第四章 污水处理厂设计计算 2.ppt

1、第四章 污水处理厂设计计算, 水污染控制工程课程设计, 水污染控制工程课程设计,B1,B,B1,1、格栅槽总宽度B： 式中：B格栅槽宽度，m； S栅条宽度，m； b栅条净间隙，m n格栅间隙数。, 水污染控制工程课程设计,格栅的间隙数量n可由下式决定： 中：Qmax最大设计流量，m3/s； b栅条净间隙，m h栅前水深，m； v污水流经格栅的速度，一般0.61.0m/s； 格栅安装倾角，（）； 经验修正系数。, 水污染控制工程课程设计,2、过栅水头损失,（10-3）,（10-4）,2、过栅水头损失,（10-3）,（10-4）,3、栅后槽的总高度H 式中： H栅后槽总高度，m； h栅前水深，m

2、h1格栅前渠道超高，一般取h1=0.3m； h2格栅的水头损失；, 水污染控制工程课程设计,4、格栅的总长度L 式中： L1进水渠道渐宽部位的长度，m； L2格栅槽与出水渠道连接处的渐窄部位的长度，一般取L2=0.5L1。 H1格栅前槽高，m。, 水污染控制工程课程设计,5、每日栅渣量 式中：W每日栅渣量，m3/d； W1单位体积污水栅渣量，m3/103m3污水），一般取0.10.01，细格栅取大值，粗格栅取小值。 Kz污水流量总变化系数。, 水污染控制工程课程设计, 水污染控制工程课程设计,6、进水与出水渠道,城市污水通过DN1200mm的管道送入进水渠道，设计中取进出水渠道宽度B1=0.9

3、m，进出水水深h=0.8m。, 水污染控制工程课程设计,二、沉砂池-涡流沉砂池为例,（1）沉砂池表面面积A： 式中：A沉砂池表面面积，m2； Qmax最大设计流量，m3/s； q 表面负荷m3/(m2h)，一般采用200,二、沉砂池-涡流沉砂池为例,（2）沉砂池直径D： 式中：A沉砂池表面面积，m2； D沉砂池直径，m。,二、沉砂池-涡流沉砂池为例,（3）沉砂池有效水深： 式中：h2设计有效水深，m； t停留时间，2030s。,二、沉砂池-涡流沉砂池为例,（4）贮砂室所需容积V： 式中：V沉砂斗容积，m3； X城镇污水的沉砂量，一般采用30m3/106m3（污水）； T排砂时间的间隔，d。,二

4、、沉砂池-涡流沉砂池为例,（5）贮砂斗容积计算： 式中：V沉砂斗容积，m3； d沉砂斗上口直径，m； h4沉砂斗圆柱体的高度，m； h5沉砂斗圆锥体的高度，m； r沉砂斗下底直径，m，一般为0.40.6m,二、沉砂池-涡流沉砂池为例,（6）沉砂池总高度H： H=h1+h2+h3+h4+h5 式中：H池总高度，m； h1超高，m。 h3池子缓冲层高度，m。,二、沉砂池-涡流沉砂池为例,（7）进水渠道： 格栅的出水通过DN1200mm的管道送入沉砂池的进水渠道然后向两侧配水进入沉砂池，进水渠道采用与涡流式沉砂池呈切线方式进水， 式中：B1进水渠道宽度，m； h1进水渠道水深，m； v1进水流速，m

5、/S，一般采用0.61.2；,二、沉砂池-涡流沉砂池为例,（8）出水渠道： 出水渠道与进水渠道建在一起，并且满足夹角大于270 ，以延长污水在涡流式沉砂池内流动距离。 式中：B2出水渠道宽度，m； h2出水渠道水深，m； v2出水流速，m/S，一般采用0.40.6；,二、沉砂池-涡流沉砂池为例,（9）排砂装置： 采用空气提升泵从涡流式沉砂池底部空气提升排砂，排砂时间每日一次，每次12小时，所需空气量为排砂量的1520倍。,二、沉砂池-涡流沉砂池为例,三、生化处理池-SBR工艺 Sequencing Batch Reactor （SBR）序批式（间歇式）活性污泥法，简称SBR。 一）传统的SBR

6、工艺, 水污染控制工程课程设计,序批式活性污泥法工艺是由按一定顺序间歇操作运行的SBR反应器组成的。其完整的操作过程包括五个阶段：进水、反应、沉淀、出水、闲置。 SBR主要特征 以间歇操作为主要特征。包括两层含义：一是运行操作在空间上是按序排列，间歇的。一般有多个池子，污水连续按序列进入每个SBR反应器。二是每个SBR反应器的运行操作在时间上也是按次序排列的、间歇的。即进水、反应、沉淀、出水、闲置为一个运行周期。, 水污染控制工程课程设计,SBR工艺的操作过程, 水污染控制工程课程设计,二）SBR改型工艺 1、ICEAS工艺 ICEAS（Intermittent Cyclic Extended

