活性污泥系统的工艺计算与设计
活性污泥系统的工艺计算与设计
一、设计应掌握的基础资料与工艺流程的选定
活性污泥系统由曝气池、二次沉淀池及污泥回流设备等组成。其工艺计算与设计主要包括5方面内容，即
①工艺流程的选择;
②曝气池的计算与设计;
②曝气系统的计算与设计；
④二次沉淀池的计算与设计；
⑤陌泥回流系统的计算与设计。
进行活性污泥处理系统的工艺计算和设计时,首先应比较充分地掌握与废水、污泥有关的原始资料并确定设计的基础数据.主要是下列各项：
①废水的水量、水质及变化规律；
②对处理后出水的水质要求;
③对处理中所产生污泥的处理要求;
④污泥负荷率与BOD5去除率:
⑤混合液浓度与污泥回流比。
对生活污水和城市废水以及性质与其相类似的工业废水,人们已经总结出一套较为成熟和完整的设计数据可直接应用。而对于一些性质与生活污水相差较大的工业废水或城市废水，则需要通过试验来确定有关的设计数据,
选定废水和污泥处理工艺流程的主要依据就是的前述的①、②、③各项内容和据此所确定的废水和污泥的处理程度。
在选定时，还要综合考虑当地的地理位置、地区条件、气候条件以及施工水平等因素，综合分析本工艺在技术上的可行性和先进性及经济上的可能性和合理性等。特别是对工程量大、建设费用高的工程，需要进行多种工艺流程比较之后才能确定，以期使工程系统达到优化。
二、曝气池的计算与设计
曝气他的计算与设计主要包括：①曝气池（区）容积的计算；②需氧量和供气量的计算；
③池体设计等几项.
1．曝气池（区)容积的计算
（1)计算方法与计算公式
计算曝气区容积，常用的是有机负荷计算法。也称BOD5负荷计算法。负荷有两种表示方法,即污泥负荷和容积负荷。曝气池(区）容积计算公式列于表3—17—19中.
（2）参数选择
在进行曝气池(区）容积计算时，应在一定的范围内合理地确定N s 和X ′（或X ）值,此外，还应同时考虑处理效率、污泥容积指数(RVI ）.和污泥龄(生物固体平均停留时间）等参数.
通常对于易生物降解的废水，N s 值主要从污泥沉淀性能来考虑；而对于难生物降解的废水，则着重从出水水质来考虑.表3-17-20列举的是部分活性污泥法处理城市废水的参考设汁参数。
一般对于生活污水及性质与其相类似的废水，采用表3—17—20中数据时，SVI 值可能介于80—
150之间，污泥沉淀性能良好,出水水质较好；当废水中含有较多数量的难降解物质时，或要求降低剩余污泥量以及在低温条件下运行时，Ns 的取值应低于0.2kgBOD 5/(kgMLVSS ·d ）。
混合液挥发性悬浮固体浓度（X ′）也可按下式进行计算。 Rrf ×103
X ′＝-————-—— （3.17。80） （1+R)·SVI
式中 R ——污泥回流比，％；
r ——二次沉淀池中污泥综合系数,一般为1.2左右。 2．需氧量和供气量的计算 （1)需氧量
活性污泥法处理系统的日平均需氧量(O 2）和去除每kgBOD 5的需氧量（△O 2）可分别按式（3.17。10）及（3.17。12）（参见本章17.1节），也可根据经验数据选用.
O 2= a ′QS r + b ′X ′V △O 2= a ′+ b ′/N s
表3—17—21所列是城市废水的a ′、b ′和△O 2值，表3—17—22所列是部分工业废水的a ′、b ′值。
计算需氧量时，应该合理地选用a′、b′值最好通过试验确定。其求定方法如下,将
O2/ X′V= a′QS r/ X′V+ b′（3.17。81） 0
以QS r/ X′V为横坐标，以O2/ X′V为纵
坐标，代入试验所取各组数据(分别以N1、N2
…N j表示）作图，得直线,其斜率为a′值，0。
纵坐标的截距为b′值（见图3—17-69）.
由于一日内进入曝气池的废水量和BOD5
的浓度是变化的，所以设计时还应考虑最大时
需氧量（O2max），其计算公式为：
O2max＝（a′KQS+ b′X′V)/24（3.17.82）b
式中K—-时变化系数。
(2）供气量QS r/ X′V〔kgBOD/(kgMLVSS·d〕
供气量应按照鼓风曝气型式或机械曝气型式两种情况分别求定。
鼓风曝气供气量的计算采用鼓风曝气装置时，曝气池的日平均供气星(G s)按公式（3。
17。58）、（3。17.59）及（3。17.63)等求定.就此请参阅本章17·4二、三各节有关内容，
计算方法通过例题说明。
将最大时需氧量（O2max)代入（3。17。63）式中，可求出最大时转移到曝气池的氧量
（R0max），然后按（3.17.66）式求得最大时供气量.最小时供气量可按平均供气量的1/2计
算。
三、二次沉淀池的计算与设计
二次沉淀池的作用是泥水分离使混合液澄清，浓缩和回流活性污泥。其工作性能，对活
性污泥处理系统的出水水质和回流污泥的浓度有直接关系.
初次沉淀池的设计原则一般也适用于二次沉淀池，但有如下一些特点:
①活性污泥混合液的浓度较高，有絮凝性能，其沉降属于成层沉淀.
②活性污泥的质量较轻,易产生异重流，因此，设计二次沉淀池时，最大允许的水平流
速（平流式、辐流式）或上升流速（竖流式）都应低于初次沉淀池。
③由于二次沉淀池起着污泥浓缩作用,所以需要适当地增大污泥区容积。
二次沉淀池的计算与设计包括：池型的选择;沉淀池（澄清区）面积、有效水深的计算；
污泥区容积的计算等。
1．二次沉淀池池型的选择
平流式、竖流式和辐流式三种类型沉淀池都可用于充作二次沉淀池；为了提高效率，近年来人们在平流式和竖流式沉淀池上加装斜板(管),形成斜板沉淀池。
带有机械吸泥及排泥设施的辐流式沉淀池,比较适合大型废水处理厂；方形多斗辐流式
沉淀池常用于中型废水处理厂；对小型废水处理厂，则多采用竖流式沉淀池或多斗式平流式沉淀池。曝气沉淀池一般多用于小型废水处理厂。
2、二次沉淀池面积和有效水深的计算
二次沉淀池澄清区的面积和有效水深的计算有表面负荷法和固体通量法等。在实际工程设计中常用的是表面负荷法。
（1）表面负荷法
二次沉淀他的表面负荷为单位时间内单位面积所承受的水量。表3—17—23列举出采用表面负荷法求定二次沉淀池澄清区的面积(A）和有效水深（H）的计算公式。
表3—17—23中的u值大小与废水水质和混合液污泥浓度有关，该值一般介于0.2—0.5mm/s之间，其相应的q值为0。72-1.8m3／（m2·h）。当废水中的无机物含量较高时,可采用较高的u值；而当废水中的溶解性有机物较多时,则u值宜低.混合液污泥浓度较高时,u值较小，反之u值较大。表3-17—24所列举的是混合液污泥浓度与u值之间的关系,供设计参考。
二次沉淀池面积以最大时流量作为设计流量，而不计回流污泥量。但中心管的计算，则应包括回流污泥在内。
澄清区水深,通常按水力停留时间来确定,一般取值为1。5-2。5h。
（2）固体通量法
固体通量法也称固体面积负荷法,其定义是单位时间内通过单位面积的固体质量.对于连续流的二次沉淀池,悬浮固体的下沉速度为沉淀池底部排泥导致的液体下沉速度与在重力作用下悬浮固体的自沉速度之和。用固体通量法计算沉淀池面积（A）的公式列举于表3-17—25中。该表中的u g值一般取0。25—0。5m/h。
表3-17—25中所涉及的参数数值，往往需要通过试验确定，在实际工程设计中，也常常根据经验数据来确定固体面积负荷值.一般二次沉淀池的固体面积负荷值为140—160kg/
（m2·d)；斜板(管）二次沉淀池可加大到180—195kg/（m2·d)。有效水深可按停留时间来确定。
(3）池边水深和出水堰负荷
①池边水深：为了保证二次沉淀池的水力效率和有效容积，池的水深和直径应保持一定的比例关系,一般可采用表3-17—26中所列举的数值。
②出水堰负荷:二次沉淀池的出水堰负荷值,一般可以在1.5-2。9L/（m·s）之间选取。
3．污泥斗容积的计算
污泥斗的作用是贮存和浓缩沉淀污泥，由于活性污泥易因缺氧而失去活性和腐败，因此污泥斗容积不能过大。对于分建式沉淀池，一般规定污泥斗的贮泥时间为2h，故可采用下式来计算污泥斗容积（V s）.
V=4（1+R）QX/﹝（X+X r）24﹞=(1+R)QX/﹝(X+X r)6 ﹞（3.17.83)
式中Q-—废水流量，m3/h；
X-—混合液污泥浓度，mg/L;
X r——回流污泥浓度，mg/L；
R———回流比；
V s--活泥斗容积,m3。
对于合建式的爆气沉淀池，沉淀区的面积和池深确定之后，其污泥区的容积也就随着池的构造而确定了，勿需进行单独计算.
