北京藍(lán)谷竹園住宅小區(qū)中水處理工程設(shè)計(jì)

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北京藍(lán)谷竹園住宅小區(qū)中水處理工程設(shè)計(jì)I摘 要隨著我國(guó)缺水程度的加深，中水回用越來(lái)越多地用到人們的日常生活及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。本文全面介紹了中水的來(lái)源及特點(diǎn)，對(duì)我國(guó)中水的主要處理方法，進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹和比較，重點(diǎn)介紹了以 CASS 工藝的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。根據(jù)針對(duì)中水的水質(zhì)水量情況，確定了該工程的處理流程為：格柵-調(diào)節(jié)池-沉淀池-CASS-過(guò)濾器 -濃縮池，該流程分為預(yù)處理，生化處理和深度處理三個(gè)部分。對(duì) CASS 工藝流程中各個(gè)單體構(gòu)筑物的尺寸進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)計(jì)算，對(duì)整個(gè)污水處理廠的平面、高程布置做了說(shuō)明，并對(duì)污水處理廠進(jìn)行了工程概算的分析和計(jì)算。同時(shí)對(duì)主體工藝進(jìn)行 C 語(yǔ)言編程，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化。關(guān)鍵詞： 住宅小區(qū)，中水回用，CASS 工藝，工程設(shè)計(jì)北京藍(lán)谷竹園住宅小區(qū)中水處理工程設(shè)計(jì)IIAbstractWith the shortage of China's water deepening, reclaimed water is used more and more in people's daily life and industrial and agricultural production. The sources, characteristics and treatment methods of reclaimed water were comprehensively introduced and comparised. And the design method of cass process was especially introducedAccording to the quality and quantity of reclaimed water, the process flow is: grid - adjusting pool - sedimentation tank-cass-Filter - concentrated pool. The flow is divided into pretreatment, biological treatment and advanced treatment of three parts. It have calculated the detailed design to the size of all single structures for CASS process, and have proved to the thing that the level of the whole sewage treatment plant, warter elevation have fixed up, and has carried on analysis and calculation of the budgetary estimate of the project to the sewage treatment plant. Meanwhile, the main process was computer-programmed to optimize the design. Key words： Residential area, Water resues, Cyclic activated sludge system, system design, Engineering design北京藍(lán)谷竹園住宅小區(qū)中水處理工程設(shè)計(jì)III目 錄第一章 緒 論 .11.1 研究背景 .11.2 研究意義 .21.3 中水定義 .41.4 中水水源類型及收集系統(tǒng) 51.5 中水處理工藝 .71.6 中水處理工程實(shí)例 11第二章 工藝流程的確定 .142.1 設(shè)計(jì)參數(shù) 142.2 工藝流程 確定 142.3 CASS 工藝介紹 14第三章 預(yù)處理的設(shè)計(jì) .193.1 格柵設(shè)計(jì)計(jì)算 193.2 污水提升泵的設(shè)計(jì) 213.3 調(diào)節(jié)池的設(shè)計(jì)計(jì)算 233.4 初沉池（平流式）設(shè)計(jì)計(jì)算 24第四章 CASS 反應(yīng)池的設(shè)計(jì) .264.1 CASS 池容積計(jì)算 264.2 外形尺寸 274.3 連通孔口尺寸 274.4 曝氣系統(tǒng)的計(jì)算與設(shè)計(jì) 284.5 剩余污泥量的計(jì)算 30第五章其它部分的設(shè)計(jì) .315.1 中間水池 315.2 污泥處理部分 315.3 深度處理部分的設(shè)計(jì) .325.4 中水池 .345.5 平面布置 34北京藍(lán)谷竹園住宅小區(qū)中水處理工程設(shè)計(jì)IV5.6 高程計(jì)算 36第六章 工程 概算與技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析 406.1 經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析 406.2 經(jīng)濟(jì)概算 41第七章 結(jié)論與建議 437.1 結(jié)論 437.2 建議 43參考文獻(xiàn) 44致 謝 .45附 錄 .46聲 明 .48北京藍(lán)谷竹園住宅小區(qū)中水處理工程設(shè)計(jì)1第一章 緒 論污水資源化又稱廢水回收（waste water recovery ），是把工業(yè)、農(nóng)業(yè)和生活廢水引到預(yù)定的凈化系統(tǒng)中采用物理的、化學(xué)的或生物的方法進(jìn)行處理，使其達(dá)到可以重新利用標(biāo)準(zhǔn)的整個(gè)過(guò)程。這是提高水資源利用率的一項(xiàng)重要措施。各種污水（工業(yè)廢水、農(nóng)業(yè)污水和生活污水等）的性質(zhì)和物質(zhì)組成有很大差異，需用不同的方法處理后網(wǎng)收利用。中國(guó)各城市的污水排放量日益增加。1991 年 6 月，國(guó)家環(huán)境保護(hù)局發(fā)布中國(guó)《1990 年環(huán)境狀況公報(bào)》指出，1990 年全國(guó)污水總排放量254 億立方米，即日排 9698 萬(wàn)立方米，其中工業(yè)廢水占 70.3％。污水經(jīng)處理后又轉(zhuǎn)化為可利用的水資源，對(duì)于城市發(fā)展而言，具有雙重意義。一是減少污染、保護(hù)環(huán)境，二是增加水資源、緩解缺水危機(jī)。