7、 Aeration System ）工艺是间歇循环延时曝气活性污泥法的简称。工艺操作过程如图：, 水污染控制工程课程设计,主要特点是在反应器的进水端增加了一个预反应区，运行方式为连续进水，主反应区按“曝气、（闲置）沉淀、滗水”程序周期运行，使污水在反复的“好氧-厌氧”中完成去碳、脱氮和在“好氧-厌氧”中完成除磷。, 水污染控制工程课程设计,2、DAT-IAT工艺 DAT-IAT工艺的主体构筑物由两个串联的反应池组成，即需氧池（Demand Aeration Tank 简称DAT池）和间歇曝气池（Intermittent Aeration Tank 简称IAT池）组成，一般情况下DAT池连续进水

8、、连续曝气。其出水进入IAT池，在此可完成曝气、沉淀、滗水和排出剩余污泥工序。工艺流程如图：, 水污染控制工程课程设计,3、CASS（CAST、CASP）工艺 CASS（Cyclic Activated Sludge System ）工艺全称为循环式活性污泥法。CASS工艺的前身是ICEAS工艺，CASS是Goronszy 教授在ICEAS 工艺基础上开发出来的，是SBR工艺的一种新的形式。 CASS的整个工艺为间歇式反应器，在此反应器中活性污泥法过程按曝气和非曝气阶段不断重复，将生物反应过程和泥水分离过程结合在一个池子中进行。与ICEAS相比，CASS的预反应区容积更小。并成为设计更加优化合

9、理的生物选择器，将主反应区中部分剩余污泥回流至该选择器中，在运作方式上沉淀阶段不进水，使排水的稳定性得到保障。其构造和工艺流程如图：, 水污染控制工程课程设计,第, 水污染控制工程课程设计,第, 水污染控制工程课程设计,工艺说明： 生物选择器：设置在CASS前端的小容积区，水力停留时间为0.51h，通常在厌氧或兼氧的条件下运行。通过主反应区污泥的回流并与进水混合，不仅充分利用了活性污泥的快速吸附能力而且加速对溶解性底物的去除，对难降解有机物起到良好底水解作用，同时可使污泥中的磷在厌氧条件下得到有效的释放。生物选择器还可以有效地抑制丝状菌的大量繁殖，克服污泥膨胀，提高系统的稳定性。 缺氧区：具有

10、辅助厌氧或兼氧条件下运行的生物选择区对进水水质、水量变化的缓冲作用，还具有促进磷的进一步释放和强化反硝化作用。 主反应区：最终去除有机底物的主要场所。, 水污染控制工程课程设计,4、UNITANK工艺 UNITANK 工艺的组成：如图所示：外形是一矩形体，里面被分割成三个相等的矩形单元池，相邻的单元池之间以开孔的公共墙相隔，以使单元池之间彼此水力贯通，在3个单元池内全部配有曝气扩散装置，其中外侧的两池具有双重功能，既作曝气池，也作沉淀池。主要有两种运行方式，即单级好氧与脱氮除磷处理系统。如图所示：, 水污染控制工程课程设计, 水污染控制工程课程设计,三）、SBR工艺反应器设计计算： SBR的设

11、计迄今为止还没有一种可被广泛接受的标准和简单的方法，而且时间参数的选用和确定是经验的或基本上套用连续流系统的设计方法，设计者的随意性 很大。主要有污泥负荷法、容积负荷法、静态动力学法、动态模拟法、基于德国ATV标准的设计法、总污泥量综合设计法、考虑曝气方式的设计法、基于有效HRT和有效SRT概念的设计法。, 水污染控制工程课程设计,反应池容积设计计算污泥负荷法：,1、设计参数： （1）BOD-污泥负荷： SBR工艺污泥负荷值分为高负荷和低负荷两种。高负荷：0.10.4kgBOD/(kgMLSS d)，低负荷：0.030.05kgBOD/(kgMLSS d)。 （2）曝气池内混合液污泥浓度 反应

