cass工藝處理某城市生活污水的設(shè)計【畢業(yè)論文】

1、<p>　　本科畢業(yè)論文（設(shè)計）</p><p>　　論文題目：CASS工藝處理某城市生活污水的設(shè)計</p><p>　　所在學(xué)院 生物與環(huán)境學(xué)院 </p><p>　　專業(yè)班級 環(huán)境工程 </p><p>　　學(xué)生姓名 學(xué)號 <

2、;/p><p>　　指導(dǎo)教師 職稱 </p><p>　　完成日期 年 月 日</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　采用周期循環(huán)曝氣活性污泥法（CASS）工藝，對某污水處理廠污水處理方案進(jìn)行了工藝參數(shù)選擇和初步

3、設(shè)計計算，確定了主要構(gòu)筑物尺寸和設(shè)備選型，并對主要構(gòu)筑物進(jìn)行了施工圖的繪制，最后對工程進(jìn)行了造價成本和運(yùn)行成本的經(jīng)濟(jì)核算。該工藝處理規(guī)模為20000m3/d，處理原水水質(zhì)為COD400mg/L，BOD200mg/L，SS200mg/L，總氮40mg/L，處理后出水水質(zhì)達(dá)到國家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 8978-1996）中的一級標(biāo)準(zhǔn)。該工程造價成本為1665.9萬元，運(yùn)行成本為0.774元/m3。該工藝具有良好的去除BOD、COD及脫

4、氮除磷的功能，同時投資省，處理效果好，運(yùn)行管理方便等優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：城市生活污水；CASS工藝；設(shè)計參數(shù)</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　The techniques of CASS was applied for the water treatment process of the

5、 sewage disposal plant.The primary design and calculation results were obtained with the correct choice of process parameters. The structure of main constructions and the selection of main equipments were determined. The

6、 constructional drawings were drafted for the main constructions. The economic accounting of the whole project was analyzed respectively for the fabrication cost and the running cost. The sewage flow of this</p>&

7、lt;p>　　Key Words: Municipal sewage; The techniques of CASS; Design parameter.</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1．前言1</b></p><p><b>　　2．基本資料1</

8、b></p><p>　　2.1 設(shè)計規(guī)模1</p><p>　　2.2 水質(zhì)指標(biāo)2</p><p>　　2.3 氣象及水文條件2</p><p>　　2.4 廠區(qū)地形2</p><p>　　3．設(shè)計原則和執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)3</p><p><b>　　3.1設(shè)計原則3<

9、;/b></p><p>　　3.2 執(zhí)行規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)3</p><p>　　4．處理工藝流程的確定4</p><p>　　4.1 工藝方案分析4</p><p>　　4.2 處理程度計算5</p><p><b>　　5．設(shè)計說明書7</b></p><p>

10、;　　5.1 粗格柵設(shè)計計算7</p><p>　　5.2 泵站及集水井的設(shè)計計算10</p><p>　　5.3 細(xì)格柵設(shè)計計算11</p><p>　　5.4 沉砂池的選擇計算14</p><p>　　5.5 CASS池的設(shè)計計算17</p><p>　　5.6 產(chǎn)泥量及排泥系統(tǒng)21</p>

11、<p>　　5.7 潷水器21</p><p>　　5.8 加氯接觸池21</p><p>　　5.9 重力濃縮池計算23</p><p>　　5.10 貯泥池24</p><p>　　5.11 采用帶式壓濾機(jī)24</p><p><b>　　6．高程計算25</b>&l

12、t;/p><p>　　6.1 構(gòu)筑物水頭損失25</p><p>　　6.2 水頭損失計算25</p><p>　　6.3 高程布置25</p><p><b>　　7．經(jīng)濟(jì)評價26</b></p><p>　　7.1 工程投資估算26</p><p>　　7.2 工

13、程總造價27</p><p><b>　　8．結(jié)論28</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)30</b></p><p><b>　　致 謝31</b></p><p><b>　　1．前言</b></p><p>

14、;　　隨著人類社會的不斷發(fā)展，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，城市的用水量和排水量都在不斷增加，加劇了用水緊張和水質(zhì)污染，環(huán)境問題日益突出，由此造成的水危機(jī)已經(jīng)成為社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要制約因素。因此推動了大部分城市對污水處理設(shè)施的興建，對污水進(jìn)行處理。此完善城市污水處理事業(yè)的第一步是提高污水處理率，而有效的處理工藝是提高污水處理率的關(guān)鍵[1]。</p><p>　　隨著我國城鎮(zhèn)污水的產(chǎn)生量在不斷的增加，污水處理廠建設(shè)速度也很快，

15、所采用的污水處理技術(shù)，多已擺脫傳統(tǒng)的活性污泥法而是引進(jìn)了發(fā)達(dá)國家更先進(jìn)，自動化程度高的污水處理技術(shù)，如SBR、CASS、UNITANK、MSBR、ICEAS、Carronsel氧化溝等[2]，都能獲得較好的處理效果。其中，CASS工藝則作為自動化程度高的污水處理工藝的典型。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)池沿池長方向設(shè)計為兩部分，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撇水裝置

16、。CASS工藝的曝氣是間斷的，利于氧的轉(zhuǎn)移，曝氣時間還可根據(jù)水質(zhì)、水量變化靈活調(diào)整；整個工藝的曝氣、沉淀、排水等過程在同一池子內(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)；同時可連續(xù)進(jìn)水，間斷排水。這為降低建造成本和運(yùn)行成本創(chuàng)造了條件[2-9]。</p><p>　　CASS工藝作為一種具有突出優(yōu)點(diǎn)的廢水處理技術(shù)，該工藝充分吸收了SBR工藝系統(tǒng)組成簡單的特點(diǎn)，又在此基礎(chǔ)上進(jìn)行改良實(shí)現(xiàn)連續(xù)進(jìn)水，運(yùn)轉(zhuǎn)周

