污水处理厂AO工艺设计

设计课题名称： 10万m3/d的污水处理厂A/O工艺设计 指导老师： 设计时间： 学生姓名：

格栅 ........................................................................................................................ 初沉池.................................................................................................................... 初沉池.................................................................................................................... 3.1.5、厌氧池 .................................................................................................... 3.1.6、缺氧池计算 ........................................................................................... 曝气池.................................................................................................................... 曝气池设计计算 .................................................................................................

4.1 池体设计 .............................................................................................................

二沉池.................................................................................................................... 污泥浓缩池 .......................................................................................................... 2.1污泥浓缩池设计计算： ............................................................................ 污水处理部分高程计算: .................................................................................. 本污水处理厂高程计算 ...........................................................................................

引言：

长期以来，城市污水处理均以去除有机物和悬浮物为目的，其工艺为普通活性污泥法．该法对氮、磷等无机营养物去除效果很差．一般来说，氮的去除率只有20％～30％，磷的去除率只有10％～20％．随着大量的化肥、农药、洗涤剂等高浓度氮、磷工业废水的排出，导致城市污水中N、P浓度急剧增加，从而引起水体中溶解氧降低及水体富营养化，同时影响了处理后污水的复用。所以，要求在城市污水处理过程中不仅要有效地去除BOD和SS，而且要有效地脱氮除磷。

本设计中即采用厌氧－好氧（即A／O工艺）对某城市生活污水进行处理，日处理能力100000方。出水达到1996年颁布的国家综合污水排放标准水质要求。

AO工艺

AO工艺法也叫厌氧好氧工艺法，A(Anacrobic)是厌氧段，用与脱氮除磷；O(Oxic)是好氧段，用于除水中的有机物。 A/O法脱氮工艺的特点：

（a） 流程简单，勿需外加碳源与后曝气池，以原污水为碳源，建设和运行费用较低；

（b） 反硝化在前，硝化在后，设内循环，以原污水中的有机底物作为碳源，效果好，反硝化反应充分；

（c） 曝气池在后，使反硝化残留物得以进一步去除，提高了处理水水质；

（d） A段搅拌，只起使污泥悬浮，而避免DO的增加。O段的前段采用强曝气，后段减少气量，使内循环液的DO含量降低，以保证A段的缺氧状态。 A/O法脱氮工艺的优点：

①系统简单，运行费低，占地小；

②以原污水中的含碳有机物和内源代谢产物为碳源，节省了投加外碳源的费用； ③好氧池在后，可进一步去除有机物；

④缺氧池在先，由于反硝化消耗了部分碳源有机物，可减轻好氧池负荷； ⑤反硝化产生的碱度可补偿硝化过程对碱度的消耗。 A/O法存在的问题:

1.由于没有独立的污泥回流系统，从而不能培养出具有独特功能的污泥，难降解物质的降解率较低；

2、若要提高脱氮效率，必须加大内循环比，因而加大运行费用。此外，内循环液来自曝气池，含有一定的DO，使A段难以保持理想的缺氧状态，影响反硝化效果，脱氮率很难达到90%

3、影响因素：水力停留时间（硝化>6h ，反硝化3000mg/L）污泥龄（>30d ）N/MLSS

负荷率（<0.03 ）进水总氮浓度（<30mg/L）

A市污水处理厂工艺设计

一、设计资料 1、城市概况

坂雪岗行政区隶属龙岗区布吉镇，龙岗区位于深圳市北部，东临惠州淡澳开发区，南连深圳经济特区，西接宝安区，北靠东莞、惠州。龙岗全区共辖10个镇，分别为平湖、布吉、横岗、龙岗、坪地、坪山、坑梓、葵涌、大鹏、南澳等镇。

坂雪岗片区具有优越的地域优势和十分方便的交通条件，距福田中心区6km，距梅林关1.5km，布吉检查站10km.。东有规划的清平快速干道和龙岗区第二通道起点，南经五和路接通梅林关，西有梅观高速公路，北有机荷高速公路，中部东西向有布龙一级公路和平南铁路贯穿其中，且平南铁路在坂田段设有坂田站。 2、自然条件 （1） 地质、地形

龙岗区地处深圳市东北部，地形略呈芭蕉叶形；其地貌东南部为半岛海湾，南部为海岸山脉，西北部为低山丘陵，中部为丘陵盆地相间。总的地势为西南高，东北低。坂雪岗片区地貌属于低岭残丘谷地，南部、北部高，中部较为平缓，中部相对高差30m左右，整个地势呈东南北高，西部低。

