水污染控制工程课程设计某市污水处理厂AAO工艺设计.doc

课 程 设 计 指 导 书环境工程专业设计题目：水污染工程课程设计 目 录引言51设计任务及设计资料61.1设计任务与内容61.2设计原始资料61.2.1城市气象资料61.2.2地质资料61.2.3设计规模71.2.4进出水水质72、设计说明书72.1去除率的计算72.1.1溶解性BOD5的去除率72.1.2 CODr的去除率：82.1.3.SS的去除率：82.1.4.总氮的去除率：82.1.5.磷酸盐的去除率92.2城市污水处理工艺选择92.3、污水厂总平面图的布置102.4、处理构筑物设计流量(二级)102.5、污水处理构筑物设计112.5.1.中格栅和提升泵房（两者合建在一起）112.5.2、沉沙池122.5.3、初沉池132.5.4、厌氧池132.5.5、缺氧池132.5.6、曝气池142.5.7、二沉池142.6、污泥处理构筑物的设计计算142.6.1污泥泵房142.6.2污泥浓缩池152.7、污水厂平面，高程布置152.7.1平面布置152.7.2管线布置162.7.3 高程布置163 污水厂设计计算书173.1污水处理构筑物设计计算173.1.1中格栅173.1.2污水提升泵房183.1.3、沉砂池213.1.4、初沉池223.1.5、厌氧池243.1.6、缺氧池计算253.1.7、曝气池设计计算253.1.8、二沉池333.1.9计量堰设计计算353.2 污泥处理部分构筑物计算363.2.1污泥浓缩池设计计算：363.2.2 储泥灌与污泥脱水机房设计计算393.3、高程计算393.3.1污水处理部分高程计算:403.3.2污泥处理部分高程计算:40参考文献41致 谢42某市污水处理厂A/A/O工艺设计【摘要】随着社会进步，人们对于城市污水的处理的要求愈加严格。除了基本的去除污水中BOD和SS的要求外，通常还要求脱氮除磷，以保护水体环境。本设计即采用了众多脱氮除磷工艺中较为经济合理的AAO工艺对进入污水厂的污水进行处理。设计污水处理厂处理所在城市生活污水，日处理能力10万方，有效去除水中BOD、SS以及氮、磷元素，出水质量将达到国家污水综合排放标准二级标准。本设计对污水处理厂处理流程、处理构筑物、以及高程进行了初步设计。【关键词】：A2/O ，生物脱氮除磷 ，水污染治理，城市污水引言 长期以来，城市污水处理均以去除有机物和悬浮物为目的，其工艺为普通活性污泥法该法对氮、磷等无机营养物去除效果很差一般来说*1，氮的去除率只有2030，磷的去除率只有1020随着大量的化肥、农药、洗涤剂等高浓度氮、磷工业废水的排出，导致城市污水中N、P浓度急剧增加，从而引起水体中溶解氧降低及水体富营养化，同时影响了处理后污水的复用所以，要求在城市污水处理过程中不仅要有效地去除BOD和SS，而且要有效地脱氮除磷八十年代以来，生物脱氮除磷工艺已成为现代污水处理的重大课题，特别是以厌氧缺氧好氧*2*3（AnaerobicAnoxicaerobic，简称A2O工艺）系统的生物脱氮除磷工艺，因其特有的技术经济优势和环境效益，越来越受到人们的高度重视。本设计中即采用厌氧缺氧好氧（AnaerobicAnoxicaerobic，即A2O工艺）对某城市生活污水进行处理，日处理能力60000方。出水达到1996年颁布的国家综合污水排放标准*4水质要求。1设计任务及设计资料1.1设计任务与内容该城市污水处理厂的AAO工艺流程设计，对流程进行详细的工艺计算，水力计算，对工程进行概算，绘制总平面图、流程高程图，单体构筑物工艺图。工艺要求对污水进行生物脱氮除磷。1.2设计原始资料1.2.1城市气象资料经调查和咨询，该城市的气象资料见表1：表1 污水处理厂所处城市气象资料年平均气温12月平均最高气温25月平均最低气温4最高气温36最低气温-4-5年平均降雨量1000冰冻线深300主风向西南风温度在-10度以下0天相对湿度701.2.2地质资料污水处理厂处的地下土壤为：亚黏土，平均地下水位在地表以下：20m1.2.3设计规模污水厂的处理水量按最高日最高时流量，污水厂的日处理量为6万方。