污水处理课程设计

第一部分设计说明 工程概 城市概 自然特 工程规 设计原 设计依 设计方 集水 沉砂 初沉 A2/O生物反应 二沉 出水泵 第二部分设计计算 处理规 单元计 沉砂 初沉 A2/O生物反应 二沉 出水泵 二沉 A2/O生物反应 初沉 城市概自然特0.53.9~5.2m4.80m（黄海高程强度7-11t/m2，设防强度6度。全年最高气温40℃，最低气温−10℃。夏季主导4.60m1.80m，3.00m工程规处理规模:30×104m3/d进出水水一级标准的B5NH4+-51④SCOD=200mg/L，rbCOD=170mg/L，VFAs=25mg/L（CODA－550B－00.265m0.55‰0.7。设计原污水处理厂设计总原工艺流程设计平面布置原高程布置原设计依一册[M].：中国建筑工业,2002. MogensHenze,MarkC.M.vanLoosdrecht,GeorgeA.Ekama,DamirBrdjanovic.BiologicalWastewaterTreatment:Principles,ModellingandDesign[M].IWAPublishing.2008.[M].McGraw-HillProfessional.3-1易控制。从20世纪50年始使用的曝气沉砂池，可在一定程度上克服此缺点。它具有下倾角应不小于60°，以保证砂粒滑入。为使曝气能使池内水生旋流运动，在必要时可5%左右，便于沉旋流沉砂细砂粒去除率高，140（0.104mm）73%；生物处理该污水处理厂进水的30m³/d，规模较大，更适合采用活性污泥法。法SBR氧化沟工AB要求高，污泥量较高。AB法处理效果好并且稳定，但操作管理要求高，以中国目前国情来A2/O工3.1.3工，设计工艺流污水处理流A2/O污泥处理流集水机械粗格1、设计h=2.18m，v＝0.8m/s。栅条的断面形状为锐边矩形，其断面尺寸为10mm×50mms=10mmb＝25mm。格栅倾角α=70°。2B=1.74m，h2=0.1m，栅后槽的总高H=2.58m。2、设备GH-1800225mm,70°安装角度过栅流速GH-进水泵h=1.5m，A=451.1/1.5=300.7m2。L=20m，B=16m。流量（扬程转速出口直径水头，根据流量进行选型流量（扬程转速出口直径沉砂机械细格1、设计4B=1.805m，h2=0.90m，栅后槽的总H=3.1m。2、设备安装角度旋流沉砂ABCDEFGHJKLI-排砂方法采用空气提升器，设备由设备厂家与桨叶分离机成套供应。出水管直径，按1.0m/sD=2500mmv=0.92m/s，i=0.27‰。沉砂池后设置初沉初沉池配水井及剩余污泥1b=1.5mh=0.5m。2H=0.64mB=3m。辐流式初设计参辐流式沉淀池尺1生物反应池进出水系每组反应池（2座反应池合建）进水管管径DN1600mm，v=1.12m/s；污泥回流管管径进出水堰堰高h=0.5m，堰顶厚度B=1m。单池进水堰宽b=5m，堰上水头H＝0.25m。进水10m×5.0m。每组反应池出水管分别各接一组二沉池（4，混合液直接从出水井内经潜污泵DN1200mm，v=0.998m/s。混合液回流管管径DN1800mm，v=1.02m/s。A2/O生物反应(一)设计参sQ=300000m3/d（不考虑变化系数24A2/OQ=Q/4=75000m3/d。s一级标准的B5NH4+-51④rbCOD=170mg/L，VFAs=25mg/L（CODSS=150mg/L。（+NH4-///32TKN≈TN。5mg/L含量52—3mg/L，此处取初沉池进水中颗粒态磷为2mg/L，去除率为40%，则初沉池出水中颗粒态磷为可行性判定：COD/TN=9.05>8；BOD5TP27.2>17；BOD5TKN=4.34>42006RYt(二)反应池主要尺设反应池4座，单座反应池总容积V=Vp+Vn+Vq= =

单

/h=6065m2单池。采用鼓风曝气，取为1.0m。则反应H=6.0+1.0=7.0m。单pV=6040m3p nV7700m3nnnS=Vnn1b1ooooS=Voo123+13l×b×h=100m×11m×6m,S=100×11×3=3240m2；1l×b×h=50m×11m×6m，S=550m2121212(三)反应池主要设(1)（以单组反应池计算6l×b×h==10m×17m×6m。2～8W／m34W／m3。转速：13m×1.m×.8mDQT04012（48转速：13m×1.m×.8mRR2RQRRi＝2.3RiRi单单