12、池内污泥浓度X一般采用15005000mg/L。 （3）排出比1/m 排出比1/m是指每一周期的排水量与反应池容积之比，一般采用1/41/2之间。, 水污染控制工程课程设计,2、各工序所需时间的计算,（1）曝气时间：SBR反应器污泥负荷的计算公式：,式中：Q进水流量，m3/d； S0进水BOD5平均浓度，mg/L； X反应器内混合液平均MLSS浓度； V反应器容积，m3； e曝气时间比，e=nTA/24 n周期数 TA1个周期内的曝气时间。, 水污染控制工程课程设计,将上面两式代入SBR污泥负荷公式得：, 水污染控制工程课程设计,当S0=214.31mg/L时，代入SBR污泥负荷公式得：, 水

13、污染控制工程课程设计,（2）沉淀时间：反应器污泥界面的沉降速度与MLSS浓度、水温的关系可以用下面两式：,式中：Vmax污泥界面的初始沉降速度，m/h； t水温，； X0沉降开始时的MLSS浓度，mg/L；,MLSS 3000mg/L,MLSS 3000mg/L, 水污染控制工程课程设计,当水温为10 ,当水温为20, 水污染控制工程课程设计,沉淀时间TS可用下式求得：,式中：Ts沉淀时间，h； H反应池内水深，m； 污泥界面上的最小水深，m。安全高度：0.30.5m。, 水污染控制工程课程设计,设计中取=0.5m，H=6m，沉淀时间TS： 当水温为10时：,当水温为20时：, 水污染控制工程

14、课程设计,（3）排水时间TD,一般排水时间可取0.53h。取TD=2.0h,(4) 进水时间TF：设计中取反应池进水时间TF=2.0h,（4）进水时间TF, 水污染控制工程课程设计,（5）一个周期所需时间T,（6）每天的周期数n,（7）曝气池的个数N, 水污染控制工程课程设计,3、反应器平面尺寸的计算,（1）每组曝气池的容积：,（2）每组曝气池的平面尺寸：, 水污染控制工程课程设计, 水污染控制工程课程设计,4、曝气池的总高度,曝气池的水深为6.0m，超高取0.5m，则曝气池的总高度H 为6.5m。 曝气池的设计运行水位如图。, 水污染控制工程课程设计,4、进出水系统,（1）SBR池进水设计：

15、 沉砂池的来水通过DN1200mm的管道送入SBR反应池，管道内的水流最大流速为0.88m/s。在每一组SBR池进水管上设电动阀门，以便于控制每池的进水量，进水管直接将来水送入曝气池内。 （2）SBR池出水设计： SBR采用滗水器出水。由于水量较大，本设计中采用旋转式滗水器，出水负荷为40L/(m s)，滗水深度为3.0m。出水总管管径为DN1200mm。, 水污染控制工程课程设计,4、进出水系统, 水污染控制工程课程设计,5、排泥系统,本设计中采用穿孔管排泥。穿孔排泥管沿池长方向布设，管径为DN200mm，孔眼直径为20mm，孔眼间距0.5m，孔眼方向向下，与水平成45度角交错排列。排泥管中

16、心间距3.0m，共6根，总排泥管的管径为DN600mm，在排泥总管上设流量计，以控制排泥量。, 水污染控制工程课程设计, 水污染控制工程课程设计,四）、曝气系统工艺计算 1、需氧量,（1）平均需氧量的计算,式中：O2混合液需氧量，kgO2/d； Q废水平均流量，m3/d; S0进水BOD浓度，kg/m3； Se出水BOD浓度，kg/m3； V曝气池容积，m3； Xv曝气池活性污泥微生物浓度，以MLVSS计，kg/m3。 a 常数，活性污泥微生物对含碳有机物氧化分解过程得需氧量，kgMLVSS/kgBOD； b 常数，活性污泥微生物通过内源代谢的自身氧化过程的需氧率，d1。,式中：O2碳氧化需氧

17、量，kg/d； Q废水最大流量，m3/d; S0进水BOD浓度，kg/m3； Se出水BOD浓度，kg/m3； V曝气池容积，m3； Xv曝气池活性污泥微生物浓度，以MLVSS计，kg/m3。 a常数，活性污泥微生物对含碳有机物氧化分解过程得需氧量，kgMLVSS/kgBOD； b常数，活性污泥微生物通过内源代谢的自身氧化过程的需氧率，d1。,（2）最大需氧量的计算, 水污染控制工程课程设计,例：污水的平均流量为61935m3/d，最大流量为86054m3/d，进水BOD5为214.31mg/L，经生物处理后的出水BOD5为20mg/L，曝气池中MLSS为3000mg/L，曝气池中混合挥发性悬

