水污染控制工程计算题分析解析

1、11.1计算题已知某小型污水处理站设计流量Q=400m3/h，悬浮固体浓度SS=250mg/L。设沉淀效率为55%。根据 实验性能曲线查得uo=2.8m/h，污泥的含水率 为98%，试为处理站设计竖流式初沉池。设计参数：污水在中心管内的流速 vo=3Omm/s=O.O3m/s表面水力负荷q=uo=2.8m3/(m2 h)(1) 估算竖流沉淀池直径，确定池数。,Q 40024f24 143f2143m D13.5m10mq 2.8 i设计沉淀池数为四只，池型为圆形，估算单池的直径约为7m,符合要求。单池流量Q =Q/4=100m7h中心管的截面积和直径f1 Q 100 / 3600 = 0.93

2、m2 (v0取 0.03m/s)V00.03RTT4 X0.93d01.08m -1.1my ji Y jt(3)喇叭口直径 d1=1.35d=1.35x 1.1=1.5m反射板直径=1.3 d1=2.0m(5)中心管喇叭口到反射板之间的间隙高度h3.h3 =_Q100/ 3600_ =0.29 ：g.3m (停V1 =0.02m/s).V1 二d1 0.02 3.14 1.5(6)沉淀区面积f1Q_1002.82=35.7m(7)沉淀池直径(8)沉淀区的深度：h2=vt=2.8X 1.3=3.64 3.7m(设沉淀时间为1.3h)D/h2=7/3.7=1.893 符合要求(9)污泥斗的高度和

3、体积取下部截圆锥底直径为0.4m，贮泥斗倾角为55，则hs= (7/2-0.4/2)tg55 =4.7mV1=(R2+Rr+r2)n/3=(3.52+3.5 x 0.2+0.22) X4.7/3=64m2(10) 沉淀池的总高度HH=h1+h2+h3+h4+h5=0.3+3.7+0.3+0.3+4.7=9.3m(11) 污泥区的容积排泥周期按2d设计，则污泥区容积Vw24Q C0十 24 100 0.25 0.55T =1000 (100 po)1000 1 (1 0.98)22 =33m在工程设计中还包括进水槽、岀水槽、岀水堰、排泥管等设计内容。1.2某城市污水处理厂，设计处理流量为3000

4、0m3/d，时变化系数为1.5,经沉淀后的BOD5为200mg/L， 总氮为30mg/L，总磷为3mg/L，拟采用活性污泥法进行处理，希望处理后的出水BOD 5为20mg/L。 试计算与设计该活性污泥法处理系统1.工艺流程的选择计算处理效率E: E = 200 -曝气池的宽度：设计曝气池的宽度B为6m，校合宽深比B/H = 6/4=1.5，在12之间，符合要求 100 停停9停200根据提供的条件，采用传统推流式活性污泥法，曝气池采用推流廊道式，运行时考虑阶段曝气法和生 物吸附再生法运行的可能性，其流程如下：2.曝气池的计算与设计（1）污泥负荷的确定根据实验或经验以及所要求的处理效果，本曝气池

5、采用的污泥负荷率（Ns）为：0.27kgBOD5/kgMLSS -d。（一般为 0.20.4kgBOD5/kgMLSS -d）（2）污泥浓度的确定根据Ns值，SVI值在80150之间，设计取SVI =130，污泥回流比为35%，经计算曝气池污泥的污泥浓度 X为：6 6停停停停停浓Xw =设计采用风量为40m3/min，风压为49kPa的罗茨鼓风机4台，3用1备，常开3台，风量120m3/min，高峰时4台全开，风量160m3/min，低负荷时可开 2台，风量80m3/min。4. 二沉池的计算与设计二沉池采用幅流式沉淀池，用表面负荷法计算，设计取表面负荷q=1.0m3/m2h（ 般为0.751

6、.5）。（1）表面积：废水最大时流量：Qmax= 1.5X Q/24= 1.5乂 30000/24=1875m/h7700mg/LSVI 130停停彳停停停停浓 X =R0.35Xw =疋7700 2000mg/L（1+R） （1+0.35）（3）曝气池容积的确定根据计算，曝气池有效容积 V为:Q (S0 -Se)30000 (20020)3=10000mX Ns2000 0.27（4）曝气池停留时间的校核：停停停停停停停间晡=V 24 = 10000 24 8Q30000（5）曝气池主要尺寸的确定：1）曝气池的面积：设计2座曝气池（n=2），每座曝气池的有效水深（H1）取4.0m，则每座曝气

