(完整word版)水污染控制工程计算题

1、计算题31.1已知某小型污水处理站设计流量Q=400m /h，悬浮固体浓度 SS=250mg/L。设沉淀效率为 55%。根据实验性能曲线查得 uo=2.8m/h，污泥的含水率为 98%，试为处理站设计竖流式初沉池。设计参数：污水在中心管内的流速 Vo=3Omm/s=O.O3m/s表面水力负荷 q=uo=2.8m3/(m2h)(1)估算竖流沉淀池直径，确定池数。f2 =Q=型=143m2D = J4汉143=13.5m10mq 2.8二 二设计沉淀池数为四只，池型为圆形，估算单池的直径约为7m,符合要求单池流量 Q =Q/4=100m/h中心管的截面积和直径(3)喇叭口直径 d1=1.35d=1

2、.35X1.1=1.5m反射板直径=1.3 d1=2.0m(5)中心管喇叭口到反射板之间的间隙高度h3.怡Q 100/36000.29 ,0.3m (取 V1=0.02m/s).V 兀 d10.02X3.14X1.5(6)沉淀区面积(8)沉淀区的深度：h2=vt=2.8X1.3=3.64 - 3.7m(设沉淀时间为 1.3h)D/h2=7/3.7=1.893 符合要求(9)污泥斗的高度和体积取下部截圆锥底直径为0.4m，贮泥斗倾角为 55，则h5= (7/2-0.4/2)tg55 =4.7mV1=(R2+Rr+r2)扫引 3=(3.52+3.5X0.2+0.22)X4.7/3=64m2(10)

3、 沉淀池的总高度 HH=h1+h2+ha+h4+h5=0.3+3.7+0.3+0.3+4.7=9.3m(11) 污泥区的容积排泥周期按 2d 设计，则污泥区容积Q 100/3600v00.03=0.93m2(V0取 0.03m/s)=1.08m r1.1mf11002.8=35.7m24(35.7 0.93)兀=6.8m 7m24Q C01000 (100 p。 )d(7)沉淀池直径一24 1000.25四2沁21000 1 (1 0.98)在工程设计中还包括进水槽、岀水槽、岀水堰、排泥管等设计内容。31.2某城市污水处理厂，设计处理流量为30000m/d，时变化系数为 1.5，经沉淀后的 B

4、OD5为 200mg/L ,总氮为 30mg/L，总磷为 3mg/L，拟采用活性污泥法进行处理，希望处理后的出水BOD5为 20mg/L试计算与设计该活性污泥法处理系统1.工艺流程的选择计算处理效率 E：E 二200 20100% = 90%200根据提供的条件，采用传统推流式活性污泥法，曝气池采用推流廊道式，运行时考虑阶段曝气法和生 物吸附再生法运行的可能性，其流程如下：根据实验或经验以及所要求的处理效果，本曝气池采用的污泥负荷率(一般为 0.20.4kgBOD kgMLSSd)根据 Ns值，SVI 值在 80150 之间，设计取 SVI = 130,污泥回流比为 35%，经计X 为：10

5、107700mg/LSVI 130曝气池污泥 浓度 XRXw0357700= 2000mg/L(1+R)(1+0.35)(3)曝气池容积的确定根据计算，曝气池有效容积 V 为：(4)曝气池停留时间的校核：曝气池停留时间T=Q24= 3000024=8小时(5)曝气池主要尺寸的确定:1)曝气池的面积：设计(At)为:2 座曝气池(n=2)，每座曝气池的有效水深(H1)取 4.0m，则每座曝气池的面积根据计算，鼓风机房至最不利点的空气管道压力损失为1.735kPa，则取微孔曝气盘及其配管的空气压力损失为 4.9kPa。则总压力损失为 1.735+4.9=6.635kPa。取释放器出口剩余压力3kP

6、a。鼓风机所需压力为 p = (4.0-0.2)X9.8 + 6.635+3=46.9kPa。设计采用风量为 40m3/min，风压为 49kPa 的罗茨鼓风机 4 台，3 用 1 备，常开 3 台，风量 120m3/min , 高峰时 4台全开，风量 160m3/min，低负荷时可开 2 台，风量 80m3/min。4. 二沉池的计算与设计二沉池采用幅流式沉淀池，用表面负荷法计算，设计取表面负荷q=1.0m3/m2h(般为 0.751.5)。(1)表面积：废水最大时流量：Qmax= 1.5XQ/24 = 1.5X30000/24=1875m3/h 沉淀池表面积 A= Qmax/q=1875/

7、1.0=1875m2设计选择 4 座沉淀池(n=4)，则每座二沉池的表面积A1为：A1= A/n=1875/4=468.75m2:(2)二沉池直径：旋耳24.4m:、3.14每座二沉池的直径设计取 D1= 25m。(3)有效水深：设计取分离澄清时间t 为 2 小时(1.52.5h)，则有效水深2.曝气池的计算与设计(1)污泥负荷的确定0.27kgBOD5/kgMLSS d(2)污泥浓度的确定算曝气池污泥的污泥浓度回流污泥浓度 XVn H1100002 4=1250m2(Ns)为:原废水H1为：H1=Qmaxxt/A=1875X2/1875=2m。选用直径为 25 米的刮泥设备，取超高 300m

8、m，缓冲区高度 300mm。根据刮泥设备的要求设计二沉池 池底及泥斗部分。5. 剩余污泥量的计算每日污泥的增长量(剩余污泥量)为：AX =a Q(S0-Se) -b V X根据实验或手册，取 a 值为 0.6，b 值为 0.075，则剩余污泥量为：X=0.6 30000 (200 -20)-0.075 10000 2000 =1740000g/d =1.74t/d每天排放含水率为 99.2%的剩余污泥量为：217.5 吨。6. 回流污泥系统的计算与设计采用污泥回流比 35%，最大回流比为 70%，按最大回流比计算：污泥回流量 QR=RXQ = 0.70X30000/24=875m3/h采用螺旋

9、泵进行污泥提升，其提升高度按实际高程布置来确定，本设计定为2.5m，根据污泥回流量，选用外径为 700mm，提升量为 300m3/h 的螺旋泵 4 台，3 用 1 备。7. 营养物的平衡计算(1)BOD5=30000X(0.2-0.02)=5400kg/d;(2 )氮(N)每日从废水中可获得的总氮量为：2 = 0.03X30000 = 900kg/d每日污泥所需要的氮量为：BOD5：N= 100:5;则 N = 270kg/d每日随出水排除的 N 量为：900-270 = 630kg/d，相当于 21mg/L(3 )磷(P)每日从废水中可获得的总磷量为：P1= 0.003X30000= 90k

10、g/d每日污泥所需要的磷量为：BOD5：P=100：1 ；则 P= 54kg/d每日随出水排除的 P 量为：90-54 = 36kg/d，相当于 1.2mg/L废水中 N 和 P 营养源能够满足微生物生长繁殖需求，无需向废水中补充氮源和磷源，但出水中氮和磷 的浓度不能满足废水一级排放标准的要求。1.3处理污水量为 21600m3/d，经沉淀后的 BOD5为 250mg/L，希望处理后的出水 BODs为 20mg/L。要求确定曝气池的体积、排泥量和空气量。经研究，还确立下列条件：(1)污水温度为 20C;(2) 曝气池中混合液挥发性悬浮固体( MLVSS )同混合液悬浮固体(MLSS )之比为

11、0.8;(3) 回流污泥 SS 浓度为 10000mg/L ;(4)曝气池中 MLSS 为 3500mg/L ;(5)设计的a为 10d ；(6)出水中含有 22mg/L 生物固体，其中 65%是可生化的;(7)污水中含有足够的生化反应所需的氧、磷和其他微量元素;(8)污水流量的总变化系数为2.51估计出水中溶解性 B0D5的浓度 出水中总的 BOD5=出水中溶解性的 BOD5+出水中悬浮固体的 BOD5确定出水中悬浮固体的 BOD5:悬浮固体中可生化的部分为0.65x22mg/L=14.2mg/L(2) 可生化悬浮固体的最终BODL=0.65x22x1.42mg/L=20.3mg/L(3)

