绿化美化厂区，改善卫生条件，改变人们对污水处理厂“不卫生”的传统看法。
按规定，污水处理厂厂区的绿化面积不得少于30%。
（5）在污水处理厂内，应合理的修筑道路，方便运输；
应设置通向各处理构筑物和辅助建筑物的必要通道，通道的设计应符合如下要求：
①主要车行道的宽度：
单车道为：
3.5m，双车道为6～7m.并应有回车道。
②车道的转弯半径不宜小于6m.
③人行道的宽度为：
1.5～2m。
④通向高架构筑物的扶梯倾角不宜大于45度。
天桥宽度不宜小于1m.
（5）总平面布置结果
该污水处理厂的总平面布置结果见水处理构筑物设计图纸中。
2.4.2污水厂的高程布置
污水处理工程的污水处理流程高程布置的主要任务是确定各处理构筑物的泵房的标高，确定各处理构筑物之间联结灌渠的尺寸及其标高；
通过计算确定各部位的水面标高，从而使污水能够在各处理构筑物之间顺畅的流动，保证污水处理工程的正常运行。
为了降低运行费用和便于维护管理，污水在处理构筑物之间的流动，以按重力流考虑为宜，并设计选择一条距离最长，水头损失最大的流程进行水力计算。
计算水头损失时，以污水厂设计流量作为构筑物和管渠的设计流量。
水力计算参考以接纳水体的最高水位作为起点，逆污水处理流程向上倒推计算，以使处理后污水在洪水季节能自流排出，而水泵需要的扬程也较小，运行费用也较低。
同时也考虑构筑物的挖土深度不宜过大，以免土建投资过大而增加施工上的困难。
（1）高程布置原则
①充分利用地形地势及城市排水系统，是污水经一次提升便能通过污水处理构筑物，排出厂外；
②协调好高程布置与平面布置的关系，做到既减少占地，又利于污水、污泥输送，并有利于减少工程投资和运行成本；
③做好污水高程布置和污泥高程布置的配合，尽量同时减少两者的提升次数和高度；
④协调好污水处理厂总体高程布置与单体竖向设计，既便于正常排放，又有利于检修排空。
（2）污水高程计算的水头损失包括：
①污水流经各处理构筑物的水头损失
各种处理构筑物（设备）的水头损失和构筑物中集配水渠的水头损失在构筑物的设计计算中已经计算过，此处从略。
②连接管渠的水头损失计算
在污水的输送、处理过程中，常常会遇到管渠或渠道，根据污水的流量和输送时要求的坡度、流速和管道造价确定管道的直径、渠道的断面面积，同时计算出污水流经管渠的水头损失，即是管渠水力计算的目的。
为简化计算，认为水流为均匀流。
管渠的水头损失
主要有沿程水头损失和局部水头损失。
计算书
第一章 污水处理构筑物的计算
1.1粗格栅的设计计算
进水中格栅是污水处理厂第一道预处理设施，可去除大尺寸的漂浮物或悬浮物，以保护进水泵的正常运转，并尽量去掉那些不利于后续处理过程的杂物。
拟用回转式固液分离机。
回转式固液分离机运转效果好，该设备由动力装置、机架、清洗机构及电控箱组成，动力装置采用悬挂式涡轮减速机，结构紧凑，调整维修方便，适用于生活污水预处理。
格栅设2个，可以在水量小的时候，开启一个；
水量大的时候，2个都开启。
1.1.1设计参数
最大设计流量Qmax=0.11m3/s
流量总变化系数K总=1.71
栅前水深h=0.4m,
栅前渠道流速ub=0.6m/s，过栅流速v=0.8m/s
格栅间隙b=0.025m,格栅倾角α=60°
栅条断面为矩形，选用平面A型格栅，栅条宽度s=0.01m
进水渠宽B1=0.65m,其渐宽部分展开角度为20゜
4.1.2 设计计算
1.栅条的间隙数
由公式 n=Qmax
sina
bhv
（5）
式中，Qmax---最大设计流量 m3/s
a---格栅倾角（℃）
h---栅前水深m
v---过栅流速 m/s
0.11´
sin60°
带入数据得 n= =13个
0.025´
0.4´
0.8
2.栅槽宽度
式中，B---栅槽宽度m
S---栅条宽度m
b---栅条间隙 m
n---栅条间隙数个
B=S（n-1）+bn （6）
B=S（n-1）+bn=0.01×
（13-1）+0.025´
13=0.45m
3.进水渠道渐宽部分的长度
设进水渠宽B1=0.25m，其渐宽部分展开角度为20゜进水渠内流速为：
进
v=Qmax=
0.11
=1.1m/s （7）
B1h
0.25´
0.4
l=B-B1=0.45-0.25=0.27m
1 2tga 2´
tg20o
（8）
4.栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度l2
2
l=l1=0.27/2=0.14m （9）
5.通过格栅的水头损失h1
由公式 h1=h0k （10）
xv2
式中，h0---计算水头损失，h0=
sina
2g
x---阻力系数，其值与栅条断面形状有关,当为矩形时
x=2.42（0.01）4/3=0.713
0.025
x=b（S
b
）4/3
k---系数,一般采用3
故h0=0.713´
1.02
2´
9.81
sin60°
=0.031m
设计时取0.10m
h1=0.031´
3=0.093m
6.栅槽总高度
H=h+h1+h2 （11）
式中h2---栅前渠道超高，一般采用0.3mH=0.40+0.10+0.30=0.8m
7.栅槽总长度
H
L=l+l+1.0+0.5+
（12）
1 2 tga
式中,l1---进水渠道渐宽部分的长度mB1---进水渠宽
a1---进水渠道渐宽部分的展开角度，一般可取20º
l2---栅槽与出水渠道连接处渐窄部分长度mH1---栅前渠道深m ，H1=h+h2
0.4+0.3
故L=0.27+0.14+1.0+0.5+ =2.32m
tg60°
8.每日栅渣量
W=86400QmaxW1
1000Kz
（13）
W1---栅渣量（m3/103m3污水）,格栅间隙为25mm时W1=0.05-0.10取0.05Kz---生活污水流量变化系数1.71
86400´
0.11´
0.05
代入数值W= =0.28m3/d
1000´
1.71
W>
0.2m3/d，所以宜采用机械清渣及皮带输送机或无输送机输送栅
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