水污染控制工程计算题概述

题1.1已知某小型污水处理站设计流量3=m2=93m(v取003m/s)93m(v取003m/s)表面水力负荷q=U0=2.8m3/(m2h)算竖流沉淀池直径，确定池数。设计沉淀池数为四只，池型为圆形，估算单池的直径约为单池流量Q=Q/4=100m/h⑵中心管的截面积和直径Q00/360098%，试为处理站设计竖流式初沉池。7m,符合要求V0.03=.20.oo(3)喇叭口直径d1=1.35d=1.35X1.1=1.5m⑷反射板直径=1.3d1=2.0m(5)中心管喇叭口到反射板之间的间隙高度h3Q100/36000.29：100f1=35.7m2.8(7)沉淀池直径JID/h2=7/3.7=1.89<3符合要求(9)污泥斗的高度和体积取下部截圆锥底直径为0.4m，贮泥斗倾角为55°，则h5=(7/2-0.4/2)tg55=4.7mV1=(R2+Rr+r2)扫引3=(3.52+3.5X0.2+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w24Qq1000(100—p0)T=241000.250.552=33m210001(1—0.98)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。2曝气池的宽度：设计曝气池的宽度B为1.2某城市污水处理厂，设计处理流量为3试计算与设计该活性污泥法处理系统根据提供的条件，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2.曝气池的计算与设计(1)污泥负荷的确定0.27kgBOD5/kgMLSSd(2)污泥浓度的确定算曝气池污泥的污泥浓度(3)曝气池容积的确定根据实验或经验以及所要求的处理效果，本曝气池采用的污泥负荷率(Ns)为:(一般为0.2〜0.4kgBOD"kgMLSS.d)(5)曝气池主要尺寸的确定：067700mg/LSVI130(1+R)w(1+0.35)R(1+R)w(1+0.35)根据计算，曝气池有效容积V为：30000(200-20)200030000(200-20)20000.27=Q(So-Se)s=10000m2345⑷曝气池停留时间的校核:曝气池停留时间T24Q1000024=8小时300001)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，则每座曝气池的面积(At)为:.1250m24根据计算，鼓风机房至最不利点的空气管道压n为1.735kPa，则取微孔曝气盘及其配管的空气压力损失为4.9kPa。则总压力损失为1.735+4.9=6.635kPa。取释放器出口剩余压力3kPa。鼓风机所需压力为p=(4.0-0.2)X9.8+6.635+3=46.9kPa。m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0.75〜1.5)。30000/24=1875m3/h沉淀池表面积A=Qmax/q=1875/1.0=1875m2每座二沉池的直径设计取D1=25m。H1=Qmaxxt/A=1875X2/1875=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底及5.剩余污泥量的计算每日污泥的增长量(剩余污泥量)为：AX=aQ(S。-Se)-bVXX=0.630000(200-20^0.075100002000=1740000g/d=1.74t/d3.146.回流污泥系统的计算与设计污泥回流量QR=RXQ=0.70X30000/24=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7.营养物的平衡计算(1)BOD5=30000X(0.2-0.02)=5400kg/d;满足废水一级排放标准的要求。(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;(4)曝气池中MLSS为3500mg/L;(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2.51.估计出水中溶解性B0D5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:⑴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=0.65x22x1.42mg/L=20.3mg/L(3)可生化悬浮固体的BODL换算为BOD5=0.68x20.3=13.8mg/L(4)确定经曝气池处理后的出水溶解性BOD5,即Semg/L=Se+13.8mg/L，贝USe=6.2mg/L若沉淀池能去除全部悬浮固体，则处理效率可达：体积丘=25°-6.2=975%已知：TIC=10d,Q=21600m3/d,Y=0.5mg/mg(查表选定),Se=6.2mg/L,X=3500mg/L,KddcQY(S。：Se)X(1K^C)10216000.5250「6.233m4702m350010.0610)3.计算每天排除的剩余活性污泥量选计算Yobs：YobsYc51-0.0610=0.3125XV=YobsQ(S0：Se)=0.312521600(250-6.2)10°kg/d=1645.7kg/d5444.计算回流污泥比RVSS0mg/L，回流污泥VSS浓度=8000mg/L3500(QQR)=8000QR,得R二理=0.78QtV4702d=0.217d=5.2hQ216006.