【正文】 排入城市下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》； （ 5） 《給水排水設(shè)計(jì)手冊》； 水污染控制工程課程設(shè)計(jì) 中山大學(xué)東校區(qū)污水處理廠 設(shè)計(jì)說明書 6 第二章 總體設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)依據(jù) 《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》 GBJ141999； 廣州市生活污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)； 《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》 GB189182020； 《城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)》 ； 《給水排水設(shè)計(jì)手冊 學(xué)校的實(shí)際情況與特殊要求； 學(xué)校建設(shè)總平面圖； 污水排放預(yù)測指標(biāo)和設(shè)計(jì)參數(shù)； 設(shè)計(jì)原則 采用技術(shù)先進(jìn)、合理、維修方便、管理簡單、自動化程度高、投資少、運(yùn)行費(fèi)用低的處理工藝，確保水質(zhì)安全穩(wěn)定； 污水處理設(shè)施的設(shè)計(jì)和建設(shè)必須結(jié)合小區(qū)的整體規(guī)劃和建筑特點(diǎn) ,即外觀設(shè)計(jì)上要與小區(qū)建筑環(huán)境相協(xié)調(diào) ,以求美觀； 為確保校園安靜，采取減震、隔音等措施減少噪聲污染，夜間噪聲控制 45dB 以下； 在污水處理工藝上力求簡單實(shí)用 ,以方便管理。平面布置上要緊湊 ,以節(jié)省用地。 設(shè)備化 ,定型化 ,模塊化 ,施工安裝方便 ,運(yùn)行簡易 ,設(shè)備性能穩(wěn)定 ,適合分期建設(shè)。 處理構(gòu)筑物對水力負(fù)荷和有機(jī)物負(fù)荷的適應(yīng)范圍較大 ,使系統(tǒng)有較好的經(jīng)受沖擊負(fù)荷的能力。 污水處理方案比較 校區(qū)污水不同于城市污水 (常包括部分工業(yè)廢水 ) ,屬于生活污水范疇。根據(jù)校區(qū)廢水處理的原則 ,應(yīng)選擇處理效果穩(wěn)定、產(chǎn)泥少、節(jié)能、管理方便、與環(huán)境相協(xié)調(diào)的處理方法。有資料顯示， SBR 法的主要構(gòu)筑物的容積水污染控制工程課程設(shè)計(jì) 中山大學(xué)東校區(qū)污水處理廠 設(shè)計(jì)說明書 8 為常規(guī)活性污泥法的 50%~60%，運(yùn)行費(fèi)用及 占地面積均可減少 20%左右。整個工藝經(jīng)厭氧、好氧缺氧三個階段。 SBR 法工藝是極具發(fā)展?jié)摿Φ囊环N處理工藝，但也存在著曝氣裝置易堵塞，自動控制技術(shù)及連續(xù)在線分析儀表要求高等缺點(diǎn)。 該法中微生物所需氧由鼓風(fēng)曝氣供給，生物膜生長至一定厚度后，填料壁的微生物會因缺氧而進(jìn)行厭氧代謝，產(chǎn)生的氣體及曝氣形成的沖刷作用會造成生物膜的脫落，并促進(jìn)新生物膜的生長，此時(shí)，脫落的生物膜將隨出水流出池外。 主要缺點(diǎn)：填料、斜管等器材使用年限一般是 3～ 5年，如不更換將影響污水處理效果；更換填料會增加運(yùn)行成本。溶解氧濃度不斷降低，溝內(nèi)沿水流方向呈現(xiàn)出好氧區(qū) 缺氧區(qū) 好氧區(qū)交替變化，再好氧區(qū)內(nèi)，污水中有機(jī)物被好氧菌氧化分解，水污染控制工程課程設(shè)計(jì) 中山大學(xué)東校區(qū)污水處理廠 設(shè)計(jì)說明書 10 污水中氨氮被亞硝化菌和硝化菌氧化成亞硝酸鹽和硝酸鹽，嗜磷菌大量吸收水中的磷。