生活污水CASS工艺处理工程设计方案.doc

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1、1生活污水生活污水CASS工艺处理工程设计方案工艺处理工程设计方案2目录1.0工程概况.32.0设计依据及设计原则.33.0设计水量、水质及处理要求.44.0工程设计方案范围和施工范围.65.0处理工艺的选择和工艺流程.66.0工艺设计说明.107.0电器控制.158.0主要构筑物及设备清单.179.0工程投资概算及运行成本分析.1810.0 CASS 工艺优点 .2011.0 部分工程业绩.2131.0工程概况学校排放的大量生活污水，若不妥善处理，会对环境产生严重污染，必须经治理达标后才能排放。污水经处理后出水水质可达到国家污水综合排放标准及渭河水系(陕西段)污水综合排放标准 （DB61-2

2、24-1996）的一级排放标准。西安是一个缺水的城市，实施中水回用工程，既可以有效地利用和节约有限的、宝贵地淡水资源，又可以减少污水排放量，减少对水环境地污染，还可以缓解城市下水道的超负荷现象。具有明显地社会效益、环境效益和经济效益。中水主要用于校区内绿化浇灌和浇洒路面。根据业主提供的水量、水质及业主的实际情况，本方案拟采用常规的“CASS”工艺，该处理工艺较为简单，操作运行方便，日常费用低廉，出水稳定，主要构筑物为钢混结构，埋地设置，上部覆土，种植花木、草坪，进一步美化环境。达标污水经过滤、消毒处理后，出水可满足2.0 设计依据及设计原则2.1.甲方提供的水量、水质等有关资料；2.2.污水综

3、合排放标准 （GB8978-1996） ；2.3.渭河水系（陕西段）污水综合排放标准 （DB61-224-1996） ；2.4.城市杂用水水质标准 （GB/T189202002） ；2.5.室外排水设计规范（GBJ14-87） ；2.6.噪声：城市区域环境噪声标准GB3093-93 ；2.7.给水排水工程和污水处理工程建设有关技术规范；2.8.我公司所完成同类工程所取得的实际经验和实际工程参数；42.9.处理设备采用成熟、可靠、稳定的处理工艺，出水水质达到有关排放标准；2.10.设备的构件需经济合理、投资省、占地少、运行费用低；2.11.在设计中充分考虑了二次污染的防治，合理解决了污泥、噪声及

4、嗅气的控制；2.12.在工艺设计时，有较大的灵活性，可调性，以适应水量、水质的周期变化。3.0设计水量、水质及处理要求3.1.污水设计处理水量根据甲方提供的资料，考虑到学院今后的发展，污水站处理按3000m3/d设计。3.2.中水设计处理水量根据甲方要求，中水站设计处理能力为日处理水量的30%，即900m3/d。并预留30%中水处理占地面积。3.3.设计进水水质污水水质为生活污水，参考同类水质，污水站设计进水指标如下：项目指标进水水质（mg/L）BOD5200-250COD300-400SS150-200pH6-93.4.设计出水水质经处理后出水达到污水综合排放标准 （GB8978-1996）

5、及渭河水系（陕西段）污水综合排放标准 （DB61-224-1996）的一级排放5标准。项目指标出水水质（mg/L）BOD520COD80SS70pH6-9氨氮12中水主要用于小区草坪绿化及道路浇洒，水质指标达到城市杂用水水质标准 （GB/T189202002）中绿化和浇洒标准，具体指标见表2：序号项目浇洒、绿化1色度（度）302嗅无不快感3pH值6.09.04浊度(NTU)105SS(mg/L)306溶解性固体(mg/L)10007BOD5(mg/L)158LAS(mg/L)1.09铁(mg/L)10锰(mg/L)11游离余氯(mg/L)12溶解氧(mg/L)1.013总大肠菌群(个/L)36