12、可生化悬浮固体的 BODL 换算为 BOD5 = 0.68x20.3=13.8mg/L(4) 确定经曝气池处理后的出水溶解性BOD5,即 Se20mg/L = Se+ 13.8mg/L，贝 U Se= 6.2mg/L计算处理效率 E：E =25一2 =92%250若沉淀池能去除全部悬浮固体，则处理效率可达：E=25-6.2=97 5%2502.计算曝气池的体积已知：TIC=10d , Q=21600m3/d, Y =0.5mg/mg(查表选定),Se=6.2mg/L , X =3500mg/L , Kd=0.06d(查表选定)10 21600 0.5 2506.233m = 4702m 350

13、0 10.06 10)3.计算每天排除的剩余活性污泥量选计算排除的以挥发性悬浮固体计的污泥量:-XV二 YobsQ(SSe) =0.3125 21600(250 -6.2) 10kg/d =1645.7kg/d5计算排除的以 SS 计的污泥量：.X(ss)=1645.7 -kg/d =2057.1kg/d44.计算回流污泥比 R曝气池中 VSS 浓度=3500mg/L，回流污泥 VSS 浓度=8000mg/L3500(QQR) =8000QR,得只=空=0.785.计算曝气池的水力停留时间：t =V 4702d =0.217d =5.2hQ 216006. 计算曝气池所需的空气量(1 )曝气池

14、所需的氧量计算1)生化反应中含碳有机物全部生化所需的氧量：dcQY(S。Se)X(1 KC)计算Yobs：Y1 Kc0.51 0.06 10= 0.31252）生化反应所需氧量所需氧量=（7744-1.42X1645.7）kg/d = 5407.1kg/d（2）根据所需的氧量计算相应的空气量1）若空气密度为 1.201kg/m3,空气中含有的氧量为23.2%，则所需的理论空气量为:540733m /d = 19406 m /d1.201 0.2322）实际所需的空气量为：19406m3/d =242.58m3/d =168m3/min0.08333）设计所需的空气量为：1.3 168m /mi

15、n = 218 m /min1.4某小区生活污水处理厂设计处理流量为2500m3/d ,废水的平均 BOD5为 150mg/L , COD 为 300mg/L ,拟采用生物接触氧化进行处理，希望处理后的出水BOD5为 20mg/L。试计算与设计该生物接触氧化法处理系统1. 设计参数有机填料容积负荷 Nv=2.0kgBOD5/m3d，采用组合填料，每片填料直径150mm，填料层高度 2.5m, 填料片连接成串，每串填料左右间隔160mm，串中每片填料上下间隔80mm，采用微孔曝气，气水比 20:1。2. 生物接触氧化池有效容积Q（化0化）右000.150.02）5m3Nv2.03.生物接触氧化池

16、总面积4.确定生物接触氧化池的个数及每池的面积根据现场条件，拟采用一池三格，以推流形式运行。每一格的面积为:A 6522A = = =22m 25m n 3实际设计每一个池采用：BXL=4.0X6.0 （m）5.校核反应接触时间6. 确定生物接触氧化池的总高度H。=H H!H2H3=2.5 0.5 0.5 1.0=4.5m7. 确定空气量空气量O= 20XQ = 20X2500/24/60=35m3/min.选择风机二台（一用一备），风压 5mH2O，风量 40m3/min。 曝气系统的设计计算同活性污泥法。1.5江南某城镇拟新建污水处理厂一座，已知近期规划人口50000 人，生活污水量综合排

17、放定额为BODLQ(S -SQ_ 0.68_21600(2506.2) 10J- 068kg/d =7744kg/d162.52.5=65m2VT =一Q4.0 6.0 2.5 32500/24=1.73h1.5h 合理180L/（人 d），污水水质为:COD: 450mg/LBOD5： 185mg/L SS: 250mg/L TKN : 30mg/L TP： 5.0mg/L当 N1=|.0mg/L 时，KN=1.0mg/L 时，得：型0.23d-要求对该镇污水进行除磷脱氮处理，采用A2/O工艺且岀水水质指标要求达到下列标准:COD70mg/L BOD520 mg/L SS20 mg/LNH3-N10 mg/L TP10，符合要求。4) 曝气池的总高度：设计取超高(保护高度H2)为 0.8m，则曝气池的总高度 H =从十 H?= 4.8m5) 曝气池的平面形式：设计曝气池为 3 廊道形式，则每廊道长 L1=L/3=210/3=70m。则曝气池的平面尺寸为：曝气池长L1=70m；曝气池宽 B1=BX3 = 6X3 = 18m。6) 曝气池的进