【《对硝基苯酚污水处理工艺构筑物设计计算案例》13000字】

对硝基苯酚污水处理工艺构筑物设计计算案例目录TOC\o"1-3"\h\u13925对硝基苯酚污水处理工艺构筑物设计计算案例 111444第1.1节格栅 218551.1.1设计说明 2126491.1.2进出水水质 2284101.1.3设计计算 314871.1.4设备选型 51957第1.2节事故池 6205611.2.1设计说明 6266801.2.2设计参数 6300651.2.3设计计算 63818第1.3节调节池 6325841.1.1设计说明 6141461.1.2设计参数 7301481.1.3设计计算 7168561.1.4设备选型 822015第1.4节Fenton氧化池 8171081.4.1设计说明 823421.4.2进出水水质 9137431.4.3设计计算 932712第1.5节混凝沉淀 1119941.5.1设计说明 11318891.5.2进出水水质 11309211.5.3设计计算 1212713第1.6节气浮池 2417621.6.1设计说明 24118661.6.2设计参数 2437061.6.3进出水水 25180951.6.4设计计算 25163221.6.5设备选型 3011551第1.8节水解酸化池 1251461.8.1设计说明 1303411.8.2进出水水质 1238691.8.3设计计算 117147第1.9节SBR 5302141.9.1设计说明 5231091.9.2进出水水质 5304181.9.3设计参数 6166351.9.4设计计算 620483第1.10节曝气生物滤池 11131981.10.1设计说明 1229331.10.2进出水水质 1278941.10.3设计参数 12274931.10.4设计计算 1210711第1.11节二氧化氯消毒池 1765471.11.1设计说明 17171121.11.2设计计算 1712431第1.12节污水提升泵房 1929187第1.13节本章小结 19第1.1节格栅1.1.1设计说明格栅用以截留污水中较大的悬浮物或漂浮物[41]。本次设计采用中格栅，以减少污染物的负荷。1.1.2进出水水质表3-1 格栅进出水水质水质指标CODSSPNP色度TOCBOD进水140002005000300倍33003000去除率010％0000出水140001805000300倍330030001.1.3设计计算格栅的设计示意图如图3-1所示。图3-1格栅示意图设栅前水深h为0.3m，栅条间隙e为0.016m，栅条宽度s为0.01m，过栅流速v=0.3m/s，过栅流量：Q=表3-2格栅设计基础参数类别设计处理流量（m3/h）格栅数n（座）栅条间隙e（m）过栅流速v(m/s)格栅倾角α经验数值——0.010~0.0400.345º～75º设计值12520.0160.360º栅条间隙数n=Q式中，n——格栅栅条间隙数，个；Q——设计流量，0.0347m3α——格栅倾角，60°；e——格栅栅条间隙，0.016m；h——格栅栅前水深，0.3m；v——格栅过栅流速，0.3m/s。n=栅槽有效宽度B设栅条宽度s=0.01m，则栅槽宽度为：B=s（3）栅槽总长度L①进水渠道渐宽部分的长度L1取进水渠宽B1=0.2m，其渐宽部分展开角度α1=20°，则：L②栅槽与出水渠连接处的渐缩部分长度L2L③栅前渠道深H1取栅前渠的超高h2=0.3m，则：H=④栅槽总长度LL=（4）格栅的水头损失h1ℎ1式中：h1——过栅水头损失，m；h0——计算水头损失，m；g——重力加速度，9.81m/sk——格栅受污染物堵塞后时水头损失增大倍数，取k=3；ζ——阻力系数，与栅条断面形状有关。设栅条断面为锐边矩形断面，β=2.42，代入数据得：ℎ（5）栅后槽总高度H=（6）每日栅渣量W=86400Q式中：Kz——变化系数，取1.3；W1——栅渣量，本设计中格栅间隙为0.016m，取W1W=由于W>0.2m1.1.4设备选型采用NC型机械格栅[42]，一用一备，具体参数如下表3-3所示表3-3中格栅主要参数表格栅型号有效栅宽/mm有效栅隙/mm运动速度/（m/min）水流速度/（m/s）电机功率/kwNC-4003005-203≤10.25第1.2节事故池1.2.1设计说明由于废水出水水质、水量波动较大，为了避免发生事故时水量和水质产生很大的变化而对后续处理工艺产生影响，因此设置事故池接纳事故废水。1.2.2设计参数（1）设计流量Q=（2）停留时间t=3h1.2.3设计计算（1）有效容积V=125×3=375m3（2）池表面积设池高度取H=5m，超高0.5m，则池表面积A为：A=则事故池的尺寸为L=10m，B=9m，H=5m。第1.3节调节池1.1.1设计说明调节池的主要作用是使各股废水进行充分混合，均衡水质，并为后续处理单元提供稳定处理水量。1.1.2设计参数（1）设计流量Q=（2）停留时间t=8h1.1.3设计计算调节池的设计示意图如图3-2所示。图3-2调节池设计示意图调节池容积V所设计调节池的实际容积为有效容积的1.2倍，则V=调节池尺寸调节池有效水深设计为5m，超高为0.5m。A=取池长L为20m，池宽B为12m，池高H=5+0.5=5.5m，则调节池的尺寸为L=20m，B=12m，H=5.5m。进出水管设计水量为34.7L/s，设进出水管径为400mm，管道材质为碳钢，取管道充满度为0.7，则管内流速为：u=4Q1.1.4设备选型根据调节池的有效容积，搅拌功率一般按1m3污水4～8W选配搅拌设备[43]。本工程取5W，则调节池选配潜水搅拌机的总功率为1200×5=6kW。选择2台QJB型潜水搅拌机（不锈钢），一用一备，主要性能参数见表3-4。