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1、精选优质文档-倾情为你奉上摘 要本毕业设计题目为马鞍山市滨江新区10万m/d污水厂设计，设计的主要任务为对污水厂进行各项工艺流程的选择，各处理构筑物的设计及计算。本设计主要处理城市污水，城市污水中有较高的有机物含量以及较多的氮、磷等有机物，此外还含有病原微生物和悬浮物质，不同的污水水质差别较大，对于不同类型的污水须分别采用不同的方法进行处理，污水处理现有多种方法，如UASB法，A2/O法，活性污泥法，氧化沟法等，本设计采用CASS工艺，通过本设计，将使污水出水水质达到排放标准以内。关键字：设计，污水，CASS 更多毕业设计、创业、就业请关注GXLM-520微信公众平台【高校联盟】大学生自己的交
2、流平台ABSTRACTThe graduation design topic is for the new m Maanshan binjiang/d wastewater treatment plant design .Design of the main task of the sewage plant for the process of choice, the treatment of the design and calculation structures.This design main urban sewage treatment, the urban sewage is of
3、 high organic matter content and more nitrogen, phosphorus, organic matter, etc.In addition, it also contains pathogenic microbes and suspended material. Different sewage water quality difference is bigger, for different types of sewage shall we adopt different methods to deal with. Sewage treatment
4、 DuoZhong existing methods, such as UASB method, A2 / O method, and activated sludge, the oxidation ditch method, etc This design USES the CASS process, through this design, will make sewage effluent water within meets emission standard.Key words: design，sewage，CASS更多毕业设计、创业、就业请关注GXLM-520微信公众平台【高校联盟
5、】大学生自己的交流平台目 录1 文献综述1.1 概述CASS（Cyclic Activated Sludge System）工艺是间歇式活性污泥法的一种变革，是由SBR（序批式活性污泥法）工艺发展而来。CASS工艺的核心是CASS池，在SBR的基础上，反应池沿长方向设计为两部分。前部分为生物选择区也称顶反应区，后部为主反应区。主反应区后部安装有升降自动撇水装置。整个工艺的曝气、沉淀、排水等过程都在同一池子周期循环进行。省去了常规性污泥二沉池和污泥回流系统，可连续进水，间断排水。1.2 CASS工艺原理CASS与ICEAS在工艺流程上差别不大，主要是污泥负荷不同，ICEAS工艺属周期循环延时曝气
