CAST工藝設(shè)計方案及技術(shù)說明書范本1.項目概述1.1項目背景本項目為某城鎮(zhèn)污水處理廠擴建工程，旨在解決城鎮(zhèn)生活污水與部分工業(yè)廢水（占比≤20%）的達標排放問題，改善區(qū)域水環(huán)境質(zhì)量。原污水廠處理能力為×××m3/d，本次擴建后總處理規(guī)模達到×××m3/d，出水需滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB____）一級A標準。1.2處理規(guī)模與水質(zhì)指標設(shè)計處理規(guī)模：日均處理量×××m3/d（時均處理量×××m3/h，總變化系數(shù)Kz=1.3）；進水水質(zhì)（現(xiàn)狀監(jiān)測均值）：COD=300~400mg/L，BOD?=150~200mg/L，SS=200~250mg/L，NH?-N=25~35mg/L，TP=3~5mg/L，pH=6~9；出水水質(zhì)（一級A標準）：COD≤50mg/L，BOD?≤10mg/L，SS≤10mg/L，NH?-N≤5mg/L（水溫＞12℃），TP≤0.5mg/L，pH=6~9。1.3設(shè)計范圍與目標設(shè)計范圍：CAST反應(yīng)池及配套系統(tǒng)（進排水、曝氣、污泥處理、電氣自動化）的工藝設(shè)計；設(shè)計目標：確保工藝穩(wěn)定運行，出水達標率≥95%；抗沖擊負荷能力強（進水COD波動±30%時仍能達標）；運行成本≤1.2元/m3；占地指標≤0.5m2/(m3·d)。2.工藝設(shè)計依據(jù)2.1法律法規(guī)與標準規(guī)范《中華人民共和國環(huán)境保護法》（2015年修訂）；《室外排水設(shè)計標準》（GB____）；《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB____）；《城鎮(zhèn)污水處理廠工程質(zhì)量驗收規(guī)范》（GB____）；《污水再生利用工程設(shè)計規(guī)范》（GB____）；《鼓風機和壓縮機選用手冊》（第二版）。2.2基礎(chǔ)資料項目可行性研究報告（××設(shè)計院，202×年）；進水水質(zhì)監(jiān)測報告（××環(huán)境監(jiān)測站，202×年×月）；場地地質(zhì)勘察報告（××勘察院，202×年×月）；當?shù)仉妰r（0.65元/kWh）、人工費（300元/人·天）等經(jīng)濟參數(shù)。3.工藝原理與特點3.1工藝原理CAST（CyclicActivatedSludgeTechnology，循環(huán)式活性污泥法）是一種間歇式活性污泥處理工藝，通過“進水/曝氣→沉淀→排水/閑置”的循環(huán)周期運行，集生物降解、泥水分離、排水功能于一體。其核心原理是：生物選擇區(qū)：利用高濃度回流污泥與進水混合，形成“高負荷、低溶解氧”環(huán)境，選擇優(yōu)勢菌（如聚磷菌、硝化菌），抑制絲狀菌膨脹；主反應(yīng)區(qū)：通過曝氣實現(xiàn)有機物降解（好氧段）、硝化（NH?-N→NO??-N），沉淀階段停止曝氣，利用污泥中的反硝化菌實現(xiàn)脫氮（NO??-N→N?），同時聚磷菌在厭氧環(huán)境下釋磷，后續(xù)好氧段過量吸磷；排水/閑置：通過潷水器排出上清液，閑置階段維持污泥活性，為下一周期做準備。3.2工藝特點流程簡單：無需單獨設(shè)置沉淀池、污泥回流泵房，占地節(jié)省20%~30%；抗沖擊負荷：間歇運行模式可緩沖進水水質(zhì)、水量波動，適合中小規(guī)模污水廠；脫氮除磷效果好：通過周期內(nèi)好氧-缺氧-厭氧交替，實現(xiàn)同步脫氮除磷，出水可達一級A標準；自動化程度高：采用PLC控制，可實現(xiàn)全程無人值守；運行靈活：循環(huán)周期（6~12小時）可根據(jù)水質(zhì)調(diào)整，適應(yīng)不同季節(jié)變化。4.工藝設(shè)計參數(shù)4.1水力參數(shù)水力停留時間（HRT）：8~10小時（總?cè)莘e/日均處理量）；有效水深：4.5~5.5米（兼顧氧轉(zhuǎn)移效率與土建成本）；超高：0.5米（防止溢水）；表面負荷：0.6~1.2m3/(m2·h)（沉淀階段）。4.2污泥參數(shù)污泥停留時間（SRT）：15~20天（脫氮除磷要求）；混合液懸浮固體濃度（MLSS）：3500~4500mg/L（生物量充足，避免污泥膨脹）；回流污泥濃度（RSS）：8000~____mg/L（通過污泥濃縮實現(xiàn)）；剩余污泥含水率：≤99.2%（進入濃縮池前）。