【正文】 1）中心管下設(shè)有喇叭口幾反射板，反射搬與中心管的各部分尺寸關(guān)系見(jiàn)圖36所示：圖362），澄清的污水沿池的周邊流出；；3），；4）—，—，—。（2）中心管面積（）： 式中：——每池最大設(shè)計(jì)流量， ——中心管內(nèi)流速，取取池?cái)?shù)為：n=2，則每池最大設(shè)計(jì)流量為：則： （3）沉淀部分有效段面面積： 式中：——污水在沉淀池中的流速，； 取表面負(fù)荷；則：上升流速為： （4）沉淀池直徑：（5）沉淀池有效水深： 式中：——為沉淀時(shí)間，取則： （6）校核池徑水深比：（符合要求）（7）校核集水槽每米出水堰的過(guò)水負(fù)荷：（符合要求，不用另設(shè)輻射式集水槽）（8）初沉池污泥量的計(jì)算：由式： 式中：——污水流量，取污水廠的平均流量2000；——進(jìn)入初沉池懸浮物濃度，；——初沉池沉淀效率，小區(qū)污水廠一般取50%；——污泥含水率，一般取95%97%，本設(shè)計(jì)取96%；——初沉池污泥密度，以計(jì)； 硝除污泥間隔時(shí)間為2d，則初沉總污泥量為： 每池污泥體積為：（9）池子圓錐部分有效容積：取圓錐底部直徑為：，截錐高度為：，截錐側(cè)壁傾角為：。則：（10）中心管直徑（11）中心管喇叭口下緣至反射板的垂直距離： 式中： ——污水由中心管喇叭口與反射板之間的間隙流出的流速，m/s；在初沉池中不大于30mm/s，在二沉池中不大于20mm/s； ——喇叭口的直徑；；則： 則反射板下緣直徑為： ：* d0=。（12）沉淀池總高度： 式中： 為超高；為污泥緩沖層高度。. CAST主反應(yīng)池的設(shè)計(jì)計(jì)算. 采用間斷進(jìn)水設(shè)計(jì)的原因由于小區(qū)生活污水水量變化大，在早晨八點(diǎn)污水流量達(dá)到最大，在一日中三頓飯前后污水流量分別達(dá)到不同的高峰，由此可知小區(qū)污水流量將會(huì)呈現(xiàn)周期性的變化，為了保證經(jīng)處理后的水質(zhì)達(dá)到國(guó)家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)，避免出現(xiàn)由于某一時(shí)段污水流量較大而導(dǎo)致出水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)的現(xiàn)象，本設(shè)計(jì)的CAST工藝將采用間斷進(jìn)水，可根據(jù)流量變化適當(dāng)?shù)恼{(diào)整處理周期，保證處理后的水質(zhì)到達(dá)國(guó)家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。由于小區(qū)人口是逐年增加，污水流量也是逐年增加的，為了保證以后流量增加時(shí)現(xiàn)有設(shè)備仍然能正常工作，在水處理廠擴(kuò)建時(shí)可將間斷進(jìn)水的CAST改為連續(xù)進(jìn)水的CASS工藝，節(jié)省投資。. 采用泥齡法設(shè)計(jì)的原因在設(shè)計(jì)活性污泥處理工藝時(shí)，通常采用的方法有污泥負(fù)荷法、數(shù)學(xué)模型法和泥齡法；這三種方法各有各的好處和缺點(diǎn)。1．污泥負(fù)荷法是最古老的設(shè)計(jì)計(jì)算方法，采用這種方法設(shè)計(jì)了成千上萬(wàn)座污水處理廠，這充分的說(shuō)明了他的正確性和適用性。但另一方面也反映出他存在不少問(wèn)題：（1）污泥負(fù)荷發(fā)是以污泥負(fù)荷LS和容積負(fù)荷LV為基本設(shè)計(jì)參數(shù)，他們的取值主要是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定的，對(duì)于經(jīng)驗(yàn)不足者很難操作，我國(guó)推薦的取值范圍是：污泥負(fù)荷：容積負(fù)荷：最大值比最小值大一倍，其他條件不變，算出池容將增大一倍。