污水处理构筑物设计计算

1、第3章 污水处理构筑物设计计算3.1格栅计算格栅是由一组平行的金属栅条制成，斜置在污水流经的渠道上或水泵前集水并处，用以截留污水中的大块悬浮杂质，以免后续处理单元的水泵或构筑物造成损害。格栅按照栅条形式分为直棒式格栅、弧形格栅、辐射式格栅、转筒式格栅、活动格栅；按照格栅栅条间距分为粗格栅，栅条间距大于40mm；中格栅，栅条间距为15-35mm；细格栅，栅条间距为1-10mm。按照格栅除渣方式分为人工除渣格栅和机械除渣格栅。按照安装方式分为单独设置的格栅和格栅与沉砂池合建一处的格栅。其计算草图如下：3.1.1格栅设计参数设计流量 栅前流速 栅条宽度s=0.01m 过栅流速v=0.9m/s 栅前水

2、深h=0.4m 格栅间隙b=0.02m 格栅倾角 单位栅渣量0.05m³栅渣/10³m³污水3.1.2计算据污水流量总变化系数表，由内差法得，解得KZ=1.50则 Qmax=QKZ=0.174m3/s又因为Qmin根据经验约为平均日流量的1/2-1/4。所以得Qmin=(1/2-1/4)Q=（0.058-0.029）m3/s栅条的间隙数式中 n格栅栅条间隙数（个） Qmax最大设计流量（m³/s）格栅倾角 N设计的格栅组数（组） b格栅栅条间隙（m） h格栅栅前水深（m） v格栅过栅流速（m/s）（个）格栅槽的宽度B=s（n-1）+bn式中 B格栅槽的宽

3、度（m）B=0.01（m）验证：（m/s）（m3/s）>0.058（m3/s）符合要求进水渠道渐宽部分长度式中 L1格栅前部渐宽段的长度（m） B格栅槽宽度（m）进水渠渐宽段展开角度，一般取20°B1进水渠宽度（m）设计中取B1=0.5m，=20°，此时进水渠道内的流速为m/s。（m）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度(m)通过格栅的水头损失式中 h1通过格栅的水头损失（m） h0计算水头损失（m） k系数，格栅受栅渣堵塞时，水头损失增大的倍数，一般取k=3 g重力加速度（9.81m/s2）阻力系数，其值与栅条的断面形状有关设计中采用栅条断面为矩形的格栅，取，取=2.

4、42栅后槽总宽度 设计中取栅前水渠道超高h2=0.3m，栅前槽高H1=h+h2=0.4+0.3=0.7m，则：H=h+h1+h2=0.4+0.1+0.3=0.8（m）栅槽总长度式中 L栅槽总长度（m） L1格栅前部渐宽段的长度（m） L2格栅后部渐窄段的长度（m） H1栅前渠中水深（m）（m） 每日栅渣量式中 W每日栅渣量（m3/d） W1栅渣量（m3栅渣/103m3污水），取0.07m3栅渣/103m3污水 KZ污水流量总变化系数 （m3/d）>0.2m3/d所以采用机械除渣的方法。格栅间工作台台面应高出栅前最高设计水位0.5m，工作台上应有安全和冲洗设施。格栅工作台两侧过道宽度为0.

5、8m，工作台过道宽度为1.5m。选用回转式格栅HG800一台，格栅槽安装高度1.05m，格栅槽有效格栅宽度为800mm，栅条间隙20mm，整机功率为1.1KW，格栅倾角60°。污物的排出采用机械装置：螺旋输送机，选用长度l=8.0m的一台。3.2沉淀池3.2.1设计参数设计流量 沉淀池的设计流量与沉砂池的设计流量相同。在合流制的污水处理厂系统中，当废水是自流进入沉淀池时，应按最大流量作为设计流量；当用水泵提升时应按水泵的最大组合流量作为设计流量。在合流制系统中应按降雨时的设计流量校核，但沉淀时间应不大于30min。沉淀池的经验设计参数对于污水处理厂，如无污水性能的实测资料时，可参照以

6、下数据活性污泥法后的二沉池：表面水力负荷m3/（m2污泥量g/d 10-21沉淀池有效水深、沉淀时间与表面水力负荷相互关系，见下表：表面水里负荷q/m3/（m2h）沉淀时间t/hH=2.0mH=2.5mH=3.0mH=3.5mH=4.0m3.02.52.01.51.01.01.332.01.01.251.672.51.01.21.52.03.01.171.41.752.333.51.331.62.02.674.0沉淀池的几何尺寸沉淀池的超高不小于0.3m，缓冲层高采用0.3-0.5m，贮泥斗斜壁的倾角，方斗不宜小于60°，圆斗不宜小于55°，排泥管直径不宜小于200mm。沉