污泥斗中的平均污泥浓度(X s），可按(3。17.82）、（3。17.83)式计算:
X s＝0。5（X+X r) （3。17.84）X r＝X（1+R）/R （3.17.85）4．污泥排放量的计算
二次沉淀池中的污泥部分作为剩余污泥排放,其污泥排放量应等于污泥增长量
（△X′）,可按（3—17—9)式计算（见本章17·1“有机物降解与微生物增殖”有关内容).
a、b值的确定是很重要的，以通过试验求得为宜，求定方法与a′、b′求定法类似。对于生活污水或性质与其相类似的废水，a值一般可取0。5-0。7，b值可取0。05—0。1.表3-17—3中（见本章17·1)曾列举了部分工业废水的a、b值。
四、污泥回流系统的计算与设计
污泥回流系统的计算和设计内容有：①污泥回流量的计算；②污泥回流设备的选择与设计。
1．污泥回流量的计算
污泥回流量是关系到处理效果的重要设计参数，应根据不同的水质、水量和运行方式，确定适宜的回流比（参见表3—17-20）.
污泥回流比也可按(3。17.83）式计算，该值的大小取决于混合液污泥浓度和回流污泥浓度，而回流污泥浓度又与SVI值有关，在表3—17-27列举的是这三个参数之间的关系。
在实际曝气池运行中，由于SVI值在一定的幅度内变化，并且需要根据进水负荷的变化，调整混合液污泥浓度，因此,在进行污泥回流设备设计时,应按最大回流比设计,并使其具有在较小回流比时工作的可能性。以便使回流污泥可以在一定幅度内变化。
2．污泥回流设备的选择与设计
合建式的曝气沉淀池，活性污泥可从沉淀区通过回流缝自行回流曝气区.而对分建式曝气池，活性污泥则要通过污泥回流设备回流。污泥回流设备包括提升设备和输泥管渠。
常用的污泥提升设备是污泥泵和空气提升器。污泥泵的型式主要有螺旋泵和轴流泵，其运行效率较高，可用于各种规模的废水处理工程；空气提升器的效率低,但结构简单、管理方便，且可在提升过程中对活性污泥进行充氧,因此，常用于中小型鼓风曝气系统.
选择污泥泵时，首先应考虑的因素是不破坏污泥的特性,运行稳定、可靠等。为保证活性污泥回流系统的连续运行，必须设备用泵。
空气提升器是利用升液管内外液体的密度差而使污泥
提升的。空气提升器（参见图3—17-70)设在二次沉淀池
的排泥井或在曝气池的进口处专设的污泥井中。
每座污泥回流井只宜设一个升液管，而且只与一个二次
沉淀他的污泥斗连通，以免造成二次沉淀池排泥量相互间的
干扰.污泥回流比可以通过调节进气阀门控制。
升液管在回流井中最小浸没深度（H u),按下式计算:
H u＝H1/（n—1)
式中H1-—拟提升高度，m；
n -—密度系数,一般取2-2。5。
空气用量（Q u）一般为最大提升污泥量的3—5倍，也可按下式计算；
Q u＝K u Q s H1/﹛231g﹝（H u +10）/10﹞η﹜(3。17。87）式中Q u—-空气用量，m3/h；
K u-—安全系数,一般采用1.2；
Q s——每个升液管设计提升流量，m3/h；
η——效率系数，一般为0.35—0.45.
空气压力应大于浸没深度（H u）3kPa以上。
一般空气管的最小管径为25mm，升液管的最小管径为75mm。
五、曝气沉淀池的构造设计
曝气沉淀池多呈圆形并用表面机械曝气装置.在构造设计方面有下列基本要求。
1．曝气沉淀池的池体
曝气沉淀池的直径一般不宜〉20m；水深不宜>5m;沉淀区水深（h1）宜在1-2m之间;曝气筒直壁的高度（h2）应〉h1,一般为h2－h1≥0.414B（B为导流区宽度）。
曝气沉淀池池底斜鄙与水平成45°角；曝气筒保护高度为0。8—1.2m。
2．回流窗孔
回流窗孔流速应为100-200mm/s，其回流窗孔的总长度为曝气筒周长的30%左右,回流窗调节高度为50—150mm。
3．回流缝
回流缝的流速为20—40mm/s，回流缝的宽度（b）一般为150—300mm，回流缝处的顺
流圈长度(L）为0。4—0。6m,而顺流圈直径（D4）则应略大于曝气沉淀池池底直径（D3)。
4．导流区下降流速
导流区下降流速为15mm/s左右.
5．容积系数
曝气筒、导流室等墙厚所增加的容积百分数（容积系数)为3—5％左右。
［例］某一城市的日废水排放量为20000m3，时变化系数为1。4，BOD5为320 mg/L，总氮为40mg/L,总磷为8mg/L，拟采用活性污泥法进行处理，要求处理后的出水BOD5为30mg/L，试计算与设计该活性污泥法处理系统。
[解］
1．工艺流程选择
（1)废水处理程度
废水的BOD5为320mg/L,经初次沉淀池处理后；其BOD5按降低25％计,则进入曝气池的BOD5浓度(S0）为:
S0＝320×（1－25％）＝240mg/L＝0。24kg/ m3
则：S r＝S0－S e＝240－30＝210mg/L＝0。21kg/ m3
E＝S r/S0×100%＝210/240×100％＝87。5％
（2)活性污泥法的运行方式
根据提供的条件，采用传统曝气法.但应考虑按阶段曝气法和生物吸附再生法运行的可能性。曝气池为廊道式，二次沉淀池为辐流式沉淀池.采用螺旋泵回流污泥。
（3）处理流程
活性污泥处理系统中污水及回流污泥流程如下（污泥处理部分略）：
原废水初沉池
2．曝气池及曝气系统的计算与设计
(1）曝气池的计算与设计
①污泥负荷率的确定：根据试验数据，本曝气池采用的污泥负荷率（N s）为0.3kgBOD5/（kgMLVSS·d)
②污泥浓度的确定：根据N s值，SVI值在80-150之间，取SVI=120（满足要求）,另取r=1.2，R=50％，f=0。75，经计算得曝气池的污泥浓度（X′）为：
X′=R·r×103·f/﹝（1+R）SVI﹞=0.5×1。2×103×0。75/（1+0。5）×120=2.5kkkg/ m3
③曝气池容积的确定：曝气池的容积为:
V=QS/ （X′N s）=20000×0。21/2。5×0.3=5600 m3
④曝气池主要尺寸的确定
曝气池面积:设两座曝气池(n＝2），池深(H)取4。0m，则每座曝气池的面积（F1）为：F1=V/（n·H）=5600/2×4=700 m2
曝气池宽度:设池宽（B)为6m,B/H=6/4=1。5，在1—2之间，符合要求。
曝气池长度：曝气池长度L=F1/B=700/6=117m，L/B=117/6=19.5＞10，符合要求。
曝气池的平面形式：设曝气池为三廊道式，则每廊道长L′=L/3=39m.具体尺寸标于例图1中。
取超高为0。5m,故曝气池的总高度H′＝4.0+0。5＝4。5m。
曝气时间:曝气时间（t m）为：
t m=24V/Q=5600×24/20000=6。72h
进水方式设计：为使曝气池能按多种方式运行，将进水方式设计成即可在池首端集中进
水，按传统活性污泥法运行;也可沿池长多点进水,按阶段曝气法运行;又可集中在池中部某点进水，按生物吸附法运行。
例图1 曝气池平面计算图
①日平均需氧量：按表3-17—21,选用a′=0。5，b′=0。15;则日平均需氧量为：
O2＝a′QS r+ b′V X′=（0.5×20000×0。21+0.15×5600×2。5）＝4200kg/d=175kg/h
②最大时需氧量：因为时变化系数K＝1。4，所以最大时需氧量为：
O2max＝（0.5×20000×1.4×0.21+0.15×5600×2.5）/24＝210kg/h
最大时需氧量与平均时需氧量的比值为：
210/175＝1.2
每日去除的BOD5为:
QS r＝20000×0。21＝4200kgBOD5/d
去除每kgBOD5的需氧量(O2)为:
△O2＝4200/4200＝1kgO2/kgBOD5
③其他用气量：在本设计中，除曝气池用空气外，还有辐流式沉淀池（污泥提升部分）、曝气沉砂池等处理设施用空气，以及非工艺设备的用气,均应加以计算,以便在设计供气装置时协同考虑（本计算中此部分略)。
④供气量:采用直径为300 mm的圆盘式微孔曝气器，安装在距曝气池底0。2m处,故实际浸没深度为3.8m。计算温度按最不利条件考虑（本设计定为30℃）。查表3—17—4可知，水中溶解氧饱和度分别c s（20）=9.17kg/L，c s（30）=7。63kg/L.
