某城镇生活污水处理工艺设计

绪论

随着城市化进程的加快，城市人口的递增，城市污水排放量日益增多，大量未经处理的污水直接排入周围河流，致使城市周围环境污染十分严重，人类和生物赖以生存的生态环境受到了严重的威胁。城市水污染问题日益突出，城市污水处理已经成为当前水污染治理的重点。活性污泥法是城市水处理的主要方法之一。活性污泥法是以活性污泥为主体的废水生物处理的主要方法。活性污泥法是向废水中连续通入空气，经一定时间后因好氧性微生物繁殖而形成的污泥状絮凝物。该法利用活性污泥的生物凝聚、吸附和氧化作用，以分解去除污水中的有机污染物。然后使污泥与水分离，大部分污泥再回流到曝气池，多余部分则排出活性污泥系统。活性污泥法是一种低成本高效能的污水处理方式,能够高效去除有机物，其BOD5和悬浮物去除率都很高，达到90-95%左右。此次设计采用活性污泥法SBR的改进工艺——CASS工艺去除城镇污水，使处理后的污水能够达到排放标准。CASS工艺是将序批式活性污泥法(SBR)的反应池沿长度方向分为两部分，前部为生物选择区也称预反应区，后部为主反应区。在主反应区后部安装了可升降的滗水装置，实现了连续进水间歇排水的周期循环运行，集曝气、沉淀、排水于一体。

1．设计任务及资料

1.1设计任务

某城镇9.0×104m3/d污水处理厂处理工艺设计。

1.2设计资料

1.2.1背景资料

城镇污水经处理后达标排放到纳污河流中。纳污河流位于城镇东侧自北向南，流量保证=8m3/s，平均水深H平=2m，平均流速V平=0.2m/s，平均水温T=15℃，溶率为95%，流量Q

平

解氧DO=8mg/L，BOD5=2.8mg/L，SS=1.0mg/L，河流允许增加悬浮物浓度1.5mg/L。

1.2.2 原水资料

(1)原水水量为Q=69000m3/d，流量总变化系数K总=1.3，设计最大流量Q max=90000 m3/d。

(2)原水水质参数见表1.1

表1.1 原水资料

原水水质单位(mg/L) 原水水质单位(mg/L)

COD 350 BOD5175

SS 160 TP 6

NH4+-N 20

1.3设计要求

根据以上水量水质条件和设计资料，设计二级污水处理厂一座。处理水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级B标准排放要求。

2．污水处理工艺的选择

2.1 污水工艺处理的选择

按《城市污水处理和污染防治技术政策》要求推荐，20万t/d规模大型污水厂一般采用常规活性污泥法工艺，中小型污水厂可以采用传统活性污泥法、氧化沟、SBR（CASS）、AB 法等工艺。

2.1.1 传统活性污泥法

传统活性污泥法，又称普通活性污泥法。污水经过初次沉淀池去除大部分固态杂质后进入曝气池，曝气池中充满活性污泥与污水的混合液。曝气设备不断向污水混合液提供氧气，使污染物发生好氧代谢反应，分解转化为无毒无害物质。反应后的混合液流入二沉池，活性污泥沉淀下来和净化水分离。沉淀污泥大部分返回曝气池，维持曝气池中的生物量，另一部分作为剩余污泥排出。二沉池出水为净化水，排入环境中。活性污泥法已有80多年的发展历史，其基本流程如图2-1所示。