根據(jù)國(guó)內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)，廢水回收主要回用于工業(yè)循環(huán)水、區(qū)域非飲用供水、推廣水中水技術(shù)和中水利用、再生水用于農(nóng)業(yè)、回補(bǔ)地下含水層，或作為城市綠化、環(huán)境衛(wèi)生等用水等。1.1 選題背景眾所周知，我國(guó)淡水資源并不豐富，并且時(shí)空分布極不均勻，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，人口的增加及工業(yè)化和城市化步伐的加快，城市用水量和污水排放量急劇增加，這更加劇了水資源的短缺和水環(huán)境的惡化，同時(shí)也帶來(lái)許多城市環(huán)境問(wèn)題，并制約了地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。根據(jù)水利部《21 世紀(jì)中國(guó)水供求》分析，2010 年后中等干旱年的缺水量將達(dá) 318 億 m3，到 2030 年我國(guó)將缺水 400 億m3～500 億 m3[1]。中水即再生水是指污水經(jīng)適當(dāng)處理后，達(dá)到一定的水質(zhì)指標(biāo)，可在一定范圍內(nèi)重復(fù)使用的非飲用的雜用水，其水質(zhì)介于上水與下水之間，可用于廁所沖洗、園林和農(nóng)田灌溉、道路保潔、洗車、城市噴泉、冷卻設(shè)備補(bǔ)充用水等，大大控制了水資源的浪費(fèi)。和海水淡化、跨流域調(diào)水相比，再生水具有明顯的優(yōu)勢(shì)。從經(jīng)濟(jì)的角度看，再生水的成本最低，約為 1-3 元/噸，而海水淡化的成本約為 5-7 元/噸，跨流域調(diào)水的成本約為 5-20 元/噸。從環(huán)保的角度看，污水再生利用有助于改善生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)水生態(tài)的良性循環(huán)。北京藍(lán)谷竹園住宅小區(qū)中水處理工程設(shè)計(jì)21.2 研究意義1.2.1 中水利用在可持續(xù)發(fā)展中的作用（1）中水利用可以有效地保護(hù)水源，減少清潔水的取用量。在生產(chǎn)、生活中并非所有用水或用水場(chǎng)所都需要優(yōu)質(zhì)水，有些用水只需滿足一定的水質(zhì)要求即可。生產(chǎn)、生活用水中約有 40%的水是與人們生活緊密接觸的，如飲用、烹飪、洗浴等，這些方面對(duì)水質(zhì)要求很高，必須用清潔水;還有多達(dá) 60%的水是用在工業(yè)、農(nóng)業(yè)灌溉、環(huán)衛(wèi)、沖洗地面和綠化等方面，這部分對(duì)水質(zhì)要求不高，可用中水替代清潔水。以中水替代這部分清潔水所節(jié)省的水資源量是相當(dāng)可觀的 [2]。（2）中水利用有利于水資源的綜合利用，提高經(jīng)濟(jì)效益。解決水缺乏問(wèn)題有幾種方案：跨流域調(diào)水，海水淡化、中水利用。利用中水所需的投資及年運(yùn)行費(fèi)用遠(yuǎn)低于長(zhǎng)距離引水、海水淡化所需投資和費(fèi)用。目前城市污水二級(jí)處理形成 40億 m3 水源的投資大約在 100 億元左右，而形成同樣規(guī)模的長(zhǎng)距離引水，則需 600億元左右，海水淡化則需 1000 億元左右，可見(jiàn)中水回用在經(jīng)濟(jì)上具有明顯優(yōu)勢(shì)。另外，城市中水利用所收取的水費(fèi)可以使污水處理獲得有力的財(cái)政支持，使水污染防治得到可靠的經(jīng)濟(jì)保障。（3）中水利用可緩解城市缺水問(wèn)題我國(guó)城市污水年排放量已經(jīng)達(dá)到 414 億m3，全國(guó)污水回用率如果平均達(dá)到 10%，年回用量可達(dá) 40 億 m3，是正常年份年缺水 60 億 m3 的 67%。通過(guò)污水回用，可解決全國(guó)城市缺水量的一多半，回用規(guī)模、回用潛力之大，足可以緩解一大批缺水城市的供水緊張狀況。（4）中水利用是保護(hù)環(huán)境、防治水污染的主要途徑大量的城市污水和工業(yè)廢水未經(jīng)處理即排入水體，造成環(huán)境污染產(chǎn)生種種間接危害。世界上的一些國(guó)家，特別是發(fā)展中國(guó)家的污水灌溉工程的規(guī)模雖大，但以往污水多未經(jīng)或只簡(jiǎn)單處理即予回用，且直接灌溉糧食、蔬菜作物，造成農(nóng)作物和土壤的嚴(yán)重污染。中水利用系統(tǒng)運(yùn)行后，大量城市污水經(jīng)處理后，應(yīng)用到農(nóng)業(yè)灌溉、保潔、洗車、沖廁、綠化等方面，不僅減少污水排放量，減輕水體污染，而且降低對(duì)農(nóng)作物、土壤污染。1.1.2 中水是我國(guó)當(dāng)前行之有效的水系統(tǒng)（1） 中水回用緩解了水資源的短缺和污水處理的不足北京藍(lán)谷竹園住宅小區(qū)中水處理工程設(shè)計(jì)3中國(guó)缺水已成為國(guó)人不爭(zhēng)的事實(shí)。我國(guó)多年平均水資源總量 28124 億 m3，按1998 年人口計(jì)，人均資源量只有 2221 m3，為世界人均水資源量的 1/4，預(yù)計(jì)在2010 年遇到中等干旱年份，水資源供需缺口將更大達(dá) 318 億 m3。同時(shí)我國(guó)水資源的地區(qū)和季節(jié)的分布極不均勻，特別是長(zhǎng)江以北的各大、中城市的水資源問(wèn)題將更嚴(yán)重，將會(huì)更嚴(yán)重的制約地區(qū)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展。對(duì)沿海城市用水狀況調(diào)查表明 1998 至 2007 年間用水遞增率將為 4.5%~6.5%，到 2010~2015 年用水量將是1998 年的 1 倍。2000 年全國(guó)年污水排放量為 400 億 m3，按規(guī)劃到 2005 年全國(guó)城鎮(zhèn)污水處理率要達(dá)到 45%。而目前我國(guó)的城市污水量正以 6.5%的速度增長(zhǎng)，而由于資金、能源等方面原因的限制，城市污水處理率很低，只有 4.5%的城市污水和 17%的工業(yè)廢水得到處理，大部分污水未經(jīng)處理直接派入水體，其結(jié)果是使城市的地下水和地表水受到嚴(yán)重污染。如此巨大水資源缺口和污水治理負(fù)擔(dān)，只有開(kāi)源節(jié)流才能解決。開(kāi)源總是優(yōu)先選用地下水，次之是地面水，就近沒(méi)有地面水就長(zhǎng)距離引水。一般不把中水回用和這幾種水資源平等對(duì)待，在規(guī)劃水資源時(shí)，也不把中水看作資源而是廢水。客觀評(píng)價(jià)水資源的順序應(yīng)該是地下水、地面水、城市回用水,最后才是長(zhǎng)距離引水。中水回用系統(tǒng)與長(zhǎng)距離引水相比有眾多優(yōu)勢(shì)。如天津引灤水資源費(fèi) 0.4 元/m 3 工程的投資費(fèi)用則經(jīng)濟(jì)效益更可觀。同時(shí)給水經(jīng)使用后 50%成為污水，若將這部分處理，應(yīng)用于工業(yè)冷卻、農(nóng)業(yè)灌溉、城市綠化、河道補(bǔ)充水、噴灑路面等市政雜用水，也將成為城市的第二水源。中水的利用可以有效的緩解水廠的改、擴(kuò)建，城市市政管網(wǎng)的擴(kuò)容。將污水就近回用可以有效減少排污量，緩解污水處理廠的緊張狀況。中水回用可節(jié)省水資源，減少水資源污染，具有良好的社會(huì)效益、環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。