7、淀池出水部分一般采用堰流，在堰口保持水平。出水堰的负荷为：对于二沉池，一般取1.5-2.9L/(sm)，有时亦可采用多槽出水布置，以提高水质。贮泥斗的容积一般按不大于2日的污泥量计算。对于二沉池，按贮泥时间不超过2小时计算。排泥部分沉淀池一般采用静水压力排泥，静水压力数值如下：初沉池应补小于1.5m；活性污泥后的二沉池应不小于0.9m；生物膜法的二沉池应不小于1.2m。3.2.2设计计算中心管面积与直径式中 A1中心管有效面积（m2） Qmax最大设计流量（m3/s） n池子的个数（个） v0中心管内流速（m/s） d0中心管有效直径（m） qmax每个池子的最大设计流量（m3/s）设计中取n

8、=8，v0=0.03m/s，则喇叭口直径d1=1.35d0=1.35(m)反射板直径d2=1.3d1=1.76（m）沉淀池的有效水深，即中心管的高度式中 h2沉淀池的有效水深（m） v t设计中取v=0.7mm/s，t=1.5h（m）中心管喇叭口到反射板之间的间隙高度式中 h3中心管喇叭口到反射板之间的间隙高度（m） v1污水从间隙流出的速度（m/s），一般不大于0.02m/s d1喇叭口直径（m），d1=1.35d0设计中取v1=0.02m/s，则（m）沉淀池有效断面面积，即沉淀区面积式中 A2沉淀池有效断面面积（m2）（m2）沉淀池总面积和池深式中 A沉淀池总面积（m2） D沉淀池的直径（

9、m）污泥部分所需容积式中 V污泥所需容积（m3） Q设计流量（m3/s） C1进水悬浮物浓度（mg/l） C2出水悬浮物浓度（mg/l）污泥容重（t/m3） P0污泥含水率（%）设计中取T=1d，P0=97%，C=82.8×0.5=41.4mg/l，则 （m3）污泥斗高度及污泥斗容积式中 V1截头圆锥部分容积（m3） h5污泥室截头圆锥部分高度（m） R截头圆锥上部半径（m） r截头圆锥下部半径（m）污泥斗倾角（°）一般采用45°-60°设计中取r=0.2m，R=D/2=3.2m，则符合设计要求沉淀池的总高度式中 H沉淀池的总高度（m） h1超高（m），

10、一般取0.3m h4缓冲层高度（m），一般取0.3m进水集配水井沉淀池分两组，每组四个池子，沉淀池进水端设集配水井，污水在集配水井内部的配水井内平均分配，然后流进每组沉淀池。配水井内中心管直径式中 D1配水井内中心管直径（m） v2配水井内中心管上升流速（m/s），一般采用 设计中取v2=0.7m/s，则(m)配水井直径式中 D2配水井直径（m） v3配水井流速（m/s），一般采用v3设计中取v3=0.3m/s，则（m）进出水渠道进水渠道沉淀池分为两组，每组四个沉淀池，每组设计流量为0.087m3/s，每组设一个进水渠道，污水进入进水渠道后由沉淀池中心管流入沉淀池。进水渠道宽度为0.7m，进水

11、渠道水深为0.6m，渠道内水流流速为0.6m/s。出水堰沉淀池出水经过出水堰跌落进入出水渠道，然后汇入出水管道排入集配水井外部的集水井内。出水堰采用单侧90°三角形出水堰，三角堰顶宽0.16m，深0.08m，间距0.1m，每个沉淀池有112个三角堰，每组沉淀池有448个三角堰。三角堰有效水深0.04m，堰后自由跌落0.1-0.15m，三角堰流量为式中 Q1三角堰流量（m3/s） H1三角堰水深（m）（m3/s）每组沉淀池的三角堰流量为0.0004576×448=0.205m3/s>0.08m3/s，三角堰后自由跌落0.15m，则出水堰水头损失为0.19m。出水渠道出水

12、渠道设在沉淀池四周，收集三角堰出水，出水渠道宽0.25m，深0.40m，有效水深0.20m，水平流速0.42m/s。出水渠道将三角堰出水汇集送入出水管，出水管道采用钢管，管径DN300mm，管内流速0.60m/s。排泥管沉淀池采用重力排泥，排泥管直径DN300mm，排泥静水压头采用1.2m，连续将污泥排出池外贮泥池内。3.3调节池的计算3.3.1调节池概述在本工艺中，调节池主要的作用有三个：（1）工艺流程过程中污水产生的水质水量都不均匀。故而需要设计一个调节池来均匀水质水量，为后期处理，污水处理工艺正常运行做准备；（2）调节池同时又可以做事故池来用，如果后面污水处理设备在维修检查过程时调节池可

13、以暂时来储存工艺污水；（3）造纸过程中各个阶段产生的污水水温不同，调节池可以调节水温，使水温处于一个恒温状态有利于后续生物处理。故调节时需对池内废水进行混合，本工艺采用机械搅拌混合方法及对角线出水调节池。对角线出水调节池的特点是出水槽沿对角线方向设置，同一时间流入池内的废水，由池的左右两侧，经过不同时间倒流出水槽。从而达到自动调节、均和的目的。为防止废水在池内短路，可以在池内设置若干纵向隔板。其空气量为1.5-3m3/(m2h)。调节池有效水深为1.5-2m，纵向隔板间距为1-1.5m。3.3.2调节池的计算调节池的体积V式中 V调节池的体积（m3） q实际流量（m3/s） T调节时间（h）设