18、浮固体（MLVSS)与混合液悬浮固体（MLSS）之比为0.75。曝气池出口处溶解氧浓度为2mg/L，采用WM-180型网状膜微孔空气扩散器，每个扩散器的服务面积为0.49m2，铺设于池底0.2m处，淹没深度为5.8m，计算温度为30。求平均时需氧量和最大时需氧量，鼓风曝气时的供气量。, 水污染控制工程课程设计,2、脱氧清水中总氧量-OS的计算：,在稳定条件下，氧的转移速率应等于活性污泥微生物的需氧速率Rr：,式中：F曝气扩散设备堵塞系数，通常取0.650.9。 设备供应商提供空气扩散装置的氧转移参数是在标准条件下测定的：水温20，大气压力为1.013X105Pa，测定用水是脱氧清水。, 水污染

19、控制工程课程设计,在标准条件（水温为20，大气压为1.013x105Pa）下，转移到一定体积脱氧清水中总氧量（Os，单位：kg/h）为：,在实际条件下，同样的曝气系统设备，能够转移到同样体积曝气池混合液的总氧量（O2；单位：kg/h）为：,一般O2仅为Os的60%75%，联解上面两式得：, 水污染控制工程课程设计,如何求算Cs（T)的平均值？ 对于鼓风曝气池中的值应是扩散装置出口处和混合液表面处的溶解氧饱和浓度的平均值。, 水污染控制工程课程设计,由于O2为曝气池的实际需氧量，可以通过生化过程的设计计算求得，因此据上式可以求得换算为OS的值，再由OS值根据氧利用效率计算供气量。, 水污染控制工

20、程课程设计,式中： 鼓风曝气池内混合液溶解氧饱和浓度平均 值，mg/L； cs1，cs2 池底、池面混合液溶解氧饱和浓度，mg/L； cs大气压力为1.013X105Pa时T温度下的溶解氧饱和浓 度,mg/L； Pd空气扩散装置出口处的绝对压力（Pa），其值等于 下式：,二、氧转移的影响因素,p大气压力，p=1.013X105Pa； H空气扩散装置的安装深度，m，一般为有效水 深-0.3m（距池底0.3m）； 气泡离开池面时，氧的体积分数，%，可按下 式计算：,二、氧转移的影响因素,EA空气扩散装置的氧转移效率。小气泡扩散装置一 般取6%12%，微孔曝气器一般取15%25%。,3、供气量的计算

21、：,氧利用效率EA为：,式中：S供氧量，kg/h，供氧量与供气量的关系可用下式表示：,Gs供气量，m3/h； 0.21氧在空气中所占体积分数； 1.4530时氧气的密度，kg/m3。, 水污染控制工程课程设计,对鼓风曝气，各种空气扩散装置在标准条件下的EA值，是生产厂商提供的，因此，联立上面两式可以计算曝气系统需要的供气量（m3/h）：, 水污染控制工程课程设计, 水污染控制工程课程设计,4、鼓风曝气系统的计算与设计,鼓风曝气系统包括：空压机、空气输送管道（干管、支管及分支管）和空气扩散装置（曝气装置）。 鼓风曝气系统设计的主要内容是：空气扩散装置的选定，并对其进行布置；空气管道布置与计算；空

22、压机型号与台数的确定与空压机房的设计。, 水污染控制工程课程设计,4、鼓风曝气系统的计算与设计, 水污染控制工程课程设计, 水污染控制工程课程设计,曝气系统工艺计算,（1）空气扩散装置的选定与布置,在选定空气扩散装置时需考虑：较高的氧利用率EA和动力效率EP；不易堵塞，故障易于排除，维护方便；构造简单，便于安装，造价及成本较低；污水水质、地区条件及曝气池池型、水深等。 根据计算出的总供气量和每个空气扩散器的通气量；服务面积、曝气池底面积等数据，计算、确定空气扩散器的数目，并对其进行布置。, 水污染控制工程课程设计, 水污染控制工程课程设计,（2）空气管道系统的计算与设计,一般规定：从空压机的出

23、口到空气扩散装置的输送管道，一般使用焊接钢管；小型污水站的空气管道系统一般为枝状，大、中型污水厂则宜于联成环状，以测安全供气；空气管道一般铺设在地面上，接入曝气池的管道，应高出池水面0.5m以免产生回水现象；空气管道的流速：干、支管为1015m/s，通向空气扩散装置的竖管、小支管为45m/s。, 水污染控制工程课程设计,（2）空气管道系统的计算与设计,空气管道和空气扩散装置的压力损失，一般控制在14.7kPa以内，其中空气管道总损失控制在4.9kPa以内，空气扩散装置的阻力损失为4.99.8kPa., 水污染控制工程课程设计, 水污染控制工程课程设计, 水污染控制工程课程设计,（3）空压机的选