根据平均供气量𝐺𝑠=208889m3/h=2481.5m3/min66.86kPa，GM55L6，42二沉二沉池配水井及回流污泥、剩余污泥DN2000mm。堰上水头H=0.62m，堰宽b=1.2m，堰高h=0.5m，堰顶厚度B=1.0m。DN1000mm。辐流式二m3/（m2·ht=3h，连续排泥。Q′=0.564m3/s。每座二沉池池径47m，池边水深4m，污泥斗高度1.32m，二沉8m。50mm，100mmDN250mm。二沉池设备选剩余污泥排放n污泥回流回流量QRRQ0.54.51410008282.1Ls1015.6mh3n机械刮泥池类型：采用紫外线

1026个UV4000PLUS2UVUV710-100s出水泵贮泥池及污泥离心脱水机B、A2/O生化反应池剩余污泥总量△X 率取99.5%，污泥密度γ=1000kg/m3，则二沉池剩余污泥日产量为2V=X(14)2

=7236.8(1-p0 总污泥日产量V＝V+V=1300 .8＝8537m3/d=355.7m3/h 134h6V=8537/3/6=474.3m3则每格贮泥池尺寸为L×B×H=9m×9m×6.3m径260030-径260030-出水潜污泵选150m出水泵房设h=3.0m，L=11m，B=13.5m。V=L·B·h=11×13.5×3.0=445.5m³>338.6m³本都能答外本次课设计也触实践到设备选的问题通过计算得所需控制参数选择合的设备因为没有实工程设的经历在上课之后就一些规范上没有的性设计的细节问题可以依据往届同学的反馈整理给出，，课程设计使我更进一步了解了A2/O生化池。老师介绍了一些比规范更新更准确的计算方法面几天的理论学习中我对生化池的计算步骤、各个参数之间的关系及其含义都有会规范上的东西并不是完全可靠的，特别是在生化池的设计部分，各个参数的相互，，处理规5平 =30.0×104m³/d=3.472m³/sK=1.3，Qmax=K总·Q平 Qmax=4.514m³/s0.265m，0.55‰，0.70，DN2400mm。（GB18918-5NH4+-51集水井（机械格栅及水泵机械粗格栅设格栅数量：210mm×50mm；s=10mm=0.01m。b＝25mm＝0.025m2400mm0.700.5m，则h=0.7×2.4+0.5=2.18m。n=Qmax×2.42，K=3 0h=ξ·sinα▪0为避免格栅前涌水，将格栅后槽底降下h2=0.1m设栅前栅后总高：H=h+进水渐宽部分长度设进水槽渠宽B1=1.5m，其渐宽部分展开角度α1=20,进水渠道内流速为则 渐宽部分长度为：L1==槽与出水连接处渐窄部分长度L2L2=L1/2=0.33/2=0.16m。L＝L1＋L2+1.0+0.5+H1/tgα=0.33+0.16+1.5+2.48/tg70°=2.90m3m6W125mmW0.06m3/(103m3污水)。17GH-1800GH-进水泵房设根据后面的相对高程计算，集水池最低水位-4.555m6.91。流量（扬程转速出口直径流量（扬程转速出口直径h=1.5m，A=451.1/1.5=300.7m2。L=20m，B=16m。沉砂机械细格栅设格栅数量：410mm×50mm；s=10mm=0.01m。h=2m。2Bn=Qmax×÷(b×h×v)=(4.514/4)×(sin(70°))^0.5/0.005/2/0.9=121，B=S（n-（1）+b×n=0.01×(121-1)+0.005×121=1.805m s 0.012.42，则b=2.420.005=6.10 0h=ξ·sinα▪=6.1×12/2/9.8×sin70°=0.292m0设栅前超栅后总高：H=h+h1+h2=2.0+0.3+0.9=3.1m进水渐宽部分长度设进水槽渠宽B1=1.0m，其渐宽部分展开角度α1=200,进水内流速则 渐宽部分长度为：L1==L2L1/2=1.10/2=0.55mL＝L1＋L2+1.0+0.53.90m611W’=4W=4×11.24=44.96m³/d7安装角度旋流沉砂池设1进 进水流速，在最大流量的40％～80％情况下为0.6～0.9m/s，在最小流量时大于0.15m/s；1.2m/s。出水与进水的夹角大于270°，以最大限度地延长水流在沉砂池内的停留时间，达到有效除砂的目的，两种均设在沉砂池上部以防扰动砂子。2ABCDEFGHJKLI-1.0m/sD=2500mmv=0.92m/s，i=0.27初沉初沉池配水井设