14、计中取T=4h，则（m3）调节池的面积A式中 A调节池的面积（m2） H调节池有效水深（m）设计中取H=2m，则（m2）调节池池长L式中 L调节池池长（m） B调节池池宽（m）设计中取B=15m，则（m）隔板数n式中 n隔板数（格）（格）调节池有效水深取2m，面积为895m2，取池宽为15m，池长为60m，纵向隔板间距为1.5m，将池宽分30格。理论上每日的污泥量式中 Qmax最大设计流量（m3/s） C0进水悬浮物浓度（kg/m3） C1出水悬浮物浓度（kg/m3） P0污泥含水率，取值97% 设计中取C0=41.4kg/m3，C1=20.7kg/m3，则(m3/d)污泥斗尺寸取污泥斗尺寸为

15、0.4×0.4m2，污泥斗倾角取45°，污泥斗上口面积为2×2m2，则污泥斗的高度为：（m）污泥斗的容积为式中 V1污泥斗的容积（m3） h1污泥区高度（m） f1污泥斗的上口面积（m2） f2污泥斗的下口面积（m2）(m3)>0.12m3进水布置进水起端中间设进水堰，堰长为池长2/3，堰宽为0.5m，高1.6m。出水设置出水直接用清水泵从最低水位处将污水打进下一个构筑物中，泵进口设置在污泥斗上口正上方。3.3.3调节池的中和处理用化学法改变废水的酸或碱，使pH值达到中性左右的过程叫中和。处理酸、碱的碱或酸称为中和剂。酸性废水的中和方法有利用碱性废水或废渣进

16、行中和、投加碱性药剂及通过中和性能的滤料过滤三种方法。碱性废水的中和方法有利用酸性废水或废渣进行中和，投加酸性药剂等。投加中和法是酸碱废水中和处理使用最广泛的一种方法，碱性药剂有石灰、石灰石、苏打、苛性钠等，酸性废水中和处理常用的药剂是石灰。由于本工艺中废水pH值为11.37，而处理后的pH值要求为6-9，则需投加酸性物质石灰。3.3.4搅拌机 为防止泥砂等杂质沉淀于调节池，在调节池内设搅拌机。 采用江苏天雨环保集团有些公司生产的ZJ1000型搅拌机。该产品具有结构紧凑，操作方便，搅拌效果好等特点。共需2台搅拌机，共4万元左右，功率为0.75KW/台。3.4 UASB反应器3.4.1设计参数污

17、泥参数 设计温度T=25 容积负荷Nv=8.5kgCOD/（m3d）污泥为颗粒状 污泥产率0.1kgMLSS/kgCOD 产气率0.5m3/kgCOD设计流量 Qmax=0.174m3/s=626.4m3/h=15033.6m3/d水质指标表5 UASB反应器进出水水质指标水质指标COD（mg/l）BOD（mg/l）SS（mg/l）进水水质465162.7520.7设计去除率90%90%30%设计出水水质46.516.314.493.4.2设计计算UASB反应器容积的计算本设计采用容积负荷法确立其容积式中 V反应器的有效容积（m3） S0进水有机物浓度（kgCOD/m3）取有效容积系数为0.8

18、，则实际体积为1028m3主要构造尺寸的确定UASB反应器采用圆形池子，布水均匀，处理效果好。取水力负荷 q1=1.5m3/(m3h)反应器表面积 A=Qmax/q1=626.4/1.5=417.6m2反应器高度 H=V/A=1028/417.6=2.67m，取H=3m采用10座相同的UASB反应器，则每个单池面积A1为： A1=A/10=626.4/10=62.64m2(m)取D=9m则实际横截面积为 A2=3.14D/4=63.6m2实际表面水力负荷 q1=Qmax/10A2=626.4/636=0.98q1在0.5-1.5m/h之间，符合设计要求。UASB进水配水系统设计设计原则进水必须

19、要反应器底部均匀分布，确保各单位面积进水量基本相等，防止短路和表面负荷不均；应满足污泥床水力搅拌需要，要同时考虑水力搅拌和产生的沼气搅拌；易于观察进水管的堵塞现象，如果发生堵塞易于清除。本设计采用圆形布水器，每个UASB反应器设30个布水点。设计参数每个池子的流量Q=626.4/10=62.64m3/h设计计算查有关数据，对颗粒污泥来说，容积负荷大于4m3/（m2h），每个进水口的负荷须大于2m2，则布水孔个数n必须满足，即，取n=30个，则每个进水口负荷m2可设三个圆环，最里面的圆环设5个孔口，中间设10个，最外围设15个，其草图见下图2内圈5个孔口服务面积：S1=5×2.12=1

20、0.6m2折合为服务圆的直径为：用此直径做一个虚圆，在该圆内等分虚圆面积处设一实圆环，其上布5个孔口，则圆环的直径计算如下：中间设10个孔口服务面积：S2=10×2.12=21.2m2折合为服务圆的直径为：则中间圆环的直径计算如下：则d2=5.2m外圈设15个孔口服务面积：S3=15×2.12=31.8m2折合为服务圆的直径为：则中间圆环的直径计算如下：则d3=7.8m布水点距反应器池底120mm，孔口径15cm。三相分离器的设计设计说明 UASB的重要构造是指反应器内三相分离器的构造，三相分离器的设计直接影响气、液、固三相在反应器内的分离效果和反应器的处理效果。对污泥床的