17、期可根據(jù)處理水質(zhì)的不同進(jìn)行調(diào)整，從而使運(yùn)行操作更趨靈活。該工藝不僅流程簡單，處理設(shè)施少，有較好的處理效果、耐沖擊力強(qiáng)，同時還具有SBR工藝的非穩(wěn)態(tài)、適應(yīng)性強(qiáng)的特性，在我國目前技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下，很值得研究、推廣、應(yīng)用，以促進(jìn)我國城市廢水處理技術(shù)的發(fā)展[10]。</p><p><b>　　2．基本資料</b></p><p><b>　　2.1 設(shè)計規(guī)模<

18、/b></p><p>　　正常日處理量：20000m3/d，生活污水量總變化系數(shù)Kz=1.5。</p><p><b>　　2.2 水質(zhì)指標(biāo)</b></p><p>　　2.2.1 進(jìn)水水質(zhì)</p><p>　　本設(shè)計針對城市生活污水設(shè)計，經(jīng)過對進(jìn)水水質(zhì)進(jìn)行測量，得進(jìn)水水質(zhì)如表1所示。</p>&l

19、t;p>　　表1 設(shè)計進(jìn)水水質(zhì)</p><p>　　2.2.2 出水水質(zhì)</p><p>　　根據(jù)受納水體類別或者是否回用選擇排放標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)項目所在地的實(shí)際情況，確定該污水處理廠設(shè)計出水水質(zhì)執(zhí)行《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 8978-1996）中的一級標(biāo)準(zhǔn)（城鎮(zhèn)二級污水處理廠）。污水排放標(biāo)準(zhǔn)見表2。</p><p>　　表2 設(shè)計出水水質(zhì) </

20、p><p>　　2.3 氣象及水文條件</p><p>　　溫州處于亞熱帶海洋季風(fēng)氣候區(qū)，年平均氣溫為9℃，絕對最高氣溫為39℃，絕對最低氣溫為-4.5℃，降水集中在春夏兩季，夏季為雷雨、臺風(fēng)雨為主，春季以梅雨為主，兩季降水量占全年的70%以上，平均年降水量1680mm，7月至9月受臺風(fēng)活動的影響常形成暴雨洪災(zāi)，主要的災(zāi)害性氣候。</p><p><b>　　

21、2.4 廠區(qū)地形</b></p><p>　　污水處理廠處于沿江地區(qū)，區(qū)域內(nèi)地勢平坦，平均地面標(biāo)高0m。</p><p>　　3．設(shè)計原則和執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)</p><p><b>　　3.1設(shè)計原則</b></p><p>　　污水處理工程設(shè)計過程當(dāng)中應(yīng)遵循下列原則：</p><p>　?。?/p>

22、1）污水處理工藝技術(shù)方案，達(dá)到治理要求的前提下應(yīng)優(yōu)先選擇投資和運(yùn)行費(fèi)用少、運(yùn)行管理簡便的工藝；</p><p>　　（2）所用污水、污泥處理技術(shù)和其他技術(shù)不僅要求先進(jìn)，更要求成熟可靠；</p><p>　?。?）和污水處理廠配套的廠外工程應(yīng)同時建設(shè)，以使污水處理廠盡快完全發(fā)揮效益；</p><p>　?。?）采用現(xiàn)代化技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)自動化控制管理，做到技術(shù)可靠、經(jīng)濟(jì)

23、合理；</p><p>　　（5）降低噪音，消除異味，改善污水處理廠環(huán)境；</p><p>　?。?）污水處理廠出水應(yīng)盡可能回用，以緩解城市嚴(yán)重缺水問題；</p><p>　?。?）污泥及浮渣處理應(yīng)盡量完善，消除二次污染；</p><p>　?。?）盡量減少工程用地。</p><p>　　3.2 執(zhí)行規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)<

24、/p><p>　?。?）《室外排水設(shè)計規(guī)范》（GBJ14-87）</p><p>　?。?）《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）</p><p>　?。?）《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）</p><p>　　（4）《污水排入城市下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（CJ18-86）</p><p>　

25、?。?）《城市污水處理廠污水污泥排放標(biāo)準(zhǔn)》（CJ3025-93）</p><p>　?。?）《城鎮(zhèn)污水處理廠附屬建筑和附屬設(shè)備設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》（CJJ31-89）</p><p>　?。?）《給水排水工程構(gòu)筑物設(shè)計規(guī)范》（GB50069-2002）</p><p>　　（8）《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB19-87）</p><p>　?。?）《建筑抗

26、震設(shè)計規(guī)范》（GB50011-2001）</p><p>　　（10）《建筑設(shè)計防火規(guī)范》(GBJ16-87)</p><p>　?。?1）《水工鋼筋砼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（SL/T191-96 ）</p><p>　　（12）《建筑設(shè)計防火規(guī)范》（GB50016-2006）</p><p>　?。?3）《工業(yè)企業(yè)噪聲控制設(shè)計規(guī)范》（GB

27、J87-85）</p><p>　　（14）《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》（GB50108-2001）</p><p>　?。?5）《通用用電設(shè)備配電設(shè)計規(guī)范》（GB50055-1993）</p><p>　?。?6）《電力裝置的繼電保護(hù)和自動裝置設(shè)計規(guī)范》（GB50062-92）</p><p>　?。?7）《電力工程電纜設(shè)計規(guī)范》（GB5021

28、7-2007)</p><p>　?。?8）《建筑防雷設(shè)計規(guī)范》（GB50054-94）</p><p>　　（19）《工業(yè)企業(yè)照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》（GB50034-92）</p><p>　?。?0）《工業(yè)自動化儀表工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GBJ93-2008）[11,12]</p><p>　　4．處理工藝流程的確定</p><

29、;p>　　4.1 工藝方案分析</p><p>　　本項目污水處理的特點(diǎn)為：污水以有機(jī)污染為主，BOD5/CODCr =0.36，可生化性好，重金屬及其他難以生物降解的有毒有害污染物一般不超標(biāo)；污水中主要污染物指標(biāo)BOD、COD、SS值為典型城市污水值。</p><p>　　針對以上特點(diǎn)，以及出水要求，現(xiàn)有城市污水處理技術(shù)的特點(diǎn)，以采用生化處理最為經(jīng)濟(jì)。首先提出了采用A2/O工藝，A