4.3反應(yīng)周期參數(shù)階段時間（小時）主要功能進水/曝氣4~6有機物降解、硝化、吸磷沉淀1~2泥水分離、反硝化脫氮排水1~1.5排出上清液閑置0.5~1維持污泥活性**總周期****6~10**——4.4負荷參數(shù)五日生化需氧量容積負荷（Nv）：0.3~0.6kgBOD?/(m3·d)；五日生化需氧量污泥負荷（Ns）：0.08~0.15kgBOD?/(kgMLSS·d)；硝化容積負荷：0.1~0.2kgNH?-N/(m3·d)；除磷容積負荷：0.02~0.04kgTP/(m3·d)。4.5其他參數(shù)污泥回流比（R）：50%~70%（維持MLSS濃度）；溶解氧（DO）：好氧段2~3mg/L，缺氧段0.5~1mg/L，厭氧段≤0.2mg/L；pH：6.5~8.5（適宜微生物生長）；溫度：15~35℃（低于10℃時需延長曝氣時間）。5.主要構(gòu)筑物與設(shè)備設(shè)計5.1CAST反應(yīng)池5.1.1設(shè)計參數(shù)池數(shù)量：2座（1用1備，確保故障時正常運行）；單池有效容積：×××m3（計算式：單池容積=日均處理量×HRT/(24×池數(shù))）；尺寸：長×寬×深=××m××m××m（有效水深××m，超高0.5m）；功能分區(qū)：生物選擇區(qū)：占總?cè)莘e5%~10%，尺寸××m××m××m，設(shè)回流污泥入口，與進水混合；主反應(yīng)區(qū)：占總?cè)莘e80%~90%，設(shè)微孔曝氣器；排水區(qū)：設(shè)旋轉(zhuǎn)式潷水器，潷水深度0.8~1.2米。5.1.2結(jié)構(gòu)設(shè)計材質(zhì)：鋼筋混凝土，抗?jié)B等級P6（防止地下水滲入）；池底坡度：0.5%（便于污泥排出）；隔板：采用鋼筋混凝土，高度與有效水深一致，底部設(shè)污泥通道（寬0.5米，高0.3米）。5.2進排水系統(tǒng)進水管路：采用DN300PE管，流速0.8~1.2m/s，設(shè)格柵（間隙10mm）攔截粗大雜物；出水管路：采用DN400鋼管，連接潷水器與出水井，設(shè)止回閥防止倒灌；潷水器：選擇旋轉(zhuǎn)式潷水器（型號：XB-×××），參數(shù)：潷水能力：×××m3/h（計算式：單池排水體積/排水時間）；潷水深度：0.5~1.5米（可調(diào)）；驅(qū)動方式：電動推桿，運行噪音≤50dB。5.3曝氣系統(tǒng)曝氣方式：微孔曝氣器（橡膠膜片式），氧轉(zhuǎn)移效率10%~15%；布置方式：主反應(yīng)區(qū)滿布，間距0.6~0.8米，每個曝氣器服務(wù)面積0.3~0.5m2；風機選型：羅茨風機（型號：SSR-×××），參數(shù)：風量：×××m3/h（計算式：需氧量/氧轉(zhuǎn)移效率/風機效率）；風壓：×××kPa（計算式：水深+管道阻力+曝氣器阻力）；數(shù)量：2臺（1用1備），變頻控制（根據(jù)DO自動調(diào)整風量，節(jié)能30%）。5.4污泥處理系統(tǒng)剩余污泥產(chǎn)量：×××kg/d（干重，計算式：MLSS×總?cè)莘e/SRT）；濃縮池：重力濃縮池1座，尺寸××m××m××m，濃縮后污泥含水率≤97%；脫水機：帶式壓濾機1臺（型號：DY-×××），處理能力××m3/h，脫水后污泥含水率≤80%（符合《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置園林綠化用泥質(zhì)》（GB/T____））；污泥泵：剩余污泥泵（型號：QW-×××）2臺（1用1備），流量××m3/h，揚程××m；回流污泥泵（型號：WQ-×××）2臺，流量××m3/h，揚程××m。5.5電氣與自動化系統(tǒng)供電：采用雙電源供電，備用發(fā)電機（功率××kW）保障停電時運行；控制方式：PLC+觸摸屏，實現(xiàn)以下功能：進水泵、風機、潷水器的啟?？刂?；DO、MLSS、pH、水位等參數(shù)監(jiān)測；異常情況（如DO超標、潷水器故障）報警與自動處理。6.運行控制方案6.1自動控制流程1.進水階段：開啟進水泵、回流污泥泵，進水與回流污泥在生物選擇區(qū)混合；2.曝氣階段：開啟風機，主反應(yīng)區(qū)DO維持2~3mg/L，持續(xù)4~6小時；3.沉淀階段：關(guān)閉風機、進水泵，污泥靜置沉淀1~2小時，此時DO降至0.5~1mg/L，實現(xiàn)反硝化；4.