24、择, 水污染控制工程课程设计,根据每台空压机的设计风量和风压选择空压机。, 水污染控制工程课程设计,四、生物处理工艺-氧化沟 一）概念,氧化沟（Oxidation Ditch）也称为氧化渠，因其构筑物呈封闭的沟渠而得名。氧化沟是活性污泥法的一种改型，它把连续环式反应器(Continuous Loop Reactor)作为反应器，混合液在其中连续循环流动。沟内使用一种带方向控制的曝气和混合装置，向混合液传递水平速度，使混合液在闭合的渠道内循环流动。因此氧化沟又称为“循环曝气池”或“无终端曝气系统”。, 水污染控制工程课程设计,氧化沟的工艺特征 ：,（1） 氧化沟内有推流和完全混合两种流态； （2

25、）氧化沟内有明显的溶解氧的浓度梯度； （3）工艺流程简单、构筑物少，运行管理方便； （4）曝气设备和构造形式多样化，运行灵活； （5）处理效果稳定，出水水质好，并可实现除磷脱氮。, 水污染控制工程课程设计,二）氧化沟常见工艺 1、普通氧化沟： 1954年由L.A.Pasveer博士发明，并建于荷兰Voorsdoten市。, 水污染控制工程课程设计,普通氧化沟-脱氮功能, 水污染控制工程课程设计, 水污染控制工程课程设计,2、卡鲁塞尔（Carrousel）氧化沟,1967年荷兰DHV公司开发的多沟串联系统。, 水污染控制工程课程设计,卡鲁塞尔（Carrousel）氧化沟, 水污染控制工程课程设计

26、,卡鲁塞尔（Carrousel 2000）氧化沟, 水污染控制工程课程设计,卡鲁塞尔（Carrousel2000）氧化沟-AAO微曝氧化沟,进水,出水,工艺原理： A：厌氧区，兼性厌氧发酵细菌将污水中可生物降解的有机物转化为VFA，聚磷菌可将其体内存储的聚磷酸盐分解，所释放的能量可供好氧的聚磷菌在厌氧环境下维持生存，另一部分能量供给聚磷菌主动吸收环境中的VFA并以PHB的形式在其体内储存起来。 B：缺氧区，反硝化菌利用好氧区回流混合液带来的NO3-N，以及污水中可生物降解的有机物作碳源进行反硝化，达到同时降低BOD5与脱氮的目的。, 水污染控制工程课程设计,C：好氧区，聚磷菌在吸收，利用污水中

27、残余的可生物降解有机物的同时，主要是通过分解体内储存的PHB释放能量维持其生长繁殖。同时过量摄取环境中的溶解性磷，以聚磷的形式在体内储积起来，使出水中溶解性磷浓度达到最低。有机物经厌氧区、缺氧区分别被聚磷菌和反硝化细菌利用后，达到好氧区时浓度已相当低，这时有利于自养型硝化菌的生长繁殖，并通过硝化作用将氨氮转化为硝酸盐。其工艺的特性曲线为：, 水污染控制工程课程设计,NO3-N,NO3-N, 水污染控制工程课程设计,如图所示：在厌氧区，废水中的BOD5 或COD有一定程度的下降，NH4+ -N浓度由于细胞的合成也有一些降低，但NO3-N含量基本不变，P的含量却由于聚磷菌的释放而上升；在缺氧区，污

28、水中有机物被反硝化菌利用而下降，NH4+ -N变化小，NO3-N因反硝化作用被还原成N2，浓度大幅度下降，P的变化不大；在好氧区，有机物由于好氧降解会继续减少，NH4+ -N和P的含量由于硝化和聚磷菌摄磷的作用，以较快的速率下降，NO3-N含量却因硝化作用而上升。, 水污染控制工程课程设计, 水污染控制工程课程设计,卡鲁塞尔（Carrousel3000）氧化沟,第三代Carrousel 3000氧化沟是在Carrousel 2000氧化沟系统前加上一个生物选择区。该区是利用高有机负荷筛选菌株，抑制丝状菌的增长。其后工艺原理与Carrousel 2000相同。 Carrousel 3000氧化沟