30、2/O工藝是一種典型的脫氮除磷工藝，其反應(yīng)池由厭氧區(qū)、缺氧區(qū)和好氧區(qū)三部分組成，但該工藝存在不足。其除磷效果一般，不能徹底去除，而且缺氧區(qū)在厭氧區(qū)后，反消化所需的碳源往往得不到充分滿足。因而影響了系統(tǒng)的脫氮效果，而反硝化脫氮效果越差，通過二沉池污泥回流達(dá)到厭氧區(qū)的硝酸鹽氮濃度越高，除磷效果也越差，處理系統(tǒng)進(jìn)入惡性循環(huán)。因此要選擇取出效率更好的工藝，而倒CASS工藝正好解決了上述工藝所帶來的不足，處理后的污水完全符合排放標(biāo)準(zhǔn)。綜上所述并結(jié)

31、合實(shí)際的水量水質(zhì)等條件進(jìn)行考慮，CASS工藝一次性投資較少，占地面積較小，運(yùn)行靈活，抗沖擊能力強(qiáng)，可實(shí)現(xiàn)不同的處理目標(biāo)，不易發(fā)生污泥膨，剩余污泥量小，性質(zhì)穩(wěn)定。所以，要達(dá)到治理目標(biāo)，CASS工藝是該課題設(shè)計的首選工藝。具體流程見圖1。</p><p>　　CASS工藝是序批式活性污泥法（SBR）的改良工藝。CASS工藝將序批式活性污泥法(SBR)的反應(yīng)池沿長度方向分為兩部分，前部為生物選擇區(qū)也稱預(yù)反應(yīng)區(qū)，后部為主

32、反應(yīng)區(qū)。在主反應(yīng)區(qū)后部安裝了可升降的潷水裝置，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)進(jìn)水間歇排水的周期循環(huán)運(yùn)行，集曝氣沉淀、排水于一體。CASS工藝是一個好氧/缺氧/厭氧交替運(yùn)行的過程，具有一定脫氮除磷效果，廢水以推流方式運(yùn)行，而各反應(yīng)區(qū)則以完全混合的形式運(yùn)行以實(shí)現(xiàn)同步硝化一反硝化和生物除磷。結(jié)合實(shí)際的水量水質(zhì)，CASS工藝需要很高程度的預(yù)處理，需設(shè)置粗格柵、細(xì)格柵和沉砂池，無需初沉池和二沉池，也不需要龐大的污泥回流系統(tǒng)（在CASS反應(yīng)器內(nèi)部有約20%的污泥回流）

33、[13-15]。</p><p>　　綜上所述的工藝流程，可以看出采用CASS工藝處理污水，工藝流程簡單，構(gòu)筑物少，不需建初沉池和二沉池。因此，運(yùn)行管理方便，并可節(jié)省電耗和基建投資。</p><p>　　圖1 CASS工藝流程圖</p><p>　　4.2 處理程度計算</p><p>　　4.2.1 CODcr的處理程度</p>

34、<p>　　式中：E—CODcr的處理程度，（％）</p><p>　　Ci—未處理污水中CODcr的平均濃度，（mg/L）</p><p>　　Ce—允許排入水體的已處理污水中CODcr的平均濃度，（mg/L）</p><p>　　4.2.2 溶解性BOD5的處理程度</p><p>　　式中：E—BOD5的處理程度，（％）&

35、lt;/p><p>　　Ci—未處理污水中BOD5的平均濃度，（mg/L）</p><p>　　Ce—允許排入水體的已處理污水中BOD5的平均濃度，（mg/L）</p><p>　　4.2.3 SS的處理程度</p><p>　　式中：E—SS的處理程度，（％）</p><p>　　Ci—未處理污水中SS的平均濃度，（mg

36、/L）</p><p>　　Ce—允許排入水體的已處理污水中SS的平均濃度，（mg/L）</p><p>　　4.2.4 TN的處理程度</p><p>　　式中：E—TN的處理程度，（％）</p><p>　　Ci—未處理污水中TN的平均濃度，（mg/L）</p><p>　　Ce—允許排入水體的已處理污水中TN的平

37、均濃度，（mg/L）</p><p>　　4.2.5 TP的處理程度</p><p>　　式中：E—TP的處理程度，（％）</p><p>　　Ci—未處理污水中TP的平均濃度，（mg/L）</p><p>　　Ce—允許排入水體的已處理污水中TP的平均濃度，（mg/L）</p><p><b>　　5．設(shè)計

38、說明書</b></p><p>　　5.1 粗格柵設(shè)計計算</p><p>　　計算草圖如圖2所示。</p><p><b>　　圖2 格柵示意圖</b></p><p>　　處理規(guī)模：20000m3/d</p><p>　　最大時流量（最大設(shè)計流量）；</p><

39、p>　　已知：Q=20000m3/d=0.231m3/s</p><p>　　功能：去除廢水中較大的懸浮物、漂浮物、纖維物質(zhì)和固體顆粒物質(zhì)，以保證后續(xù)處理單元和水泵的正常運(yùn)行，減輕后續(xù)處理單元的處理負(fù)荷，防止堵塞排泥管道。</p><p>　　5.1.1柵條的間隙數(shù)</p><p>　　式中：Qmax—最大設(shè)計流量，Qmax=0.347m3/s</p&g

40、t;<p>　　—格柵傾角一般采用45°~75°，?。?lt;/p><p>　　b —柵條間隙，m，取b＝25mm；</p><p>　　n —柵條間隙數(shù)，個；</p><p>　　h —柵前水深，m，取h＝0.4m；</p><p>　　v —過柵流速一般采用0.6~1.0m/s，取v＝0.8m/s。</

41、p><p><b>　　則取41個</b></p><p>　　5.1.2 柵槽寬度</p><p>　　設(shè)柵條寬度S＝10mm</p><p><b>　　則柵槽寬度：</b></p><p>　　5.1.3 進(jìn)水渠道漸寬部分的長度</p><p>　　