主要处理城市生活污水以及部分工业废水，按生活污水量来取其时变化系数为1.36。1.2.4进出水水质该水经处理以后，水质应符合国家污水综合排放标准（GB89781996）中的二级标准，由于进水不但含有BOD5，还含有大量的N，P所以不仅要求去BOD5除还应去除不中的N，P达到排放标准。进水PH为6-7，总氮为44-45mg/L。其他见表2：表2 污水厂设计进出水水质对照表单位：mg/LCODcrBOD5SSNH3NTP进水230-370150-250200-35035-4510以下出水1203030250.3城市污水总干管进入污水厂入口处的管径为1米，水量2000毫米，管底埋深2.3米。该城市地势为东南方向较高，西北方向较低，城市的排水出路在西北方向，在城市北侧有一条河流为污水的最终收纳水体，污水厂址位于城市西北，河流的南岸，污水厂厂区地势平坦，地面标高（黄海高程）为18米，受纳水体洪水位为17米。2、设计说明书2.1去除率的计算2.1.1溶解性BOD5的去除率活泩污泥处理系统处理水中的BOD5值是由残存的溶解性BOD5和非溶解性BOD5二者组成，而后者主要是以生物污泥的残屑为主体。活性污泥的净化功能，是去除溶解性BOD5。因此从活性污泥的净化功能来考虑，应将非溶解性的BOD5从处理水的总BOD5值中减去。取原污水BOD5值（S0）为250mg/L，经初次沉淀池及缺氧池、厌氧段处理，按降低30考虑，则进入曝气池的污水，其BOD5值（S）为：S250（1-25）175mg/L计算去除率，对此，首先按式BOD55（1.42bXC）=7.1XC计算处理水中的非溶解性BOD5值,上式中C处理水中悬浮固体浓度，取用综合排放一级标准20mg/L;b-微生物自身氧化率，一般介于0.05-0.1之间，取0.08；X-活性微生物在处理水中所占比例，取值0.4得BOD57.10.080.4204.5mg/L.处理水中溶解性BOD5值为：20-4.515.5mg/L去除率2.1.2 CODr的去除率：取入水CODc为320mg/L；2.1.3.SS的去除率：取入水SS为300mg/L2.1.4.总氮的去除率：出水标准中的总氮为25mg/L，处理水中的总氮设计值取25mg/L，入水总氮取40mg/L，总氮的去除率为：2.1.5.磷酸盐的去除率进水中磷酸盐的浓度为5mg/L计。如磷酸盐以最大可能成Na3PO4计*5，则磷的含量为5×0.189=0.945mg/L.注意：Na3PO4中P的含量在可能存在的磷酸盐（溶解性）中是含量最大的，这样计算出来的进水水质中的磷含量偏大，对整个设计来说是偏安全的。磷的去除率为2.2城市污水处理工艺选择处理厂的工艺流程是指在达到所要求处理程度的前提下，污水处理各单元的有机组合；构筑物的选型是指处理构筑物形式的选择。两者是相互联系，互为影响的。城市生活污水一般以BOD物质为主要去除对象。由于经过一级处理后的污水，BOD只去除30左右，仍不能排放；二级处理BOD去除率可达90以上，处理后的BOD含量可能降到20-30mg/L，已具备排放水体的标准*4。又该城市污水处理厂的方案，既要考虑有效去除BOD5又要适当去除N，P故本设计采用A/A/O法。污水处理工艺流程如图1所示。该流程包括完整的二级处理系统和污泥处理系统。污水经由一级处理的隔栅、沉沙池和初沉池进入二级处理的厌氧池缺氧池和曝气池，然后在二次沉淀池中进行泥水分离，二沉池出水后直接排放。二沉池中一部分污泥作为回流污泥进入二级处理部分，剩余污泥与初沉池污泥进入污泥浓缩池，经浓缩之后的污泥进入脱水机房加药脱水，最后外运。图1 污水处理厂设计工艺流程图优点：该工艺为最简单的同步脱氮除磷工艺 ，总的水力停留时间，总产占地面积少于其它的工艺 。在厌氧的好氧交替运行条件下，丝状菌得不到大量增殖，无污泥膨胀之虞，SVI值一般均小于100。污泥中含磷浓度高，具有很高的肥效。