《水污染控制工程》课程设计-AB法处理生活污水工艺曝气池的设计

课程设计任务书课程设计任务书《水污染控制工程》课程设计-AB法处理生活污水工艺曝气池的设计.设计任务：………课程设计是《水污染控制工程》教学中一个重要的实践环节,要求综合运用所学的有关知识，在设计中掌握解决实际工程问题的能力，并进一步巩固和提高理论知识。根据设计任务书的资料，了解设计的任务、要求，工程的概况、规模，分析水质水量，然后进行工艺选择、设计计算、编写说明书。本设计任务是要求完成AB法处理生活污水工艺曝气池的设计，同时完成以下设计工作：概述。在查阅资料的基础上说明本设计题目的意义和最新发展概况；设计参数的选择；曝气池尺寸的设计计算；A段曝气池的进、出水设计计算，B段曝气池的进；污泥龄；需氧量的计算等；编写设计计算书和设计说明书（可以分章独立也可以合在一起）；A段曝气池的平面布置图。内容包括管线，尺寸大小，单体名称等必要的技术说明；B段曝气池的平面布置图。内容包括管线，尺寸大小，单体名称等必要的技术说明；A段曝气池进水口布置图；内容包括管线，尺寸大小，标高等；B段曝气池进水口布置图；内容包括管线，尺寸大小，标高等。.设计成果课程设计内容包括封面、目录、概述、设计说明书、设计计算书、（实际）参考文献、心得体会、致谢、成绩评定表和相关附图.编写设计说明书和设计计算书——参数选择及依据，必要的说明，各构筑物详细设计计算过程，结果评价及主要设备的选取，其他附属设备和建筑物等；.设计图纸一一A段曝气池的平面布置图1张（A3）；B段曝气池的平面布置图1张（A3）；A段曝气池进水口布置图（A3）；B段曝气池进水口布置图（A3）课程设计任务书课程设计任务书#h2—设计有效水深，有效水深为2〜3m,宽深比一般采用1〜2每格池子宽度（b）设n=2（格）B3.98b=一= =1.99mn2池长（L）V 119.52=12mL=—= =12mA9.96每小时的需空气量（q）q=dQmX3600=0.2X0.996X3600=717.12m2/hd—1m3污水所需空气量（m3/m3）,一般采用0.27沉砂室所需容积（V/rw）设T=2d=2.065m3T7QTxx86400 0.996义30义2=2.065m3V=—max = k义106 2.5义1062X一城市污水沉沙量，m3/106m3（污水），一般采用30T一清除沉砂间隔时间，dk—生活污水流量总变化系数2每个沉砂斗容积（V。）设每一分隔有4个沉砂斗2.065V= =0.52m30 4沉砂斗各部分尺寸设斗底宽a1=0.5m。斗壁与水平面的倾角为55°,斗高h3=0.35m,沉砂斗上口宽a：

2ha= 32ha= 3—+atan55 1 =1.0mtan55+0.5A段曝气池和B段曝气池的设计计算曝气池的主要作用为充氧、搅拌和混合。充氧的目的是想活性污泥微生物提供所需的溶解氧；混合搅拌的目的是使曝气池中的污泥处于悬浮状态，从而增加废水与混合液的充分接触，保证曝气池的处理效果。表4AB法工艺设计参数名称 A段 B段污 泥 负 荷 3~4(2~6) 0.15~0.3NS(kgBOD5/kgMLSS.d) (<0.5)容 积 负 荷 6~10(4~12) <0.9Nv(kgBOD5/m3.d)污泥浓度MLSS(g/L)2.0~3.0(1.5~2.0)2.0~4.0(3.0~4.0)污泥龄SRT或(d) 0.4~0.7(0.3~0.5)15~20(10~25)水力停留时间HRT0.5~0.75 2.0~4.0(h) (2.0~6.0)污泥回流比(%) <70(20~50) 50~100溶解氧DO(mg/L) 0.3~0.7(0.2~1.5))2~3(1~2)气水比 (3~4):1 (7~10):1

污泥沉降指数SVI60~90(mg/L)污泥池沉降时间(h)1~2污泥池表面负荷1~2q(m3/(m3/h))需氧系数0.4~0.6a1(kgO2/kgBOD5)NH-N硝化需氧系数——3b1(kgO2/kgNH3-N)污泥综合增长指数a0.3~0.5(kgMLSS/kgBOD5)污泥含水率(%) 98~98.770~100270~1002~4(1.5~4)0.5~1.04.5799.2~99.6A段污泥负荷Ns「4kgBOD5/(kgMLSS.d),混合液污泥浓度为XA=1800g/LB段污泥负荷NSB=0.24kgBOD5/(kgMLSS.d),混合液污泥浓度为XB=4000g/L计算处理效率2143220BOD总去除率n =—. =90.67%5 BOD214.31A段BOD去除率：n=50%A则A段出水的BOD5为LRA=214.31X50%=107.155mg/LB段BOD去除率：n=皿155—20=81.34%b107.155则LRb=81.34%X107.155=87.16mg/L

2.3.3A段和B段曝气池容积和主要尺寸A段曝气池容积:=1843.5m3一QL=1843.5m3V= 0—= aXN 1.8义4ASAA段曝气池水力停留时间:V1843.5t=T= =0.03d=0.71h=42.86minaQ61935A段曝气面积:设一座曝气池（n=1）,池深（H）取4m,则曝气池的面积（F1）为:F=1V1843.5nH1x2=922m2A段曝气池宽度:设池宽（B）为3.8m，B=38=1.9m，在1~2之间，符合要求。H2曝气池宽度L=曝气池宽度L=F=922=243m，

B3.8L=I43=64m（大于10），符合要求。曝气池平面形式：曝气池采用推流式，共一组，采用五廊道式，则每廊道式，则每廊道长L=-=243=49m。曝气池的平面布置图见附图。15 5取超高为0.5m，故曝气池的总高度H=2+0.4=2.4m1B段曝气池容积：=7213.74m3QL61935=7213.74m3V= rA-= bXN 4x0.23BsBB段曝气池水力停留时间:VV7213.74-B-= Q61935=0.12d=2.8hB段曝气面积:设两座曝气池（n=2），池深（H）取3m，则曝气池的面积（F1）为:F=1F=1V

nH =1202m22x3B段曝气池宽度:

设池宽（B）为5.7m,B=5.7=1.9,在1〜2之间，符合要求。H3曝气池宽度L=F=1202=211m,L=生=37（大于10）,符合要求。B5.7 B5.7曝气池平面形式：曝气池采用推流式,共一组,采用四廊道式,则每廊道L211式，则每廊道长L=L=211=53m。曝气池的平面布置图见附图。14 4取超高为0.5m，故曝气池的总高度H=3+0.4=3.4m12.3.4剩余污泥量计算A段剩余污泥量：设A段ss去除率为75%,则S=203.62.75%=152.715mg/LrAX=QS+aQL=61935x0.152715+0.4x61935x0.107155=12113kg/dA r rA(a取0.4)湿污泥量(设污泥含水率为98.7%)为：Px=AX((1—0.987)x1000)=12113((1-0.987)x1000)=931.8m3/dAAB段剩余污泥量：X设B段活性污泥中挥发性固体占75%,即—vb=0.75,X=0.75,X=0.75XX VB BB4=3kg/m3。活性污泥的产率系数(即微生物每氧化单位质量BOD所合成的微生物5量)a=0.35~0.45kgMLVSS/kgBOD5,取值0.45,衰减系数(即活性污泥微生物的自身氧化率)，b=0.05~0.10d-i,取值0.05.，则AX=aQL-bVV=0.45x61935x0.08716-0.05x7213.74x3VB rBBVB=1347.2m3/dAX 1347.2AX= vb= =1796.27m3/db0.75 0.75湿污泥量(设污泥量含水率为99.5%)为：PXBAX