污水

图2-1 活性污泥法基本流程

传统活性污泥法具有以下特点：

(1)是一种低成本高效能的污水处理方式,能够高效去除有机物,停留时间长的活性污泥法，还具有硝化功能；

(2)传统活性污泥法的BOD和悬浮物去除率都很高，达到90～95%左右；

(3)废水处理程度灵活，可高可低；

(4)一次投资少，且处理设备较简单，易于管理和操作；

(5)占地规模大，处理水量较大，适合处理各种水量和水质的可生化污水。

2.1.2 氧化沟

氧化沟是延时曝气法的一种特殊形式，曝气池呈封闭的沟渠形，在沟槽中设有表面曝气

装置。曝气装置起到充氧和使混合液快速混合的作用。

氧化沟不属于专门的生物除磷脱氮工艺。但是随着氧化沟技术的发展，出现了一系列除

磷脱氮技术与氧化沟技术相结合的污水处理工艺流程。按照运行方式，氧化沟可以分为连续

工作式、交替工作式和半交替工作式。

氧化沟具有以下特点：

(1)工艺流程简单，运行管理方便，运行费用低，适用于中小型污水厂；

(2)能承受水量、水质的冲击负荷，对浓度较高的工业废水有较强的适应能力；

(3)在氧化沟里存在缺氧和好氧交替的区域，能发生硝化和反硝化反应，具有较好的脱氮除磷的作用，但要达到较高的除磷效果则需要采取另外措施；

(4)容易带来污泥膨胀、污泥上浮、污泥沉积和泡沫等问题；

2.1.3 CASS工艺

CASS工艺是将序批式活性污泥法(SBR)的反应池沿长度方向分为两部分，前部为生物选择区也称预反应区，后部为主反应区。在主反应区后部安装了可升降的滗水装置，实现了连

续进水间歇排水的周期循环运行，集曝气、沉淀、排水于一体。CASS工艺是一个厌氧/缺氧/好氧交替运行的过程，具有一定脱氮除磷效果，废水以推流方式运行，而各反应区则以完全

混合的形式运行以实现同步硝化一反硝化和生物除磷。

对于一般城市污水，CASS工艺并不需要很高程度的预处理，只需设置粗格栅、细格栅

和沉砂池，无需初沉池和二沉池，也不需要庞大的污泥回流系统(只在CASS反应器内部有约20%的污泥回流)。

CASS工艺具有以下特点：

(1)运行灵活，抗冲击能力强；

(2)生化反应推动力大；

(3)沉淀效果好；

(4)剩余污泥量小，性质稳定；

(5)不易发生污泥膨胀；

(6)系统简单，核心构筑物为反应池，无初沉池和二沉池，投资运行费用低。

2.2 进出水水质要求

表2-1进出水水质要求单位：（mg/L）主要指标COD cr BOD5SS TP NH4+-N 进水350 175 160 6 20

出水60 20 20 1 8

去除率82.9% 90.9 % 87.5% 83.3% 60%

2.3 工艺的确定

根据该城镇污水水量和污水水质特征以及进出水水质要求，主要去除的是BOD5，COD Cr 和SS，CASS工艺的BOD和SS去除率都很高，达到90-95%左右，确定采用生物处理CASS 工艺。其工艺流程如图2-2所示。

CASS工艺全称为循环式活性污泥法。CASS的整个工艺为一间歇式反应器，在此反应器中活性污泥法过程按曝气和非曝气阶段不断重复，并将曝气池和沉淀池合二为一，即将生化过程和泥水分离过程结合在一个池子中进行。

CASS工艺以一定的时间序列运行，其运行过程包括进水—曝气、沉淀(泥水分离)、上清液滗除和进水—闲置共四个阶段并组成其运行的一个周期。

具体运行过程依次如下：

(1)进水—曝气阶段。与传统意义的SBR工艺不同，CASS工艺在进水阶段，不设单纯的充水过程或缺氧进水混合过程。该阶段是边进水边曝气，同时将主反应区内的污泥回流到生物选择器内。

(2)沉淀阶段。该阶段停止曝气，静置沉淀，以使泥水分离。CASS工艺在沉淀阶段不进水，保证了沉淀过程在静止环境中进行，并使排水的稳定性得到保障。

(3) 上清液滗除阶段。该阶段反应器停止进水，但污泥回流系统照常工作。排水装置为自动滗水器。

(4)闲置阶段。闲置时间被用于反应器内污泥闲置以恢复其吸附能力。

3.工艺流程设计计算

3.1 粗格栅

粗格栅的作用是去除污水中较大的悬浮物，以保证后续处理设备正常工作。根据格栅上截留物的清除方法不同，可将格栅分为人工清理格栅和机械格栅。本次设计选用的是机械清理格栅。

3.1.1格栅的设计

格栅的设计参数应符合下列要求：

我国过栅流速一般采用0.6-1.0m/s 。此次设计采用0.8m/s 。 人工清理格栅倾角一般采用45°-60°，机械清除国内一般采用60°-70°。本设计采用60°。 设计参数：

设计流量：Q max =1.04m 3/s ； 过栅流速: s m v /8.01= ；

格栅间隙b=50mm ； 栅倾角：060=α

栅条宽度: m s 02.0= ；

设计中的各参数均按照规范规定的数值来取的。 (1)格栅间隙数n

bhv

Q n α

sin max =

式中Q max ——最大设计流量，m 3/s ；

α ——格栅倾角，060=α； b ——栅条间隙，b=0.05m ；

h ——栅前水深，m ；

v ——污水的过栅流速，0.8m/s 。

确定格栅前水深，根据最优水力断面公式2

1

2

1v B Q =计算得:

栅前槽宽m v

Q B 33.19

.08.0221=?==，则栅前水深m B h 665.02

33.12

1===

(2)栅条间隙数：

368

.0665.005.060sin 04.1sin max =???