微孔曝气器出口处的绝对压力（P b）为:
P b＝1.013×105+9.8×3。8×103＝1。385×105Pa
微孔曝气器的氧转移效率（E A)取15％,则空气离开曝气池时氧的百分比为:
Q t=21（1-E A)/﹝79+21（1-E A）﹞×100％
=21（1-0。15）/﹝79+21(1—0。15）﹞×100％=18。43％
曝气池中的平均溶解氧饱和度（按最不利温度条件考虑）为：
c s（30）=c s﹝P b/（2。066×105)+Q t/42﹞=7。63（1.385/2.066+18.43/42）=7。63×1。109=8.64mg/L
温度为20℃时，曝气池中的溶解氧饱和度为：
c sm(20）＝9。17×1。109＝10.17mg/L
温度为20℃时，脱氧清水的充氧量为：
R0=R t c sm(20）/﹛α﹝βρ·（c sm（30）—c t）﹞×1.024（T—20)﹜=294.93kg/h
取α＝0.82，β＝0.95,ρ＝1。0,＝2。0mg/L，则:
175×10.17
R0= ———-——-————————- ＝294.93kg/h
0。82（0。95×1×8。46—2）×1.219
相应最大时的需氧量为：
210×10.17
R0max= ---———-————-————＝353.92kg/h
0.82(0。95×1×8.46-2）×1.219
曝气池的平均时供气量为：
G S=R0/（0。3×E A)=294.93/（0。3×0。15）=6554m3/h
最大时需氧量的供气量为：
G Smax=R0max/（0。3×E A）=353。92/（0。3×0。15)=7864。89m3/h
去除每kgBOD5的供气量为：
6554/4200×24＝37。45 m3/h
每立方米废水的供气量为：
6554/20000×24＝7。86m3/m3废水
⑤空气管道计算：例图2为空气管道计算简图。如图所示,两相邻廊道间设一条供气干管，共设三条干管，每隔3m设一竖管，则每条干管上设13对竖管，共计78根竖管，每根竖管最大供气量为：7864.89/78=100。83m3/h
空气干管与支管的管径应根据所通过的空气流量和相应的经济流速来确定，其计算结果列于例表1中；鼓风机房至曝气池上最不利点的空气管道压力损失也列于该表中。
15
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11121314
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例图2空气管道计算简图
从例图2和例表1可知，鼓风机房至最不利点的空气管道压力损失为1.089≈1。09kPa。取微空曝气器及配管的空气压力损失为4。9kPa，则总压力损失为1.09+4.9＝5。99kPa。
(5）鼓风机选择
①鼓风机所需压力（P t）
Pt＝（4.0—0.2）x 9。8+5.99+3＝46.23kPa.
②鼓风机所需供气量
最大时：G S（max）＝7864。89m3/h；
平均时：G S＝6554m3/h；
最小时:G S（min）＝3277m3/h。
③鼓风机型号:采用风量为60m3/min，静压为49kPa的罗茨鼓风机四台，其中一台备用.高负荷时三台工作,平时二台工作，低负荷时一台工作.
3．二次沉淀池的计算与设计
二次沉淀池采用辐流式，用表面负荷法进行计算。
（1）表面积
废水最大时的流量（Q max）＝1。4Q/24＝1167m3/h，表面负荷值（q）采用1。2m3/(m2·h）,则表面积（A)为：
A＝Q max/q＝1167/1。2＝972.5m2
设两座二沉池(n＝2）,则每座二沉他的表面积（A1）为：
（A1)＝972.5+2。486=486。3m2
（2）直径
二沉池的直径（D）为:
D＝(4A/π）1/2＝（4×486。3/π）1/2＝24。88≈25m
（3）有效水深
取水力停留时间为2h，则有效水深(H）为：
H=Q max t/A=1167×2/972.5=2.4m
（4）污泥斗容积
取回流比R＝50%,则回流污泥浓度为：
X r=X（1+R）/R=X′（1+R）/Rf=2.5×(1+0.5)/（0。5×0.75）=10kg/m3
污泥斗的容积（V s）为：
V s=4(1+R）QX/〔(X+X r）24〕=4×20000×3。3/〔（3.3+10）×24〕=1240.6m3
每个污泥斗的容积（V S1）为:
V S1=1240。6÷2＝620.3m3
4．污泥回流系统的计算与设计
（1）污泥回流量
根据实验结果，污泥回流比可采用50％，最大污泥回流比为100％，则按最大污泥回流比计算,活泥回流（Q r）为：
Q r=RQ=1×833。33=833。33m3/h
（2)污泥回流设备选择
采用螺旋泵进行污泥提，其提升高度应按实际高程布置来确定，本设计定为2。5m根据污泥回流量（R＝100％），选用外径为700mm，提升量为300m3/h的螺旋泵四台其中一台备用。
5．污泥排放量计算
取a值为0。6，b值为0.075，则每日污泥的增长量（排放量）为:
X＝0.6×20000×0。21—0。075×5600×2。5＝1470kg/d
6．营养物质的平衡计算
(1)氮
每日从废水中可获得的总氮量为：0.04×20000＝800kg/d，而每日污泥所需要的氮量为：0。122×1470＝179。34kg/d，故不需要向废水中补充氮。
(2）磷
每日从废水中可获得的磷量为：0.008×20000＝160kg/d,而每日污泥所需要的磷量为：0.023×1470＝33。81kg/d，故不需要向废水中补充磷。
［例] 某工厂对所排放的废水拟采用曝气沉淀池进行处理。其废水设计流量为200m3/h，BOD5为300mg/L，预处理可去除30％。根据小型试验结果，其设计参数为:N S＝0。4kgBOD5/（kgMLVSS·d),S e≤30mg/L,X′＝3kg/m3，△O2＝1。0kgO2/kgBOD5,R＝5，试计算曝气沉淀池的主要尺寸和选择曝气叶轮。
[解］
1．曝气区容积
曝气区进水的BOD5浓度为：
S0＝300×（1—30％）＝210mg/L＝0.21kg/m3
S r＝S0一S e＝0.21—0.03＝0.18kg/m3
废水的设计流量为：200×24＝4800m3/d
拟采用两座曝气沉淀池，则每座的容积为：
V1=QS r/（N s X′n）=48000×0.18/0。4×3×2=360m3
2．沉淀区面积和容积
因X′＝3kg/m3，取f＝0。75，则X＝X′/f＝3/0。75＝4kg/m3。查表3-17—24，得u=0。28mm/s，故每座沉淀区的面积（A3）为：
A3=Q/3。6un=200/3。6×0。28×2=99。21m2
取沉淀时间为1。5h,则每个沉淀区容积(V2)为：
V2＝Qt/n=200×1。5＝150 m3
沉淀区的高度(h1）为：
h1＝V2/V3＝150/99.21=1。51m（在1-2m之间）
3．需氧量
需氧量（O2＝R t)为：
O2＝△O2QS t/n＝1。0×200×0。18/2=18kgO2/h
取计算温度为30℃，α＝0.8,β＝0。9,ρ＝1.0,c L=2.0mg/L,则充氧量(R0）为：
R t c s（20）18×9。17 R0=———————————————-——=—--———————-——-——α（β•ρ•c s（30）—c L）×1.024（30—20） 0。8（0.9×1×7。63-2）×1.219
=34.78kgO2/h
4．曝气叶轮规格与曝气筒直径
(1）曝气叶轮
采用泵型叶轮，根据其性能，选用直径（d)为1.2m的叶轮，其转速为54—70r/min，R0为21—43kgO2/h.
（2)曝气筒直径
采用曝气池直径与叶轮直径之比为6，则曝气筒的直径（D1)为：
D1＝6d＝6×1。2＝7.2m
曝气筒的面积为（A1）为：
A1＝πD12/4＝π×7.22/4＝40.72m2
5．导流室面积、直径和宽度
导流室下降流速（V2)采用15mm/s,则导流室表面积（A2)为：
A2＝Q(1+R）/3.6v2n＝200（1+5）/3.6×15×2＝11.11m2
导流室直径（D2）为：
D2=〔4（A1+A2）/π〕1/2=〔4（40.72+11.11）/π〕1/2=8.12m≈8.2m
导流室宽度（B）为：
B＝(D2—D1)/2＝（8。2—7。2）/2＝0.5m
6．曝气沉淀池直径
曝气沉淀池的直径(D）为：
D=〔4（A1+A2+A3）/π〕1/2=〔4（40.72+11.11+99。21)/π〕1/2=13。87m≈14m
7．曝气沉淀池基本尺寸
曝气筒直壁高（h2）为：
h2＝h1+0。414B＝1.51+0.414×0.5＝1。72m
曝气沉淀池直壁高(h 3）为：
h3＝h 2＝1.72m
设曝气沉淀池斜壁和曝气筒斜壁均为45°，曝气池水深与叶轮直径比为3.7，则曝气池深度H=1。2×3.7=4.44m≈4.5m,则斜壁高(h 4）为:
H4＝4。5—1.72＝2。78m
曝气池池底直径（D3）为：
D3＝D—2h4＝14—2×2.78＝8。44m≈8.5m
例图1所示为曝气沉淀他的基本尺寸草图。
例图1 曝气沉淀池基本尺寸图
8,实际容积校核计算
曝气沉淀池的总容积为:
V′=π（D/2)2h+πh4〔（D/2）2+（D/2）（D3/2）+（D3/2）2〕/3
=π(14/2）2×1.72+π×2。78〔(14/2）2+（14/2）（8.5/2）+（8.5/2）2〕/3 =264。77+281.84=546。61m3
曝气沉淀池的结构容积系数取5％，则实际有效容积为:
V＝V′/（1—5％）＝546。61（1—0。05)＝519。28 m 3
沉淀区的实际有效容积（V 2）为：
V 2＝π（D2-D12）h1/4＝π（142-8.22）×1。51/4＝152.7m 3
曝气区的实际有效容积(V1）为：
V1＝V-V2＝520。25—152.7＝366.58m 3
由上面的校核结果可知，沉淀区和曝气区的实际有效容积分别接近计算值（150m3，360m3）.