（2）污泥負(fù)荷有兩個(gè)單位：一個(gè)是，一個(gè)是，這兩各單位極易混淆。（3）污泥負(fù)荷法針對(duì)性不強(qiáng)，當(dāng)要求硝化和反硝化時(shí)就缺乏推薦數(shù)值，經(jīng)驗(yàn)少的設(shè)計(jì)人員不好選。2．?dāng)?shù)學(xué)模型法是在有機(jī)物降解和微生物生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)的理論體系上建立起來(lái)的，設(shè)計(jì)時(shí)只需確定與該工程相吻合的動(dòng)力學(xué)系數(shù)和化學(xué)常數(shù)，就可計(jì)算出所需的各種設(shè)計(jì)參數(shù)。這種方法擺脫了經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，使設(shè)計(jì)的精確性和可靠性顯著提高。由于要確定的參數(shù)太多，并且大多數(shù)不能直接的出，需要長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)和實(shí)驗(yàn)才能得到，這種方法在我國(guó)還沒(méi)得到推廣。3．泥齡法是以泥齡為基本參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法：（1）泥齡法是經(jīng)驗(yàn)和理論相結(jié)合的設(shè)計(jì)計(jì)算方法，泥齡和污泥產(chǎn)率系數(shù)Y值的確定都有充分的理論依據(jù)，并且有經(jīng)驗(yàn)的積累，因而更加準(zhǔn)確可靠；（2）泥齡法很直觀，根據(jù)泥齡大小，對(duì)所選工藝能否實(shí)現(xiàn)硝化、反硝化和污泥穩(wěn)定一目了然；（3）泥齡法中只使用MLSS，不使用MLVSS，污泥中的無(wú)機(jī)物所占比重的不同在參數(shù)Y中體現(xiàn)出來(lái)；（4）泥齡法中最基本的參數(shù)泥齡和污泥產(chǎn)率系數(shù)Y都有變化幅度很小的推薦值和計(jì)算值，操作起來(lái)比選定污泥負(fù)荷值更方便、更容易；（5）泥齡法不象數(shù)學(xué)模型法那樣需要確定很多的參數(shù)，使操作大大簡(jiǎn)化。宗上所述本設(shè)計(jì)將選用泥齡對(duì)CAST反應(yīng)池進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。. CAST計(jì)算本設(shè)計(jì)只要求硝化處理，不要求進(jìn)行脫氮處理，查閱相關(guān)手冊(cè)可知：總泥齡采用11d，設(shè)計(jì)溫度按10攝氏度設(shè)計(jì)；查閱相關(guān)資料和借鑒已成功的設(shè)計(jì)實(shí)例：SVI選用150ml/g[14]。計(jì)算草圖如下圖37所示：圖371． 選定參數(shù)：（1） 周期參數(shù)周期數(shù)：周期長(zhǎng)：進(jìn)水時(shí)段：反應(yīng)時(shí)段：沉淀時(shí)段：潷水周期：污泥實(shí)際沉淀時(shí)間：（曝氣反應(yīng)結(jié)束后有十分鐘的時(shí)間內(nèi)，主反應(yīng)池內(nèi)的水處于攪動(dòng)狀態(tài)，此時(shí)污泥還沒(méi)有開(kāi)始沉淀。）（2） 設(shè)計(jì)池?cái)?shù)量：M=2個(gè)；（3） 池水設(shè)計(jì)深度：H=5m；（4） 安全高度：Hf=.2． 設(shè)計(jì)水量：設(shè)計(jì)你量的設(shè)計(jì)水量：；高峰時(shí)流量： （：總變化系數(shù)）單池小時(shí)進(jìn)水量（平均流量）： 3． 