q=1.128m3/s。配水采用矩形宽顶溢流堰至配水管。A、堰上水头H用三角堰，所以，本设计采用矩形堰（h0.5m

qq——矩形堰的流量，m3/s；

则H 02gm2b0

29.80.332

0.642mB、堰顶厚度根据有关实验资料，当2.5B10时，属于矩形宽顶堰。取B=3.0mHCD2=1200mmq=903L/sv=0.998m/s。初沉池设44.5m3（m2hq=3m3/（m2·h。2.0h(3)6—12。(6)r1=2mr2=1m。(10)沉淀池h1=0.3m，缓冲层高度h3=0.5m。q=3m3/(m2·h)，Qmax=4.514m3/s取4个池子，则池子直径D =41.5m，取D=42m。q=2.93SS40SSC0250mg/L，SSC1为150mg/L,污泥密度为1000kg/m3，污泥含水率为97%。利用机械排泥，排泥时间取4Vw==4.514×3600×(250-150)×100/1000/1000/(100-r1=2m，r2=1m，α=60°。h5(r1-r2)tan(2-1)tan601.73mVh(r2r2rr)1.73(22122112.7m3 35 1 i=0.05,h4=（R-r（1）×i=（42/2-Vh(R2r2Rr)

0.95

212)

3 12W共可污泥体积为：V+V=12.7+484.5=497.2m3>V=122m3，可见池内有足够的容12W沉淀度设沉淀池h1=0.4m，缓冲层高度h3=0.5m。H=h1+h2+h3+h4+h5=0.4+4.4+0.5+0.95+1.73=7.98mH=8m。D/h2=42/4.4=9.556—12D=42m>16m，符合要求。2.9L/(s·m)，因此，在中间进水周边出水2A2/O生物反应设计参sQ=300000m3/d（不考虑变化系数24A2/OQ=Q/4=75000m3/d。s5NH4+-71④rbCOD=170mg/L，VFAs=25mg/L（CODSS=150mg/L。（+NH4-///327.5mg/L，40%，则初沉池出水颗粒性有机氮为TKN≈TN。5mg/L含量52—3mg/L，此处取初沉池进水中颗粒态磷为2mg/L，去除率为40%，则初沉池出水中颗粒态磷为可行性判定：COD/TN=9.05>8;BOD5TP=27.2>17,BOD5TKN=4.34>4由于污水厂运行水质随季节、白昼变化波动较大，当污水的BOD与TKN比满足规范要求时可A2/O系统。（3）取y=取 取X=XR=0.5/1.5×9000=3000某市 0.38d‒10.035d‒11.0mg/L，1.123、1.041.123。𝜇𝑚(14℃)=0.38×1.12314−20=0.1895𝐾𝑛(14℃)=1.0𝑏𝑛(14℃)=0.035×1.0414−20==(1+0.4986/5)/[(1-0.4)×0.1895-0.0277×(1+0.4986/5)]=13.2d≈13式中：—污泥泥龄（14℃；（14℃；（14℃好氧区污泥龄=(1-fx)×=7.9dYt13d时设初沉池（TSS60%）和不设初沉池（TSS0）Yt0.50.78，用内插法计算本项目（TSS去40%）中的Yt为：𝑌𝑡0.5+（0.78−0.（5）/60%×(60%-40%)=0.6（三）好氧区反应池容积BOD5非曝气区中厌氧区与缺氧区的比例值分别为:fan=0.16fax=0.24，好氧区Se= dd则 =3.34mgBOD5/L,满足出水要==22650式中：VoYSo—生物反应池进水五日生化需氧量浓度，mg/L；Se—生物反应池出水五日生化需氧量浓度，mg/L；（四）缺氧区容积Vn计 =5227NΔ𝑁同化0.12Δ𝑋𝑉0.12×5227=627kg基于进水名义化浓度：𝑁1==627/75000×1000=8.36mg/L内回流比Ri 回流液中NOx-NEBPR的rbCOD=进水rbCODNOx-N=170-rbCOD/P=17EBPRP=133.5/17=7.85mgP/L；Ps0.1-0.3mg/L0.3mg/L；EBPRP=6.7-1.67-0.3=4.73mg/L；污泥中含P比例：fp==0.0937mgP/mgVSS；SSPXfp×y×SSe=0.0937×0.6×10=0.5622mg/LTP=Ps+Px=0.3+0.56=0.86mg/L<1mg/L满足出水水质要求。rbCOD：8.6×8.5×0.5=36.55mgCOD/L；用于EBPR的rbCOD=18×4.73=85.14mgCOD/L；同化除磷除rbCOD（）/5=8.36/5=1.67mg/L缺氧池进水BOD5：=112mgBOD/L；生物量rbCOD/bCOD=(170-36.55-85.14)/(182.4/0.58-85.14-36.55)=48.31/192.8=0.25；Kde(20℃)=0.20gNOX-N/gBiomass·d0.20×1008/3000=0.067gNOX-