表3-4QJB型潜水搅拌机主要性能参数表ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>闪红光</Author><Year>2002</Year><RecNum>71</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[35]</style></DisplayText><record><rec-number>71</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="szppfavt1raswweawwzvwfd35e2szr5zr2ap"timestamp="1524964538">71</key></foreign-keys><ref-typename="Book">6</ref-type><contributors><authors><author><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">闪红光</style></author></authors></contributors><titles><title><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">环境保护设备选用手册</style></title></titles><dates><year>2002</year></dates><pub-location><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">北京</style></pub-location><publisher><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">化学工业出版社</style></publisher><urls></urls></record></Cite></EndNote>潜污泵型号额定功率/（kW）额定电流/（A）叶轮直径/（mm）转速/（r/min）质量/（kg）QJB7.5/6-640/3-303/C/S7.5300640303389第1.4节Fenton氧化池1.4.1设计说明化学原理为：Fe2+Fe3+RH+∙OH→R∙+R∙+Fe2+通过投加氧化剂形成中间产物，从而达到去除污染物的目的。1.4.2进出水水质表3-5Fenton氧化池进出水水质水质指标CODSSPNP色度TOCBOD进水140001805000300倍33003000去除率50%40％95%50%50%50%出水7000108250150倍165015001.4.3设计计算机械混合槽通过投加设备投入氢氧化钠调整污水的PH值至3左右，在线PH值监控仪2套，型号PE-7ES；碱投加设备1套；池体一套：设计处理能力3000m3/d，池体结构：钢制（加强级防腐、抗渗），反应时间取0.5h，则混合槽的有效容积为：V=QT=池体的尺寸为：池长10m，池宽2.5m，高2.5m，其中保护高为0.5m。Fenton氧化池①池体结构：钢制（加强级防腐、抗渗）,设计处理能力3000m3/d，通过两套投加设备依次投入硫酸亚铁和双氧水，水力停留时间1h，则池体的有效容积为：V=QT=池体的尺寸为：池长10m，池宽5m，高2.5m，其中保护高为0.5m。②每日投加氧化剂的量的计算FeSO4的投加率为0.1kg/m3，则每天投加的量为：W由于投加的H2O2/FeSO4=4:1，则每天投加的H2O2量为：W双氧水的H2O2浓度为25%，则每天需要的双氧水量为：WpH值调整混合槽Fenton试剂为氧化反应结束后，pH值约为5，投入一定碱剂进行中和反应，使污水的pH值为6.5；本设计投加的碱剂为NaOH，反应时间取0.5h，则混合槽的有效容积为：V=QT=池体尺寸：池长10m，池宽2.5m，高2.5m，其中保护高为0.5m。每kg污水的PH值由5升至6.5所需投加的NaOH的量为0.08kg/m3,则每天所要投加的NaOH的量为：W通过水力搅拌混合调整PH值，在线PH值监控仪2套，碱投加设备1套。产泥量计算进水COD为14000mg/L,COD去除率为50%，按每去除1kgCOD产生0.3kg干污泥进行估算，每天去除COD量为：14000×50%×3000×干污泥重：W根据污泥含水率为95%，则湿污泥重：W取ρsV（5）进出水管设进水管径为400mm，管道材质为碳钢，取管道充满度为0.7，则管内流速为：u=设出水管径为300mm，管道材质为碳钢，取管道充满度为0.6，则管内流速为：u=第1.5节混凝沉淀1.5.1设计说明（1）混凝混凝处理包括凝聚和絮凝两个阶段[45]，混凝处理的工艺流程为：（2）沉淀池本设计选择平流式沉淀池[46]，对于本例中的水质水量很适用。1.5.2进出水水质表3-6混凝沉淀进出水水质水质指标CODSSPNP色度TOCBOD进水7000108250150倍16501500去除率80%80％80%50%60%80%出水140021.65075倍6603001.5.3设计计算药剂选择选择药剂需要考虑的因素为：处理效果好，能满足设计要求价格便宜，投加量适中，防止费用过高产品性能稳定，易于储存，投加方便不产生二次污染在水处理过程中，混凝剂主要分为铝盐和铁盐两大类，铝盐作为混凝剂时形成矾花的速度快，且颗粒的粒径和密度都比较大，因此有很好的沉淀效果。铁盐形成的矾花比重大，易沉降，适宜的pH值范围与铝盐类似，约为5-9。但是铁系混凝剂处理后的水的色度比用铝盐高。因此，此处选择聚合氯化铝（PAC）作为混凝剂、聚丙烯酰胺（PAM）为助凝剂，按一定的顺序投加可以发挥药剂的最大效果。（2）药剂投加量①PAC投加量PAC药液浓度为10%，最大投加量50mg/L，平均投加量30mg/L，配制5次/d。PAC平均投加量计算：m②PAM投加量PAM药液浓度为15%，最大投加量3mg/L，平均投加量2mg/L，配制5次/d。PAM平均投加量计算：m（3）PAC配制储存设施①溶解池体积W1：W1式中：a——药品投加量；Q——设计处理水量；b——药液浓度，10%；n——每日配制的次数，取5次。W溶解池设置1座。设计池深H为5m，超高取0.5m，池体设计为圆柱体，则溶解池底面面积、直径为：A=D=②储液池尺寸大小与溶解池设计一致，设置1座。