水污染控制工程课程设计中山大学东校区污水处理厂设计说明书

水污染控制工程课程设计中山大学东校区污水处理厂设计说明书内容摘要：

表 21 各处理方案的综合比较 项目 CASS 工艺 SBR 工艺 生物接触氧化法 氧化沟 (奥贝尔氧化 沟 ) BOD5 90%～ 95% 85%～ 90% 90%～ 95% 90%～ 95% COD 85% 85% 85% 90% SS 85% 90% 85% 80%～ 90% NH3+N 75% 50% 65% 80% TP 85% 75% 70% 70% 耐冲击能力 强 较强 较强 较强 占地面积 较少 较少 较少 较大 运行管理 自动化程度高 自动化程度高 简单 简单 与环境协调性 好 好 一般（有气味） 较差 出水水质 较稳定 较稳定 受滤料影响 稳定 污泥量 较少 较少 较少 一般 投资与运行费用 投资与运行费一般 投资省运行费低 投资费用一般运行费较高 投资 省 运行费低 根据校区废水的处理原则，经过分析比较，本设计采用 CASS 工艺。 选择 CASS工艺的理由如下： 水污染控制工程课程设计 中山大学东校区污水处理厂 设计说明书 13 不设置一沉池、二沉池，没有污泥回流系统 ，取消了大型贵重的刮泥机械和污泥设备， 因此可减少占地，降低造价。 具有良好的除磷脱氮作用。 半静止状态沉淀，表面水力和固体负荷低，沉淀效果好 不易发生污泥膨胀生。 进水水量、水质的波动可用改变曝气时间的简单方法予 以缓冲，具有较强的适应性。 自动化程度高，保证出水水质。 剩余污泥量少，性质稳定。 工艺流程确定 工艺流程的确定主要依据污水水量、水质及变化规律，以及对出水水质和对污泥的处理要求来确定，做到技术先进，经济合理，安全可靠。 水污染控制工程课程设计 中山大学东校区污水处理厂 设计说明书 14 图 25 CASS工艺污水处理流程图 来自排污管的污水首先经过细机械格栅，拦截杂物；再进入集水池，完成水质、水量调节，保证污水水质均匀，水量稳定。 起到预处理的作用，能去除水中部分的有机物。 集水池内设液位控制器与提升泵连锁，待液位达到设定高 度时，水泵自动启动，将 污水提入 CASS 池内。 污水首先进入预反应池，在池内微生物通过酶的快速转移机理迅速吸附污水中大部分可溶解性的有机物，经历一个高负荷的基质快速积累过程，这对进水的水质、水量、 pH 和有毒有害毒物起到较好的缓冲作用，可有效防止污泥膨胀；随后在主反应区内经历一个较低负荷的基质降解过程。 CASS 工艺集反应、沉淀、排水于一体，对污染物的降解是一个时间上的推流过程，微生物处于 厌氧 — 缺氧 — 好氧周期性变化之中，因此， CASS工艺具有较好的脱氮、除磷功能。 生化出水经紫外线消毒后，处理水达标排放。 沉砂池和 CASS 池的污泥 用泵提升送到污泥池，进行浓缩 — 消化 — 脱水综合处理，以达到减量、稳定、无害化的目的。 第三章 污水处理厂工艺设计及计算 格栅 进水中格栅是 ，并尽量去掉那些不利于后续处理过程的杂物。 水污染控制工程课程设计 中山大学东校区污水处理厂 设计说明书 15 拟用回转式固 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。 设计说明 栅条的断面主要根据过栅流速确定 ，过栅流速一般为 ～ ，槽内流速。 如果流速过大，不仅过栅水头损失增加，还可能将已截留在栅上的栅渣冲过格栅，如果流速过小，栅槽内将发生沉淀。 此外，在选择格栅断面尺寸时，应注意设计过流能力只为格栅生产厂商提供的最大过流能力的 80%，以留有余地。 格栅栅条间隙拟定为。 