【《低碳磷比生活污水处理主要构筑物的设计计算过程案例》13000字】

低碳磷比生活污水处理主要构筑物的设计计算过程案例目录TOC\o"1-3"\h\u27637低碳磷比生活污水处理主要构筑物的设计计算过程案例 1243251.1设计流量 2124641.2粗格栅 2183821.2.1栅槽宽度 2307301.2.2过栅水头损失 3309121.2.3栅后槽总高度 4112131.2.4栅槽总长度 4304131.2.5每日栅渣量 577481.2.6粗格栅间的设备选型 5122021.3污水提升泵房 6165151.1.1集水间计算 6270161.1.2水泵总扬程估算 670991.4细格栅 7321381.4.1栅槽宽度 7118591.4.2过栅水头损失 869241.4.3栅后槽总高度 847621.4.4栅槽总长度 84971.4.5每日栅渣量 9174961.4.6细格栅间的设备选型 10216511.5曝气沉砂池 10172801.5.1设计计算 11261271.6A/A/O反应池 1414871.6.1设计参数 14204741.6.2已知条件 15302461.6.3设计计算 15130021.7S2EBPR反应池 25306781.7.1设计参数 26241811.7.2已知条件 26218251.7.3设计计算 27197301.8辐流式二沉池 39318601.8.1已知条件 39264981.8.2设计计算 39168101.9加氯间 4231821.9.1已知条件 43242821.9.2设计计算 43215311.10接触池 45247641.10.1已知条件 4581551.10.2设计计算 45299281.11巴氏计量槽 46148961.11.1已知条件 46271331.11.2设计计算 471.1设计流量该工程总设计处理规模为450000m3/d=5208.33L/s。其中一期的设计污水处理量为250000m3/d=2891.52L/s，二期的设计污水处理量为200000m3/d=2314.81L/s。一期取Q=200000m3/d=2314.81L/s=2.315m3/s设为1组,Q’=50000m3/d，=578.71L/s=0.579m3/s设为2组，二期设为3组。1组与3组工艺相同，2组单独设计。根据《给水排水设计手册》第5册可以求得总变化系数Kz；K式中：Q—设计总规模，L/s；即KK1.2粗格栅粗格栅被用来去除更大、更重、的物质，这些物质可能会堵塞水泵和管道阀门，并提供正常的处理设备。粗格栅位于进水的渠道，且需倾斜安装，用来拦截污水中大颗粒的悬浮物和杂质。1.2.1栅槽宽度1组和3组设6台格栅，4用2备；2组设2台格栅，1用1备。1.栅条的间隙数 n=式中：Qmax—最大设计流量，m3/s，Q=2.727m3/s，Q’=0.792m3/s；α—格栅倾角，取α=α’=75°；b—栅条间隙，m，取b=b’=0.05m；n—栅条间隙数，个；h—栅前水深，m，取h=h’=0.8m；v—过栅流速，m/s，取v=v’=0.8m/s； 则栅条的间隙数n=n'=2.栅槽的宽度B栅槽宽度在设计中一般取比格栅宽0.2～0.3m，取0.2m，每个栅条的宽度S=0.01m；设栅条宽度S=10mm(0.01m)则栅槽的宽度为B=S(n−1)+bn+0.2即B=0.01×B'=0.01×（24−1）+0.05×24+0.2=1.63m1.2.2过栅水头损失hhξ=β式中：h1—设计水头损失，m；h0—计算水头损失，mg—重力加速度，m/s2；k—格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般采用3；ξ—阻力系数，与栅条断面有关。取β=2.42，将数据带入公式得：h=0.027(m）1.2.3栅后槽总高度H=h+式中：H—栅后槽总高度，m；h2—栅前渠道超高，设h2=0.3m；H=H1.2.4栅槽总长度1.进水渐宽的长度L1L式中：B1—进水渠道宽度，设B1=B1’=1.0m；α1—渐宽部分展开角度，一般采用10°～30°，取α1LL2.