需要指出的是氧化溝內(nèi)硝化菌和反硝化菌是同時(shí)存在的，在不同的環(huán)境下起著不同的作用。這種工藝綜合了推流式活性污泥法的初始反應(yīng)條件（具有基質(zhì)濃度梯度和較高的絮體負(fù)荷）和完全活性污泥法的優(yōu)點(diǎn)（較強(qiáng)的耐沖擊負(fù)荷能力），無論對城市污水還是工業(yè)廢水都是一種有效的方法，有效地防止污泥膨脹。 CASS 工藝對污染物質(zhì)降解是一個時(shí)間上的推流過程，集反應(yīng) .沉淀，排水于一體，是一個好氧 —— 缺氧 —— 厭氧交替運(yùn)行的過程，因此具有一定脫氮除磷效水污染控制工程課程設(shè)計(jì) 中山大學(xué)東校區(qū)污水處理廠 設(shè)計(jì)說明書 11 果。 與傳統(tǒng)活性污泥工藝相比， CASS 工藝有以下優(yōu)點(diǎn)： （ 1）建設(shè)費(fèi)用低。 （ 2）運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用省。 （ 3）有機(jī)物去除率高，出水水質(zhì)好。 （ 4）管理簡單，運(yùn)行可靠，不宜發(fā)生污泥膨脹。 CASS的主要缺點(diǎn)為：設(shè)備閑置率較高，因采用降堰排水，水頭損失大，由于自動化程度高，故對操作人員對素質(zhì)要求也高。選擇 CASS工藝的理由如下： 水污染控制工程課程設(shè)計(jì) 中山大學(xué)東校區(qū)污水處理廠 設(shè)計(jì)說明書 13 不設(shè)置一沉池、二沉池，沒有污泥回流系統(tǒng) ，取消了大型貴重的刮泥機(jī)械和污泥設(shè)備， 因此可減少占地，降低造價(jià) 。 半靜止?fàn)顟B(tài)沉淀，表面水力和固體負(fù)荷低，沉淀效果好 不易發(fā)生污泥膨脹生。 自動化程度高，保證出水水質(zhì)。 工藝流程確定 工藝流程的確定主要依據(jù)污水水量、水質(zhì)及變化規(guī)律，以及對出水水質(zhì)和對污泥的處理要求來確定，做到技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理，安全可靠。起到預(yù)處理的作用，能去除水中部分的有機(jī)物。污水首先進(jìn)入預(yù)反應(yīng)池，在池內(nèi)微生物通過酶的快速轉(zhuǎn)移機(jī)理迅速吸附污水中大部分可溶解性的有機(jī)物，經(jīng)歷一個高負(fù)荷的基質(zhì)快速積累過程，這對進(jìn)水的水質(zhì)、水量、 pH 和有毒有害毒物起到較好的緩沖作用，可有效防止污泥膨脹；隨后在主反應(yīng)區(qū)內(nèi)經(jīng)歷一個較低負(fù)荷的基質(zhì)降解過程。生化出水經(jīng)紫外線消毒后，處理水達(dá)標(biāo)排放。 第三章 污水處理廠工藝設(shè)計(jì)及計(jì)算 格柵 進(jìn)水中格柵是 ，并盡量去掉那些不利于后續(xù)處理過程的雜物?；剞D(zhuǎn)式固液分離機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)效果好，該設(shè)備由動力裝置，機(jī)架，清洗機(jī)構(gòu)及電控箱組成，動力裝置采用懸掛式渦輪減速機(jī)，結(jié)構(gòu)緊湊，調(diào)整維修方便，適用于生活污水預(yù)處理。如果流速過大，不僅過柵水頭損失增加，還可能將已截留在柵上的柵渣沖過格柵，如果流速過小，柵槽內(nèi)將發(fā)生沉淀。格柵柵條間隙擬定為 。 單位柵渣量： ω 1= /103m3污水 設(shè)計(jì)計(jì)算： 確定柵前水深 根據(jù)最優(yōu)水力斷面公式 221?BQ? 計(jì)算得： mQB 0 8 ???? ? mBh ?? 所以柵前槽寬約 。）； h— 柵前水深， m； ν — 污水的過柵流速， m/s。10 圓鋼為柵條，即 S=。 圖一 格柵簡圖 柵渣量計(jì)算 對于柵條間距 b= 的中格柵，對于 生活 污水，每單位體積污水爛截污物為 W1=， 每日柵渣量為 1 0 0 8 6 4 0 0 0 08 6 4 0 01m a x ? ???? ?? zK WQW=本設(shè)計(jì) 攔截污物量 為 ， 為改善勞動和衛(wèi)生條件，可以采用機(jī)械清渣方法 。因此，為使污水處理系統(tǒng)連續(xù)地運(yùn)行，減少處理設(shè)備的容量，降低工程造價(jià)，并且可調(diào)節(jié)污水的濃度，所以設(shè)計(jì)集水池。該泵為液下型水泵，具有無堵塞，使用壽命長，能耗低等特點(diǎn)。有效水深采用 H=，則集水池面積為 S＝ ??HV （ m2/s） 集水池與泵站合建。最低水位距吸水喇叭口上緣高度應(yīng)滿足下列要求： 喇叭口流速 V＝ ， h＝ ； V＝ ， h＝ ； V＝ ， h＝ 。 集水池直徑 集水池與泵房合建為便于沉井施工，節(jié)約投資，采用下圓上方泵房， 直徑為： mSD *82*4 ??? ? 取 D=10m。這樣對水量進(jìn)行調(diào)解，有利于污水泵的有效安全工作。以便進(jìn)行維修，這樣的集水井有兩種功能。 污水提升泵房 設(shè)計(jì)計(jì)算 設(shè)計(jì)說明 本設(shè)計(jì)水量較小，可采用合建式圓形污水泵房，自灌式工作，水泵不超過 2臺，圓形結(jié)構(gòu)受力條件好，便于采用沉井法施工，可降低工程造價(jià)。泵房內(nèi)設(shè)置立式離心泵可克服機(jī)器間機(jī)組及附屬設(shè)備布置困難的缺點(diǎn)。 設(shè)計(jì)流量 污水 泵站設(shè)計(jì)流量 Q＝ (m3/s)＝ 82（ L/s） 考慮選用 2 臺水泵， 1 用 1備，每臺水泵 Q＝ 82（ L/s） 1) 參數(shù)選取 ： 經(jīng)過格柵的水頭損失為 ； 進(jìn)水管管底高程 ，管徑 450mm，充滿度為 ，則水面高程 ； 出水井水面高程為 泵站設(shè)在處理廠內(nèi)，地面高程為 2) 集水池設(shè)計(jì)最高水位高程： 進(jìn)水管內(nèi)水面標(biāo)高－格柵水頭損失＝ ＝ 3) 集水池設(shè)計(jì)最低水位高程： 設(shè)計(jì)最高水位 有 效水深＝ ＝ 4) 集水池最低工作水面與所需提升泵站最高水位差值： 水污染控制工程課程設(shè)計(jì) 中山大學(xué)東校區(qū)污水處理廠 設(shè)計(jì)說明書 21 出水井水面高程 集水池最低水位高程＝ ＝ 泵站內(nèi)的管線水頭損失假設(shè)為 ，考慮自由水頭為 H=++＝ ，取 本設(shè)計(jì)單泵流量為 Q＝ 82（ L/s），揚(yáng)程 13m。 其主要性能參數(shù)如下： 流 量 Q＝ 56－ 111（ L/s） ，揚(yáng)程 H=1612m； 轉(zhuǎn)速 n＝ 980（ r/min），軸功率 N=30kw。格柵一般由一組平行的金屬柵條組成，斜置于泵房集水池的進(jìn)口處。工作臺一般應(yīng)高出格柵上游最高水位 ，對于人工清渣的格柵，其長度不小于 ，兩側(cè)通道寬度不小于 ，工作臺上應(yīng)有欄桿和沖洗設(shè)施。 水污染控制工程課程設(shè)計(jì) 中山大學(xué)東校區(qū)污水處理廠 設(shè)計(jì)說明書 22 2) 柵前流 速采用 ～ m/s。 設(shè)計(jì)計(jì)算： 1) 柵條間隙數(shù) 因?yàn)榧剡M(jìn)水管管底與格柵底的落差不小于 ，故取柵前水深 h＝+＝ ，過柵流速 v＝ ，柵條間隙寬度 b=，格柵傾角δ =60176。 )115()1( ???????? bnnSB =(m) 3) 過柵水頭損失 設(shè)柵條 斷面為銳邊矩形斷面，故 )( i i n*2*)(h 234234l mgvbSK ??????????????? ?? 