21、正常运行和获得良好的出水水质起十分重要的作用，根据已有的研究和工作经验，三相分离器满足以下几点要求：沉淀区的表面水力负荷<1.0m/h；三相分离器集气罩顶以上的覆盖水深可采用0.5-1.0m；沉淀区四壁倾斜角度应在45°-60°之间，使污泥不积聚，尽快落入反应区内；沉淀区斜面高度约为0.5-1.0m；进入沉淀区前，沉淀槽底缝隙的流速；总沉淀水深；水力停留时间介于1.5-2h；分离气体的挡板与分离器壁重叠在20mm以上；以上条件如能满足，则可达到良好的分离效果。设计计算本设计采用无导流板的三相分离器沉淀区的设计 沉淀器（集气罩）斜壁倾角 沉淀区面积：m2 表面水力负荷符

22、合要求设计回流缝 h2的取值范围为0.5-1.0m，h1一般取0.5m取h1=0.5m，h2=0.7m，h3=2.4m依据图4-5所示的几何关系知：式中 b1下三角集气罩底水平宽度（m）下三角集气罩斜面的水平夹角 h3下三角集气罩的垂直高度（m）则b2=b-2b1=9-2×2.0=5.0m下三角集气罩之间的污泥回流缝中混合液的上升流速v1，可用下式计算：式中 v1回流缝中混合液上升流速（m/s） Q反应器设计废水流量（m3/h） S1下三角形集气罩回流缝的总面积（m2） n反应器的三相分离器单元数，取3 符合要求上下形集气罩之间回流缝流速v2的计算：式中 S2上三角形集气罩回流缝面积

23、（m2） CE上三角形集气罩回流缝的宽度，CE>0.2m,取CE=1.0m CF上三角形集气罩底宽，取CF=6.0m确定上下集气罩相对位置及尺寸气液分离设计由图4-5知，欲达到气液分离的目的，上、下两组三角形集气罩的斜边必须重叠，重叠的水平距离（AB的水平投影）越大，气体分离效果越好，去除气泡的直径越小，对沉淀区固液分离效果的影响越小，所以重叠量的大小是决定气液分离效果好坏的关键。由反应区上升的水流从下三角形集气罩回流缝过渡到上三角形集气罩回流缝再进入沉淀区，其水流状态比较复杂。当混合液上升到A点后将沿着AB方向斜面流动，并设流速为va，同时假定A点的气泡以速度vb垂直上升，所以气泡的运

24、动轨迹将沿着va和vb合成速度的方向运动，根据速度合成的平行四边形法则，则有：要使气泡分离后进入沉淀区的必要条件是：在消化温度为25，沼气密度；水的密度；水的运动粘滞系数v=0.0089×10-4m2/s；取气泡直径d=0.01cm根据斯托克斯（Stokes）公式可得气体上升速度vb为式中 vb气泡上升速度（cm/s） g重力加速度（cm2/s）碰撞系数，取0.95废水的动力粘度系数，g/(cms)，水流速度va=v2=1.67m/h校核：故设计满足要求。排泥系统设计A. UASB反应器中污泥总量计算 一般UASB污泥床主要由沉降性能良好的厌氧污泥组成，平均浓度为15gVss/L,则

25、10座UASB反应器中污泥总量：G=VG=1028×15=1542kgVSS/d。B. 产泥量计算 厌氧生物处理污泥产量取：0.1kgMLSS/kgCODUASB反应器总产泥量式中 UASB反应器产泥量（kgMLSS/d） r厌氧生物处理污泥产量（kgMLSS/kgCOD） C1进水COD浓度（kg/m3） E去除率，本设计取90%根据MLSS/SS=0.8，污泥含水率为97%，当含水率>95%时，取，则污泥产量：污泥泥龄C.排泥系统设计 在UASB三相分离器下0.5m和底部0.4m高处，各设置一个排泥口，共两个排泥口，每天排泥一次，排泥管管径为200mm。出水系统设计计算 出

26、水的均匀排出对固液分离的影响较大，也是保证反应器均匀稳定运行的关键。UASB反应器的出水槽布置与三相分离器沉淀区设计有关，通常每个单元三相分离器设一个出水槽，常用的两种布置方式，如图4-6所示。图4-6（a）出水槽的宽度常常用20cm，深度由计算确定；图4-6（b）所示出水槽的特点是出水槽与三相分离器集气罩成一整体，有助于实现装配化，简化加工和安装过程。 当UASB反应器为封闭式时，总出气管必须通过一个水封，以防漏气和确保厌氧条件；同时，水封高度对反应器的正常运行也有很大的影响，过高会使反应器内压力过大，过低则会出现浮泥堵塞出气管的问题。当处理的废水中含有蛋白质和脂肪或大量悬浮固体数量，有利于