?==

bhv Q n α

则栅条的数目为n-1=35（条）

(3)格栅的建筑宽度

B=S （n-1）+bn

式中 S ——栅条宽度，s=0.02m 。 B=0.02×（36-1）+0.05×36=2.50m (4)通过格栅的水头损失h 2

αξsin 22

2g

v k h =

式中g ——重力加速度，9.8m/s 2；

K ——格栅阻力增大系数，k=3； ξ——阻力系数。

本次设计采用的是锐边矩形，其计算公式为3/4)(b

s

βξ=，42.2=β，

则71.0)05.001.0(42.23

/4=?=ξ,因此 m g v k h 06.0238.928.08.071.03sin 222=?????==αξ

(5)槽的总高度

21h h h H ++=

式中h 1 ——栅前渠道超高，m ，一般取0.3m 。

m H 025.106.03.0665.0=++=

(6)栅槽总长度计算公式

α

tan 5.00.11

21H l l L +

+++= m B B B B l 60.1)33.15.2(37.1)(37.1tan 211

1

1≈-?=-=-=

α

.802

1

2==

l l 式中H 1——栅前槽高，m ，H 1=h+h 2=0.665+0.06=0.725m ；

B 1 ——进水渠道宽度，1.33m ；

1l ——进水渠道渐宽部分长度，1.60m ；

2l ——栅槽与出水渠连接渠的渐缩长度，0.80m ；

m

H l l L 3.460tan 725

.05.00.18.060.1tan 5.00.1121≈?

+

+++=+

+++=α (7)每日栅渣量W （m 3/d ）

1000

K 86400

1max ??=

总W Q W

式中W 1——栅渣量（m 3/103m 3污水），取0.1-0.01，粗格栅用小值，细格栅用大值，中格

栅用中值，当栅条间距为16-25mm 时，W 1=0.05-0.1；当栅条间距为30-50mm 时，W 1=0.01-0.03；W 1=0.01。

K 总——污水流量总变化系数，根据此污水流量应选K 总=1.3。

1000

K 86400

1max ??=

总W Q W

d W /m 9.6010001.386400

01.004.13=???=

(8)格栅说明

采用两台粗格栅机，格栅本体为不锈钢体，清污机耙由计算机根据时间自动控制，同时设机旁急停及启动按钮，高水位时清污机连续工作，与清污机配套的皮带运输机也连续工作。

(9)格栅如图3-1所示：

H 1/tan ａ

图3-1粗格栅示意图

3.2 污水提升泵房

本设计采用活性污泥法CASS 工艺系统，污水处理系统简单，污水经提升后入平流式沉砂池。然后自流通过CASS 池。 3.2.1污水提升泵房设计计算

设计流量：Q max =1.04m 3/s

设计参数：平均设计流量 Q=2880 m 3/s

变化系数 K=1.3

根据设计流量1.04m 3/s ，属于大流量低扬程的情形，考虑选用QW 型的潜污泵 4台400 QW1250-5-30型潜污泵（流量1250m 3/h ，扬程5m ，转速980r/min ，功率30kw ），三用一备，流量：h m s m Q Q /1245/346.03

04

.13'33max =≈==

集水池容积： 考虑不小于三台泵5min 的流量：3.5312560

3

1250560'm Q W =??=?= 取有效水深h=3m ，则集水池面积为: 21043

.5

312m h W A ===

3.3 泵后细格栅

污水由进水泵房提升至细格栅沉砂池，细格栅用于进一步去除污水中较小的颗粒悬浮、漂浮物。细格栅的设计和粗格栅相似。 3.3.1 泵后细格栅设计计算

(1)设计参数确定

已知参数：Q max =1.04 m 3/s 。栅条净间隙为3-10mm ，取b=10mm ，格栅安装倾角600 过栅流速一般为0.6-1.0m/s ,取2v =0.8m/s,栅条断面为矩形，栅条宽度S=0.01m ，其渐宽部分展开角度为20°。

水力停留时间：t=30s

设计流量：Q max =1.04 m 3/s 过栅流速: 2v =0.8m/s

栅条宽度: m s 01.0= 格栅倾角：?=60α

格栅间隙: b=10mm (2)设计计算

确定细格栅两组，每组的流量为Q=0.4m 3/s ，Q max =0.52m 3/s 。 ① 确定格栅前水深，根据最优水力断面公式2

1112

B v Q =

计算得栅前槽宽

m v

Q

B 94.095.04.0221≈?==

，则栅前水深m B h 47.02

94

.021===。 ② 栅条间隙数

1149

.047.001.060sin 52.0sin max =???