7、池的面积（A1）为：A1Vn H1100002 42=1250m沉淀池表面积 a= Qmax/q=i875/1.0=1875m2设计选择 4座沉淀池(n=4),则每座二沉池的表面积 A1为：ai = A/n=1875/4=468.75m2：(2)二沉池直径：D1虫4 468.75 = 24.4m；二3.14每座二沉池的直径设计取 di = 25m。(3)有效水深：设计取分离澄清时间t为2小时(1.52.5h)，贝U有效水深h1为:H1 = QmaxX t/A=1875 X 2/1875=2m。选用直径为25米的刮泥设备，取超高 300mm，缓冲区高度300mm。根据刮泥设备的要求设计二沉池 池

8、底及泥斗部分。5. 剩余污泥量的计算每日污泥的增长量(剩余污泥量)为：lx =a Q(SoS-b V X根据实验或手册，取a值为0.6, b值为0.075，则剩余污泥量为：X =0.6 30000 (200 _20) 0.075 10000 2000 =1740000g/d =1.74t/d 每天排放含水率为99.2%的剩余污泥量为：217.5吨。6. 回流污泥系统的计算与设计采用污泥回流比35%，最大回流比为70%，按最大回流比计算：污泥回流量 qr= rX q = 0.70 X 30000/24=875m3/h采用螺旋泵进行污泥提升，其提升高度按实际高程布置来确定，本设计定为2.5m，根据

9、污泥回流量,选用外径为700mm，提升量为300m3/h的螺旋泵4台，3用1备。7. 营养物的平衡计算(1)BOD 5 = 30000X (0.2-0.02)=5400kg/d ；(2 )氮(N)每日从废水中可获得的总氮量为：n 1 = 0.03 X 30000= 900kg/d每日污泥所需要的氮量为：BOD5：N = 100:5；贝从N= 270kg/d每日随出水排除的 N量为：900-270= 630kg/d，相当于21mg/L(3 )磷(P)每日从废水中可获得的总磷量为：p = 0.003X 30000 = 90kg/d每日污泥所需要的磷量为：BOD5：P= 100:1 ； 则p = 5

10、4kg/d每日随出水排除的 P量为：90-54= 36kg/d，相当于1.2mg/L废水中N和P营养源能够满足微生物生长繁殖需求，无需向废水中补充氮源和磷源，但出水中氮和 磷的浓度不能满足废水一级排放标准的要求。1.3 处理污水量为21600m3/d，经沉淀后的BOD5为250mg/L，希望处理后的出水BOD5为20mg/L。要求确定曝气池的体 积、排泥量和空气量。经 研究，还确立下列条件：1污水温度为20C ;2曝气池中混合液挥发性悬浮固体(MLVSS)同混合液悬浮固体(MLSS)之比为0.8;3回流污泥SS浓度为10000mg/L ;4)曝气池中MLSS为3500mg/L;5设计的$为10

11、d；6)出水中含有22mg/L生物固体，其中65%是可生化的；7污水中含有足够的生化反应所需的氧、磷和其他微量元素；8)污水流量的总变化系数为2.5.估计出水中溶解性BOD 5的浓度出水中总的BOD5 =出水中溶解性的BOD5 +出水中悬浮固体的BOD5 确定出水中悬浮固体的 BOD5：(1)悬浮固体中可生化的部分为 0.65X22mg/L=14.2mg/L(2) 可生化悬浮固体的最终 BODl=0.65X 22x 1.42mg/L=20.3mg/L(3) 可生化悬浮固体的 BODL换算为BOD5 = 0.68 X 20.3=13.8mg/L(4) 确定经曝气池处理后的出水溶解性BOD5,即S

12、e20mg/L = Se+ 13.8mg/L，贝U Se= 6.2mg/L计算处理效率E: E =25 -2 =92%250若沉淀池能去除全部悬浮固体，则处理效率可达：E=. 250 -6.2 =97.5%2502. 计算曝气池的体积停停停停停停停停停停停21600m3/d Y =0.5mg/mg（选）Se =6.2mg/L X = 3500mg/L停C停停 0.06d （选）V _ 如丫(& -Se)X(1+KdB)10 21600 0.5 250 -6.233=m = 4702m3500 1 0.06 10)计算 Yobs： Yobs丫1 - Kc3. 计算每天排除的剩余活性污泥量选0.5