6、4.0工程设计方案范围和施工范围4.1.从化粪池出口开始到处理设备的排放口为止。4.2.污水工程的工艺流程，工艺设备造型，工艺设备的结构布置，电器控制等设计工作。4.3.污水处理设备供货及安装调试工作由我公司负责。4.4.污水工程的动力配线，由甲方将主电引至污水工程的配电控制箱，配电分配箱至各电器使用点将由我公司负责。5.0处理工艺的选择和工艺流程5.1.处理工艺的选择根据生活污水处理工程的特点、功能、要求及污水排放特征，污水中的BOD5/COD为0.5左右，属易生化性污水，且污水污染物浓度相对较低，处理难度不大，处理工艺选择生化处理工艺，设计的关键是选择先进的处理工艺，降低工程投资，简化操作

7、管理。同时本工程处理的重点为氨氮及磷的去除，因此所选择的处理工艺必须满足脱氮除磷的要求。本污水处理工艺的选择需综合考虑以下各方面的因素：在去除污染物方面，不仅需考虑有机物指标的达标排放，同时考虑氨氮指标的达标排放；同时需结合学院的环境特点，在环境卫生和景观方面，必须满足本污水处理工程与学院整体环境相协调，在运行过程中对周围环境不得产生噪音、嗅味，对学院环境卫生不得产生不良的影响。目前，常用的生化法处理工艺主要有：活性污泥法，例如完全混合7曝气法、延时曝气法、深井曝气法、纯氧曝气法、氧化沟、两级活性污泥法以及序批式活性污泥法（SBR法） 、ICEAS法、CASS工艺等；以及生物膜法，例如生物接触

8、氧化法、生物转盘、生物滤池等。传统的活性污泥法（完全混合曝气法）生物负荷率较低，曝气时间长，污泥产量高，易产生污泥膨胀，占地面积较大。延时曝气法、深井曝气法和纯氧曝气法都是传统活性污泥法的改进，通过改变曝气方式提高生物负荷率，减少剩余污泥产量。但延时曝气法曝气时间长，占地面积大；深井曝气法施工困难，动力消耗较大；纯氧曝气法以纯氧作为气源，运行费用高，管理复杂。生物接触氧化法是活性污泥法与生物滤池复合的生物膜法，池中填充填料，通过曝气，经曝气的废水流经填料层使填料表面长满生物膜，废水和生物膜接触，在生物膜的作用下，废水得到净化， 接触氧化法最大的缺点就是曝气头的堵塞，随着时间的推移，曝气头不可避

9、免有堵塞的现象，导致接触氧化池内曝气极不均匀，从而影响处理效果；同时由于填料的实际比表面积与理论上的比表面积相差很大，使得接触氧化池内的微生物浓度大大降低，导致处理效果下降；另一方面，堵塞后曝气系统的检修工作很复杂，需停产进行检修，且曝气装置位于填料下方，检修难度可想而知。近年来新研制开发一种间歇式运行的活性污泥法污水处理工艺（CASS工艺） ，CASS工艺是SBR法的一种变形工艺，改变了SBR间歇进水、操作复杂的缺点，实现了连续进水，继承了SBR去除效率高、处理效果好的优点，它集曝气、沉淀功能于一池，其工作过程是曝气、沉8淀、排水在同一池子内依次进行，周期循环，取消了常规活性污泥法的二沉池，

10、并能实现程序化控制，自动化程度高，具有运行管理简单，占地面积小，耐冲击负荷，维修方便等特点。目前CASS工艺被广泛应用于生活污水、酿造、印染、化工、制药等多个领域，其良好的处理效果已被工程实践所证实。CASS工艺具有其它生物处理工艺不可比拟的优点： 技术先进，运行可靠。CASS 工艺是 SBR 的一种变形工艺，去除效率高，运行效果好。 运行费用低。电耗是污水处理运行费用的主要部分，本方案生化反应供氧选用水下曝气机，其运行方式为间歇式，非 24 小时连续运行，同时可根据污水水质情况调整曝气机开启台数，从而达到节约能耗的目的。 操作维护方便。本方案运行控制为自动/手动两种控制方式，手动控制方式只在