?==

bhv Q n α (取n=113）

③栅槽建筑宽度

B=s （n-1）+bn=0.01（114-1）+0.01×113=2.1m

④通过格栅的水头损失h 2

αξsin 22

2g

v k h =

式中g ——重力加速度，9.8m/s 2；

K ——格栅阻力增大系数，k=3；

ξ——阻力系数。

本次设计采用的是锐边矩形，其计算公式为

3/4)(b

s βξ=

式中42.2=β

42.2)01

.001.0(

42.23

/4=?=ξ 因此 m g v k h 27.02

3

8.929.09.042.23sin 222≈?????==αξ

⑤ 槽的总高度

21h h h H ++=

式中h 1——栅前渠道超高，一般取0.3m 。

m H 04.127.03.047.0=++=

⑥栅槽总长度计算公式

α

tan 5.00.11

21H l l L +

+++= m

B B B B l 59.1)94.01.2(37.1)

(37.1tan 211

1≈-?=-=-=

α

m 95.702

1

2==

l l 式中H 1——栅前槽高，m ，H 1=h+h 2=0.47+0.27=0.74m ；

B 1 ——进水渠道宽度，0.94m ； 1α——进水渠展开角，一般为20°； 1l ——进水渠道渐宽部分长度，1.59m ；

2l ——栅槽与出水渠连接渠的渐缩长度，0.795m ；

m

H l l L 48.460tan 74

.05.00.1795.059.1tan 5.00.1121=?

+

+++=+

+++=α

⑦ 每日栅渣量W （m 3/d ）

1000

K 86400

1max ??=

总W Q W

式中W 1——栅渣量（m 3/103m 3污水），取0.1-0.01，W 1=0.06；

K 总——污水流量总变化系数，根据此污水流量应选K 总=1.3。

1000

K 86400

1max ??=

总W Q W

d W /m 5.1410001.386400

06.004.13=???=

W ﹥0.2m 3/d 宜采用机械格栅清运。 3.4 平流式沉砂池

沉砂池的功能是从污水中分离相对密度较大的无机颗粒，主要去除污水中粒径大于

0.2mm 的砂粒，除砂的目的是为了避免砂粒对后续处理工艺和设备带来的不利影响，还能使沉淀池中污泥具有良好的流动性，能防止排放与输送管道被堵塞，且能使无机颗粒与有机颗粒分别分离，便于分离处理和处置。

沉砂池的工作，是以重力分离作为基础，就是把沉砂池内的水流速度控制到只能使相对密度大的无机颗粒沉淀，而有机颗粒可随水流出的程度。

常用的沉砂池有平流式、竖流式、曝气式和涡流式四种形式。四种形式沉砂池有各自不同的适用条件，其选型应视具体情况而定。本设计中选用平流沉砂池，它具有截留颗粒效果较好、工作稳定、构造简单、排沙较方便等优点。 3.4.1平流沉砂池设计要求 设计要求：