③搅拌机选型选择JBJ型折浆式混合搅拌机，一用一备，其搅拌机主要技术参数为：表3-7JBJ型折浆式混合搅拌机主要性能参数叶轮直径/（mm）电机功率/（kW）主轴转速/（r/min）浆形22002251四叶45°斜浆（4）PAC加药装置的选择拟采用加药装置进行药剂配置、存储、投加，通过查阅相关选型书籍，选用JY型加药机。其主要参数如表3-8。表3-8JY型加药机主要性能参数ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>闪红光</Author><Year>2002</Year><RecNum>71</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[35]</style></DisplayText><record><rec-number>71</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="szppfavt1raswweawwzvwfd35e2szr5zr2ap"timestamp="1524964538">71</key></foreign-keys><ref-typename="Book">6</ref-type><contributors><authors><author><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">闪红光</style></author></authors></contributors><titles><title><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">环境保护设备选用手册</style></title></titles><dates><year>2002</year></dates><pub-location><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">北京</style></pub-location><publisher><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">化学工业出版社</style></publisher><urls></urls></record></Cite></EndNote>型号外形尺寸/（m）投加量/（L/h）投加方法搅拌机功率/（kW）搅拌桶容积/L溶液桶容积/LJY-31.55×1.55×2.6030~390计量泵0.5510002000PAC投加设备选型PAC投加流量为：q选用两台EH375单级螺杆泵，一用一备，具体参数如表3-9。表3-9单级螺杆泵主要性能参数ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>闪红光</Author><Year>2002</Year><RecNum>71</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[35]</style></DisplayText><record><rec-number>71</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="szppfavt1raswweawwzvwfd35e2szr5zr2ap"timestamp="1524964538">71</key></foreign-keys><ref-typename="Book">6</ref-type><contributors><authors><author><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">闪红光</style></author></authors></contributors><titles><title><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">环境保护设备选用手册</style></title></titles><dates><year>2002</year></dates><pub-location><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">北京</style></pub-location><publisher><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">化学工业出版社</style></publisher><urls></urls></record></Cite></EndNote>[47]螺杆泵型号工作流量/（m3/h）转速/（r/min）轴功率/（kW）电机功率/（kW）进口直径/（mm）出口直径/（mm）EH3754.52170.521.56550PAM配制储存设施①PAM溶解池体积W1’：W溶解池设置1座。设计池深H’为1.5m，超高取0.5m，为了为后续设置搅拌装置，使溶液搅拌均匀，池体设计为圆柱体，则溶解池底面面积、直径为：AD②储液池尺寸大小与溶解池设计一致，设置1座。PAM加药装置的选择拟采用加药装置进行药剂配置、存储、投加，通过查阅相关选型书籍，选用JY型加药机。其主要参数如表3-10。