排水階段：開啟潷水器，按設(shè)定速度（0.1~0.2m/min）下降，排出上清液，持續(xù)1~1.5小時；5.閑置階段：關(guān)閉潷水器，維持污泥活性，閑置0.5~1小時，進入下一周期。6.2關(guān)鍵參數(shù)監(jiān)測在線監(jiān)測：DO（主反應(yīng)區(qū)）、MLSS（主反應(yīng)區(qū)）、pH（進水口）、水位（反應(yīng)池）、流量（進/出水）；實驗室監(jiān)測：每日監(jiān)測進出水COD、BOD?、SS、NH?-N、TP，每周監(jiān)測污泥濃度、污泥指數(shù)（SVI）。6.3異常情況處理進水水質(zhì)超標：如COD突然升高，延長曝氣時間（增加1~2小時），提高MLSS濃度（增加回流比）；污泥膨脹：SVI＞150mL/g時，增加生物選擇區(qū)污泥濃度（提高回流比），或投加PAC（10~20mg/L）抑制絲狀菌；脫氮效果差：NH?-N出水超標，延長曝氣時間（增加硝化反應(yīng)時間），或提高MLSS濃度；除磷效果差：TP出水超標，增加厭氧段時間（延長閑置階段至1.5小時），或投加FeCl?（5~10mg/L）輔助除磷。7.調(diào)試與驗收7.1調(diào)試步驟1.單機調(diào)試：對進水泵、風機、潷水器等設(shè)備進行空載試運，檢查運行狀態(tài)；2.聯(lián)動調(diào)試：模擬運行周期，測試各設(shè)備聯(lián)動效果，確保流程順暢；3.生物培養(yǎng)：接種污泥（取自周邊污水廠，含水率97%），投加葡萄糖（100mg/L）作為碳源，逐步提高進水負荷（從50%到100%）；4.性能測試：連續(xù)運行7天，監(jiān)測進出水指標，調(diào)整運行參數(shù)（如曝氣時間、回流比），確保出水達標。7.2驗收標準與程序驗收標準：依據(jù)《城鎮(zhèn)污水處理廠工程質(zhì)量驗收規(guī)范》（GB____）、設(shè)計文件及合同要求；驗收程序：1.施工單位提交驗收申請及資料（包括設(shè)計圖紙、調(diào)試報告、監(jiān)測數(shù)據(jù)）；2.建設(shè)單位組織監(jiān)理、設(shè)計、環(huán)保部門進行現(xiàn)場驗收；3.驗收合格后，出具《工程竣工驗收報告》，正式投入運行。8.維護管理方案8.1日常維護設(shè)備巡檢：每日檢查風機（溫度、振動）、水泵（流量、揚程）、潷水器（密封性能），記錄運行參數(shù)；水質(zhì)監(jiān)測：每日核對在線監(jiān)測數(shù)據(jù)與實驗室數(shù)據(jù)，確保一致性；污泥管理：每周排放剩余污泥（根據(jù)SRT調(diào)整排放量），每月清理反應(yīng)池底部積泥（防止污泥老化）。8.2定期維護曝氣系統(tǒng)：每季度清理微孔曝氣器（去除膜片上的生物膜），每年更換損壞的曝氣器（更換率≤5%）；潷水器：每季度潤滑推桿、軸承，每年檢查密封膠條（防止漏水）；風機：每半年更換機油（采用46#抗磨液壓油），每年檢查葉輪（防止腐蝕）。8.3人員培訓操作培訓：對運行人員進行PLC控制、設(shè)備操作、應(yīng)急處理培訓，考核合格后上崗；技術(shù)培訓：每季度邀請專家進行工藝優(yōu)化、水質(zhì)分析培訓，提高人員專業(yè)水平。9.技術(shù)經(jīng)濟分析9.1工程投資估算項目投資（萬元）占比（%）CAST反應(yīng)池×××35曝氣系統(tǒng)×××20污泥處理系統(tǒng)×××15電氣自動化×××15其他（管道、土建）×××15**總計****×××****100**9.2運行成本分析項目單位成本（元/m3）占比（%）電費×××50藥劑費（PAC、FeCl?）×××15人工費×××20污泥處理費×××15**總計****×××****100**9.3效益評價環(huán)境效益：每年減少COD排放×××噸、NH?-N排放×××噸、TP排放×××噸，改善區(qū)域水環(huán)境；社會效益：解決城鎮(zhèn)污水直排問題，提高居民生活質(zhì)量，促進區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展；經(jīng)濟效益：若實行污水收費（0.8元/m3），年運營收入×××萬元，投資回收期約8~10年。10.結(jié)論與建議10.1結(jié)論本項目采用CAST工藝，符合“高效、節(jié)能、環(huán)?！钡脑O(shè)計原則，處理規(guī)模與水質(zhì)指標滿足要求，出水可達一級A標準。工藝流程簡單