一般而言，商住小區(qū)設(shè)置中水系統(tǒng)可節(jié)水 70%，研究單位可節(jié)水 40%，民用住宅區(qū)可節(jié)水 30%，日本某些建筑物節(jié)水率達(dá) 76%。深圳市規(guī)定建筑面積大于 2 萬(wàn) m2 的商住區(qū)及 4 萬(wàn) m2 以上的辦公建筑，日排水量為 250 m3 以上須設(shè)置中水設(shè)施。1992 年符合此規(guī)定的有 200 項(xiàng)，可節(jié)水 3.2 萬(wàn) m3/d。（2）中水回用可緩解給排水工程投資的巨大缺口隨著政府對(duì)供水專營(yíng)權(quán)的逐步放開(kāi)和水價(jià)的逐步上漲，水務(wù)市場(chǎng)日漸活躍。同時(shí)水務(wù)市場(chǎng)的資金短缺也漸漸顯現(xiàn)出來(lái)。雖然 20 世紀(jì) 90 年代以后，我國(guó)城市供水固定資產(chǎn)投資額年均遞增 18.2%，預(yù)計(jì)“十五”期間，我國(guó)還有超過(guò) 300 億北京藍(lán)谷竹園住宅小區(qū)中水處理工程設(shè)計(jì)4元的陳舊供水設(shè)施面臨更新改造，如果再加上采用深度處理對(duì)工藝升級(jí)換代的壓力，供水投資缺口將更大。污水排放量的急劇增加也會(huì)導(dǎo)致污水工程上的投資缺口的增加。而實(shí)際上，許多污水處理廠由于運(yùn)行資金不足處于半運(yùn)行狀態(tài)。中水回用系統(tǒng)減少了寶貴的城市自來(lái)水用量，因此相應(yīng)減少了城市自來(lái)水處理和運(yùn)輸設(shè)施的投資；中水回用系統(tǒng)減少了污水排放量，由此減少控制水體污染引起的治理費(fèi)用，帶來(lái)了可觀的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。（3）住宅小區(qū)中中水回用的重要意義首先，比遠(yuǎn)距離引水造價(jià)低。由于小區(qū)中水回用處理裝置安裝在小區(qū)內(nèi)，減少了輸水管線的基建投資和運(yùn)行費(fèi)用，將污水處理到雜用水程度，其基建投資只相當(dāng)于從 30 km 外引水，若處理到可回用作較高要求的工藝用水，其基建投資相當(dāng)于從 40-60km 外引水。其次，比海水淡化經(jīng)濟(jì)。由于小區(qū)生活污水污染物濃度較低(小于 0.1％)，可生化性較好，處理難度較小，而且可用深度處理方法加以去除。因此，當(dāng)生活污水的排水作為中水水源時(shí)，主要污染物的濃度指標(biāo) COD、BOD 5、SS、NH 3-N 可滿足處理技術(shù)要求。而海水則含有 3.5％的溶解鹽和大量有機(jī)物，其雜質(zhì)含量為污水二級(jí)處理出水的 35 倍以上，因此無(wú)論基建費(fèi)或單位成本，海水淡化都超過(guò)污水回用。 小區(qū)污水回用開(kāi)辟了第二水源，降低了小區(qū)新鮮水取用量，經(jīng)處理后的污水回用于小區(qū)，減少了污水的排放量，減輕了受納水體的污染，也減少了治理環(huán)境污染的投資。所以污水回用既節(jié)約了水資源，也消除了環(huán)境污染，具有多重效益。 中水回用，實(shí)現(xiàn)污水資源化，是目前解決節(jié)水治污兩大問(wèn)題的最有效的途徑，在水資源嚴(yán)重短缺的當(dāng)今社會(huì)有著重要意義。1.3 中水定義中水是指將人們?cè)谏詈蜕a(chǎn)中產(chǎn)生的污水經(jīng)集流再生處理后達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的水。其水質(zhì)指標(biāo)低于城市給水中飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，但又高于污水允許排入地表水體的排放標(biāo)準(zhǔn)，其水質(zhì)亦居于生活飲用水水質(zhì)和允許排放污水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)之間。城市給水（上水）與城市排水（下水）之間的可被再利用的水 [3]，主要是指城市生活污水或城市污水經(jīng)一定的處理后達(dá)到一定的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，并在一定的范圍內(nèi)可使用的非飲用水。北京藍(lán)谷竹園住宅小區(qū)中水處理工程設(shè)計(jì)51.4 中水水源類型及收集系統(tǒng)1.4.1 中水水源中水水源的選擇是中水工程設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，一般應(yīng)根據(jù)下述要求選用:（1）中水水源選擇應(yīng)根據(jù)原水水質(zhì)、水量、排水狀況和中水回用的水質(zhì)水量來(lái)確定。例如原水和回用水的水量不僅要平衡，原水還應(yīng)有 10%-15%的余量；原水水源要求供水可靠；原水水質(zhì)經(jīng)適當(dāng)處理后能達(dá)到回用水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)等。（2）中水水源一般為生活廢水、生活污水、冷卻水等。醫(yī)院污水(尤其是傳染病和結(jié)核病醫(yī)院的污水)、生產(chǎn)污水等由于含有多種病菌病毒或其它有毒有害雜質(zhì)，成分較為復(fù)雜，不宜做為中水水源 [4]。（3）中水水源按污染程度不等一般分為下述六種類型。選擇中水水源時(shí)可以根據(jù)處理難易程度和水量大小按照下列順序進(jìn)行排列:① 冷卻水。② 沐浴排水。③ 洗排水。④ 洗衣排水。⑤ 廚房排水。⑥ 廁所排水 [5]。（4）實(shí)際中水水源一般不上單一水源，多為上述六種原水的組合。一般可以分成下列三種組合:① 盥洗排水和沐浴排水(有時(shí)也包括冷卻水)組合。該組合稱為優(yōu)質(zhì)雜排水，為中水水源水質(zhì)最好者，應(yīng)優(yōu)先選用。② 盥洗排水、沐浴排水和廚房排水組合，該組合稱為雜排水，比①組合水質(zhì)差一些 [6]。③ 生活污水，即所有生活排水之總稱，包括廁所排水。這種水質(zhì)最差。1.4.2 中水水源的收集系統(tǒng)（1）全集流全回用方式。即把建筑所排放的污水全部集流，經(jīng)水處理達(dá)到中水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)后回用如圖1-1 ，這種方式因集流水質(zhì)含糞便污水而使水質(zhì)很差， 因而中水工程費(fèi)用大，水價(jià)高。適用于已建成建筑物增設(shè)中水工程，也適用于區(qū)域中水工程，當(dāng)前在國(guó)內(nèi)采用不多 [7]。北京藍(lán)谷竹園住宅小區(qū)中水處理工程設(shè)計(jì)6圖 1-1 全集流回用方式（2）部分集流、部分回用方式。集流污水的水質(zhì)一般不含有糞便沖洗后的排水，水質(zhì)較好，因而工程造價(jià)低 、水費(fèi)低，但需雙排水管網(wǎng)，適用于辦公樓、賓館、飯店、綜合商業(yè)大廈等新建工程。當(dāng)前，從國(guó)內(nèi)和國(guó)外已建成的中水工程來(lái)看，大部分采用該方式如圖 1-2 所示。圖 1-2 部分集流、部分回用方式（3）全部集流、部分回用方式。當(dāng)建筑物內(nèi)的污水采用合流管道排放，根據(jù)中水用量情況，僅使用部分合流的水量即可滿足需要，該方式如圖 1-3 所示。