某污水处理厂设计倒置AAO工艺

某污水处理厂设计倒置AAO工艺

摘要

本次毕业设计的题目为xx市某污水处理厂工艺设计——倒置AAO工艺。设计主要任务是根据该市污水性质、排污规模的要求完成污水处理厂初步设计和单项处理构筑物设计。

其中污水处理厂初步设计要完成设计说明书一份、污水处理厂总平面图一张及污水处理厂污水与污泥高程图一张；单项处理构筑物设计中，主要是完成主体处理构筑物平面图及剖面图及部分大图样。

该污水处理厂工程，规模为7万吨/日。

该污水处理厂的污水处理流程为：污水由市政排水管网经格栅由泵房提升进入到涡流沉砂池，进入倒置AAO反应池，进入辐流式二沉池，进入接触池，最后出水；污泥的流程为：从二次沉淀池池排出的剩余污泥进入回流污泥泵房，再由污水泵送入浓缩池，再进入储泥池，由浓缩污泥泵房提升送入污泥脱水间，最后泥饼外运处置。

污水处理厂处理后的出水优于国家污水综合排放标准（GB)中的二级标准。所选择的倒置AAO工艺，具有良好的脱氮除磷功能。

关键词：倒置AAO工艺，脱氮除磷

I

ABSTRACT

ThetopicofthisgraduatedesignisaboutthedesignofthesewagetreatmentplantinthedevelopmentareaofeconomyandtechonologyinDalianCity.ThetechnicsoftheplantistheinvertedAAOprocess.Themaintaskistheprimarydesignoftheplantandtheshopdrawingoftheoxidationditchpond.

Thetaskoftheprimarydesignisthatadesignbook、aplanoftheplant、thehighdrawingofthetreatmentofsludgeandsewage;Inthesingledisposalbuilddesign,theharvestisthatthesectionplanedrawing、theplanandsomepartmagnifyingdrawingsoftheinvertedAAOprocess.

Theconstructionofthisplantis70000tonperday.

Theprocessofthesewageintheplantisthat:Thesewagerunsfrompumphousetosandsinkingpond,entersthepondofsedimentationtank,entersdisinfectionpond,thenenterscalculationtrough,atlastletsout.Theprocessofthesludgeisthat:Surplussludgefromthesedimentationtankentersconcentrationpond,entersdigestionpong,thenitisdehydrated,atlastitiscarriedoutoftheplant.

TheoutletwateroftheplantmeetstheleveltwooftheNationalSewageDischargeStandard(GB8978-1996).

ThereisaninvertedAAOprocesspreventssludgefromeapending,promotsreleasingphosphorus,andstrengthensanti-nitration.

Keywords：TheinvertedAAOprocess,Takingoffthenitrogenandthephosphorus

II

目录

摘要..............................................................IABSTRACT..........................................................II

前言..............................................................1

第一部分设计说明书................................................2

第一章设计概论....................................................2

1.1设计任务....................................................2

1.2设计目的....................................................2

1.3设计要求....................................................2

1.4设计数据及材料..............................................3

1.5处理程度的计算..............................................4

第二章总体设计....................................................5

2.1工艺比较选择................................................5

2.2主要生产构筑物工艺设计.....................................16

2.2.1格栅间...............................................16

2.2.2污水提升泵房.........................................16

2.2.3沉砂池...............................................16

2.2.4倒置AAO池...........................................17

2.2.5鼓风机房.............................................17

2.2.6二次沉淀池...........................................17

2.2.7接触消毒池...........................................18

2.2.8回流污泥泵房..........................................18

2.2.9污泥浓缩池...........................................18

2.2.10脱水车间............................................19

第三章污水处理厂总体布置.........................................20

3.1污水厂平面布置.............................................20

3.1.1污水处理厂平面布置的原则.............................20

3.1.2污水处理厂的平面布置.................................22III

3.2污水厂的高程布置...........................................22

3.2.1污水处理厂高程的布置方法.............................22

3.2.2本污水处理厂高程计算.................................24

第四章组织结构与人员编制.........................................27

第五章污水厂投资估算.............................................28

5.1土建部分...................................................28

5.2设备部分...................................................29

5.3总投资费用.................................................29

5.4经济效益分析...............................................30

第二部分设计计算书...............................................31

第一章设计流量...................................................31

1.1设计规模...................................................31

1.2设计最大流量...............................................31

第二章格栅设计计算...............................................32

第三章泵房设计计算...............................................35

第四章沉砂池设计.................................................36

4.1工作原理...................................................36

4.2设计数据...................................................37

第五章倒置AAO生物反应池设计计算.................................39

第六章二次沉淀池设计计算.........................................50

第七章接触消毒池设计计算.........................................54

7.1液氯消毒工艺设计计算.......................................54

7.2接触池设计计算.............................................55

第八章污泥浓缩池设计计算.........................................56

结语.............................................................59

参考文献..........................................................60

致谢.............................................................62IV

前言

在维系人的生存、保障经济建设和维护社会发展的所有自然要素中，水的重要性毋庸赘述。然而随着工业化、城市化加快，世界面临着水资源短缺、污染严重的挑战。

在中国尤其严重，中国是世界13个缺水国家之一，全国600多个城市中目前大约一半的城市缺水，水污染的恶化更使水短缺雪上加霜：我国江河湖泊普遍遭受污染，全国75%的湖泊出现了不同程度的富营养化；90%的城市水域污染严重，南方城市总缺水量的60%---70%是由于水污染造成的；对我国118个大中城市的地下水调查显示，有115个城市地下水受到污染，其中重度污染约占40%。水污染降低了水体的使用功能，加剧了水资源短缺，对我国可持续发展战略的实施带来了负面影响。

我国水体污染主要来自两方面，一是工业发展超标排放工业废水，二是城市化中由于城市污水排放和集中处理设施严重缺乏，大量生活污水未经处理直接进入水体造成环境污染。工业废水近年来经过治理虽有所减少，但城市生活污水有增无减，占水质污染的51%以上。据环境部门监测，1999年全国近80%的生活污水未经处理直接进入江河湖海，年排污量达400亿立方米，造成全国三分之一以上水域受到污染.

本设计为为xx市某新建污水处理厂进行工艺设计，设计水质为85%生活污水及15%工业废水，设计规模为70000m3，出水要求达到国家二级排放标准。设计采用倒置AAO工艺，该工艺流程简单，运行控制方便，占地面积较小，出水水质优于二级排放标准，是目前应用较多的工艺。

通过本次毕业设计，我们将经受一次较为全面、严格的工程设计训练，熟悉污水处理厂工艺设计过程，了解现代工程设计计算方法，培养分析解决问题的能力，树立高度的工作责任感。

1

第一部分设计说明书

第一章设计概论

1.1设计任务

本次毕业设计的主要任务是完成xx市某污水处理厂倒置AAO工艺处理城市污水设计。工程内容包括：

1.污水处理厂方案的总体设计：通过调研收集资料，确定污水处理工艺方案；进行总体布局进行、竖向设计、厂区管道布置、厂区道路及绿化设计；完成污水处理厂总平面及高程设计图。

2.进行污水处理厂各构筑物工艺计算：包括初步设计、设备选型，图中应有设备、材料一览表。

3.进行辅助建筑物(包括鼓风机房、泵房、加药间、脱水机房等)的设计：包括尺寸、面积、层数的确定；完成设备选型。

1.2设计目的

随着城市经济的发展和人们生活水平的不断提高，对环境保护的意识越来越强，污水处理率日益成为城镇及区域环境保护的重要指标。本设计旨在使学生根据污水性质、排放规模、现实的城市条件和排放水域的要求，选择较适宜的城市污水处理工艺，达到排放标准或回用的水质要求。

1.3设计要求

（1）独立思考，独立完成；

（2）完成主要处理构筑物的设计布置；

（3）工艺选择、设备选型、技术参数、性能、详细说明；

2

（4）提交的成品：设计说明书、高程图、厂区平面布置图、主要构筑物（平、剖面）图。

1.4设计数据及材料

（1）设计规模：70000m/d.

（2）废水来源：生活污水85％，生产废水15％。（3）设计进出水质：见下表

（4）气象资料①气温资料（℃）：

3

②常年主导风向：WS；（5）地质资料污水处理厂处：

（6）厂区规划地形图：厂区按整平地形考虑。距河500米，高差0.4米。

3

（7）厂区供电情况及其它问题：就近接入电源，设配电箱即可。

1.5处理程度的计算

1.BOD5的去除率

2.CODcr的去除率33020100093.9330

3.SS的去除率650100100%84.6%650

4.总氮的去除率35020100%94.3%350

出水标准中的氨氮为25mg/L，处理水中的总氮设计值取20mg/L，氨氮的去除率为：

5.总磷的去除率3020100%33.3%30

61100%83.34%6

4

第二章总体设计

2.1工艺比较选择

1.处理工艺流程选择应考虑的因素

污水处理厂的工艺流程系指在保证处理水达到所要求的处理程度的前提下，所采用的污水处理技术各单元的有机组合。

在选定处理工艺流程的同时，还需要考虑各处理单元构筑物的形式，两者互为制约，互为影响。污水处理工艺流程的选定，主要以下列各项因素作为依据。

①污水的处理程度；

②工程造价与运行费用；

③当地的各项条件；

④原污水的水量与污水流入工程。

该污水处理厂日处理能力约7万吨,属于中等规模的污水处理厂。按《城市污水处理和污染防治技术政策》要求推荐，20万t/d规模大型污水厂一般采用常规活性污泥法工艺，10-20万t/d污水厂可以采用常规活性污泥法、氧化沟、SBR、AB法等工艺，小型污水厂还可以采用生物滤池、水解好氧法工艺等。对脱磷脱氮有要求的城市，应采用二级强化处理，如A2/O工艺、A/O工艺、倒置AAO工艺、SBR及其改良工艺、氧化沟工艺、以及水解好氧工艺、生物滤池工艺等。

由于该设计对脱氮除磷有要求故选取二级强化处理。可供选取的工艺：A/O工艺，A2/O工艺，倒置AAO工艺，SBR及其改良工艺，氧化沟工艺。

2.适合于中型污水处理厂的除磷脱氮工艺

该污水处理厂要求对原水中的氮、磷有比较好的去除，应采用二级强化处理。根据《城市污水处理和污染防治技术政策》推荐，以及国5

出来的工艺都可以实现除碳、除氮、除磷三种流程的组合，都是比较实用的除磷脱氮工艺。

一.A2/O处理工艺(如下图所示)

图1Ａ/Ｏ工艺流程2

(1)A2/O处理工艺是Anaerobic－Anoxic－Oxic的英文缩写，它是厌氧－缺氧－好氧生物脱氮除磷工艺的简称，A2/O工艺是在厌氧－好氧除磷工艺的基础上开发出来的，该工艺同时具有脱氮除磷的功能。

(2)A2/O工艺的特点：

优点：

①厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类的微生物菌群的有机配合，能同时具有去除有机物、脱氮除磷功能；

②在同时脱氮除磷去除有机物的工艺中，该工艺流程最为简单，总的水力停留时间也少于同类其它工艺。

③在厌氧-缺氧-好氧交替运行下，丝状菌不会大量繁殖，SVI一般小于100，不会发生污泥膨胀。

④污泥中含磷量高，一般为2.5%以上。

缺点：

①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。

②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。

6

③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，但溶解氧浓度也不宜过高。以防止循环混合液对缺氧反应池的干扰。

二、倒置AAO处理工艺

与常规A2/O工艺相比,倒置AAO工艺省去了混合液倒置AAO工艺流程

Fig.1FlowchartofinvertedAAOprocess

根据进水水质不同，通过缩短初沉时间或者取消初沉池来满足倒置AAO工艺的需要：初沉时间的缩短,一方面使得沉砂池出水中的微生物和部分或全部有机物直接进入生化反应系统,增加了反应池进水的有机物总量,保证了脱氮除磷新工艺对碳源的需要,提高了化反应系统对氮、磷的去除效率;另一方面为微生物提供了良好的栖息场所,使系统的生物种类和数量都大幅度提高。

缺氧池、厌氧池配有搅拌设备,好氧池通过曝气维持供氧。三个工艺段的作用如下：缺氧段,微生物利用进水中有机物为碳源,使得回流污泥带来的硝态氮反硝化,形成N2或NxOy逸至大气中,达到脱氮目的；厌氧段,水中溶解氧和硝态氮

结合氧均已消耗完毕处于厌氧状态,聚磷微生物利用胞内聚磷分解产生的能量吸收污水中的易降解COD,同时释放磷酸盐;好氧段前段主要降解污水中的有机质并过量吸磷,到好氧区后段则BOD5大幅度降低,BOD5/TKN值较低利于硝化菌的

生长,主要进行硝化反应。缺氧段、厌氧段并无严格的界限,主要取决于工艺构筑物采用的形式和前置反硝化的效果。生化反应池较高的污泥浓度不仅从固定的生化反应池容积中争取到好氧池硝化所需要的反应容积,而且活性污泥絮体内部的缺氧微环境使得硝化和反硝化过程在曝气时段内就同步进行,从而为进一步提高系统的脱氮效率创造了条件。

倒置AAO工艺具有以下特点:

7

①缺氧区位于工艺系统首端,优先满足反硝化碳源需求,强化了处理系统的脱氮功能;

②所有的回流污泥全部经过完整的厌氧释磷与好氧吸磷过程,具有“群体效应”,同时聚磷菌经过厌氧释磷后直接进入生化效率较高的好氧环境,其在厌氧状态下形成的吸磷动力可以得到充分利用,提高了处理系统的除磷能力;

③×1.2=0.018m

泵房进水水位：-1.21m

(高程布置图见附图)

26

第四章组织结构与人员编制

人员编制系参考国家有关规定及可行性研究报告，并参照国内已运行的污水处理厂的经验提出的，由于本厂自动化程度高，使劳动定员大大减少。人员编制见表4-1。在确定具体岗位人数时可根据实际情况加以调整。

为提高污水处理厂的管理水平，对厂内的机关、工段、独立班等部门进行电脑联网。应用专业管理软件管理整个网络，可在网络内收发电子邮件、查询生产、实验数据，并将对设备、仓库、人事、财务、图片资料进行电脑管理，使污水处理厂达到先进的管理水平。

表4-1污水厂人员编制

27

第五章污水厂投资估算

5.1土建部分

表5-1土建部分投资估算表

28

表5-2厂区总图部分投资估算表

5.2设备部分

表5-3设备部分投资估算表

5.3总投资费用

其他

安装费5%，7350000×5％＝367500

设计费2%，(16604075+5341850+7350000+367500)×2%=29663425税费3.413%,(16604075+5341850+7350000+367500+29663425)×3.413％=2024825

合计W=59326850+2024825＝61351675元，约6135.2万元。（征地费用另计）。

29

5.4经济效益分析

1、每立方米污水征收处理费用

每吨污水征收处理费w1=0.5元,则每天征收费用为W1w1Q0.5710435000元

2、污水厂运营成本

①运行电费:

总装机功率为2000KW,实际运行1600KW,当地电价w2=0.5元/度.每天运行电费W2w2W0.516002419200元②药剂费:

液氯投加量为7mg/L,则每天投加490Kg.

聚丙烯酰胺PAM，投加量为污泥干重的0.001药剂费折合成w3=0.08元/吨

每天运行药剂费用W3w3Q0.0871045600元③运行管理人员工资费用

人均工资1600元/月,折合污水处理费

w4281600

7104300.021元

每天人员工资W4w4Q0.02171041493元④设备折旧和维修费用

设备折旧和维修用折算成每吨污水0.01元每天的折旧和维修费用为W5w5Q0.017104700元⑤总运行费用为

WW2W3W4W5192005600149370026993元.3、年收益

污水处理厂每天的收益为WW1W35000269938007元年收益为W80073652922555元

4、年可收回成本进入投资回报期。N=W

w6135.2

292.2621.0年

30

第二部分设计计算书

第一章设计流量

1.1设计规模

本设计设计规模Q=70000m/d,属中型污水处理厂（5万～10万m/d），这种设计流量一般用来计算污水厂的栅渣量、沉砂量、年抽升电量、耗药量、处理总水量、总泥量等。33

1.2设计最大流量（m3/h或L/s）

污水厂进水管设计用此流量，污水厂各构筑物（另有规定除外）及厂（式1-1）

Q=70000m3/d=2916.67m3/h=810.2L/s

代入可得Kz=2.0.1170000=1.29

（2）设计最大流量的确定

Qmax=2916.67×1.29=3762.5(m3/h)

=810.2×1.29=1045.16(L/s)

31

第二章格栅设计计算

2.1已知条件

设计平均流量Q=810.2L/s=0.81m3/s，总变化系数Kz=1.29

2.2设计计算

（1）栅槽宽度

①栅条的间隙数n,个n=Qmax（式2-1）bhv

式中Qmax——最大设计流量，m3s；a——格栅倾角，（°），取α=60°；b——格栅间隙，m,取b=0.02m；n——栅条间隙数，个；

h——栅前水深，m，取h=0.4m；v——过栅流速，m/s，取

v=0.9m/s

图1格栅计算示意

32

格栅设两组，按两组同时工作设计。

即：Q=Qmax/2

1.045Sin60

则：n=67.568个20.020.40.9

②栅槽宽度B

栅槽宽度一般比格栅宽0.2～0.3m，取0.2m；

设栅条宽度S=10mm(0.01m)

则栅槽宽度B=S(n-1)+bn+0.2（式2-2）=0.01×(68-1)+0.02×68+0.2

=2.23(m)

(2)通过格栅的水头损失h1

①进水渠道渐宽部分的长度L1。设进水渠宽B1=1.5m，其渐宽部分展开角度120，进水渠道（式2-3）2tan12tan20

②栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L2,m

L2L11.000.5m22

③通过格栅的水头损失h1,m

h1h0k（式2-4）

v2Sh0sin,2gb

式中h1——设计水头损失，m；43（式2-5）

h0——计算水头损失，m；

g——重力加速度，s2；

k——系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般采

用3；

——阻力系数，与栅条断面形状有关，可按手册提供的计

算公式和相关系数计算；设栅条断面为锐边距形断面，

2.42。

33

Sh1h0kbv2sink2g

0.012.420.02

=0.103（m）

（3）栅后槽总高度H，m

设栅前渠道超高h20.3m430.92sin60319.6

m0.8mHhh1h20.40.1030.30.803

（4）栅槽总长度L,m

LL1L21.00.5H1tan

式中，H1为栅前渠道深，H1hh2，m。

L1.00.51.00.50.40.3tan60

=3.404（m）

（5）每日栅渣量W，m3d

W86400QmaxW1(式2-6)1000kz

式中，W1为栅渣量，格栅间隙为16～25mm时，W10.10～m33m3污水，

0.05m33m3污水。格栅间隙为30～50mm时，W1=0.03～0.1m33m3污水。本设计格栅间隙为20mm,取W1=0.07m33m3污水。

W864001.0450.082.8m3d0.2m3d210001.29

采用机械清渣。

34

第三章泵房设计计算

3.1设计要点

（1）泵站形式：(自灌式)考虑到场地地形、地势及水量采用半地下式方形泵站。

（2）选泵原则：根据流量、扬程选择污水泵。

3.2设计参数选定

设计流量：Qmax=1045L/s，泵房工程结构按最大流量设计,考虑选取5台潜水排污泵(四用一备)，则每台流量为：10454261.25L/s940.5m3/h。

集水池容积采用相当于一台水泵的6min的流量，即：

W261.2560694.05m31000

3.3泵房设计计算

采用倒置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。污水经提升后入涡流沉砂池，然后自流通过倒置AAO池、接触池，最后由出水管道排入厂东边的河流。

各构筑物的水面标高和池底埋深见高程计算。

污水提升前水位-1.21m(既泵站吸水池最底水位),提升后水位4.325m(即出水口水面标高)。

所以，提升净扬程Z=4.325－（－1.21）=5.535m

水泵水头损失取2.0m

从而需水泵扬程H=Z+h=7.535m

再根据设计流量1045L/s=3762m3/h，采用5台QW系列污水泵，单台提升流量940.5m3/h。采用QW系列潜水污水泵(300QW900-8-37)5台，四用一备。该泵提升流量900m3/h，扬程8m，转速980r/min，功率37kW。

占地面积为816.6=132.8m2，高9.54m,泵房为半地下式，地下埋深3.13m。35

第四章沉砂池设计

由于本设计采用倒置AAO工艺，市政污水经沉砂池直接进入倒置AAO反应池，故不宜采用曝气沉砂池。通过对平流式沉砂池、竖流式沉砂池、钟式沉砂池及涡流式沉砂池进行优缺点比较分析，最终选择佩斯塔（Pista）涡流式沉砂池。

4.1工作原理

涡流沉砂池利用水力涡流，使泥沙和有机物分开，以达到除砂目的。污水从切线方向进入圆形沉砂池，进水渠道末端设一跌水槛，使可能沉积在渠道底部的砂子向下滑入沉砂池；还设有一个挡板，使水流及砂子进入沉砂池时向池底流行，并加强附壁效应。在沉砂池中间设有可调速的桨板，使池内的水流保持循环。桨板、挡板和进水水流组合在一起在沉砂池内产生螺旋状环流（如下图示），在重力作用下，使砂子沉下，并向池中心移动，由于越靠中心水流断面越小，水流速度逐渐加快，最后将沉砂落入砂斗。而较轻的有机物，则在沉砂池中间部分与砂子分离。池内的环流在池壁处向下，到池中间则向上，加上桨板的作用，有机物在池中心部位向上升起，并随着出水水流进入后续构筑物。

平面图2涡流沉砂池水砂流线图

36

4.2设计数据

（1）沉砂池水力表面负荷为200m3/m2·h,水力停留时间约为20至30s；

（2）进水渠道直段长度应为渠宽的7倍，并且不小于4.5m，以创造平稳的进水条件；

（3）进水渠道流速，在最大流量的40％～80％情况下为0.6～0.9m/s，在最小流量时大于0.15m/s；但最大流量时不大于1.2m/s。

（4）出水渠道与进水渠道的夹角大于270°，以最大限度的延长水流在沉砂池内的停留时间，达到有效除砂目的。两种渠道均设在沉砂池上部以防扰动砂子。

（5）出水渠道宽度为进水渠道的2倍。出水渠道的直线段长度要相当于出水渠的宽度。

（6）沉砂池前应设格栅。沉砂池下游设堰板或巴氏计量槽，以便保持沉砂池内所需的水位。

该沉砂池采用砂泵排砂。佩斯塔沉砂池除砂效率大于95％（砂粒d≥0.297mm），有机物分离效率大于95％，优于钟式沉砂池。

根据设计流量Q=7万m3，设计选用两套佩斯塔沉砂池并联使用，其规格见下表。

37

平面

图3佩斯塔沉砂池结构图

38

第五章倒置AAO生物反应池设计计算

5.1已知条件

3（1）设计流量Q7000。m0（不考虑变化系数）

（2）设计进水水质COD650L；BOD5浓度S0330L；TSS浓度X0350mgL；VSS245LMLVSS0.7；TN43L；MLSSNH3N30L；TP6L。

（3）设计出水水质COD100mgL；BOD5浓度Se20mgL；TSS浓度Xe20mgL；TN25L；NH3N20L；TP1L。

5.2设计计算(污泥负荷法)

（1）判断可否采用倒置AAO法

COD65015.18TN43

TP60.020.06BOD5330

符合要求。

（2）有关设计参数

①BOD5污泥负荷N0.15kgBOD5kgMLSSd。②回流污泥浓度XR=6000L。

③污泥回流比R=200％。

④混合液悬浮固体浓度X

3R2XR60004000mgL。1R12（3）反应池容积V，mV=QS07000033038500m3（式5-1）NX0.154000

反应池总水力停留时间：

39

tV385000.55d13.2hQ70000

各段水力停留时间和容积：

缺氧∶厌氧∶好氧=1∶2∶4

缺氧池水力停留时间t缺池容V缺厌氧池水力停留时间t厌池容V厌好氧池水力停留时间t好池容V好113.21.89h，71385005500m37213.23.77h，723850011000m37413.27.54h，743850022000m37

（4）校核氮磷负荷，kgTNkgMLSSd好氧段总氮负荷

合要求）厌氧段总磷负荷

合要求）

（5）剩余污泥量X,kgd

X=PX+PS（式5-2）QTN07000043（符0.039kgTNkgMLSSdXV好400022000QTP07000060.009kgMLSSd（符XV厌400011000PXYQS0SekdVXR（式5-3）PS=TSSTSSe50（式5-4）

取污泥增值系数Y=0.5，污泥自身氧化率kd=0.07，将各值代入：

PX=0.5×70000×（0.33－0.02）－0.07×38500×4.0×0.7

40

=3304(kgd)

PS=(0.35－0.02)×70000×50％=11550(kgd)X=3304+11550=14854(kgd)

湿污泥量：取剩余污泥含水率P=99.4％，则QSW148542475.67m3d103.15m3h1P100010.9941000

（6）泥龄c，d

c=

符合要求。XV4.03850010.37(d)（式5-5）W14854

（7）反应池主要尺寸

图4倒置AAO计算示意图（单位mm）

1－进水管；2－进水井；3－进水孔；4－回流污泥管；5－集水槽；6－出水孔；7－回流污泥管；8－出水管；9－出水井；10－空气管廊

反应池总容积V=38500m3；

41

设反应池4组，单组池容V单=

有效水深h=4.0m；单组有效面积S单V385009625m344h96252406.25m2V单4.0

采用7廊道式推流式反应池，廊道宽b=7m；单组反应池长度L=S单2406.2549.1mB77

校核：bh4.01.75（满足h=1～2）

b=49.77.02（满足b=5～10）

取超高为1.0m，则反应池总高H=4.0+1.0=5.0（m）

（8）反应池进、出水系统计算

①进水管

单组反应池进水管设计流量Q1=

1.2——安全系数

管道流速v=0.9m/s；

管道过水断面积A=Q1/V=0.3135/0.9=0.348m2管径d=Qmzx1.0451.21.20.3135m3444A

40.348

0.666m

取进水管管径DN700mm。

②回流污泥管

单组反应池回流污泥管设计流量：

QRRQ700001.220.486m3s4486400

1.2——安全系数

管道流速v=0.9m/s；

42

管径d=4A

=40.486=0.83(m)0.9

取回流污泥管管径DN800mm。③进水井

反应池进水孔尺寸：

进水孔过流量：

Q21RQ700001.2120.73m3s4864004孔口流速v=0.6m/s；

孔口过水断面积AQ20.0.61.22m2孔口尺寸取为1.3m×1.0m；

进水井平面尺寸取为2.2m×2.2m。④出水堰及出水井

按矩形堰流量公式计算：

Q30.2gbH21.86bH2（式5-6）

式中Q3=Q2=0.73m3b——堰宽，b=0.6m；

H——堰上水头，m。

QH31.86b20.731.866230.162m

出水孔过流量Q4=Q3=0.73m3；孔口流速v=0.6m/s；

孔口过水断面积AQ20.0.61.22m2孔口尺寸取为1.3m×1.0m；

出水井平面尺寸取为2.2m×2.2m。⑤出水管

反应池出水管设计流量Q5=Q3=0.73m3s管道流速v=0.9m/s；

43

管道过水断面A=Q50.730.81m2v0.9

管径d=4A

=40.81

1.016m

取出水管管径DN1000mm；

校核管道流速v=Q50.730.93msA1.02

4

（9）曝气系统设计计算

①设计需氧量AOR

AOR=去除BOD5需氧量－剩余污泥中BODu氧当量+NH3N硝化需氧量－剩余污泥中NH3N的氧当量－反硝化脱氮产氧量

碳化需氧量

D1QS0S

1e0.2351.42PX（式5-7）=700000.330.021.4233041e0.235

31754.714691.6827063.03kgO2d

硝化需氧量

D24.6QN0Ne4.612.4PX（式5-8）=4.6×70000×(43－25)－4.6×12.4％×3304=5796－1884.6=3911.4kgO2d

反硝化脱氮产生的氧量

D3=2.86NT（式5-9）Nw=0.124YS0S（式5-10）1kdc

S=20－1.42×VSSTSS1ekt（式5-11）TSS

44

式中NT——需还原的硝酸盐氮量，kgd；

Nw——微生物同化作用去除的总氮，kgd；

S——出水所含溶解性BOD5浓度，L；

Y——污泥产率系数，kgVSSkgBOD5，取Y=0.5k1

d——S=201.420.7201e0.235

=6.415（L）

N3306.415

w=0.1240.510.0510.37

=13.21（L）

被氧化的NH3N=进水总氮量－出水氨氮量－用于合成的总氮量

=43－20－13.21=9.79（L）

所需脱硝量=进水总氮量－出水总氮量－用于合成的总氮量

=43－25－13.21=4.79（mgL）

则需还原的硝酸盐氮量NT=70000×4.79÷1000=335.3（kgd）

D3=2.86NT=2.86×335.3

=958.96（kgO2d）

总需氧量AOR=D1D2D327063.033911.4958.96

=30015.47（kgO2d）

=1250.64（kgO2h）

最大需氧量与平均需氧量之比为1.5，则

AORmax1.5R1.530015.47

=45023.2（kgO2d）

45

=1876.0（kgO2h）

去除1kgBOD5的需氧量=AOR（式5-12）QS0S30015.47700000.330.02=

=1.38kgO2kgBOD5

②标准需氧量

采用鼓风曝气，微孔曝气器。曝气器敷设于池底，距池底0.2m淹没深度

3.8m，氧转移效率EA=20％，计算温度T=25℃,将实际需氧量AOR换算成标准状态下的需氧量SOR。

SOR=CsmTCL1.024AORCs20

T20（式5-13）

式中——气压调整系数，所在地区实际气压，工程所在地区实际1.013105

大气压为1.013105Pa，故=1

CL——曝气池（式5-14）

式中H——空气扩散器的安装深度，m；

Pb=1.013105+9.8103×3.8

=1.385105（Pa）

46

空气离开好氧反应池时氧的百分比：

Ot211EA10017.5479211EA好氧反应池中平均溶解氧饱和度：

pbOtCsm25Cs2552.0661042

1.38510517.54=8.382.06610542

=9.12（L）

标准需氧量为：

SOR=30015.479.17

25200.820.9519.1221.024

=44704.05（kgO2d）

=1862.67（kgO2）

相应最大时标准需氧量：

SORmax1.5SOR=67056.1（kgO2d）

=2794（kgO2h）

好氧反应池平均时供气量：

GSSOR1862.6710010031044.5m30.3EA0.320

最大时供气量：

Gsmax1.5GS46566.75m3h

③所需空气压力p（相对压力）

ph1h2h3h4h（式5-15）

式中h1h2——供风管道沿程与局部阻力之和，取h1h2=0.2m；47

h3——曝气器淹没水头，h3=3.8m；

h4——曝气器阻力，取h4=0.4m；

h——富余水头，h=0.5m。

p=0.2+3.8+0.4+0.5=4.9(m)

④曝气器数量计算（以单组反应池计算）

按供养能力计算所需曝气器数量。

h1SORmax（式5-16）24qc

式中h1——按供养能力所需曝气器个数，个；

qc——曝气器标准状态下，与好氧反应池工作条件接近时的供氧能

力，kgO2h个。

采用微孔曝气器，参照资料（11)，工作水深4.5m，在空气量2～15m3时，曝气器氧利用率18％～35％，服务面积0.45～4.5m2，充氧能力qc0.14~1.04kgO2h个，取qc0.5kgO2h个。则：

h127941397（个）40.5

以微孔曝气器服务面积进行校核：

fF49.1740.98m24.5m2符合要求。h11397

⑤供风管道计算

供风干管采用树状布置。流量Qs11Gsmax46566.7511641.7m3=3.23m344

流速v=10s

管径d=4Qs43.230.412mv10

取干管管径为DN400mm。

每个好氧池分四格，则双侧供气（向两侧廊道供气）支管48

Qs双Qs3.231.615m322

流速v=10s管径d4Qs双41.6150.206mv10

取供气支管管径DN200mm。

（10）缺氧池设备选择（以单组反应池计算）缺氧池厌氧池设导流墙，将厌氧池分成两格，每格内设潜水搅拌机1台，所需功率按3Wm3池容计算。

厌氧池有效容积V厌32.82142755.2m3

混合全池污水所需功率为3×2755.2=8265.6（W）

（12）污泥回流设备

污泥回流比R=200％，安全系数k=1.2；污泥回流量QRkRQ1.2270000168000m3=7000m3

设回流污泥泵房1座，内设5台潜污泵（4用1备）；单泵流量QR单11QR70001750m344

水泵扬程根据竖向流程确定。

49

第六章二次沉淀池设计计算

采用周边进水周边出水辐流式二次沉淀池。

6.1已知条件

总变化系数kz1.29，曝气池悬浮固体浓度X=4000L,m3，Q70000

污泥回流比R=200％，要求二沉池底流浓度达到9000L。

6.2设计计算

（1）沉淀池部分水面面积F最大设计流量Qmax1.29700003762.5m3

24

采用两座向心流辐流沉淀池，表面负荷1.4m3m2h则FQmax

nq3762.5

21.41343.75m2

（2）池子直径D

D4F1343.75

4

41.4m取D=42m。

（3）校核堰口负荷q

q=Q0

3.6D1881.25

3.6423.964.34Lsm

（4）校核固体负荷GG241RQ0X

F

24121881.254.0

1343.75

203.2kgm2d

（5）澄清区高度h2设沉淀池沉淀时间t=2.5h。

hQ0t

Fqt1881.252.5

21343.753.5m

6-1）6-2）6-3）50（式（式（式

设污泥停留时间2h。（6）污泥区高度h2

h22T1RQX（式6-4）24XXrF

式中Q——日均流量，m3d；

T——污泥停留时间，h；

Xr——沉淀池底流污泥浓度，kgm3。

=h2

（7）池边水深h222.012700004.02.0m244.09.01343.752

+h2+0.3=3.5+2.0+0.3=5.8（m）h2=h2

式中0.3——缓冲层高度，m。

（8）污泥斗高h4设污泥斗底直径D2=1.4m，上口直径D1=5.0m，斗壁与水平夹角45°。

DD51.4则h412tan45tan451.8m2222

（9）池总高度H

二次沉淀池拟采用单管吸泥机排泥，池底坡度取0.01，排泥设备中心立柱的直径为1.5m。

池中心与池边落差

h3422.00.010.2m2

超高h1=0.3m

故池总高度H=h1+h2+h3+h4

=0.3+5.8+0.2+1.8=8.1（m）

51

图5向心流辐流式二次沉淀池计算示意

（10）流入槽设计采用环形平底槽，等距设布水孔，孔径50mm，并加100mm长短管。

①流入槽。设流入槽宽B=1.0m，槽中流速取v=1.4s。

槽中水深h

②布水孔数n

布水孔平均流速vn2tvGm（式6-5）式中vn——配水孔平均流速，0.3～0.8s；Q01R1881.25121.12m3600vB36001.41.0t——导流絮凝区平均停留时间，s，池周有效水深为2～4m时，取

360～720s；——污水的运动黏度，与水温有关。

Gm——导流絮凝区的平均速度梯度，一般可取10～30s1。取t700s，Gm20s1，水温为20℃时，=1.06106m2，故：

vn2tvGm（式6-6）27001.06106200.77ms

布水孔数nQ01R3600vnS

52

3

=

1881.25336000.77

4

1037（个）

2

0.05

③孔距l

l

DB

n

421.0

1037

0.13m

④校核Gm

v12v22

Gm2tv（式6-7）

v1式中v1——配水孔水流收缩断面的流速，ms，

vn

，因设有短管，取=1；

v2——导流絮凝区平均向下流速，s，v2f——导流絮凝区环形面积，m2。设导流絮凝区的宽度与配水槽同宽，则

v2

Q

；f

Q01R1881.253

3600DBB36004211

s0.0116

v12v22

Gm2tv

2

0.7720.01162

27001.06106

=19.99s120s1

Gm在10～30之间，合格。

53

第七章接触消毒池设计计算

设计采用液氯消毒。

7.1液氯消毒工艺设计计算

7.1.1已知条件

Q70000m3，投氯量7L,仓库储量按15d计算。

7.1.2设计计算

（1）加氯量G：

G77000020.42kgh100024

（2）储氯量W：

W1524G152420.427351.2kg

（3）加氯机和氯瓶：

采用投加量为0～20kgh加氯机2台，一用一备，并轮换使用。液氯的储存选用容量为1000kg的钢瓶，共8只。

（4）加氯间和氯库：

加氯间和氯库合建。加氯间V14.573.6113.4m3，氯库容积V29.674.5302.4m3。为保证安全每小时换气8～12次。

54

加氯间每小时换气量G1113.4121360.8m3氯库每小时换气量G23302.4123628.8m

故加氯间选用一台T30-3通风轴流风机，配电功率0.4kW，并安装1台漏氯探测器，位置在室隔板接触池计算示意图

55

（4）复核池容由以上计算，接触池宽B2.5410m，长L=45m，水深h2.2m。

所以V145102.2990m3940.625m3，符合要求。接触池出水设溢流堰。

第八章污泥浓缩池设计计算

采用连续式重力浓缩池。

8.1已知