坂雪片区地表主要由残积岩、冲积岩两种类型构成，表土层深厚，工程地质条件好。由于地势总体平缓，有较好的建设条件。 （2） 气象

区域属亚热带海洋性季风气候。

气温：多年平均气温22℃；年最高气温为37.2℃，年最低气温为4℃。 降雨：多年平均降雨为1933.3mm，降雨量年内分布极为匀。主要集中在夏秋季节，4月份降雨量占全年的85%左右，10月至次年3月降雨量减少，占全年的15%左右。

风向：常年主导风向为东南风。

风速：年平均风速为2.6米/秒左右。冬季各月风速较大，夏季各月风速较小，极端最大风速大于40m/s，风力超过12级。 （3）境内水系

龙岗区内河流分为两大水系：即海湾水系和东江水系。以海岸、山脉和羊台山为主要分水岭，南部主要河流布吉河、葵涌河、东涌河、新大河及王母河汇入深圳湾、大棚湾、大亚湾；梧桐山——梅沙尖——大岭古分水岭以北为东江水系，主要河流有龙岗河、坪山河。

坂雪岗处区内两条河流为坂田河、岗头河。两河均不大，河宽仅十余米，是坂雪岗片区的排洪农灌河流，两河汇入观澜河，区域内污水通过岗头河进入观澜河，最终

进入东深供水渠，是深圳和香港的重要供水水源。为改善区域内居民的生活环境，减轻甚至消除污染，确保深圳及香港水源免受污染，兴建坂雪岗污水处理厂工程是非常必要和紧迫的。 （4） 地震

本区基本地震烈度为七度。 3、城市排水情况

在目前服务区域内一部分老的排水系统采用合流制，新建区采用的是分流制并且逐步占据主要部分，排水方向均为坂田河、岗头河。鉴于服务区域为农村城市化地域，要想将目前的合流制改造成分流制实施困难，即使在将来的新建区全部实施分流制也有相当的难度，但根据规划还是要在新建区实行分流制，逐步完善排水系统。 4、水量资料 5、水质资料 （1）进水水质资料： 项目 设计进水水质（mg/L） （2）出水水质资料 项目 设计出水水质（mg/L） 去除率（%） 二、设计内容

1、 污水处理方案、工艺流程的确定； 2、 污水处理厂的工艺设计计算说明书；

3、 污水处理构筑物（格栅、曝气沉砂池，初沉池，曝气池、二沉池）的工艺设计平、剖面图（地面高程为91.000m，进水管管底高程85.000m，管径为DN1400m，充满度为0.75，最高洪水水位86m，跌水取2.0m）； 三、绘图要求

1.绘制的图纸不得少于7张，图纸规格为A3图纸。其组成如下： CAD制图 7张 2.具体图纸为：

COD ≤60 78.6 BOD5 ≤20 86.7 SS ≤20 88.9 NH3-N ≤10 60.0 TN ≤15 57.1 TP ≤0.9 77.5 COD 280 BOD5 150 SS 180 NH3-N 25 TN 35 TP 4 污水厂厂区平面图 1张 污水厂工艺高程图 1张 曝气池工艺图 1张 曝气沉砂池图 1张 格栅工艺图 1张 二沉池工艺图 1张 污泥浓缩池图 1张

3.污水处理厂的平面图中，必须将污水和污泥处理构筑物、泵站及附属建筑物按各自的横向、纵向比例绘出并注明尺寸。

4.污水与污泥高程图中，要求沿污泥流动距离最长、水头损失最大的流程，并控制最大设计流量进行高程计算，以此来绘制高程剖面图。图中必须注明地面平整后标高、各构筑物的顶部、底部以及水面标高；受纳水体的洪水位、常水位、枯水位标高。横向比例：1：500～1000；纵向比例：1：50～100。

污水处理构筑物设计计算：

格栅

格栅用以截留水中的较大悬浮物或漂浮物，以减轻后续处理构筑物的负荷，用来去除那些可能堵塞水泵机组驻管道阀门的较粗大的悬浮物，并保证后续处理设施能正常运行的装置。

格栅。

（1）格栅栅条间隙，应符合下列要求：

人工清除 25～40mm 机械清除 16～25mm 最大间隙 40mm

（2）在大型污水处理厂或泵站前原大型格栅(每日栅渣量大于0.2m3),一般应采用机械清渣。

（3）格栅倾角一般用450～750。机械格栅倾角一般为600～700。 （4）通过格栅的水头损失一般采用0.08～0.15m。 （5）过栅流速一般采用0.6～1.0m/s。 运行参数：