出水渐窄的长度L2LL则L=式中：H1—栅前渠道深度，H1L=0.39+0.195+0.5+1.0+L'=0.55+0.275+0.5+1.0+1.2.5每日栅渣量W=式中：W1—每日每1000m3污水的栅渣量，m3/103查阅《给水排水设计手册》第5册，W1采用0.03～0.1m3/103m3污水。本污水厂设计中取W1W=W=采用机械清渣。如图3-1，粗格栅间的计算简图图3-1粗格栅设计计算草图1.2.6粗格栅间的设备选型粗格栅采用回转格栅除污机，具体型号为GH型链条式，其借助悬挂双鼓螺杆减速装置，驱动链调整装置可保持良好状态。这台机器在水上的机械部件使用铝合金形状和板材，在水下的部分材料多为高品质不锈钢。清耙被固定在两条驱动链之间，可以通过链条进行旋转。通过耙齿转动，带动污物并使其最终脱落。该机采用紧急停机和电机过载保护装置，气动卸料机构，单架结构和定距结构，便于安装和更新。粗格栅设计参数如表3-1。表3-1粗格栅设计参数组别1组2组3组栅槽宽度（m）栅槽深度（m）1.2271.1271.227栅条间隙（m）0.050.050.05栅前水深（m）格栅安装角倾角（°）757575过栅最大水头损失（m）0.0270.0270.027电动机功率（kw）0.75～2.20.75～2.20.75～2.21.3污水提升泵房1.1.1集水间计算设计集水池与机器间合建式泵房，1、3组采用6台泵，其中2台为备用，每台泵的流量为Q=2.727/4=0.682m3/s；2组采用2台泵，其中1台为备用，每台泵的流量为Q’=0.792m3/s。集水间的容积，采用相当于最大1台泵5min的容量，则有效水深采用H=3m。W=0.682×5×60=204.6W'=0.792×5×60=237.6则1、3组集水池的面积为68.2m2；2组集水池的面积为79.2m2。1.1.2水泵总扬程估算根据高程计算，该进水水位最低点为-10m，泵后最高的高度为2.34m，所以提升净扬程为h=2.34+10=12.34m则加上3m的水头损失和2m的安全水头，则需要泵的扬程为H=17.34m1.4细格栅作用同粗格栅，不同点在于细格栅的栅条间隙小于粗格栅，可以过滤更细小的有机悬浮物。1.4.1栅槽宽度1组和3组设6台格栅，5用1备；2组设3台格栅，2用1备。1.栅条的间隙数n=式中：Qmax—最大设计流量，m3/s，Q=2.727m3/s，Q’=0.792m3/s；α—格栅倾角，取α=α’=75°；b—栅条间隙，m，取b=b’=0.01m；n—栅条间隙数，个；h—栅前水深，m，取h=h’=0.8m；v—过栅流速，m/s，取v=v’=0.8m/s；则栅条的间隙数n=n'=2.栅槽的宽度B栅槽宽度一般比格栅宽0.2～0.3m，取0.2m，每个栅条的宽度S=0.01m；设栅条宽度S=5mm（0.005m）则栅槽的宽度为B=S(n−1)+bn+0.2即B=0.005×（84−1）+0.01×84+0.2=1.455mB'=0.005×（61−1）+0.01×61+0.2=1.11m1.4.2过栅水头损失hhξ=β式中：h1—设计水头损失，m；h0—计算水头损失，mg—重力加速度，m/s2；k—格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般采用3；ξ—阻力系数，与栅条断面有关。取β=2.42，带入数据得h=0.23(m）1.4.3栅后槽总高度H=h+式中：H—栅后槽总高度，m；h2—栅前渠道超高，设h2=0.3m；H=H'1.4.4栅槽总长度1.进水渐宽的长度L1L式中：B1—进水渠道宽度，设B1=B1’=0.85m；α1—渐宽部分展开角度，一般采用10°～30°，取α1=30°；LL2.出水渐窄的长度L2LL则L=式中：H1—栅前渠道深度，H1L=0.52+0.26+0.5+1.0+L'=0.23+0.115+0.5+1.0+1.4.5每日栅渣量W=式中：W1—每日每1000m3污水的栅渣量，m3/103查阅《给水排水设计手册》第5册，设计中取W1=0.12m3/103m3污水。W=W=采用机械清渣。如图3-2，细格栅间的计算简图图3-2细格栅设计计算草图1.4.6细格栅间的设备选型1组和3组细格栅采用TGS-1500系列回转式格栅除污机，2组细格栅采用TGS-1100系列回转式格栅除污机。