27、提高出水水质。 A.出水槽设计对于每个反应池，有4个单元三相分离器，出水槽共有4条，槽宽0.3m。设出水槽口附近水流速度为a=0.2m/s，则槽口附近水深取槽口附近水深为0.25m，出水槽坡度为0.01m；出水槽尺寸6m×0.2m×0.25m；出水槽数量为4座。B.溢流堰设计出水槽溢流堰共有8条（4×2），每条长6m，设计90°三角堰，堰高50mm，堰口水面宽b=50mm。每个UASB反应器处理水量0.0174l/s，查知溢流堰负荷为1-2l/(ms),设计溢流负荷f=2/(ms)，则堰上水面总长为：三角堰数量：（个），每条溢流堰三角堰数量：174/4=

28、43.5个。1条 溢流堰上共有44个100mm的堰口，44个100mm的间隙。堰上水头校核每个堰出流率：按90°三角堰计算公式：堰上水头：出水渠设计计算反应器沿长边设一条矩形出水渠，4条出水槽的出水流至此出水渠。设出水渠宽ux=0.4m，坡度0.001，出水渠渠口附近水流速度为0.3m/s。渠口附近水深 以出水槽槽口为基准计算，出水渠渠深：0.25+0.145=0.395m，离出水渠渠口最远的出水槽到渠口的距离为8.75m，考虑到排水管中心距长边池壁50mm，出水渠突出池子长边池壁0.45m，则出水渠长为8.75+0.45=9.3m，出水渠尺寸为9.3m×0.4m×

29、;0.395m，向渠口坡度0.001。UASB排水管设计计算选用DN200钢管排水，充满度为k=0.6，管内水流速度为沼气收集系统设计计算第4章 沼气量计算沼气主要来自厌氧阶段，设计产气率取0.5m3/kgCOD。总产气量G=rQC1E=0.5×626.4×0.465×0.9=131.1m3/h集气管每个集气罩的沼气用一根集气管收集，单个池子共有9根集气管。每根集气管内最大气流量根据资料知，集气室沼气出气管最小直径d=100mm。沼气主管池子9根集气管通到一根主管，采用钢管，单池沼气主管管道坡度为0.005。池子沼气主管内最大气流量取DN200mm，充满度为0.8

30、，则流速为B.水封灌设计水封灌主要是用来控制三相分离器的集气室中气液两相界面高度的，因为当液面太高或波动时，浮渣或浮沫可能会引起出气管的堵塞或使气体部分进入沉降室，同时兼有排泥和排除冷凝水的作用。水封高度H H=H1-H0式中 H反应器至贮气灌的压头损失和贮气罐内的压头为保证安全取贮气罐内压头，集气罩中出气气压最大H1取2mH2O，贮气罐内压强H0为400mmH2O。水封灌水封高度取0.6m，水封灌面积一般为出气管面积的4倍，则水封灌直径取0.5m。C.沼气柜容积确定由上述计算可知，该处理站日产沼气123.8m3，则沼气柜容积应为1h产气量的体积确定，即设计选用DN200mm钢板水槽内导轨湿式

31、储气柜，尺寸为。选用100m钢板水槽内导轨湿式储气柜2个（C-1416A）。加热系统设进水温度为15，反应器的设计温度为25。那么所需要的热量：式中 QH加热废水需要的热量(KJ/h) dF废水的相对密度，按1计算废水的比热容（KJ/(kgk)） qv废水的流量（m3/h） tr反应器内的温度（） t废水加热前的温度（）热效率，可取0.85则 每天沼气的产量为131.1×24=3146.4m3，其主要成分是甲烷，沼气的平均热值为23KJ/L,每小时的甲烷总热量为：131.1×23×103= 3.0×106 KJ/h，因此足够加热废水所需要的热量。加碱系统

32、在厌氧生物处理中，产甲烷菌最佳pH值是6.8-7.2，由于厌氧过程的复杂性，很难准确测定和控制反应器内真实的pH值，这就要靠碱度来维持和缓冲，一般碱度要2000-5000mgCaCO3/L时，就会导致其pH值下降，所以反应器内碱度须保持在1000mgCaCO3/L以上，为保证厌氧反应器内pH值在适当的范围内，必须向反应器中直接加入致碱或致酸物质，间接调节pH值，主要致碱药品有：NaCO3、NaHCO3、NaOH以及Ca（OH）2。在UASB反应器中安装pH指示仪，并在加碱管路上设有计量装置，将计量装置和pH指示仪用信号线连接起来，根据UASB反应器中pH的大小来调整加碱量，当UASB反应器中p

33、H过低时，打开加碱管路上的开关，往UASB反应器中加碱，使上升；反之，当UASB反应器中pH过高时，关闭加碱管路上的开关，停止加碱，使pH值下降。3.5 SBR反应器 3.5.1设计参数 MLSS （mg/l） 1500-5000周期数 3-4 排除比（单周期的排水量与反应池容积之比） 1/4-1/2安全高度（cm） 50以上需氧量kgO2污泥产量kgMLSS/kgSS 约0.7溶解氧（mg/l）好氧工序>2.5 缺氧工序进水0.3-0.5 沉淀、排水<0.7反应池池数 >2(Q<500m3/d时可取1)处理要求项目进水水质（mg/l）出水水质（mg/l）去除率（%）C