反應(yīng)泥齡：查閱相關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)[14]可知：設(shè)計(jì)水溫為10攝氏度時(shí)，有硝化的推薦泥齡為11d，由于CAST反應(yīng)池設(shè)有前置厭氧生物選擇器，污泥沉降性能大為改善，因此反應(yīng)泥齡取：。4． 污泥產(chǎn)率系數(shù)： 式中： ——結(jié)合我國(guó)情況的修正系數(shù)，K=； ——進(jìn)水懸浮固體濃度（） ——設(shè)計(jì)水溫，與泥齡計(jì)算取相同數(shù)值； ——反應(yīng)池進(jìn)水BOD濃度（）。 5． 污泥量：（1） 反應(yīng)污泥量（：日變化系數(shù)）： （2） 總污泥量： 6． 池容計(jì)算：主反應(yīng)池容積： 取2843缺（厭）氧生物選擇器容積按主反應(yīng)器池容積的10%計(jì)算： 總池容積： 7． 排水深度：8． 污泥深度： 9． 單池參數(shù)：?jiǎn)纬厝莘e： 單池面積： 單池儲(chǔ)水容積： CAST平面布置草圖如下圖38所示： 圖38 10．污泥負(fù)荷計(jì)算：11. 水力停留時(shí)間計(jì)算： 12. 需氧量、供氣量計(jì)算：在每周期2h的反應(yīng)過(guò)程中，其余時(shí)間均為按2mg/L考慮，與常規(guī)SBR工藝的曝氣過(guò)程基本相同，需氧量、供氣量也基本相同。1） 實(shí)際需氧量：按式：式中：——去除含碳有機(jī)物單位耗氧量（），包括BOD降解耗氧量和活性污泥衰減耗氧量；——BOD去除量（）；——硝化的氨氮（）；——反硝化的硝酸鹽量（）。先確定式中各個(gè)參數(shù)：（1） 降解單位含碳有機(jī)物需氧量：設(shè)計(jì) 植應(yīng)滿足各種工況，主要是低溫和高溫兩種工況，在低溫情況下設(shè)計(jì)水溫為，泥齡為11d，查相關(guān)手冊(cè)，可得：；在高溫情況下，設(shè)計(jì)水溫，但泥齡不應(yīng)是11d，因?yàn)樗疁厣吆?，硝化所需泥齡可大大縮短，當(dāng)水溫為時(shí)，只要兩天的泥齡即可，考慮安全因素，按六天泥齡計(jì)算是足夠保險(xiǎn)的，按此可查相關(guān)手冊(cè)，可得：，比低溫條件高，故設(shè)計(jì)取： （2） 需降解BOD量： 按式： 式中：——BOD負(fù)荷波動(dòng)系數(shù)，； ——平均污水量（） （3）需硝化的氨氮量：按式： 式中：——設(shè)計(jì)污水量（）； ——進(jìn)水凱氏氮（TKN）的濃度（）； ——要求氨氮出水濃度（）； ——安全量（）。 （4） 反硝化的硝態(tài)氮量Not：由于本設(shè)計(jì)中缺氧時(shí)段發(fā)揮脫氮功能，污泥回流比采用20%，有一定的脫氮功能，單時(shí)間很短，脫氮效率不算高，回收氧量不算大，因此本設(shè)計(jì)對(duì)此忽略不計(jì)。將上述各參數(shù)代入式：式中：——實(shí)際需氧量，即AOR（）——去除含碳有機(jī)物單位耗氧量（），包括BOD降解耗氧量和活性污泥衰減耗氧量；——BOD去除量（）；——硝化的氨氮（）；——反硝化的硝酸鹽量（）。 單位需氧量為：2） 修正系數(shù)：按式： 式中：——最熱日反應(yīng)池水溫（），與計(jì)算時(shí)采用的水溫取同一值； ——混合液值與清水中值之比，我國(guó)規(guī)范建議值為，； ——混合液飽和溶解氧值與清水飽和溶解氧值之比，我國(guó)規(guī)范建議值為，； ——標(biāo)準(zhǔn)條件下清水中飽和溶解氧的值，； ——清水在時(shí)和實(shí)際計(jì)算壓力Pa時(shí)的飽和溶解氧氧（）； ——混合液剩余溶解氧值，一般，機(jī)械曝氣的氧化溝，同步硝化反硝化池。 式中：——清水在時(shí)的飽和溶解氧（）； ——曝氣裝置處絕對(duì)壓力（105Pa）； ——曝氣池逸出氣體含氧（%）。 式中：——曝氣設(shè)備氧利用率。