9．回流窗孔
回流窗孔流速取v 1＝100mm/s,回流窗孔总面积（f)为：
f＝Q(1+R/3。6v 1n)＝200(1+5）/3.6×100×2＝1.67rn 2
每池开24个回流窗孔，则每个窗孔的面积（f 1）为：
f 1＝f/24＝1。67/24＝0。07m 2
采用200×350mm的孔口，并设置调节挡板来调节回流比。
10．回流缝
取曝气筒底直径(D4）大于池底直径(D3）0。2m，则:
D4＝D3十0.2＝8。5十0.2＝8.7m
取回流缝宽b＝0。2m,顺流圈长L＝0。5m，则回流缝过水面积(f2)为：
f2=πb〔D4+(L+b)/1.41〕＝π×0.2〔8.7+（0.5+0.2）/1.41〕=5.78m2
回流缝流速（v 4）为:
v4=QR/3。6f 2n=200×5/3。6×5。78×2=24.03mm/s（符合要求）
SBR计算
4.5.3 反应池运行周期各工序计算 （1）曝气时间（T A ） 0A s 24S 24400 T = 3L mX 0.244000 ?==??（h ） （2）沉淀时间（T S ） 初期沉降速度 4 1.26 4 1.26max 4.610 4.6104000 1.33A V C --=??=??=（m 3/h ） 则 max 11 () 3.50.54 1.031.33 S H m T V ε+?+===（h ） （3）排出时间（T D ） 本设计拟定排除多余的活性污泥、撇水时间为0.5h ，则沉淀与排出时间合计为1.5h 。 （4）进水时间（T F ） 本设计拟定缺氧进水1.5h [23] 。 则一个周期所需要的时间为： T c = T A + T S + T D + T F =3 + 1.5 + 1.5 = 6(h ） 4.5.4 反应池池体平面尺寸计算 周期数242446 n Tc = == 池个数 641.5 F T N T === 反应池有效池容 4 250062544 m V Q n N = ?=?=??（m 3） 由进水时间和进水量的变动理论，求得一个循环周期的最大流量变动比 max 1.5Q r Q = =平均 超过一个周期，进水量△Q 与V 的对比为
△Q/v 1 1.51 0.1254 r m --= == 考虑流量比，反应池的修正容量为 V’=V （1+△Q/v ）625(10.125)703.125=?+=（m 3） 取反应池水深为3.5m ，则所需水面积 '703.125 200.8953.5 V A H = ==（m 2）取200（m 2） 取反应器长L=20（m ），则宽为b=10 (m) SBR 反应池设计运行水位如图3所示。 排水结束时水位 h 2=H/(1+△Q/v)113 3.5 2.310.1254 m m -? =??=+（m ） 基准水位 h 3=H/(1+△Q/v)1 3.5 3.110.125 =? =+（m ） 高峰水位 4h =3.5（m ） 警报溢流水位 540.5 3.50.54h h =+=+=（m ） 污泥界面 120.5 2.30.5 1.8h h =-=-=（m ）
SBR工艺设计1
SBR 工艺设计 （一）概述 1、设计内容 活性污泥系统是暴气池、曝气系统、污泥回流系统、二次沉淀池等单元组成。其工艺设计与计算主要包括下列几方面内容： （1）选定工艺流程。 （2）曝气池容积的计算及曝气池的工艺设计。 （3）需氧量、供气量的计算及曝气系统的设计的计算。 （4）回流污泥量、剩余污泥量的计算与污泥回流系统的设计。 （5）二次沉淀池池型的选定及工艺计算与设计。 （6）剩余污泥的处置。 2、原始资料与数据 进行活性污泥处理系统的设计计算，首先应充分掌握与污水、污泥有关的原始资料，其中主要有： （1）原污水日平均流量（d m /3），最大时流量（d m /3），最低时流量（d m /3 ）。当曝气池设计计算水力停留时间大于6h ，可考虑平均日流量为曝气池设计流量。当水力停留时间较短时，如2h 左右，应以最大时流量作为曝气池的设计流量。 （2）原污水和经一级处理工艺处理后的主要各项水质指标：5BOD ，u BOD （溶解性，悬浮性）；COD （溶解性，悬浮性）；SS(非挥发性，挥发性）；总固体（溶解性，非溶解性）；总氮（游记氮，游离氮，硝酸氮，亚硝酸氮，氨氮）；总磷（有机磷，无机磷）等。 （3）谁的出路及排放标准，其中主要的是BOD 和COD 去除率及出水浓度。 （4）对所产生的污泥的处理与处置要求。 （5）原污水中所含有毒有害物质及其浓度，微生物对其有无驯化的可能。 （6）对北方寒冷地区，还应掌握水温一年内变化及其对处理效果的影响。 3、处理工艺流程的确定。
（二）曝气池（区）容积的计算 1.曝气池（区）容积的计算方法 曝气区容积可按污泥负荷率S N ，容积负荷率V N 和污泥龄S t 来计算。 （1）按污泥负荷率S N 计算： 曝气池（区）容积：X N QL V S a =（3m ） 式中：Q---最高日平均流量，d m /3 a L ---最高日入流污水的平均有机浓度，mg/L S N ---污泥负荷率，)/(5d kgMLSS kgBOD ?； 一般曝气池中S N 沿液流流量而递减， 通常以进口处S N 为计算值； X---曝气池混合液污泥的平均浓度，mg/L （2）按容积负荷率 V N 计算 曝气池（区）容积 X N QL V s a =（3m ） （3）按污泥龄S t 计算 曝气池（区）容积 v e a X b t L L aQ V s )/1()(+-=（3m ） 式中 a---降解每公斤BOD 所产生挥发性活性污泥MLVSSkg 数，即污泥产率系数； B---每公斤（MLVSS ）污泥每日的自身氧化率，1/d ，见表6-4 e L ---二次沉淀池出水5BOD 的浓度，mg/L ； S t ---污泥龄，d ，其值随污泥负荷率的增加而降低，世代时间长于S t 的微生物不能在系统中规模繁殖，故S t 能反映污泥中微生物的组成； V X ---混合液挥发性污泥浓度，mg/L 。 1、设BOD=170mg/L 采用污泥负荷0.3kg BOD5/(kg MLVSS*d)。 设f=0.85；SV1=150mL/g （m3/t ） 故污泥沉降体积为
活性污泥系统的工艺计算与设计
活性污泥系统的工艺计算与设计 一、设计应掌握的基础资料与工艺流程的选定 活性污泥系统由曝气池、二次沉淀池及污泥回流设备等组成。其工艺计算与设计主要包括5方面内容，即 ①工艺流程的选择; ②曝气池的计算与设计; ②曝气系统的计算与设计； ④二次沉淀池的计算与设计； ⑤陌泥回流系统的计算与设计。 进行活性污泥处理系统的工艺计算和设计时,首先应比较充分地掌握与废水、污泥有关的原始资料并确定设计的基础数据.主要是下列各项： ①废水的水量、水质及变化规律； ②对处理后出水的水质要求; ③对处理中所产生污泥的处理要求; ④污泥负荷率与BOD5去除率: ⑤混合液浓度与污泥回流比。 对生活污水和城市废水以及性质与其相类似的工业废水,人们已经总结出一套较为成熟和完整的设计数据可直接应用。而对于一些性质与生活污水相差较大的工业废水或城市废水，则需要通过试验来确定有关的设计数据, 选定废水和污泥处理工艺流程的主要依据就是的前述的①、②、③各项内容和据此所确定的废水和污泥的处理程度。 在选定时，还要综合考虑当地的地理位置、地区条件、气候条件以及施工水平等因素，综合分析本工艺在技术上的可行性和先进性及经济上的可能性和合理性等。特别是对工程量大、建设费用高的工程，需要进行多种工艺流程比较之后才能确定，以期使工程系统达到优化。 二、曝气池的计算与设计 曝气他的计算与设计主要包括：①曝气池（区）容积的计算；②需氧量和供气量的计算； ③池体设计等几项. 1．曝气池（区)容积的计算 （1)计算方法与计算公式 计算曝气区容积，常用的是有机负荷计算法。也称BOD5负荷计算法。负荷有两种表示方法,即污泥负荷和容积负荷。曝气池(区）容积计算公式列于表3—17—19中.