11、调试及设备检修情况下使用，正常运行状态下为自动控制模式，操作方便；维护包括设备的维护及整个系统正常运行的维护，主要设备为泵和曝气机，二者维护均简便，尤其是曝气系统的维护，与目前常用的风机供氧在维护方面具有无法比拟的优势。曝气机及曝气系统的的维护只需将曝气机从池中提出地面进行检修维护，而风机曝气系统的维护将很复杂，其中包括供气管道及曝气头的维护，需停产进行检修。若采用生物接触氧化工艺，由于曝气头位于填料下方，维护将更为复杂。 污泥产生量少。据我们的工程实践经验，通过调整 CASS 池合9适的运行周期，可保持微生物的代谢基本处于平衡状态，因此污泥的产生量很少，从而减少污泥处理的设备投资及运行费用。

12、 不需要二沉池，无污泥回流系统，节省基建投资； 工艺流程简单，占地面面积小； 不产生污泥膨胀，运行及去除效果稳定可靠；综合上述因素，经多种方案比选，本污水处理工艺选用CASS工艺，CASS工艺具有建设费用低、占地面积省、运行费用省、管理方便、处理效率高等特点，并能达到良好的除磷脱氮效果。5.2.CASS工艺特点（1）工艺简单、占地面积小，投资低。CASS的核心构筑物为反应池，没有二沉池及污泥回流设备，因此，污水处理工程布置紧凑，占地省，投资低。（2）曝气阶段生化反应推动力大。这有利于减少曝气池容积，降低工程投资。（3）沉淀效果好。由于周期排水量小，沉淀效果好，因此出水水质好。（4）不发生污泥膨

13、胀。CASS反应池中存在较大的浓度梯度，而且处于缺氧、好氧交替变化之中，这样的环境条件不利于丝状微生物的优势生长，可有效防止污泥丝状菌膨胀，从而提高系统的运行稳定性及可靠性。（5）运行灵活，抗冲击能力强。CASS工艺可根据进水、出水水质及污水量的变化灵活调整设备的开启台数，在满足排放标准的条件下达到10经济运行的目的。（6）运行管理及维护简便。（7）缺氧、好氧环境的交替变化，可取得良好的除磷脱氮效果。5.3.工艺流程注：生活污水必须经过化粪池后才能进入本系统。6.0工艺设计说明格栅格栅由于污水中常含有大量的漂浮物，为保证污水提升泵的正常运行，不让其堵塞,污水在进入后续处理工艺中先设置格栅，用以

14、拦截污水中的大块漂浮物，有效减轻处理负荷，为系统的长期正常运行提供保证。栅渣需定期清理，可随垃圾处理。选用机械格栅一台，型号BG13548-5；栅宽500mm；栅间隙5mm；功率0.37kw。调节池调节池栅渣随垃圾处运格 栅调节池污水提升泵化粪池出水CASS 反应池达标排放泥饼外运污泥池污泥脱水机污泥浓缩罐过滤器消毒绿化螺杆泵11由于污水各时段的水质、水量均不一样，设置调节池一座。其设计水力停留时间为8.0小时，池内设置3台潜水污泵，2用1备。其性能参数Q=5075m3/h，H=810m，P3.7KW。池内设置超水位警戒排放口及1套液位控制器。调节池有效容积为1000m3，全地下钢筋混凝土结构

15、，设计尺寸：15.0m15.0m5.0m，有效水深4.5m。调节池内设两台曝气机，进行预曝气，防止沉淀并进行预氧化处理，同时防止异味产生。CASS反应池反应池CASS反应池集曝气、沉淀功能于一池，其工作过程是曝气、沉淀、排水在同一池子内依次进行，周期循环，CASS工艺每一操作循环由下列四个阶段组成：曝气阶段曝气阶段由曝气系统向反应池内供氧，此时有机污染物被微生物氧化分解，同时污水中的NH3-N通过微生物的硝化作用转化为NO3-N。沉淀阶段沉淀阶段此时停止曝气，微生物利用水中剩余的DO进行氧化分解。反应池逐渐由好氧向缺氧状态转化，开始进行反硝化反应。污泥逐渐沉到池底，上层水变清。滗水阶段滗水阶段

