AB法污水處理工藝設(shè)計(jì)計(jì)算

1、目錄摘要 1前言 21.設(shè)計(jì)原始資料 22.工藝比較及選擇 22.1 污水特征 22.2 工藝比較 3 普通活性污泥工藝 3 氧化溝工藝 5 SBR工藝 42.2.4 AB法工藝 42.3 工藝選擇 53.設(shè)計(jì)計(jì)算 6 3.1 污水處理程度的確定 6 3.2 污水處理工藝流程的選擇 6 3.3 各處理單元設(shè)計(jì)計(jì)算 7 格柵 7 曝氣沉砂池 8 3.3.3 AB工藝參數(shù) 9 3.3.4 A段曝氣池 11 B段曝氣池 14 3.3.6 A段中沉池 17 B段終沉池 17 污泥濃縮池 18 貯泥池 19 污泥消化池 20 污泥脫水機(jī) 25 3.4 附屬建筑物 27 3.5 處理廠規(guī)劃 27 平面布置

2、 27 高程布置 27 3.6 污水提升泵選擇 294.結(jié)論 30參考文獻(xiàn) 31致謝 32AB法污水處理工藝設(shè)計(jì)計(jì)算摘要：通過分析污水特征和工藝比較，污水處理廠采用AB法污水處理工藝。AB屬超高負(fù)荷活性污泥法，其設(shè)計(jì)特點(diǎn)一般為不設(shè)初沉池，A段和B段的回流系統(tǒng)分開。A段和B段負(fù)荷在極為懸殊的情況下運(yùn)行。A段污泥負(fù)荷高、污泥齡短、產(chǎn)泥量多，B段污泥負(fù)荷低、污泥齡長、產(chǎn)泥量較少。兩段的沉淀池表面負(fù)荷差異也較大。AB法產(chǎn)泥量較大，需設(shè)污泥消化工藝，解決污泥處理和出路問題。此外，AB法污水處理廠中的分期建設(shè)可緩解資金不足問題，同時(shí)使污水得到較大程度處理。本設(shè)計(jì)中選用的各參數(shù)數(shù)據(jù)參考現(xiàn)運(yùn)行AB法污水廠的經(jīng)

3、驗(yàn)數(shù)據(jù)。關(guān)鍵詞 : AB法，負(fù)荷，設(shè)計(jì)，參數(shù)The design and calculation of AB wastewater treatment technology Abstract：By means of analyzing the sewage characteristic and comparing treatment technologies, this wastewater treatment plant adopts the AB process. AB process belongs to the ultrahigh load activated sludge proce

4、ss. The design feature of AB process is that the primary sedimentation tank is generally unnecessary, and the refluence systems of section A and section B are separated. The load of Section A and section B are extremely different. Section A has high sludge load, short sludge age and more sludge prod

5、uction, while section B has low sludge load, long sludge age and less sludge production. Difference in the surface load of precipitating tanks in the two sections is noticeable. AB processs sludge yield rate is relatively high, so it is necessary to set up sludge digest tanks to deal with excess slu

6、dge problem. In addition, Phased construction in AB process wastewater treatment plant can alleviate the fund deficiency problem, and make it possible for the sewage to be treated by a high degree. All parameter and data used in this design is selected from AB process wastewater treatment plants tha

7、t having been operated successfully.Keyword: AB process, load, design, parameter前言在當(dāng)今世界，城市的建設(shè)正在高速發(fā)展，隨著城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大和人口的增加，水環(huán)境污染成了一個(gè)重要問題。“環(huán)境保護(hù)”是我國的基本國策，是維持發(fā)展的必要組成部分。對次，各級政府給予了高度重視，加大了對城市污水處理廠工程的投資力度，引進(jìn)了許多國內(nèi)外先進(jìn)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)和設(shè)備；國內(nèi)科技人員也研究出了許多城市污水處理廠的新工藝、新技術(shù)，新建造了300多座城市污水處理廠工程，并正以每年幾十座的速度增加，為我國城市污水處理事業(yè)迅速發(fā)展起到了推動作用。

8、污水處理廠多以二級生物處理為主，其中城市污水處理廠大部分采用好氧生物處理方法，其中活性污泥法的應(yīng)用較廣，其作用機(jī)理是利用污水中所含的有機(jī)物作底物，通過污泥中的微生物對有機(jī)物的吸附降解達(dá)到處理污染的效果?；钚晕勰喾ń?jīng)過幾十年來的運(yùn)用和改良，現(xiàn)在已取得較好的處理效果。從傳統(tǒng)活性污泥法到現(xiàn)今的氧化溝工藝、AB法等都屬于該范圍內(nèi)。AB法即吸附生物氧化處理法，它是德國亞琛大學(xué)B.Böhnke教授于70年代中期開創(chuàng)，80年代初開始應(yīng)用的工程實(shí)踐。AB工藝是根據(jù)微生物生長繁殖及其基質(zhì)代謝的關(guān)系而確定的，并充分考慮了污水收集、輸送系統(tǒng)中高活性微生物的作用，通常維持A段在極高負(fù)荷下，使微生物處于快速增

9、長期以發(fā)揮其對有機(jī)物的快速吸附作用；維持B段在極高負(fù)荷下運(yùn)行，利用長世代期微生物的作用，保證出水水質(zhì)。AB法與傳統(tǒng)生物處理方法比較，在處理效率、運(yùn)行穩(wěn)定性、工程的投資和運(yùn)行費(fèi)用等方面均有明顯優(yōu)勢。1 、設(shè)計(jì)原始資料某城鎮(zhèn)生活污水資料：平均水量Q=1×104 m3/d，時(shí)變化系數(shù)為1.3。水質(zhì)如下：pH=6.58.5，COD=450 mg/L，BOD5=220 mg/L，SS=280 mg/L，NNH3=50 mg/L，TN=60 mg/L。2、工藝比較及選擇2.1 污水特征本項(xiàng)目污水處理的特點(diǎn)：污水以有機(jī)污染為主，BOD5/COD=0.49，可生化性較好。污水中主要污染物指標(biāo)BOD5

10、、COD和SS相對國內(nèi)一般城市污水較高，同時(shí)有脫氮要求。污水處理廠投產(chǎn)時(shí)，多數(shù)重點(diǎn)污染源治理工程已投入運(yùn)行。針對以上特點(diǎn)以及出水要求，現(xiàn)有城市污水處理技術(shù)的特點(diǎn)，以采用生化處理最為經(jīng)濟(jì)。2.2 工藝比較根據(jù)國內(nèi)外已運(yùn)行污水處理廠的調(diào)查，要達(dá)到確定的治理目標(biāo)，可采用的方法有：“普通活性污泥法”、“氧化溝法”、“SBR活性污泥法”和“AB法”。 普通活性污泥法工藝普通活性污泥法，應(yīng)用年限長，具有成熟的設(shè)計(jì)及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，處理效果可靠。自20世紀(jì)70年代以來，隨著污水處理技術(shù)的發(fā)展，本方法在工藝及設(shè)備等方面又有了很大改進(jìn)。在工藝方面，通過增加工藝構(gòu)筑物可以成為“A/O”或“A2/O”工藝，從而實(shí)現(xiàn)脫N和

11、P。在設(shè)備方面，開發(fā)了各種微孔曝氣器，使氧轉(zhuǎn)移效率提高到20%以上，從而節(jié)省了運(yùn)行費(fèi)。國內(nèi)外以運(yùn)行的中大型污水處理廠，如西安鄧家村（12m3/d）、天津紀(jì)莊子（26萬m3/d）、北京高碑店（50萬m3/d）、成都三瓦窯（20萬m3/d）等污水處理廠都采用此方法。目前世界最大的污水處理廠美國芝加哥市西南西污水處理廠也采用此工藝，該廠于1964年建成，設(shè)計(jì)流量為455萬m3/d。普通活性污泥法如設(shè)計(jì)合理、運(yùn)行管理得當(dāng)，出水BOD5可達(dá)到1020mg/L。它的缺點(diǎn)是工藝路線長，工藝構(gòu)筑物及設(shè)備多而復(fù)雜，運(yùn)行管理困難，基建投資及運(yùn)行費(fèi)均較高。國內(nèi)已建的此類污水處理廠，基建投資一般為10001300元/

12、m3，運(yùn)行費(fèi)為0.20.4元/（m3/d）或更高。 氧化溝工藝氧化溝污水處理技術(shù)，是20世紀(jì)50年代由荷蘭人首創(chuàng)。60年以來，這項(xiàng)技術(shù)在歐洲、北美、南非、澳大利亞等國家以被廣泛采用，工藝及構(gòu)筑有了很大的發(fā)展和進(jìn)步。據(jù)報(bào)道，19631974年英國共興建了300多座氧化溝，美國已有500多座，丹麥已建成300多座。目前世界最大的氧化溝污水廠是德國路維希港的BASF污水處理廠，設(shè)計(jì)最大流量為76.9萬m3/d，1974年建成。由于該工藝在水流流態(tài)和曝氣裝置上的特殊性，其處理流程簡單、構(gòu)筑物少，一般情況下可不建初沉池和污泥消化系統(tǒng)，某些情況下還可不建二沉池和污泥回流系統(tǒng)，對于中小型污水處理廠，為節(jié)省投

13、資或降低維護(hù)管理難度時(shí)，會得到首選。其處理效果好且運(yùn)行穩(wěn)定可靠，不僅可滿足BOD5和SS的排放標(biāo)準(zhǔn)，在運(yùn)行方式合適時(shí)還能實(shí)現(xiàn)脫氮和除磷的效果，而不像傳統(tǒng)活性污泥法（要脫氮除磷時(shí)）要做大量改造工作。同時(shí)該工藝還具有較強(qiáng)沖擊負(fù)荷承受能力、剩余污泥少污泥穩(wěn)定程度好、機(jī)械設(shè)備少等優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)有脫氮的處理要求時(shí)，氧化溝工藝在基建投資方面比傳統(tǒng)活性污泥法節(jié)省很多；但是當(dāng)僅要求去除BOD5而在脫氮方面不作要求時(shí)，對于污水廠采用氧化溝工藝運(yùn)行費(fèi)用比傳統(tǒng)活性污泥法略低或相當(dāng)，不占優(yōu)勢。但是該工藝因存在污泥中的有機(jī)物質(zhì)最終是在氧化溝中部分好氧代謝去除的，所以氧化溝工藝在節(jié)約能耗、降低運(yùn)行費(fèi)用方面不具有優(yōu)勢。 SBR活

14、性污泥法工藝SBR全稱為間歇式活性污泥法，間歇式活性污泥法作為一項(xiàng)新技術(shù)，不論在工業(yè)企業(yè)還是城市污水處理工程中得到了更廣泛的應(yīng)用。目前國內(nèi)一些運(yùn)行此工藝的城市有云南昆明市第三污水處理廠，處理流量為15萬m3/d；浙江金華市污水處理廠，處理流量為8萬m3/d；貴州遵義市污水處理廠，處理流量為8萬m3/d。這主要是該工藝具有特殊的運(yùn)行和凈化機(jī)制，比傳統(tǒng)活性污泥法具有更高的污染物凈化效果，尤其對高濃度難生物降解污水，SBR工藝可省去二沉池、污泥回流設(shè)施，某些情況下還可省去調(diào)節(jié)池和初沉池，因而使整個(gè)工程占地減少、投資降低。另外，該工藝還具有較強(qiáng)的沖擊負(fù)荷調(diào)節(jié)能力，污泥不易膨脹、易于沉淀、脫水性能好，可

15、實(shí)現(xiàn)脫氮除磷功能等優(yōu)點(diǎn)。 但該工藝要求配備專用排水裝置和自動控制系統(tǒng)，在目前環(huán)保資金還比較緊張的條件下，限制了SBR工藝的高效穩(wěn)定運(yùn)行。由于是間歇運(yùn)行，該工藝空氣擴(kuò)散器堵塞的可能性大于傳統(tǒng)活性污泥法，若采用大氣泡空氣擴(kuò)散器（為降低投資），則其節(jié)能效果不如傳統(tǒng)活性污泥法。2.2.4 AB法工藝AB法即吸附生物氧化處理法，德國亞琛大學(xué)B.Böhnke教授于70年代中期開創(chuàng)，80年代初開始應(yīng)用于工程實(shí)踐。該工藝對進(jìn)水負(fù)荷變化適應(yīng)性強(qiáng)、運(yùn)行穩(wěn)定、污泥不易膨脹、較好的脫氮除磷效果等優(yōu)點(diǎn)。由于其具有抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、對pH值變化和有毒物質(zhì)具有明顯緩沖作用的特點(diǎn)，故主要應(yīng)用于污水濃度高、水質(zhì)水量變

16、化較大，特別是工業(yè)污水所占比例較高的城市污水處理廠。目前全世界已有60多座AB法污水處理廠在運(yùn)行和設(shè)計(jì)、規(guī)劃之中。德國有34座污水處理廠采用AB法工藝。國內(nèi)一些運(yùn)行此工藝的城市有山東青島市海泊河污水處理廠，工程規(guī)模為8萬m3/d；山東淄博市污水處理廠，工程規(guī)模為14萬m3/d；廣東深圳市羅芳污水處理廠，工程規(guī)模為10萬m3/d；廣東廣州獵德污水處理廠工程規(guī)模為22萬m3/d。實(shí)踐證明AB工藝可以比傳統(tǒng)活性污泥法節(jié)省工程投資15%25%，節(jié)省占地10%15%，降低運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)15%25%，已成為近10年來發(fā)展最快的城市污水處理工藝。根據(jù)系統(tǒng)工程的理論，AB法工藝省去了初沉池；從生物反應(yīng)動力學(xué)的角度出發(fā)

17、，采用了經(jīng)濟(jì)合理的二段處理工藝流程；根據(jù)微生物的生長、繁殖規(guī)律及其對有機(jī)質(zhì)的代謝關(guān)系，使二段的污泥回流系統(tǒng)分開而保證處理過程中生物相的穩(wěn)定性。這些使得AB法工藝比傳統(tǒng)活性污泥法具有更高和更穩(wěn)定的處理效果，大大的節(jié)省了基建和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。在AB法污水處理廠的分期建設(shè)中，可以先建AB工藝的A段，既能緩解建設(shè)資金的不足，又能使大量的污水得到較大程度的處理。待資金充足時(shí)，再建B段，這樣既容易實(shí)施，也可帶來巨大的環(huán)境經(jīng)濟(jì)效應(yīng)，比較符合我國的國情。另外，我國已建的2級污水處理廠普遍存在著超負(fù)荷的問題。如果把它們改造成用AB法，則可較大幅度的提高其處理能力。其做法是將原污水廠的沉砂池改為A段曝氣池，將原初沉池改

18、為中沉池，再另建一套污泥回流系統(tǒng)即可。該辦法經(jīng)國外有關(guān)污水處理廠實(shí)踐證明是行之有效的，而且具有投資小、經(jīng)濟(jì)效益高的優(yōu)點(diǎn)。AB法需增加一些構(gòu)筑物和設(shè)施如曝氣池、回流設(shè)施等，在這方面的工程投資要增加。此外，AB法污泥產(chǎn)量較高，如用于污泥消化可產(chǎn)更高的沼氣量，否則給污泥處理和出路增加了難度。 2.3工藝選擇通過以上對設(shè)計(jì)任務(wù)書中原始數(shù)據(jù)進(jìn)行的工藝分析和對四種處理工藝的比較，決定采用AB法工藝處理。分析如下：工藝選擇應(yīng)該結(jié)合技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)兩方面綜合評估選出最優(yōu)方案。在上述各處理過程工藝中從處理效率、運(yùn)行能耗和管理等方面比較，普通活性污泥法比其它三種新工藝明顯不具優(yōu)勢。本設(shè)計(jì)任務(wù)中有機(jī)物濃度較大，對

19、于氧化溝在運(yùn)行時(shí)的能耗、運(yùn)行費(fèi)用較高，不選用此工藝。而SBR工藝對于排水裝置和自動控制系統(tǒng)要求較高，設(shè)備投資和運(yùn)行費(fèi)用較高，考慮到城鎮(zhèn)污水廠經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)問題，不選此工藝方法。因此，結(jié)合實(shí)際情況和技術(shù)經(jīng)濟(jì)等因素，本次設(shè)計(jì)決定采用AB法工藝處理。AB工藝除了能保證污水處理要求的同時(shí)也能緩解污水廠可能出現(xiàn)的資金不足問題。此外，污泥消化過程產(chǎn)生的沼氣也能帶來一部分經(jīng)濟(jì)效益。3、 設(shè)計(jì)計(jì)算3.1 污水處理程度的確定本設(shè)計(jì)采用AB法處理上述廢水，處理出水水質(zhì)要求達(dá)到污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)一級標(biāo)準(zhǔn)（GB89781996）。查污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)一級標(biāo)準(zhǔn)中排放水質(zhì)指標(biāo)規(guī)定值為pH=69，COD=60 mg/L，BOD5=2

20、0 mg/L，SS=20 mg/L，NNH3=50 mg/L，TN=60 mg/L。該城鎮(zhèn)生活污水每天平均流量為Q=1×104 m3/d=115.74 L/sQ設(shè)=KZ·Q=1.3×104 m3/d=150.46 L/s污水中SS的處理程度根據(jù)一級標(biāo)準(zhǔn)可求出SS的處理程度為ESS=（28020）/280=92.86%污水中BOD5的處理程度根據(jù)一級標(biāo)準(zhǔn)，BOD的處理程度為EBOD=（22020）/220=90.91%3.2 污水處理工藝流程的選擇該污水處理工程主要以去除有機(jī)污染為主，去除目標(biāo)為SS和BOD5 及部分含氮污染物。本設(shè)計(jì)采用AB法處理，在兩段曝氣池降解

21、有機(jī)物的同時(shí)，B段曝氣池也能發(fā)揮出去除含氮污染物的作用。AB法污水及污泥的處理工藝流程如圖1所示：生活 格 提升 曝 氣 A 段 中 B 段 終 出污水 柵 泵站 沉砂池 曝氣池 沉池 曝氣池 沉池 水井 A 段 B 段污泥泵房 污泥泵房 沼氣利用 污泥 污泥 污 泥 貯 污 泥外運(yùn) 脫水機(jī) 消化池 泥池 濃縮池圖1 AB法污水及污泥處理工藝流程3.3 各處理單元設(shè)計(jì)計(jì)算 格柵格柵設(shè)在處理構(gòu)筑物之前，用于攔截水中較大懸浮物和漂浮物，保證后續(xù)設(shè)施的正常運(yùn)行。本設(shè)計(jì)中，污水通過格柵去除部分懸浮物和漂浮物后經(jīng)提升泵房提升直接進(jìn)入曝氣沉砂池。 柵槽寬度設(shè)明渠數(shù)N1=1，明渠有效水深h1=0.5 m，水

22、流速度v1=0.6 m/s，則明渠寬度B1為B1=Q設(shè)/（N1·v1·h1）=0.15046/（1×0.6×0.5）=0.5 m取柵前水深h=0.5 m，過柵流速v=0.8 m/s，柵條間隙寬度b=0.015 m，格柵傾角a=90°，格柵數(shù)N=1，則柵條間隙數(shù)n為n=Q設(shè)（Sin a）1/2/N·b·h·vn=0.15046×1/（1×0.015×0.5×0.8）=26 個(gè)設(shè)柵條寬度S=0.01 m，則柵槽寬度B為B=S（n1）+b·n=0.01×（261

23、）+0.015×26=0.64 m 水流通過格柵的水頭損失水頭損失為 h=k（S/b）4/3 Sin a v2/2g 其中：k格柵受污堵塞后水頭損失增大倍數(shù)，取 k=3； 形狀系數(shù)，本設(shè)計(jì)中，柵條采用迎水面為半圓的矩形斷面，=1.83； S柵條寬度，S=0.01 m； b柵條間隙寬度，b=0.015 m； a格柵傾角，a=90°； v過柵流速，v=0.8 m/s；則 h=3×1.83×（0.01/0.015）4/3×1×0.82/（2×9.8）=0.1 m 柵槽總高度柵槽總高度H=h+h2+h h柵前水深，h=0.5 m；h

24、2柵前渠道超高，取h2=0.3 m；則柵槽總高度 H=0.5+0.3+0.1=0.9 m 柵槽總長度柵槽總長度L=l1+l2+1.0+0.5+H1/tg a其中：l1進(jìn)水渠道漸寬部分長度，l1=（BB1）/2tg a1； l2柵槽與出水渠道漸縮部分長度，l2=l1/2； H1柵前槽高，H1=h+h2=0.5+0.3=0.8 m； a1進(jìn)水渠展開角，取a1=20°；將各參數(shù)代入上式，則L=（0.640.5）/2tg20°+（0.640.5）/4tg20°+1.5=1.8 m 每日柵渣量每日柵渣量W=Q·W1/103 W1柵渣量，本設(shè)計(jì)取為0.1 m3柵渣/

25、103 m3 污水；則 W=1×104×0.1×/103=1 m3/d，采用機(jī)械除污設(shè)備。 曝氣沉砂池本設(shè)計(jì)中選用曝氣沉砂池，它主要是使顆粒碰撞摩擦，將無機(jī)顆粒與有機(jī)物分開，排除的沉砂有機(jī)物含量較低，方便后續(xù)工藝處理。 總有效容積設(shè)污水在沉砂池中的水力停留時(shí)間t為2 min；則沉砂池的總有效容積V為V=60·Q設(shè)·t=60×0.15046×2=18 m3 水流截面積設(shè)污水在池中的水平速度v 為0.08 m/s，則水流截面積A為A=Q設(shè)/v=0.15046/0.08=1.9 m2，取為2.25 m 池總寬度設(shè)有效水深h=1.5

26、 m，則沉砂池總寬度B 為B=A/h=2.25/1.5=1.5 m 設(shè)沉砂池共1座，則每座沉砂池的池寬b 為b=B=1.5，寬深比 b ：h=1 ：1，符合要求。 沉砂池池長沉砂池的池長L為L=V/A=18/2.25=8 m 沉砂池總高設(shè)超高為0.3 m，則總高H=1.5+0.3=1.8 m 曝氣量曝氣沉砂池所需曝氣量q=3600·D·Q設(shè) D1 m3 污水所需曝氣量，取0.2 m3/m3；則 q=3600×0.15046×0.2=108.4 m3/h曝氣沉砂池底部的沉砂通過吸砂泵送至砂水分離器，脫水后的清潔砂粒外運(yùn)，分離出來的水回流至提升泵房吸水井。曝

27、氣沉砂池的出水通過管道直接送往A段曝氣池，輸水管道的管徑為500 mm，管內(nèi)最大流速為0.76 m/s。3.3.3 AB工藝參數(shù) 設(shè)計(jì)參數(shù)的確定A段污泥負(fù)荷：NSA=4.5 kg BOD5/（kg·MLSS·d）；混合液污泥濃度：XA=2000 mg/L；污泥回流比 RA=0.6。B段污泥負(fù)荷：NSB=0.125 kg BOD5/（kg·MLSS·d）；混合液污泥濃度：XB=3450 mg/L；污泥回流比 RA=1.0。 計(jì)算處理效率BOD5總?cè)コ?EBOD =（22020）/220=90.91%A段BOD5去除率EA取60%，則A段出水BOD5濃度L

28、tA為LtA=220×（160%）=88 mg/L已知B段出水BOD5濃度LtB=20 mg/L，B段BOD5去除率EB為 EB=（LtALtB）/LtA=（8820）/88=77.27% 曝氣池容積計(jì)算進(jìn)水BOD5濃度La=220 mg/L，A段BOD5去除量 LrA為LrA=LaLtA=22088=132 mg/L=0.132 kg/m3A段混合液揮發(fā)性污泥濃度XVA為XVA=f·XA=0.75×2=1.5 kg/m3則A段曝氣池容積VA=24·Q設(shè)·LrA/（NSA· XVA）為VA=24×1.3×104&#

29、215;0.132/（24×4.5×1.5）=255 m3B段BOD5去除量 LrB為LrB=（LtALtB）=8820=68 mg/L=0.068 kg/m3B段混合液揮發(fā)性污泥濃度XVB為XVB=f·XB=0.75×3.45=2.59 kg/m3則B段曝氣池容積VB=24·Q設(shè)·LrB/（NSB·XVB）為VB=24×1.3×104×0.068/（24×0.125×2.59）=2731 m3 水力停留時(shí)間計(jì)算水力停留時(shí)間T=V/Q 則A段水力停留時(shí)間TA=VA/Q設(shè)=25

30、5×24/（1.3×104 ）=0.47 h B段水力停留時(shí)間TB=VB/Q設(shè)=2731×24/（1.3×104 ）=5.47 h 最大需氧量 A段最大需氧量 OA=a/·Q設(shè)·LrA 其中：a/需氧量系數(shù)，0.40.6 kg O2/kg BOD5 則 OA=0.6×1.3×104×0.132/24=42.9 kg O2/hB段最大需氧量 OB=a/·Q設(shè)·LrB +b/·Q設(shè)·Nr其中：a/需氧量系數(shù)，1.23 kg O2/kg BOD5 b/NH3N 硝化需氧量

31、系數(shù)，4.57 kg O2/kg NH3NOB=1.23×1.3×104×0.068/24+4.57×1.3×104×（5015）×103/24=132 kg O2/h二段總需氧量O2=OA+OB=42.9+132=174.9 kg O2/h 剩余污泥量A段剩余污泥量設(shè)A段SS去除率為75%，SS去除量Sr=280×75%=210 mg/L=0.21 kg/m3，干污泥量為 WA=Q·Sr+a·Q·LrA其中： a污泥增殖系數(shù)，0.30.5 kg/kg BOD5，取0.4 kg/kg

32、BOD5 Q污水平均流量，1.0×104 m3/dWA=1.0×104×0.21+0.4×104×0.132=2628 kg/d濕污泥量（設(shè)污泥含水率PA為98.5%）為 QSA=WA/（1PA）×1000QSA=2628/（198.5%）×1000=175.2 m3/dB段剩余污泥量干污泥量為 WB=a·Q·LrB 其中：a污泥增殖系數(shù)，0.50.65 kg/kg BOD5，取0.6 kg/kg BOD5 Q污水平均流量，1.0×104 m3/dWB=0.6×104×0.0

33、68=408 kg/d濕污泥量（設(shè)污泥含水率PB為99.5%）QSB=WB/（1PB）×1000QSB=408/（199.5%）×1000=81.6 m3/d總泥量 QS=QSA+QSB=175.2+81.6=256.8 m3/d 污泥齡計(jì)算CA段污泥齡 CA=1/（aA×NSA）其中：aAA段污泥增殖系數(shù)，取0.4 kg/kg BOD5NSAA段污泥負(fù)荷kg BOD5/（kg·MLSS·d），取4.5 kg BOD5/（kg·MLSS·d）則CA=1/（0.4×4.5）=0.56 dB段污泥齡 CB=1/（aB&

34、#215;NSB）其中：aBB段污泥增殖系數(shù)，取0.6 kg/kg BOD5NSBB段污泥負(fù)荷kg BOD5/（kg·MLSS·d），取0.125 kg BOD5/（kg·MLSS·d）則CB=1/（0.6×0.125）=13.33 d 回流污泥濃度濃度 Xr=X·（1+R）/R其中：X混合液污泥濃度 R污泥回流比A段回流污泥濃度 XrA=2000×（1+0.6）/0.6=5333 mg/LB段回流污泥濃度 XrB=3450×（1+1.0）/1.0=6900 mg/L3.3.4 A段曝氣池 曝氣池的計(jì)算和各部位尺寸

35、的確定1）確定曝氣池容積A段曝氣池共設(shè)2個(gè)，每個(gè)曝氣池容積為255/2=128 m3。2）確定曝氣池各部位尺寸設(shè)池深h為2 m，則每組曝氣池的面積F為F=128/2=64 m2，池寬B取3 m，寬深比B/h=3/2=1.5介于12 之間，符合規(guī)定。池長L=F/B=64/3=21.3 m，長寬比 L/B=21.3/2=10.6510 ，符合規(guī)定。每個(gè)曝氣池設(shè)計(jì)為單廊道曝氣池，廊道長取22 m。曝氣池超高取0.5 m，則曝氣池池高為 H=2+0.5=2.5 m 段曝氣池曝氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)與計(jì)算1）最大需氧量為OA=42.9 kg/h2）平均時(shí)需氧量為O2=a/·Q·LrA=0.6&#

36、215;104×0.132=33.0 kg/h 3）每日去除的BOD5值為BODrA=1×104×0.132/24=55 kg/h A段供氣量計(jì)算采用網(wǎng)狀模型微孔空氣擴(kuò)散器，鋪設(shè)距池底0.2 m 處，淹沒水深1.8 m，計(jì)算溫度30。查表得 20和30時(shí)水中飽和溶解氧值分別為CS（20）=9.17 mg/L，CS（30）=7.63 mg/L1）空氣擴(kuò)散出口處的絕對壓力Pb=1.013×105+9800 H為 Pb=1.013×105+9800×1.8=1.19×105 Pa空氣離開曝氣池池面時(shí)，氧的百分比為 O t=21&#

37、215;（1EA）×100/79+21×（1EA）其中：EA空氣擴(kuò)散器的氧轉(zhuǎn)移率，此處取值12%，則O t=21×（10.12）×100/79+21×（10.12）=18.96%2）曝氣池混合液中平均氧飽和濃度（按最不利的溫度條件考慮）為CSb（T）=CS（T）·Pb/（2.206×10 5）+O t/42 最不利的溫度條件按30計(jì)算，則CSb（30）=7.63×（1.19×10 5）/（2.206×10 5）+18.96/42 =7.56 mg/L換算為在20條件下，脫氧清水的充氧量 R0=R

38、·CS（20）/··CSb（T）c ·1.024T20其中：R0單位時(shí)間由于曝氣向清水傳遞的氧量R單位時(shí)間向混合液傳遞的氧量，相當(dāng)于平均需氧量因混合液含污泥顆粒而降低傳遞系數(shù)的修正值（< 1），取=0.82廢水飽和溶解氧的修正值（< 1），取=0.95氣壓修正系數(shù)，=當(dāng)?shù)貙?shí)際大氣壓/1.01325×105，取=1.0c廢水實(shí)際溶解氧的濃度，取c=2.0 mg/LT混合液設(shè)計(jì)溫度，T=30R0=33.0×9.17/0.82×0.95×1.0×7.562.0×1.0243020=56.2

39、 mg/h相應(yīng)的最大時(shí)需氧量為R0max=42.9×9.17/0.82×0.95×1.0×7.562.0×1.0243020=73.0 mg/h3）曝氣池的平均時(shí)供氧量GS=R0×100/（0.3·EA）則GS=56.2×100/（0.3×12）=1561 m3/h曝氣池最大供氣量GSmax= R0max×100/（0.3·EA）則GSmax=73.0×100/（0.3×12）=2028 m3/h去除1kg BOD5的供氣量（m3 空氣/kg BOD）為空氣=156

40、1/55=28.4 m3 空氣/kg BOD1 m3 污水的供氣量（m3 空氣/m3 污水）為空氣=1561×24/104=3.75 m3 空氣/m3 污水4）A段曝氣池曝氣系統(tǒng)的空氣總用量除采用鼓風(fēng)曝氣外，系統(tǒng)還采用空氣在回流污泥井中提升污泥，空氣量按回流污泥量的8倍考慮，污泥回流比R值為60%，則提升回流污泥所需空氣量為8×0.6×104/24=2000 m3/h5）空氣管路計(jì)算在兩個(gè)曝氣池相鄰的隔墻上鋪設(shè)1根空氣干管。在干管上設(shè)5對曝氣管，共10條配氣豎管。則兩個(gè)曝氣池中共有10條配氣豎管，每根豎管的供氣量為2028/10=202.8 m3/h曝氣池平面面積

41、為2×3×22=132 m2每個(gè)空氣擴(kuò)散器的服務(wù)面積按0.49 m2 計(jì)算，則所需空氣擴(kuò)散器的總數(shù)為132/0.49=270 個(gè)每個(gè)豎管上安裝的空氣擴(kuò)散器的數(shù)目為270/10=27 個(gè) 每個(gè)空氣擴(kuò)散器的配氣量為2028/（10×27）=7.51 m3/h6）空壓機(jī)的選定一般希望管道及擴(kuò)散設(shè)備的總壓力損失不大于15 kPa，其中管道損失控制在5 kPa內(nèi)，其余為擴(kuò)散設(shè)備的壓力損失。風(fēng)壓損失P（Pa）可按下式估算：P=H/×9.8+15 其中：H/空氣擴(kuò)散器淹沒水深，m空氣擴(kuò)散裝置安裝在距離曝氣池底0.2 m 處，因此，空壓機(jī)所需壓力為P=（20.2）

42、15;9.8+15=32.64 kPa供壓機(jī)供氣量最大量估計(jì)值（m3/min）為2028+2000=4028 m3/h=67.13 m3/min平均時(shí)供氣量估計(jì)量為1561+2000=3561 m3/h=59.35 m3/min根據(jù)所需壓力和空氣量，采用LG60型空壓機(jī)3臺，該型空壓機(jī)風(fēng)壓50 kPa，風(fēng)量60 m3/min。正常條件下，1臺工作，2臺備用；高負(fù)荷時(shí)，2臺工作，1臺備用。曝氣池的出水通過管道送往中沉池集配水井，輸水管道內(nèi)的流量按最大時(shí)流量加上回流的污泥量進(jìn)行設(shè)計(jì)，回流比為60%，則輸水管的管徑為600 mm，管內(nèi)最大流速為0.85 m/s。集配水井為內(nèi)外套筒結(jié)構(gòu)，由A段曝氣池過

43、來的輸水管道直接進(jìn)入內(nèi)層套筒，進(jìn)行流量分配，通過兩根450 mm 的管道送往2個(gè)中沉池，管道內(nèi)最大水流速度為0.75m/s。 B段曝氣池 曝氣池的計(jì)算和各部位尺寸的確定1）確定曝氣池容積B段曝氣池共設(shè)2組，每組容積為2731/2=1366 m3。2）確定曝氣池各部位尺寸設(shè)池深h為3.5 m，則每組曝氣池的面積F為F=1366/3.5=390.28 m2池寬B取4 m，寬深比B/h=4/3.5=1.14介于12 之間，符合規(guī)定。池長L=F/B=390.28/4=97.57 m，長寬比 L/B=97.57/4=24.410 ，符合規(guī)定。每組曝氣池設(shè)計(jì)為3廊道曝氣池，每個(gè)廊道長L1為L1=97.57

44、/3=32.5 m，取為33 m。曝氣池超高取0.5 m，則曝氣池總池高為H=3.5+0.5=4.0 m B段曝氣池曝氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)與計(jì)算1）最大需氧量為OB=132 kg/h2）平均時(shí)需氧量為O2=a/·Q·LrB +b/·Q·Nr 為O2=1.23×104×0.068/24+4.57×104×（5015）×103/24=102 kg O2/h3）每日去除的BOD5值為BODrB=1×104×0.068/24=28.33 kg/h B段供氣量計(jì)算采用網(wǎng)狀模型微孔空氣擴(kuò)散器，鋪設(shè)距池底0.

45、2 m 處，淹沒水深3.3 m，計(jì)算溫度30。查表得 20和30時(shí)水中飽和溶解氧值分別為CS（20）=9.17 mg/L，CS（30）=7.63 mg/L1）空氣擴(kuò)散出口處的絕對壓力Pb=1.013×105+9800 H為Pb=1.013×105+9800×3.3=1.34×105 Pa空氣離開曝氣池池面時(shí)，氧的百分比為 O t=21×（1EA）×100/79+21×（1EA）其中：EA空氣擴(kuò)散器的氧轉(zhuǎn)移率，此處取值12%，則O t=21×（10.12）×100/79+21×（10.12）=18

46、.96%2）曝氣池混合液中平均氧飽和濃度（按最不利的溫度條件考慮）為CSb（T）=CS（T）·Pb/（2.206×10 5）+O t/42 最不利的溫度條件按30計(jì)算，則CSb（30）=7.63×（1.34×10 5）/（2.206×10 5）+18.96/42 =8.08 mg/L換算為在20條件下，脫氧清水的充氧量 R0=R·CS（20）/··CSb（T）c ·1.024T20其中：R0單位時(shí)間由于曝氣向清水傳遞的氧量 R單位時(shí)間向混合液傳遞的氧量，相當(dāng)于平均需氧量 因混合液含污泥顆粒而降低傳遞系數(shù)的

47、修正值（< 1），取=0.82廢水飽和溶解氧的修正值（< 1），取=0.95 氣壓修正系數(shù)，=當(dāng)?shù)貙?shí)際大氣壓/1.01325×105，取=1.0 c廢水實(shí)際溶解氧的濃度，取c=2.0 mg/L T混合液設(shè)計(jì)溫度，T=30R0=102×9.17/0.82×0.95×1.0×8.082.0×1.0243020=158.53 mg/h相應(yīng)的最大時(shí)需氧量為R0max=132×9.17/0.82×0.95×1.0×8.082.0×1.0243020=206.09 mg/h3）曝氣池的

48、平均時(shí)供氧量GS=R0×100/（0.3·EA）則GS=158.53×100/（0.3×12）=4404 m3/h曝氣池最大供氣量GSmax= R0max×100/（0.3·EA）則GSmax=206.09×100/（0.3×12）=5725 m3/h去除1kg BOD5的供氣量（m3 空氣/kg BOD）為空氣=4404/28.33=28.4 m3 空氣/kg BOD1 m3 污水的供氣量（m3 空氣/m3 污水）為空氣=4404×24/104=10.57 m3 空氣/m3 污水4）B段曝氣池曝氣系統(tǒng)的

49、空氣總用量除采用鼓風(fēng)曝氣外，系統(tǒng)還采用空氣在回流污泥井中提升污泥，空氣量按回流污泥量的8倍考慮，污泥回流比R值為100%，則提升回流污泥所需空氣量為8×1.0×104/24=3333 m3/h5）空氣管路計(jì)算在每組三廊道曝氣池中每兩個(gè)相鄰廊道的隔墻處鋪設(shè)一根干管，共3根干管。每根干管上設(shè)7對曝氣管，共14條配氣豎管。曝氣池中共有42條配氣豎管，則每根豎管的供氣量為5725/42=136.3 m3/h曝氣池平面面積為4×6×33=792 m2每個(gè)空氣擴(kuò)散器的服務(wù)面積按0.49 m2 計(jì)算，則所需空氣擴(kuò)散器的總數(shù)為792/0.49=1617 個(gè)每個(gè)豎管上安裝

50、的空氣擴(kuò)散器的數(shù)目為1617/42=39 個(gè)，取40個(gè)每個(gè)空氣擴(kuò)散器的配氣量為5725/（42×40）=3.41 m3/h6）空壓機(jī)的選定風(fēng)壓損失P（Pa）可按下式估算：P=H/×9.8+15 其中：H/空氣擴(kuò)散器淹沒水深，m空氣擴(kuò)散裝置安裝在距離曝氣池底0.2 m 處，因此，空壓機(jī)所需壓力為P=（3.50.2）×9.8+15=47.34 k Pa供壓機(jī)供氣量最大量估計(jì)值（m3/min）為5725+3333=9058 m3/h=150.97 m3/min平均時(shí)供氣量估計(jì)量為4404+3333=7737 m3/h=128.95 m3/min根據(jù)所需壓力和空氣量，采用

51、LG60型空壓機(jī)4臺，該型空壓機(jī)風(fēng)壓50 kPa，風(fēng)量60 m3/min。運(yùn)行時(shí)3臺工作，1臺備用。曝氣池出水送往終沉池集配水井。曝氣池的出水通過管道送往終沉池集配水井，輸水管道內(nèi)的流量按最大時(shí)流量加上回流的污泥量進(jìn)行設(shè)計(jì)，回流比為100%，則輸水管的管徑為700 mm，管內(nèi)最大流速為0.78 m/s。集配水井為內(nèi)外套筒結(jié)構(gòu)，由B段曝氣池過來的輸水管道直接進(jìn)入內(nèi)層套筒，進(jìn)行流量分配，通過兩根500 mm 的管道送往2個(gè)終沉池，管道內(nèi)最大水流速度為0.76 m/s。3.3.6 A段中沉池中沉池采用普通幅流式沉淀池座數(shù)N=2，表面負(fù)荷q取1.0 m3/m2h。 單池表面積A=Q設(shè)/（N·

52、q）為A=1.3×104/（2×1.0×24）=270.83 m2 池子直徑D為D=（4A/）1/2=（4×270.83/3.14）1/2=18.6 m，取18 m 沉淀部分有效水深h2=qt，取沉淀時(shí)間t為2.0 h，則 h2=1.0×2.0=2.0 m 沉淀部分有效容積 V/=（·D2/4）·h2=（3.14×182/4）×2.0=508.68 m3 污泥部分所需的容積V=T（1+R）Q設(shè)X/N（X+Xr）其中：T沉淀時(shí)間，1.02.0 h 按1.0 h 計(jì)算中沉池污泥部分所需容積為V=1.0

53、5;（1+0.6）×1.3×104×2000/24×2×（2000+5333）=118.2 m3 污泥斗容積V1= h5（r12+r1 r2 +r22）/3 取污泥斗上部半徑 r1=2 m，下部半徑r2=1 m，污泥斗高度h5=1.0 m，則 V1=3.14×1.0×（22+2×1+12）/3=7.32 m3 污泥斗以上圓錐體部分污泥容積 V2= h4（r12+r1R+R2）/3設(shè)池底坡度i 為0.15，則 h4=（Rr1）i=（92）×0.15=1.05 m V2=3.14×1.05×

54、;（22+2×9+92）/3=113.2 m3容積較核：V1+V2=7.32+113.2=120.52118.2，設(shè)計(jì)合理。 沉淀池總高度 H=h1+h2+h3+h4+h5 其中超高h(yuǎn)1取0.3 m，緩沖層高度h3取0.5 m，則H=0.3+2.0+0.5+1.05+1.0=4.85 m中沉池的出水采用鋸齒堰，沉在底部的沉泥通過刮泥機(jī)刮至污泥斗，依靠靜水壓力排除。出水通過管道流回集配水井外層套筒，管道管徑350 mm，管內(nèi)水流速度為0.78 m/s，然后通過管徑為500 mm 的管道送往B段曝氣池，管內(nèi)流速為0.76 m/s。 B段終沉池終沉池采用普通幅流式沉淀池座數(shù)N=2，表面負(fù)荷

55、q取0.5 m3/m2h。 單池表面積A=Q設(shè)/（N·q）為A=1.3×104/（2×0.5×24）=541.67 m2 池子直徑D為D=（4A/）1/2=（4×541.67/3.14）1/2=26.3 m，取26 m 沉淀部分有效水深h2=qt，取沉淀時(shí)間t為4.0 h，則 h2=0.5×4=2.0 m 沉淀部分有效容積 V/=（·D2/4）·h2=（3.14×262/4）×2.0=1061.32 m3 污泥部分所需的容積V=T（1+R）Q設(shè)X/N（X+Xr）按2.0 h 計(jì)算二沉池污泥部分所

56、需容積為V=2.0×（1+1.0）×1.3×104×3450/24×2×（3450+6900）=361.1 m3 污泥斗容積V1= h5（r12+r1 r2+r22）/3 取污泥斗上部半徑 r1=3 m，下部半徑r2=1.5 m，污泥斗高度h5=1.5 m，則V1=3.14×1.5×（32+3×1.5+1.52）/3=24.7 m3 污泥斗以上圓錐體部分污泥容積 V2= h4（r12+r1R+R2）/3設(shè)池底坡度i 為0.15，則 h4=（Rr1）i=（133）×0.15=1.5 m V2=3.

57、14×1.5×（32+3×13+132）/3=340.7 m3容積較核：V1+V2=24.7+340.7=365.4361.1，設(shè)計(jì)合理。 沉淀池總高度 H=h1+h2+h3+h4+h5 其中超高h(yuǎn)1取0.3 m，緩沖層高度h3取0.5 m，則H=0.3+2.0+0.5+1.5+1.5=5.8 m終沉池的出水采用鋸齒堰，沉在底部的沉泥通過刮泥機(jī)刮至污泥斗，依靠靜水壓力排除。出水通過管道流回集配水井外層套筒，管道管徑350 mm，管內(nèi)水流速度為0.78 m/s，然后通過管徑為500 mm 的管道送往出水井，管內(nèi)流速為0.76 m/s。 污泥濃縮池采用豎流式污泥濃縮池，濃縮來自于中沉池和終沉池的剩余污泥。 總泥量計(jì)算A段剩余污泥 QSA=175.2 m3/d，含水率為98.5%；B段剩余污泥 QSB=81.6 m3/d，含水率為99.5%。則總泥流量為QS=