污泥处理工艺介绍及设计计算
污泥介绍及计算 污泥是水处理过程的副产物，包括筛余物、沉泥、浮渣和剩余污泥等。污泥体积约占处理水量的0.3%~0.5%左右，如水进行深度处理，污泥量还可能增加0.5~1倍。 是使污泥减量、稳定、无害化及综合利用。 （1）确保水处理的效果，防止二次污染； （2）使容易腐化发臭的有机物稳定化； （3）使有毒有害物质得到妥善处理或利用； （4）使有用物质得到综合利用，变害为利。 （1）按成分不同分： 污泥：以有机物为主要成分。其主要性质是易于腐化发臭，颗粒较细，比重较小（约为1.02~1.006），含水率高且不易脱水，属于胶状结构的亲水性物质。初次沉淀池与二次沉淀池的沉淀物均属污泥。 沉渣：以无机物为主要成分。其主要是颗粒较粗，比重较大（约为2左右），含水率较低且易于脱水，流动性差。沉砂池与某些工业废水处理沉淀池的沉淀物属沉渣。 （2）按来源不同分： 初次沉淀污泥（也称生污泥或新鲜污泥）：来自初次沉淀池。 剩余活性污泥（也称生污泥或新鲜污泥）：来自活性污泥法后的二次沉淀池。 腐殖污泥（也称生污泥或新鲜污泥）：来自生物膜法后的二次沉淀池。 消化污泥（也称熟污泥）：生污泥经厌氧消化或好氧消化处理后的污泥。 化学污泥（也称化学沉渣）：用化学沉淀法处理污水后产生的沉淀物。例如，用混凝沉淀法去除污水中的磷；投加硫化物去除污水中的重金属离子；投加石灰中和酸性污水产生的沉渣以及酸、碱污水中和处理产生的沉渣等均称为化学污泥。 （3）城市污水厂污泥的特性见表8-1 (1)污泥含水率：污泥中所含水分的重量与污泥总重量之比的百分数称为污泥含水率。 1污泥中水的存在形式有： 空隙水，颗粒间隙中的游离水，约70%，可通过重力沉淀（浓缩压密）而分离； 毛细水，是在高度密集的细小污泥颗粒周围的水，由毛细管现象而形成的，约20%，可通过施加离心力、负压力等外力，破坏毛细管表面张力和凝聚力的作用力而分离； 颗粒表面吸附水和内部结合水，约10%。表面吸附水是在污泥颗粒表面附着的水分，起附着力较强，常在胶体状颗粒，生物污泥等固体表面上出现，采用混凝方法，通过胶体颗粒相互絮凝，排除附着表面的水分；内部结合水，是污泥颗粒内部结合的水分，如生物污泥中细胞内部水分，无机污泥中金属化合物所带的结晶水等，可通过生物分离或热力方法去除。 通常含水率在85%以上时，污泥呈流态；65%~85%时呈塑态；低于60%时则呈固态。 2污泥体积、重量及所含固体物浓度之间的关系： V1/V2=W1/W2=（100-p2）/（100-p1）=C2/C1（8-1） 式中：p1、V1、W1、C1——污泥含水率为p1时的污泥体积、重量与固体物浓度； p2、V2、W2、C2——污泥含水率为p1时的污泥体积、重量与固体物浓度；
污水处理厂工艺设计及计算
污水处理厂工艺设计及计算 1. 引言 污水处理是城市环境管理的重要组成部分。随着城市化进程的加快，污水处理厂的建设和运营成为了一个亟待解决的问题。本文将介绍污水处理厂的工艺设计及计算方法。 2. 污水处理工艺设计 污水处理工艺设计的目标是将污水中的有害物质和杂质去除，使污水达到排放标准。下面介绍几种常用的污水处理工艺。 2.1. 机械处理 机械处理是污水处理的第一步，主要目的是去除大颗粒悬浮物和沉淀物。常见的机械处理设备包括格栅、沉砂池和沉淀池。 2.2. 生化处理 生化处理是污水处理的核心步骤，通过微生物的作用，将有机物质转化为无机物质，并去除氮、磷等营养物质。生化处理常用的方法有活性污泥法、固定床生物反应器法等。 2.3. 深度处理 深度处理是对生化处理后的污水进行进一步处理，以达到更严格的排放要求。常见的深度处理方法有吸附、絮凝、活性炭吸附等。 3. 污水处理厂的计算方法 3.1. 污水流量计算 污水流量的计算是污水处理厂设计的基础。常用的污水流量计算方法有日流量法和人口法。日流量法是根据城市规模和人口数来估计污水的日流量；人口法是根据每个人的污水产生量来计算污水流量。 3.2. 污水处理设备容量计算 污水处理设备的容量计算是确保设备能够有效处理污水的关键。通常根据污水流量、污水负荷和处理效果来计算设备的容量。
3.3. 曝气池设计计算 曝气池是生化处理中常用的设备，用于提供氧气供微生物呼吸和降解有机物。曝气池的设计计算包括曝气池的体积计算、曝气量计算和曝气机数量计算。 4. 污水处理厂的运行管理 污水处理厂的正常运行和管理对保证处理效果至关重要。对于污水处理厂的运行管理，需要注意以下几点： 1.定期检查设备的运行情况，及时发现问题并进行维修； 2.控制好污水处理过程中的温度、pH值等参数，确保微生物的正常运 作； 3.定期对处理效果进行监测和评估，及时调整处理工艺。 5. 结论 污水处理厂的工艺设计和计算是确保污水处理效果达标的关键。合理的工艺设计和计算方法能够提高污水处理厂的运行效率和处理效果。在污水处理厂的运行管理中，需要密切关注设备运行情况，控制处理参数，定期监测和评估处理效果，以保证污水处理的顺利进行。
(完整版)污水处理厂工艺设计说明计算书：城市生活污水,4.4万吨每天,A2O活性污泥法
污水处理厂工艺设计 一、污水处理厂的设计规模 （一）污水处理厂的设计规模 污水处理厂以处理水量的平均日平均时流量计，该市污水厂的处理规模定为：近期4.4万m3/d，远期6.6万m3/d，见表： 污水处理厂的设计规模 （二）污水处理厂处理构筑物规模 污水处理厂的主要构筑拟分成三组，每组处理规模为2.2万m3/d，近期建2组，处理规模为4.4万m3/d，远期再建1组，处理规模扩至6.6万m3/d，污水厂占地约5.9ha，用地指标为0.89 m2/（m3污水/d） （三）设计流量 当污水厂分建时，以相应的各期流量作为设计流量。各设计流量的具体数据见表。 污水处理厂的设计流量 二、污水处理程度的确定 （一）进水水质
根据原始资料，污水处理厂实测污水水质及设计水质见表： 污水的实测水质，设计进水水质、出水水质标准 （二）设计出水水质 出水水质要求符合GB8978-96《防水综合排放标准》 根据出水水质要求，污水处理厂既要求有效地去除BOD 5，又要求对污水中的氮，磷进行适当处理，防止A 江的富营养化。 （三）处理程度计算 1．溶解性BOD 5去除率 活性污泥处理系统处理水中的BOD 5值是由残存的溶解性BOD 5（Se ）和非溶解性BOD 5二者组成，而非溶解性BOD 5主要以生物污泥的残屑为主体。活性污泥的净化功能，是去除溶解性BOD 5，故从活性污泥的净化功能考虑，应将非溶解性BOD 5从处理水的总BOD 5值中减去。 处理水中非溶解性BOD 5值： BOD 5=7.1·b ·Xa ·Ce 式中 Ce ——处理水中悬浮固体浓度，取25mg/L b ——微生物自身氯化率，一般介于0.05～0.1，之间，取0.09 Xa ——活性微生物在处理水中所占比例，取0.4 故 BOD 5=7.1×0.09×0.4×25≈6.4 处理水中溶解性BOD 5值为： 25－6.4=18.6mg/L 去除率：%1.97%100220 4 .6220=⨯-= η 2．CODcr 的去除率： %35.82%100340 60 340=⨯-= η 3．SS 的去除率
(完整版)污水处理厂工艺设计说明计算书：城市生活污水,2.0万吨每天,AO活性污泥法
第一章 污水处理构筑物设计计算 一、粗格栅 1.设计流量Q=20000m 3/d ，选取流量系数K z =1.5则： 最大流量Q max ＝1.5×20000m 3/d=30000m 3/d ＝0.347m 3/s 2.栅条的间隙数（n ） 设:栅前水深h=0.4m,过栅流速v=0.9m/s,格栅条间隙宽度b=0.02m,格栅倾 角α=60° 则：栅条间隙数85.449 .04.002.060sin 347.0sin 21=⨯⨯︒ ==bhv Q n α(取n=45) 3.栅槽宽度(B) 设：栅条宽度s=0.01m 则：B=s （n-1）+bn=0.01×（45-1）+0.02×45=1.34m 4.进水渠道渐宽部分长度 设：进水渠宽B 1=0.90m,其渐宽部分展开角α1=20°（进水渠道前的流速为0.6 m/s ） 则：m B B L 60.020tan 290 .034.1tan 2111=︒ -=-= α 5.栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度(L 2) m L L 30.02 60 .0212=== 6.过格栅的水头损失（h 1） 设：栅条断面为矩形断面，所以k 取3 则：m g v k kh h 102.060sin 81 .929.0)02.001.0(4.23sin 22 34 201=︒⨯⨯⨯⨯===αε
其中ε=β（s/b ）4/3 k —格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般为3 h 0--计算水头损失，m ε--阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时形状系数β=2.4将β值 代入β与ε关系式即可得到阻力系数ε的值 7.栅后槽总高度(H) 设：栅前渠道超高h 2=0.3m 则：栅前槽总高度H 1=h+h 2=0.4+0.3=0.7m 栅后槽总高度H=h+h 1+h 2=0.4+0.102+0.3=0.802m 8.格栅总长度(L) L=L 1+L 2+0.5+1.0+ H 1/tan α=0.6+0.3+0.5+1.0+0.7/tan60°=2.8 9. 每日栅渣量(W) 设：单位栅渣量W 1=0.05m 3栅渣/103m 3污水 则：W=Q W 1= 05.0105 .130000 10003 1max ⨯⨯=⨯⨯-Z K W Q =1.0m 3/d 因为W>0.2 m 3/d,所以宜采用机械格栅清渣 10.计算草图：
城市污水处理厂工艺设计以及计算
城市污水处理厂工艺设计以及计算 前言 课程设计是在我们完成《水污染控制工程》课程课堂教案任务后进行地实践性教案环节.其目地是使我们加深对课堂所讲授地内容地理解，以巩固和深化d对《水污染控制工程》所学地理论知识理解，实现由理论与实践结合到技术技能地提高，在设计、计算、绘图方面得到锻炼. 在我国经济高速发展地今天，污水处理事业取得了较大地发展，已有一批城市兴建了污水处理厂，一大批工业企业建设了工业废水处理厂（站），更多地城市和工业企业在规划、筹划和设计污水处理厂.水污染防治、保护水环境，造福子孙后代地思想已深入人心. 近几十年来，污水处理技术无论在理论研究方面还是在应用发面，都取得了一定地进步，新工艺、新技术大量涌现，氧化沟系统和高效低耗地污水处理技术，如各种类型地稳定塘、土体处理系统、湿地系统都取得了长足地进步和应用.这些新工艺、新技术已成为水污染防治领域地热门研究课题.在国家科委、建设部、国家环境保护局地组织和领导下，广泛、深入地开展了这些课题地科学研究工作，取得了一批令人瞩目地研究成果. 本次设计地题目是污水处理厂设计.要熟悉国家建设工程地基本设计程序以及与环境工程专业相关地步骤地主要内容和要求，学习《给水排水工程设计手册》和相关《设计规范》等工具书地应用；提高对工程设计重要性地认识，克服轻视工程设计地倾向，工程设计能力是工科本科毕业生综合素质能力地体现，在用人单位对应聘者工程设计能力地要求是较高.这次设计地主要内容有：针对城市污水处理厂，要求对主要污水处理构筑物地工艺尺寸进行设计计算，确定其型式和主要尺寸，确定污水厂地平面布置和高程布置.最后完成设计计算说明书和设计图.设计深度一般为初步设计地深度. 由于时间有限，设计中可能出现不足之处，请老师批评指正.