上述各式中的各個(gè)參數(shù)按相關(guān)手冊(cè)確定[14]；設(shè)曝氣機(jī)效率為：20%， 在時(shí)，飽和溶解氧為：； 3）標(biāo)準(zhǔn)需氧量為： 4） 供氣量：總供量按式： 式中：——需氧量（）——標(biāo)準(zhǔn)狀況下空氣中的含氧量（）；——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下空氣體積，溫度為，氣壓為1個(gè)大氣壓。 單池小時(shí)供氧量按式： 式中：——單池小時(shí)供氣量（）； ——全廠每日供氣量（）； ——每周期曝氣時(shí)間（h/周期）。注意：。：1） 曝氣機(jī)：本設(shè)計(jì)為小區(qū)污水處理工藝設(shè)計(jì)，小區(qū)對(duì)噪音和環(huán)境要求較高，考慮噪音和造價(jià)問(wèn)題，每個(gè)CAST反應(yīng)池選用8臺(tái)190TR型潛水自吸式曝氣機(jī)，兩個(gè)池子一共16臺(tái)，190TR型潛水自吸式曝氣機(jī)技術(shù)參數(shù)為：空氣管徑為100mm；電機(jī)轉(zhuǎn)速為1500r/min；功率為19KW；供氣水深為；供氣量為；重量為520kg。TR型潛水自吸式曝氣機(jī)的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)：TR型潛水自吸式曝氣機(jī)由潛水電機(jī)，葉輪，通氣罩，導(dǎo)流槽，過(guò)濾座等組成一體；另有附件硝剩器，起吊鏈條，電器控制柜（吸水管和氣閥為標(biāo)準(zhǔn)件，其余自配）。該機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單無(wú)須鼓風(fēng)機(jī)；整機(jī)浸沒(méi)在水中運(yùn)行，電動(dòng)機(jī)直接帶動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)，吸水吸氣，通過(guò)氣液沖撞，向污水中噴進(jìn)超微小氣泡；本機(jī)配有浸水，過(guò)載，過(guò)熱，等報(bào)警保護(hù)裝置，安全可靠。2） 污泥回流泵：本設(shè)計(jì)污泥回流考慮20%，在沉淀結(jié)束后開(kāi)始回流污泥，污泥回流泵采用兩臺(tái)WDB8080250E型泵（四川三臺(tái)水泵廠生廠）。WDB8080250E型泵的技術(shù)參數(shù)為：流量為；；轉(zhuǎn)速為970r/min。；電機(jī)功率為3KW；效率為40%；吸程為Hs=6m；葉輪外徑為235mm；允許通過(guò)最大固體直徑為60mm。3） 進(jìn)水部分設(shè)計(jì)：計(jì)算草圖如下圖39所示：CAST化反應(yīng)器前置生物選擇器良好運(yùn)行的重要條件之一是保證廢水與活性污泥層之間能充分接觸，因此反應(yīng)器底部進(jìn)水布水系統(tǒng)應(yīng)該盡可能地均勻布水。本工程布水系統(tǒng)采用多路進(jìn)水。帶反射翼板的單孔反射布水器采用一管多孔配水方式，沿配水槽槽長(zhǎng)方向，間隔布置配水干管，每根支管配水下部間隔開(kāi)有布水孔，布水孔正對(duì)池底。布水兩側(cè)安裝有45176。反射翼板（導(dǎo)流板），使出水均勻散布于池底。由于配水支管出水孔最小孔徑不宜小于15mm，一般為15～25 mm之間以免堵塞孔眼[15]，本工程取φ20 mm。為了配水均勻，一般采用對(duì)稱布置。各支管出水口向下距池底約950mm，位于所服務(wù)面積的中心，本工程取950mm?！?m2。， m/s。則單孔最大流量： q=πD2v/4＝（）2(m3/s)；圖39 m m= m2。為方便布置，每格設(shè)計(jì)84個(gè)孔口，呈“工”字型布置，故單孔服務(wù)面積為S 服務(wù)=(m2)。則單孔實(shí)際流量： q=(m3/s) (m3/s)，滿足要求?！?m/s，～ m/s [16] ，查《給水排水快速設(shè)計(jì)手冊(cè)（水力計(jì)算表）》，確定進(jìn)水干管管徑為鋼管DN200mm,進(jìn)水支管管