42、設(shè)進(jìn)水渠寬B1=0.7m，其漸寬部分開角度=20º。 </p><p>　　5.1.4 柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度</p><p>　　5.1.5 過柵水頭損失</p><p>　　式中：h1—過柵水頭損失，m；</p><p>　　h0—計算水頭損失，m；</p><p>　

43、　g —重力加速度，9.8m/s2； </p><p>　　k —系數(shù)，格柵受污物堵塞后，水頭損失增大的倍數(shù)，一般k =3；</p><p>　　ν —過柵流速，m/s，取v＝0.8m/s；</p><p>　　—阻力系數(shù)，與柵條斷面形狀有關(guān)，，當(dāng)為矩形斷面時，＝2.42。</p><p>　　5.1.6 柵后槽總高度</p&g

44、t;<p>　　設(shè)柵前渠道超高h(yuǎn)2 =0.3m</p><p>　　式中：H—柵后槽總高度，m；</p><p>　　h —柵前水深，m。</p><p>　　5.1.7 柵槽總長度</p><p>　　5.1.8每日柵渣量計算W</p><p>　　在格柵間隙25mm的情況下，設(shè)柵渣量為每1000m3污

45、水產(chǎn)0.05m3。</p><p>　　0.67m3/d>0.2m3/d </p><p>　　選用LHG-1.8型旋轉(zhuǎn)式機(jī)械格柵除污機(jī)，具體參數(shù)見表3。</p><p>　　表3 LHG-1.8型回轉(zhuǎn)式格柵除污機(jī)參數(shù)</p><p>　　數(shù)量為2臺，一用一備。</

46、p><p>　　5.2 泵站及集水井的設(shè)計計算</p><p>　　5.2.1 泵房規(guī)范要求</p><p>　　（1）應(yīng)滿足泵站設(shè)計流量、設(shè)計揚(yáng)程及不同時期供排水的要求。 （2）在平均揚(yáng)程時，水泵應(yīng)在高效區(qū)運(yùn)行；在最高與最低揚(yáng)程時，水泵應(yīng)能安全、穩(wěn)定運(yùn)行。排水泵站的主泵，在確保安全運(yùn)行的前提下，其設(shè)計流量宜按最大單位流量計算。 （3）排水泵站的建筑物和

47、附屬設(shè)施宜采取防腐蝕措施。</p><p>　?。?）污水泵站集水池的容積，不應(yīng)小于最大一臺水泵5min的出水量。</p><p>　　（5）雨水泵站和合流污水泵站集水池的設(shè)計最高水位，應(yīng)與進(jìn)水管管頂相平。當(dāng)設(shè)計進(jìn)水管道為壓力管時，集水池的設(shè)計最高水位可高于進(jìn)水管管頂，但不得使管道上游地面冒水。</p><p>　?。?）集水池的設(shè)計最低水位，應(yīng)滿足所選水泵吸水頭的

48、要求。自灌式泵房尚應(yīng)滿足水泵葉輪浸沒深度的要求。</p><p>　?。?）集水池應(yīng)設(shè)沖洗裝置，宜設(shè)清泥設(shè)施。</p><p>　　（8）應(yīng)優(yōu)先選用國家推薦的系列產(chǎn)品和經(jīng)過鑒定的產(chǎn)品。當(dāng)現(xiàn)有產(chǎn)品不能滿足泵站設(shè)計要求時，可設(shè)計新水泵。新設(shè)計的水泵必須進(jìn)行模型試驗(yàn)或裝置模型試驗(yàn)， 經(jīng)鑒定合格后方可采用。采用國外先進(jìn)產(chǎn)品時，應(yīng)有充分論證。 （9）具有多種泵型可供選擇時，應(yīng)綜合分析水力性

49、能、機(jī)組造價、工程投資和運(yùn)行檢修等因素?fù)駜?yōu)確定。條件相同時宜選用臥式離心泵[16]。</p><p><b>　　5.2.2集水池 </b></p><p>　　污水泵總提升能力按Qmax考慮，及Qmax=1250m3/h，選4臺泵，則每臺流量為312.5m3/h。選用QW200-350-25-37排污泵6臺，另備用2臺（4備2用），單泵提升能力為350m3/h。&l

50、t;/p><p>　　集水井容積按最大2臺泵5min出流量計算，則其容積為</p><p><b>　　m3 </b></p><p>　　集水井的尺寸：4m×4m×3.7m</p><p>　　5.2.3污水泵計算</p><p>　　污水泵流量：m3/h</p&

51、gt;<p>　　污水泵所需揚(yáng)程為13.0m。</p><p>　　根據(jù)流量和揚(yáng)程，選用QW200-350-25-37潛水排污泵具體參數(shù)見表4。 </p><p>　　表4 QW200-350-25-37潛水排污泵參數(shù)</p><p>　　數(shù)量：6臺，4用2備 </p><p>　　5.3 細(xì)格柵設(shè)計計算<

52、;/p><p><b>　　5.3.1設(shè)計說明</b></p><p>　　根據(jù)《給水排水設(shè)計手冊》（第二版、第5冊）[17]，過柵流速的范圍為0.6~1.0m/s，格柵安裝傾斜角度為45°~75°，設(shè)柵前水深h=0.8m，過柵流速，格柵間隙b=10mm，格柵安裝傾角，采用2組細(xì)格柵。</p><p>　　5.3.2柵條的間隙數(shù)

53、</p><p>　　式中；Qmax—最大設(shè)計流量，Qmax = 0.347m3/s；</p><p><b>　　—格柵傾角，取＝；</b></p><p>　　b —柵條間隙，m，取b＝0.01m；</p><p>　　n —柵條間隙數(shù)，個；</p><p>　　h —柵前水深，m，取h＝0.

