【導讀】[摘要]某小區(qū)每天生活污水的最大排放量為28000t，污水水質為：BOD=130mg/L，COD=280mg/L，SS=280mg/L，TP=，TN=30mg/L；根據(jù)進水水質特征及出水水質要求，擬采用CAST作為該小區(qū)生活污水脫氮除磷的工藝，GB18918-20xx一級A標準，且整個處理自動化程度高，噪音??；經(jīng)預算整個工程初期投資較低，運行成本/(m3. 污水)，適用于城市小區(qū)生活污水的處理，其設計過程可為類似污水處理廠設計提供借鑒和參考。

　　

【正文】 ， 旋流沉砂池 水面標高為 。泵站設在處理廠內(nèi)，泵站的地面高程為 80m。 （ 2） 泵的選型 設計水量為 dmQ /28000 3m a x ? ，選用 2 臺潛水排污泵（一用一備），則流量為： hmnQw / 8 0 0 0 3m a x ??? （ ） 按上述條件，選擇 QW 型潛污泵，其性能參數(shù)如表 所示。 表 QW 型潛污泵性能參數(shù)表 [21] 型號 流量 (m3/h) 揚程 (m) 轉速 (r/min) 功率 (kW) 效率 (%) 排出口徑 (mm) 重量（ kg） 400QW15001075 1500 10 980 75 400 1670 （ 3） 集水池尺寸設計 泵站集水池容積一般按不小于最大一臺泵 5 分鐘的出水量計算，則集水池的容積為： 31 1256051 5 0 0 mtQV ????? （ ） 取集水池的有效水深為 mh ? ； 集水池的面積為： 2 5 mhVA ??? ，取 42m2 集水池保護水深 ，實際池深 ；則集水池的實際規(guī)格為： 7m6m。 沉砂池設計計算 沉砂池的選型 由于城市污水中含有大量的無機懸浮顆粒，這些物質在后面的生物處理過程中，對活性污泥會陜西理工學院畢業(yè)設計 第 14 頁 共 40 頁 產(chǎn)生許多不良的影響。并且這些物質沉降下來后，會對污泥的處理帶來許多得不便。因此這些物質在進入生物處理階段前必須去除。因此采用沉砂池，用來去除這些無機懸浮顆粒。常見的幾種沉砂池比較如表 所示。 表 幾種常見沉砂池的比較 [3] 類型 優(yōu)點 缺點 平流沉砂池 (1) 平流沉砂池截留無機顆粒效果較好； (2) 其工作穩(wěn)定，結構簡單； (3) 排砂方便； (1) 平流沉砂池的塵砂中含有約 10%的有機物，這些有機物給砂的處理帶來許多不便； (2) 保持 ，的水平流速比較困難， 進水流量變化幅度大； 曝氣沉砂池 (1) 在沉砂效果相同的條件下，適應變化流量能力最強； (2) 水頭損失小； (3) 通過控制曝氣強度，可使沉淀下來的砂粒的腐化有機物的含量降低； (1) 能耗比其它沉砂池都高； (2) 運轉勞動力較多； (3) 如 何獲得良好的螺旋環(huán)流流態(tài)擋板的位置，良好的砂斗和排砂系統(tǒng)等在設計上還存在許多疑問 ； 多爾沉砂池 (1) 不需要進行流量控制； (2) 通過池子的水頭損失較?。? (3) 刮泥機的傳動部分、軸承等均在水面之上，壽命長，便于使用維修； (1) 布水不均勻，進口處理量分布導流板很難調(diào)節(jié)，故而影響處理效果； (2) 沉淀砂粒有機物較多，特別是在進水流量低時； (3) 池深小于 米，刮泥機在刮砂時易將砂粒攪起； 旋流 沉砂池 (1) 適應流量變化的能力比較強； (2) 水頭損失小，典型的損失僅為 6mm， (3) 細砂粒去除率較高， 140（ ）目的細砂粒去除率可達 73%左右； (4)動能效率較高； (1) 攪拌漿會纏繞纖維狀的物體； (2) 砂斗內(nèi)的砂子因為被壓實而抽排困難，往往需要高壓水或空氣去攪動?？諝馓嵘梅客荒苡行У某榕偶毶?； 根據(jù)進水水質，本設計選擇 選 流沉砂池。 旋 流式 沉砂池 的設計參數(shù) （ 1） 水力表面負荷約為 150~200 m179。