表3-10JY型加药机主要性能参数ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>闪红光</Author><Year>2002</Year><RecNum>71</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[35]</style></DisplayText><record><rec-number>71</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="szppfavt1raswweawwzvwfd35e2szr5zr2ap"timestamp="1524964538">71</key></foreign-keys><ref-typename="Book">6</ref-type><contributors><authors><author><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">闪红光</style></author></authors></contributors><titles><title><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">环境保护设备选用手册</style></title></titles><dates><year>2002</year></dates><pub-location><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">北京</style></pub-location><publisher><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">化学工业出版社</style></publisher><urls></urls></record></Cite></EndNote>型号外形尺寸/（m）投加量/（L/h）投加方法搅拌机功率/（kW）搅拌桶容积/L溶液桶容积/LJY-31.55×1.55×2.6030~390计量泵0.5510002000PAM投加设备选型PAM投加流量为：q采用单级螺杆泵，外配流量计量设施，选用两台EH600单级螺杆泵，一用一备，具体参数如表3-11。表3-11单级螺杆泵主要性能参数螺杆泵型号工作流量/（m3/h）转速/（r/min）轴功率/（kW）电机功率/（kW）进口直径/（mm）出口直径/（mm）EH630.202840.020.552520混合池设计混合池尺寸设计所设计的混合池为圆柱形，混合时间一般为10~60s，取混合时间T=60s，池数n=1。混合池容积W：W=设混合池直径D=2.0m，则混合池深度H为：H=因为HD=0.66混合池超高0.5m，混合池总高H=0.66+0.5=1.16m。进出水管设计混合池池设计进出水量为125m3/h=34.7L/s，设进出水管径为300mm，管道材质为碳钢，取管道充满度为0.6[42]，则管内流速为：v=混合池搅拌机及螺杆泵选型混合池搅拌机采用ZJ型折桨式搅拌机，其主要参数如下：型号：ZJ-750，搅拌功率3kW，浆叶一般距池底250mm。废水与药剂在混合池中充分混合后，通过螺杆泵输送至沉淀池中。螺杆泵选用两台EH4500单级螺杆泵，一用一备，具体参数如表3-12。表3-12单级螺杆泵主要性能参数[46]螺杆泵型号工作流量/（m3/h）转速/（r/min）轴功率/（kW）电机功率/（kW）进口直径/（mm）出口直径/（mm）EH45001552541722200150（9）反应池设计综合比较各种絮凝池优缺点，在本次设计中选用机械絮凝池。机械搅拌反应池设计流量为Q=125m3/h，设计示意图如图3-3。图3-3机械搅拌反应池设计示意图反应池容积V=QT式中：T——混合时间，本例取21min；Q——处理水量，125m3/h；n——池数，1个；则V=反应池尺寸反应池分为3格，每格尺寸为L×B×H=2.3×2.3×3（m），超高取0.3m，则V池子总高度为1.3m。③搅拌设备a.叶轮直径及桨板尺寸叶轮直径设计1.84m[45]。桨板长度取l=1.2m，桨板宽度取b=0.15m。则lD每个叶轮内外侧各4块桨板，内外间距为S=0.3米，则桨板面积过水断面面积叶轮直径r2外图3-4叶轮尺寸由叶轮半径与桨板宽度之差有：rrrb.叶轮转数n0其中：D0取v1=0.5ms，v2nnn浆板转动时所消耗功率N01、N02、N03：第一格外侧浆板：N'01第一格内侧桨板：N''第一格搅拌轴功率为：N同理分别可计算出N02、N03，分别为0.052kW、0.018kW。总功率：N选择四台型号为Y801-4的电动机，三用一备，转速为1390r/min，额定功率为0.55kW。④G值和GT值校核设水温t=20℃，查得μ=1.02×10-3Pa·s，则第一格：G第二格：G第三格：G反应池平均速度梯度：G即GT=70.66×21×60=8.9×104，在104~105之间，设计合理。⑤进出水管机械搅拌反应池设计进水量为125m3/h=34.7L/s，设进出水管径为300mm，管道材质为碳钢，取管道充满度为0.6[48]，则管内流速为：v=（10）沉淀池①沉淀池尺寸A.设计负荷和池面积图3-5平流式沉淀池设计示意图取t=1h，表面负荷q=1.5m3/(m2·h)，则池底面积为：A=设计沉淀池个数n=2，则单个沉淀池所需地面积为：AB.沉淀池长、池宽、水深池宽B取3m，则池长L=按水平流速校核（初沉池最大水平流速为7mm/s）,则水平流速：v=有效水深：h=qt=1.5×1=1.5m校核：LBLℎ=泥斗设计图3-6泥斗设计尺寸示意图A.产泥量本设计中的污染物多为有机物质，在经过混凝后可沉降大部分，污泥含水率为95%。W=Q×(式中：Q——污水流量，取125m3/h；γ——污泥容重，取γ=1000kg/m3；C1——进水悬浮物浓度，取108mg/L；P——污泥含水率，取95%；C2——出水悬浮物浓度，取21.6mg/L。B.污泥斗高度设计污泥顶边长为1.0m，污泥底边长为0.5m，污泥斗角度为67°ℎC.泥斗体积V==10.47mD.污泥停留时间t=V因此排泥时间为每2d排一次。池体总高度设缓冲层高1.0m,沉淀池保护水深取0.5m，超高取0.5m，已知有效水深为1.5m，泥斗高度为3m，则H=1.5+3+1.0+0.5+0.5=6.5m出水堰设计：取堰口负荷为200m3l=每根支渠长度为：l穿孔墙设计：本设计中取穿孔花墙开孔率为9%，穿孔墙高3m，则穿孔花墙孔的总面积为：A采用直径为100mm的孔，则所需孔数为：n=A100个孔，设计为横向排布10个，纵向（深）10个出水三角堰的设计：设计三角堰堰口角度为90°，堰上水头H1则单个三角堰的流量为：q三角堰总个数：n=每条出水堰所含三角堰个数为n则三角堰中距为l设备选型排泥采取机械排泥方式。