细格栅设计参数如表3-2。表3-2细格栅设计参数组别1组2组3组栅槽宽度（m）1.5111.5栅槽深度（m）1.331.331.33栅条间隙（m）0.050.050.05栅前水深（m）格栅安装角倾角（°）757575过栅最大水头损失（m）3电动机功率（kw）1.1～1.51.1～2.21.1～1.51.5曝气沉砂池普通沉砂池的沉砂中含有约15%的有机物，使沉砂的后续处理更加困难。为了克服普通沉砂池的这一缺点，本设计选用曝气式沉砂池。曝气式沉砂池是在池子的一侧通入空气，使池内水流就会产生与主水流相反的横向运动。曝气沉砂池可以通过调节曝气量，控制池内污水的旋流速度，使除砂效率比较稳定，受流量变化的影响较小。同时，还可以对污水起预曝气作用。1组和3组设3座曝气沉砂池，2组设1座曝气沉砂池。1.5.1设计计算1.池子总有效容积VV=式中：Q—最大设计流量，m3/s，Qmax=2.727m3/s，Qmax’=0.792m3/s；t—最大设计流量时的流行时间，min，取t=2min。则：V=V'=0.792×2×60=95.042.水流断面积AA=式中：v1—最大设计流量时的水平流速，m/s，取v1=0.1m/s。A=A'=1.池总宽度BB=式中：h2—设计有效水深，m，取h2=2m。则：B=B4.每个池子宽度b取n=2格，b=b'=宽深比：bb满足要求。5.池长LL=L'=长宽比：LL'满足要求。6.每小时所需空气量qq=d式中：d—每立方米污水所需空气量，m3，取d=0.2m3/m3污水。则：qq7.每个沉砂量WW=式中：X—污水沉沙量，m3/106m3污水，取X=25m3/106m3污水；T—清除沉砂的间隔时间，d，取T=2d；Kz—污水流量总变化系数，取Kz=1.178，Kz’=1.368。W=W'=8.每个沉砂斗体积V0设每一分格有1个沉砂斗，1、3组各有6个沉砂斗，2组有2个沉砂斗。则：VV9.沉砂斗尺寸①沉砂斗上口宽aa=式中：h3'—斗高，m，取h3'=0.35m；a1—斗底宽，m，取a1=0.5m。斗壁与水平面的倾角55°。a=②沉砂斗容积V0设沉砂斗为沿池长方向的梯形断面渠道，沉砂斗体积V0为：V式中：沉砂斗上顶宽，m；a1—沉砂斗下底宽，m。VV符合要求。10.沉砂室高度h3沉砂室由两部分组成，其中一部分为沉砂斗，另一部分为沉砂池坡向沉砂的过渡部分。沉砂室坡向沉砂斗的坡度取i=0.3，沉砂室的宽度计算公式为[2（L2+a）+0.2]（0.2为两沉砂斗之间隔壁厚）。Lh11.沉砂池总高度H取超高h1=0.3mH=排砂方式：采用重力排砂。1.6A/A/O反应池A2/O工艺适用于对氮、磷排放指标均有严格要求的城市污水处理。1组和3组采用A2/O工艺。1.6.1设计参数A2/O脱氮除磷工艺主要设计参数见表3-3。表3-3A2/O厌氧-缺氧-好氧生物脱氮除磷工艺主要设计参数项目数值BOD5污泥负荷N/[kgBOD5/(kgMLSS·d)]0.13~0.2TN负荷/[kgTN/(kgMLSS·d)]＜0.05（好氧段）TP负荷/[kgTP/(kgMLSS·d)]＜0.06（厌氧段）污泥浓度MLSS/(mg/L)3000~4000污泥龄θc/d15~20水力停留时间t/h8~11各段停留时间比例A:A:O（1:1:3）~（1:1:4）污泥回流比R/%50~100混合液回流比R内/%100~300溶解氧浓度DO/(mg/L)厌氧池＜0.2缺氧池≤0.5好氧池=2COD/TN＞8（厌氧池）TP/BOD5＜0.06（厌氧池）1.6.2已知条件（1）设计流量Q=200000m3/d（不考虑变化系数）（2）设计进水水质COD=400mg/L；BOD5浓度S0=150mg/L；TSS浓度X0=350mg/L；VSS=262.5mg/L(MLVSS/MLSS0.75)；TN45mg/L；NH3N30mg/L；TP8mg/L；碱度SALK=280mg/L；pH=6~9；最低水温14C；最高水温25C。（3）设计出水水质COD=50mg/L；BOD5浓度Se10mg/L；TSS浓度Xe10mg/L；TN15mg/L；NH3N=5mg/L；TP0.5mg/L。