54、4m；</p><p>　　v —過柵流速，m/s，取v＝0.8m/s。</p><p>　　則 =100.9 取101個</p><p>　　5.3.3 柵槽寬度</p><p>　　設(shè)柵條寬度S＝0.01m</p><p><b>　　則柵槽寬度</b></p><p>

55、;　　由柵槽寬度B可以知道，柵槽寬度較寬，為了便于檢修，可以設(shè)置兩套粗格柵，則每套粗格柵柵條間隙數(shù)為101/2 ≈51個。</p><p><b>　　則單個柵槽寬度</b></p><p>　　5.3.4 進(jìn)水渠道漸寬部分的長度L1</p><p>　　設(shè)進(jìn)水渠道寬B1=0.7m，其漸寬部分展開角度α1=20°，則</p>

56、;<p>　　5.3.5 柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度L2</p><p>　　5.3.6 過柵水頭損失</p><p>　　式中：h1—過柵水頭損失，m；</p><p>　　h0—計算水頭損失，m；</p><p>　　g —重力加速度，9.8m/s2； </p><p>　　k —系數(shù)

57、，格柵受污物堵塞后，水頭損失增大的倍數(shù)，一般k =3；</p><p>　　ν —過柵流速，m/s，取v＝0.8m/s；</p><p>　　—阻力系數(shù)，與柵條斷面形狀有關(guān)，，當(dāng)為矩形斷面時，＝2.42。</p><p>　　5.3.7 柵后槽總高度</p><p>　　設(shè)柵前渠道超高h(yuǎn)2 =0.3m</p><p>

58、　　5.3.8柵槽總長度</p><p>　　5.3.9 每日柵渣量計算W </p><p>　　在格柵間隙10mm的情況下，設(shè)柵渣量為每1000m3污水產(chǎn)0.10m3。</p><p><b>　　m3/d</b></p><p>　　W > 0.2m3/d，所以宜采用機(jī)械清渣。</p><p

59、>　　表5 XGS-1000型旋轉(zhuǎn)式格柵除污機(jī)參數(shù)</p><p>　　數(shù)量為3臺，兩用一備。</p><p>　　5.4 沉砂池的選擇計算</p><p><b>　　5.4.1 作用</b></p><p>　　本設(shè)計采用的是平流式沉砂池，它的作用是去除污水中泥沙、煤渣等相對密度較大的無機(jī)顆粒，以免影響后續(xù)處

60、理構(gòu)筑物的正常運(yùn)行。計算草圖如圖3所示。</p><p>　　圖3平流式沉砂池計算草圖</p><p>　　5.4.2 沉砂池設(shè)計計算一般規(guī)定</p><p>　　城市污水廠一般均應(yīng)設(shè)置沉砂池，座數(shù)或分格數(shù)應(yīng)不少于2座（格），并按并聯(lián)運(yùn)行原則考慮?！　?lt;/p><p>　　設(shè)計流量應(yīng)按分期建設(shè)考慮。當(dāng)污水自流進(jìn)入時，應(yīng)按每期的最大設(shè)計流量計算

61、；當(dāng)污水為用提升泵送入時，則應(yīng)按每期工作水泵的最大組合流量計算；合流制處理系統(tǒng)中，應(yīng)按降雨時的設(shè)計流量計算?！　?lt;/p><p>　　沉砂池去除的砂粒雜質(zhì)是以比重為2.65×103kg/m3，粒徑為0.2mm以上的顆粒為主。　　</p><p>　　城市污水的沉砂量可按每10萬立方米污水沉砂量為30立方米計算，其含水率為60%，容量為1500kg/m3。　　</p>

62、<p>　　砂斗容積應(yīng)按不大于2d的沉砂量計算，砂斗斗壁與水平面的傾角不應(yīng)小于55°。　　</p><p>　　沉砂池的超高不宜小于0.3m 。　　</p><p>　　除砂一般宜采用機(jī)械方法。當(dāng)采用重力排砂時，沉砂池和曬砂廠應(yīng)盡量靠近，以縮短排砂管的長度。 </p><p>　　5.4.3 設(shè)計參數(shù)</p><p>　

63、　平流式沉砂池的設(shè)計水平流速的取值范圍為0.15-0.3m/s；最大設(shè)計流量時的停留時間t=30s；有效水深h2=0.8m；最大設(shè)計流量Qmax=0.347m3/s；池底坡度i=0.03；一座沉砂池。</p><p>　　5.4.4 設(shè)計計算</p><p>　　（1）沉砂部分的長度L</p><p>　?。?）水流斷面面積A</p><p>

64、;<b>　?。?）池總寬度B</b></p><p>　　有效水深h2：h2=0.8m</p><p>　?。?）貯砂室所需容積V</p><p>　　設(shè)清除沉砂的間隙時間T=2d，即考慮排泥間隔天數(shù)為2天。污水沉砂量X=0.03L/m3；Kz=1.5，則：</p><p>　　（5）每個沉砂斗的容積v0</p&

65、gt;<p>　　設(shè)每個分格內(nèi)有兩個沉砂斗，則</p><p>　　為了方便于安裝200mm的排砂管，取斗底寬度a1=0.5m。在此取斗壁傾角為60°，斗高h(yuǎn)3' =0.5m，則沉砂斗上口寬為</p><p>　　（6）貯砂斗的容積V1</p><p><b>　　故泥斗容積夠用。</b></p>

66、<p>　　（7）貯砂室的高度h3</p><p>　　設(shè)池底坡度i=0.03，坡向砂斗長度為</p><p><b>　　則沉泥區(qū)高度為</b></p><p><b>　?。?）池總高度H</b></p><p>　　設(shè)超高h(yuǎn)1=0.3m，則</p><p>　

67、?。?）驗(yàn)算最小流速：</p><p>　　最小流量時只用一格工作，其過斷面面積Amin=bh2 ，所以最小流速為</p><p><b>　　（符合要求）</b></p><p>　　5.5 CASS池的設(shè)計計算</p><p>　　5.5.1 CASS池的作用</p><p>　　CASS反應(yīng)

68、池沿長度方向分為兩部分，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)，在主反應(yīng)區(qū)后部安裝了可升降的潷水裝置，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)進(jìn)水間歇排水的周期循環(huán)運(yùn)行，集曝氣、沉淀、排水于一體。CASS工藝是一個好氧/缺氧/厭氧交替運(yùn)行的過程，具有一定脫氮除磷效果，廢水以推流方式運(yùn)行，而各反應(yīng)區(qū)則以完全混合的形式運(yùn)行以實(shí)現(xiàn)同步硝化一反硝化和生物除磷。計算草圖如圖4所示。</p><p>　　圖4 CASS池計算草圖</p>