/(㎡ .h)， 最大設計流量時的停留時間不小于 30s； （ 2） 進水渠道流速：在最大流量的 40％ ~80％的情況下為 ~，在最小流量 時大于，在最大流量時不大于 ； （ 3） 進水渠道直段長度應為渠寬的 7 倍，并不小于 ，以創(chuàng)造平穩(wěn)的進水條件； （ 4） 出水渠道與進水渠道的夾角大于 270176。，以最大限度地延長水流在沉砂池內(nèi)的停留時間，達到除砂的目的。 旋 流式 沉砂池 尺寸設計 （ 1） 沉砂池的直徑 D ： ?qQD 36004 m a x ?? （ ） 式中： Q —— 設計流量， sm/ ； q —— 表面負荷， )/( 23 hmm ? ，設計中取 q=180 m3/()。 mD 0 36 0032 ????? π，取為 （ 2） 沉砂池有效水深 2h ： 2max2 4 D tQh ?? （ ） 陜西理工學院畢業(yè)設計 第 15 頁 共 40 頁 式中： t —— 水力停留時間，設計中取 t=30s。 mh 22 ?? ??? （ 3） 沉砂室所需容積 V ： 6m a x 10 8 6 4 0 0???? TXQV （ ） 式中： X —— 城鎮(zhèn)污水的沉砂量，一般采用 3/ mL 污水； T —— 排砂時間的間隔， d ，取 dT 3? 。 33 8 6 4 0 2 mV ????? （ 4） 貯砂斗所需容積 39。V ： )(12141 22542 rRrRhhRV ????? ?? （ ） 式中： R —— 沉砂斗上口直徑， m，設計中取 R=； 4h —— 沉砂斗圓柱體的高度， m， 設計中取 h4=； 5h —— 沉砂斗圓臺體的高度， m； r —— 沉砂斗下底直徑， m，設計中 r=.。 mrRh a n25 ??????? )( 222 ????????????? ??V （ 5） 沉砂池總高 H ： 54321 hhhhhH ????? （ ） 式中： 1h —— 沉砂池超高， m，設計中取 h1=； 3h —— 沉砂池緩沖層高度， m。 mRDh a n)(2145t a n)(213 ????????? )( mH ?????? （ 6） 進水渠道 長 1L ： 進水渠與渦流式沉砂池呈切線方向進水，以提供渦流的初速度。 渠寬： 11 max1 HvQB ?? （ ） 式中： 1B —— 進水渠道寬度， m； 1v —— 進水流速，一般采用 ~，設計中取 ； 1H —— 進水渠道水深， m，設計中取 。 mB 3 2 ??? 校核 smsmHBQv /?????? 陜西理工學院畢業(yè)設計 第 16 頁 共 40 頁 則 進水渠道長度 為 mBL 11 ???? （ 7） 出水渠道 出水渠道與進水渠道建在一起，中建設閘板，以便在沉砂池檢修時超越沉砂池，兩渠道夾角大于 270176。 ，最大限度地延長沉砂池內(nèi)的水力停留時間。池中應設立漿液分離機。 渠寬 mBB 12 ???? （ 8） 排砂裝置 采用空氣提升器排砂，排砂時間每三日一次，每次 1~2 小時，所需空氣量為排砂量的 15~20倍 。排砂經(jīng)砂水分離器，水排至提升泵站，砂曬干外運填埋。 CAST 反應池設計計算 CAST 反應池設計參數(shù)的選取 （ 1）周期參數(shù) 周期數(shù) N=6（ 1/d） 周期長 hTC 4? 進水時間 hTJ 2? 曝氣時間 hTF 2? 沉淀時間 hTS 1? 排水時間 hTE 1? 污泥實際沉淀時間 hTTT ESS 39。 ???? （曝氣反應結束后有十分鐘的時間內(nèi)，主反應池內(nèi)的水處于攪 動狀態(tài)，此時污泥還沒有開始沉淀。） （ 2）為了實現(xiàn)連續(xù)排水和便于進水，設計池數(shù)量 6?M 個； （ 3）池水設計深度 mH 5? ； （ 4）安全高度 mHf ? 。 