运行中无需投药，两个A段只用轻缓搅拌，以保证充足溶解氧浓度，运行费低。缺点：除磷效果难于再行提高，污泥增长有一定的限度，不易提高，特别是当P/BOD值高时更是如此 。脱氮效果也难于进一步提高，内循环量一般以2Q为限，不宜太高，否则增加运行费用。对沉淀池要保持一定的浓度的溶解氧，减少停留时间，防止产生厌氧状态和污泥释放磷的现象出现，但溶解 浓度也不宜过高。以防止循环混合液对缺反应器的干扰。2.3、污水厂总平面图的布置本污水处理厂平面布置在满足工艺流程的前提下进行布置，大致分为生活区、污水处理区、污泥处理区三区，布置紧凑，进出水流畅；其中，综合办公楼、宿舍楼、食堂、浴室等在入厂正门一侧附近，方便本厂职工办公和起居生活，同时也方便外来人员；隔栅间气味大，锅炉房多烟尘，污泥区设在夏季主导风向的下风向、在脱水机房附近设有后门，以减少煤、灰、泥饼、栅渣外运时对环境的污染。2.4、处理构筑物设计流量(二级)最高日最高时 81600吨平均日平均时 6吨2.5、污水处理构筑物设计2.5.1.中格栅和提升泵房（两者合建在一起）中格栅用以截留水中的较大悬浮物或漂浮物，以减轻后续处理构筑物的负荷，用来去除那些可能堵塞水泵机组驻管道阀门的较粗大的悬浮物，并保证后续处理设施能正常运行的装置。提升泵房用以提高污水的水位，保证污水能在整个污水处理流程过程中流过 ，从而达到污水的净化。设计参数：格栅与水泵房合建在一起。（1）水泵处理系统前格栅栅条间隙，应符合下列要求：人工清除 2540mm机械清除 1625mm最大间隙 40mm（2）在大型污水处理厂或泵站前原大型格栅(每日栅渣量大于0.2m3),一般应采用机械清渣。（3）格栅倾角一般用450750。机械格栅倾角一般为600700。（4）通过格栅的水头损失一般采用0.080.15m。（5）过栅流速一般采用0.61.0m/s。运行参数：设计流量Q=81600m3/d=944L/s栅前流速v1=0.7m/s 过栅流速v2=0.9m/s栅条宽度s=0.01m 格栅间隙e=25mm栅前部分长度0.5m 格栅倾角=65°过栅水头损失：0.080m设计中的各参数均按照规范规定的数值来取的。提升泵房说明*6：1泵房进水角度不大于45度。2相邻两机组突出部分得间距，以及机组突出部分与墙壁的间距，应保证水泵轴或电动机转子再检修时能够拆卸，并不得小于0.8。如电动机容量大于55KW时，则不得小于1.0m，作为主要通道宽度不得小于1.2m。3.泵站为半地下式，污水泵房设计占地面积120m2（12*10）高10m,地下埋深5米。4.水泵为自灌式。2.5.2、沉沙池沉砂池的作用是从污水中将比重较大的颗粒去除，其工作原理是以重力分离为基础，故应将沉砂池的进水流速控制在只能使比重大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒则随水流带起立。沉砂池设计中，必需按照下列原则*7：1.城市污水厂一般均应设置沉砂池，座数或分格数应不少于2座(格)，并按并联运行原则考虑。2.设计流量应按分期建设考虑：当污水自流进入时，应按每期的最大设计流量计算；当污水为用提升泵送入时，则应按每期工作水泵的最大组合流量计算；合流制处理系统中，应按降雨时的设计流量计算。3.沉砂池去除的砂粒杂质是以比重为2.65，粒径为0.2以上的颗粒为主。4.城市污水的沉砂量可按每106m3污水沉砂量为30m3计算，其含水率为60%，容量为1500kg/m3。5.贮砂斗槔容积应按2日沉砂量计算，贮砂斗池壁与水平面的倾角不应小于55°排砂管直径应不小于0.3m。6.沉砂池的超高不宜不于0.3m 。7.除砂一般宜采用机械方法。当采用重力排砂时，沉砂池和晒砂厂应尽量靠近，以缩短排砂管的长度。说明：采用平流式沉砂池，具有处理效果好，结构简单的优点，分两格。