(14℃)=

(20℃)×1.026（T-20）=0.067×1.026（14-20Vn===7481m³≈7700VaVa=Vo×0.16/0.6=6040m³ΣV=4×(VO+VN+VP)= )=4×36390=145560（五）水力停留时间校缺氧区，tn=Vn/Q=7700/3125=2.46h,0.5-3h；时间=1.93+2.46+7.25=11.64h7-14h（六）剩余污泥量=9046（七）校核 （4）fav：ΔXii：ΔXii=ΔX−ΔXV=8977-5227=3750ΔXi:ΔXi=Δ𝑋𝑉–[𝑌𝑄(𝑆0–𝑆𝑒)−𝐾𝑑Δ𝑋𝑎+Δ𝑋𝑒=5227-1115.6=4111.4Δ𝑋𝑎/Δ𝑋𝑒=1/𝑓𝑑𝐾𝑑𝜃𝑐=1/(0.2×0.12×13)=3.2解得Δ𝑋𝑎=3132.4kg/d 由ΔXiiXii=1000×XiiQ由ΔXiXi=1000×XiQ每氧化1mgNH3-N需消耗7.14mg；每1mgNO3--N产生碱度3mg；1mgBOD50.3mg。12%计，则每日用于合成的总氮=0.12×5227=627kg/d，627×1000/75000=8.36mg/L用于合成；NH3-N=反硝化产生碱度：所需脱硝量=2-16-8.36=17.64mg/L；350-204.5+53+53.22=251.7mg/L>100mg/LCaCO3计)，pH≥7.2。反应池尺寸

单

单pV=6040m3单p nVnnnS=Vnn1b1oVoooS=Voo123+13l×b×h=100m×11m×6m,S=100×11×3=3240m2；1l×b×h=50m×11m×6m，S=550m2121212反应池进、出水系统每组生物反应池分配到得水量2RQR孔口过水断面AQ21.693 Q3=

2gbH2＝1.86bH式中孔口过水断面AQ44.29 7i7i生物反应池设备选(1)（以单组反应池计算6l×b×h==10m×17m×6m。2～8W／m34W／m3。转速：13m×1.m×.8m2～8W／m36W／m3。DQT04012（48转速：13m×1.m×.8mRR2RQRRi＝2.3RiRi单单

二沉二沉池配水井

qH——堰上水头b——堰宽，m，b=1.2m；m00.33。

则H 02gm2b0

29.80.332

0.62m‘二沉池设824每座沉淀池设计流量Q′=4.514/8=0.564m3/s=2031m3/h。1.5m3/（m2·hD 二沉池实际有效面积

2 2实际表面负荷qn

0.56436001.17m3m2h，符合要求Q'QqyD

3.82L/sm4.34L/s则qy

qy

1.27L/(sm)<1.7L/(sm，基本满足要求G24(1R)Q' (10.5)0.564360024 G 140.4kg/(md)150kg/

d t=3h，则h2tq31.173.51mh2′=2—4mh2′=4m，D/h2′=47/4=11.756~12h"

(1

(10.5)0.5643.3331.53600R 0.5(XR

)

0.5(3.33310)h=h'h" h=D1-D2tan552-1tan5 2 二 设池底坡度

h=iD-d=0.0547-2 取H=8.0m。 0.564槽中水深h= 36001.40.8布水孔平均流速vn=2t式 vn——配水孔平均流速，0.3—mmmt=720s，G=20s-120℃时，=1.006×10-m27201.00610-故vn=27201.00610-