4) 柵槽總高度 H=h+h1+h2=++＝ 5) 每日柵渣量 對于柵條間距 b= 的細(xì)格柵，設(shè)每單位體積污水爛截污物為W1=， 每日柵渣量為 6) 1 0 0 8 6 4 0 0 0 08 6 4 0 01m a x ? ???? ?? zK WQW=（ m3/d） （ m3/d） 水污染控制工程課程設(shè)計(jì) 中山大學(xué)東校區(qū)污水處理廠 設(shè)計(jì)說明書 23 采用人工清渣 。沉砂池設(shè)于生物處 理構(gòu)筑物前，以減輕生物處理構(gòu)筑物負(fù)荷及能使無機(jī)顆粒與有機(jī)顆粒分離便于分別處理和處置，改善污泥處理構(gòu)筑物的處理?xiàng)l件。 平流沉砂池是常用的形式， 具有構(gòu)造簡單、截留無機(jī)顆粒效果較好、排砂較方便的優(yōu)點(diǎn)；但平流沉砂池的主要缺點(diǎn)是沉砂中約夾雜有 15%的有機(jī)物，增加了沉砂的后續(xù)處理難度，故常需配洗砂機(jī)，把排砂清洗后， 使 有機(jī)物含量低于 10%，再外運(yùn)。此外，由于旋流產(chǎn)生的離心力，把相對密度較大的無機(jī)顆粒甩向外層并下沉，相對密度較輕的有機(jī)物旋至水流的中心部位隨水帶走。 豎流沉砂池是污水自下而上由中心管進(jìn)入池內(nèi)，無機(jī)物顆粒藉重力沉于池底，處理效果差。 本設(shè)計(jì)采用 CASS 工藝，生物處理池的首端為厭氧 段，為避免曝氣沉砂池預(yù)曝氣對后續(xù)厭氧池可能產(chǎn)生的不利影響，擬選用旋流沉砂池以滿足后續(xù)處理工藝要求。沉砂池在設(shè)計(jì)時(shí)個數(shù)不能少于 2個，并宜按并聯(lián)系列設(shè)計(jì) 。 鐘式沉砂池選型 據(jù)城市污水處理廠的設(shè)計(jì)水量 Q設(shè)計(jì) =，則每個池子的設(shè)計(jì)水量 Q= Qmax＝ （ L/s）＝ 41（ L/s） 故選鐘氏沉砂池型號 50的池子。 最小值為4 水污染控制工程課程設(shè)計(jì) 中山大學(xué)東校區(qū)污水處理廠 設(shè)計(jì)說明書 25 型號 50 鐘式沉砂池尺寸 （單位： m） 流量（ L/s） A B C D E F G H J K L 50 3 1.0 5 0 0 0 0 0 0 0 0 排砂設(shè)計(jì) 城市污水的含砂量按 106m3污水沉砂 30 m3計(jì)算，其含水率為 60%，容量為1500kg/m3。沉砂通過吸砂泵送至砂水分離器，脫水后的清潔砂粒外運(yùn)，分離出來的水回流至泵房吸水井。 出水設(shè)計(jì) 污水經(jīng)過沉砂池后由出水渠流進(jìn)出水渠，出水渠將兩個沉砂池的出水通過管道生物處理構(gòu)筑物 CASS 生物池。其主要原理是： 把序批式活性污泥法的反應(yīng)池沿長度方向分為兩部分，前部為預(yù)反應(yīng)區(qū)，后部為主反應(yīng)區(qū)。 CASS 工藝流程簡單，自動化程度高、管理的環(huán)節(jié)少，對水質(zhì)、水量的變化適 應(yīng)性強(qiáng)，出水穩(wěn)定，具有脫氮除磷功能，滿足改項(xiàng)目出水要求較高的需要。 設(shè)計(jì)參數(shù)： 1) 單元 CASS 池設(shè)計(jì)運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)周期為 4小時(shí)，具體比例如下： 進(jìn)水、曝氣時(shí)間： 120 分鐘 靜置沉淀時(shí)間： 60 分鐘 潷水時(shí)間： 60 分鐘 2) 本 設(shè)計(jì)流量為 ， 共建 4 座 CASS 生物池 ， 每座池分為選擇區(qū)、厭氧區(qū)和主反應(yīng)區(qū)。 水污染控制工程課程設(shè)計(jì) 中山大學(xué)東校區(qū)污水處理廠 設(shè)計(jì)說明書 27 3) 設(shè)計(jì)水溫：最高 30℃，最低 12℃ 平均 污泥負(fù)荷率采用 Ns ＝