运行参数：沉砂池长度 12.5m 池总宽 6.3m有效水深 0.6m 贮泥区容积 3.6m3（每个沉砂斗）沉砂斗底宽 0.6m 斗壁与水平面倾角为 600斗高为 1.5m 斗部上口宽 2.4m2.5.3、初沉池设计参数：设计进水量：Q=81600m3/d表面负荷： qb范围为2-2.5 m3/ m2.h ，取q=2.0 m3/ m2.h运行参数：沉淀池直径D=33m 有效水深 h4m池总高度 H=5.95m 贮泥斗容积Vw30m3出水系统：采用双边溢流堰，在边池沉淀完毕，出水闸门开启，污水通过溢流堰，进行泥水分离。澄清液通过池内得排水渠排除。在排水完毕后，出水闸门关闭。排泥系统：采用轨道式吸泥机，2.5.4、厌氧池二级处理的主体构筑物，是活性污泥的反应器，即厌氧、缺氧、好氧反应器。其独特的结构使其具有脱氮除磷功能，经过曝气池后，水质得到很大的改善。运行参数：建造一组厌氧池，采用推流式设计。厌氧池尺寸: 长18m，宽40米，横向分为两廊，则每道长度为40米，宽18米，高H=5.1m2.5.5、缺氧池运行参数：建造一组缺氧池，池中设搅拌装置。搅拌装置选用 缺氧池尺寸: 长27m，宽40米，横向分为两廊，则每道长度为40米，宽27米，高H=5.1m2.5.6、曝气池本设计采用推流式曝气池，采用鼓风曝气系统。设计参数：设计进水量：8.16万m3/d BOD污泥负荷率：0.25BOD5/(kgMLSS·d)混合液污泥浓度：4000mg/L 污泥龄：8d；水力停留时间：3.6h工艺参数：长：40米 宽：50米 有效水深：2.5米 实际停留时间2小时曝气池与厌氧池、缺氧池合建，进水均选用普通铸铁管。其中厌氧池出水进入对称式配水槽为曝气池的两组平行部分均匀布水。出水系统采用倒虹吸式中央配水井，二对沉池进行布水。2.5.7、二沉池设计参数：设计进水量：Q=81600m3/d表面负荷： qb范围为1.01.5 m3/ m2.h ，取q=1.2 m3/ m2.h水力停留时间（沉淀时间）：T=2.5 h运行参数：沉淀池直径D=25m 有效水深 h3m池总高度 H=4.92m 贮泥斗容积Vw349m3出水系统：采用单边溢流堰，在边池沉淀完毕，出水闸门开启，污水通过溢流堰，进行泥水分离。澄清液通过池内得排水渠排除。在排水完毕后，出水闸门关闭。排泥系统：采用周边传动轨道式吸泥机， 2.6、污泥处理构筑物的设计计算2.6.1污泥泵房（1）回流污泥泵选用LXB-1000螺旋泵*83台（2用1备），单台提升能力为660m3/h，提升高度为3.5-4.0m,电动机转速n=48r/min,功率N=15kW。（2）回流污泥泵房占地面积为9m×6m。（3）剩余污泥泵选两台，2用1备，单泵流量Q>2Qw/25.56m3/h。选用1PN污泥泵Q 7.216m3/h, H 14-12m, N 3kW。（4）剩余污泥泵房占地面积L×B=4m×3m。 。2.6.2污泥浓缩池采用间歇式重力浓缩池。设计规定及参数*8：进泥含水率：当为初次污泥时，其含水率一般为95%97%;当为剩余活性污泥时，其含水率一般为99.2%99.6%。污泥固体负荷：负荷当为初次污泥时，污泥固体负荷宜采用80120kg/(m2.d)当为剩余污泥时，污泥固体负荷宜采用3060kg/(m2.d)。浓缩时间不宜小于12h，但也不要超过24h。运行参数：设计流量：每座408.9kg/d ，采用1座进泥浓度 8.6g/L 污泥浓缩时间 16h进泥含水率 99.2% 出泥含水率 97.0%泥斗倾角 60度 高度 2.5m贮泥时间 16h 上部直径 14m浓缩池总高 4.80m 泥斗容积 131.9m32.7、污水厂平面，高程布置2.7.1平面布置各处理单元构筑物的平面布置：处理构筑物是污水处理厂的主体建筑物，在对它们进行平面布置时，应根据各构筑物的功能和水力要求结合当地地形地质条件，确定它们在厂区内的平面布置应考虑*9：（1）贯通，连接各处理构筑物之间管道应直通，应避免迂回曲折，造成管理不便。（2）土方量做到基本平衡，避免劣质土壤地段（3）在各处理构筑物之间应保持一定产间距，以满足放工要求，一般间距要求510m，如有特殊要求构筑物其间距按有关规定执行。