通过查阅环保设备选用手册，根据沉淀池设计池宽选用PGT-3型刮泥撇渣机，其具体参数见表3-13。表3-13PGT型行车式提靶刮泥撇渣机主要技术参数机型池宽B（m）池深H（m）行车速度（m/min）运行功率（kW）设备质量（kg）PGT-333~1.50.6~1.22.25约3500进出水管设进出水管径为200mm，管道材质为碳钢，取管道充满度为0.6，则管内流速为：u=第1.6节气浮池1.6.1设计说明气浮法是以微小气泡作为载体，吸附水中的杂质颗粒，使其视密度小于水，然后颗粒被气泡夹带浮升至水面与水分离去除的方法。本设计采用部分回流加压溶气气浮池，设置两座，一用一备。1.6.2设计参数加压溶气气浮法设计示意图见图3-7。;;图3-7平流式气浮池设计示意图气浮池主要设计参数包括接触池上升流速、分离室停留时间和回流比等，具体如表3-14所示。表3-14气浮池设计基础参数[49]类别设计处理流量/（m3/h）池数n/座接触池上升流速VC/(mm/s)分离室停留时间t/min回流比R经验值————10~2010~2010%~20%设计值1252202019%1.6.3进出水水表3-15气浮池进出水水质水质指标CODSSPNP色度TOCBOD进水140021.65075倍660300去除率20%20％50%10%20%20%出水112017.32567.5倍5282401.6.4设计计算（1）主要工艺指标①气浮池所需空气量Qg式中：Qg——所需空气量，kg/h；Q——设计处理流量，125m3/h；γ——空气容重，设平均水温为20℃，即γ=1.164g/L;CS——20℃下，一个大气压下空气的溶解度CSf——溶气效率，取0.8[49]；P——溶气压力，取P=0.4MPa=4atm；R——溶气水回流比，19%；Q②所需空压机额定气量Qg’Qg式中：Qg'——空压机额定气量，mΦ'——安全系数，一般为1.2~1.5，取1.4[49]Q加压溶气所需水量QrQr式中：Qr——加压溶气所需水量，mkT——溶解度系数，查表可得20℃水kQ（2）气浮池本体气浮接触室A.接触室表面积ACAC式中：Qr——加压溶气水量，20m3/h；VC——接触池上升速度，取20mm/s。AB.接触室长度LCLC式中：AC——接触室表面积，2m2；BC——分离室宽度，本设计取4m。L②气浮分离室A.分离室表面积AS式中：Q——废水设计处理流量，125m3/h；Qr——加压溶气水量，20m3/h；Vs——分离室水流向下速度，本设计取1.67mm/s。AB.分离室长度LSLS式中：AS——分离室表面积，24.1m2；BS——分离室宽度，4m。L长宽比LS/BS=6/4=1.5m，符合分离室长宽比在（1-2）:1的要求。C.气浮池有效水深HH=V式中：VS——分离室水流向下速度，；t——气浮池分离室停留时间，20min。H=0.00167×20×60=2.1m气浮池有效水深为2.1m，在2~3m之间，符合要求。D.气浮池总长度LL=E.气浮池总高度HH'式中：H’——气浮池高高度，m；h1——超高，通常为0.3~0.4m，取h1=0.3m；h2——有效水深，h2=H=2.1m；h3——池底出水管预留高度，取h3=0.3m；HF.气浮池容积WW=（3）溶气设备①压力溶气罐A.溶气罐直径DD=4Q式中：D——溶气罐内径，m；——过流密度，一般为100~200m2/(m3·h)，取152m2/(m3·h)[49]；D=B.溶气罐高度ZZ=Z式中：Z——溶气罐高度，m；Z1——罐顶、底封头高度，m；Z2——罐内布水区高度，一般为0.2~0.3m，取Z2=0.2m；Z3——罐内贮水区高度，一般为1.0m；Z4——罐内填料区高度，本设计采用阶梯环Z4=1.2m。Z=ℎ式中：h1——曲面高度，mm；h2——直边高度，mm；S——壁厚，mm由D=400mm可得：ZZ=2×0.133+0.25+1.0+1.2=2.716m（4）气浮池集水管、集渣槽①进/出水管设进出水管径为200mm，管道材质为碳钢，取管道充满度为0.6，则管内流速为：v=②回流管回流水量为21.75m3/h，设回流管管径为100mm，则回流管内流速为：v=③集水系统A.集水管采用下部集水穿孔管出水方式，集水管沿池宽方向排列。设计相邻集水管中心距为0.4m，则所需水管根数为：每根集水管流量为：Q0=(Q+Qr)÷14=（125+20）÷14=10.3m3/h取集水管中流速为0.3m/s，则集水管管径为：D=B.穿孔设计设穿孔管，孔眼水头损失h=0.3m，则孔流速为：（3-29）式中：——出孔流速，；——孔眼流速系数，0.94；——重力加速度，9.8m/s2。取，则每根集水管的孔口总面积S为：设计单孔孔眼直径为0.02m，单个孔眼面积为1.14×10-4m2，则每根集水管孔眼数为：集水管有效长度为6.8m，孔眼沿管长两侧开孔，两侧孔径的中心线呈45°夹角，则每根集水管孔距为：④集渣槽集渣槽断面一般不小于200mm。1.6.5设备选型（1）空压机与离心泵选型①空压机选型选用两台Z-0.030/5型活塞式空气压缩机，一用一备。表3-16活塞式空气压缩机主要性能参数[47]型号额定气量/（m3/min）排气量/（m3/min）转速/（r/min）电动机功率/（kW）Z-0.030/50.02160.03011000.35离心泵选型加压溶气所需水量为20m3/h[47]，一用一备。具体参数如表3-17所示。