16、沉淀结束后，置于反应池末端的滗水器开始工作，自上而下逐层排出上清液。12为了保持适当的污泥浓度，系统根据产生的污泥量排出相应数量的剩余污泥。这样通过反复循环操作完成污水的连续处理过程。污水中的大部分有机物被微生物吸附、降解成无机物去除。CASS池设计为全地下式钢砼结构,前段设置水解酸化区，使大分子有机物水解为小分子有机物，从而降低后续工艺处理负荷，同时回流污泥可以直接进入水解酸化区，从而对微生物进行选择培养。CASS池的设计污泥负荷为0.10kgBOD5/(kgMLSS.d)，MLSS为3-3.5kg/m3，有效容积2000m3，分四格运行，单格尺寸为：25.0m5.0m4.5m，有效水深4.

17、0m，其中水解酸化区尺寸为2.0m5.0m4.5m。周期排水比1/4。CASS池采用每周期4h，其中曝气2.0h，沉淀1h，撇水1h。CASS池每格设排泥泵1台，定期将污泥提升至污泥池，污泥经浓缩、压滤后，产生的泥饼外运。CASS池选用水下曝气机进行供氧，选用水下曝气机18台（每格4台，其中2台备用） 。其中型号：AR37-65，单台功率：5.5KW，数量为9台，8用1备；型号：AR35-65，单台功率：3.7KW，数量为9台，8用1备。水下曝气机具有充氧效率高，无噪音，克服了鼓风机噪音大、占地面积大、管道布置复杂等缺点，而且安装维修方便，一台发生故障，其他可以正常运行。此外，还可以根据进水水

18、质的变化调整曝气机的开启台数，在不影响处理效率的情况下达到经济运行的目的。排水选用维护简单的虹吸式滗水器。其型号为TUXB-125，数量4套，其滗水能力100-150m3/h。13CASS池每格设排泥泵1台，定期将污泥抽吸至污泥池。排泥泵性能参数Q=10m3/h，H=10m，P=0.75kw。中间水池中间水池中间水池的作用是储存CASS池的出水，使经过生化处理的水在此做短暂停留，同时，中间水池内设污水提升泵，进行水的二次提升。中间水池有效容积为270m3，全地下钢筋混凝土结构，设计尺寸：10.06.0m5.0m，有效水深4.5m。池内设置提升泵2台，1用1备，水泵性能参数：流量1045（50-

19、100）m3/h，扬程1418米，功率3.7kw污泥池污泥池CASS工艺产生的污泥量很少，设计污泥池有效容积100m3，钢混全地下结构，与调节池合建，污泥处理为间歇运行。污泥池内设置污泥泵2台，用于将池内污泥提升至污泥浓缩罐。污泥泵性能参数Q=10m3/h，H=10m，P=0.75kw。污泥浓缩罐污泥浓缩罐污泥浓缩罐1台，钢衬玻璃钢材质，放置在污泥脱水间内。设备外形尺寸：2.0m3.0m。污泥脱水机污泥脱水机浓缩后的污泥经污泥螺杆泵压力输送至污泥脱水机脱水处理，产生的泥饼外运。选用G25-2G型污泥螺杆泵2台，1用1备，螺杆泵性能参数：流量：2m3/h，功率：1.5kw。选用污泥脱水机1套，设

20、备型号：XMYJ10/630，功率1.5KW。压14滤前投回聚丙烯酰胺，选用JA型加药设备1套（2箱2泵组合式） 。中水回用系统中水回用系统CASS池出水自流至中间水池，水质指标满足达标排放要求，大部分水排至排水管网，余下的900吨经深度处理后成为中水，用于校区内绿化及浇洒道路。 过滤器选用机械过滤器2台，外形尺寸：2.2m3.5m。水通过滤料层后，将水中的细小颗粒杂质截留下来，从而使水得到进一步澄清和净化，把水的浑浊度再降低些。过滤还可以使水中的有机物质、细菌、病毒等随着浊度的降低而被大量去除。其反冲洗采用回用水泵进行反冲洗。过滤罐前设置凝聚剂投加设备1套。 消毒装置消毒剂采用商品次氯酸钠。