（4）各处理构筑物之间在平面上应尽量紧凑，在减少占地面积。2.7.2管线布置（1）应设超越管线，当出现故障时，可直接排入水体。（2）厂区内还应有给水管，生活水管，雨水管。辅助建筑物：污水处理厂的辅助建筑物有泵房，鼓风机房，办公室，集中控制室，水质分析化验室，变电所，存储间，其建筑面积按具体情况而定，辅助建筑物之间往返距离应短而方便，安全，变电所应设于耗电量大的构筑物附近，化验室应原理机器间和污泥处理构筑物，以保证良好的工作条件，化验室应与处理构筑物保持适当距离，并应位于处理构筑物夏季主风向所在的上风中处。在污水厂内主干道应尽量成环，方便运输。主干宽610m次干道宽34m，人行道宽1.5m2.0m曲率半径9m，有30%以上的绿化。2.7.3 高程布置为了降低运行费用和使维护管理，污水在处理构筑物之间的流动以按重力流考虑为宜，厂内高程布置的主要特点是先确定最大构筑物的地面标高，然后根据水头损失，通过水力计算，递推出前后构筑物的各项控制标高。根据氧化沟的设计水面标高，推求各污水处理构筑物的水面标高，根据和处理构筑物结构稳定性，确定处理构筑物的设计地面标高。3 污水厂设计计算书3.1污水处理构筑物设计计算3.1.1中格栅3.1.1.1设计参数：设计流量Q=81600m3/d=944L/s栅前流速v1=0.7m/s，过栅流速v2=0.9m/s栅条宽度s=0.01m，格栅间隙e=25mm栅前部分长度0.5m，格栅倾角=65°单位栅渣量1=0.08m3栅渣/103m3污水3.1.1.2设计计算（1）设格栅前水深h0.8m，过栅流速v=0.8m/s，格栅安装倾角为65度则:栅前槽宽 （2）栅条间隙数(取n=58)（3）栅槽有效宽度B=s（n-1）+en=0.01（58-1）+0.025×58=2.02m（4）进水渠道渐宽部分长度（其中1为进水渠展开角）（5）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度（6）过栅水头损失（h1）因栅条边为矩形截面，取k=3，则其中=（s/e）4/3h0：计算水头损失k：系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增加倍数，取k=3：阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时=2.42（7）栅后槽总高度（H）取栅前渠道超高h2=0.4m，则栅前槽总高度H1=h+h2=0.8+0.4=1.2m栅后槽总高度H=h+h1+h2=0.8+0.080+0.4=1.280m（8）格栅总长度L=L1+L2+0.5+1.0+1.1/tan=0.54+0.27+0.5+1.0+1.2/tan60°=2.87m（9）每日栅渣量=Q平均日1=5.4 m3/d>0.2m3/d所以宜采用机械格栅清渣（10）计算草图如下：图2 中格栅设计简图3.1.2污水提升泵房本设计采用干式矩形半地下式合建式泵房，它具有布置紧凑、占地少、结构较省的特点。集水池和机器间由隔水墙分开，只有吸水管和叶轮浸没在水中，机器间经常保持干燥，以利于对泵房的检修和保养，也可避免对轴承、管件、仪表的腐蚀。在自动化程度较高的泵站，较重要地区的雨水泵站、开启频繁的污水泵站中，应尽量采用自灌式泵房。自灌式泵房的优点是启动及时可靠，不需引水的辅助设备，操作简便；缺点是泵房较深，增加工程造价。采用自灌式泵房时水泵叶轮（或泵轴）低于集水池的最低水位，在高、中、低三种水位情况下都能直接启动。泵房剖面图如图2所示。图3 污水提升泵房设计简图3.1.2.1设计概述选择水池与机器间合建式的方形泵站，用6台泵（2台备用），水泵设计流量：Q=950L/s，泵房工程结构按远期流量设计采用AAO工艺方案，污水处理系统简单，对于新建污水处理厂，工艺管线可以充分优化，故污水只考虑一次提升。污水经提升后入平流沉砂池，然后自流通过厌氧池、缺氧池、曝气池、二沉池及计量堰，最后由出水管道排入受纳水体。