6、范畴。污泥负荷通常控制在0.040.05kgBOD/kgMLSSd。 实践证明控制污泥负荷为0.10.2kgBOD/kgMLSSd或再高一些，CASS工艺对有机物的去除效果仍与ICEAS工艺基本相同，而且有利于形成絮凝性能好的污泥，同时负荷的提高可使CASS工艺的工程投资比ICEAS节省25%以上。CASS池工艺原理见图1。空气预反 应区撇水器进水主反应区出水图1.1 CASS池工艺原理CASS池工艺原理：由预反应区和主反应区两部分组成。预反应区又称为生物选择器。CASS工艺的生物能通过酶的快速转移迅速吸收并去除部分易降解的有机物，由此产生基质的积累和再生过程，有利于选择出絮凝性细菌。生物选择
7、器的工艺过程使活性污泥在生物选择器（预反应区）中经历一个高负荷的吸附阶段（基质积累），随后在主反应区经历一个较低负荷的基质降解阶段，以完成整个基质去除过程。预反应区体积仅占反应池总体积的10%15%，因此该部分活性污泥在高BOD负荷条件下运行，既强化了生物吸附作用，又促进了微生物的增殖。丝状菌的过量繁殖会发生污泥膨胀4。由于丝状菌比菌胶团细菌的比表面积大，因此，有利于摄取低浓度基质，但一般丝状菌的增殖速率比非丝状菌小。在高基质浓度下，菌胶团和丝状菌基质积累与增殖速率降低较大，但菌胶团细菌的增殖速率较大，其增殖量也较大，从而较丝状菌占优势。以基质作为推动力选择性的培养菌胶团细菌，成为曝气池中的优
8、势菌。所以，CASS池的进水端即预反应区不但可以连续进水，同时发挥着生物选择器的作用，可以有效抑制丝状菌的生长和繁殖，防止发生污泥膨胀，提高系统的运行稳定性。在连续流反应器中，有完全混合式和推流式两种理想流态。在完全混合式曝气中，基质浓度等于出水浓度，基质流入曝气池的速率即为基质降解速率。根据生化反应动力学原理可知，曝气池中的基质浓度低，其生化反应推动力就小，反应速率和有机物去除率也比较低。在理想的推流式曝气池中，污水与回流污泥形成的混合流从池首端进入，以活塞状沿曝气池流动，从池末端流出。在此过程中，曝气池的各断面上只有横向混合，不存在纵向的反混。作为生化反应推动力的基质浓度，从进水的最高浓度
9、降低至出水口的最低浓度，整个反应过程中存在着基质浓梯度，尽可能地保持了最大推动力，因此反应速率和有机物的去除率比较高。在污水处理设施的实际运行中，几乎不存在理想的推流式曝气池。因此，沿池长方向的纵向混合总是存在的。所以，即使设计为推流式，其运行效率实际上也是属于完全混合式活性污泥法和理想的推流式活性污泥法之间。CASS池工艺从污染物的降解过程来看，当污水以相对较低的水量（与曝气池内混合液相比）连续进入CASS池时，即被混合液稀释。因此，从空间上看CASS工艺属变体积的完全混合式活性污泥法范畴。而从CASS工艺开始曝气到排水结束过程来看，基质浓度由高到低，浓度梯度从大到小，基质利用速率由大到小，
10、从时间看具有推流式反应器的特征。在分析CASS池工艺基质变化规律时可作如下假设： 沉淀和排水阶段基质降解数量可以忽略不计；CASS池中基质的降解及活性污泥的增长主要发生在曝气阶段。对CASS反应池进行物料平衡计算，曝气阶段只有进水，没有排水，假定每个工作周期排水水质及水量是一定的，可以得出如下关系式：每个周期曝气阶段降解的基质总量=全周期进入CASS的基质量-出水排出的基质量。而在沉淀和排水阶段基质在反应池积累，在曝气阶段完成降解。所以CASS池内基本浓度的变化规律十分复杂，除了基质的降解、积累和释放作用，还有稀释作用，对此有待于进一步探讨。1.3 CASS池的核心设备（1）曝气机 以鼓风机和
11、穿孔管或微孔曝气头等组成鼓风曝气系统和潜水射流曝气机，其中潜水射流曝气机的噪声较低，充氧效率较高。曝气机的停用或备用可通过改变程序参数完成。采用潜水射流曝气机的CASS反应池应避免某台曝气机经常处于停用状态。 （2）撇水机 撇水机是CASS处理系统的关键设备。如果撇水机出现故障，必须进行及时检修，以免造成整个CASS处理系统停止运行。 （3）液位计 液位计用以标示CASS池内的液位高度。一般设高、中、低3个液位。其中高位和中位仅仅作为液位标示。采用潜水射流曝气的CASS反应池以中低位指示保护液位，液位计的位置高于潜水射流曝气机的电机。当水位低于此水位时，CASS池自动停止运行，并且报警。运行管