34、0D46.54014BOD23.25866SS20.7862TN251060TP9.90.595氨氮33682由上表知BOD/COD=0.53.5.2设计计算设计处理流量Q=10000m3/d=416.7m3/h=0.116m3/s总变化系数Kz=1.5进水fd=VSS/SS=0.7，出水f=VSS/SS=0.75曝气池出水溶解氧浓度 2mg/l活性污泥自身氧化系数Kd（20）=0.06污泥龄，活性污泥产率系数Y=0.6混合液浓度MLSS，X=4000mgMLSS/L硝化反应安全系数K=320时反硝化速率常数q=0.12kgNO3-N/kgMLSS，若生物污泥中约含0.124的氮用于细胞合成设

35、SBR运行每一周期时间为8h，进水1.0h，反应（曝气）（4-5）取4h，沉淀2h，排水（0.5-1）取1h。周期数SBR处理污泥负荷设计为N=0.4kgBOD/(kgMLSSd)，根据运行周期时间安排和自动控制等特点，SBR反应池设置6个。污泥量计算SBR反应池所需污泥量为kg（干）设计沉淀后污泥的SVI（污泥容积指数）=90mg/l（SBR工艺中一般取80-150）SVI在100以下沉降性能良好。则污泥体积为：(m3)SBR反应容积式中 Vst代谢反应所需污泥容积（m3） VF反应池换水容积（进水容积）（m3） Vb保护容积（m3）(m3)Vs=60m3，则单池污泥容积为Vs1=60/4=

36、15（m3）则V=15+416.7+Vb=431.7+VbSBR反应池构造尺寸SBR反应池为满足运行灵活及设备安装需要，设计为长方形，一端为进水区，另一端为出水区。SBR反应池单池平面（净）尺寸为16×8=128m2（长宽比在1/1-2/1）水深为5.0m，池深为5.5m。单池容积为 V=16×8×5=640（m3）则保护容积为V=208.3（m3）4个池总容积（m3）3.5.3 SBR反应池运行时间与水位控制SBR池总水深5.0m，按平均流量考虑，则进水前水深为3.2m，进水结束后5.0m，排水时水深5.0m，排水结束后3.2m。5.0m水深中，换水水深为1.8

37、m，存泥水深为2.0m，保护水深1.2m，保护水深的设置是为避免排水时对沉淀剂排泥的影响。进水开始与结束由水位控制，曝气开始由水位和时间控制，曝气结束由设计控制，沉淀开始与结束由时间控制，排水开始由时间控制，排水结束由水位控制。3.5.4 排水口高度和排水管管径排水口高度为保证每次换水V=416.7m的水量及时快速排除，以及排水装置运行的需要，排水口应在反应池最低水位之下约0.5-0.7m，设计排水口在最高水位之下2.5m。排水管管径每池设自动排水装置一套，出水口一个，排水管1根；固定设于SBR墙上。排水管管径DN200mm。设排水管排水平均流速为0.15m/s，则排水量为则每周期（平均流量时

38、）所需排水时间为3.5.5 排泥量及排泥系统SBR产泥量 SBR的剩余污泥主要来自微生物代谢的增值污泥，还有很少部分由进水悬浮物沉淀形成。SBR生物代谢产泥量为式中 a微生物代谢增值系数（kgVSS/kgBOD） b微生物自身氧化率（1/d）根据活性污泥性质，参考类似经验数据，设a=0.70。B=0.05，则有假定排泥含水率为99%，则排泥量为考虑到一定的安全系数，则每天排泥量为26.4m3/d复核出水BOD： K2=0.018，进水SBOD=23.25mg/l，混合液MLSS浓度X=4000mg/l，出水f=VSS/SS=0.75，曝气时间t=4h，池子个数n1=4，则出水BOD浓度Lch为

39、：复核出水氨氮：微生物合成去除的氨氮：复核表明，仅靠微生物合成不能使出水氨氮低于设计标准。如考虑硝化作用，出水氨氮的设计计算：标准水温（15）时硝化最大比增长速度， 曝气池内平均溶解氧DO=2mg/l，溶解氧半速度常数K0=1.3，污水pH值为7.2，冬季标准水温（15）时硝化菌半速度常数K15=0.5mg/l，冬季硝化菌自身氧化系数b20=0.04，则则冬季硝化菌比增长速度出水氨氮浓度为：符合设计要求排泥系统剩余污泥在重力作用下通过污泥管路排入集泥井。3.5.6 需氧量及曝气系统设计计算需氧量计算SBR反应池需氧量O2计算式为式中 a/微生物代谢有机物需氧率（kg/kg） b/微生物自养需氧