1.6.3设计计算1.判断是否可采用A2/O法CODTP符合要求。2.有关设计参数①BOD5污泥负荷N=0.13kgBOD5/(kgMLSS·d)。②回流污泥浓度XR=7000mg/L。③污泥回流比R=100%。④混合液悬浮固体浓度X=⑤混合液回流比R内TN去除率η混合液回流比R⑥出水BOD5浓度SS==10−1.42×0.75×10×=2.73mg/L1.反应池容积VV=反应池总水力停留时间：t=各段水力停留时间和容积：：厌氧：缺氧：好氧=1:1:4厌氧池水力停留时间t厌氧池容积V缺氧池水力停留时间t缺氧池容积V好氧池水力停留时间t好氧池容积V4.校核氮磷负荷好氧段总氮负荷Q⋅T符合要求。厌氧段总磷负荷Q⋅T符合要求。5.剩余污泥量X∆X=PP取污泥增殖系数Y0.6，污泥自身氧化率kd0.05，将各值代入：PP∆X=8146.15+34000=42146.15kg/d6.碱度校核每氧化1mgNH3−N需消耗碱度7.14mg；每还原1mgNO3剩余碱度S假设生物污泥中含氮量以12.4%计，则：每日用于合成的总氮=0.1248146.15=1010.12kg/d即，进水总氮中有=1010.12×1000200000被氧化的所需脱硝量45－15－5.05=24.95mg/L需还原的硝酸盐氮量N将各值代入：剩余碱度S=280−249.543+89.07+14=133.53mg/L>100mg/L可维持pH7.2。7.反应池主要尺寸反应池总容积V=65934.07m3；拟设反应池2组，单组池容V有效水深h=5.5m；单组有效面积S拟采用6廊道式推流反应池缺氧池廊道宽b缺=10m；缺氧池长度L厌氧池廊道宽b厌=10m；厌氧池长度L好氧池廊道宽b好=10m；好氧池长度L校核：b/h=10.0/5.5=1.82（满足b/h=1~2）L/b=100.0/10.0=10（满足L/b=5~10）取超高为1.0m，则反应池总H=5.5+1.0=6.5m8.反应池进、出水系统计算①进水管单组反应池进水管设计流量Q管道流速v=0.8m/s管道过水断面积A=管径d=取进水管管径DN1400mm。②回流污泥管单组反应池回流污泥管设计流量Q管道流速v=0.8m/s；取回流污泥管管径DN700mm。③进水井反应池进水孔尺寸；进水孔过流量Q孔口流速v=1.0m/s；孔口过水断面积A=孔口尺寸取为1.6m1.5m；进水井平面尺寸取为2.4m×2.4m。④出水堰及出水井按矩形堰流公式计算：Q式中：Qb—堰宽，b=7.5m；H—堰上水头，m；H=出水孔过流量Q4=Q3=4.63m3/s；孔口流速v=0.9m/s孔口过水断面积A=孔口尺寸取为2.5m2.1m；出水井平面尺寸取为2.6m2.1m。⑤出水管反应池出水管设计流量Q5=Q2=2.315m3/s；管道流速v=0.8m/s；管道过水断面A=管径d=取出水管管径DN2000mm；校核管道流速v=9.曝气系统设计计算①设计需氧量AORAOR=去除BOD碳化需氧量D==29406.28kg硝化需氧量D=4.6×200000×=32153.44kg反硝化脱氮产生的氧量D总需氧量AOR==47588.32kg=1982.85kg最大需氧量与平均需氧量之比为1.4，则AOR=66623.65kg=2775.99kg去除每1kgBOD==1.70kg②标准需氧量采用鼓风曝气，微孔曝气器。曝气器敷设于池底，距池底0.2m，淹没深度1.8m。氧转移效率EA=20%，计算温度将实际需氧量AOR换算成标准状态下的需氧量SOR。SOR=式中：—气压调整系数，ρ=所在地区实际气压1.013×ρ=CL—曝气池内平均溶解氧，取CL=2mg/L；取水中溶解氧饱和度：Cs(20)=9.17mg/L，Cs(25)8.38mg/L。空气扩散气出口处绝对压为：P=1.013×=1.385×空气离开好氧池时氧的百分比：O好氧反应池中平均溶解氧饱和度：C=8.38×=9.12mg/L标准需氧量为：SOR==31836.73kg相应最大时标准需氧量：SOR好氧反应池平均时供气量：G最大时供气量：G③所需空气压力p（相对压力）p=式中：h1h2—供风管道沿程与局部阻力之和，取h1h20.2m；h3—曝气器淹没水头，h3=1.8m；h4—曝气器阻力，取h4=0.4m；h—富余水头，h=0.5m。p=0.2+3.8+0.4+0.5=4.9m④曝气器数量计算（以单组反应池计算）按供氧能力计算所需曝气器数量。h式中：h1—按供氧能力所需曝气器个数，个；qc—曝气器标准状态下，与好氧反应池工作条件接近时的供氧能力，kg采用微孔曝气器。参照有关手册，工作水深4.3m，在供风量1~3m3/(h个)时，曝气器氧利用率EA=20%，服务面积0.3~0.75m2，充氧能力qc=0.14kgO2/(h个)。则;h以微孔曝气器服务面积进行校核：f=⑥供风管道设计供风干管采用环状布置。流量Q流速v=12m/s；管径d=取干管管径为DN700mm。单侧供气（向单侧廊道供气）支管Q流速v12m/s；管径d=取支管管径为DN300mm。双侧供气（向两侧廊道供气）Q流速v12m/s；管径d=取支管管径为DN550mm。10.厌氧池设备选择厌氧池设导流墙，将厌氧池分成3格，每格内设潜水搅拌机1台，所需功率按5W/m3池容计算。厌氧池有效容积V厌=100105.5=5500m3混合全池污水所需功率为55500=27500W11.缺氧池设备选择缺氧池内设导流墙，将缺氧池分成3格，每格内设潜水搅拌机1台，所需功率按5W/m3池容计算。缺氧池有效容积V缺=100105.5=5500m3混合全池污水所需功率为55500=27500W12.污泥回流设备污泥回流比R=100%；污泥回流量Q设回流污泥泵房1座，内设3台潜污泵，其中2台同时工作，1台备用；单泵流量Q水泵扬程根据竖向流程确定。11.混合液回流设备①混合液回流泵混合液回流比R内=200%；混合液回流量Q设混合液回流泵房两座，每座泵房内设3台潜污泵，其中2台同时工作，1台备用；单泵流量Q②混合液回流管回流混合液由出水井通过重力作用流至混合液回流泵房，经潜污泵提升后流入缺氧段首段。混合液回流管设计流量Q泵房进水管设计流速采用v=0.8m/s；管道过水断面积A=管径d=取泵房进水管管径DN2000mm；校核管道流速v=③泵房压力出水总管设计流量Q7=Q6=2.315m3/s；设计流速采用v=1.2m/s；管道过水断面积A=管径d=取泵房压力出水管管径DN1600mm。1.7S2EBPR反应池图3-3S2EBPR工艺流程图S2EBPR工艺将部分或全部回流污泥（RAS）或混合液引入侧流反应器进行厌氧水解发酵，再回流至主流工艺的缺氧或好氧段。侧流厌氧发酵产生的挥发性脂肪酸（VFA）等易降解有机物（rbCOD）可降低或消除工艺对外加碳源和化学药剂的依赖。侧流反应器的持续厌氧环境还起到筛选特定功能微生物的作用。与传统EBPR工艺相比，S2EBPR工艺被认为具有以下优势：（1）改善而稳定的生物除磷性能；（2）除磷性能少或不依赖进水碳源；（3）更多的可利用碳源有利于反硝化；（4）工艺改造简单灵活，运行管理难度不高，适用于多种污水厂现有流程。2组采用S2EBPR工艺。1.7.1设计参数S2EBPR脱氮除磷工艺主要设计参数见表3-4。表3-4S2EBPR缺氧-好氧生物脱氮除磷工艺主要设计参数项目数值污泥负荷N/[kgBOD5/(kgMLSS·d)]≤0.18TN负荷/[kgTN/(kgMLSS·d)]≤0.05污泥浓度（mgMLSS/L）3000~5000污泥龄θc/d＞10总水力停留时间t/h缺氧池水力停留时间tA好氧池水力停留时间tOtA：tO7~121.5~2.55.5~9.51:3~1:4污泥回流比R/%50~100混合液回流比R内/%200~500缺氧池进水溶解氧BOD5/NO3-N≥4溶解氧浓度DO/(mg/L)缺氧池＜0.5；好氧池＞21.7.2已知条件（1）设计流量Q=50000m3/d。（2）设计进水水质COD=400mg/L；BOD5浓度S0=150mg/L；TSS浓度X0=350mg/L；VSS=262.5mg/L(VSS/TSS0.75)；TN45mg/L；NH3N30mg/L；碱度SALK=280mg/L；pH=6~9；最低水温14C；最高水温25C。