優(yōu)點(diǎn)是只增設(shè)一套中水供水管道，但集流污水的水質(zhì)差。適用于增設(shè)中水工程的建筑小區(qū)，可根據(jù)投資情況分批改建和擴(kuò)建。北京藍(lán)谷竹園住宅小區(qū)中水處理工程設(shè)計(jì)7圖 1-3 全部集流、部分回用方式（4）建筑中水系統(tǒng)如圖1-4所示：┌→ 小區(qū)污水排水系統(tǒng) ───────────→ 城市排水管網(wǎng)│城市給水 —→ 小區(qū)建筑物 ─→ 小區(qū)排水系統(tǒng) ↑ │ ┌→ 沖洗汽車│ ↓ │└──── 中水處理站 ──→ 景觀用水↑ ↑ │┌─────┘ │ └→ 澆灑綠化用水│ │雨水調(diào)節(jié)池 其他中水水源圖 1-4 建筑中水系統(tǒng)圖1.5 中水處理工藝目前，中水處理技術(shù)很多，包括生物接觸氧化，曝氣生物濾池，膜生物反應(yīng)器，CASS 工藝等。選用工藝時(shí)應(yīng)考慮污水原水水質(zhì)、中水用途與水質(zhì)要求、工藝本身的處理能力、運(yùn)行穩(wěn)定性，占地與運(yùn)行管理等。（1）生物接觸氧化法生物接觸氧化法是一種介于活性污泥法與生物濾池之間的生物膜法工藝，其特點(diǎn)是在池內(nèi)設(shè)置填料，池底曝氣對(duì)污水進(jìn)行充氧，并使池體內(nèi)污水處于流動(dòng)狀北京藍(lán)谷竹園住宅小區(qū)中水處理工程設(shè)計(jì)8態(tài)，以保證污水與污水中的填料充分接觸，避免生物接觸氧化池中存在污水與填料接觸不均的缺陷 [8]，其工藝流程為圖 1-5。污水→ 格柵 → 初沉 → 接觸氧化 → 二沉 → 過(guò)濾 → 消毒 →中水回用圖 1-5 生物接觸氧化法工藝流程圖該法中微生物所需氧由鼓風(fēng)曝氣供給，主要由曝氣鼓風(fēng)機(jī)和專用曝氣器組成，生物膜生長(zhǎng)至一定厚度后，填料壁的微生物會(huì)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(huì)造成生物膜的脫落，并促進(jìn)新生物膜的生長(zhǎng)，此時(shí)，脫落的生物膜將隨出水流出池外。生物接觸氧化法具有以下特點(diǎn)：① 用分段法提高凈化能力。生化過(guò)程分為兩個(gè)階段。首先是有機(jī)物被吸附在污泥上或惠存在細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行生物合成，這個(gè)吸附合成速度很快。第二階段的生化過(guò)程以氧化為主，速度較慢。 ② 用加接觸層的辦法來(lái)提高沉淀池效率。對(duì)沉淀池的生物膜采取沉淀的辦法，而對(duì)細(xì)小的懸浮物采取濾層截留的辦法，沉淀池取上升流速6.5-7.5m/h；澄清區(qū)停留15min。③ 接觸氧化工藝只需 0.5-1.0h就可以達(dá)到活性污泥工藝8h的效果。主要靠生物膜，把氧化池分為兩段，沉淀池加接觸層，接觸氧化池分離下來(lái)的污泥含有大量氣泡，宜采用氣浮法分離。接觸氧化法的優(yōu)點(diǎn)為凈化效率高；處理所需時(shí)間短；對(duì)進(jìn)水有機(jī)負(fù)荷的變動(dòng)適應(yīng)性較強(qiáng)；不必進(jìn)行污泥回流，同時(shí)沒(méi)有污泥膨脹問(wèn)題 [9]；運(yùn)行管理方便。目前存在的問(wèn)題主要是池內(nèi)填料間的生物膜有時(shí)會(huì)出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，尚待改進(jìn)。研究的方向是針對(duì)不同的進(jìn)水負(fù)荷控制曝氣強(qiáng)度，以消除堵塞；其次是研究合理的氧化池池型和形狀、尺寸和材質(zhì)合適的填料。（2）采用曝氣生物濾池工藝(BIOFOR)曝氣生物濾池簡(jiǎn)稱 BAF，是 80 年代末在歐美發(fā)展起來(lái)的一種新型生物膜法污水處理工藝，90 年代初得到較大發(fā)展，最大規(guī)模達(dá)幾十萬(wàn)噸每天，并發(fā)展為可以脫氮除磷。該 工 藝 具 有 去 除 SS、 COD、 BOD、 硝 化 、 脫 氮 、 除 磷 、 去 除 AOX（ 有 害物 質(zhì) ） 的 作 用 。 曝 氣 生 物 濾 池 集 生 物 氧 化 和 截 留 懸 浮 固 體 一 體 ， 節(jié) 省 了 后 續(xù) 沉淀 池 （ 二 沉 池 ） ， 具 有 容 積 負(fù) 荷 、 水 力 負(fù) 荷 大 ， 水 力 停 留 時(shí) 間 短 ， 所 需 基 建北京藍(lán)谷竹園住宅小區(qū)中水處理工程設(shè)計(jì)9投 資 少 ， 出 水 水 質(zhì) 好 ， 運(yùn) 行 能 耗 低 ， 運(yùn) 行 費(fèi) 用 少 的 特 點(diǎn) ， 其 工 藝 流 程 如 圖 1-6。污水→ 格柵 → 初沉 → 曝氣生物濾池 → 消毒 →中水回用圖 1-6 曝氣生物濾池工藝流程圖工藝特點(diǎn)：① 一次性投資比傳統(tǒng)方法低 1/4；② 占用面積為常規(guī)工藝的1/0- 1/5，運(yùn)行費(fèi)低 1/5；③ 進(jìn)水要求懸浮物 50-60mg/L，最好與一級(jí)強(qiáng)化處理相結(jié)合，如采用水解酸化池；④ 填料多為頁(yè)巖陶粒，直徑 5mm，層高 1.5-2m；⑤ 水往下、氣往上的逆向流可不設(shè)二沉池。 曝氣生物濾池與普通活性污泥法相比，具有有機(jī)負(fù)荷高、占地面積?。ㄊ瞧胀ɑ钚晕勰喾ǖ?1/3）、投資少（節(jié)約 30%）、不會(huì)產(chǎn)生污泥膨脹、氧傳輸效率高、出水水質(zhì)好等優(yōu)點(diǎn)，但它對(duì)進(jìn)水 SS 要求較嚴(yán)（一般要求 SS≤100mg/L，最好 SS ≤ 60mg/L），因此對(duì)進(jìn)水需要進(jìn)行預(yù)處理。同時(shí)它的反沖洗水量、水頭損失都較大。另外，曝氣生物濾池作為集生物氧化和截留懸浮固體于一體的新工藝，節(jié)省了后續(xù)沉淀池( 二沉池) ，具有容積負(fù)荷、水力負(fù)荷大，水力停留時(shí)間短，所需基建投資少，出水水質(zhì)好，運(yùn)行能耗低，運(yùn)行費(fèi)用少的特點(diǎn)。（3）膜生物反應(yīng)器工藝膜生物反應(yīng)器（Membrane Bio-Reactor, MBR）為膜分離技術(shù)與生物處理技術(shù)有機(jī)結(jié)合之新型態(tài)廢水處理系統(tǒng) [10]。它是一種由膜分離單元與生物處理單元相結(jié)臺(tái)的新型水處理技術(shù)，以膜組件取代二沉池在生物反應(yīng)器中保持高活性污泥濃度減少污水處理設(shè)施占地，并通過(guò)保持低污泥負(fù)荷減少污泥量。主要利用沉浸于好氧生物池內(nèi)之膜分離設(shè)備截留槽內(nèi)的活性污泥與大分子固體物。因此系統(tǒng)內(nèi)活性（MLSS）濃度可提升至10000mg/L ，污泥齡(SRT) 可延長(zhǎng)30天以上，于如此高濃度系統(tǒng)可降低生物反應(yīng)池體積，而難降解的物質(zhì)在處理池中亦可不斷反應(yīng)而降解。故在膜制造技術(shù)不斷提升支援下，MBR處理技術(shù)將更加成熟并吸引著全世界環(huán)境保護(hù)工業(yè)的目光，并成為21世紀(jì)污水處理與水資源回收再利用唯一選擇 [11]，其處理流程為圖1-7。