① 最大流速为0.3m/s ，最小流速为0.15m/s 。

② 最大流量时停留时间不小于30s ，一般采用30～60s 。

③ 有效水深应不大于1.2m ，一般采用0.25～1m ，每格宽度不宜小于0.6m 。 ④ 沉砂池的超高不宜小于0.3m 。

⑤ 池底坡度一般为0.01～0.02，当设置除砂设备时，可根据设备要求考虑池底形状。 ⑥ 设计流量应按分期建设考虑：

a 、当污水为自流进入时，应按每期的最大设计流量计算；

b 、当污水为提升进入时，应按每期工作水泵的最大组合流量计算；

c 、在合流制处理系统中，应按降雨时的设计流量计算。

3.4.2设计参数

设计最大流量：Q max =1.04m 3/s ， 设计流速：v=0.25m/s 3.4.3平流式沉砂池的设计计算

(1)平流沉砂池长L

vt L =

设： s m v /25.0=（流速要求在0.15～0.3m/s ）；

s t 40=（停留时间要求为30s ～60s ）

。 则： m vt L 0.104025.0=?==。 (2)水流断面面积A

2max 16.425

.004

.1m v Q A === (3)池总宽度B 设2格沉砂池

2

h A B =

式中h 2——设计有效水深，0.7m 。

m h A B 0.67

.016.42===

池单格宽度B=3.0m (4) 有效水深取2h =1.0m

(5)贮砂斗所需容积V

6

max 10

86400

????=

Z K X T Q V 式中T ——清除沉砂的间隔时间，d ； X ——城市污水的沉砂量，一般采用30； Kz ——污水流量的总变化系数。

3

6

6

max 15.4103.186400

30204.11086400

m K X T Q V Z ≈????=

????=

(6) 每个沉砂斗容积：设取一个分格有两个沉砂斗,则

304.12

215.4m V o ≈?=

(7) 贮砂各部分尺寸

设贮砂斗底部宽b 1=0.6m ，斗壁与水平面的倾角为60°，则贮砂斗的上口宽b 2

m

b h b 12.16.0345.0260tan '

21

32≈+?=+?=

(8)贮砂室的高度h 3

m

b b L h h h 91.02

)

1.01

2.1210(06.02.02)

'2(06.0'0.06l '232

33=-?-+

=--+

=+= (9)池总高度 H （m ）

321h h h H ++=

式中h 1——超高，取0.35m ；

h 2——设计有效水深，1.0m ；

h 3——贮砂斗高度，由上式中可知h 3=0.91m ；

m

h h h H 26.391.00.135.0321=++=++= (10)校核最小水流流速V min

min

min

min nA Q V =

式中Q min ——设计最小流量，0.8m 3/d ；

N ——最小流量是工作的沉砂池数，取n=2；

A min ——最小流量时沉砂池中水流断面面积，4.16m 2。

s m s m nA Q V /15.0/19.008

.228

.0min min min >=?==

(11)排砂装置

平流式沉砂池常用的排砂方式与装置主要有重力排砂与机械排砂。本次设计采用的是重力排砂装置，排砂管道管径DN=200mm ，如图3-4。

图3-4平流式沉砂池示意图

3.5 CASS 反应池

CASS 法的工艺设备是由曝气装置、上清液排出装置（滗水器），以及其他附属设备组成

的反应器。CASS 对有机物的去除机理为：在反应器内预先培养驯化一定量的活性微生物（活性污泥），当废水进入反应器与活性污泥混合接触并有氧存在时，微生物利用废水中的有机物进行新陈代谢，将有机污染转化为CO 2、H 2O 等无机物；同时，微生物细胞增殖，最后将微生物细胞物质（活性污泥）与水分离，废水得到处理。 3.5.1设计资料

Q=69000m 3/d ，Q max =1.04m 3/s ，COD=350mg/L ，BOD 5/COD=0.5，SS=160mg/L 。设污泥泥龄为15d ，采用低负荷，使得出水的有机物降低，所以取用BOD -污泥负荷率为0.1)./(5d kgMLSS kgBOD ，根据运行周期时间安排和自动控制特点，CASS 反应池设置8个。 3.5.2 CASS 反应池设计

(1)处理效率（E ）

根据要求，处理效率E 应＞80％

%6.88%10017520175%100=?-=?-=

So Se

So E

(2)曝气时间T A

X

m Ls So

T A ??=

24

式中Ls ——BOD-污泥负荷，kgBOD/（kgMLSS·d ），此次设计采用低负荷进水，设BOD-污泥负荷为0.1 kgBOD/（kgMLSS·d ）；

1/m ——排出比，取m=4；

X ——曝气池内MLSS 浓度，此次设计X=3000mg/L 。

h X m Ls So T A 32.33000

41.0175

2424≈???=??=

因此此次设计曝气时间取3.5h 。 (3)沉淀时间Ts

max

5

.0)/1(V m H Ts +?=

式中H ——反应池水深m ；

1/m ——排水比，取m=4。

水温t=10℃ h m V /91.0300010104.7max 7.14=???=- 水温t=20℃ h m V /82.1300020104.7max 7.14=???=-

h V m H Ts 06.291

.05

.0)4/1(5.5max 5.0)/1()10(=+?=+?=

h V m H Ts 03.182

.15

.0)4/1(5.5max 5.0)/1()20(=+?=+?=

则取2.06h 为沉淀时间 (4)周期数的确定n

1个周期数所需时间Tc≥T A +Ts+Td=3.5+2.06+2=7.56h ，次取3,17.356

.724

24===Tc n ，则1

个周期为8h 。

(5)进水时间T F

h N Tc T F 18

8

===

(6)反应池容积V

311500690008

34m Q nN m V =??=?=

根据实际资料知，高峰流量时的安全容积为最大流量乘以4h ，即

31500024/490000max m V =?=?