各构筑物的水面标高和池底埋深见高程计算。3.1.2.2集水间计算选择水池与机器间合建的半地下式方形泵站，用6台泵（2台备用）每台泵流量为：Q0=950/4=237.5L/s集水间容积，相当与1台泵5分钟容量W=72m3有效水深采用h=2m，则集水池面积为F72/236m23.1.2.3水泵总扬程估算（1）集水池最低工作水位与所需提升最高水位之前的高差为：m（2）出水管线水头损失每台泵单用一根出水管，共流量为Q0=1390/4=347.5L/s选用管径为600mm的铸铁管，查表得v=1.66m,1000i=5.75m，设管总厂为30m，局部损失占沿程的30，则总损失为：（3）泵站内的管线水头损失假设为1.5m，考虑自由水头为1.0m（4）水头总扬程为取11m3.1.2.4校核总扬程泵站平面布置后对水泵总扬程进行校核计算（1）吸水管路的水头损失 每根吸水管的流量为350L/s，每根吸水管管径为600mm，流速v=1.66m/s，只管长度为1.65m。沿程损失直管部分长度1.65m，进口闸阀一个（）Dg600350偏心管一个（）局部损失（0.5+0.609）1.662/2g+0.24.882/2g=0.41m吸水管路总损失为：0.01+0.410.42m（2）出水管路的水头损失：管路总长度取25m，渐扩管1个（）90度弯头四个（）沿程损失 255.75/1000i0.14m局部损失（0.3+0.609+41.01）1.72/2g+0.24.882/2g0.94m出水管路总损失为 0.14+0.941.08m（3）水泵所需总扬程为21.8-13.9+1.5+0.42+1.0810.9m。取11m。采用6台长沙水泵厂制造的56LKSB-10立式斜流泵，两台备用。该泵单台提升流量340L/s，扬程11.3m，转速370r/min，功率500kW污水泵房设计占地面积120m2（12*10）高10m,地下埋深5米。3.1.3、沉砂池采用平流式沉砂池3.1.3.1 设计参数设计流量：Q=944L/s（设计1组，分为2格）设计流速：v=0.25m/s水力停留时间：t=50s3.1.3.2设计计算（1）沉砂池长度：L=vt=0.25×50=12.5m（2）水流断面积：A=Qmax/v=0.944/0.25=3.78m2 取3.8m2。（3）池总宽度：设计n=2格，每格宽取b=3.15m>0.6m，池总宽B=2b=6.3m（4）有效水深：h2=A/B=3.8/6.3=0.6m （介于0.251m之间）（5）贮泥区所需容积：设计T=2d，即考虑排泥间隔天数为2天，则每个沉砂斗容积（每格沉砂池设两个沉砂斗，两格共有四个沉砂斗）其中X1：城市污水沉砂量3m3/105m3，K：污水流量总变化系数1.36（6）沉砂斗各部分尺寸及容积：设计斗底宽a1=0.6m，斗壁与水平面的倾角为60°，斗高hd=1.5m，则沉砂斗上口宽：沉砂斗容积：（略大于V1=2.6m3，符合要求）（7）沉砂池高度：采用重力排砂，设计池底坡度为0.06，坡向沉砂斗长度为则沉泥区高度为h3=hd+0.06L2 =1.5+0.06×3.9=1.734m池总高度H ：设超高h1=0.3m，H=h1+h2+h3=0.3+0.6+1.73=2.64m（8）进水渐宽部分长度:（9）出水渐窄部分长度:L3=L1=4.3m（10）校核最小流量时的流速：最小流量即平均日流量：Q平均日=Q/K=944/1.36=694L/s则vmin=Q平均日/A=0.694/3.78=0.18>0.15m/s，符合要求（11）计算草图如下：图3 平流式沉沙池设计计算草图3.1.4、初沉池3.1.4.1设计概述本设计中采用中央进水幅流式沉淀池两座。则每座设计进水量：Q=25000m3/d采用周边传动刮泥机。表面负荷：qb范围为1.5-3.0m3/ m2.h ，取q=23/m2h水力停留时间（沉淀时间）：T=2h3.1.4.2设计计算（1）沉淀池面积:按表面负荷计算：m2（2）沉淀池直径：有效水深为：h1=qbT=2.02=4m（介于612）（3）贮泥斗容积：本污水处理厂设计服务人口数为80万人。