原水→格柵→調(diào)節(jié)池→膜生物反應(yīng)器→消毒→出水北京藍(lán)谷竹園住宅小區(qū)中水處理工程設(shè)計(jì)10圖1-7 膜生物反應(yīng)器工藝流程圖其特點(diǎn)：工藝簡(jiǎn)單，占地面積小，出水水質(zhì)好，一般不需經(jīng)三級(jí)處理即可回用，操作方便，可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化管理。生物處理技術(shù)與膜分離技術(shù)相結(jié)合的一種新工藝，取代了傳統(tǒng)工藝中的二沉池，能高效地進(jìn)行固液分離，將廢水中的懸浮物質(zhì)、膠體物質(zhì)、生物單元流失的微生物菌群與已凈化的水分離；可使生物處理單元內(nèi)生物量維持在高濃度水平，使容積負(fù)荷大大提高，同時(shí)膜分離的高效性，使處理單元水停留的時(shí)間大大縮短；由于可防止各種微生物菌群的流失，有利于生長(zhǎng)速度緩慢的細(xì)菌（如硝化細(xì)菌等）的生長(zhǎng)，從而使系統(tǒng)中各種代謝過(guò)程順利進(jìn)行；使一些難降解的大分子有機(jī)物的停留時(shí)間變長(zhǎng)，有利于它們的分解；生物膜技術(shù)與其它過(guò)濾分離技術(shù)一樣，在長(zhǎng)期的運(yùn)轉(zhuǎn)中，膜作為一種過(guò)濾介質(zhì)容易堵塞，膜的通水量隨運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間而逐漸下降，需進(jìn)行有效的反沖洗和化學(xué)清洗，防止和減緩膜的堵塞。（4）周期循環(huán)活性污泥法工藝（CASS）CASS（ Cyclic Activated Sludge System）工藝是近年來(lái)國(guó)際公認(rèn)的處理生活污水及工業(yè)廢水的先進(jìn)工藝。其基本結(jié)構(gòu)是：在序批式活性污泥法（SBR）的基礎(chǔ)上，反應(yīng)池沿池長(zhǎng)方向設(shè)計(jì)為兩部分，前部為生物選擇區(qū)也稱預(yù)反應(yīng)區(qū)，后部為主反應(yīng)區(qū)，其主反應(yīng)區(qū)后部安裝了可升降的自動(dòng)潷水裝置。整個(gè)工藝的曝氣、沉淀、排水等過(guò)程在同一池子內(nèi)周期循環(huán)運(yùn)行，省去了常規(guī)活性污泥法的二沉池和污泥回流系統(tǒng)；同時(shí)可連續(xù)進(jìn)水，間斷排水，其處理工藝流程為圖 1-8。污水→ 格柵 → 沉砂池 → CASS 反應(yīng)器 → 消毒 →中水回用圖 1-8 CASS 處理工藝流程圖CASS 工藝優(yōu)點(diǎn)為： ① 建設(shè)費(fèi)用；②工藝流程短，占地面積少； ③ 運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用省；④ 低有機(jī)物去除率高，出水水質(zhì)好。根據(jù)研究結(jié)果和工程應(yīng)用情況，通過(guò)對(duì)城市污水合理的設(shè)計(jì)和良好的管理，進(jìn)水 COD 為 400mg/L 時(shí)，出水小于30mg/L 以下。對(duì)可生物降解的工業(yè)廢水即使進(jìn)水 COD 高達(dá) 3000mg/L，出水仍能達(dá)到 50m g/L 左右。對(duì)一般的生物處理工藝，很難達(dá)到這樣好的水質(zhì)。所以對(duì)CASS 工藝二級(jí)處理的投資，可達(dá)到三級(jí)處理的水質(zhì)；⑤ 管理簡(jiǎn)單 ，運(yùn)行可靠：北京藍(lán)谷竹園住宅小區(qū)中水處理工程設(shè)計(jì)11污水處理廠設(shè)備種類和數(shù)量較少，控制系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單，工藝本身決定了不發(fā)生污泥膨脹；⑥ 污泥產(chǎn)量低，污泥性質(zhì)穩(wěn)定； ⑦ 具有脫氮除磷功能。CASS 設(shè)計(jì)參數(shù)：污泥負(fù)荷 0.1-0.2kgBOD5/(kg MLSS.d) ，污泥齡 15-30d。水力停留時(shí)間 12 h，工作周期 4h，其中曝氣 2.5 h，沉淀 0.75 h，排水 0.5-0.75h 。1.6 中水處理工程實(shí)例1.6.1 北京師范大學(xué)中水工程（1）工程概況處理水量 600 m3/d，于 2003 年 9 月運(yùn)行，成為北京市中水示范基地。（2）工藝流程采用物化預(yù)處理/生物處理/過(guò)濾消毒的處理工藝，如圖 1-9 所示。加藥 ↓ 泵原水—→ 格柵 —→ 集水池 —→ 毛發(fā)聚集器 —→ 沉淀池 —→ 曝氣調(diào)節(jié)池 —→ 生物接觸氧化池消毒泵 ↓ 泵—→ 中間沉淀池 —→ 過(guò)濾器 —→ 中水回用水池 —→用戶↑___________︳反沖洗泵圖 1-9 中水處理流程圖（3）處理成本中水處理成本包括日常運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)（電費(fèi)、藥劑費(fèi)等）和設(shè)備維修費(fèi)等。① 電費(fèi)：耗電量為 680(kW·h) /d，以 0.44 元/(kW·h) 計(jì)，則電費(fèi)為 300 元/d。② 人工費(fèi)：定員 2 人/d，工資按 40 元/(人·d)計(jì)，則人工費(fèi)為 80 元/d。③ 消毒費(fèi)：40 元/d。④ 藥劑費(fèi)： 50 元/d。 ⑤ 維修費(fèi)：50 元/d。⑥ 設(shè)備折舊費(fèi)：設(shè)備投資以120 萬(wàn)元計(jì)，設(shè)備折舊年限以 10 年計(jì)，則設(shè)備折舊費(fèi)為 328 元/d 。綜上總費(fèi)用：848 元/d，噸水處理費(fèi)：1.41 元/m 3。北京藍(lán)谷竹園住宅小區(qū)中水處理工程設(shè)計(jì)121.6.2. 湖畔之夢(mèng)居住小區(qū)中水處理工程（1）工程概況“ 湖畔之夢(mèng)”是一個(gè)以居住建筑為主的社區(qū)。其規(guī)劃居住總?cè)藬?shù)為 9200 人 ，分兩期建設(shè)，其中一期規(guī)劃為 5200 人。二期規(guī)劃為 4000 人。按人均污水排量170 人天計(jì)。則一期污水排水量為 884t，二期污水排水量為 680t，而小區(qū)污水為沐浴排水、洗衣排水、廚房排水、廁所排水合流排放，參考居住區(qū)污水水質(zhì)指標(biāo)經(jīng)驗(yàn)值確定“湖畔之夢(mèng)”社區(qū)污水水質(zhì)指標(biāo)為：B0D=200-250mg/L，C0D=350-450mg/L，ss= 200-300mg/L ，NH-N 3=30-40mg/L， p=3-5mg/L。 （2）工藝選擇 作為房地產(chǎn)經(jīng)營(yíng)，首要考慮是投資要少，而針對(duì)其物業(yè)管理來(lái)說(shuō)運(yùn)行費(fèi)用要低 、管理維護(hù)要簡(jiǎn)單，通過(guò)對(duì)生物接觸氧化、曝氣生物濾池、生物轉(zhuǎn)籠 、膜生物 反應(yīng)器等工藝經(jīng)行比較篩選，最終選擇使用工程實(shí)例較多，工藝成熟的接生物接觸氧化工藝，其工藝流程如 1-10 圖。 低噪音風(fēng)機(jī)原水 ↓———→ 格柵 —→ 集水坑 —→ 一級(jí)提升泵 —→ 調(diào)節(jié)沉淀池 —→ 兩級(jí)接觸氧化池消毒裝置↓↓—→ 二級(jí)提升泵 —→ 纖維過(guò)濾器 —→ 清水池 —→回用圖 1-10 生物接觸氧化工藝流程（3）效益分析工程造價(jià) 290 萬(wàn)元，綜合處理成本 0.83 元/t 水。