峰值水平为

6.0m m 92.543

5.5415.51150015000)

1

1(124/469000max max ≈≈?

+??=-+????=

m H m H V H (7)单组曝气池平面尺寸

H

V F =

式中F ——单组曝气池的面积，㎡；

V ——每组曝气池容积，m 3； H ——曝气池的有效水深，m 。

227285

.515000m H V F ===

本设计取2800㎡，有效水深5.5m ，超高取0.5m ，则尺寸为：70m×40m×6m 。 预反应区的尺寸：4m×70m×6m ，主反应区得尺寸：36m×70m×6m 。 (8)超过曝气池容量的污水进水量

V m

r q ?-=?1

式中r ——1个周期的最大进水量变化比，一般采用1.2-1.8。在这里根据最大污水量和平

均污水量可取r=1.23。

325.661115004

123.11

m V m r q =?-=?-=

?

考虑到流量的变动，对反应器进行容积修正：

325.1216125.66111500'm q V V =+=?+= 取反应器水深为5.5m ，则所需水面积为A ：

222115

.512162V`A m h ===

反应器的运行水位计算如下：

m h 9.341

40575.115.51=-??

= m h 2.50575

.11

5.52=?=

m h 5.53= m h 0.65.05.54=+=

m h h s 4.35.09.35.01=-=-=

(9)需氧量O D

按去除1kgBOD 需要2kgO 2计算，则

d kgO O D /298800.2001.0166900002=???=

由计算可得周期数n=3，取反应池个数为8池，则一个周期的需氧量为

d

kgO O D /124583298802=?=

以曝气时间T A =3.5h 为周期的需氧量为

h kgO O D /3565

.312452≈=

(10)供氧量

设计算水温为20℃，混合液浓度为1.5mg/L ，池水深5.5m ，曝气头距池底0.2m ，则淹没水深为5.3m ，Ea=15%，空气离开反应器时氧的百分浓度为：

%4.18%100%)

151(2179%)

151(21=?-+-=

Ot

则17.1)21

4

.1833.108.433.10(5.0=++=r

供养能力 h kgO SOR /418)

5.117.917.195.0(9.0024.117.93562)2020(≈-?????

?=-

(11)供风量

min /17879.12

.4418

60127329315.028.03m SOR Gs =?=???=

(12)曝气方式

曝气是将空气中的氧用强制的方法溶解到混合液中去的过程，曝气除起供气作用外，还起搅拌作用，使活性污泥处于悬浮状态，保证和污水密切接触、充分混合，以利于微生物对污水中有机物的吸附和降解。常用的曝气方式有鼓风曝气、机械曝气和鼓风机械曝气等方式。 设计采用的是鼓风曝气。鼓风曝气是将鼓风机提供的压缩空气，通过管道系统送入曝气池中空气扩散装置上，并以气泡的形式扩散到混合液中。

采用微孔曝气器进行曝气，微孔曝气器由橡胶膜片、若干个空气导流筋、底座支盘和螺旋压盖组成。橡胶膜片设置在底盘支座上，优选的在每个膜片上开有5600个孔。底盘支座是膜片的支撑体，呈球形。底盘支座的上部设置有若干个空气导流筋，优选的在底盘支座上设置有6个沿径向均匀分布的空气导流筋。螺旋压盖在底盘支座的下部与底盘支座螺旋结合，用于将膜片固定在底盘支座上。底盘支座和螺旋压盖采用工程塑料注塑而成。

将空气扩散器敷设于距池底0.2m ，淹没水深5.3m ，计算温度定于30℃。查得20℃和30℃时，水中饱和溶解氧值为：

C s （20）=9.17mg/L ； C s (30)=7.63mg/L 。

空气扩散器出口处的绝对压力（P b ）

P b =1.013×105+9800H

式中P b ——出口处绝对压力，P a ；

H ——扩散器淹没深度，设计中取5.3m 。

P b =1.013×105+9800H

=1.013×105+9800×5.3

=1.53×105P a

(13)上清液排除装置

日处理量Q=69000m 3/d ，池数N=8，周期数n=3，排水时间T D =2h ，则每池的排水负荷为：

min /0.2460

1

238690003m NnT Q Q d D =???==

每池设置1台滗水器，则排水负荷为24.0m 3/min,考虑到流量的变化，则最大排水负荷为31.2 m 3/min 。

(14)CASS 产泥量 CASS 的剩余污泥主要来自微生物代谢的增殖污泥，还有很少部分由进水悬浮物沉淀形成。CASS 生物代谢产泥量为

Sr

Q Ns b a bVX Q S S a X ?-=--=?)/((v e 0） 式中a ——微生物代谢增系数，kgVSS/kgBOD ； b ——微生物自身氧化率，1/d 。