PXBAX

B

(1-0.995)x10001796.27(1-0.995)x1000=359.25m3/d总污泥量：PX=PXA+PXB=931.8+359.25=1291m3/d2.3.5污泥龄计算9cAXV4~^49cAXV4~^4AXA1.8义1843.5=0.27d氏0.3d12113B段污泥龄:9cBXV—B-9cBXV—B-BAXB 二16.06d1796.27需氧量计算A段需氧量：O2「a1QLR=0.6X61935X0.107155=3982kgO2/dB段需氧量：B段活性污泥需氧量系数A=0.5kgO2/kgBOD5,内源呼吸好氧系数B=0.1d-i,,硝化需氧量系数b1==4.57kgO2/kgNH3-N,设A段对TN的去除率为10%,则B段进水中TN为27.684mg/L，设B段剩余污泥排出的氮量是B段进水中TN的10%，则B段需氧化的氮量为：O=AQL+BVX+bQN=0.5x61935x0.08716+0.1x7213.74x42B rBBB1rB+4.57x61935x0.0099156=8391.16总需氧量：O2=O2A+O2B=3982+8391.16=12373.16kgO2/dA段曝气池的进出水系统1A段曝气池的进水设计沉砂池的出水通过DN1200mm的管道送入A段曝气池进水渠道，管道内的水流速度为0.88m/s.在进水渠道内水分成两段，逆向两侧的进水廊道，进水渠道的宽度为1.5m。渠道内有效水深为1.0m，则渠道内的最大水流速度为：0.996Nbh4x0.996Nbh4x1.5x1=0.1666m/sSAAA渠道内最大水流速度（m/s）b进水渠道宽度（m）,设计中取b=1.5mAAh进水渠道有效水深（m）,设计中取h=1.0mAA曝气池采用潜孔进水，孔口面积0.996 二1m24*0.249SA2AAA段每座反应池孔口总面积（m2）v孔口流速（m/s）一般采用0.2~1.5m/s。设计中取v=0.249m/s22设每个孔口尺寸为0.5X0.5m,则孔口数为—1—=4个0.5x0.5孔口布置图见附图2A段曝气的出水设计A段曝气池的出水采用矩形薄壁堰，跌落出水，堰上水头93182 0.996+x0.5H=(一Q=)5=( 24x24 )=0.24mmb2,2g 0.4x4x%2x9.8H堰上水头（m）QA段每组反应池出水量（m3/s），指污水最大流量0.996（m3/s）与回流污泥量（931.8x50%m3/s）之和。24x24m流量系数。一般采用0.4~0.5。取m=0.4mb堰宽（m）取b=4.0mA段曝气池出水通过DN1400mm的出水总管送往A段沉淀池。进水总管内水流速度为0.88m/s.2.3.8B段曝气池的进出水系统1B段曝气池的进水设计A段沉淀池的出水通过DN1200mm的管道送入B段曝气池的进水渠道。管道内的水流速度为0.88m/s.在进水渠道内，水分成两段，流向两侧的进水廊道，进水渠道宽度为1.5m,渠道内有效水深1.0m,则渠道内的最大水流速度：Nbh0.9960.24xNbh0.9960.24x1.5x1=2.767m/sSBBBv 3v 3渠道内最大水流速度（m/s）b进水渠道宽度（m）,设计中取b=1.5mBBhh进水渠道有效水深（m）B设计中取h=1.0mB曝气池采用潜孔进水，孔口面积QNvQNvSB2■2^二3.2m20.24x1.3ABB段每座反应池孔口总面积（m2）v孔口流速（m/s）一般采用0.2~1.5m/s。设计中取v二m/s4432设每个孔口尺寸为0.8X0.8m,则孔口数为3.2 =5个0.8x0.8孔口布置图见附图2A段曝气的出水设计B段曝气池的出水采用矩形薄壁堰，跌落出水，堰上水头359252 0.996+x100%H=（Q-）5=（ 24^4 ）=0.18mmb2：2g 0.4x5H堰上水头（m）QA段每组反应池出水量（m3/s），指污水最大流量0.996（m3/s）与回35925流污泥量（25925x100%m3/s）之和。24x24m流量系数。一般采用0.4~0.5。取m=0.4mb堰宽（m）取b=5.0mB段曝气池出水通过DN1500mm的出水总管,送往B段沉淀池。出水总管内水流速度为0.96m/s.2.4中间沉淀池的设计计算中间沉淀池的作用是使混合液澄清、污泥浓缩并且将分离的污泥回流到A段曝气池。其工作性能对A段的出水水质和回流污泥。A段的出水水质作为B段

的进水，它的水质是否稳定，将直接影响到B段的运行。中间沉淀池池型的选择中间沉淀池采用带有刮吸泥设施的辐射流式沉淀池。中间沉淀池面积、直径和有效水深TOC\o"1-5"\h\z表5混合液污泥浓度与v值之间的关系MLSS/( v/(mm MLSS/( v/(mm MLSS/( v/(mmmg/L) /s) mg/L) /s) mg/L) /s)2000 <0.4 4000 0.28 6000 0.183000 0.35 5000 0.22 7000 0.14中间沉淀池澄清区的面积和有效水深的计算采用表面负荷法计算。a.表面积废水最大流量为996L/s,混合液污泥浓度为1800mg/L,查表五，取v=0.38mm/s,则表面积(A)为,Q Q 0.996义3600二3557m2A=——max= 二3557m2q 3.6v3.6义0.28设四座中间沉淀池(n=4),则每座中间沉淀池的表面积(A1)为2490A= =622.5m21 4b.直径中间沉淀池的直径(D)为=28m八'4A ,4义=28mD二.二一i二、 兀3.14QtH=—max

Ac.QtH=—max

Aqt=3.6x0.4x2=2.88m

2.4.3污泥斗容积的计算由表四知，取A段回流比为50%,f=0.75,则回流污泥浓度为X(1+RX(1+R)_1.8(1+0.5)Rf0.5义0.75=7.2kg/m3污泥斗容积VS为4(1+R)4(1+R)(X+Xr)x24QX 4x(1+0.5)x61935x1.8—= =3097m3(1.8+7.2)x24每个污泥斗容积（Vst）为VstVst =775m342.5二次沉淀池的设计计算二次沉淀池的作用是使混合液澄清、污泥浓缩并且将分离的污泥回流到B段曝气池，其工作性能对AB法处理系统的出水水质和回流浓度有直接的影响。二次沉淀池池型的选择二次沉淀池采用带有刮吸泥设施的辐射流式沉淀池二次沉淀池面积、直径和有效水深沉淀池澄清区的面积和有效水深的计算采用表面负荷法计算。a.表面积废水最大流量为996L/s,混合液污泥浓度为4000mg/L,查表五，取v=0.28mm/s,则表面积（A）为aQ Q 0.996x3600A=-max=max= 二355/m2q 3.6v3,6x0.28设八座中间沉淀池（n=8）,则每座中间沉淀池的表面积（A1）为3557A= =447m28b.直径中间沉淀池的直径（D）为

c．D一上二4二24m兀：3.14有效水深取水力停留时间为2h,则有效水深（H）为c．D一上二4二24m兀：3.14有效水深取水力停留时间为2h,则有效水深（H）为QtH=—m^-=qt=3.6x0.28x2=2..1mA2.4.3污泥斗容积的计算由表四知，取B段回流比为80%,f=0.75,则回流污泥浓度为X(1+R)_4(1+0.8)R0.8x0.75=12kg/m3污泥斗容积VS为4(1+R)QX(X+Xr