處理后的中水全部回用，項(xiàng)目每日有中水 500t 用于綠化、75t 用于洗車、150t 用于澆灑路面及場(chǎng)地、600t 用于人工湖水體及水景水體置換、85t 用于中水處理站自用，日回用總量 1410t ?；具_(dá)到中水回用平衡，每日節(jié)約自來(lái)水 1410t。按自來(lái)水價(jià)格 2.8 元/t，處理成本0.83 元/t（計(jì)算），所以每天節(jié)約水費(fèi)約 2700 元，則一年節(jié)約費(fèi)用為：89.10 萬(wàn)，在 4 年內(nèi)收回投資成本。北京藍(lán)谷竹園住宅小區(qū)中水處理工程設(shè)計(jì)13由于該社區(qū)率先進(jìn)行環(huán)境建設(shè)，修建中水處理回用系統(tǒng)，建設(shè)成為綠色生態(tài)小 區(qū)，除可以減少自來(lái)水使用量、節(jié)省開(kāi)支、帶來(lái)直接經(jīng)濟(jì)效應(yīng)外，還可為優(yōu)良的生態(tài)環(huán)境帶來(lái)較大的間接經(jīng)濟(jì)效應(yīng)和很好的社會(huì)效應(yīng)，對(duì)樹(shù)立良好的企業(yè)形象具有深遠(yuǎn)的意義。北京藍(lán)谷竹園住宅小區(qū)中水處理工程設(shè)計(jì)14第二章 工藝流程的確定2.1 設(shè)計(jì)參數(shù)北京籃谷竹園住宅小區(qū)，排放一定量的生活污水，需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚砗蟛拍芘欧?，同時(shí)沖廁、綠化等又需要一定水量一定標(biāo)準(zhǔn)的中水。本工程設(shè)計(jì)為日處理量 400m3/d 的生活污水，取變化系數(shù)為 1.5；最大流量 Qmax=400×1.5=600m3/d=0.0069m3/s進(jìn)出水水質(zhì)如表 2-1 所示。表 2-1 進(jìn)出水水質(zhì)COD(mg/L) BOD(mg/L) SS (mg/L) NH3-N(mg/L) pH進(jìn)水水質(zhì)出水水質(zhì)300≤50200≤15250≤1035 ≤20882.2 工藝流程的確定結(jié)合北京籃谷竹園住宅小區(qū)中水處理工程的處理要求，工藝流程如圖 2-1 所示，采用總提升泵前設(shè)置格柵。然后進(jìn)入調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)水量。在流進(jìn)沉淀池進(jìn)行沉沙，沉淀池選擇平流式沉淀池。反應(yīng)池主體為 CASS 反應(yīng)池，其具有工藝簡(jiǎn)單等一系列優(yōu)點(diǎn)，是近年來(lái)常用的污水處理工藝之一。后續(xù)處理階段加采用高效纖維器進(jìn)行處理以保證污水達(dá)標(biāo)排放。污水→ 格柵 → 調(diào)節(jié)池 → 沉淀池 → CASS 反應(yīng)器 → 中間水池 → 過(guò)濾器 →中水回用 圖 2-1 CASS 工藝流程圖2.3 主體工藝 CASS 工藝介紹（1）CASS 工藝原理CASS 法即周期循環(huán)活性污泥法(Cyclic Activated Sludge System， 簡(jiǎn)稱 CASS)。該工藝最早是美國(guó)川森維柔廢水處理公司 1975 年研究成功并推廣應(yīng)用的廢水處理北京藍(lán)谷竹園住宅小區(qū)中水處理工程設(shè)計(jì)15技術(shù)專利。是在間歇式活性污泥法(Sequencing Batch Reactor，簡(jiǎn)稱 SBR)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。采用間歇反應(yīng)器體系的連續(xù)進(jìn)水，周期排水延時(shí)曝氣好氧活性污泥工藝，它將均衡、初沉、曝氣、二沉、生物脫氮、好氧處理等過(guò)程都在 CASS 反應(yīng)器中交替進(jìn)行，因而工藝簡(jiǎn)潔、布局緊湊，是對(duì)傳統(tǒng)的好氧活性污泥法的根本變革 [12]。所以 CASS 在各個(gè)行業(yè)及城市的污水處理中都有著廣泛的應(yīng)用。每個(gè) CASS 反應(yīng)器由生物選擇區(qū)、缺氧區(qū)和好氧區(qū)(即主反應(yīng)區(qū))三部分組成，其結(jié)構(gòu)如圖 2-2 所示 [13]。圖 2-2 CASS 反應(yīng)器構(gòu)造（2）CASS 工藝流程CASS 工藝集反應(yīng)、沉淀、排水、功能于一體，污染物的降解在時(shí)間上是一個(gè)推流過(guò)程 [14]，而微生物則處于好氧、 缺氧、厭氧周期性變化之中，從而達(dá)到對(duì)污染物去除作用，同時(shí)還具有較好的脫氮、除磷功能。在反應(yīng)器的前部設(shè)置了生物選擇區(qū)，后部設(shè)置了可升降的自動(dòng)潷水裝置。其工作過(guò)程可分為曝氣、沉淀和排水三個(gè)階段，周期循環(huán)進(jìn)行。污水連續(xù)進(jìn)入預(yù)反應(yīng)區(qū)經(jīng)過(guò)隔墻底部進(jìn)入主反應(yīng)區(qū)，在保證供氧的條件下，使有機(jī)物被池中的微生物降解，其工作流程如圖 2-3所示。北京藍(lán)谷竹園住宅小區(qū)中水處理工程設(shè)計(jì)16圖 2-3 CASS 法工藝流程（3）CASS 工藝主要設(shè)備生物選擇區(qū)：設(shè)置生物選擇區(qū)的主要目的是使系統(tǒng)選擇出絮凝性細(xì)菌，其容積約占整個(gè)池子的 10%。生物選擇器的工藝過(guò)程遵循活性污泥的基質(zhì)積累再生理論，使活性污泥在選擇器中經(jīng)歷一個(gè)高負(fù)荷的吸附階段(基質(zhì)積累)，隨后在主反應(yīng)區(qū)經(jīng)歷一個(gè)較低負(fù)荷的基質(zhì)降解階段，以完成整個(gè)基質(zhì)降解的全過(guò)程和污泥再生。據(jù)有關(guān)資料介紹，污泥膨脹的直接原因是絲狀菌的過(guò)量繁殖。由于絲狀菌比菌膠團(tuán)的比表面積大，因此有利于攝取低濃度底物。但一般絲狀菌的比增殖速率比非絲狀菌小，在高底物濃度下菌膠團(tuán)和絲狀菌都以較大速率降解底物與增殖，但由于膠團(tuán)細(xì)菌比增殖速率較大，其增殖量也較大，從而較絲狀菌占優(yōu)勢(shì)，這樣利用基質(zhì)作為推動(dòng)力選擇性地培養(yǎng)膠團(tuán)細(xì)菌，使其成為曝氣池中的優(yōu)勢(shì)菌。所以在 CASS 池進(jìn)水端增加一個(gè)設(shè)計(jì)合理的生物選擇器，可以有效地抑制絲狀菌的生長(zhǎng)和繁殖，克服污泥膨脹，提高系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性。CASS 工藝對(duì)污染物質(zhì)降解是一個(gè)時(shí)間上的推流過(guò)程，集反應(yīng)、沉淀、排水于一體，是一個(gè)好氧-缺氧-厭氧交替運(yùn)行的過(guò)程，同時(shí)具有一定脫氮除磷效果。曝氣設(shè)備：CASS 工藝采用潛水射流式水下曝氣器，該曝氣器是由潛水泵和射流器組成，強(qiáng)制噴出的水流通過(guò)射流器的噴嘴產(chǎn)生吸力，將水面以上的空氣由北京藍(lán)谷竹園住宅小區(qū)中水處理工程設(shè)計(jì)17空氣管吸入射流器，在擴(kuò)散段與水混合，混合液從射流器噴出，在池中形成強(qiáng)烈的渦流，大量的氧氣溶解在水中。CASS 型潛水射流曝氣機(jī)的特點(diǎn)：① 極高的溶氧效率。