（3）设计出水水质COD=50mg/L；BOD5浓度Se10mg/L；TSS浓度Xe10mg/L；TN≤15mg/L；NH3N≤5mg/L。1.7.3设计计算1.好氧区容积V1（动力学方法计算）V式中：V1—好氧区有效容积，m3；Q—设计流量，m3/d；S0—进水BODY—污泥产率系数，kgVSS/kgBOD5，取Y=0.6；Kd—内源代谢系数，d-1，取Kd=0.05；θc—固体停留时间，d；XV—混合液挥发性悬浮固体浓度(MLVSS)，mg/L，XV=fX；f—混合液中VSS与SS之比，取f=0.7；X—混合液悬浮固体浓度(MLVSS)，mg/L，X取3790mg/L。X①出水溶解性BOD5为使出水所含BOD5降到10mg/L，出水溶解性BOD5浓度S应为：S=10−1.42×=10−1.42×0.75×10×=2.72mg/L②设计污泥龄首先确定硝化速率μNμ式中：N—NH3KO2—氧的半速常数，mg/L；O2—反应池中溶解氧浓度，mg/L。μ=0.426×0.935×0.606=0.241硝化反应所需的最小泥龄θθ选用安全系数K=3；设计污泥龄θ③好氧区容积V1，m3V好氧区水力停留时间t2.缺氧区容积V2（动力学方法计算）V式中：V2—缺氧区有效容积，m3；NT—需还原的硝酸盐氮量，kg/d；qdn，T—反硝化速率，kgNO3--N/(kgMLVss·d)。①需还原的硝酸盐氮量微生物同化作用去除的总氮Nw：N=0.124×被氧化的=30－5－6.75=18.25mg/L所需脱硝量=进水总氮量－出水总氮量－用于合成的总氮量=30－15－6.75=8.25mg/L需还原的硝酸盐氮量N②反硝化速率qdn，Tq式中：qdn，20—20℃时的反硝化速率常数，取0.12kgNO3--N/(kgMLVSS·d)；θ—温度系数，取1.08。q③缺氧区容积V缺氧区水力停留时间t1.曝气池总容积V总，m3V系统总设计泥龄=好氧池泥龄－缺氧池泥龄=12.45+12.45×4.碱度校核每氧化1mgNH3-N需要消耗7.14mg碱度；去除1mgBOD5产生0.1mg碱度；每还原1mgNO3--N产生1.57mg碱度。剩余碱度+去除BOD=280－7.14×18.25+3.57×8.25+0.1×(150－2.72)=193.88(mg/L)>100(mg/L)(以此值可维持pH≥7.2。5.污泥回流比及混合液回流比①污泥回流比R设SVI=150，回流污泥浓度计算公式为：X式中：r—考虑污泥在沉淀池中停留时间、池深、污泥厚度等因素的系数，取1.2。X混合液悬浮固体浓度X(MLSS)=3790mg/L污泥回流比（一般取50%~100%）R=②混合液回流比R内混合液回流比R内取决于所要求的脱氮率。脱氮率ηNηr=6.剩余污泥量生物污泥产量：P对存在的惰性物质和沉淀池的固体流失量计算公式如下：P式中：X1—进水悬浮固体中惰性部分（进水TSS－进水VSS）的含量，kg/m3；Xe—出水TSS的含量，kg/m3；Ps—非生物污泥量，kg/d；Q—设计流量，取Q=50000m3/d。P剩余污泥量△X=去除每1kgBOD5产生的干污泥量===0.94kg7.反应池主要尺寸①好氧反应池（按推流式反应池设计）总容积V1单组池容V有效水深h=4.0m，单组有效面积S采用3廊道式，廊道宽b=6m，反应池长度L校核：b/h=6/4=1.5（满足b/h=1~2）L/b=44.5/6=7.4（满足L/b=5~10）超高取1.0m，则反应池总高H=4.0+1.0=5.0m②缺氧反应池尺寸总容积V设缺氧池4组，单组池容V有效水深h=4.0m，单组有效面积S长度与好氧池宽度相同，为L=18m，池宽8.测流厌氧反应池设测流厌氧反应池1座。有效水深h=4.0m。取长×宽=18m×18m。9.反应池进、出水计算①进水管两组反应池合建，进水与回流污泥进入进水竖井，经混合后经配水渠、进水潜孔进入缺氧池。单组反应池进水管设计流量Q管道流速采用v=0.8m/s。管道过水断面A=管径d=取进水管管径DN1000mm。