12、理人员必须定期检验液位计的位置是否正常。 （4）中心控制室 中心控制室直接控制CASS池的撇水机。可编程控制器可以分别设定或更改每一个CASS池的工作参数。CASS池都是独立运行，互相之间没有任何联系，不会产生互相干扰的现象。对于进水水质水量比较集中的污水，在高峰期到来之前CASS池内达到排放要求的前提下，清水应尽可能多地排出，使高峰期的污水在CASS池内保持最大的停留时间。有机污染物尽可能最大限度地氧化分解，最大程度地降低由于水质水量的冲击负荷对出水水质产生的影响，使排水高峰期保持正常稳定的处理效果。在排水低峰期，由于环境养分缺乏，微生物自身内源呼吸作用会消耗所存的能量，导致微生物死亡，降低
13、活性污泥的去除能力。而排水高峰期，活性污泥中的微生物可储存吸收足够的养分，适应水量剧烈变化的优势微生物种群，可以提高系统的抗冲击负荷能力。一般通过分析化验来了解活性污泥的性状，指标分析方法包括物理分析方法和化学分析方法。如活性污泥浓度、沉降比、生物相等，采用重量法、光学纤维物理分析方法，准确性容易控制。化学需氧量（COD）、生化需氧量（BOD）、氨氮（NH 3-N）和溶解氧分别采用重铬酸钾法、碘量法、电极法等分析方法，操作和原理比较复杂。1.4 工艺机理CASS去除污水中有机物的机理在充氧曝气时与普通活性泥法基本相同。两种工艺的不同点是：CASS工艺分曝气、沉淀、排水和闲置4个阶段，依次在同一
14、CASS反应池中周期交替进行。因此CASS池不需要设二沉池和污泥回流系统，4个反应段都连续进水。主反应区也叫生物选择区。生物选择区设在CASS池前端，由于池容较小，污泥负荷较高，微生物在高负荷污水的环境中可形成一个优胜劣汰的选择过程，提高了系统抗负荷冲击能力。完整的CASS工艺运行周期的4个阶段4为： （1）曝气阶段 曝气系统向反应池内曝气供养，满足了好氧微生物对氧的需要。搅拌使泥水充分混合，有利于活性污泥与污水中有机物的混合接触，从而使有机污染物充分被微生物氧化分解，污水中的氨氮也通过微生物的水的必要条件之一。 （2）沉淀阶段 系统完成曝气后停止曝气，进入沉淀阶段。在沉淀阶段微生物继续利用水
15、中剩余的溶解氧进行氧化分解。随着反应池内溶解氧的进一步降低，微生物由好氧状态向缺氧状态转化，并发生一定的反硝化作用。与此同时，活性污泥在几乎静止沉淀的条件下进行分离，活性污泥沉淀池底，下一个周期继续发挥作用，处理后的水位于污泥层的上部。沉淀时间设定必须保证在设定时间内能形成一个清晰的泥水分离界面。界面以上是水泵达到规定排放标准的清水，界面以下是泥水混合物。沉淀在反应池底部的活性污泥层的高度必然低于撇水机撇水时到达的最低位置并保留足够的保护层高度，以防止活性污泥流失造成出水水质恶化。沉淀的时间的设置是否合适，以撇水过程中没有活性污泥颗粒随水流出为标准。 （3）排水阶段 沉淀阶段完成后，置于反应池
16、末端的滗水器在程序控制下开始工作，自上而下逐层排出上清液。与此同时，反应池污泥层内溶解氧很低，但仍会发生反硝化作用。微生物进一步去除氨氮，降低水中氨氮含量有利于下一周期的生化反应。撇水时间的设定应充分考虑排水深度能否满足下一周期的进水所需要的容积，即有效容积能否满足系统运行需要容积。撇水机下降不能扰动沉积在反应池底部的活性污泥。撇水机撇水行程设定应以每次下降深度污水不淹没撇水机的撇水堰口为标准。保留时间应根据排水速度确定，撇水堰中最好不要有积存污水，但也不能让撇水机长时间处于非工作阶段。 （4）闲置阶段 闲置阶段的时间一般较短，主要是要保证撇水器在此时间段内上升到原始位置，防止污泥流出，恢复活
17、性污泥的活性。如果在此阶段进行曝气，则有利于恢复污泥的活性。但有可能因曝气时间较长，导致活性污泥细碎在沉淀阶段泥水分离而影响出水效果。医院污水成分比较复杂，含有较多传染性的病菌、病毒，会对周围环境造成较严重的污染。医院污水消毒是医院污水处理的重要过程，其主要目的是杀灭污水中的各种传染性病毒、病菌，同时消毒液也可部分氧化水中有机物，改善出水水质，降低污染程度，达到国家规定的排放标准。因此，消毒系统能否正常运行，直接关系到医院污水处理能否达到标准。1.5 CASS的工艺特点（1）出水水质好 CASS反应池在沉淀阶段停止曝气，只有进水而无出水。因此，沉淀过程几乎处于静止状态。运行参数：表面水力负荷为