根据生活污泥性质，参考类似经验数据，设a=0.7，b=0.05，则有：

Sr

Q Ns b a bVX Q S S a X ?-=--=?)/((v e 0） d

m /2139155.0690001.0/5.00.703

=??-=）（

假定排泥含水率为99.2%，则排泥量为：

d m X Q s /2678

2139

%)2.991(10003==-??=

取一定的安全系数为1.2，则每天排泥量为320m 3/d 。

3.6出水

出水口处设有紫外线消毒装置，经消毒后即可排入水体，出水口采用淹没式出流，其管口上沿处于河流常水位下 0.2m 深处。 3.7浓缩池

污泥浓缩主要是减小污泥体积，降低污泥含水率，为污泥消化处理提供方便。污泥中所含水大致分为四类：颗粒间的孔隙水，约占总水分的70%；毛细水，约占20%；污泥颗粒吸附水和颗粒内部水约占10%。浓缩法主要降低的是污泥的孔隙水。污泥中采用重力浓缩，利用污泥自身的重力将污泥间隙的液体挤出，从而使污泥的含水率降低，缩小污泥的体积，减少后续处理构筑物的容积及运行费用。 3.7.1浓缩池设计

(1)设计资料

污水设计流量Q=69000 m 3/d, 污泥浓度=3g/L ，运行周期为19h ，其中进泥2.0h ，浓缩时间为12.0h ，排水和排泥3.0h ，闲置2.0h 。浓缩前污泥量为320 m 3，含水率为99.2%。

(2)容积计算

浓缩12h 后，污泥含水率为97%，则浓缩后污泥体积为

3

003.85)97.01/()992.01(320)

/(m C C V V ≈--?=?=

则污泥浓缩池所需要的容积应不小于85.3+320=405.3m 3。 设计污泥浓缩池2座，单池容积不得少于202.5 m 3。 (3)浓缩池平面面积A

M

QC

A = 式中Q ——污泥量，m 3/d ；

C ——污泥固体浓度，g/L ；

M ——浓缩池污泥固体量，kg/㎡.d 。

264153320m M QC A =?==

单池面积A`=A/2=32㎡ (4)浓缩池的直径D

m

A D 4.632

4`

4≈?=

=π

π

本设计取7m 。

(5)浓缩池工作部分高度

A

TQ

h 241=

式中：T -浓缩池浓缩时间（h ），一般采用10～16h ，本设计取12h 。

m A TQ h 3.36424320

12241≈??==

本次设计取4.0m (6)浓缩池总高度H 321h h h H ++=

式中h 2——超高，0.5m ；

h 3——超高，0.5m 。

m

0.55.05.00.4321=++=++=h h h H (7)污泥浓缩池示意图3-7

排泥管DN=150mm

图3-7 浓缩池示意图

3.7.2排水和排泥系统设计

(1)排水 浓缩后池内上清液利用重力排放，由站区溢流管道排入调节池。浓缩池设2根排水管于池壁，管径DN100mm 。于浓缩池最高水位处置一根，向下每隔0.5m 、0.4m 处设置一根排水管。

(2)排泥 采用污泥管道最小管径为DN150mm ，间歇将污泥排出。浓缩后的污泥由高压污泥泵抽送至板框压滤机。 3.8污泥脱水

主要目的在于降低污泥中含水率，为污泥的后续处理打好基础。设计中采用带式压滤机脱水，优点：设备简单，动力消耗少，可连续生产。过滤机产率为10 kg/(㎡.h)

(1)剩余污泥经浓缩后污泥产量为

30

3. 85

)

97

.0

1/(

)

992

.0

1(

320

)

/ (

m

C

C

V V

≈

--

?

=

?=

(2)污泥脱水率为75%，则污泥脱水后的剩余污泥量为：

30

24 . 10

)

75

.0

1/(

)

97

.0

1(

3. 85

)

/

(

m

C C

V Q

≈

-

-

?