CAST 反應池設計 （ 1） 單池小時進水量 iQ ： Ji TMN ??? m ax （ ） 式中： N —— 每天反應周期數(shù)， d/1 ； M —— 反應池數(shù)目， 6 個； JT —— 進水時間， h2 。 )h/( 3 ????? 池mQ i （ 2） 污泥泥齡 c? ： ① 具有硝化反硝化能力所需最小泥齡按下式計算： VVFDTc??????111 0 15? （ ） 式中： c? —— 硝化反硝化的設計泥齡， d ； F —— 考慮 NH3N 波動的安全系數(shù)，當進水 BOD5 總量大于 dkg/6000 時， F 取 ； 當進水 BOD5 總量小于 dkg/1200 時， F 取 ，本設計 F 取 [10]； T —— 水溫，本設計取 12℃ ； DV —— 反硝化池容積， m3； V —— 生物反應池總容積， m3。 根據(jù)反硝化的硝態(tài)氮的濃度（ ND）和進水的 BOD5 濃度 (S0)的比值 ND/S0 來確定 VD/V 的比值 陜西理工學院畢業(yè)設計 第 17 頁 共 40 頁 表 根據(jù) ND/S0 來確定 VD/V 的比值（ T=10~12℃ ） [10] VD/V ND/S0 表 根 據(jù)水溫及處理規(guī)模確定泥齡 [10] 處理目標 污水處理廠規(guī)模 Q≤6000m3/d Q≥30000m3/d 10℃ 12℃ 10℃ 12℃ 帶硝化 /d 10 8 帶脫氮 /d VD/V= VD/V= VD/V= VD/V= ② 需要反硝化的硝態(tài)氮 DN ： teetD NSSNN ???? )( 0 （ ） 式中： tN —— 反應池進水總氮濃度， Lmg/ ； teN —— 反應池出水允許總氮濃度， Lmg/ ； 0S —— 反應池進水 BOD5 濃度， Lmg/ ； eS —— 反應池出水允許 BOD5 濃度， Lmg/ 。 LmgN D /915)101 3 0( ?????? 則： 13090 ??SN D，由表 知，取 ?VVD 則： dc 11 0 1215 ?????? ?? 故 c? 取 10d，該值也符合表 中的 規(guī)定。 （ 3） 污泥產(chǎn)率系數(shù) Y ： ?????? ????????? ?? )15()15(0 0 0 7 0 7 )( TTccS SSKY ?? （ ） 式中： K —— 修正系數(shù)，取 ； 0SS —— 進水懸浮物濃度， Lmg/ 。 5)1512()1512( k g S S / k g B )(130 ??????? ???????????? ??Y （ 4） 污泥量： ① 反應污泥量 FX ： 1 0 0 0/)( 0m a x eF SSYcQX ????? ? （ ） 陜西理工學院畢業(yè)設計 第 18 頁 共 40 頁 kg3 6 9 6 0 1 0 0 0/)10130( 8 0 0 0? ????? ② 總污泥量 TX ： kgXTTX FFCT 73 9 2036 9 6024 ???? （ ） （ 5） CAST 反應池容積計算 ① 主反應池容積 V ： 39。1 3 0 0)6 2 4 0 0( 2 STT Shff TS V IXNS V IX THQHHV ???? ?????? （ ） 式中： fH —— 安全高度， ； hQ —— 最大時流量， hm / 3 ； SVI —— 污泥體積指數(shù)，取 Lmg/120 ； 39。ST —— 沉淀總時間， 。 則： 32 1 5 1 8 1207 3 9 2 0)61207 3 9 2 0 2 4 0 ( mV ?? ???? ?????? ② 預反應區(qū)容積 PV ： CAST 反應池沿長度方向設一道隔墻，將池體分為預反應區(qū)和主反應區(qū)兩部分，靠近進水端為CAST 池容積的 10%左右的預反應區(qū)，作為兼氧吸附區(qū)和生物選擇區(qū)，另一部分為主反應區(qū)。 則預反應區(qū)容積為： 31 5 1 91 5 1 8 6%1