18、0.30.5m /m h，固体表面负荷为 1015kg/m h。与活性污泥法二次沉淀池相比，分别是二次沉淀池的1/3和1/81/5。因此，污泥沉淀效果良好，出水中SS含量很低，出水水质好。传 统活性 污泥法 对 氮、磷 的去除能力较 差。而CASS系统通过控制合适的曝气、沉淀时间，可为硝化细菌和反硝化细菌创造适宜的条件。因此，具有较好的脱氮效果。此外，还可以利用活性污泥在缺氧和好氧的不同环境中释放、吸收、贮藏磷的能力不同而达到除磷的目的。在CASS系统中，进入沉淀阶段的污水还在连续不断地进入池中，污水经预反应区后以极小的流速运动，一般推进速度为0.030.05m/min。在沉淀阶段和撇水阶段进
19、入主反应区的污水，首先经过反应池底部的污泥层，然后沿池子对角线方向前进。池子长宽比的合理设计可保证在排水结束时未处理的水与撇水机还有一段安全距离，因此，不会影响排水水质。在工艺设计时必须考虑扩散前沿边界排水结束前污水不进入排水区。因此，合理设计的CASS池连续进水的运行方式并不会使污水短路，也不会影响出水水质。 （2）对冲击负荷的适应性CASS池系统在设计时已考虑了流量变化的因素。污水在系统内停留预定的处理时间后才能沉淀排放。 CASS工艺可以通过调节运行周期及各阶段的时间分配来适应进水量和水质的变化。多年运行及实践表明，在流量冲击和有机负荷冲击超过设计值23倍时，处理效果仍然令人满意。但辅助
20、的流量平衡调节设施，还很可能因为水力负荷变化导致活性污泥流失，严重影响排水水质。 （3）活性污泥沉降性能好，剩余污泥处理方便由于水力负荷或有机负荷冲击、水质成分变化、溶解氧偏低等原因，会造成污泥膨胀，污泥沉降困难，严重时会导致污泥流失，处理效果急剧下降。预反应区起到了生物选择器的作用，能抑制丝状菌的生长。在已建成的CASS池处理厂（站）、药厂，污泥的沉降比曾达到95%，污泥指数（SVI）达到250mL/g，但由于CASS工艺良好的沉降环境，污水并未因此而影响运行。CASS工艺产生的剩余污泥量较少，污泥稳定性好，脱水性能佳，去除1kgBOD可产生0.20.3kg剩余污泥，是活性污泥法的60%左右
21、。污泥在曝气池中已得到一定程度的消化，剩余污泥的耗氧率一般在10mgO2/gMLSSh以下，通常不需要再进行稳定化处理，可直接脱水。活性污泥法剩余的耗氧速率大于20mgO2/gMLSSh，必须经稳定化后才能进行脱水。 （4）能耗较低 CASS工艺按脱氮除磷的目标控制运行参数明显低于达到同样效果的三级处理工艺。其原因如下： 1）在CASS工艺中，污水在反应池内的水力停留时间较长，包括了沉淀时间、排水时间和闲置时间。市政污水的水力停留时间一般为812h，曝气时间仅为停留时间的1/2左右，即46h。 2）由于CASS反应池内的活性污泥处于好氧-缺氧-厌氧周期变化之中，在曝气开始时与系统中的溶解氧接近
22、于零，氧在传递过程中推动力较大。实践证明，曝气设备间歇式处理工艺与传统连续曝气相比，氧的利用率较高。 3）无污泥回流设备和沉淀池内的刮泥设备，节省了投资与电耗。 4）理论计算表明，生物硝化过程要耗用大量氧气。每毫克氨氮完全氧化需耗氧4.57mg。反硝化过程中NO3还原成N2，此时反硝化菌利用硝酸盐作为电子受体来氧化有机物。硝化作用过程中耗去的氧（以硝酸盐形式存在）中有62.5%被用于反硝化过程，使有机基质氧化。CASS工艺在同一池中交替进行硝化、反硝化作用，节省了供氧能耗。二级生物处理工艺以硝化方式运行。采用脱碳和硝化相结合的单级处理系统，能使污水中部分氨氮转化成硝基氮。同一反应池中发生硝化作