贮泥时间采用Tw=4h，初沉池污泥区所需存泥容积：设池边坡度为0.05，进水头部直径为2m，则：h2=(R-r)×0.05=(16.5-1)×0.05=0.78m锥体部分容积为：（4）二沉池总高度：取二沉池缓冲层高度h3=0.4m，超高为h4=0.3m则二沉池总高度Hh1+h2+h3+h4=4+0.78+0.4+0.3=5.48m则池边总高度为h=h1+h3+h4=4+0.4+0.3=4.7m（5）校核堰负荷：径深比 介于6-12之间，符合要求。堰负荷要设双边进水的集水槽。（6）辐流式初沉池计算草图如下：图4 幅流式初沉池设计计算草图3.1.5、厌氧池3.1.5.1.设计参数设计流量：最大日平均时流量Q=0.944m3=944L/s 水力停留时间：T=1h3.1.5.2.设计计算（1）厌氧池容积：V= QT=0.944×1×3600=3398m3（2）厌氧池尺寸：水深取为h=4.8m。则厌氧池面积：A=V/h=3398/4.8=708m2池宽取40m，则池长L=F/B=708/40=17.7。取18m。设双廊道式厌氧池。考虑0.3m的超高，故池总高为H=h+0.3=4.8+0.3=5.1m。3.1.6、缺氧池计算3.1.6.1.设计参数设计流量：最大日平均时流量Q=0.944m3=944L/s 水力停留时间：T=2h3.1.6.2.设计计算（1）缺氧池容积：V=QT=0.944×2×3600=5098m3（2）缺氧池尺寸：水深取为h=4.8m。则缺氧池面积：A=V/h=5098/4.8=1062m2池宽取40m，则池长L=F/B=1062/40=26.6。取27m。考虑0.3m的超高，故池总高为H=h+0.3=4.8+0.3=5.1m。3.1.7、曝气池设计计算本设计采用传统推流式曝气池。3.1.7.1、污水处理程度的计算取原污水BOD5值（S0）为250mg/L，经初次沉淀池及缺氧池、厌氧段处理，按降低30*10考虑，则进入曝气池的污水，其BOD5值（S）为：S250（1-30）175mg/L计算去除率，对此，首先按式BOD55（1.42bXC）=7.1XC计算处理水中的非溶解性BOD5值,上式中C处理水中悬浮固体浓度，取用综合排放一级标准20mg/L;b-微生物自身氧化率，一般介于0.05-0.1之间，取0.08；X-活性微生物在处理水中所占比例，取值0.4得BOD57.10.080.4204.5mg/L.处理水中溶解性BOD5值为：20-4.515.5mg/L去除率3.1.7.2、曝气池的计算与各部位尺寸的确定曝气池按BOD污泥负荷率确定拟定采用的BOD-污泥负荷率为0.25BOD5/(kgMLSS·kg)但为稳妥计，需加以校核，校核公式：Ns=K2值取0.0200,Se=14.9mg/L,=0.92,f=代入各值，BOD5/(kgMLSS·kg)计算结果确证，Ns取0.25是适宜的。(2)确定混合液污泥浓度（X）根据已确定的Ns值，查图*11得相应的SVI值为120-140，取值135根据式 X=X-曝气池混合液污泥浓度R-污泥回流比取r=1.2,R=80，代入得：X=mg/L取4300mg/L。(3)确定曝气池容积，由公式代入各值得：根据活性污泥的凝聚性能，混合液污泥浓度（X）不可能高于回流污泥浓度（Xr）。mg/LX<Xr污泥龄天按污泥龄进行计算，则曝气池容积为：m3其中Q-曝气池设计流量（m3/s）-设计污泥龄（d）高负荷0.2-2.5，中5-15，低20-30Xr-混合液挥发性悬浮固体平均浓度（mgVSS/L）Xv=fx=0.75*4000mg/L根据以上计算，取曝气池容积V=9000m3（4）确定曝气池各部位尺寸名义水力停留时间h实际水力停留时间h设两组曝气池，每组容积为9000/24500m3池深H=4.5m,则每组面积 F=4500/4.51000m2池宽取B=5m，则B/H=5/4.5=1.11 ，介于1-2之间，符合要求。