SBR法污水处理工艺设计计算书
第一章课程设计任务书 一、课程设计目的和要求 本课程设计是水污染控制工程教学的重要实践环节，要求综合运用所学的有关知识，在设计中熟悉并掌握污水处理工艺设计的主要环节，掌握水处理工艺选择和工艺计算的方法，掌握平面布置图、高程图及主要构筑物的绘制，掌握设计说明书的写作规范。通过课程设计使学生具备初步的独立设计能力，提高综合运用所学的理论知识独立分析和解决问题的能力，训练设计与制图的基本技能。 二、课程设计内容 1、污水水量、水质 （1）设计规模 设计日平均污水流量Q=学号1－25*8000 学号26－48*3000 m3/d； 设计最大小时流量Q max =设计日平均污水流量/12－学号*100m3/h （2）进水水质 COD Cr =600mg/L，BOD 5 =300mg/L，SS = 300mg/L，NH 3 -N = 35mg/L 2、污水处理要求 污水经过二级处理后应符合以下具体要求： COD Cr ≤ 100mg/L，BOD 5 ≤20mg/L，SS≤20mg/L，NH 3 -N≤15mg/L。 3、处理工艺流程 污水拟采用学号1－10活性污泥法 学号26－48生物膜法工艺处理。 4、气象资料 该市地处内陆中纬度地带，属暖温带大陆性季风气候。年平均气温9~13.2℃，最热月平均气温 21.2~26.5℃，最冷月−5.0~−0.9℃。极端最高气温42℃，极端最低气温−24.9℃。年日照时数2045 小时。 多年平均降雨量577 毫米，集中于7、8、9 月，占总量的50~60%，受季风环流影响，冬季多北风和西北风， 夏季多南风或东南风，市区全年主导风向为东北风，频率为18%，年平均风速2.55
污水处理厂工艺设计及计算
污水处理厂工艺设计及计算 第一节 格栅 进水中格栅是污水处理厂第一道预处理设施，可去除大尺寸的漂浮物或悬浮物，以保护进水泵的正常运转，并尽量去掉那些不利于后续处理过程的杂物。 拟用回转式固液分离机。回转式固液分离机运转效果好，该设备由动力装置，机架，清洗机构及电控箱组成，动力装置采用悬挂式涡轮减速机，结构紧凑，调整维修方便，适用于生活污水预处理。 1.1 设计说明 栅条的断面主要根据过栅流速确定，过栅流速一般为0.6～1.0m/s ，槽内流速0.5m/s 左右。如果流速过大，不仅过栅水头损失增加，还可能将已截留在栅上的栅渣冲过格栅，如果流速过小，栅槽内将发生沉淀。此外，在选择格栅断面尺寸时，应注意设计过流能力只为格栅生产厂商提供的最大过流能力的80%，以留有余地。格栅栅条间隙拟定为25.00mm 。 1.2 设计流量： a.日平均流量 Q d =8000m 3/d ≈333m 3/h=0.093m 3/s=93L/s 64.1937.27.211 .011.0===d Z Q K b. 最大日流量 Q max =K z ·Q d =1.64×333m 3/h=546.12m 3/h=0.153m 3/s 1.3 设计参数： 栅条净间隙为b =25.0mm 栅前流速ν1=0.7m/s 过栅流速0.6m/s 栅前部分长度：0.5m 格栅倾角δ=60° 单位栅渣量：ω1=0.05m 3栅渣/103m 3污水 1.4 设计计算： 1.4.1 确定栅前水深 根据最优水力断面公式2 21νB Q =计算得： m Q B 66.07.0153.0221=⨯==ν m B h 33.02 1== 所以栅前槽宽约0.66m 。栅前水深h ≈0.33m 1.4.2 格栅计算 说明： Q max —最大设计流量，m 3/s ； α—格栅倾角，度（°）； h —栅前水深，m ； ν—污水的过栅流速，m/s 。 栅条间隙数（n ）为 ehv Q n αsin max ==)(306 .03.0025.060sin 153.0条=⨯⨯︒⨯
污水处理之活性污泥系统的工艺参数
污水处理之活性污泥系统的工艺参数 活性污泥工艺是一个较复杂的工程化生物系统，它包含着物理、生物、化学处理。描述这个系统的工艺参数很多，核心部分可分为三大类（共26个）。 第一类4个：曝气池的工艺参数，主要包括污水在曝气池内水力停留时间、M1.VSS.F/M、DO o 第二类8个：二沉池的工艺参数，主要包括混合液在二沉池内停留时间、水力表面负荷、出水堰板溢流负荷、污泥层深度、固体表面负荷、SV30、污泥沉降速度、SVI30o 第三类14个：整个工艺系统的参数，包括入流水质（COD、BOD、SS、TN、TP、PH、有毒有害物质浓度）、水量、R、r、RSS＞剩余污泥排放量、SRT o 以上工艺参数相互之间联系紧密，任一参数的变化都会影响到其它参数。 1、入流的水质水量 测量必须准确，这是整个运行的基础数据。 2、回流污泥量与回流比 回流量是从二沉池补充到曝气池的污泥量（QR）,QR是活性污泥系统中的一个重要控制参数，通过有效调节QR,可以改变工艺运行状态，保证运行的正常。 回流比是回流污泥量与入流水量之比，常用R表示。 R=QR∕Q
计算回流比与回流量的常规办法(泥位、SV30、o回流和混合液浓度、沉降曲线)。 调回流比和回流量各自的比例。ToT 3、混合液悬浮固体In1.SS和回流污泥悬浮固体RSS (1)M1.SS：混合液悬浮固体是指混合液中悬浮固体的浓度。m1.ss可以近似表示曝气池内活性微生物的浓度。这是运行管理中的一个重要控制参数。M1.VSS：是指M1.SS中的有机部分，称为混合液的挥发性悬浮固体 (2)RSS：是指回流污泥中悬浮固体的浓度，它近似表示回流污泥中的活性微生物浓度。RVSS：回流污泥挥发性悬浮固体。 4、活性污泥的有机负荷F∕M(kgB0D5∕kgM1.VSS.d) F/M是指单位重量的活性污泥，在单位时间内要保证一定的处理效果所能承受的有机污染物量，单位是 kgBOD/kgM1.VSS.d o F/M比值代表的是微生物与B0D5之间的一种平衡关系，直接影响： 一是活性污泥增长速率； 二是有机污染物的去除效率； 三是氧的利用率； 四是污泥的沉降性能。 5、混合液的溶解氧浓度DO 传统活性污泥法一般控制DO大于2mg∕1.o 6、剩余污泥排放量和SRT A、剩余污泥排放是活性污泥系统运行控制中最重要的一项操作。
传统活性污泥法课程设计
传统活性污泥法课程设计 污水处理工程课程设计 ,传统活性污泥法, 一课程设计的内容和深度 污水处理课程设计的目的在于加深理解所学专业知识～培养运用所学专业知识的 能力～在设计、计算、绘图等方面得到锻炼。 针对一座二级处理城市污水处理厂～要求对主要污水处理构筑物的工艺尺寸进行 设计计算～确定污水厂的平面布置和高程布置。最后完成设计计算说明书和设计图 纸,污水处理厂平面布置图和污水处理厂高程图及主要构筑物工艺图,。设计深度一 般为初步设计的深度。 二污水处理工程课程设计任务书 1(设计题目 已给 2(基本资料 ,1, 污水水量与水质 污水水质:COD450mg/L～BOD 200mg/L,SS 250mg/L,氨氮15mg/L。 Cr5 ,2, 处理要求 污水经二级处理后的出水水质应符合以下具体要求: COD ?60mg/L,BOD?20mg/L,SS?20mg/L,氨氮?8mg/L。 Cr5
,3, 处理工艺流程 污水拟采用传统活性污泥工艺处理～具体流程如下: 污水?分流闸井?格栅间?污水泵房?出水井?计量槽? 沉砂池?初沉池?曝气池?二沉池?消毒池?出水 ? 回流泵 ??污泥浓缩?污泥消化?污泥脱水 ,4, 气象与水文资料 风向:多年主导风向为北北东风, 气温:最冷月平均为-3.5?, 最热月平均为32.5?, 极端气温～最高为41.9?～最低为-17.6?～ 最大冻土深度为0.18m, 水文:降水量多年平均为每年728mm; 地下水水位～地面下5-6m。 ,5, 厂区地形 平均地面标高为54.5m。 3. 设计内容 对工艺构筑物选型作说明, 主要处理设施,格栅、沉砂池、初沉池、曝气池～二沉池～接触消毒池,的工艺计算, 污水处理厂平面和高程布置。 4. 设计成果 设计计说明书一份, 设计图纸:污水厂平面图一张,污水处理高程图一张,曝气池或二沉池设计图一张。 三、污水处理工程课程设计指导书
污水处理技术之常见的污水处理工艺设计计算公式