布水孔数n= 3600vnS

0.764

n=5671

v2-v2Gm= 22t式中v——配水孔水流收缩断面的流速，m/s，vvn，因设有短管，取 v——导流絮凝区平均 速，m/s，v= v2

=0.564(1+0.5)(47+0.8) v2-v2

Gm= 2

=

=20.0s2t 27201.00610-6总剩余污泥流量Qw

c

==5.4总污泥回流量QRRQ0.54.51410008282.1L/则二沉池污泥出流量Qwn=Qw+QR287.53103287.531031组二沉池回流污泥流量Q回=4282.1=1128.4L/s，取管径DN1000，v=1.44m/sQw1=4Qw=4×5.4=21.6L/sDN200mm，v=0.8m/s。B2Qw2=2Qw1=43.2L/sDN250mm，v=0.885m/s。C22n池

灯管数:初步选用UV4000PLUS紫外设备，每3800m3/d需2.5根灯1026个TROJAN公司生产的紫外系统主要参管灯管式6-2800洗 UV4000PLUS2UVUV71.5m，则总长L为10-100s需氧量计𝑂2=𝑄0𝐾𝑍（𝑏𝐶𝑂𝐷0−𝑏𝐶𝑂𝐷𝑒）−1.42(Δ𝑋𝑎+Δ𝑋𝑒)+4.57[𝑄0𝐾𝑍(𝑁𝐾−𝑁𝐾𝑒)−0.12Δ𝑋𝑉]2.86[𝑄0𝐾𝑍(𝑁𝑡−𝑁𝐾𝑒−𝑁𝑜𝑒)=31251生化池总需氧量𝑂2′=4𝑂2=4×31251=1250040.3m，则上静水压5.7m，氧转移效率EA＝20%，计算温度T＝28℃。AORSOR。SOR

AORCs1.024(T-20)(

s(T

-C)F式中（kgO2/d（kgO2/dT28℃考虑；其中 os

2.026

42

s(T dPdo

7921(1EA

100

100EA15%—25%，EA

o

17.547.92=9.45mgs

2.026

42

s(T

2.026

42 𝑂=𝑂·𝐶𝑠(20)/(𝛼[𝛽·𝜌·𝐶𝑠（28）−𝐶] =31251×9.17/(0.7×[0.95×1×9.16−2.0=63160kg/d= AGs= =52222mA总空气量为𝐺𝑠’=4𝐺𝑠=4×52222=208889鼓风机选式中HkPa，1mH2O9.8kPa；Hd——扩散设备风压损失，kPa，3-5kPa，Hd=4kPa；hf2kPa；hs5kPa。根据平均供气量𝐺𝑠=208889m3/h=2481.5m3/min66.86kPa，GM55L6，42ABCDEFGHJQ 曝气器数量计算（以单组反应池计

SORmaxcn1SORmax=6232×1.3=按供氧能力计算所需曝气器数量。采用微孔曝气器，参照有关手册，选用STEDCO240EA＝25%-31q=0.22kg/h。nn11

=出水泵贮泥池及污泥离心脱水机1

A2/O生化反应池剩余污泥总量△X 水率取99.5%，污泥密度γ=1000kg/m3，则二沉池剩余污泥日产量为V=

= =7236.82(1-p0 2 总污泥日产量V＝V+V=1300 .8＝8537m3/d=355.7m3/h 134h6V=8537/3/6=474.3m3则每格贮泥池尺寸为L×B×H=9m×9m×6.3m260030-拟选用260030-二沉池回流污泥泵选回流量QRRQ0.5 n出水潜污泵选150m出水泵房h=2.0m，L=11m，B=16.5m。V=L·B·h=11×16.5×2.0=363m³>338.6m³水力计算参数Q-D-i-v设计流量管径管坡度流速QQ二沉池回QQ二沉池剩4.60m3.00m。以常水位计算，靠重力5.0m(0.00m。15.1取冗余沿程水力损失h0=0.1m(0.05m)出水泵房集水池—排放局部水头损失：进口：1出口：1则h

h总=hfh池—出水泵房集水4514L/s。2 2

)1/

(4.514/ 0m2b20

0.4223.22m00.42；b——池有2个廊道，每个廊道宽度4m。h总=h跌二沉池出水口—hf=Li=60×1.8/1000+80×0.8/1000+50×0.7/1000+25×0.5/1000+1400.55/1000=局部水头损失：进口：出口：90°弯头