② 對(duì)流和循環(huán)達(dá)到了最佳的混合攪拌效果。③ 強(qiáng)制流動(dòng)避免了污泥沉淀。④ 防治了污泥和雜質(zhì)的堵塞。⑤ 噪音低。⑥ 攪拌與溶氧同時(shí)進(jìn)行，可省去鼓風(fēng)機(jī)。⑦ 省去了鼓風(fēng)機(jī)房和空氣管道系統(tǒng)，節(jié)省投資。⑧ 安裝維護(hù)方便，不受運(yùn)行干擾。由于小區(qū)大都是居民居住區(qū)，對(duì)環(huán)境的要求比較高，因此污水廠建設(shè)時(shí)應(yīng)充分考慮噪音擾民問(wèn)題和污水廠操作人員的工作環(huán)境，采用水下潛水射流曝氣機(jī)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鼓風(fēng)機(jī)曝氣可有效解決噪音污染。另外由于 CASS 工藝獨(dú)特的運(yùn)行方式，采用水下曝氣機(jī)可省去復(fù)雜的管路及閥門，安裝、維修方便，使用靈活，可根據(jù)進(jìn)出水情況開(kāi)不同的臺(tái)數(shù)，在保證效果的條件下，達(dá)到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的。 潷水設(shè)備：潷水機(jī)是 CASS 工藝的關(guān)鍵組成部分，其性能是否穩(wěn)定可靠直接影響到 CASS 工藝的正常運(yùn)行。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)潷水機(jī)仍在進(jìn)行研究和開(kāi)發(fā)，按照目前所用的原理，潷水器可分為三種類型，即浮球式、旋轉(zhuǎn)式和虹吸式。潷水機(jī)研制的關(guān)鍵是解決潷水過(guò)程中，堰口、導(dǎo)水軟管和升降控制裝置與水流之間形成的動(dòng)態(tài)平衡，使之可隨排水量的不同調(diào)整浮動(dòng)水堰浸沒(méi)的深度，并隨水位均勻地升降，將排水對(duì)底層污泥的干擾降低到最低限度，保證出水水質(zhì)穩(wěn)定。與傳統(tǒng)活性污泥法的比較： CASS 工藝具有以下優(yōu)點(diǎn)：① 建設(shè)費(fèi)用低。省去了初次沉淀池、二次沉淀池及污泥回流設(shè)備，建設(shè)費(fèi)用可節(jié)省 10%-25 %。以10 萬(wàn)噸的城市污水處理廠為例，傳統(tǒng)活性污泥法的總投資約 1.5 億，CASS 法總投資約 1.1 億。② 工藝流程短，占地面積少；污水廠主要構(gòu)筑物為集水池、沉砂池、CASS 曝氣池、污泥池，而沒(méi)有初次沉淀池、二次沉淀池等，布局緊湊，占地面積可減少 20－35%。以 10 萬(wàn)噸的城市污水處理廠為例，傳統(tǒng)活性污泥法的占地面積約為 180 畝，CASS 法的占地面積約 60 畝。③ 運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用省。由于曝氣是周期性的，池內(nèi)溶解氧的濃度也是變化的，沉淀階段和排水階段溶解氧降低，重新開(kāi)始曝氣時(shí)，氧濃度梯度大，傳遞效率高，節(jié)能效果顯著，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用可節(jié)省 10%-25%。 ④ 有機(jī)物去除率高，出水水質(zhì)好。通過(guò)合理的設(shè)計(jì)和良好的管理， COD為 400mg/l 時(shí)，出水小于 30mg/l 以下。⑤ 管理簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠。污水處理廠設(shè)備種類和數(shù)量較少，控制系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單，工藝本身決定了不易發(fā)生污泥膨脹，所以，控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單，運(yùn)行安全可靠。⑥ 污泥產(chǎn)量低，污泥性質(zhì)穩(wěn)定。⑦ 不僅能北京藍(lán)谷竹園住宅小區(qū)中水處理工程設(shè)計(jì)18有效去除污水中有機(jī)碳源污染物，而且具有良好的脫氮、除磷功能。⑧ 無(wú)異味。與 SBR 工藝的比較： CASS 工藝具有以下優(yōu)點(diǎn)：① 其反應(yīng)池由預(yù)反應(yīng)區(qū)和主反應(yīng)區(qū)組成，因此對(duì)難降解有機(jī)物的去除效果更好。② 進(jìn)水過(guò)程是連續(xù)的，因此進(jìn)水管道上無(wú)需電磁閥門等控制元件，單個(gè)池子可獨(dú)立運(yùn)行，而 SBR 進(jìn)水過(guò)程是間歇的，應(yīng)用中一般要 2 個(gè)或 2 個(gè)以上的池子交替使用。③ 排水是由可升降的堰式撇水機(jī)完成的，隨水面逐漸下降，均勻?qū)⑻幚砗蟮那逅懦?，最大限度降低了排水時(shí)水流對(duì)底部污泥的攪動(dòng)。④ CASS 法每個(gè)周期的排水量一般不超過(guò)池內(nèi)總水量的 1/3，而 SBR 則為 3/4，所以 CASS 法比 SBR 法的抗沖擊能力更好。CASS 工藝處理效果：CASS 生物處理法是周期循環(huán)活性污泥法的簡(jiǎn)稱，該工藝最早在美國(guó)應(yīng)用，資料顯示在名尼蘇達(dá)州草原污水處理廠、密執(zhí)安州地區(qū)廢水處理廠應(yīng)用均獲得了良好的處理效果。此工藝的 COD 去除率達(dá) 85％，BOD 去除率達(dá)95％，并能達(dá)到良好的除磷脫氮效果。該工藝應(yīng)用比較廣泛，美國(guó)、加拿大、澳大利亞已有 270 家污水處理廠應(yīng)用該工藝。在我國(guó)上海、昆明、北京等地也應(yīng)用該工藝處理生活污水和工業(yè)廢水，已有幾十個(gè)工程實(shí)例。目前，該工藝已成功應(yīng)用于生活污水、醫(yī)院污水、食品廢水等方面的治理，受到環(huán)保部門和廣大用戶的廣泛關(guān)注和一致好評(píng)。北京藍(lán)谷竹園住宅小區(qū)中水處理工程設(shè)計(jì)19第三章 預(yù)處理的設(shè)計(jì)計(jì)算3.1 格柵格柵結(jié)構(gòu)如圖 3-1 所示：圖 3-1 格柵設(shè)計(jì)計(jì)算示意圖（1）柵條間隙數(shù)目 n取柵條的間距 b=0.02m，設(shè)柵前水深 h=0.15m，廢水過(guò)柵流速 v=0.8m/s（為防止柵條堵塞，v≮0.8～1.0m/s），格柵傾角 α=60°10.7 取 11 個(gè) （3-1）?????8.0152.6sin9sinmaxbhvQn?（2）柵槽寬度 B；格柵間渠道寬 lp設(shè)柵條寬度 s=0.010 m ，柵條邊框?qū)?A=0.04mB =s(n－1)＋b×n＋2A （3-2）=0.010×(11－1)＋0.02×11＋2×0.04m=0.4m∴l(xiāng)p=B＋0.04=0.44m（3）進(jìn)水渠道間寬部分長(zhǎng)度 l1設(shè)進(jìn)水渠道寬 lk =0.20，漸寬部分展開(kāi)角 α＇=20°l1= =0.33m （3-3）20.4.'2tgtlkp???北京藍(lán)谷竹園住宅小區(qū)中水處理工程設(shè)計(jì)20（4）柵后渠道減縮長(zhǎng)度l2=0.5×l1=0.5×0.33 m =0.17m（5）通過(guò)格柵的水頭損失 h1取格柵斷面為銳邊矩形斷面,取 K=3有 4/3 ,()sb???2.4h1=K×hp （3-4 ）。