设计流量Q=105m3/d=1157L/s

栅前流速v1=0.7m/s 过栅流速v2=0.9m/s 栅条宽度s=0.01m 格栅间隙e=25mm 栅前部分长度0.5m 格栅倾角α=60° 过栅水头损失：0.175m

1.1设计参数：

设计流量Q=100000m3/d

栅前流速v1=0.6m/s，过栅流速v2=1.0m/s 栅条宽度s=0.01m，格栅间隙e=25mm 栅前部分长度0.5m，格栅倾角α=60° 单位栅渣量ω1=0.06m3栅渣/103m3污水

1.2设计计算

（1）设过栅流速v=1.0m/s，格栅安装倾角为60度则:栅前槽宽

B12Qmax21.157B1.520.76m 1.52m 栅前水深h1221.0v2（2）栅条间隙数nQmaxsin1.157sin6055.6(取n=58)

ehv20.0250.671.0（3）栅槽有效宽度B=s（n-1）+en=0.01（58-1）+0.025×58=2m

（4）进水渠道渐宽部分长度L1角）

BB121.340.9m（其中α1为进水渠展开

2tan12tan20（5）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L2（6）过栅水头损失（h1） 因栅条边为矩形截面，取k=3，则

L10.45m 2v20.01312h1kh0ksin32.42()sin600.094m

2g0.02529.81（0.08~0.15） 其中ε=β（s/e）4/3

h0：计算水头损失

k：系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增加倍数，取k=3 ε：阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时β=2.42 （7）栅后槽总高度（H）

取栅前渠道超高h2=4.3m，则栅前槽总高度H1=h+h2=0.67+4.3=4.97m 栅后槽总高度H=h+h1+h2=0.67+0.094+4.3=5.06m

（8）格栅总长度L=L1+L2+0.5+1.0+1.1/tan=0.9+0.45+0.5+1.0+1.1*4.97/tan60°=6m

（9）每日栅渣量ω=Q平均日ω1=

1000000.06

1000=6m3/d>0.2m3/d

4所以宜采用机械格栅清渣 （10）计算草图如下：

中格栅设计简图

1.3设计计算

（1）设过栅流速v=0.8m/s，格栅安装倾角为60度则:栅前槽宽

B12Qmax21.157B1.70.85m 1.7m 栅前水深h1220.8v2（2）栅条间隙数nQmaxsin1.157sin60139.6(取n=140)

ehv20.010.750.8设计两组格栅，每组格栅间隙数n=70条

（3）栅槽有效宽度B=s（n-1）+en=0.01（70-1）+0.01×70=1.39m

所以总槽宽为B=1.39×2+0.15＝2.93m（考虑中间隔墙厚0.15m） （4）进水渠道渐宽部分长度

L1BB12.930.752.99m3m2tan12tan20（其中α1为进

水渠展开角）

（5）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L2（6）过栅水头损失（h1） 因栅条边为矩形截面，取k=3，则

L11.5m 2v20.0130.812h1kh0ksin32.42()sin600.21m

2g0.0129.81其中ε=β（s/e）4/3

h0：计算水头损失

k：系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增加倍数，取k=3 ε：阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时β=2.42 （7）栅后槽总高度（H）

取栅前渠道超高h2=0.3m，则栅前槽总高度H1=h+h2=0.75+0.3=1.05m 栅后槽总高度H=h+h1+h2=1.05+0.21+0.3=1.26m

（8）格栅总长度L=L1+L2+0.5+1.0+1.1/tan=3+1.5+0.5+1.0+1.1*1.05/tan60°=6.67m

（9）每日栅渣量ω=Qω1=

1000000.08

1000=8m3/d>0.2m3/d

4所以宜采用机械格栅清渣

沉砂池(grit chamber)

在污水处理中，沉砂池的主要作用是利用物理原理去除污水中比重较大的无机颗粒，主要包括无机性的砂粒、砾石和较重的有机物质，其比重约为2.65。

一般设于初次沉淀池之前，以减轻沉淀池的负荷及改善污泥处理构筑物的条件。

目前，应用较多的沉砂池有平流沉砂池、

图3-3 沉砂池平剖示意 竖流式沉砂池、辐流式沉砂池、曝气沉砂池、涡

流沉砂池以及斜板式沉砂池。本设计中采用曝气(aeration)沉砂池。其优点是：通过调节曝气量可控制污水旋转流速，使之作旋流运动，产生离心力，去除泥砂，排除的泥砂较为清洁，处理起来比较方便；且它受流量变化影响小，除砂率稳定。同时，对污水也起到预曝气作用。