表3-17单级单吸式离心泵主要性能参数ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>闪红光</Author><Year>2002</Year><RecNum>71</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[35]</style></DisplayText><record><rec-number>71</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="szppfavt1raswweawwzvwfd35e2szr5zr2ap"timestamp="1524964538">71</key></foreign-keys><ref-typename="Book">6</ref-type><contributors><authors><author><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">闪红光</style></author></authors></contributors><titles><title><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">环境保护设备选用手册</style></title></titles><dates><year>2002</year></dates><pub-location><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">北京</style></pub-location><publisher><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">化学工业出版社</style></publisher><urls></urls></record></Cite></EndNote>[47]离心泵型号运行流量/（m3/h）压头/（m）转速/（r/min）电机功率/（kW）进口直径/（mm）出口直径/（mm）IS80-50-200A21.41114501.58050（2）溶气设备选型填料罐直径为400mm，所设计加压溶气所需水量Qr为20m3/h，选用两罐TR-4型压力溶气罐，一用一备，管内部填料选用应用较广的聚丙烯阶梯环填料。（3）释放器选型释放器常选用TV型释放器，所设计加压溶气所需水量Qr为20m3/h，溶气罐内溶气压力为0.4MPa，最终选用TV-3型释放器，流量为5.91m3/h，则单座气浮池所需释放器的个数为20÷5.91=1.38≈4个（4）气浮池刮渣机选型选用桥式刮渣机去除浮渣，集渣槽尺寸取L×B×H=500×5500×700（mm），排渣管取DN350mm。本设计选用机械式桥式刮渣机，选用TQ型桥式刮渣机，具体型号为TQ-5[47]。1第1.8节水解酸化池1.8.1设计说明本次设计水解反应器为矩形池，水解单池的尺寸过大时会显著使布水不均匀，从而影响反应器效率。为了便于设备维护检修和布水均匀，本设计采用分格的反应器[51]。图3-8水解酸化池计算图1.8.2进出水水质表3-18水解酸化池进出水水质水质指标CODSSPNP色度TOCBOD进水112017.32567.5倍528240去除率50%80％80%40%40%25%出水5601.5540.5倍316.81801.8.3设计计算反应器尺寸根据水力停留时间确定水解池的容积V=K式中：KZ——总变化系数，取KQ——设计流量，m3HRT——水力停留时间，h，工业废水一般取2-4h，取3h。因此，V=1×125×3=375设计一组分为两格的水解酸化池。设单格池的宽度为5m，水深4m，每格水解池的池长为：l=2×5=10m因此，该组水解池的容积为:V池高为5.0m。水解池上升流速的核算水解反应池的上升流速应该保持在：v=0.5−1.8m/h反应器高度确定后，可以通过下式来计算水解池内废水的上升流速：v=Q式中：v——上升流速，m/h；H——反应器高度，m；HRT——水力停留时间，h。v=H配水方式本设计采用分支式配水方式，采用穿孔管布水器实现分支配水。布水器对称地布置于反应池底，使配水尽量均匀化。（3）出水堰设计水解池出水装置为90°三角溢流堰出水，出水堰具体设计如下：堰长取堰口负荷为150m3l=因此共设计六条出水渠，即长度方向上每格设置两条2.5m长的出水堰，宽度方向两格池各设置一条出水堰。出水三角堰堰上水头ℎ单个三角堰的流量约为：q1三角堰个数：n=则每米堰板设置堰口数量为：n=取n=3个堰口下缘与出水槽水面之距为50-70mm，此处取70mm。三角堰中距为l集水水槽宽BB=0.9×Q式中：B——堰上水头，m；Q'——实际流量，m集水槽设计流量Q0=1.2−1.5Q'B=0.9×集水槽的深度集水槽的临界水深：ℎkℎ集水槽的起端水深：ℎ0ℎ取ℎ0ℎ集水槽总高计算值为：h=为便于施工，取出水槽深度为500mm。（4）进出水管设计①进水管设计已知每格水解池进水流量Q水在管中的流速取为v1d1式中：d1v1d1因此，取DN200管。出水管设计取水在管中的流速为v2=0.6m/sd2式中：d2v2d故，取DN300管。（4）污泥产生量考虑到进出水的颗粒性有机物浓度的差值即为悬浮物浓度的去除量，在不考虑微生物增殖的情况下，每日污泥产生量可由以下公式计算：△X=Q×SS×f×(1−f式中：△X——污泥产生量，kg；Q——进水流量，m3/d；SS——固体悬浮物浓度，mg/L；f——污泥去除率，取50%；fa——污泥水解率，取30%。△X=3000×17.3×0.5×1−0.3÷1000=18.2kg第1.9节SBR1.9.1设计说明SBR法的工艺设备结构比较简单，其主要的设备有滗水器、曝气系统和替他的辅助设施。设计为完全混合型反应池，反应池墙壁采用钢筋混凝土材质[48]。1.9.2进出水水质表3-19SBR进出水水质水质指标CODSSPNP色度TOCBOD进水5601.5540.5倍316.8180去除率85%90％80%70%80%90%出水840.35112.2倍61.4181.9.3设计参数高负荷间歇进水的BOD污泥负荷一般为0.1~0.4kgBODkgMLSS∙d,此处设计值取为Ls=0.25kgBODkgMLSS∙d。其余参数拟定如下：反应池数N=2；反应池水深H=5m（一般为4-6m），排出比图3-9所示为SBR反应池中个工作过程的示意图。图3-9SBR过程示意图1.9.4设计计算（1）反应池运行周期内各工序时间分配计算SBR进水BOD5浓度为CS曝气时间（3-38）其中，TA-一个周期的曝气时间(h)；GS-进水的平均；GA-曝气池内MLSS浓度；Ls-BOD-污泥负荷；1/m-排出比。