污水处理技术之常见的污水处理工艺计算公式 北极星环保网讯:本文收集了最常见的AO脱氮工艺的计算书，工艺流程为格栅—调节池—AO—二沉池，每一个流程都有相应的计算书汇总，仅供大家参考！ 格栅 1、功能描述 格栅由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在污水渠道、泵房集水井的进口处或污水处理厂的端部，用以截留较大的悬浮物或漂浮物，如纤维、碎、毛发、木屑、果皮、蔬菜、塑制品等，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷，并使之正常运行。按照栅栅条的净间隙，可分为粗格栅〔50~100mm〕、中格栅〔10~40mm〕、细格栅〔3~10mm〕。 2、设计要点 设置格栅的目的是拦截废水中粗大的悬浮物，首先废水的水质选择栅条净间隙，然后废水的水量和栅条净间隙来计算格栅的一些参数〔B、L〕，得到的这些参数就可以选择格栅的型号。工业废水一般采用e=5mm,如造纸废水、制糖废水、制药废水等。采用格栅的型号一般有固定格栅、回转式机械格栅。 3、格栅的设计 〔1〕栅槽宽度 〔2〕过栅的水头损失： 式中： h1——过栅水头损失，m ； h0——计算水头损失，m ； g ——重力加速度，9.81m/s2 k ——系数，格栅受污染堵塞后，水头损失增大的倍数，一般k=3； ξ ——阻力系数，与栅条断面形状有关，，当为矩形断面时，β= 2.42。〔其他形状断面的系数可参照废水设计手册〕 〔3〕栅槽总高度：
为防止造成栅前涌水，故将栅后槽底下降h1作为补偿。 式中： H ——栅槽总高度，m ； h0 ——栅前水深，m ； g ——栅前渠道超高，m，一般用0.3m。 〔4〕栅槽总长度： 调节池 1、功能描述 调节池主要起到收集污水，调节水量，均匀水质的作用。 2、设计要点 调节池的水力停留时间〔HRT〕一般取4-6h；其有效高度一般取4-5m，设计时，按水力停留时间计算池容并确定其规格。 3、调节池设计计算： 〔1〕有效容积Ve 式中： Qmax——设计进水流量(m3/h) HRT ——水力停留时间〔h〕； 〔2〕有效面积Ae 式中：he——调节池有效高度 〔3〕调节池实际尺寸
活性污泥法的工艺设计及原理
活性污泥法工艺的设计与运行管理 一、曝气池设计 在进行曝气池容积计算时，应在一定范围内合理地确定污泥负荷（Ns）和污泥浓度（X）值，此外，还应同时考虑处理效率、污泥容积指数（SVI）和污泥龄等参数。 设计参数的来源主要有两个途径，一是经验数据，另一个是通过实验获得。以生活污水为主体的城市污水，主要设计参数已比较成熟，可以直接取用于设计，但是对于工业废水，则应通过实验和现场实测以确定其各项设计参数。在工程实践中，由于受实验条件的限制，一般也可根据经验选取。 1.曝气池容积的设计计算 （1）污泥负荷的确定 （2）混合液污泥浓度的确定 2.需氧量和供气量的计算 （1）需氧量 （2）供气量 ①影响氧转移的因素 A.氧的饱和浓度 B.水温 C.污水性质 a.污水中含有的各种杂质对氧的转移产生一定的影响，将适用于清水的KLa用于污水时，需要用系数α进行修正。 污水的KLa = α·清水的KLa
修正系数α值可通过实验确定。一般α值为0.8～0.85。 b.污水中的盐类也影响氧在水中的饱和度（Cs），污水Cs值用清水Cs值乘以β 值来修正，β值一般介于0.9～0.97之间。 c.大气压影响氧气的分压，因此影响氧的传递，进而影响Cs。气压增高，Cs值 升高。对于大气压不是1.013×105Pa的地区，Cs值应乘以压力修正系数ρ，ρ= 所在 地区的实际气压/（1.013×105Pa）。 d.对于鼓风曝气池，空气压力还与池水深度有关。安装在池底的空气扩散装置出 口处的氧分压最大，Cs值也最大。但随着气泡的上升，气压逐渐降低，在水面时，气 压为1.013×105Pa（即1大气压），气泡上升过程中一部分氧已转移到液体中。鼓风曝 气池内的Cs值应是扩散装置出口和混合液表面两处溶解氧饱和浓度的平均值。 另外，氧的转移还和气泡的大小、液体的紊动程度、气泡与液体的接触时间有关。空气扩散装置的性能决定气泡直径的大小。气泡越小，接触面积越大，将提高KLa值，有利于氧的转移；但另一方面不利于紊动，从而不利于氧的转移。气泡与液体的接触时间越长，越利于氧的转移。 氧从气泡中转移到液体中，逐渐使气泡周围液膜的含氧量饱和，因而，氧的转移效率又取决于液膜的更新速度。紊流和气泡的形成、上升、破裂，都有助于气泡液膜的更新和氧的转移。 从上述分析可见，氧的转移效率取决于气相中氧分压梯度、液相中氧的浓度梯度、气液之间的接触面积和接触时间、水温、污水的性质和水流的紊动程度等因素。 ②供气量的计算 1.空气扩散装置 空气扩散装置的类型较多，目前应用较多的是微孔曝气器。该类型曝气器
工艺方法——循环活性污泥工艺(CASS)
工艺方法——循环活性污泥工艺（CASS） 工艺简介 一、运行原理 CASS工艺是将序批式活性污泥法（SBR）的反应池沿长度方向分为两部分，前部为生物选择区也称预反应区，后部为主反应区。在主反应区后部安装了可升降的滗水装置，实现了连续进水间歇排水的周期循环运行，集曝气沉淀、排水于一体。CASS工艺是一个厌氧/缺氧/好氧交替运行的过程，具有一定脱氮除磷效果，废水以推流方式运行，而各反应区则以完全混合的形式运行以实现同步硝化一反硝化和生物除磷。 二、工艺流程 对于一般城市污水，CASS工艺并不需要很高程度的预处理，只需设置粗格栅、细格栅和沉砂池，无需初沉池和二沉池，也不需要庞大的污泥回流系统（只在CASS反应器内部有约20%的污泥回流）。CASS工艺运行过程包括充水-曝气、沉淀、滗水、闲置四个阶段组成，具体运行过程为： （1）充水-曝气阶段 边进水边曝气，同时将主反应区的污泥回流至生物选择区，一般回流比为20%。在此阶段，曝气系统向反应池内供氧，一方面满足好氧微生物对氧的需要，另一方面有利于活性污泥与有机物的充分混合与接触，从而有利于有机污染物被微生物氧化分解。同时，污水中的氨氮通过微生物的硝化作用转变为硝态氮。
（2）沉淀阶段 停止曝气，微生物继续利用水中剩余的溶解氧进行氧化分解。随着反应池内溶解氧的进一步降低，微生物由好氧状态向缺氧状态转变，并发生一定的反硝化作用。与此同时，活性污泥在几乎静止的条件下进行沉淀分离，活性污泥沉至池底，下一个周期继续发挥作用，处理后的水位于污泥层上部，静置沉淀使泥水分离。 （3）滗水阶段 沉淀阶段完成后，置于反应池末端的滗水器开始工作，自上而下逐层排出上清液，排水结束后滗水器自动复位。滗水期间，污泥回流系统照常工作，其目的是提高缺氧区的污泥浓度，随污泥回流至该区内的污泥中的硝态氮进一步进行反硝化，并进行磷的释放。 （4）闲置阶段 闲置阶段的时间一般比较短，主要保证滗水器在此阶段内上升至原始位置，防止污泥流失。实际滗水时间往往比设计时间短，其剩余时间用于反应器内污泥的闲置以及恢复污泥的吸附能力。 三、工艺优点 （1）工艺流程简单，占地面积小，投资较低 CASS的核心构筑物为反应池，没有二沉池及污泥回流设备，一般情况下不设调节池及初沉池。因此。污水处理设施布置紧凑、占地省、投资低。 （2）生化反应推动力大 在完全混合式连续流曝气池中的底物浓度等于二沉池出水底物
活性污泥法污泥产量计算
活性污泥法污泥产量计算 活性污泥工艺的设计计算方法探讨 摘要对活性污泥工艺的三种设计计算方法：污泥负荷法、泥龄法、数学模型法的优缺点进行了评述，建议现阶段推广采用泥龄法进行设计计算，并对泥龄法基本参数的选用提出了意见。 关键词活性污泥工艺泥龄法污泥负荷法数学模型法设计计算 活性污泥工艺是城市污水处理的主要工艺，它的设计计算有三种方法：污泥负荷法、泥龄法和数学模型法。三种方法在操作上难易程度不同，计算结果的精确度不同，直接关系到设计水平、基建投资和处理可靠性。正因为如此，国内外专家都在进行大量细致的研究，力求找出一种精确度更高而又便于操作的计算方法。 1污泥负荷法 这是目前国内外最流行的设计方法，几十年来，运用该法设计了成千上万座污水处理厂，充分说明它的正确性和适用性。但另一方面，这种方法也存在一些问题，甚至是比较严重的缺陷，影响了设计的精确性和可操作性。 污泥负荷法的计算式为［1］ V=24LjQ／1000FwNw=24LjQ／1000Fr(1) 污泥负荷法是一种经验计算法，它的最基本参数Fw(曝气池污泥负荷)和Fr(曝气池容积负荷)是根据曝气的类别按照以往的经验设定，由于水质千差万别和处理要求不同，这两个基本参数的设定只能给出一个较大的范围，例如我国的规范对普通曝气推荐的数值为Fw=0.2～0.4 kgBOD/(kgMLSS·d) Fr=0.4～0.9 kgBOD/(m3池容·d) 可以看出，最大值比最小值大一倍以上，幅度很宽，如果其他条件不变，选用最小值算出的曝气池容积比选用最大值时的容积大一倍或一倍以上，基建投资也就相差很多，在这个范围内取值完全凭经验，对于经验较少的设计人来说很难操作，这是污泥负荷法的一个主要缺陷。