设计参数： 栅条净间隙为 b= 栅前流速 V1=过栅流速 ： 格栅倾角δ =60176。 单位栅渣量： ω 1= /103m3污水 设计计算： 确定栅前水深 根据最优水力断面公式 221BQ 计算得： mQB 0 8   mBh  所以栅前槽宽约。 栅前水深 h≈ 水污染控制工程课程设计 中山大学东校区污水处理厂 设计说明书 16 格栅计算 说明： Q max— 最大设计流量， m3/s； α — 格栅倾角，度（176。 ）； h— 栅前水深， m； ν — 污水的过栅流速， m/s。 栅条间隙数（ n）为 bhvQn sinmax = )( 60s in08 条  栅槽有效宽度（ B ） 设计采用 248。 10 圆钢为栅条，即 S=。 )122()1(  bnnSB =(m) 通过格栅的水头损失 h2 02 hKh   sin2 20 gh  h0— 计算水头损失； g— 重力加速度； K— 格栅受污物堵塞使水头损失增大的倍 数，一般取 3； ξ — 阻力系数，其数值与格栅栅条的断面几何形状有关，对于圆形断面，  bs )( 2342 mh  所以：栅后槽总高度 H H=h+h1+h2=++=(m) （ h1— 栅前渠超高，一般取） 栅槽总长度 L 水污染控制工程课程设计 中山大学东校区污水处理厂 设计说明书 17 mBBL a n*2 a n*2 111   mLL  11 hhH  ＝ +＝ mHLLL a n a 121   L1— 进水渠长， m； L2— 栅槽与出水渠连接处渐窄部分长度， m； B1— 进水渠宽，； α 1— 进水渐宽部分的展开角，一般取 20176。 图一 格栅简图 栅渣量计算 对于栅条间距 b= 的中格栅，对于 生活 污水，每单位体积污水烂截污物为 W1=， 每日栅渣量为 1 0 0 8 6 4 0 0 0 08 6 4 0 01m a x    zK WQW=本设计 拦截污物量 为 ， 为改善劳动和卫生条件，可以采用机械清渣方法。 水污染控制工程课程设计 中山大学东校区污水处理厂 设计说明书 18 集水池 由于 来自各时的水质、水量均衡不一，一般高峰流量为平均处理量的 2～ 4倍。 因此，为使污水处理系统连续地运行，减少处理设备的容量，降低工程造价，并且可调节污水的浓度，所以设计集水池。 集水池内置潜污泵，以保证一定的额定流量提升至污水处理设备。 该泵为液下型水泵，具有无堵塞，使用寿命长，能耗低等特点。 集水池有效容积： 污水泵房集水池的最小容积应不小于最大一台泵 5min 的容量，故 V＝ 82*5*60/1000＝ （ m3/d） 取 V＝ 25（ m3/d）。 有效水深采用 H=，则集水池面积为 S＝ HV （ m2/s） 集水池与泵站合建。 集水池一般规定 集水池最低水位应符合下列规定：池底至吸水喇叭口下缘不小于 ，本设计取。 最低水位距吸水喇叭口上缘高度应满足下列要求： 喇叭口流速 V＝ ， h＝ ； V＝ ， h＝ ； V＝ ， h＝。 水污染控制工程课程设计 中山大学东校区污水处理厂 设计说明书 19 本设计中 smDQv /* *44 22   故取 h＝。 集水池直径 集水池与泵房合建为便于沉井施工，节约投资，采用下圆上方泵房， 直径为： mSD *82*4   取 D=10m。 污水泵站 本污水处理厂主要处理的是生活污水，由于存在高峰期，所以为了调节水质水量，减少后续构筑物的地下深度，需要设置泵房，在泵房前面设置一集水井，采取泵房与集水井合建的形式。 这样对水量进行调解，有利于污水泵的有效安全工作。 另外当后面构筑物发生故障或需要进行设备检修时，可以在集水井上设置一个闸阀，将污水排放，污水不让进入到处理系统中去。 以便进行维修，这样的集水井有两种功能。 泵房的池形大小和深度可以根据其流量进行计算。 污水提升泵房 设计计算 设计说明 本设计水量较小，可采用合建式圆形污水泵房，自灌式工作，水泵不超过 2台，圆形结构受力条件好，便于采用沉井法施工，可降低工程造价。 当泵房直径水污染控制工程课程设计 中山大学东校区污水处理厂 设计说明书 20 为 7～ 15m 时，工程造价比矩形低，水泵启动方便，易于根据吸水井中水位实现自动操作。 泵房内设置立式离心泵可克服机器间机组及附属设备布置困难的缺点。 功能 污水泵中的水泵对污水产生提升作用，确保后续处理构筑物中污水可以重力流的形 式流动，以减小动力消耗及能量损失。 设计流量 污水 泵站设计流量 Q＝ (m3/s)＝ 82（ L/s） 考虑选用 2 台水泵， 1 用 1备，每台水泵 Q＝ 82（ L/s） 1) 参数选取 ： 经过格栅的水头损失为 ； 进水管管底高程 ，管径 450mm，充满度为 ，则水面高程 ； 出水井水面高程为 泵站设在处理厂内，地面高程为 2) 集水池设计最高水位高程： 进水管内水面标高－格栅水头损失＝ ＝ 3) 集水池设计最低水位高程： 设计最高水位 有 效水深＝ ＝ 4) 集水池最低工作水面与所需提升泵站最高水位差值： 水污染控制工程课程设计 中山大学东校区污水处理厂 设计说明书 21 出水井水面高程 集水池最低水位高程＝ ＝ 泵站内的管线水头损失假设为 ，考虑自由水头为 H=++＝ ，取 本设计单泵流量为 Q＝ 82（ L/s），扬程 13m。 查《给水排水手册》第 11 册，选用 6PW 型单级单吸悬臂式离心污水泵。 其主要性能参数如下： 流 量 Q＝ 56－ 111（ L/s） ，扬程 H=1612m； 转速 n＝ 980（ r/min），轴功率 N=30kw。 细格栅 设计 计算 设计说明 格栅是污水泵房中最主要的辅助设备。 格栅一般由一组平行的金属栅条组成，斜置于泵房集水池的进口处。 格栅后应设置工作台。 工作台一般应高出格栅上游最高水位 ，对于人工清渣的格栅，其长度不小于 ，两侧通道宽度不小于 ，工作台上应有栏杆和冲洗设施。 设计参数： 1) 过栅流速一般采用 ～ m/s，取 m/s。 水污染控制工程课程设计 中山大学东校区污水处理厂 设计说明书 22 2) 栅前流 速采用 ～ m/s。 3) 格栅倾角一般采用 45～ 75，本设计采用 60。 设计计算： 1) 栅条间隙数 因为集水池进水管管底与格栅底的落差不小于 ，故取栅前水深 h＝+＝ ，过栅流速 v＝ ，栅条间隙宽度 b=，格栅倾角δ =60176。 ，则 bhvQn sinmax = )( 60s in0 条  2) 栅槽总宽度 设栅槽宽度 S=。 )115()1(  bnnSB =(m) 3) 过栅水头损失 设栅条 断面为锐边矩形断面，故 )( i i n*2*)(h 234234l mgvbSK   4) 栅槽总高度 H=h+h1+h2=++＝ 5) 每日栅渣量 对于栅条间距 b= 的细格栅，设每单位体积污水烂截污物为W1=， 每日栅渣量为 6) 1 0 0 8 6 4 0 0 0 08 6 4 0 01m a x    zK WQW=（ m3/d） （ m3/d） 水污染控制工程课程设计 中山大学东校区污水处理厂 设计说明书 23 采用人工清渣。 沉砂池 沉砂池的功能是去除比较大的无机颗粒（如泥沙、煤渣等，它们的相对密度为 、粒径 以上）。 沉砂池设于生物处 理构筑物前，以减轻生物处理构筑。