所以，单周期内曝气工序时间为：②沉淀时间：Ts=1h③排出时间：TD在1.0-1.5h范围内，取1h。④进水时间式中：TC-一个运行周期所需要的时间，h；N-每个系列反应池个数。⑤单周期时长为：TC≥TA+TS+TD=2.76+1+1=4.76h所以，周期次数n为：因此设计反应池每天的运行周期为6次，那个单周期的运行时长为T=24/6=4h（2）反应池容积(3-39)式中，n、1/m——意义同上；N——池的个数；V——反应池有效容积，；Qs——废水流量，。则反应器容积为：（3）进水变动的讨论进水量的单周期内变化比值最大为γ=1.5，由单周期超出的进水量△Q与V相比可得：△QV为了应对来水量的波动，各反应池的池容需要进行修正，修正后的单池容积为：V反应池水深5m，则单池必要的水面积A为150m2设计单池底面尺寸为L×B=15m×10m，池宽与池长之比在1:1-1:2的范围内，因此上述设计值有效。（4）反应器高度设计设计运行水位如图3-10所示：图3-10SBR运行水位设计示意图排水结束时水位基准水位高峰水位警报溢流水位污泥界面ℎ水池总高为（6）滗水器设计①反应器个数N=2,单池每日运行的周期数为n=6，则单池排出的水量负荷可通过下式计算：②1池设2台排出装置，每台负荷量为：Q’=4.2÷2=2.1（m3/min）③滗水器的性能应当在γ=1.5时也能够顺利出水，所以其排水的性能为：Q’’=Q’×γ=2.1×1.5=1.15（m3/min）（7）排泥系统设计①剩余污泥量该工艺单元的剩余污泥由两部分组成，一部分是微生物代谢过程中产生的过量污泥，还有一少部分是来水中的悬浮颗粒物沉降所得。由微生物代谢新增的污泥量通过下式计算：△X=αQS式中：a-微生物体代谢的增长系数，；b-微生物体对于自身的氧化率，。废水BOD进水浓度为180mg/L，SBR处理单元的设计去除率为90%，则设a=0.70，b=0.05，则有：污泥含水率为99%，排泥量为取为30m3/d。污泥排放系统选取ZNQ系列泥浆潜水泵，主要技术参数如下：表3-21ZNQ泥浆潜水泵主要技术参数ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>闪红光</Author><Year>2002</Year><RecNum>71</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[35]</style></DisplayText><record><rec-number>71</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="szppfavt1raswweawwzvwfd35e2szr5zr2ap"timestamp="1524964538">71</key></foreign-keys><ref-typename="Book">6</ref-type><contributors><authors><author><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">闪红光</style></author></authors></contributors><titles><title><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">环境保护设备选用手册</style></title></titles><dates><year>2002</year></dates><pub-location><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">北京</style></pub-location><publisher><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">化学工业出版社</style></publisher><urls></urls></record></Cite></EndNote>[43]流量（m3/h）功率（kW）扬程(m)转速(rps)口径（mm）温度（℃）颗粒（mm）材质30-10003-13210-601440-299050-300＜140＜500高耐磨合金（5）曝气装置设计膜片式曝气是鼓风曝气器中的一类，当反应池需要进行曝气时，鼓风机启动，膜片在风压的作用下鼓起，微孔渐渐开启，从而实现布气和搅拌的作用。风机停止工作时，由于橡胶材质具有良好的弹性，不气会启动收起，呈闭合的状态，从而避免了污泥堵塞布气孔的问题ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>北京水环境技术与设备研究中心</Author><Year>2000</Year><RecNum>72</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[36]</style></DisplayText><record><rec-number>72</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="szppfavt1raswweawwzvwfd35e2szr5zr2ap"timestamp="1524964956">72</key></foreign-keys><ref-typename="Book">6</ref-type><contributors><authors><author><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">北京水环境技术与设备研究中心</style></author></authors></contributors><titles><title><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">三废处理工程技术手册（废水卷）</style></title></titles><dates><year>2000</year></dates><pub-location><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">北京</style></pub-location><publisher><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">化学工业出版社</style></publisher><urls></urls></record></Cite></EndNote>[48]。