活性污泥法污水处理毕业设计(含计算书)[管理资料]
引 言 人类发展到今天，物质财富得到了空前的繁荣，人民生活水平得到极大的提高，人类进入了一个高度发达的文明社会。全球化的通信网络，高度发达的信息技术，使人类从来没有生活得如此便利和富有，但这并不能说明人类比以往任何一个时期都生活得更加舒适和惬意。人类在向自然界大肆索取的同时，也受到了应有的惩罚。全球变暖，臭氧层破坏，物种灭绝等等，使人类的生存环境受到严重的威胁。 我国的水资源总量较丰富，但人均和亩均占有量少，且水资源时空分布不均，用水浪费的现象也很普遍。其中水体污染现象严重，一直被受关注。目前水污染控制技术在不断的提高。传统的技术有物理处理法，化学处理法，生物处理法等，其中还有许多近年来发展起来的技术，虽然它们出现的时间还比较短，但许多技术都得到了很好的应用，有的技术的处理效果甚至比传统的要好得多。鉴于水平有限，我们在这里就只介绍一种生物处理法——传统活性污泥法。 活性污泥法是处理城市污水最广泛的使用方法。它能从污水中去除溶解的和胶体的可生物降解有机物以及能被活性污泥吸附的悬浮固体和其他一些物质。无机盐类（磷和氮的化合物）也能部分地被去除。类似的工业废水也可用活性污泥法处理。活性污泥法既适用于大流量的污水处理，也适用于小流量的污水处理。运行方式灵活，日常运行费用较低，但管理要求高。活性污泥法本质上与天然水体（江湖）的自净过程相似，二者都为好氧生物过程，只是它的净化强度大，因而活性污泥法是天然水体自净作用的人工化和强化。 关键字：活性污泥 曝气池 污泥浓缩池 一．格栅的计算 Q=s m /2，分段面采用矩形，格栅前水深h=,通过格栅流速v=, 格栅斜面与水平成060倾角，栅条宽度s=10mm, 栅槽前后进水渠宽b=,展开角α=200。 解：)(249 .04.0025.060sin 23.0bhv sina Qmax n 个=⨯⨯︒⨯== 1）S= m bn n s B 083 .024025.0)124(01.0)1(=⨯+-⨯=+-= 2）进水渠深0 1120,4.0==αm b m tg B B l tg 59.02)(02024.083.0111== -=-α 3）渐窄部分 m l l 295.02 12== 4）设锐边矩形端面 m o g v ak b s h 077.08 .929.0323)025.001.0(42.2sin )(2 3/423/41=⨯⨯⨯⨯⨯==β
工业废水活性污泥法设计参数和计算公式的探讨
工业废水活性污泥法设计参数和计算公式的探讨 何小娟;张之骅 【摘要】工业废水种类繁多,并且大部分工业废水的水质特性与城镇污水之间存在较大差别,适用于城镇污水处理设计的参数和计算公式不一定适用于工业废水.对我国现行废水处理设计规范中活性污泥法的主要设计参数进行了汇总,分析了这些规范中存在的一些不足之处,包括以BOD5表征有机物含量的合理性,以泥龄法计算生化池容积和剩余污泥量的局限性,以及A/O法缺氧池(区)容积规定存在的误区等,并对工业废水处理的设计提出了建议.%There are many kinds of industrial wastewater,most of which have quite different characteristics from sanitary sewage.Therefore,the design parameters and calculation formulas suitable for sanitary sewage might not be suitable for industrial wastewater.The main design parameters of activated sludge process in current wastewater treatment codes are summarized,and some disadvantages in these codes,including the rationality of using BOD5 to indicate the content of organic substances,the limitation of using sludge age for calculating the volume of biological reaction tank and the quantity of residual activated sludge,and the incorrect specification for the volume of anoxic zone of A/O process,are analyzed.Furthermore,some suggestions for the design of the industrial wastewater treatment are put forward. 【期刊名称】《工业水处理》 【年(卷),期】2013(033)004 【总页数】6页(P13-17,24)
活性污泥法设计
1. 传统活性污泥法 1.1. 主要设计参数 去除碳源污染物的生物反应池的主要设计参数可按表8.1-1的规定取值。 表8.1-1 去除碳源污染物的生物反应池的主要设计参数表 1.2. 计算公式 （1） 按污泥负荷计算 X L Se S Q V S O ⨯⨯-⨯=1000)( （2） 按污泥龄计算 )1(1000)(d C V O C K X Se S QY V θθ+⨯-= 式中：V ——生物反应池的容积（m³）； Q ——生物反应池的设计流量（m³/d ）； o S ——生物反应池进水五日生化需氧量浓度（mg/L ）； o S ——生物反应池出水五日生化需氧量浓度（mg/L ）； （当去除率大于90%时可不计入） S L ——生物反应池的五日生化需氧量污泥负荷（kgBOD 5/kgMLSS·d ）；
X ——生物反应池内混合液悬浮固体平均浓度（gMLSS/L ） ； Y ——污泥产率系数（kgVSS/kgBOD 5） ，宜根据试验资料确定，无试验资料时，可取0.4~0.8； C θ——设计污泥龄（d ），其数值为3~15； V X ——生物反应池内混合液挥发性悬浮固体平均浓度（gMLVSS/L ）； d K ——衰减系数（d -1），20°的数值为0.04~0.075； （3） 衰减系数d K 值应以当地冬季和夏季的污水温度进行修正，计 算公式： 20-20d )(T T T K K θ•= 式中：T K d ——T℃时的衰减系数（d -1）； 20K ——20℃时的衰减系数（d -1）； Q T ——温度系数，采用1.02~1.06 T ——设计温度（℃）； （生物反应池的始端可设缺氧或厌氧选择区（池），水力停留时间宜采用0.5h~1.0h 。 2. 厌氧/缺氧/好氧法（AAO 或A²O 法） 当以脱氮除磷为主时，应采用厌氧/缺氧/好氧法（AAO 或A²O 法）的水处理工艺，并应符合下列规定： 1) 脱氮时，污水中的五日生化需氧量和总凯氏氮之比宜大于4； 2) 除磷时，污水中的五日生化需氧量和总磷之比大于17； 3) 好氧区（池）剩余总碱度宜大于70mg/L （以CaCO 3计），当进水碱度不能满足上诉要求时，应采取增加碱度的措施； 2.1. 采用缺氧/好氧法（A N O 法）生物脱氮的主要设计参数 缺氧/好氧法（A N O 法）生物脱氮的主要设计参数