29、最显著的特点是：水深很大，池型从“田径跑道”式向“同心圆”式转化，赤壁共用，降低了占地面积和工程造价。, 水污染控制工程课程设计, 水污染控制工程课程设计,3、奥贝尔（Orbal）氧化沟, 水污染控制工程课程设计,奥贝尔（Orbal）氧化沟：1970年在南非开发使用，后来转让给美国的Envirex公司推广，成为美国的Envirex公司的专有技术。Orbal氧化沟由多个同心的沟渠组成，沟渠呈圆形或椭圆形，进水先引入最外的沟渠，在不断循环的同时，依次引入下一个沟渠，最后从中心沟渠排出。, 水污染控制工程课程设计,奥贝尔（Orbal）氧化沟, 水污染控制工程课程设计,具有脱氮功能的奥贝尔（Orbal

30、）氧化沟由三条渠道组成，第一渠道的容积约为总容积的60%70%，第二渠道的容积约为总容积的20%30%，第三渠道的容积约为总容积的10%。运行时，应保持第一、二、三渠道的溶解氧分别为0、1、2mg/L，即所谓的三沟DO的0-1-2梯度分布。, 水污染控制工程课程设计,可以达到以下目的（1）在第一渠道内提供将BOD物质氧化稳定所需的氧，保持溶解氧为0或接近0，既可节约供氧的能耗，也为反硝化提供条件。（2）在第一渠道内缺氧的条件下，微生物可进行磷的释放，提高除磷效果。（3）在三条渠道中形成较大的溶解氧梯度，有利于提高充氧效率。, 水污染控制工程课程设计,4、交替工作式氧化沟,交替工作式氧化沟最早是

31、由丹麦Kruger公司开发的，是SBR工艺和传统氧化沟工艺组合的结果。目前主要有VR型（单沟交替）、DE型（双沟交替）和T型（三沟交替）。, 水污染控制工程课程设计,单沟交替工作式氧化沟-VR型, 水污染控制工程课程设计,VR型氧化沟由单池组成，一连续进水、出水的方式运行。整个沟的工作容积分为两部分，分别交替用作曝气区和沉淀区，每个功能区的一段都设有水流压力封闭的单向活拍门，利用定时器自动改变转刷的旋转方向，并通过沟内水流流向启闭活拍门，一改变沟中水流流动方向和各功能区的工作状态。不需二沉池和污泥回流系统。, 水污染控制工程课程设计,双沟交替工作式氧化沟-DE型, 水污染控制工程课程设计,双沟

32、交替工作式氧化沟脱氮系统：由两个串联的氧化沟（A和B）组成。通过改变进水出水顺序和曝气转刷转速使两沟交替在缺氧和好氧条件下运行。其运行工作程序为：, 水污染控制工程课程设计,交替工作式氧化沟-其运行工作程序为：, 水污染控制工程课程设计,其运行工作程序为： 阶段1：废水进入A沟-沟A缺氧-B沟-沟B好氧-出水进入二沉池。时间60min-90min。 阶段2：废水进入A沟-沟A好氧-B沟-沟B好氧-出水进入二沉池。时间15min-30min。 阶段3：废水进入B沟-沟B缺氧-A沟-沟A好氧-出水进入二沉池。时间60min-90min。 阶段4：废水进入B沟-沟B好氧-A沟-沟A好氧-出水进入二沉

33、池。时间15min-30min。, 水污染控制工程课程设计,交替工作式氧化沟-东莞市塘厦镇水质净化厂处理流程, 水污染控制工程课程设计,双沟交替工作式氧化沟-除磷脱氮功能, 水污染控制工程课程设计,三沟交替工作式氧化沟-T型, 水污染控制工程课程设计,三沟交替工作式氧化沟-T型, 水污染控制工程课程设计,三沟交替工作式氧化沟是Kruger公司开发的生物脱氮的新工艺。该系统由三个相同的氧化沟组建在一起作为一个单元运行，三个氧化沟之间相互双双连通。在运行时两侧的A、C两池交替地用作曝气池和沉淀池。中间的B池一直维持曝气，进水交替地引入A池或C池，出水相应地从C池或A池引出。, 水污染控制工程课程设

34、计,交替工作式氧化沟-T型, 水污染控制工程课程设计,其运行工作程序为： 阶段A：废水进入池 -池好氧-池好氧-池出水进入二沉池。 阶段B：废水进入池 -池缺氧-池好氧-池出水进入二沉池。 阶段C：废水进入池 -池静置-池缺氧-池出水进入二沉池。, 水污染控制工程课程设计,其运行工作程序为： 阶段D：废水进入池 -池缺氧-池好氧-池出水进入二沉池。 阶段E：废水进入池 -池好氧-池好氧-池出水进入二沉池。 阶段F：废水进入池 -池好氧-池静置-池出水进入二沉池。, 水污染控制工程课程设计,从上述运行过程可以看出，池在6个阶段中始终进行曝气，而外侧两池的转刷每4h交替运行一次。阶段A、D运行60