69、<p>　　5.5.2 基本設(shè)計參數(shù) </p><p>　?。?）處理規(guī)模：Q＝20000m3/d，總變化系數(shù)為1.5。</p><p><b>　?。?）進(jìn)出水水質(zhì)</b></p><p>　　表6 進(jìn)出水水質(zhì)表</p><p>　　污泥負(fù)荷（F/M）：Ls = 0.3kgBOD5/(kgMLSS&#

70、183;d)；</p><p>　　混合液懸浮固體濃度（MLSS）：X＝3000mg/L；</p><p>　　反應(yīng)池數(shù)N1=2座；</p><p>　　反應(yīng)池有效水深H=4m；</p><p>　　排除比1/m=1/2.5。</p><p><b>　　5.5.3 容積</b></p>

71、;<p>　　采用容積負(fù)荷法計算：</p><p>　　式中：Ls —活性污泥負(fù)荷，kg BOD5/(kgMLSS·d)或kg BOD5/(kgMLSS·d)；</p><p>　　Q —與曝氣時間相當(dāng)?shù)钠骄M(jìn)水流量，m3/d；</p><p>　　S0 —曝氣池進(jìn)水的平均BOD5值，mg/L或者kg/m3；</p>

72、<p>　　Se —曝氣池出水的平均BOD5值，mg/L或者kg/m3；</p><p>　　X —曝氣池混合液污泥濃度，MLSS或MLVSS，mg/L或kg/m3；</p><p>　　V —曝氣池容積，m3。</p><p><b>　　單池容積為：</b></p><p>　　5.5.4 CASS反應(yīng)池的

73、構(gòu)造尺寸</p><p><b>　?。?）單格池面積</b></p><p>　　CASS反應(yīng)池為滿足運(yùn)行靈活及設(shè)備設(shè)備安裝需要，設(shè)計為長方形，一端為進(jìn)水區(qū)，一端為出水區(qū)。池內(nèi)最大水深一般為3~5m，設(shè)計為H=4.0m。</p><p><b>　　則單格池面積A：</b></p><p>　?。?/p>

74、2）池內(nèi)設(shè)計最高水位至潷水機(jī)排放最低水位之間的高度</p><p>　　運(yùn)行周期設(shè)計為4h，則1日內(nèi)循環(huán)的周期數(shù)N2＝24÷4=6。則池內(nèi)設(shè)計最高水位至潷水機(jī)排放最低水位之間的高度H1：</p><p><b>　　，取1.2m</b></p><p>　?。?）潷水結(jié)束時泥面高度</p><p>　　池內(nèi)混液

75、污泥濃度取X =3000mg/L=3g/L</p><p>　　污泥體積指數(shù)SVI=150ml/g=0.15L/g</p><p>　　則潷水結(jié)束時泥面高度H2：</p><p>　　（4）撇水水位和泥面之間的安全距離</p><p>　　撇水水位和泥面之間的安全距離H3：</p><p>　?。?）單格池的構(gòu)造尺寸&

76、lt;/p><p>　　池子超高取H4=1m</p><p>　　則池總高度H0=H+1=5m</p><p>　　長寬比要求L:B=4:6</p><p>　　則L=48m，B=32m</p><p><b>　?。?）驗(yàn)算</b></p><p>　　m3>12000

77、m3（符合要求）。</p><p>　　5.5.5 需氧量計算</p><p>　　5.5.5.1 按表觀污泥產(chǎn)率計算剩余污泥</p><p><b>　?。?）觀測表觀系數(shù)</b></p><p>　　式中：Y —產(chǎn)率系數(shù)，即微生物每代謝1kgBOD5所合成的MLVSS，kg；</p><p>

78、<b>　　—污泥泥齡，d。</b></p><p>　?。?）系統(tǒng)排出的污泥量</p><p>　　5.5.5.2 計算CASS池的需氧量</p><p>　　式中：Oa —需氧量，kgO2/d；</p><p>　　Q —污水流量，20000m3/d；</p><p>　　Sr —經(jīng)活性污泥微

79、生物代謝活動被降解的有機(jī)污染物（BOD5）量，</p><p><b>　　kg/m3，；</b></p><p>　　—每天排出的剩余污泥量，kg/d。</p><p>　　5.5.5.3 單池每周期需氧量為</p><p>　　取300kg/d（kgO2/周期）</p><p>　　一周期曝氣

80、2.0h，所以單位時間曝氣量為：</p><p>　　單池每周期單位時間需要空氣量計算：</p><p>　　式中： —可變微孔曝氣器氧利用率，一般在18%～27.7%，這里取20%；</p><p>　　0.21 —空氣中氧氣體積分?jǐn)?shù)；</p><p>　　1.331 —標(biāo)準(zhǔn)狀況下氧氣的密度為1.331kg/m3。</p>&

81、lt;p>　　曝氣器選BER型水下射流曝氣機(jī)性能。產(chǎn)品參數(shù)及相關(guān)技術(shù)參數(shù)見表7。</p><p>　　表7 BER型水下射流曝氣機(jī)性能</p><p>　　每座氧化溝所需數(shù)量為n，則</p><p><b>　　取26臺。</b></p><p>　　5.5.6 回流污泥量</p><p>

82、;<b>　　可由公式求得。</b></p><p>　　式中：X=3g/L，回流污泥濃度，取10g/L。則</p><p>　　5.6 產(chǎn)泥量及排泥系統(tǒng)</p><p>　　CASS池的剩余污泥主要來自微生物代謝的增值污泥，還有很少部分由進(jìn)水懸浮物沉淀形成。</p><p>　　CASS池生物代謝產(chǎn)泥量為</p&

83、gt;<p>　　設(shè)剩余污泥含水率按99%計算，每天排放濕污泥量為</p><p><b>　　5.7 潷水器</b></p><p><b>　　潷水器排水量：</b></p><p>　　式中：L —反應(yīng)池的長度，m；</p><p>　　W —反應(yīng)池的寬度，m；</p>

84、;<p>　　H —反應(yīng)池水位下降的深度，m；</p><p>　　T —反應(yīng)池水位下降所用的時間，h。</p><p>　　選用XBS-D-2500型潷水器兩臺。具體技術(shù)參數(shù)見表9。</p><p>　　表9 XBS-D-2500型潷水器技術(shù)參數(shù)表</p><p>　　5.8 加氯接觸池 </p><p&

85、gt;　　計算草圖如圖5所示。</p><p>　　圖5 接觸池計算草圖</p><p>　　5.8.1 接觸池設(shè)計計算</p><p>　　數(shù)量：1座（5廊道） </p><p>　　池體容積： </p><p>　　式中：V—接觸池

86、池體容積；</p><p>　　Qh—小時流量，20000/24 = 834m3/h；</p><p>　　T—水力停留時間，取0.5h。</p><p><b>　　則</b></p><p>　　消毒池有效水深設(shè)計為4m，超高0.5m，每格池寬2.0m，消毒池池長53m，設(shè)計成5 廊道，每個廊道長10.6m。<

87、/p><p>　　接觸池尺寸：L=53m；B=2m；H=4.5m</p><p>　　5.8.2 加氯量的確定</p><p>　　完全人工二級處理后的污水，加氯量為5~10mg/l，取為8mg/l，即8×10-3kg/m3。</p><p><b>　　投氯總量為：</b></p><p>

88、;　　5.8.3 加氯間 </p><p>　　（1）功能：提供消毒劑，保證藥品安全儲存。</p><p>　?。?）構(gòu)筑物尺寸：L=4m；B=3m；H=3.9m</p><p>　?。?）加氯設(shè)備： </p><p>　　類型：瑞高（REGAL）系列加氯機(jī)； </p><p>　　型號：REGAL-2100；<

89、;/p><p><b>　　數(shù)量：1臺。</b></p><p>　　5.9 重力濃縮池計算</p><p>　　重力濃縮適用于活性污泥、活性污泥與初沉污泥的混合體以及消化污泥的濃縮，不宜用于脫氮除磷工藝產(chǎn)生的剩余污泥。所以本設(shè)計采用重力濃縮,選用輻流式濃縮池。采用幅流式圓形重力連續(xù)式污泥濃縮池。</p><p>　　5.9

90、.1 濃縮池體計算</p><p><b>　　污泥總流量；</b></p><p><b>　　設(shè)污泥固體負(fù)荷；</b></p><p>　　則濃縮池所需表面積A：</p><p><b>　　則濃縮池的直徑D：</b></p><p>　?。ㄈ=1

91、0.0m）</p><p><b>　　水力負(fù)荷：</b></p><p>　　設(shè)計污泥濃縮時間T=13h，則：</p><p>　　有效水深：h1=uT=0.199×13=2.59m，取h1=2.6m</p><p>　　濃縮池有效容積：V1=A h1=80×2.6=208m3</p>

92、<p>　　5.9.2 排泥量與存泥容積</p><p>　　進(jìn)泥濃度：10g/L，污泥含水率P1=99.0%，濃縮后含水率P2=96.0%，則：</p><p>　　按4h貯泥時間計泥量，則貯泥區(qū)所需容積</p><p>　　5.9.3 濃縮池總高度</p><p>　　濃縮池的超高h(yuǎn)2取0.30m，緩沖層高度h3取0.30m，

93、h4泥斗的垂直高度，取1.2m，則濃縮池的總高度H為：</p><p>　　5.9.4 濃縮池排水量</p><p><b>　　5.10 貯泥池</b></p><p>　　進(jìn)泥量：經(jīng)濃縮排出含水率P2＝96%的污泥，設(shè)貯泥池1座，貯泥時間T＝0.5d=12h，則池容為：。</p><p>　　貯泥池尺寸（將貯泥池設(shè)計

94、為長方形）</p><p>　　L×B×H=5m×3m×3m，有效容積V=45m3</p><p>　　5.11 采用帶式壓濾機(jī)</p><p>　　根據(jù)《給水排水設(shè)計手冊》（第二版、第5冊），來自貯泥池的污泥含水率</p><p>　　P1=96%，而脫水后含水率P2=70%。</p>

95、<p><b>　　（1）泥餅干重：</b></p><p><b>　?。?）設(shè)備選型：</b></p><p>　　查閱《給水排水設(shè)計手冊》（第二版、第11冊）[18]，選用KYQ-1000B型帶式壓濾機(jī)兩臺，處理量0.15~1.2m3/h，電機(jī)功率3kW。</p><p>　　（3）脫水時加藥計算：<

96、/p><p>　　采用聚合鋁，投加量為20g/m3污泥，則</p><p>　　日投加量為：W×20g /m3 = 12×20 =24g</p><p><b>　　6．高程計算</b></p><p>　　6.1 構(gòu)筑物水頭損失</p><p>　　整個處理過程中的水頭損失，可分

97、為構(gòu)筑物的水頭損失和管道的水頭損失兩部分。查閱張自杰主編《排水工程》（第四版）[19]，各構(gòu)筑物水頭損失，具體見表10。</p><p>　　表10 各構(gòu)筑物水頭損失</p><p>　　6.2 水頭損失計算</p><p>　　表11 水頭損失計算表</p><p><b>　　6.3 高程布置</b></p

98、><p>　　以排出口為起點(diǎn)，沿污水處理流程向上到推計算，以使處理后的污水能自流排出，地面標(biāo)高：0.00 m。各污水處理構(gòu)筑物的設(shè)計水面標(biāo)高及池底標(biāo)高見表12。</p><p>　　表12 各污水處理構(gòu)筑物的設(shè)計水面標(biāo)高及池底標(biāo)高</p><p><b>　　7．經(jīng)濟(jì)評價</b></p><p>　　7.1 工程投資估算&

99、lt;/p><p>　　7.1.1 土建造價</p><p>　　根據(jù)《給水排水設(shè)計手冊》（第二版、第10冊）[20]的說明及市場調(diào)查，各主要構(gòu)筑物價格見表13。</p><p><b>　　表13 土建預(yù)算</b></p><p><b>　　續(xù)表</b></p><p>　

100、　7.1.2 設(shè)備造價</p><p><b>　　表14 設(shè)備預(yù)算</b></p><p><b>　　7.2 工程總造價</b></p><p>　　根據(jù)表13、表14的計算結(jié)果，其工程總費(fèi)用如表15：</p><p>　　表15 工程總費(fèi)用</p><p>　　工程

101、總投資：土建投資+設(shè)備投資+其他費(fèi)用=1665.9萬元</p><p>　　污水處理廠每天每立方米污水投資：工程總投資/日處理污水量=1665.9萬元/20000 m3/d=832.95元/m3污水[21]。</p><p><b>　　運(yùn)行費(fèi)用的估算</b></p><p><b>　?。?）人員編制</b></p

102、><p>　　污水處理廠穩(wěn)定運(yùn)行后，配置人員10人，每人每月按8000元計，人工費(fèi)：0.067元/噸。</p><p><b>　?。?）動力成本</b></p><p>　　電能消耗（電費(fèi)）如下表：</p><p><b>　　表16 電費(fèi)</b></p><p>　　按工業(yè)

103、用電價1.5元/（kw?h）計算，則綜合電價2760×1.5=4140元/天。</p><p>　　能耗為4140/20000=0.207元/立方米。</p><p><b>　?。?）藥劑費(fèi)</b></p><p>　　根據(jù)機(jī)械脫水間的混凝劑使用量以及混凝劑市場價格，得出每天的藥劑費(fèi)用為：0.5元/立方米。則污水處理廠每天運(yùn)行成本為

104、：0.067+0.207+0.5=0.774元/m3污水。</p><p><b>　　8．結(jié)論</b></p><p>　　本文采用CASS工藝是可行的，它能有效的對污水進(jìn)行處理，同時脫氮除磷，使出水水質(zhì)指標(biāo)達(dá)到到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 8978-1996）中的一級標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)初步對整個工程進(jìn)行預(yù)算，建造污水處理廠總費(fèi)用為1665.9萬元，即每噸水造價為832.95

105、元，每噸水運(yùn)行成本為0.774元。本論文為初步設(shè)計，如需投入施工，還需進(jìn)一步考究。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 孔彥.我國城市污水處理現(xiàn)狀與展望[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì),2007,15(10):9-10.</p><p>　　[2] 夏彬.小議城市污水處理工藝的現(xiàn)狀及存在的問題[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)

106、品,2010,(18):73.</p><p>　　[3] 劉曉春.城市污水處理工藝簡介[J].河北化工,2009,32(7):74-80.</p><p>　　[4] 祝妍華.我國城市污水處理事業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].江蘇環(huán)境科學(xué),2008,9(21):117-121.</p><p>　　[5] 葉英,趙月靜,劉飛.淺談城鎮(zhèn)污水生物處理工藝的選擇[J].河北工

107、業(yè)科技,2008,25(5):291- 294.</p><p>　　[6] 顧潤南.我國城市生活污水處理方法述評[J].環(huán)境保護(hù),2001,6(9):46-47.</p><p>　　[7] 張國偉.適用于中小城鎮(zhèn)污水處理工藝的探討[J].西南給排水,2010,32(5):13-17.</p><p>　　[8] 賀瑞軍.城市污水處理的現(xiàn)狀及展望[J].科技情報開

108、發(fā)與經(jīng)濟(jì),2006,16(24):181-182.</p><p>　　[9] 李楠,王秀衡,任南琪,張坤,亢涵.我國城鎮(zhèn)污水處理廠脫氮除磷工藝的應(yīng)用現(xiàn)狀[J].給水排水,2008,7(3):39-42.</p><p>　　[10] 李萬超,張躍西,劉順炎.城市生活污水處理工藝效能評價及優(yōu)化對策[J].西南師范大學(xué)學(xué)報,2007,32(6):125-129.</p><

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110、劍,俞元陽.改進(jìn)的CASS工藝在小區(qū)生活污水處理工程中的應(yīng)用[J].水處理技術(shù).2011,37(5):117-119.</p><p>　　[15] 于進(jìn),胡漢青.CASS污水處理工藝的自動控制[J].中國給水排水,2011,27(8):103-105.</p><p>　　[16] 姜乃昌.水泵及水泵站[M].第四版,北京:中國建筑工業(yè)出版社,1998.</p><p

111、>　　[17] 中國市政工程西北設(shè)計研究院.給水排水設(shè)計手冊第五冊[M].北京.中國建筑工業(yè)出版社,2002.</p><p>　　[18] 中國市政工程西北設(shè)計研究院.給水排水設(shè)計手冊第十一冊[M].中國建筑工業(yè)出版社(北京),2002.</p><p>　　[19] 張自杰.排水工程（下冊）[M].第四版.中國建筑工業(yè)出版社,2000.</p><p>　

112、　[20] 中國市政工程西北設(shè)計研究院.給水排水設(shè)計手冊第十冊[M].中國建筑工業(yè)出版社(北京),2002.</p><p>　　[21] 室外排水設(shè)計規(guī)范(GBJ14-87)[M].北京:中國計劃出版社,1997.</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　經(jīng)過三個多月的醞釀和精心學(xué)習(xí)研究，我的畢業(yè)設(shè)計能夠順利完成，與

113、楊老師的言傳身教，細(xì)心指導(dǎo)以及對我們的嚴(yán)格要求分不開的。雖論文還有不足之處，但它凝聚了我和指導(dǎo)老師的許多心血，對此我倍感欣慰。</p><p>　　首先，我要特別感謝我的指導(dǎo)老師在這一段時間以來對我的指導(dǎo)，在我的設(shè)計過程中給我提出了許多的寶貴意見。他們耐心的輔導(dǎo)和我精心的修改，以及對我的嚴(yán)格要求，使我受益匪淺和終生難忘，為今后參加工作打下了扎實(shí)的基礎(chǔ)。他的工作作風(fēng)將成為我一生學(xué)習(xí)的榜樣。</p>&