23、用，氧未得到二次利用，达不到节能效果。 5）操作管理、维修简单。CASS工艺流程简单。可大大减少设备管理和维修的工作量，按自动化方式运行，控制系统按照工艺条件开启或关闭各台设备，使各反应池交替完成曝气。当系统受到大流量冲击时，可及时将处理水排出反应池，保证出水水质。操作人员可减少40%，费用也可显著降低。1.6 CASS工艺流程常见的CASS工艺污水处理流程图1.2格栅集水池提升泵流动池CASS池进水出水图1.2 CASS工艺污水处理流程根据进水水质的不同，CASS工艺还可以与水解酸化、气浮、混凝沉淀、过滤、物化、消毒等工艺结合使用，达到去除污物的目的。医院污水CASS处理工艺流程见图1.3。
24、调节池格栅接触消毒化粪池CASS池污水消毒池污泥池出水外运消毒液 图1.3 医院污水CASS处理工艺流程1.7 CASS工艺国内外应用现状目前，CASS工艺在国内主要应用于需脱氮除磷的城市污水、小区生活污水及啤酒、屠宰、印染、制药等行业废水的处理。以遵义污水处理厂为例，其运行费用仅为0.28元/m3(不含折旧)，各项指标均满足设计要求（见表1.1）。表1.1 CASS工艺进、出水水质对比指标(mg/L)CODBOD5SSTNTP进水3008001006502006205010010出水15060100251表1.2所列为澳大利亚城市悉尼CASS工艺的处理效能数据8，表1.3所列为国外主要的CA
25、SS工艺处理城市污水时的应用及工艺情况9 表1.2 CASS工艺处理城市污水的效能指标(mg/L)CODBOD5SSTNTP进水3008001006502006205010010出水15060100251表1.3国外主要的CASS工艺处理城市污水的应用情况国家(地名)处理规模CASS平面尺寸美国80 000m3/d澳大利亚(悉尼)120 000/人口当量113m77m(5座)澳大利亚(基隆)245 000/人口当量62.4m62.4m(6座)英国、法国、德国、奥地利600 000/人口当量84m28m加拿大(Bradford市)12 166m3/d72m23m(2座)泰国(曼谷)1 000 0
26、00/人口当量(在建)澳大利亚(Quakers Hill)200 000/人口当量131m76m(2座)澳大利亚(黑岩)210 000m3/d120m60m(4座)美国(Portage Catawba)15 500m3/d澳大利亚(Winma lee)60 000m3/d28m112m（4座)1.8 CASS工艺存在的问题（1）缺乏科学的设计依据 CASS工艺尚处于发展阶段10，目前其仅在中、小型城市污水处理厂和某些工业废水处理站上得到了应用，由于缺少完善科学的理论依据以及对其脱氮除磷的机理还有待深入了解，故在工程设计时大多依靠经验数据。如何通过大量的基础研究和多方面的交流合作来获得同意的理论
27、指导和成熟设计方法是广大处理工作者共同努力的方向。（2）关键部件的质量不过关CASS够用的关键部位如潜水搅拌器、曝气器、滗水器、自控仪表（溶解氧控制器、OPR控制器等在线控制仪器）等，国内虽已有定型产品，价格也仅为国外同类产品的50%甚至20%，但其质量、可靠程度均不如国外的产品。以微孔曝气器为例，国内长用的球冠形微孔曝气器的氧转移效率最高不超过18%，而进口超微孔膜式曝气管的氧转移效率为32%，而且还具备防堵塞和自清洗功能。与其他SBR工艺一样，CASS工艺更多地依靠设备、仪表、仪器来实现各种功能，上述关键部件的可靠程度是设计人员首先考虑的问题，这一点已在国内几家采用CASS工艺成功运行的污
28、水处理厂得到确认。毫无疑问国内环保产品在技术水平、质量等各个环节上和还有很长的路要走。（3）控制问题由于目前国内对CASS工艺的反应过程数据了解不够，所以CASS工艺采用的控制方式大多是严格的时间控制，而这种依赖于经验数据的控制方式并不能适应水量、水质的变化。各种在线控制仪表指示祈祷了监测作用，管理员根据监测数据再对CASS工艺的各个阶段进行调整（主要是时间上的调整）。很明显，这种基于时间的自控方式并不能体现出自动化控制的特点，无法保证出水水质，而且对操作管理人员的素质要求也很高。（4）CASS工艺的选择目前，国内有些设计人员在进行工程设计时存在这追求“热门工艺”赶“时髦工艺”的倾向。时间证明