35、120min，其它阶段运行3060min。每一 循环48h。, 水污染控制工程课程设计,五沟交替工作式氧化沟, 水污染控制工程课程设计,其运行工作程序为： 阶段A：废水进入1 沟-1沟缺氧-234好氧-5沟出水。 阶段B：废水进入3沟-3沟缺氧-124好氧-5沟出水。 阶段C：废水进入2 沟-2沟缺氧-34好氧1沉淀-5沟出水。 阶段D：废水进入5 沟-5沟缺氧-234好氧-1沟出水。 阶段E：废水进入3 沟-3沟缺氧-245好氧-1沟出水。 阶段F：废水进入4沟-4沟缺氧-23好氧5沉淀-1沟出水。, 水污染控制工程课程设计,5、一体化氧化沟-船型, 水污染控制工程课程设计,一体化氧化沟-B

36、MTS型, 水污染控制工程课程设计,一体化氧化沟-侧沟式, 水污染控制工程课程设计,三）氧化沟的构造和设备,氧化沟的构造：沟体、曝气设备、进水分配井、导流和混合装置、出水溢流堰和自动控制设备等部分组成。, 水污染控制工程课程设计,氧化沟的设备： 曝气设备：机械曝气设备、水下曝气设备、导管式曝气设备、微孔曝气系统, 水污染控制工程课程设计,氧化沟的曝气设备-转刷, 水污染控制工程课程设计,氧化沟的曝气设备-转盘（曝气碟）, 水污染控制工程课程设计, 水污染控制工程课程设计,氧化沟的曝气设备-垂直轴表面曝气机, 水污染控制工程课程设计,氧化沟的曝气设备-自吸螺旋曝气机, 水污染控制工程课程设计,氧

37、化沟的曝气设备-射流曝气机, 水污染控制工程课程设计,氧化沟的曝气设备-导管式曝气机, 水污染控制工程课程设计,氧化沟的曝气设备-混合曝气系统（微孔曝气器）, 水污染控制工程课程设计,氧化沟的设备-混合设备, 水污染控制工程课程设计,氧化沟的设备-混合设备, 水污染控制工程课程设计,氧化沟的设备进出水装置, 水污染控制工程课程设计,氧化沟的设备进出水装置, 水污染控制工程课程设计,氧化沟的设备导流装置, 水污染控制工程课程设计,氧化沟的设备导流装置, 水污染控制工程课程设计,四）氧化沟工艺设计计算,以Carrousel氧化沟为例介绍其设计过程。 1、设计参数 （1）X：20006000mg/L

38、之间，设计取X=4000mg/L。 （2）污泥龄：c=30d。 （3）回流污泥浓度：, 水污染控制工程课程设计,四）氧化沟工艺设计计算,（3）回流污泥浓度：,当SVI=100，r=1.2时：,（4）污泥回流比：, 水污染控制工程课程设计,四）氧化沟工艺设计计算,2、平面尺寸计算 （1）好氧区有效容积, 水污染控制工程课程设计,四）氧化沟工艺设计计算,当Q=61935m3/d，Y=0.42，c=30，S0=214.31，Se=20，Kd=0.075时：, 水污染控制工程课程设计,（2）缺氧区有效容积,Vn缺氧区池体容积，m3； Q生物脱氮系统设计污水流量，m3/d； Nk生物脱氮系统进水总凯氏氮

39、浓度，g/m3； Nte生物脱氮系统出水总氮浓度，g/m3； Kde反硝化速率常数，gNO3-N/（gMLVSSd）； Xv排出生物脱氮系统的剩余污泥量，gMLVSS/d。, 水污染控制工程课程设计,（2）缺氧区有效容积,当Q=61935m3/d，Y=0.42，c=30，S0=214.31，Se=20，Kd=0.075，Nk=30.79，Nte=10，Kde=0.02时：, 水污染控制工程课程设计,（2）缺氧区有效容积, 水污染控制工程课程设计,（3）总有效容积,（4）氧化沟平面尺寸 氧化沟共设4组，并联运行。氧化沟的有效水深设为4.0m，超高0.5m，则氧化沟的总高度为4.5m。取氧化沟为矩

40、形断面，沟宽6.0m，则氧化沟总长度：, 水污染控制工程课程设计,四）氧化沟工艺设计计算,其中好氧区长度为260m，缺氧区长度为165m。平面布置如下图。, 水污染控制工程课程设计,四）氧化沟工艺设计计算,87.35m, 水污染控制工程课程设计,四）氧化沟工艺设计计算,3、设计参数校核 （1）水力停留时间, 水污染控制工程课程设计,四）氧化沟工艺设计计算,3、设计参数校核 （2）BOD-污泥负荷率,Ls介于0.050.15之间，满足要求。, 水污染控制工程课程设计,四）氧化沟工艺设计计算,4、进出水系统 （1）氧化沟的进水设计 沉砂池的出水通过DN1200mm的管道送往氧化沟，管道内的流速为0