校核管道流速v=②回流污泥渠道单组反应池回流污泥渠道设计流量QRQ流入测流反应池回流污泥渠道设计流量QR’Q渠道流速v=0.7m/s；则渠道断面积A=A'=取渠道断面b×h=1.0m×0.75m，b'×h'=0.42m×0.2m校核流速v=v'=渠道超高取0.3m；回流污泥渠道总高为0.75+0.3=1.05m测流反应池回流污泥渠道总高为0.084+0.3=0.384m③进水竖井反应池进水孔尺寸：进水孔过流量Q孔口流速v=0.6m/s；孔口过水断面积A=孔口尺寸取ϕ1.2m×0.8m；进水竖井平面尺寸2.0m×1.6m。④出水堰及出水竖井按矩形堰流量公式：QQ式中：b—堰宽，b=6.0m；H—堰上水头高，m。H=出水孔过流量Q4=Q3=0.550m3/s孔口流速v=0.6m/s；孔口过水断面积A=孔口尺寸取ϕ1.2m×0.8m；出水竖井平面尺寸2.0m×1.6m。⑤出水管单组反应池出水管设计流量Q5=Q3=0.550m3/s管道流速v=0.8m/s；管道过水断面A=管径d=取出水管管径DN940mm；校核管道流速v=10.曝气系统设计计算①设计需氧量AOR需氧量包括碳化需氧量和硝化需氧量，并应扣除剩余活性污泥排放所减少的BOD5AOR=碳化需氧量+硝化需氧量－反硝化脱氮产氧量=（去除a.碳化需氧量D1D式中：k—BOD的分解速度常数，d-1，取k=0.23；t—BOD5Db.硝化需氧量D2D式中：N0—进水总氮浓度，kg/m3；Ne—出水NH3−N浓度D=7646.69c.反硝化脱氮产生的氧量D3D式中：NT—为反硝化脱除的硝态氮量，取NT=534kg/d。D故总需氧量ARO==6909.17+=13028.62=542.86kg最大需氧量与平均需氧量之比为1.4，则：ARO=760.00kg去除每1kgBOD5的需氧量===1.86kg②标准需氧量采用鼓风曝气，微孔曝气器敷设于池底，距池底0.2m，淹没深度1.8m，氧转移效率EASOR=式中：Cs(20)—水温20℃时清水中溶解氧的饱和度，mg/L;Csm(T)—设计水温T℃时好氧反应池中平均溶解氧的饱和度，mg/L；T—设计污水温度，T=25℃；CL—好氧反应池中溶解氧浓度，取2mg/L；α—污水传氧速率与清水传氧速率之比，取0.82；ρ—压力修正系数，ρ=1；β—污水中饱和溶解氧与清水中饱和溶解氧之比，取0.95。查表得水中溶解氧饱和度：C空气扩散器出口处绝对压力：P式中：H—空气扩散器的安装深度，m；P—大气压力，P=1.013×105Pa。P空气离开好氧反应池时氧的百分比Ot：O式中：EA—为空气扩散装置的氧的转移效率，取EAO好氧反应池中平均溶解氧饱和度：C=8.38×=9.12mg/L标准需氧量为：SOR==19418.65kg=809.11kg相应最大时标准需氧量为：SOR=1132.75kg好氧反应池平均时供气量为：G最大时供气量为：G③所需空气压力p（相对压力）p=式中：h1—供风管道沿程阻力，Mpa；h2—供风管道局部阻力，Mpa；h3—曝气器淹没水头，Mpa；h4—爆气器阻力，微孔曝气h≤0.004~0.005MPa，h4∆h—富余水头，∆h=0.003~0.005MPa，取0.005MPa。取h1+h2=0.002MPap=0.002+0.038+0.004+0.005=0.049MPa=49kPa④曝气器数量计算（以单组反应池计算）a.按供氧能力计算曝气器数量。h式中：h1—按供氧能力所需曝气器个数，个；qc—曝气器标准状态下，与好氧反应池工作条件接近时的供氧能力，kgO2/(h·个)。采用微孔曝气器，工作水深4.3m，在供风量q=1~3m3/(h·个）时，曝气器氧利用率EA=20%，服务面积0.3~0.75m2，充氧能力hb.以微孔曝气器服务面积进行校核f=⑤供风管道计算供风管道指风机出口至曝气器的管道。a.干管供风干管采用环状布置。流量Q流速v=10m/s；管径d=取干管管径为DN600mm。b.支管单侧供气（向单侧廊道供气）支管（布气横管）：Q流速v=10m/s；管径d=取支管管径为DN350mm。双侧供气（向两侧廊道供气）：Q流速v=10m/s；管径d=取支管管径为DN500mm。11.缺氧池设备选择缺氧池分成三格串联，每格内设一台机械搅拌器。缺氧池内设功率为5W/m3污水的潜水搅拌机3台。缺氧池有效容积V混合全池污水所需功率N12.