表3-20膜片式微孔曝气器主要技术参数表直径（mm）通气阻力(mmH2O)通气量(m3﹒h/个)服务面积（m2/个）充氧动力效率kg/（kW﹒h）氧利用率（%）材质520/230147~5961.42~341~31.427~38合成橡胶需氧量计算：以1kgBOD需要1kgO2OD=1.0QSCS=1.0×3000×180×10-3=540kgO2/d每池每周期所需氧量：曝气时间TA=2.76h，每小时所需的氧量：根据需氧量、废水温度以及大气压力计算供氧能力（3-41）其中，每小时需氧量（kg/h）；清水T1（℃）的氧饱和浓度，mg/L；以曝气装置的性能为基点的清水温度，℃；混合液的水温，℃；的修正系数，本次设计取0.83；氧气的饱和温度的修正系数，0.95；清水T2温度时的氧饱和状态时的浓度，mg/L；混合液的溶解氧，mg/L；P设T为20℃，DO为1.5mg/L，池深5m，故所需供氧能力为：由供氧能力求取曝气供气量：（3-42）式中，氧利用率（%）；空气密度；空气的氧重量；氧利用率以18%计，则（8）进出水管设进水管径为300mm，取管道充满度为0.6，则管内流速为：v=设出水管径为400mm，取管道充满度为0.6，则管内流速为：v=第1.10节曝气生物滤池1.10.1设计说明经前面工艺处理后难降解有机污染物得到有效去除，为曝气生物滤池稳定运行提供良好的处理环境。1.10.2进出水水质表3-22曝气生物滤池进出水水质水质指标CODSSPNP色度TOCBOD进水840.35112.2倍61.418去除率90%30％80%40%80%80%出水8.40.2450.27.3倍12.71.61.10.3设计参数曝气生物滤池的设计参数具体如表3-23所示。表3-23曝气生物滤池设计基础参数类别经验值设计值设计处理流量/m3/h-125池数n/座-2滤料高/m2~4.53BOD5容积负荷NV/kgBOD5/(·d)2~42过滤速率/m3/(m2·h)2~86曝气速率/m3/(m2·h)4~157.64冲洗水强度/m3/(m3·h)20~8020冲洗气强度/m3/(m3·h)20~80301.10.4设计计算所设计的曝气生物滤池如图3-11所示。图3-11曝气生物滤池设计示意图滤池尺寸设计①曝气生物滤池体积容积负荷NV选用2kgBOD5/（m3·d），则滤料体积V为：V=Q②曝气生物滤池面积A滤料高h3为1.0m，则面积A为：③滤池尺寸滤池每格用方形，则边长a为：取滤池超高h1为0.8m，稳水层高h2为1.0m，滤料高h3为1.0m，承托层h4为0.3m，配水室高h5为1.2m，则滤池最高H为：水力停留时间t空床水力停留时间为：t=实际停留时间为：式中：——滤料层空隙率，一般为0.5。⑤校核污水水力负荷Nq曝气量计算及曝气管设计需氧量OR式中：OR——单位质量的BOD需氧量，kgO——滤池去除可溶性BOD，mg/L；BOD——滤池进水的BOD，18mg/L；X0——进水悬浮物浓度，0.35mg/L。A.溶解性BOD计算设K20=0.3，，VSS/SS=0.7，进水溶解性BOD5/进水总BOD5=0.5。夏季28℃时生化反应常数为：出水SS中BOD5量为（Xe为出水SS浓度）出水溶解性BOD5量为：去除溶解性BOD5为：B.实际需氧量计算夏季单位BOD需氧量为：O夏季实际需氧量为：AOR=0.025kgO2/h标准需氧量换算（3-34）式中：SOR——标准需氧量，kgO2/h；AOR——实际需氧量，kgO2/h；Cs——标准条件下清水中溶解氧的饱和度，mg/L，9.2mg/L；——气压调整系数，工程所在地区实际大气压为1.01×105Pa，故=1；——污水传氧速率与清水传氧速率之比，一般为0.8~0.85，取0.8；——污水中饱和溶解氧与清水中饱和溶解氧之比，一般为0.90~0.97，取0.90；Csm——曝气装置在水下深度至水面平均溶解氧值，mg/L；C0——混合液剩余溶解氧值，mg/L，取3mg/L；T——混合液温度，℃；CT——温度T时清水饱和溶解氧值，mg/L；Ot——滤池逸出气体中含氧量，%；pb——曝气装置处对应的绝对压力，Pa；EA——氧利用率，%，取16%。（3-35）（3-36）夏季SOR为：即选最大需氧量为0.046kgO2/h。②需气量GS曝气负荷校核排泥量（3-37）式中：Y——污泥产率，kg/kgBOD；△BOD——进出水BOD差值，mg/L，14.4mg/L。产泥量（3）曝气装置选定及布置曝气装置选用氧利用率较高的单孔膜曝气器，共需3240个。安装密度约为45个/m2。设曝气干管直径为100mm，则设曝气支管直径为25mm，各支管间距为0.5m，所以支管总数为22根，则（4）曝气生物滤池反冲洗系统设计①反冲洗系统A.空气反冲洗计算选用空气冲洗强度q气为30m3/（m3·h），则需气量为：B.水反冲洗计算反冲洗强度q水为20m3/（m3·h），则需水量为：水冲洗每次30min，则冲洗水量占进水量比为：（5）曝气生物滤池进水系统设计①进出水设计A.布水设施选定滤池布水，采用阻力小的长柄滤头，缝隙面积320mm2，共需滤头2880，安装密度40个/m2。B.出水渠废水从滤料出水后，流经稳流器进去出水渠，后汇集与出水总管出水。C.进水水管设进出水管径为400mm，管道材质为碳钢，取管道充满度为0.7[42]，则管内流速为：（6）反冲洗风机选型选用2台RD-130型罗茨鼓风机（一用一备），具体参数如表3-24。表3-24罗茨鼓风机主要性能参数[43]型号进口流量/(m3/min)转速/(r/min)电动机功率/(kW