29、，CASS工艺特别适用于有脱氮除磷要求、污水中科生化性的有机物含量较高、污水厂（站）用地紧张的场合。同时应该看到，处于发展阶段的CASS工艺在基础理论和控制模式上还有待进一步完善，对于有机物浓度较低的南方城市污水采用CASS工艺很难达到预期的处理效果。另外CASS工艺在国内大型污水处理厂的应用还缺少成功的经验。CASS工艺及其他任何工艺都不是万能的，设计者在选用污水处理工艺时应本着科学、谨慎的态度，结合本地区的事迹情况进行全方位的技术、经济分析。2 工艺流程的选择2.1 氧化沟2.1.1 氧化沟简介氧化沟（Oxidation Ditch）是本世纪50年代由荷兰工程师发明的一种新型活性污泥法，其
30、曝气池呈封闭的沟渠形，废水和活性污泥的混合液在其中不断循环流动，因此被称为“氧化沟”。实际上它是活性污泥法的一种变型，因为废水和活性污泥的混合液在环状的曝气渠道中不断循环流动，有人称其为“循环曝气池”、“无终端的曝气系统”。自1954年荷兰建成第一座间歇运行的氧化沟以来，氧化沟在欧洲、北美、南非及澳大利亚得到了迅速的推广应用。至1985年，美国已建有553座氧化沟污水处理厂，荷兰216座，西德226座，丹麦300座。其工艺和构造也有了很大的发展和进步，处理能力不断提高，至今已有规模达65万m3d的大型氧化沟处理厂；处理范围不断扩大，不仅能处理生活污水，也能处理工业废水、城市废水，而且在脱氮除磷
31、方面表现了极好的性能。我国近年来在氧化沟技术的研究及推广应用方面有了很迅速的发展。尤其在城市污水处理厂中获得应有的推广。2.1.2 卡鲁塞尔(Carrousel)氧化沟 卡鲁塞尔氧化沟是60年代末期由荷兰DHV公司研制成功的。其构造特征如图2.1所示。 由图可见，这是一个多沟串联的系统，进水与活性污泥混合后沿箭头方向在沟内作不停的循环流动。卡鲁塞尔氧化沟采用垂直安装的低速表面曝气机，每组沟渠安装一个，均安设在一端，因此形成了靠近曝气器下游的富氧区和曝气器上游以及外环的缺氧区。这不仅有利于生物凝聚，使活性污泥易于沉淀，而且创造了良好的生物脱氮的环境。如前所述，卡鲁塞尔氧化沟由于采用了表面曝气机，
32、其水深可采用3.65.5m，沟内水流速度约为0.30.5m/s。 由于表曝机周围的局部地区能量强度比传统活性污泥法曝气池中的强度高得多，因此氧的转移效率大大提高。当有机负荷较低时，可以停止某些表曝机的运行或降低水位，在保证水流搅拌混合循环流动的前提下，节约能量消耗。卡鲁塞尔氧化沟系统的规模小至200m3/d，大至m3/d。其BOD5 去除率可达9599，脱氮效率可达90，除磷效率约为7080，如配以投加铁盐，除磷效率可达95。2.2 CASS工艺与卡鲁塞尔氧化沟的比较3卡鲁塞尔氧化沟CASS工艺优点(1) 在处理某些工业废水时尚需预处理，但在处理城市污水时不需要预沉池；(2) 污泥稳定，不需消
33、化池可直接干化；(3) 工艺极为稳定可靠；(4) 工艺控制极其简单；(5) 系统性能显示，BOD降解率达95%98%，COD降解率达90%95%，同时具有较高的脱氮除磷功效。(6) Carrousel氧化沟系统不再使用卧式转刷曝气机而采用立式低速搅拌机，使沟式可加到5m甚至8m，从而使曝气池的面积大大减小；(7) Carrousel氧化沟从“田径跑道”式向“同心圆”式转化，池壁共用，降低了占地面积和工程造价。（1）建设费用低：省去了初次沉淀池、二次沉淀池及污泥回流设备，建设费用可节省10-25%。以10万吨的城市污水处理厂为例，传统活性污泥法的总投资约1.5亿，CASS法总投资约1.1亿。（2