13、0.31251 - 0.06 10计算排除的以挥发性悬浮固体计的污泥量：3.Xv =Yobs Q(So Se) =0.3125 21600(250 -6.2) 10_kg/d =1645.7kg/d计算排除的以SS计的污泥量： JX（ss）=1645.75kg/d =2057.1kg/d44. 计算回流污泥比R曝气池中VSS浓度=3500mg/L，回流污泥 VSS浓度=8000mg/L3500（Q - Qr） =8000Qr，停 R =直=0.78Q5. 计算曝气池的水力停留时间：t = = 4702 d =0.217d =5.2hQ 216006. 计算曝气池所需的空气量 （1 ）曝气池所需

14、的氧量计算1）生化反应中含碳有机物全部生化所需的氧量：bod L=21600（250 6.2） 1okg/d=7744kg/d0.68 0.682）生化反应所需氧量所需氧量=（7744-1.42 X 1645.7）kg/d = 5407.1kg/d（2）根据所需的氧量计算相应的空气量1）若空气密度为1.201kg/m3,空气中含有的氧量为23.2%，则所需的理论空气量为：5407m3/d =19406 m3/d1.201 0.2322）实际所需的空气量为：19406 m3/d = 242.58m 3/d =168m3/min0.08333）设计所需的空气量为：1.3 168m /min =21

15、8 m /min1.4 某小区生活污水处理厂设计处理流量为2500m3/d，废水的平均BOD5为150mg/L，COD为300mg/L，拟采用生物接触氧化 进行处理，希望处理后的出水bOD5为20mg/L。试计算与设计该生物 接触氧化法处理系统1. 设计参数有机填料容积负荷Nv=2.0kgBOD 5/m3 d，采用组合填料，每片填料直径150mm，填料层高度2.5m，填料片连接成串，每串填料左右间隔160mm，串中每片填料上下间隔 80mm，采用微孔曝气，气水比20:1。2. 生物接触氧化池有效容积V 二-=162.5mNv2.03.生物接触氧化池总面积V 2 162.565mA 二=3H 2

16、.54. 确定生物接触氧化池的个数及每池的面积根据现场条件，拟采用一池三格，以推流形式运行。每一格的面积为:A 2 65 2i 2225mA m=n _ 3实际设计每一个池采用：B X L=4.0 X 6.0 (m)5. 校核反应接触时间T4.0 6.0 2.5 3V=l.73h . 1.5h 停停Q 2500/246. 确定生物接触氧化池的总高度Ho =H Hi H2 H3 =2.5 - 0.5 0.5 1.0 =4.5m7. 确定空气量空气量 o = 20X Q= 20X 2500/24/60=35m3/min.选择风机二台(一用一备)，风压5mH20，风量40m3/min。曝气系统的设计

17、计算同活性污泥法。1.5 江南某城镇拟新建污水处理厂一座，已知近期 规划人口 50000人，生活污水量综合排放定额为180L/(人d)，污水水质为：COD ： 450mg/LBOD 5: 185mg/L SS： 250mg/LTKN : 30mg/L TP: 5.0mg/L要求对该镇污水进行除磷脱氮处理，采用A2/o工艺且岀水水质指标要求达到下列标准：COD70mg/L BOD520 mg/L SS20 mg/L NH3-N10 mg/L TP 10，符合要求。4）曝气池的总高度：设计取超高（保护高度H2）为0.8m，则曝气池的总高度 H = W + H2= 4.8m5）曝气池的平面形式：设计曝气池为3廊道形式，则每廊道长 L1 =L /3=210/3=70m。则曝气池的平面尺寸为：曝气池长l仁70m；曝气池宽 B1= B x 3= 6 x 3= 18m。6）曝气池的进水方式：为使曝气池的能够按多种方式运行，将曝气池的进水与污泥回流安排在每一 廊道的首端以及廊道的中间部分。若从曝气池的第一廊道首端进水并回流污泥，则为传统推流方式运行； 若从曝气池的第一廊道的首端回流污泥，从第三廊道的中间进水，则为生物吸附再生方式运行；若从曝气池的第一廊道回流污泥，而沿每