污泥回流设备选择污泥回流比R=90%，测流反应器污泥回流比R’=10%；污泥回流量QR=RQ=0.9×50000m3/d=1875m3/h测流反应器污泥回流量QR’=R’Q=0.1×50000m3/d=208.33m3/h；设回流污泥泵房1座，内设3台潜污泵，其中2台同时工作，1台为备用；单泵流量 Q水泵扬程根据竖向流程确定。11.混合液回流泵混合液回流比R内=200%；混合液回流量QR=R内Q=2×50000=100000m3/d=4166.67m3/h每池设混合液回流泵2台，单泵流量为1041.67m3/h。混合液回流泵采用潜污泵。1.8辐流式二沉池辐流式沉淀池中悬浮物在流动中沉降，并沿池底坡度进入污泥斗，澄清水从池周溢流出水渠。辐流式沉淀池是借重力或污泥泵排走池底的泥，池底坡度平缓。选取向心流辐流式二沉池。图3-4向心流辐流式沉淀池1.8.1已知条件1.最大设计流量Qmax=200000m3/d，KZ=1.178；Qmax’=50000m3/d；KZ’=1.368；2.悬浮固体浓度X=3500mg/L，X’=4000mg/L；1.二沉池底流生物固体浓度XR=7000mg/L，XR’=8000mg/L；4.污泥回流比R=100%。1.8.2设计计算1.沉淀池部分水面面积F根据生物处理段的特性，选取二沉池表面负荷q=0.9m3/（m2·h），1、3组设八座沉淀池n=8，2组设两座沉淀池n’=2。F=F'=式中：Qmax—最大设计流量，1、3组为9816.67m³/h，2组为2850m³/h；n—池数，个；q—表面负荷，m3/（m2·h）；Q0—单池最大设计流量，1,3组为1227.08m³/h，2组为1425m³/h。2.池子直径DD=D'=取D=42m，D’=45m。1.校核堰口负荷q’q'=q'=4.校核固体负荷GG=G'=5.澄清区高度h2’设沉淀池沉淀时间t=2.5hhh6.污泥区高度h2”设污泥停留时间T=2h。h==2.04mh==1.75m7.池边水深h2hh28.污泥斗高h4设污泥斗底部直径D2=1.0m，上口直径D1=2.0m，斗壁与水平夹角取60°。则：h9.池总高H二次沉淀池拟定采用单管吸泥机排泥，池底坡度取0.01，排泥设备中心立柱的直径取1.5m。池中心与池边落差hh超高h1=0.3m；故池总高为H=H'=10.流入槽设计采用环形平底槽，等距设布水孔，孔径取50mm，并加100mm长短管。①流入槽设流入槽宽度B=0.8m，槽中流速取v=1.4m/s。槽中水深h=h'=②布水孔数n布水孔平均流速v式中：vn—配水孔平均流速，0.3~0.8m/s；t—导流絮凝区平均停留时间，s，池周有效水深为2~4m时，取360~720；v—污水的运动粘度，与水温有关；Gm—导流絮凝区的平均速度梯度，一般可取10~30s-1。取t=650s，Gm=20s-1，水温为20℃时，v=1.06×10-6m2/s。v布水孔数为n=n'=③孔距ll=l'=④校核GmG式中：v1—配水孔水流收缩断面的流速，m/s，v1v2—导流絮凝区平均向下流速，m/s，v2f—导流絮凝区环形面积，m2。vvGvGGm均在10~30s-1之间，符合要求。1.9加氯间水消毒处理的目的是解决水的生物污染问题。为了避免对人体健康和生态污染造成风险，有必要在排放入水前对污水进行消毒。的确，城市污水经过二级处理后，虽然水质有所改善，细菌含量明显下降，但细菌的绝对值仍然很高，并与致病潜力并存。本污水厂选取液氯消毒，因为其杀菌有效性强，成本相对较低，技术成熟，投配设备简单，有后续消毒作用，适用于大、中型水厂。1.9.1已知条件某城市污水处理厂日处理量一期1组和二期3组为200000m3，一期2组污水日处理量为50000m3，二级处理后采用液氯消毒，投氯量按7mg/L计，仓库储量按15d计算，设计加氯系统。1.9.2设计计算1.加氯量GG=0.001×7×G'=0.001×7×2.储氯量WW=15×24×G=15×24×58.33=20998.8kgW'=15×24×G=15×24×58.33=5249.7kg1.加氯机和氯瓶1组和3组采用投加量为0~20kg/h加氯机6台，四用二备，并轮换使用；2组采用投加量为0~20kg