计算曝气池所需的空气量1)生化反应中含碳有机物全部生化所需的氧量:BODLSekg/d=7744kg/d2)生化反应所需氧量所需氧量=(7744-1.42X1645.7)kg/d=5407.1kg/d(2)根据所需的氧量计算相应的空气量23.2%，则所需的理论空气量为:5407m/d=139406m/d31.2010.2322)实际所需的空气量为：19406m3/d=242.58m3/d=168m3/min3)设计所需的空气量为：1.3168m3/min=218m3/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有机填料容积负荷Nv=2.0kgBOD5/m3d，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Q(订0~■「se)2500(0.15-0.02)=162.5m3N2.0v3.生物接触氧化池总面积162.5=65m22.54.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:A65A=—=—=22m<25m2n3时间V4.06.02.53T=一=1.73h1.5h合理Q2500/246.确定生物接触氧化池的总高度H=HHHH=2.50.50.51.0=4.5m0,237.确定空气量空气量O=20XQ=20X2500/24/60=35m3/min.选择风机二台(一用一备)，风压5mH2O，风量40m3/min。曝气系统的设计计算同活性污泥法。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:55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:COD<70mg/LBOD5<20mg/LSS<20mg/LNH3-N<10mg/LTP<1.0mg/L1.设计水量计算qvXXl/1000=9900m3/d式中，10%为污水管网的地下水渗入系数，设计取平均日污水量10000m3,一级处理构筑物设计流量参照总变化系数kz(kz=1.59)，以提升泵房的提升泵最大组合出水量为设计流量，生化处理构筑物取最大日10h2.一级处理构筑物计算(略)3.二级生化处理构筑物设计设计两组平行系统，计算各池容积。3.1进入生化处理构筑物水质指标确定设污水经过一级处理后，进入生化处理构筑物各水质指标浓度为：活性污泥挥发性固体含量MLVSS/MLSS=0.7Ns=0.15kgBOD5/kgMLVSS-d20C时反硝化速率为0.12kgNOx-N/kgMLVSS-d内源呼吸速率3.3按反硝化速率和硝化菌比增长速率设计计算TKN:28.5mg/LTP4.5mg/LBOD5污泥负荷gBODd厌氧池通过回流二沉池的沉淀污泥，使在好氧池过度摄磷的活性污泥在厌氧他进行磷释放，因为影响释磷过程一般为l~2h。厌厌thVXX2.0=1083(m3)回流污泥浓度厌厌SVI=100亜10000=3330(mg/L)缺氧池通过曝气池混合液内循环，使在好氧池中经硝化反应所产生的硝酸根离子和亚硝酸根离子回流至缺氧池进行反硝化反应。预设生化系统每天生成活性污泥(MLVSS)300kg/d，活性污泥含氮量以TNmgLTN为6mg/L，贝U26.2r+R+126.2r+R+1缺氧池容积V缺为：V缺=1.3X10000X(26.2-6)/(0.7X3330X0.12X1.05(15-20)=1197(m3)缺氧池停留时间t缺缺tX)=2.21(h))缺1c.好氧池设计计算小泥龄Bmin=1/0.23=4.35d取K=1.3，安全系数NNJ一N+K1NSfXXd除负x7x3330好好氧池容积V=6.7X1.3X10000/24=3629(m3)。好A2/O系统总容积V总=1083+1197+3629=5909(m3T=10.9(h)总3.4按污泥负荷设计计算a.厌氧池设计计算(厌氧池设计计算同前)。b.A/O池容积计算VA/O=1.3X10000X(140-20)/0.15X0.7X3330=4457(m3)tA/O=4457/(1.3X10000/24)=8.2(h)按照经验数据，缺氧段与好氧段的停留时间比=1:3计算，则缺缺好氧段V=3342m3，t缺缺好氧段V=3342m3，t=6.lh。好好AOVAOV留时间t为：V=1083+4457=5540(m3)，t=10.2(h)3.5剩余污泥量计算a.硝化菌生成污泥量：WV1=1.3X10000X(26.2-0)X0.1/1000=34(kg/d)式中硝化菌产率系数取0.1kgVSS/kgNH3-Ndb•异氧菌生成污泥量：Wv2=1.3X10000X(140-20)X0.6/1000=936(kg/d)剩为：V=1386/0.8%=173(m3)剩3.6除磷量校核本污水厂生化系统每天要求的除磷量为1.3X10000X(4.5-1.0)=45.5kg/d，而普通活性污泥法剩余污泥含磷约占污泥干重的1.5%，如果使用普通活性污泥法仍产生970kg/d的污泥，则由于同化合成作用而去除的g.7需氧量计算a.降解有机物需氧量：O1=1.3X10000X(140-20)/(0.68X1000)=2294(kg/d)b.c.d.6)/1000=762kg/d硝化氨氮需氧量：02=4.57X1.3X10000X(26.2-0)/l000==1574(kg/d)XXX⑴基本设计参数计量(设在此不考虑初次沉淀池的计算)生活污水和工业废水混合后的由于生活污水和工业废水混合后BOD5浓度较高，应考虑回流，设回流稀释后滤池进水BOD5为300mg/L，回流比为：600qV+30qV「=300(qV+qVr)r⑵生物滤池的个数和滤床尺寸计算设生物滤池的有机负荷率采用1.2kgBOD5/(m3-d),qV300「30于是生物滤池总体积为:10000(1.11)3003Vm=5250m3二4350m:21m.3.14⑶校核d100001.1+1....d002水用框图表示混凝法处理废水(或原水)的工艺流程，并说明各部分的作用。试设计苦咸水(高含盐量水，含盐量几千~1万mg/L)淡化除盐的工艺流程。从水中去除某些离子(例如脱盐)，可以用离子交换和膜分离法。当含盐浓度高时，应采用哪种生活污水处理方法有哪三级。各有哪些处理设施。试设计苦咸水(高含盐量水，含盐量几千~1万mg/L)淡化除盐的工艺流程。设计生产纯净水的工艺流程。某化工厂排出含汞废水(Hg: