生活污水处理A2O工艺设计计算说明书 26页

生活污水处理A2/O工艺计算说明书目录1处理规模12进水井的计算23提升泵房设计计算23.1泵的选择23.2吸水管计算23.3集水池23.4泵房布置34格栅的计算34.1设计要求34.2中格栅的设计计算34.3细格栅的设计计算64.4沉砂池84.5巴式计量槽104.6配水井105A2/O反应池的设计计算115.1设计要点115.2设计计算125.3曝气系统设计计算165.4标准需氧量175.5供气管道计算185.6生物池设备选择196沉淀池的设计计算196.1设计要点196.2沉淀池的设计（为辐流式）206.2机械刮泥的选择217清水池的设计计算228浓缩池的设计计算228.1设计要点228.2浓缩池的设计：229水利及高程计算249.1水利计算249.2高程计算26附件2中英文翻译28\n1处理规模周同市2009年末城区人口131347人。污水量210~393L/人·d，从2010年往后，由于人们的生活水平越来越高，因此所用水量增加，从而污水量也随着增加。根据该直达市的总体规划，人口自然增长率为6.1‰，机械增长率近期14‰。根据Pn=P1(1+a+b)n,计算出2010年~2030年的人口及污水处理厂处理规模如下表：年份基准人口（人）自然增长率（‰）机械增长率（‰）总人口（人）单位污水量升/(人·d)-1处理量（m3/d）20096.11413134721028953.7520101313476.11413668121028703.0120111366816.11413942821029279.8820121394286.11414223021029868.3020131422306.11414508921030468.6920141450896.11414800621531821.2920151480066.11415098021532460.7020161509806.11415401522033883.3020171540156.11415711122034564.4220181571116.11416026923036861.8720191602696.11416349023037602.7020201667766.11416677625041694.0020211667766.11417012925042532.2520221701296.11417354828048593.4420231735486.11417703628049570.8020241770366.11418059530054178.5020251805956.11418422530055267.5020261842256.11418792831058257.6820271879286.11419170531059428.5520281917056.11419555832062578.5620291955586.11419948932063836.4820301994896.11420349932065119.68确定一期为3.3万m3/d，二期为3.3万m3/d，污水处理厂规模为6.63.3万m3/d2进水井的计算因为进水井在粗格栅之前并和粗格栅连接，起到对各个格栅平均分配进水的作用，故取进水井的宽与格栅的总宽度相同，取宽度为5.34m，取长度为2.50m。则进水井的尺寸为2500mm×5340mm。\n3提升泵房设计计算3.1泵的选择远期期设计最大流量为0.978m3/s，设计扬程取10m。近期、远期各选用三台潜污泵，两用一备。总的为六台潜污泵，四用两备。每台泵的流量为800.0m3/h，抽升一般的废水多采用PW型污水泵，对于有腐蚀性的废水，应选择合宜的耐腐蚀泵或耐酸泵。抽升泥渣多的废水和污泥时，可选择泥沙泵或污泵。型号口径mm流量m3/h扬程m功率KW转速r/min300WQ800-12-452508001245980设机组净距离为1米，机组于墙的距离为1米，3.2吸水管计算取流速为1.2m/s，则吸水管的截面积=0.2445/1.2=0.204m2吸水管的直径圆整后取外径为550mm,壁厚为10mm的吸水管。校核吸水管流速：A=d2π/4=(0.532×3.14)/4=0.2205(m2)V=Q/A=0.2445/0.2205=1.11m/s3.3集水池设计集水池的有效水深为6m,根据设计规，集水池的容积应大于污水泵5min的出水量,即:V＞0.978m3/s×5×60=293.4m3,可将其设计为矩形，其尺寸为6m×7m，池高为7m，则池容为294m3。同时为减少滞流和涡流可将集水池的四角设置成圆角。并应设置相应的冲洗或清泥设施。3.4泵房布置设计要求机组布置时，在机组之间以及机组和墙壁间应保持一定的距离。电动机容量小于50kw时，机组净距不小于0.8米；大于50kw时，净距应大于1.2米。机组于墙的距离不小于0.8米，机组至低压配电盘的距离不小于1.5米。考虑到检修的可能，应留有足够距离以抽出泵轴和电机转子，如无单独的检修间，则泵房应留有足够的场地。此外，泵站的主要通道应并不小于1.0～1.2米。\n该设计中，取两机组的中心距离为2.5米，最边上的机组与墙的距离为1.5米，则泵房总长=1.5×2+5×2.5=15.5米=15500mm。取泵房的主要通道宽1.2米，嘴边上的机组离通道为1.8米，机组安装所占宽度为7米，机组的出水管道所占宽度为2米。则提升泵房总宽度=1.2+1.8+7+2=12米。4格栅的计算4.1设计要求1.污水处理系统前格栅条间隙，应该符合以下要求：a：人工清除25～40mm；b：机械清除16～25mm；c：最大间隙40mm，污水处理厂也可设细粗两格栅.2.若水泵前格栅间隙不大于25mm时，污水处理系统前可不再设置格栅.3.在大型污水处理厂或泵站前的大型格栅（每日栅渣量大于0.2m3），一般采用机械清除.4.机械格栅不宜小于两台，若为若为一台时，应设人工清除格栅备用.5.过栅流速一般采用0.6～1.0m/s.6.格栅前渠道的水速一般采用0.4～0.9m/s.7.格栅倾角一般采用45～75，人工格栅倾角小的时候较为省力但占地多.8.通过格栅水头损失一般采用0.08～0.15m.9.格栅间必须设置工作台，台面应该高出栅前最高设计水位0.5m.工作台上应有安全和冲洗设施.10.格栅间工作台两侧过道宽度不应小于0.7m.4.2中格栅的设计计算《城市污水厂处理设施设计计算玉川振江绍怡等编化学工业P31-37》1.栅条间隙数（n）：设计平均流量:Q=66000/(24×3600)=0.764(m3/s),总变化系数Kz=1.28(环保设备-铭编，P4表1-5)则最大设计流量Qmax=0.764×1.28=0.978(m3/s)栅条的间隙数n,个式中Qmax------最大设计流量，m3/s；α------格栅倾角，取α=60；b------栅条间隙，m，取b=0.025m；n-------栅条间隙数，个；h-------栅前水深，m，取h=0.8m；v-------过栅流速，m/s,取v=0.9m/s；则：n\n=50.56（个）栅条间隙数取n=51(个)则每组中格栅的间隙数为51个.2.栅条宽度(B):设栅条宽度S=0.01m栅槽宽度一般比格栅宽0.2～0.3m,取0.2m；则栅槽宽度B2=S(n-1)+bn+0.2=0.01×(51-1)+0.025×51+0.2=1.975m栅槽宽度取B2=2.0m两栅间隔墙宽取0.6m，则栅槽总宽度B=2.0+0.60=2.6m选用两个中格栅，每个格栅1.0m3.进水渠道渐宽部分的长度L1.设进水渠道B1=1.5m，其渐宽部分展开角度α1=200,进水渠道的流速为0.52m/s.4.格栅与出水总渠道连接处的渐窄部长度L2m,5.通过格栅的水头损失h1，mh1=h0k式中:h1--------设计水头损失，m；h0--------计算水头损失，m；g--------重力加速度，m/s2k--------系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般采用3；ξ--------阻力系数，与栅条断面形状有关；设栅条断面为锐边矩形断面β=2.42.=0.077(m)6.栅槽总长度L，m\nL式中，H1为栅前渠道深，m.=4.84(m)7.栅后槽总高度H，m设栅前渠道超高h2=0.3mH=h+h1+h2=0.8+0.077+0.3=1.177(m)8.粗格栅的选型LJG型链条式机械格栅LJG型链条式机械格栅技术参数型号格栅宽度/mm栅条宽度/mm栅条间隙/mm安装角度/(度)齿耙速度/m·min-1电机容积/kwLJG-1.010001016～25605.71.19.每日栅渣量W，m3/d式中，W1为栅渣量，m3/103m3污水，格栅间隙16～25mm时，W1=0.10～0.05m3/103m3污水；本工程格栅间隙为25mm，取W1=0.05.W=86400×0.764×0.05÷1000=3.3(m3/d)＞0.2(m3/d)采用机械清渣.格栅除污设备选择选用两台回转式格栅除污机，每台过水流量为0.38m3/s，即33000m3/d。根据设备制造厂商提供的回转式格栅除污机的有关技术资料，所选设备技术参数为：①安装角度为60°②电机功率为1.5kw③沟宽1m④栅前水深0.8m⑤过栅流速0.9m/s⑥耙齿栅隙为25mm⑦过水流量为33000m3/d4.3细格栅的设计计算1.栅条间隙数（n）：\n式中Qmax------最大设计流量，0.978m3/s；α------格栅倾角，(o)，取α=60；b------栅条隙间，m，取b=0.015m；n-------栅条间隙数，个；h-------栅前水深，m，取h=0.8m；v-------过栅流速，m/s,取v=0.9m/s；隔栅设两组，按两组同时工作设计，一格停用，一格工作校核则栅条间隙数取n=43个2.栅条宽度(B):设栅条宽度S=0.01m栅槽宽度一般比格栅宽0.2～0.3m,取0.2m；则栅槽宽度B2=S(n-1)+bn+0.2=0.01×(43-1)+0.01×43+0.2=0.42+0.43+0.2=1.05(m)1.1单个格栅宽1.1m，两栅间隔墙宽取0.60m，则栅槽总宽度B=1.1×2+0.60=2.8m3.进水渠道渐宽部分的长度L1，设进水渠道B1=1.5m，其渐宽部分展开角度α1=20°,进水渠道的流速为0.52m/s.L14.格栅与出水总渠道连接处的渐窄部分长度L2.L25.通过格栅的水头损失h1，mh1=h0k式中h1-------设计水头损失，m；h0-------计算水头损失，m；g-------重力加速度，m/s2k------系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般采用3；ξ------阻力系数，与栅条断面形状有关；设栅条断面为锐边矩形断面，β=2.42.\n=0.15(m)（符合0.08～0.15m围）.6.栅槽总长度L，mL式中，H1为栅前渠道深，m.≈6.3m7.栅后槽总高度H，m设栅前渠道超高h2=0.3mH=h+h1+h2=0.8+0.259+0.3=1.359(m)8.细格栅的选型HZG型高链式格栅HZG型链条式机械格栅技术参数型号格栅宽度/mm设备宽度/mm栅条间隙/mm安装角度/(度)卸料高度/mm电机容积/kwHZG-10001000123010～30607001.19.每日栅渣量W，m3/d式中，W1为栅渣量，m3/103m3污水，W1=0.10～0.05m3/103m3污水；取W1=0.06污水.W=86400×0.764×0.06÷1000=3.96(m3/d)＞0.2(m3/d)采用机械清渣.(6)格栅除污设备选择选用两台回转式格栅除污机，每台过水流量为0.25m3/s，即21600m3/d。根据设备制造厂商提供的回转式格栅除污机的有关技术资料，所选设备技术参数为：①安装角度为75°②电机功率为1.5kw③沟宽1580mm④栅前水深0.5m⑤过栅流速0.8m/s⑥耙齿栅隙为8mm\n⑦过水流量为21600m3/d4.4沉砂池《城市污水厂处理设施设计计算玉川振江绍怡等编化学工业P37-41》采用平流式沉砂池1.沉砂池长度(L)设：流速v=0.25m/s水力停留时间：t=30s则：L=vt=0.25×30=7.5m2.水流断面积(A)设：最大流量Qmax=0.978m3/s（设计1组，分为2格）则：A=Qmax/v=0.978/0.25=3.912m23.池总宽度(B)设：n=2格，每格宽取b=2m则：池总宽B=nb=2×2=4m4有效水深(h2)：h2=A/B=3.912/4=0.978m（介于0.25～1.0m之间,符合要求）5.贮砂斗所需容积V1设：T=2d则：其中X1--城市污水沉砂量，一般采用30m3/106m3，Kz--污水流量总变化系数,取1.286.每个污泥沉砂斗容积（V0）设：每一分格有2个沉砂斗则：V0=V1/(2*2)=40/4=10m37.沉砂斗各部分尺寸及容积(V)设：沉砂斗底宽b1=1m，斗高hd=0.9m，斗壁与水平面的倾角为55°则：沉砂斗上口宽：沉砂斗容积：8.沉砂池高度(H)采用重力排砂设：池底坡度为.06则：坡向沉砂斗长度为：则：沉泥区高度为\nh3=hd+0.06L2=0.9+0.06×1.49=0.9894m则：池总高度H设：超高h1=0.3m则：H=h1+h2+h3=0.3+0.978+0.9894=2.27m9.验算最小流量时的流速：在最小流量时只用一格工作，即n=1,最小流量即平均流量Q=660000m3/d=0.764m3/s则：vmin=Q/A=0.764/3.912=0.20m/s沉砂池要求的设计流量在0.15m/s—0.30m/s之间，符合要求10.砂水分离器的选择沉砂池的沉砂经排砂装置排除的同时，往往是砂水混合体，为进一步分离出砂和水，需配套砂水分离器。清除沉砂的间隔时间为2d，根据该工程的排砂量，选用一台性能参数为以下的砂水分离器。进入砂水分离器的流量为1～3L/s容积为0.6m3；进水管直径为100mm；出水管直径为100mm；配套功率为0.25kw4.5巴式计量槽接触池末端设咽喉式巴式计量槽两座，以便对污水处理厂的流量进行监控。依据设计手册，当测量围为0.3～2.1时，喉宽W取1m,则喉管长度计量槽总长依据上游水位，按以下公式求出流量上游水位通过超声液位计自动计量，并转换为相应的流量。4.6配水井（1）进水管管径D1配水井进水管的设计流量为Q=763.89/4=190.97L/s,当进水管管径D1=900mm，查水力计算表得知V=1.21m/s，满足计算要求。（2）矩形宽顶堰进水从配水井底中心进入，经等宽度堰流入2个水斗再由管道接入2座后续构筑物，每个后续构筑物的分配流量为Q=763.89/4=190.97L/s。配水采用矩形宽顶溢流堰至配水管。①堰上水头H因单个出水溢流堰的流量为q=190.97L/s，一般大于100L/s用矩形堰。小于100L/s用三角堰,所以本设计采用矩形堰（堰高h取0.5m）。\n矩形堰流量：式中:b—堰宽m取b=0.6m；m0—流量系数。用0.327～0.332取0.33；H—堰上水头，m。②堰顶宽B当2.5＜＜10时属于矩形宽顶堰。取B=2.0m，这时=5.56(在2.5～10围)，所以，该堰属于宽顶堰。③配水管管径D2设配水管管径D2=600mm,流量q=190.97(L/s),查水力计算表得，V=1.365m/s，满足要求。④配水漏斗上口口径D按配水井径的1.5倍设计，D=1.5×D1=1.5×900=1350mm5A2/O反应池的设计计算5.1设计要点1.在满足曝气池设计流量时生化反应的需氧量以外，还应使混合液含有一定的剩余DO值，一般按2mg/L计.2.使混合液始终保持混合状态，不致产生沉淀，一般应该使池中平均流速在0.25m/s左右.3.设施的充氧能力应该便于调节，与适应需氧变化的灵活性.4.在设计时结合了循环流式生物池的特点，采用了类似氧化沟循环流式水力特征的池型，省去了混合液回流以降低能耗，同时在该池中独辟厌氧区除磷及设置前置反硝化区脱氮等有别于常规氧化沟的池体结构，充氧方式采用高效的鼓风微孔曝气、智能化的控制管理，这大大提高了氧的利用率，在确保常规二级生物处理效果的同时，经济有效地去除了氮和磷.5.2设计计算《城市污水厂处理设施设计计算玉川振江绍怡等编化学工业P143-150》表4-1A2/O厌氧-缺氧-好氧生物脱氮除磷工艺主要设计参数\n项目数值BOD5污泥负荷N/[kgBOD5/(kgMLSS·d)]0.13~0.2TN负荷/[kgTN/(kgMLSS·d)]<0.05(好氧段)TN负荷/[kgTN/(kgMLSS·d)]<0.06(厌氧段)污泥浓度MLSS/(mg/L)3000~4000污泥龄Θc/d15~20水力停留时间t/h8~11各段停留时间比较A:A:O(1:1:3)~(1:1:4)污泥回流比R/%50~100混合液回流比R/%100~300溶解氧浓度DO/(mg/L)厌氧池<0.2,缺氧段≤0.5，好氧段=2COD/TN>8(厌氧池)TP/BOD5<0.06(厌氧池)1.判断是否可采用A2/O法：污水水质CODcr：222~399mg/L;Norg(有机氮)：20~76mg/L;BOD5:140~327mg/L;TN:21~68mg/L;SS:150~326mg/L;TP:2~18mg/L;NH3-N:20~65mg/L;PH:6~9设计进水水质(单位：mg/L)指标CODcrBOD5NorgTNSSTPNH3-NPH数值350215403520010358COD/TN=350/35=10>8TP/BOD5=10/215=0.0465<0.06符合要求，故可采用此法.2.已知条件:设计流量Q=33000m3/d(不考虑变化系数)最低水温200C.设计出水水质:COD：≤60mg/L;BOD5≤20mg/L;SS≤20mg/L；氨氮（以N计）≤15mg/L；总磷（以P计）≤1.0mg/L设计出水水质（单位：mg/L）指标CODBOD5SS氨氮总磷TN数值602020151153.设计计算(污泥负荷法)a.BOD5污泥负荷N=0.15kgBOD5/(kgMLSS×d)b.回流污泥浓度Xr=7000(mg/L)c.污泥回流比R=100%d.混合液悬浮固体浓度混合液回流比R\nTN去除率混合液回流比取R=133%回流污泥量Qr:Qr=RQ=1.00×33000=33000m3/d循环混合液量Qc:Qc=R×33000=1.33×33000=43890m3/d脱氮速度KD:=(33000+43890)×10/103=768.9kg/d其中=10mg/L4.反应池的计算厌氧池计算V1厌氧池平均停留时间为2hV1=1.28×(33000/24)×2.0=3520(m3)AO反应池容积V，m3AO反应池总水力停留时间:各段水力停留时间和容积:缺氧∶好氧=1∶3缺氧池水力停留时间:缺氧池容积:好氧池水力停留时间:好氧池容积:反应池总体积:V=V1+VAO=3520+13514.28=17034.28（m3）总停留时间：t=t1+tAO=9.84+2=11.84(h)5.剩余污泥ΔX=Px＋PsPx=Y×Q(S0－Se)－Kd×V×XvPs=(TSS－TSSe)Q×50%取污泥增殖系数Y=0.60，污泥自身氧化率Kd=0.05，将各值代入Px=0.60×33000×(0.215－0.02)－0.05×17034.28×3.5×0.7\n=3861－2086.70=1774.30(kg/d)Ps=(0.2－0.02)×33000×50%=2970(kg/d)ΔX=Px＋Ps=1774.30＋2970=4744.3(kg/d)6.反应池主要尺寸反应池总容积V=17034.28(m3)设反应池两组，单组池容积V单=V/2=17034.28/2=8517.14(m3)有效水深5m；采用四廊道式推流式反应池，廊道宽b=9m；单组反应池长度：L=S单/B=8517.14/(945)≈47.32(米)；校核：b/h=9/5=1.8(满足b/h=1～2)；L/b=47.32/9≈5.258(满足L/h=5～10)；取超高为0.7m，则反应池总高H=5.0+0.7=5.7(m)厌氧池尺寸宽L1=（3520/2）/(945)≈9.8(m)尺寸为9.8365(m)缺氧池尺寸宽L2=(3378.57/2)/(945)≈9.4(m)尺寸为9.4365(m)好氧池尺寸宽L3=(10135.71/2)/(945)≈28.2(m)尺寸为28.2365(m)7.碱度校核每氧化1mgNH3-N需消耗碱度7.14mg/L,每还原1mgNH3-N产生碱度3.57mg；去除1mgBOD5产生碱度0.1mg。剩余碱度SALKI=进水碱度-硝化消耗碱度+反硝化产生碱度+去除BOD5产生碱度假设生物污泥中含氮量以12.4%计，则每日用于合成的总氮=0.124×1774.30=220kg·d，即进水总氮中有用于合成。被氧化的NH3-N=进水总氮-出水总氮-用于合成的总氮量=35-15-6.67=13.33mg/L所需脱硝量=35-15-6.67=13.33mg/L需还原的硝量酸盐量NT=33000×13.33×(1/1000)=439.89mg/L剩余碱度SALKI=280-7.14×13.33+3.57×13.33+0.1×(215-20)=217.7mg/L>100mg/L(以Caco3计)8.反应池进、出水系统计算①Qmax=0.38×1.28=0.4864(m3/s)1.28———为安全系数进水管道流量为0.4864(m3/s)管道流速v=0.9m/s管道过水断面积A=Q/v=0.4864÷0.9≈0.54(m2)管径取进出水管DN=900(mm)校核：A=d2π/4=(0.81×3.14)/4=0.63585(m2)实际流速V=Q/A=0.489/0.63585=0.77m/s②回流污泥管\n单组反应池回流污泥管设计流量=0.489(m3/s)1.28——安全系数；管道流速取v1=0.9(m/s)依上取回流污泥管管径DN900mm回流污泥管和污水进水管的总管计算得DN1200mm③进水井：反应池进水孔尺寸：进水孔过流量Q2=(1+R)Q=(1+1)33000÷86400≈0.76(m3/s)孔口流速v=0.70m/s，孔口过水断面积A=Q2/v=0.76÷0.70≈1.09(m2)管径取圆孔孔径为1200mm进水井平面尺寸为3×2(m×m)④出水堰及出水井按矩形堰流量公式计算：Q3=0.42××b×H1.5=1.86b×H1.5式中b——堰宽，b=7.5m；H——堰上水头，m（m）出水井平面尺寸4×7.5m⑤出水管反应池出水管设计流量Q5=Q3=1.27(m3/s)式中：1.28——安全系数管道流速v=0.9m/s管道过水断面A=Q5/v=1.27÷0.9=1.41(m2)管径：取出水管管径DN1400mm校核：A=d2π/4=(1.96×3.14)/4=1.5386(m2)实际流速V=Q/A=1.27/1.5386=0.83m/s\n5.3曝气系统设计计算《城市污水厂处理设施设计计算玉川振江绍怡等编化学工业P150-151》设计要点：1.在满足曝气池设计流量时生化反应的需氧量以外，还应使混合液含有一定剩余DO值，一般按2mg/L计.2.使混合液始终保持悬浮状态，不致产生沉淀，一般应使池中水流速度为0.25m/s左右.3.设施的充氧能力应比较便于调节，有适应需氧变化的灵活性.4.在满足需氧要求的前提下，充氧装备的动力效率和氧利用率应力求提高.设计需氧量AORAOR=去除BOD5需氧量—剩余污泥中BODu氧当量+NH3—N硝化需氧量—剩余污泥中NH3—N的氧当量—反硝化脱氮产氧量碳化需氧量=9416.71-2519.51=6897.2(kg02/d)硝化需氧量D2=4.6Q(No-Ne)-4.6×12.4%×Px=4.6×33000×（35-15）×-4.6×0.124×1774.3=3036-1012=2024(kg02/d)反硝化脱氮产生的氧量D3=2.86NT（需还原的硝酸盐氮量）=2.86×439.89=1258.08(kg02/d)总需氧量AOR=D1+D2-D3=6897.2+2024-1258.08=7663.12(kg02/d)=319.30(kg02/h)最大需氧量与平均需氧量之比为1.6，则AORmax=1.6AOR=1.6×7663.12=12260.99(kg02/d)=510.87(kg02/h)去除每1kgBOD5的需氧量(kg02/BOD5)5.4标准需氧量《城市污水厂处理设施设计计算玉川振江绍怡等编化学工业P151-153》采用鼓风曝气，微孔曝气器，曝气敷设于池底，距池底0.2m，淹没深度4.8m，氧转移效率EA=20%,计算温度T=13摄氏度。将实际需氧量转换成标准状态下的需氧量SOR.SOR=AOR·CS(20)/a（βΡCsm(T)-CL）×1.024(T-20)\nΡ-气压调整系数，Ρ=所在地区实际气/1.013×105,工程所在地区实际大气压Ρ=81.2kpaΡ=0.812×105/1.013×105=0.802CL-曝气池平均溶解氧，取CL=2mg/L;CS(20)-20摄氏度下氧的饱和溶解度，mg/L；Csm(T)-在温度T下，氧的饱和溶解，mg/L。水中溶解氧饱和度：Ca(20)=9.17mg/L；空气扩散出口处绝对压为：Pb=Po+9.8×103H=101325+9800×4.8=148365pa空气离开好氧反应池时氧的百分比：好氧反应池中平均溶解氧饱和度：Csm(20)=CS(20)（Pb/2.066×106+Qt/42）=10.41mg/L标准需氧量为：SOR=AOR·CS(20)/a（βΡCsm(T)-CL）×1.024(T-20)=(12260.99×9.17)/0.82(0.95×0.96×10.41-2)×1.024(13-20)=900(kg02/h)相应最大时标准需氧量：SORmax=1.6SOR=1.6×900=1440(kg02/h)好氧反应池平均时供气量：Gs=(SOR/0.3EA)×100=900×100/0.3×0.2=15000m3/h最大供气量：Gmax=1.6Gs=1.6×15000=24000m3/h所需空气压力P(相对压力)P=h1+h2+h3+h4+Δh式中h1+h2—供气管道沿程与局部阻力之后，取h1+h2=0.2m；h3-曝气器淹没水头，h3=4.8m；h4-曝气器h4=0.4m；Δh-富余水头，Δh=0.5m。P=h1+h2+h3+h4+Δh=0.2+4.8+0.4+0.5=5.9m曝气器数量计算（以单组反应池计算）按供氧能力计算所需曝气器数量。h1=SORmax/24×qe式中h1-按供氧能力所需曝气器个数，个qe-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，kg02/（h·个）。采用微孔曝气器，参照有关手册，工作水深4.3m，在供气量1-3m3/（h·个）时，曝气器氧利用率EA=20%，服务面积0.3-0.75m2，充氧能力qe=0.14kg02/（h·个）.则h1=SORmax/24×qe=1440/2×0.14=5143个以微孔曝气器服务面积进行校核：f=F/h1=28.236/5143=0.1974m2<0.75m2符合要求。5.5供气管道计算《城市污水厂处理设施设计计算玉川振江绍怡等编化学工业P153-154》供风干管采用环状布置。流量Qs=0.5Gmax=0.5×24000=12000m3/h=3.33m3/s流速V=10m/s;管径取干管管径DN700mm核算流速V=Qs/(π/4)×d2=4.29/(3.14/4)×0.72=8.66m/s总干管:流速V=10m/s;管径取干管管径DN1000mm\n单侧供气（向单侧廊道供气）支管Qs单=×Qs=×3.33=1.11m3/s流速V=10m/s;管径取干管管径DN400mm双侧供气（向两侧廊道供气）支管Qs双=×Qs=×3.33=2.22m3/s流速V=10m/s;管径取干管管径DN500mm5.6生物池设备选择《城市污水厂处理设施设计计算玉川振江绍怡等编化学工业P154-155》厌氧池设备选择（以单组反应池）将厌氧池分成2格，每格设潜水搅拌器一台，所需功率按5w/m3池容计算。厌氧池容积V容=9.8365=1764m3；选用GQT型高速潜水推流器，其性能参数：缺氧池设备选择（以单组反应池）将缺氧池分成3格，每格设潜水搅拌器一台，所需功率按5w/m3池容计算。厌氧池容积V容=9.4365=1692m3；污泥回流设备污泥回流比R=100%；污泥回流量QR=166000=2750m3/h设污泥回流泵房1座，设4台潜污泵（3用1备）单泵流量QR单=QR/2=2750/2=1375m3/h6沉淀池的设计计算《城市污水厂处理设施设计计算玉川振江绍怡等编化学工业P390-398》6.1设计要点1.沉淀池的沉淀时间不小于1小时，有效水深多采用2～4m，对辐流式指池边水深.2.池子的超高至少采用0.3m.3.初次沉淀池的污泥区容积，一般按不大于2日的污泥量计算，采用机械排泥时，可按4小时污泥量计算.4.排泥管直径不应小于200mm.5.池子直径（或正方形的一边）与有效水深的比值一般采用6～12m.6.池径不宜小于16m，池底坡度一般取0.05.7.一般采用机械刮泥，亦可附有气力提升或净水头排泥设施.8.当池径（或正方形的一边）较小（小于20m）时，也可采用多斗排泥.9.进出水的布置方式为周边出水中心进水.10.池径小于20m时，一般采用中心传动的刮泥机.\n6.2沉淀池的设计（为辐流式）1.沉淀部分的水面面积：设表面负荷q′=2.0m3/m2h，设池子的个数为2，则（其中q′=1.0～2.0m3/m2h）A=/nq′=1641.6/2×2.0=410.4m22.池子直径：D取23m.3.沉淀部分有效水深：设t=1.5h，则h2=q′t=2.0×1.5=3.0m.（其中h2=2～4m）4.沉淀部分有效容积：V′=Qmax/ht=39600/3×1.5=8800m35.污泥部分所需的容积：V1′c1—进水悬浮物浓度（t/m3）c2—出水悬浮物浓度r—污泥密度，其值约为1—污泥含水率6.污泥斗容积：设r1=2m,r2=1m,α=60，则h5=(r1-r2)tgα=(2-1)tg60=1.73mV1=(hs/3)(r12+r2r1+r22)=(3.14×1.73/3)×(22+2×1+12)=12.7m37.污泥斗以上部分圆锥体部分污泥体积：设池底径向坡度为0.05，则h4=（R-r1）×0.05=（11.5-2）×0.05=0.475mV2=(h4/3)(R2+Rr1+r12)=(3.14×0.475/3)×(11.52+11.5×2+22)=79.17m38.污泥总容积：V=V1+V2=12.7+79.17=91.87m39.沉淀池总高度：设h1=0.3m,h3=0.5m,则H=h1+h2+h3+h4+h5=0.3+3+0.5+0.475+1.73=6.005m10.沉淀池池边高度：\nH′=h1+h2+h3=0.3+3+0.5=3.8m径深比D/h2=23/3=7.67（符合6～12围）11.沉淀池进、出水系统及污泥管计算①Qmax=0.20×1.28=0.256(m3/s)1.28———为安全系数进出水管道流量为0.256(m3/s)管道流速v=0.7m/s管道过水断面积A=Q/v=0.256÷0.7≈0.37m2)管径取进出水管DN=700(mm)校核：A=d2π/4=(0.49×3.14)/4=0.385(m2)实际流速V=Q/A=0.37/0.385=0.96m/s②污泥总流量：Qω＝4744.3kg/d=593.04m3/d=0.0069m3/s管道流速v=0.7m/s管道过水断面积A=Q/v=0.0069÷0.7≈0.0099m2)管径取进出水管DN=200(mm)校核：A=d2π/4=(0.04×3.14)/4=0.0314(m2)实际流速V=Q/A=0.0314/0.0099=3.17m/s6.2机械刮泥的选择选用周边传动式刮泥机刮泥机的主要技术性能参数有：池径23米；周边线速度2-3m/min；单边功率0.75KW，周边单个轮压35KN。7清水池的设计计算经过二沉池出水进入清水池，水流经出水渠道进入河流，设有一座清水池，池高3m，其形状为长方形，4×5m，则清水池的平面尺寸为：4×5×3m\n8浓缩池的设计计算8.1设计要点《城市污水厂处理设施设计计算玉川振江绍怡等编化学工业P433-435》1.污泥在最终处置前必须处理，而处理的最终目的是降低污泥中有机物含量并减少其水分，使之在最终处置时对环境的危害减至最小限度，并将其体积减小以便于运输和处置.2.重力式浓缩池用于浓缩沉池出来的剩余活性污泥的混合污泥.3.按其运转方式分连续流，间歇流，池型为圆形或矩形.4.浓缩池的上清液应重新回至初沉池前进行处理.5.连续流污泥浓缩池可采用沉淀池形式，一般为竖流式或辐流式.6.浓缩后的污泥含水率可到96%，当为初次沉淀池污泥及新鲜污泥的活性污泥的混合污泥时，其进泥的含水率，污泥固体负荷及浓缩后的污泥含水率，可按两种污泥的比例效应进行计算.7.浓缩池的有效水深一般采用4m，当为竖流式污泥浓缩池时，其水深按沉淀部分的上升流速一般不大于0.1mm/s进行核算.浓缩池的容积并应按10～16h进行核算，不宜过长.8.2浓缩池的设计：污泥浓缩池采用两座幅流式圆形重力连续式污泥浓缩池，用带栅条的刮泥机刮泥，采用静压排泥.1．浓缩池池体计算：设：污泥固体负荷：qs=45kgSS/(m2.d)污泥含水率P1＝99.2％污泥总流量：Qω＝4744.3kg/d=593.04m3/d=24.71m3/h则：每座浓缩池所需表面积m2浓缩池直径，取D=9m水力负荷有效水深h1=uT=0.19413=2.522m，浓缩池有效容积：V1=Ah1=4.54.53.14×2.522=160.36m32.排泥量与存泥容积：\n设：浓缩后排出含水率P2＝96.0％的污泥则：Qw′=按2h贮泥时间计泥量则：贮泥区所需容积V2＝2Qw′＝24.942＝9.88m3泥斗容积=m3式中：h4——泥斗的垂直高度，取1.1mr1——泥斗的上口半径，取1.0mr2——泥斗的下口半径，取0.6m设池底坡度为0.07，池底坡降为：h5=故池底可贮泥容积：=因此，总贮泥容积为：（符合设计要求）3.浓缩池总高度：浓缩池的超高h2取0.3m，缓冲层高度h3取0.3m，则浓缩池的总高度H为=2.522+0.3+0.3+1.1+0.245=4.467m4.浓缩池排水量：Q=Qw-Qw′=24.71-4.942=19.768m3/h\n9水力及高程计算9.1水力计算污水处理厂厂区水利计算包括管道设计和相应的构筑物水头损失及管道阻力计算。构筑物水头损失在各构筑物设计完成的基础上，根据相关的具体设计可确定相应的水头损失，也可按照有关的设计规进行估算。本设计采用估算的方法，污水处理构筑物的水头损失见水利计算表。管道设计包括管材的选择、管径及流速确定。为了便于维修，本设计中污水管选用钢管，污泥管道、排沙管道选用铸铁管，加药管选用塑料胶管。考虑到城市污水处理厂水量变化较大，管径计算时取最大水量，最大水量以大于平均水量10%计算。各管道的污水流速根据经验的中小管径的经济流速0.6～1.0m/s取值，以便当水量减小时，管流速不致过小，形成沉淀；当水量过大时，管流速又不致过大，增加管道水头损失，造成能量浪费。在流速和管材确定以后，根据各管段负担的流量，依据水力计算表确定各管段的管径、水力坡度，然后根据管段长度(由平面图确定)确定相应的沿程水头损失。局部水头损失的计算在有关管道附件的形式确定后(在完成管道施工图后进行)，按局部阻力计算公式进行计算，也可根据沿程损失进行估算。本设计采用估算法，相应管段的局部水头损失取该管段沿程水头损失的30%。构筑物连接管（渠）的水头损失，包括沿程与局部水头损失，可按下列公式计算确定：式中：h1——沿程水头损失，m；h2——局部水头损失，m；i——单位管长的水头损失（水力坡度），根据流量、管径和流速等查阅《给排水设计手册》获得；也可根据（给水排水工程快速设计手册39页2.4-3）计算的得到，次设计通过计算获得。dj为管道计算径，以米计。\nL——连接管段长度，m；——局部阻力系数，查阅《给排水设计手册》获得；g——重力加速度，m/s2；v——连接管中流速，m/s。主要连接管道管径及水头损失计算结果见表3.1.1。表9.1.1主要连接管道管径及水头损失管道流量（m3·d-1）连接管径（mm）管长（m）流速（m·s-1）坡度[i(‰)]水头损失（m）进水管8448012001.00.80.570.00057污水提升泵房到细格栅及沉砂池8448012002.10.90.710.0015沉砂池到进水井8448012009.00.80.570.0051进水井到生物池8448012000.60.90.710.0043生物池到配水井84480120033.00.80.570.19配水井到沉淀池2112070017.60.70.880.15沉淀池到清水池21120120092.70.70.450.42清水池到河流84480120077.80.70.450.359.2高程计算通过高程计算确定构筑物的水面高程，结合地平面高程确定相应构筑物的埋深，此外，通过高程计算，还可确定提升水泵的扬程。构筑物水头损失按经验取值，设计高程计算见表9.2.1。表9.2.1高程计算构筑物名称构筑物水头损失(m)连接管道水头损失(m)总损失(m)水面标高(m)粗格栅（前）0.0005700.00057-5.900粗格栅（后）0.07700.077-5.977细格栅（前）0.001500.00153.200细格栅（后）0.1500.153.050沉砂池0.20.080.282.770巴氏计量槽0.300.32.470配水井0.400.00510.40512.065\n生物池0.200.00430.20431.860配水井0.500.190.691.170沉淀池0.300.150.450.720清水池0.20.420.620.100出水管0.20.350.55-0.45污泥提升泵房0.100.000.10-1.57污泥浓缩池2.000.402.403.00脱水机房0.100.400.500.00出水管0.20.350.55-0.55参考文献[1]室外排水设计规（GBJ14-87）[2]《给水排水设计手册》第1、5、8、9、10、11册[3]高廷耀等编.水污染控制工程.：高等教育1999[4]高俊发主编.污水处理厂工艺设计手册.：化学工业2003[5]自杰主编.排水工程（下册）.第四版：中国建筑工业，2000[6]玉川主编.城市污水厂处理设施设计计算.：化学工业2003[7]红主编.水处理工程设计.：中国环境科学.2003[8]城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）[9]城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准（GJ31-89）[10]地表水环境质量标准（GHZB1-1999）[11]城市污水处理常用生物反应化学计量参数和动力学参数[12]《建筑给水排水设计手册》、《给水排水设计手册》[13]《废水处理理论与设计》中国建筑工业，2002[14]白懿主编.给水排水管道设计计算与安装，化学工业，2005[15]亚峰主编.给谁排水工程专业毕业设计指南，化学工业，2003[16]金兆丰主编.污水处理组合工艺及工程实例,化学工业[17]高艳玲主编.污水生物处理新技术，中国材料工业\n[1]立平主编.污水处理新工艺与设计计算实例，科学