34、）工艺流程短，占地面积少：污水厂主要构筑物为集水池、沉砂池、CASS曝气池、污泥池，而没有初次沉淀池、二次沉淀池，布局紧凑，占地面积可减少20-35%。以10万吨的城市污水厂为例，传统活性污泥法占地面积约为180亩，CASS法占地面积约120亩。（3）运转费用省： 由于曝气是周期性的，池内溶解氧的浓度也是变化的，沉淀阶段和排水阶段溶解氧降低，重新开始曝气时，氧的浓度梯度大，传递效率高，节能效果显著，运转费用可节省10-25%。 有机物去除率高，出水水质好： 根据研究结果和工程应用情况，通过合理的设计和良好的管理，对城市污水，进水COD为400mg/L时，出水小于30mg/L以下。对可生物降解的
35、工业废水，即使进水COD高达3000mg/L，出水仍能达到50mg/L左右。对一般的生物处理工艺，很难达到这样好的水质。所以，对CASS工艺，二级处理的投资，可达到三级处理的水质。（4）管理简单，运行可靠： 污水处理厂设备种类和数量较少，控制系统比较简单，工艺本身决定了不发生污泥膨胀。所以，系统管理简单，运行可靠。 污泥产量低，污泥性质稳定。 具有脱氮除磷功能。 无异味。设备安装简便，施工周期短，具有较好的耐水、防腐能力，设备使用寿命长； 对原水的水质水量的变化有较强的适应能力，处理效果稳定，出水水质好，可回用于污水处理厂内的如绿化、浇地、洗车等有关杂用用途； 处理工艺在国内外处于先进水平，设
36、备自动化程度高，可用微机进行操作和控制； 整个工艺运转操作较为简单，维修方便，处理厂内不产生污染环境的臭气和蚊萤； 投资较省，处理成本低，工艺有推广应用价值。缺点主要问题是发现氧化沟中有污泥沉淀现象，最大积泥高度达1.0m以上，并有污泥成团上翻。说明推动力尚不能满足需要。此外，实际运行的动力费用也较原设计值为高。（1）微生物种群之间的复杂关系有待研究，CASS系统的微生物种群结构与常规活性污泥法不同，菌群主要由硝化菌、反硝化菌、聚磷菌和异氧型好氧菌组成。目前对非稳态CASS系统中微生物种群之间的复杂的生存竞争和生态平衡关系尚不甚了解，CASS工艺理论只是从工艺过程进行一些分析探讨，而理清微生物
37、种群之间的关系对CASS工艺的优化运行是大有好处的，因此仍需加强对这方面的理论研究工作。（2）生物脱氮效率难以提高，一方面硝化反应难以进行完全。硝化细菌是一种化能自养菌，有机物降解由异养细菌完成。当两种细菌混合培养时，由于存在对底物和DO的竞争，硝化菌的生长将受到限制，难以成为优势种群，硝化反应被抑制。此外，固定的曝气时间也可能会使得硝化不彻底。另一方面就是反硝化反应不彻底。CASS工艺有约20%的硝态氮通过回流污泥进行反硝化，其余的硝态氮则通过同步硝化反硝化和沉淀、闲置期污泥的反硝化实现，其效果不理想也是众所周知的。在沉淀、闲置期中，由于污泥与废水不能良好的进行混合，废水中部分硝态氮不能与反
38、硝化细菌接触，故不能被还原。此外，在这一时期，由于有机物己充分降解，反硝化所需的碳源不足，也限制了反硝化效率的进一步提高。这两方面的原因使得CASS工艺脱氮效率难以提高。（3）除磷效率难以提高，污泥在生物选择器中的释磷过程受到回流混合液中硝态氮浓度的影响比较大，在CASS工艺系统中难以继续提高除磷效率。（4）控制方式较为单一，目前在实际应用中的CASS工艺基本上都是以时序控制为主的，其缺点是显而易见的，因为污水的水质不是一成不变的，因此采用固定不变的反应时间必然不是最佳选择。2.3 工艺流程简图格栅调节池提升泵房曝气沉砂池鼓风机CASS池接触消毒池污泥浓缩池消化池泥饼外运加药出水进水图2.2
39、工艺流程简图 2.4 结论CASS工艺是一种改良型的间歇式活性污泥法工艺，适用于有脱氮除磷要求的城市污水及某些工业废水的处理。它具有工艺流程简单、处理效果稳定、占地面积小、投资及运行费用低，耐冲击负荷和脱氮除磷能力强等优点，有广阔的发展前景。随着我国环保产业的迅速发展以及科学研究的不断深入，CASS工艺以它自身独特的又是在理论和生产应用中实现较大的突破。因此，选择CASS工艺。3 水处理构筑物的计算3.1 污染物去除率（1）CODcr去除效率为：（2）BOD5去除效率为：（3）SS去除效率为： （4）NH3-N去除效率为： （5）TP去除效率为： 3.2 格栅计算1.格栅设计计算（1）设计资料
40、：由原始资料知：该市每天的平均污水量为m/dm/d=10/(243600)=1157.41L/s经查阅GB50014-2006室外排水设计规范1知：1157.4L/s1000L/s取总变化系数Kz=1.3从而可计算得：设计秒流量为Q=KzQ（平均）Q（平均）城市平均每天污水量，L/sKz总变化系数Q设计秒流量，L/sQ=1.31157.41=1504.63L/s=1.505m3/s（2）计算依据重要参数的取值依据取值安装倾角一般取60-70=60栅前水深一般取0.3-0.5mh=0.4m栅条间距宽：粗：40mm 中：15-40mm 细：4-10mmb=15mm水流过栅流速一般取0.6-1.0m
41、/sv=0.9m/s格栅受污染物阻塞时水头增大的倍数一般采用3k=3栅前渠道超高一般采用0.3m=0.3m栅渣量（m/10污水）取0.1-0.01W=0.05进水渠道渐宽部分的展开角度一般为20Kt=1.5栅条断面形状迎水背水面均为锐边矩形阻力系数计算公式形状系数=2.42栅条尺寸（mm）长=50，宽=10（3）主要的计算公式 格栅的间隙数 n=Q /bvh 格栅宽度 B=s（n-1）+bn 通过格栅的水头损失 h0=(v/2g)sin 栅后槽总高度 H=h+ 栅前扩大段长度 L1=（B-B1）/2tan 栅后收缩段长度 L2=L1/2 栅前渠道深 H1=h+h2 栅槽总长度 L=L1+L2+
42、0.5+1.0+/tan 每日栅渣量 W=QmaW1/1000kf （4）计算过程:因为n=1.505/0.0150.40.9=259.19取262根进水渠道渐宽部分长度：（进水渠道宽度：=3.0m，=20，进水渠道内的流速为0.9m/s） B=0.01261+0.015262=6.54m L1=(6.54-3)/2tan20=4.92m L2=4.92/2=2.46 1=2.42（10/15）(4/3)=1.409 =1.4090.9sin60/(29.8)=0.05m =31.4090.9sin60/(29.81)=0.15m =0.4+0.3=0.7m L=4.92+2.46+0.5+1
43、.0+0.7/tan60=9.284m H=h+ +=0.4+0.15+0.3=0.85m b=15mm时，W1=0.05(m/10 m污水) W=0.05/(10001.5)=3.33m/d0.2m/d经查阅资料，决定采用我国最常见，采用最多的钢索牵引式格栅除污机对格栅进行除污 图3.1 中格栅草图3.3 调节池计算调节池设计计算（1）计算说明 因为本设计处理的是城市污水，设计调节池作用有三：（1）工艺流程过程中污水产生的水质水量都不均匀。故而需要设计一个调节池来均匀水质水量，为后期处理，污水处理 工艺正常运行做准备。(2)调节池同时又可以做事故池来用，如果后面污水处理设备在维修检查过程时调
44、节池可以暂时来储存工艺污水（3）造纸过程中各个阶段产生的污水水温不同，调节池可以调节水温，使水温处于一个恒温状态有利于后面生物处理。（2）计算过程 设计调节池池容V=Qt/24=8/24=33333.4mT为设计调节池储水时间取8小时 池深一般在5m左右，本设计取H=5m 所以：面积A=V/H=33333.3/5=6666.7m 所以：L=B=81.6m取82m出水用泵取出 在池底设计水坑，水池底以i=0.01的坡度向集水坑在调节池内设污水提升泵房。采用400QW1500-10-75型潜污泵5台5，4用一备。泵房尺寸为82m18.3m6.0m。3.4 曝气沉砂池本污水处理厂设置两组曝气沉砂池3.4.1 设计参数：1.旋流速度控制在0.25 0.30m/s之间，取0.30m/s；2.最大流量的停留时间为1 3min，取2min；水平流速取0.1m/s；3.有效水深为23m，取2.5m；宽深比为1.01.5；长宽比可达5.0；4.曝气装置，采用压缩空气竖管连接空气扩散管，每m3污水所需曝气量为0.10.2m3空气，取0.1；5.进水方向与池中旋流方向一直，出水方向与进水方向垂直，易宜设置挡板。3.4.2 主要尺寸计算总有