【導讀】和全國人民的重視,，環(huán)境污染日趨嚴重，加大城市生活污水治理力度勢在必行。綜合排放標準一級處理標準》。本設計采用周期循環(huán)曝氣活性污泥法。工藝，此工藝有機物的去除率預計為90～95%，氮的去除率可以達到70～80%，磷的去除率可達90%。CASS工藝技術(shù)成熟，流程簡單、管理方便、運行方式靈活、處理。十分良好的經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和社會效益。流程中各單體的計算，施工圖紙的繪制等。

　　

【正文】 圖 23 Cass 工藝流程圖 4） CASS 工藝主要優(yōu)點 ① 工藝流程簡單，占地面積小，投資較低。 CASS 工藝的核心構(gòu)筑物為 CASS 池，沒有二沉池，一般情況不設調(diào)節(jié)池及初沉池。 ② 生化反應推動力大。在完全混合式連續(xù)流曝氣池中的底物濃度等于二沉池底物濃度，底物流入曝氣池的速率即為底物降解速率。 ③ 沉淀效果好。 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，雖然有進水的干擾，但其影響很小，沉淀效果較好。 北京理工大學珠海學院 2020 屆本科生畢業(yè)設計 （論文） 11 ④ 運行靈活，抗沖擊能力強，可實現(xiàn)不同的處理目標。 CASS 工藝在設計時已考慮流量變化的因素，能確保污水咋系統(tǒng)內(nèi)停留預定的時間后經(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)的變化。 ⑤ 生物選擇器的作用，是集中接納含有高濃度有機物的來水和處于 ―饑餓 ‖狀態(tài)的回流活性污泥。具有抑制專性好氧絲狀菌生長的作用，可有效的防止污泥膨脹。 ⑥ 適用范圍廣，適合分期建設。 CASS 工 藝可以應用于大型、中型及小型污水處理工程，比 SBR 工藝適用范圍更廣泛。 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 2～ 7 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。去除 1 ㎏ BOD 產(chǎn)生～ ㎏剩余污泥，僅為傳統(tǒng)法的 60%左右。 ⑧ 生化池分為生物選擇器、厭氧區(qū)和主曝氣區(qū)，利用生物選擇器及厭氧區(qū)對磷的釋放、反硝化作用以及對進水中有機底物的快速吸附及吸收作用，增強了系統(tǒng)的穩(wěn)定性；同時，曝氣區(qū)和靜止沉淀的過程中都同時進行著消化和反硝化反應，因而具有脫氮除磷的作用。 ⑨ 自動化程度高，保證出水水質(zhì)。 CASS 工藝主要缺點為：設備閑置率高，因采用降堰排水，水頭損失大；由于自動化程度高，故對操作人員的素質(zhì)要求也高。 三種污水處理工藝方案具體比較如下表： 表 三種工藝方案比較如下表 工藝 內(nèi)容 A2/O 奧貝爾（ Orbal）氧化溝 CASS 工藝 技術(shù)可行性 先進、成熟、應用廣 先進、成熟、應用廣 先進、成熟、應用廣 水質(zhì)指標 出水水質(zhì)好、穩(wěn)定易于深度處理，對外界條件變化有一定的適應性 出水水質(zhì)好、穩(wěn)定易于深度處理，對外界條件變化的適應性較好 出水水質(zhì) 好、穩(wěn)定易于深度處理，對外界條件變化的適應性較好 基礎建設費用 較高 高 高 運行費用 較高 高 較高 運行 管理 運轉(zhuǎn) 操作單元較多復雜 操作單元較少方便 操作單元較少方便 維修 設備多、維修量 大 設備少、維修量低 設備少、維修量低 占地 較大 較大 較小 要求管理水平 高 高 較高 環(huán)境影響 噪音較大、臭味較小 噪音小、臭味較小 噪音較大、臭味較小 北京理工大學珠海學院 2020 屆本科生畢業(yè)設計 （論文） 12 確定 工藝方案 綜上所述，三種方法都能達到 除 磷脫氮的效果， 但綜合比較，采用 Cass 工藝較好，原因如下： 1）規(guī)模要求。本設計是 6 萬 噸城市污水處理廠工藝設計，可以看出本設計的污水處理廠是中小型污水處理廠。 