41、.88m/s。然后，用4条管道送入每一组氧化沟，送水管径DN600mm,管内水流流速为0.88m/s。回流污泥也同步流入。, 水污染控制工程课程设计,（2）氧化沟的出水设计 氧化沟的出水采用矩形堰跌落出水，则堰上水头：,式中：H-堰上水头（m）； Q-每组氧化沟出水量，指污水最大流量（0.996m3/s）与回流污泥量（0.717 50%）之和； m-流量系数，一般采用0.40.5； b-堰宽（m）。, 水污染控制工程课程设计,（2）氧化沟的出水设计 氧化沟的出水采用矩形堰跌落出水，则堰上水头：,出水总管管径采用DN1500mm，管内污水流速为0.77m/s。回流污泥管管径为DN600mm，管内

42、污泥流速为1.27m/s。, 水污染控制工程课程设计,四）氧化沟工艺设计计算,5、剩余污泥量：按表观产率系数计算：,按污泥龄计算：, 水污染控制工程课程设计,四）氧化沟工艺设计计算,剩余污泥含水率按99.2%计算，每天排放的湿污泥：, 水污染控制工程课程设计,四）氧化沟工艺设计计算,6、需氧量, 水污染控制工程课程设计,四）氧化沟工艺设计计算,7、碱度校核 pH值对硝化作用的影响较大，通常应校核氧化沟中混合液的碱度，以确定pH值是否符合要求及是否需补充碱度。一般去除BOD5所产生的碱度（以CaCO3计）为0.1mg/mgBOD5，还原硝酸盐氮所产生的碱度为3.0mg/mgBOD5，氧化氨氮消耗

43、的碱度为7.14 mg/mgNH4-N。因此可根据原水碱度，利用上述数据计算剩余碱度，当剩余碱度 100mg/L时，即可维持pH 7.2，达到运行要求。, 水污染控制工程课程设计,五、二次沉淀池设计计算-辐流沉淀池,设计中选择二组辐流沉淀池，中间进水，四周出水，每池设计流量为0.498m3/s。从曝气池流出的混合液进入集配水井，经集配水井分配流量后流进辐流沉淀池。设计采用表面负荷法：, 水污染控制工程课程设计,辐流沉淀池示意图：, 水污染控制工程课程设计,五、二次沉淀池设计计算-辐流沉淀池,1、沉淀池表面积F,设计中取表面负荷率q =1.4m3/(m2 h), 水污染控制工程课程设计,五、二次

44、沉淀池设计计算-辐流沉淀池,2、沉淀池直径,3、沉淀池有效水深h2，t为沉淀时间，一般取1.53.0h。, 水污染控制工程课程设计,五、二次沉淀池设计计算-辐流沉淀池,4、径深比,5、污泥部分所需容积, 水污染控制工程课程设计,5、污泥部分所需容积, 水污染控制工程课程设计,6、沉淀池总高度,式中：H-沉淀池总高度（m）； h1-沉淀池超高（m），一般采用0.30.5m； h2-沉淀池有效水深（m）； h3-沉淀池缓冲层高度（m），一般采用0.3m； h4-沉淀池底部圆锥体高度（m）； h5-沉淀池污泥区高度（m）。, 水污染控制工程课程设计,6、沉淀池总高度,式中： h4-沉淀池底部圆锥体高

45、度（m）； r-沉淀池半径m； r1-沉淀池进水竖井半径（m）； i-沉淀池池底坡度。,根据污泥部分容积过大及二沉池污泥地特点，采用机械刮吸泥机连续排泥，池底坡度0.05., 水污染控制工程课程设计,6、沉淀池总高度,设计中r=20.2m，r1=1.0m，i=0.05.,式中： V1-污泥部分所需容积（m3）； V2-沉淀池底部圆锥体容积（m3）； F-沉淀池表面积（m2）。, 水污染控制工程课程设计,6、沉淀池总高度, 水污染控制工程课程设计,五、二次沉淀池设计计算-辐流沉淀池,7、进水管的计算, 水污染控制工程课程设计,五、二次沉淀池设计计算-辐流沉淀池,8、进水竖井计算 进水竖井直径采用D2=2.0m，进水竖井采用多孔配水，配水