21、设置次氯酸钠投加装置1套，型号XD-20，投加量812g/m3.水，次氯酸钠投加装置由次氯酸钠储罐1台，计量泵2台组成。 回用水池回用水池作为处理水的贮水池，设计有效容积150m3，钢筋混凝土结构，全地下布置。配备回用水泵将中水输送至各用水点，并兼有过滤器反冲泵作用，回用水泵选择立式离心泵2台，1用1备，水泵性能参数：流量100120（150-200）m3/h，扬程4254米，功率22kw， 。水处理厂房水处理厂房水处理厂房主要包括过滤间、消毒间、控制间、实验室、值班室、15污泥脱水间等用房。建筑面积为216m2，砖混结构。7.0电器控制动力线由厂区配电房引入，用电缆供至污水处理站控制间的控制

22、柜内，并作重复接地，接地电阻符合标准要求。整个系统设有失压保护，避免停电后突然来电时电动机的自起动，并设置有发生意外时的急停开关及异常情况下的故障报警。站内供电采用放射状引入各用电设备点，以提高供电的可靠性，同时各设备用电均单管单线，信号线路与供配电线路完全独立，有效避免了电路之间的干扰，保证了各污水处理设备的正常、稳定、可靠的运行；同时对将来设备电路的检修和维护提供方便，可根据情况逐个检查，而不影响污水处理站其它设备的运行，有效保障污水处理效果。室外线路均采用国内知名企业的名牌电缆，以确保供电安全以及设备的运行要求。有效、稳定、安全、可靠的控制系统，对于整个污水处理站的正常运行起者至关重要的

23、作用，直接关系到污水处理的效果。本污水处理站电气控制系统所用主要元器件均采用进口设备，同时为满足设备运行的要求，对整个控制系统采用手动+自动的控制方式，中心控制+远程控制的控制方法，以满足各个设备不同的运行要求。污水处理设备控制主要采用PLC控制，并设上位控制计算机，一方面对设备进行全方位的运行监控，另一方面可根据出水水质对设备运行方式进行更高级的控制，以达到经济运行，可靠处理效率之目的，有效的降低污水处理的运行成本。根据工艺要求，污水提升泵的启停和CASS池的进水、曝气、滗水、16及滗水器的自动运行，均设有自动/手动控制。当选择自动控制时，整个处理过程由PLC根据液位高低及时间程序进行控制，

24、当选择手动控制时，各个设备根据需要进行人为控制。（1）整个处理系统运行大部分由PLC自动控制来完成。（2）调节池提升泵的开停由水位进行控制，高水位开三台泵，中水位开二台泵，低水位停泵。（3）CASS池排泥泵采用间歇手动控制。（4）污泥脱水系统采用间歇手动控制。（5）CASS反应池的运行控制采用程序工作制，通过可编程控制 PLC来调节和控制反应池的运行方式，同时可根据进水及出水水质变化来调整工作程序，保证出水效果。（6）各类电气设备均设电路短路、过载保护装置以确保电器设备安全运行。（7）各动力设备启动均采用直接启动。（8）自控及电器设备关键部件选用进口产品。8.0 主要构筑物及设备清单8.1.主

25、要构筑物清单编号名 称结构尺寸（m）有效容积备注1调节池、污泥池12.0m12.0m5.0600m3钢混地下2CASS反应池25.0m20m4.5m2000m3钢混半地上3中间水池10.0m6.0m5.0m270m3钢混地下3回用水池5.5m6.0m5.0m150m3钢混地下4水处理厂房9.0m24.0m216m2砖混175检查井配套砖砌8.2.主要设备清单序号名称型号规格数量备注1格栅BG13548-5，栅宽500，栅间隙5mm，功率0.37KW1套不锈钢2调节池提升泵Q=5075m3/h，H=810m，3.7KW3台2用1备3调节池曝气机JA33-802台4水下曝气机AR37-65，5.5

26、KW9台每格2台1台备用5水下曝气机AR35-65，3.7KW9台每格2台1台备用6滗水器TUXB-1254套不锈钢7填料YDT1套8污泥泵Q=10m3/h，H=10m，P=0.75kw4台每格1台9中间水池提升泵Q=1045（50-100）m3/h，H=1418米，P=3.7kw2台1用1备10过滤器2.2m3.5m2台钢11凝聚剂加药装置配套1套12消毒装置XD-201套13回用水泵Q=100120（150-200）m3/h，H=4254m，22kw2台1用1备14污泥浓缩罐2000mm3000mm1台15污泥加药装置JA1套16污泥螺杆泵G2522台17污泥脱水机XMYJ10/6301套

27、1818电线电缆配套1批19电气自控配套1套20管道、阀门及附件配套1批9.0工程投资概算及运行成本分析9.1.3000m3/d污水处理工程投资土建部分设备部分设计费安装费、调试费工程投资工程投资：9.2. 900m3/d中水回用工程投资土建部分设备部分设计费安装费、调试费工程合计：工程合计：注：以上工程投资不含化粪池至调节池段污水管和回用水管网。9.3.占地面积污水处理及中水回用工程占地面积约1500平方米。预留900t/d中水处理站。9.4.运行费用分析污水处理运行费用中水回用运行费用人工费0.027元人工费/药剂费/药剂费0.25电费0.29元电费0.16519合计0.317元/m3水合

28、计0.415元/m3水9.5.环境效益、经济效益分析9.5.1.环境效益分析经过本处理系统可有效地改变排放水质，大量削减污染物，减少对环境的危害，其主要污染指标年削减量为（以平均值计，年运行时间以300天计）BOD5：（250-20）3000300/（10001000）=207.0吨/年COD：（400-80）3000300/（10001000）=288.0吨/年SS：（200-70）3000300/（10001000）=117.0吨/年9.5.2.经济效益分析实施中水回用工程后，每年可节省自来水32.4万吨，按自来水水价3.45元/吨计，每年可节省水费：32.4（3.45-0.415）=98

29、.33万元10.0 CASS 工艺优点1.0生物接触氧化工艺较CASS工艺流程长，故障点多，管理及操作较复杂。2.0生物接触氧化工艺采用风机供氧，噪音大，能耗大，安装及检修较复杂，尤其当曝气器出现故障发生堵塞时（堵塞是不可避免的） ，检修难度相当大，同时直接影响整个处理工序。CASS工艺采用水下曝气机20供氧，噪音小，可省去鼓风机房，管道、阀门、曝气器等附件，投资省，同时安装、维修方便，故障少。维修时只需将其从水中提出即可，不影响处理工序。同时水下曝气机可实现节能运行。即可根据水量、水质变化情况调整曝气时间及台数，在保证处理效果的前提下，达到经济运行的目的。3.0生物接触氧化工艺易发生污泥膨胀

30、，污泥量较大，增大了污泥处理费用，而CASS工艺污泥量较少，污泥量不到生物接触氧化工艺污泥量的60%，且污泥稳定性好，脱水性能佳。4.0由于污水有机物浓度较高，且日夜水质水量变化较大，要达到排放标准，调节池容积和供氧量必须足够，生物接触氧化工艺抗负荷能力较低，对于日夜变化较大的水量及水质，出水很难稳定达到合格。CASS工艺抗负荷能力较强，因为CASS池本身有调节水质水量的作用，在足够的设计停留时间下，能够调整排放高峰期及夜间无排放各个时间段的水质水量，以确保污水全面稳定地达标排放。5.0 CASS工艺较生物接触氧化工艺建设费用低，布置紧凑，占地面积少，运行费用低，管理简单，运行可靠，自动化程度较高，大大减轻了操作人员的劳动强度。