CASS 工藝有著 SBR 工藝系列用于中小型污水處理廠比較經(jīng)濟的優(yōu)點，而傳統(tǒng)的活性污泥法及其變形工藝都不適用于中小型污水處理廠。 2） 出水水質(zhì)要求。 由表 和表 可以看出，要求脫氮除磷， CASS 工藝脫氮除磷效果很好，而且不用像 SBR 其他變形工藝和氧化溝工藝在有除磷要求的情況下需要增加厭氧池。奧貝爾氧化溝雖不用增加厭氧池，但是需要增大池容，調(diào)整運行參數(shù)，這樣增加了基建投資和運行費用。 3） CASS 工藝一次性投資較少，占地面積較小，運 行靈活，抗沖擊能力強，可實現(xiàn)不同的處理目標，不易發(fā)生污泥膨，剩余污泥量小，性質(zhì)穩(wěn)定。出水水質(zhì)良好，但相對而言，A/A/O 法除磷效果難于再行提高，污泥增長有一定的限度，不易提高，特別是當 P/BOD值高時更是如此 。脫氮效果也難于進一步提高，運行費用高。 4）此外 CASS 工藝有如下優(yōu)點： ① 進水水量水質(zhì)的波動可用改變曝氣時間的簡單方法予以緩沖 ,具有較強的適應性。 ② 半靜止狀態(tài)沉淀，表面水力和固體負荷低 ,沉淀效果好。 ③ 生化池分生物選擇器、厭氧區(qū)和主曝氣區(qū) ,利用生物選擇器及厭氧區(qū)對磷的釋放、反硝化作用以及對 進水中有機底物的快速吸附及吸收作用 ,增強了系統(tǒng)的穩(wěn)定性 。同時 ,曝氣區(qū)和靜止沉淀的過程中都同時進行著硝化和反硝化反應 ,因而具有除磷脫氮的作用。 ④ 生化池中由于曝氣和靜止沉淀間歇運行，使基質(zhì) BOD5 和生物體 MLVSS 濃度隨時間的變化梯度加大，保持較高的活性污泥濃度 ,增加了生化反應推動力，提高了處理效率。靜止沉淀時 ,活性污泥處于缺氧狀態(tài) ,氧化合成大為減弱，但生物體內(nèi)源呼吸在進行，保證了出水水質(zhì)。 ⑤ 工藝流程簡單，運行方式靈活，無二次沉淀池，取消了大型貴重的刮泥機械和污泥設備，擴建方便。 設計思路 根 據(jù)綜述的分析，采用 CASS 工藝設計的工藝流程圖如圖 24 所示。 工藝說明： 1） 格柵的目的是去除可能堵塞水泵機組及管道閥門的較粗粒懸浮物及雜質(zhì)，以保證后續(xù)處理設施的正常進行。一般需在城市污水廠設置一道或兩道格柵。 2） 提升泵房 提升泵房的作用是提升污水以滿足后續(xù)污水處理流程豎向銜接的要求，實現(xiàn)重力流動順序處理污水。 北京理工大學珠海學院 2020 屆本科生畢業(yè)設計 （論文） 13 3） 沉砂池 污水在提升泵的作用下進入沉砂池。沉砂池的作用是從污水中分離出密度較大的無機顆粒，如砂子、煤渣等。沉砂池一般設在沉淀池之前，以保護機件和管道，保證后續(xù)作業(yè)的正常進行 ， 本設計選用 鐘 式 沉砂池 。 4） 配水井 污水進入配水井，其作用是保證污水均勻分配進入 CASS 池。 5） CASS 池 污水進入 CASS 池進行生化反應，有機物得以降解，氨氮和磷得以去除。 6）消毒池 消毒池的作用是加氯消毒，殺滅污水中的病原菌，消毒后的水直接排放。 7） 污泥處理系統(tǒng) Cass 池的剩余污泥進入污泥濃縮池，通過加藥可以增加污泥的絮凝性，經(jīng)重力濃縮之后進入污泥脫水機房，污泥脫水后外運。污泥濃縮池的上清夜和污泥脫水后的濾液進入污水提升泵房，與原水匯合后處理。 粗格柵 提升泵站 鼓風機房 細格柵 鐘式沉砂池 CASS 生物反應池 污泥脫水機房 選擇池 進水 出水 柵渣沉砂外運 泥餅外運 回流污泥 注： 水路 柵渣和沉砂走向 風路 泥路 沙水分離器 剩余污泥 污泥濃縮池 配水井 圖 24 設計污水處理工藝流程圖 消毒池 北京理工大學珠海學院 2020 屆本科生畢業(yè)設計 （論文） 14 處理程度計算 CODcr的處理程度 %1 0 0???iei C CCE （ ） 式中 E—CODcr 的處理程度 ， （％） Ci—未處理污水中 CODcr 的平均濃度，（ mg/L） Ce—允許排入水體的已處理污水中 CODcr 的平均濃度，（ mg/L） %75%100400 100400 ????E 溶解性 BOD5的處理程度 %1 0 0???ieiC CCE （ ） 式中 E—BOD5 的處理程度 ， （％） Ci—未處理污水中 BOD5 的平均濃度，（ mg/L） Ce—允許排入水體的已處理污水中 BOD5 的平均濃度，（ mg/L） %85%100200 30200 ????E SS 的處理程度 %1 0 0???ieiC CCE （ ） 式中 E—SS 的處理程度 ， （％） Ci—未處理污水中 SS 的平均濃度，（ mg/L） Ce—允許排入水體的已處理污水中 SS 的平均濃度，（ mg/L） .6%89%10 2 2 ????E NH3N的處理程度 %1 0 0???iei C CCE （ ） 式中 E—NH3N 的處理程度 ， （％） Ci—未處理污水中 NH3N 的平均濃度，（ mg/L） 北京理工大學珠海學院 2020 屆本科生畢業(yè)設計 （論文） 15 Ce—允許排入水體的已處理污水中 NH3N 的平均濃度，（ mg/L） %%1 0041 1541 ????E TP 的處理 程度 %1 0 0???iei C CCE （ ） 式中 E—TP 的處理程度 ， （％） Ci—未處理污水中 TP 的平均濃度，（ mg/L） Ce—允許排入水體的已處理污水中 TP 的平均濃度，（ mg/L） %90%1005 .505 ????E 表 處理前后各污染物的值 項目 CODcr BOD5 SS NH3N TP 處理前 / mg/L 400 200 41 5 處理后 / mg/L 100 30 20 15 去除率 /％ 75 85 90 北京理工大學珠海學院 2020 屆本科生畢業(yè)設計 （論文） 16 第三章 設計計算 粗格柵設計計算 設計說明 處理規(guī)模： 60000 m3/d， 總變化系數(shù)： Qmax=QK=104功能：去除廢水中較大的懸浮物、漂浮物、纖維物質(zhì)和固體顆粒物質(zhì)，以保證后續(xù)處理單元和水泵的正常運行，減輕后續(xù)處理單元的處理負荷，防止堵塞排泥管道。 數(shù)量 : 兩 座 柵條的間隙數(shù) b h vQn ?s inm a x? （ ） 式中 Qmax 最大設計流量， Qmax = m3/s ? 格柵傾角，取 ? ＝ 60 b 柵條間隙， m， 50100mm,取 b＝ 50 mm n 柵條間隙數(shù)，個 h 柵前水深， m，取 h＝ v 過柵流速， m/s， ,取 v＝ 。 則 60s ????n ＝ 取 35 個 柵槽寬度 設柵條寬度 S＝ 10 ?（ ） 則柵槽寬度 B＝ S(n1)+bn （ ） ＝ (351)+35＝ 由柵槽寬度 B 可以知道，柵槽寬度較寬，為了便于檢修，可以設置兩套粗格柵，則每套粗格柵 柵條間隙數(shù)為 35/2 ≈18 個。 則單個柵槽寬度 B＝ S(n1)+bn ＝ (181)+18＝ m 取 選用 GSHZ1100 型旋轉(zhuǎn)式機械格柵除污機，具體參數(shù)見表 。 表 GSHZ1100 型型旋轉(zhuǎn)式格柵除污機參數(shù) 北京理工大學珠海學院 2020 屆本科生畢業(yè)設計 （論文） 17 型號 格柵寬度/mm 柵 隙 /mm 適用槽寬 /mm 電機功率/KW 格柵傾角 耙行速度 /（ m/min） GSHZ1100 1100 30 1200 70186。 2 數(shù)量：兩臺 粗格 柵圖如下圖 所示： 圖 粗格柵設計計算示意圖 進水渠道漸寬部分的長度 設進水渠寬 B1=，其漸寬部分開角度 a1=20186。 111 2 ?tgBBL ?? = ?202 tg? = m （ ） 柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度 212 LL ? = = （ ） 過柵水頭損失 01 khh ? ??? s i n2g 20 ?h （ ） 試中 h1—過柵水頭損失， m； H0—計算水頭損失， m； 北京理工大學珠海學院 2020 屆本科生畢業(yè)設計 （論文） 18 g —重力加速度， ； k —系數(shù)，格柵受污物堵塞后，水頭損失增