40、率（1/d） S去除的BOD（kg/m3）S=15.25经查有关资料表，取a/=1.50，b/=0.19，需氧量为供气量计算设计采用塑料SX-1型空气扩散器，敷设SBR反应池池底，淹没深度H=4.5m。SX-1型空气扩散器的氧转移效率为E1=8%。查表知20，30时溶解氧饱和度分别为Cs（20）=9.17mg/l，Cs（30）=7.63mg/l空气扩散器出口处的绝对压力P2=1.013×105+9.8×103H=1.454×105（Pa）空气离开曝气池时，氧的百分比为%曝气池中溶解氧平均饱和度为（按最不利温度条件计算）水温20时曝气池中溶解氧平均饱和度为20脱氧清

41、水充氧量为式中 污水中杂质影响修正系数，取0.8（0.78-0.99）污水含盐量影响修正系数，取0.9（0.9-0.97） Cf混合液溶解氧浓度，取4.0，最小为2气压修正系数SBR反应池供气量Gs为1m污水供气量为（m3空气/m3污水）去除1kgBOD的供气量为（m3空气/kgBOD）去除1kgBOD的供氧量为3.5.7 空气管计算 空气管的平面布置如图3-5所示。鼓风机房出来的空气供气干管，在相邻两SBR池的隔墙上设有两根供气支管，为4个SBR池供气。在每根支管上设25条配气竖管，为SBR池配气，4池共4根供气支管，100条配气竖管。每条配气管安装SX-I扩散器26个，每池共650个扩散器

42、，全池共2600个扩散器。每个扩散器的服务面积为1250m2/650=1.9m2/个 （扩散器布置示意图如图3-6）。空气支管供气量为 由于SBR反应池交替运行，4根空气支管不同时供气，故空气干管供气量亦为230×2=460m3/min。 选用SX-I型盆形曝气器，氧转移效率6-9%，氧动力效率1.5-2.2kg/(KWh)，供气量20-25m3/h，服务面积1-2m2/个。3.5.8 滗水器现在的SBR工艺一般都采用滗水器（见图3-7）排水。滗水器排水过程中能随水位的下降而下降，使排出的上清液始终是上层清夜。为防止水面浮渣进入滗水器被排走，滗水器排水口一般都淹没在水下一定深度。目前

43、SBR使用的滗水器主要有旋转式滗水器，套筒式滗水器和虹吸式滗水器三种。本工艺采用旋转式滗水器。旋转式滗水器属于有动力式滗水器，应用广泛，适合大型污水处理厂使用。本工艺采用XB-1800型旋转式滗水器。3.5.9 鼓风机房鼓风机房要给SBR池供气，选用TS系列罗茨鼓风机。选用TSD-150型鼓风机两台，工作一台，备用一台。设备参数：流量 20.40m3/min 升压 44.1kPa 配套电机型号 Y200L-4 功率 30kW 转速 1220r/min 机组最大重量 730kg 设计鼓风机房占地 L×B=20×10=200m2。3.6 二沉淀池3.6.1设计参数最大设计流量Q

44、max=15033.6m3/d=626.4m3/h=0.174m3/s，进水悬浮物浓度C=8mg/l。二次沉淀池的直径一般为6-60m，最大可达100m，中心深度为2.5-5.0m，周边深度为1.5-3.0m。3/(m2h)，本设计采用0.8m3/(m2h)。二沉池的沉淀时间采用1.5-2.5h，选择2.5h。池径与水深比宜取6-12。沉淀区缓冲层高度h3=0.5m,。出水槽的位置设在R处。3.6.2 池体设计沉淀池尺寸设计A. 每个沉淀池的表面积和池径采用3座池，表面负荷q0=0.8m3/(m2h)，沉淀区面积为沉淀区直径为，取D=19mB.沉淀池有效水深沉淀时间t取2.5h径深比为，在6-

45、12之间，符合设计要求。C.沉淀池总高度每池每天的污泥量为式中 沉淀池中悬浮物的去除率（%） C进水中悬浮物质量浓度（mg/l）污泥密度（1000kg/m3） 污泥斗高度为 坡底落差为 污泥斗容积为 池底可贮存污泥的体积为 沉淀池共贮存污泥体积为V1+V2=2.75+44.5=47.25m3>W1=6.1m3，符合设计要求。 沉淀池总高度为H=h1+h2+h3+h4+h5=0.3+2.0+0.5+0.375+1.73=4.905m，取H=5.0m。 沉淀池周边处的高度为H=h1+h2+h3=0.3+2+0.5=2.8m配水槽采用环形平底槽，等间距布设水孔，孔径一般取50-100mm，并加

46、50-100mm长度的短管，管内流速为0.3-0.8m/s。设计流量应加上回流污泥量，即15033.6m3/d，设配水槽宽度为B=0.3m，水深0.8m，底部采用45°斜角均匀布水，则配水槽流速为导流絮凝区停留时间t取416s，Gm=10s-1，水温20时，运动黏度，则有孔径取，每池配水槽内的孔数为孔距为导流絮凝区的平均流速为核算Gm值Gm值在10-30s-1之间，符合要求。出水集水槽可用薄壁三角堰自由跌落出流，使每齿的出水流速均较大，不易在齿角处积泥或孽生藻类。出水集水槽自由跌落深度取值为0.1m。A.槽宽bB.槽起点水深H1=0.75b=0.75×0.29=0.2175