池长 L=F/B=1000/5=200m设五廊道式曝气池，则每廊道长：L1L/5=200/5=40m取超高0.5m，则池总高为H=4.5+0.55.0m3.1.7.3、曝气系统的计算与设计本设计采用鼓风曝气系统（1）、需气量计算每日去除的BOD值：kg/d理论上，将1gNO3-N还原为N2需碳源有机物（BOD5表示）2.86g.一般认为，BOD5/TKN比值大于4-6时，认为碳源充足*11。原污水中BOD5含量为150-250mg/L，总氮含量为45-55mg/L,取BOD5为250mg/L，氮为50mg/L,则碳氮比为4，认为碳源充足。AAO法脱氮除磷的需氧量：2g/(gBOD5),3.43g/(gNH+3-N),1.14g/(gNO-2-N),分解1gCOD需NO-2-N0.58g或需NO-3-N0.35g*12。因处理NH+4-N需氧量大于NO-2-N，需氧量计算均按NH+4-N计算。原水中NH+3-N含量为35-45 mg/L，出水NH+4-N含量为25mg/L。平均每日去除NOD值，取原水NH+4-N含量为40 mg/L，则：kg/L日最大去除NOD值：kg/L日平均需氧量：O2=BOD+COD=2×1.68×1000+4.57×900×1000=4.0455×107/d取4.1×104/d，即1710/h。日最大需氧量：O2max=BOD+COD=2×1.2×1.68×1000+4.57×2000×1000=4.946×107/d即2060/h。最大时需氧量与平均时需氧量之比：3.1.7.4、供气量的计算本设计采用网状膜型中微孔空气扩散器，敷设于距池底0.3米处，淹没水深4.2米，计算温度定为30摄氏度。选用Wm-180型网状膜空气扩散装置*14。其特点不易堵塞，布气均匀，构造简单，便于维护和管理，氧的利用率较高。每扩散器服务面积0.5，动力效率2.7-3.7O2/KWh，氧利用率12-15。查表*得:待添加的隐藏文字内容1水中溶解氧饱和度 Cs(20)=9.17mg/L, Cs(30)=7.63mg/L.(1)空气扩散器出口的绝对压力（Pb）：PbP+9.8×103H其中：P-大气压力 1.013×105Pa H-空气扩散装置的安装深度，mPb1.013×105Pa+9.8×103×4.2=1.425×103Pa(2)空气离开曝气池面时，氧的百分比：其中，EA-空气扩散装置的氧转移效率，一般6-12对于网状膜中微孔空气扩散器，EA取12，代入得：（3）曝气池混合液中平均氧饱和度（按最不利温度条件30摄氏度），即：其中，CS-大气压力下，氧的饱和度mg/L得mg/L（4）换算为在20摄氏度的条件下，脱氧轻水的充氧量，即：取值0.85，0.95，C=1.875,=1.0;代入各值，得：kg/h取2250kg/h。相应的最大时需氧量为：kg/h取2700kg/h。（5）曝气池的平均时供氧量:（6）曝气池最大时供氧量：（7）每m3污水供气量：m3空气/ m3污水3.1.7.5、空气管系统计算选择一条从鼓风机房开始最长的管路作为计算管路，在空气流量变化处设设计节点，统一编号列表计算。按曝气池平面图铺设空气管。空气管计算见图见图5。在相邻的两廊道的隔墙上设一根干管，共5根干管，在每根干管上设5对配气竖管，共10条配气竖管，全曝气池共设50根曝气竖管，每根竖管供气量为：曝气池总平面面积为4000m3。每个空气扩散装置的服务面积按0.49m3计，则所需空气扩散装置的总数为：个为安全计，本设计采用9000个空气扩散装置，则每个竖管上的空气扩散装置数目为：个每个空气扩散装置的配气量为：将已布置的空气管路及布设的空气扩散器绘制成空气管路计算图进行计算。根据表4计算，得空气管道系统的总压力损失为：网状膜空气扩散器的压力损失为5.88kPa，则总压力损失为：5880+603.686483.68Pa为安全计，设计取值9.8kPa。空气扩散装置安装在距曝气池底0.3米处，因此，鼓风机所需压力为