=

?

=

d

kg

C

Q

M

/ 2560

1000

)

75

.0

1(

24 .

10

1000 )

1(

≈

?

-

?

=

?

-

?

=

(3)污泥脱水机选型

设计中选用DY——3000型带式压滤机，其中技术指标为，干污泥产量为600kg/h,泥饼含水率为75%，絮凝剂投标量按干污泥量的0.002来投加。

设计中共采用3台带式压滤机，其中2用1备，工作周期定为12h。

3.9 污泥最终处置

污泥经过浓缩、脱水后，还存在最终处置问题。污泥处理与处置的目的主要有以下四个方面：

(1)减量化：减少污泥最终出之前的体积，以降低污泥处理及最终处置的费用；

(2)稳定化：通过处理使污泥稳定化，最终处置后不再产生污泥的进一步降解，从而避免产生二次污染；

(3)无害化：达到污泥的无害化与卫生化，如去除重金属或灭菌等；

(4)资源化：在处理污泥的同时达到变害为利、综合利用、保护环境的目的。

根据调查，在大多数发展中国家，土地利用和填埋仍是污泥处置的主要途径。污泥处理的方法主要有污泥卫生填埋、污泥高温堆肥技术、污泥焚烧处置技术。在本次设计中采用的是污泥堆肥的方法来处理处置污泥的。

4. 整体布置

平面的布置应满足规范设计，必须对工艺处理中的总平面处以整齐划一。各处理单元构筑物必须是相互紧凑衔接的要求，尽可能减少污水处理站的占地面积。

4.1 平面布置原则

(1)处理构筑物的布置应紧凑，节约用地并便于管理；

(2)处理构筑物应尽可能地按流程顺序布置，以避免管线迂回，同时应充分利用地形，以减少土方量；

(3)经常有人工作的建筑物如办公、化验等用房应布置在夏季主风向的上风一方，在北方地区，并考虑朝阳；

(4)在布置总图时，应考虑安排充分的绿化地带，为污水的工作人员提供一个优美舒适的环境；

(5)构筑物之间的距离应考虑敷设管渠的布置，运转管理的需要和施工的要求；

(6)污水站内管线种类很多，应综合考虑布置，以免发生矛盾，污水和污泥管道应尽可能考虑重力自流；

(7)污水厂内应设超越管，以便在发生事故时，使污水能超越一部分或全部构筑物，进入下一级构筑物或事故溢流。

4.2 污水站平面布置的具体内容

(1)处理构筑物的平面的布置；

(2)附属构筑物的平面的布置；

(3)管道、管路及绿化带的布置。

4.3 高程布置原则

(1)选择一条距离最长，水头损失最大的流程进行水力计算。并应适当留有余地，以保证在任何情况下，处理系统都能够运行正常；

(2)计算水头损失时，一般应以近期最大流量作为构筑物和管渠的设计流量；计算涉及远期流量的管渠和设备时，应以远期最大流量为设计流量，并酌加扩建时的备用水头；

(3)高程计算时，常以受纳水体的最高水位或下游用水的水位要求作为起点，由下游倒推向上游计算，以使处理后污水在洪水季节也能自流排出，使污水处理厂的总提升泵房的扬程最小。如果下游水位较高，应抬高全处理厂的运行水位，使水泵扬程加大或在最后排出口设置泵站提升排水。应进行充分的经济技术比较确定。当排水水位不受限制时，应以处理构筑物埋深限制来确定标高（全厂的土方平衡）；

(4)在作高程布置时还应注意污水流程与污逆流程的配合，尽量减少需抽升的污泥量。在决定污泥浓缩池等构筑物的高程时，应注意它们的污泥水能自动排入污水入流干管或其它构筑物的可能。

4.4 构筑物水头损失

(1)沿程损失=坡度×距离

(2)局部损失=ζ

g22

(3)总损失=构筑物的损失+沿程损失+局部损失

由于各构筑物的水头损失比较多，计算起来比较烦琐，本设计中若在设计计算过程中计算了的就用计算的结果，若在设计计算过程中没计算的就用经验数值。处理后的污水直接排入自然水体。构筑物水头损失见表4-1。

表4-1 构筑物水头损失表单位(m) 构筑物名称水头损失构筑物名称水头损失格栅0.25 集水井0.8 平流式沉砂池0.20 反应池0.45 浓缩池0.3 污泥泵房 1.00