60sin8.92)(4.23sin3/40.1?????gvK=0.08m（6）柵室總高 H設(shè)柵前渠道超高 h2=0.3mH=h+h1+h2=0.15+0.08+0.3m=0.53m（7）柵室總長(zhǎng)度 LL=l1＋l 2＋0.5＋1.0＋ （3-5）2tanh??=0.33＋ 0.17＋ 0.5＋1.0＋ m=2.26m。60t3.15.（8）日柵渣量 W在柵間隙為 20mm 下，設(shè)柵渣為 0.08 m3/400m3 廢水W= （3-6）105.3624869.01324max ???KQ=0.032 m3/d 由于柵渣量小于 0.20 m3/d 所以采用人工格柵除污。北京藍(lán)谷竹園住宅小區(qū)中水處理工程設(shè)計(jì)213.2 污水提升泵的設(shè)計(jì)與計(jì)算3.3.1 設(shè)計(jì)說(shuō)明污水泵房用于提升污水廠的污水，以保證污水能在后續(xù)處理構(gòu)筑物內(nèi)暢通的流動(dòng)，它由機(jī)器間、集水池、格柵、輔助間等組成，機(jī)器間內(nèi)設(shè)置水泵機(jī)組和有關(guān)的附屬設(shè)備，格柵和吸水管安裝在集水池內(nèi)，集水池還可以在一定程度上調(diào)節(jié)來(lái)水的不均勻性，以便水泵較均勻工作，格柵的作用是阻攔水中粗大的固體雜質(zhì)，以防止雜物阻塞和損壞水泵，輔助間一般包括貯藏室，修理間，休息室和廁所等。3.3.2 設(shè)計(jì)計(jì)算選泵前總揚(yáng)程計(jì)算經(jīng)過(guò)格柵的水頭損失為 0.431m,進(jìn)水管渠內(nèi)水面標(biāo)高為 -2.0m，則格柵后的水面標(biāo)高為：-2.0-0.431=-2.431m設(shè)集水池的有效水深為 2m，則集水池的最低工作水位為：-2.431-2=-4.431m所需提升的最高水位為 3.881m，其計(jì)算過(guò)程見(jiàn)高程計(jì)算。故集水池最低工作水位與所提升最高水位之間高差為：3.88-(-4.43)=8.31m出水管管線水頭損失計(jì)算如下：出水管 Q=6.9l/s,選用管徑為 100mm 的鑄鐵管；V=0.88m/s,1000i=19.1出水管線長(zhǎng)度估為 5m,局部系數(shù)為 0.63，則出水管管線水頭損失為：2viLgx+（3-7）= 8.920510.9??=0.41m泵站內(nèi)的管線水頭損失假設(shè)為 2.0m,考慮自由水頭為 1m,則水泵總揚(yáng)程為：H=0.41+8.31+2.0+1.0=11.72m北京藍(lán)谷竹園住宅小區(qū)中水處理工程設(shè)計(jì)22所以選取 IP 型污水泵兩臺(tái)（1 臺(tái)備用），型號(hào)為 IP80-50-250：電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為1450r/min；功率為 3kw；電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 Y100L2-4。3.3 調(diào)節(jié)池的設(shè)計(jì)計(jì)算（1）設(shè)計(jì)參數(shù)：水力停留時(shí)間為 4h；池形為矩形；長(zhǎng)寬比為；有效水深h3=4m。（2）調(diào)節(jié)池有效容積 VV= QmaxT =25×4=100m3 （3-8）式中：Qmax——設(shè)計(jì)最大流量，25m3/hT——水力停留時(shí)間，h；T=4h（2）調(diào)節(jié)池表面積 A根據(jù)有效水深 h3 為 4.0m，可計(jì)算出（3-254103mV?9） （3）調(diào)節(jié)池寬度 B根據(jù)長(zhǎng)寬比為 3，可計(jì)算出（3-3m25?A10）北京藍(lán)谷竹園住宅小區(qū)中水處理工程設(shè)計(jì)23（4）調(diào)節(jié)池長(zhǎng)度 L（3-mBA8325?11）（5）調(diào)節(jié)池高度 HH=h3+h4 =4.0+0.5=4.5m 式中：h 4——調(diào)節(jié)池超高，m；h 4=0.5m；3.4 初沉池（平流式）設(shè)計(jì)計(jì)算（1）池子總面積設(shè)表面負(fù)荷 q′=1.2m3/(m2.h) （3-22max 7.0.13609'6mqQA?????12）（2）沉淀部分有效水深一般為 2~4m，取 h=3mh2=q′t=1.5×t=3m則停留時(shí)間 t=2.0h。（3）沉淀部分有效容積V′=Qmax﹒t×3600=0.0069×2.0×3600=49.68m3 （4）池長(zhǎng)設(shè)水平流速取 v=0.95mm/s，L=3.6vt=3.6×0.95×2.0=6.8m（5）池子總寬度B=A/L=20.7/6.8=3m 北京藍(lán)谷竹園住宅小區(qū)中水處理工程設(shè)計(jì)24（6）污泥部分需要的總?cè)莘eC—進(jìn)水 SS 濃度 200mg/L， η=50%,污泥含水率 P1=97%，ρ=1000kg/m 3 , Q=400m3/d（3-dmQcV /.10)97(4%520)(10 3313 ????????13）（7）污泥斗以上梯形部分污泥容積，設(shè)池底坡度為 0.01梯形部分高度：h 4’=（5.4+0.3-2.5×0.01=0.032 m梯形上底邊長(zhǎng)：l 1=（5.4+0.5+0.3）=6.2 m梯形下底邊長(zhǎng)：l 2=b=4.6 m梯形部分污泥容積： （3-342128.06.4032.)5.6(')(bhlV?????14）污泥斗容積mh73.160tan25.“4???。（3-15）3211419. )5.05.0.(7)mffV????（8）污泥斗和梯形部分污泥容積V1+V2=4.39+0.348=4.74m3（9） 池子總高度北京藍(lán)谷竹園住宅小區(qū)中水處理工程設(shè)計(jì)25設(shè)緩沖層高度 h3=0.50m，超高 h1=0.3，h 4= m76.13.02.''4???H=h 1+h2+h3+h4=0.3+1.8+0.5+1.76=4.36 m北京藍(lán)谷竹園住宅小區(qū)中水處理工程設(shè)計(jì)26第四章 CASS 主反應(yīng)池的設(shè)計(jì)計(jì)算4.1 CASS 池容積計(jì)算采用容積負(fù)荷法計(jì)算：取 370 m3 （4-1）fNweSaQV???)( 339.6175.08.)12(40?????式中：Q---------設(shè)計(jì)水量，400m 3/d；Nw--------混合液 MLSS 污泥濃度（kg/m 3），一般取 2.5-4.0 kg/m3，設(shè)計(jì)為3.5 kg/m3；Ne---------BOD5 污泥負(fù)荷，一般為 0.05-0.2(kgBOD5/kgMLSS·d)，設(shè)計(jì)為0.08 kgBOD5/kgMLSS·d；Sa----------進(jìn)水 BOD5 濃度，200/L；Se----------出水 BOD5 濃度，10mg/L；F-----------混合液中揮發(fā)性懸浮固體濃度與總懸浮固體濃度的比值，一般為0.7-0.8，設(shè)計(jì)為 0.75。4.2 外形尺寸池內(nèi)最大水深一般為 3-5m，設(shè)計(jì)為 H=4.5m。則 單格池面積 A：=82.22m2 （4-2）5.413701??HNV由于設(shè)計(jì)要求 B/H=1.33 介于 1-2 之間，才能符合規(guī)定，取 B=6.0m 則 L=82.22÷6.0=13.7m 運(yùn)行周期設(shè)計(jì)為 4h，則 1 日內(nèi)循環(huán)的周期數(shù) N2＝ 24÷4=6