47、m，取值为0.25mC.槽终点水深H2H2=1.25b=1.250.29=0.3625m，取0.4mD.集水槽槽深HH=h1+H2=0.3+0.4=0.7m出水三角堰三角堰周长L=3.14(D-2b)=45.3m堰上负荷为设每米有5个三角形出水堰，则有单个三角形出水堰（90°）出水堰流量为4.61/5=0.922m3/(m2h)过堰水头，该值一般为堰口的1/2左右。3.7 接触消毒池3.7.1设计说明造纸厂经过一级二级处理后，水质改善，细菌含量也大幅度减少，但其绝对值仍很可观，并有存在致病菌的可能，因此，污水排入水体前应进行消毒。目前，用消毒剂消毒能产生有害物质，影响人们的身体健康已

48、广为人知，氯化是当今消毒采用的普遍方法。氯与水中有机物作用，同时有氧化和取代作用，前者促使去除有机物或降解有机物，而后者则是氯与有机物结合，氯取代后形成的卤化物是有致突变或致癌活性的。所以目前污水消毒一是要控制恰当的投剂量，二是采用其他消毒剂代替液氯或游离氯，以减少有害物的生成。消毒设备应按连续工作设置，消毒设备的工作时间、消毒剂投加量，可根据所排放水体的卫生要求及季节条件掌握。一般在水源的上游、旅游日、夏季应严格连续消毒，其他情况可视排出水质及环境要求，经有关单位同意，采用间歇消毒或酌减消毒剂投量。目前常用的污水消毒剂时液氯，其次是漂白粉、臭氧、次氯酸钠、氯片、氯氨、二氧化氯和紫外线等。其中

49、液氯效果可靠、投配设备简单、投量准确、价格便宜。其他消毒剂如漂白粉投量不准确，溶解调制不便。臭氧投资大、成本高、设备管理复杂。其他几种消毒剂也有很明显的缺点，所以目前液氯仍然是消毒剂首选。3.7.2 设计参数水力停留时间 T=0.5h设计投氯量一般为3.0-5.0mg/l，本工艺取最大投氯量为3.7.3 设计计算设计消毒池一座，池体容积为设消毒池池长L=42m，分3格，每格池宽b=6.0m，长宽比L/b=7.0。设有效水深H1=4.5m，接触消毒池总宽B=nb=3×6=18m，实际消毒池容积V/=BLH1=18×42×4.5=3402m3，满足有效停留时间的要求。

50、加氯量的计算最大投氯量为，则每日投加氯量为选用贮氯量为50kg的液氯钢瓶，每日加氯量1瓶，共贮用15瓶，选用加氯机2台。混合装置在消毒池第一格和第二格起端设置混合搅拌机两台。选用JBK-2200框式调速搅拌机，搅拌直径2200mm，高2000mm，电动机功率4.0kW。接触消毒池设计为纵向折流反应池，在第一格每隔7m设纵向垂直折流板，第二格每隔11.67m设垂直折流板，第三格不设。第4章 污泥部分各处理构筑物设计计算4.1污泥处理工艺流程 污泥处理的工艺流程一般有以下几种： 生污泥浓缩消化机械脱水最终处理 生污泥浓缩机械脱水最终处理 生污泥浓缩消化机械脱水干燥焚烧最终处理生污泥浓缩自然干化农田

51、 本设计选用第2种方法。 4.2 污泥池4.2.1 设计参数设计泥量造纸染料废水处理过程产生的污泥来自以下几部分：调节池，Q1=0.12m3/d，含水率97%初沉池，Q2=5.2m3/d，含水率97%UASB反应器，Q3=64.8m3/d，含水率98%SBR反应池，Q4=26.4m3/d，含水率99%二沉池，Q5=6.1m3/d,含水率99%总污泥量为Q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5=0.12+5.2+64.8+26.4+6.1=102.62m3/d=0.029m3/s平均含水率为即平均含水率为98.3%。池体设计池子超高取0.5m，本污泥池尺寸的设计按一天的贮泥量来计算，即池子的有效容积为1

52、01m3，池子边长取10m，高度取2.5m，则宽度为4.12m，即污泥池的尺寸为10×2.5×4.12m3，池子容积取103m3。4.3 污泥浓缩池4.3.1 设计说明 连续流污泥浓缩池可采用沉淀池形式，一般为竖流式或辐流式。污泥浓缩池面积应按污泥曲线试验数据决定的污泥固体负荷来进行计算。浓缩池的有效水深一般采用4m，当为竖流式污泥浓缩池时，其水深按沉淀部分的上升流速一般不大于0.1mm/s 进行核算。浓缩池的容积并应按浓缩 10-16h 进行核算，不宜过长。否则将发生厌氧分解或反硝化产生CO2和H2S。 连续式污泥浓缩池，一般采用圆形竖流或辐流沉淀池的形式。污泥室容积，应根据排泥方法和两次排泥间隔时间而定，当采用定期排泥时，两次排泥间隔一般可采用8h。浓缩池较小时可采用竖流式浓缩池，一般不设