1-压缩空气管； 2-空气扩散板； 3-集砂槽

图3-4 曝气沉砂池剖面图

1.沉砂池主体设计： ⑴ 池子中总有效容积： 式中 Qmax——最大设计流量，取Qmax1.157m3/s；

t——最大设计流量时的流行时间，一般为1～3min，取2min。

由此得

3

V1.157602138.84m

⑵ 水流断面积：

式中 v1——水流流速，v10.06～0.12m/s，取0.09m/s。 得

A1.1572

12.86m 0.09取16m2。

⑶ 池总宽度：

式中 h2——设计有效水深（2～3m），取2.5m。

得:

B135.2m 2.5⑷ 每格池子宽度：

设池子格数n2格，并按照并联设计。当污水量较小时，可考虑一个工作，一个备用，得

B6.43.2m 22宽深比 b介于1.0～1.5之间，符合要求。

⑸ 池总长度：

L长宽比

长宽比可达5,符合要求。

V138.8410.68m A13⑹所需曝气量q：

式中 d——每m3污水所需曝气量（m3/m3），d值为0.1～0.2，取0.2；

q——所需曝气量（m3/h）。 得

q36000.21.157833.04（m）

3

采用压缩空气竖管连接穿孔管，管径2.5～6.0mm，取3mm。 ⑺ 沉砂室所需容积：

城市污水的沉砂量可按15～30m3/106m3计算，含水率为60%，容重为1500kg/m3。 式中 X——城市污水沉砂量，取30m3/106m3污水；

T——清砂间隔时间，取1d；

Kz——生活污水流量总变化系数，Kz1.30。 得:

1.1573018640033

m，取2.30m。 V2.3161.3010⑻ 沉砂斗容积V0：

设每一分格有2个沉砂斗，砂斗容积应按不大于2天的沉砂量计算，斗壁与水平面的倾角不小于55度，得

V0V2.303

0.575m 224⑼ 沉砂斗各部分尺寸：

设斗底宽a0.8m，斗壁与水平面成60°角，斗高h3'0.5m，则沉砂斗上口宽a为：

a2h3'a11.5m tg55沉砂斗容积：

V1h3'20.52(aaa1a1)(0.820.81.51.52)0.69m3 33V1V0，符合要求。

⑽ 沉砂室高度：

设采用机械排砂，横向池底坡度为0.1坡向砂斗，则沉砂室高度h3为：

L2a0.2h3h3'i0.50.110.6821.50.220.874m

2⑾ 池体总高度H： 设超高h10.3m，则

Hh1h2h30.32.50.8743.678m

如图3-5所示。

⑿ 验算最小流速：（n1格）

vminQmin1.15720.072m/s>0.06m/S nWmin13.22.5符合要求。

⒀ 排砂设备采用两台排砂斗，就近布置，洗砂后外运。沉砂池底部的沉砂通过吸砂泵送至砂水分离器，脱水后的清洁砂外运，分离出来的水回流至泵房吸水井。

⒁ 曝气沉砂池的曝气管路设计计算 ①空气干管设计

干管中空气流速一般为10～15m/s,气流速12m/s,则

d4qv 图3-5 池体总高度示意图

取空

49750.17m

3.14123600图3-6 空气干管示意图

②支管设计

采用竖管曝气最不易堵塞。竖管配气和管径为50mm，一条配气管设4对空气竖管，共8根空气竖管，竖管流速为4～5m/s，其最大供气量为：

q9753

60.94m/h 8282每根布气管上设有6根支管，每根支管的最大供气量为：

9753

20m/h 86由于曝气沉砂池所需的供气量和压力都比曝气池小得多，所以，鼓风机不用单设，可以与曝气池合用，具体管路计算与曝气池相同。

2.进出水设计 ⑴ 曝气沉砂池配水槽

来水由泵站出水井跌水进入沉砂池配水槽。配水槽尺寸为：

BLH1.06.41.25。其中,槽宽B1.0,H1.25B，L与池同宽，取6.4m。为避免异重流的影响，采用潜孔入流，过孔流速控制在0.2～0.4m/s之间，取0.4m/s。

单池配水孔面积:

Q1.1572

1.45m nv20.4设计孔口尺寸为：1.1m1.2m，查《给排水工程手册》第一册，第571页表得，

Fv2h，水流经孔口的局部阻力系数1.06，水流经孔口时的流速：

2gvQmax1.1570.4m/s 2F21.45则水头损失

0.42h1.060.00865m

29.8⑵ 曝气沉砂池出水

出水采用非淹没式矩形薄壁跌水堰，堰宽b同沉砂池宽b3.2m，通过堰口流量： QmbH2gH （3-3） 式中 m——流量系数，取0.45； H——堰上水头（m）。

将

代入式（4-3），得H0.36m。设堰跌水高度h0.1m，则沉砂池出水的水头损失为0.36+0.1=0.46m，出水流入水渠中，渠底接DN1000管接入集配水井。槽尺寸：

BLH1.06.41.25

故沉砂池总的水头损失(head loss)为：

h0.008650.460.469m

按经验，考虑到未计算损失，取h0.5m

初沉池

设计参数：

设计进水量：Q=100000m3/d

表面负荷： qb范围为2-2.5 m3/ m2.h ，取q=2.0 m3/ m2.h 运行参数：

沉淀池直径D=30m 有效水深 h＝2m 池总高度 H=5.55m 贮泥斗容积Vw＝33.33m3

出水系统：采用双边溢流堰，在边池沉淀完毕，出水闸门开启，污水通过溢流堰，进行泥水分离。澄清液通过池内得排水渠排除。在排水完毕后，出水闸门关闭。

排泥系统：采用轨道式吸泥机， 初沉池

3.1.4.1．设计概述

本设计中采用中央进水幅流式沉淀池两座。则每座设计进水量：Q=25000m3/d采用周边传动刮泥机。

表面负荷：qb范围为1.5-3.0m3/ m2.h ，取q=23/m2h 水力停留时间（沉淀时间）：T=2h

3.1.4.2．设计计算

（1）沉淀池面积: 按表面负荷计算：AQ1000001042m2 2qb2224（2）沉淀池直径：D4A4104236m16m 3.14有效水深为：h1=qbT=2.02=4m

D3012（介于6～12） h12.5沉淀部分有效容积;

V′=Q×t×3600(m3)= 1.157×2×3600=8330.4(m3) 池长：设水平流速:

L=3.6×v×t=3.6×5×2=36m (5)池子总宽：

B=A/L=1249.2÷36=34.7m (6)池子个数： 设每格池宽b=3.47m n=B/b=34.7÷3.47=10个 (7)校核长宽比、长深比：

长宽比：L/b=36÷3.47=10.37>4符合要求 长深比：L/h2=36÷4=9（8-12）：1 符合要求 （8）污泥部分所需的总容积：

设T=2d,s=0.3~0.8,污泥量为25g/(人 d),污泥含水率为95%，服务人口500000

人

（ ）

(9)每格池污泥部分所需容积： ′′

(10)污泥斗容积：

(m3) (11)污泥斗以上梯形部分污泥容积：

l23.47m (12)污泥斗和梯形部分污泥容积： （13）池子总高度：设缓冲层高度

H=0.3+4+0.5+2.8983=7.6983m

（3）贮泥斗容积：

本污水处理厂设计服务人口数为80万人。贮泥时间采用Tw=4h，初沉池污泥区所需存泥容积：

设池边坡度为0.05，进水头部直径为2m，则： h2=(R-r)×0.05=(18-1)×0.05=0.85m

锥体部分容积为：

11二沉池Vh(R2Rrr2)0.85(1821811)96.9m333.33m3（4）

33总高度： 取二沉池缓冲层高度h3=0.4m，超高为h4=0.3m 则二沉池总高度

H＝h1+h2+h3+h4=4+0.85+0.4+0.3=5.55m 则池边总高度为

h=h1+h3+h4=4+0.4+0.3=4.7m （5）校核堰负荷：

径深比

介于6-12之间，符合要求。 堰负荷

要设双边进水的集水槽。

（6）辐流式初沉池计算草图如下：

图4 幅流式初沉池设计计算草图

3.1.5、厌氧池 3.1.5.1.设计参数

设计流量：最大日平均时流量Q=1.157m3=1157L/s 水力停留时间：T=1h 3.1.5.2.设计计算

（1）厌氧池容积：

V= Q′T=1.157×1×3600=4165m3 （2）厌氧池尺寸：水深取为h=4.5m。 则厌氧池面积： A=V/h=4165/4.5=925m2

池宽取50m，则池长L=F/B=925/50=18.5。取18m。 设双廊道式厌氧池。

考虑0.5m的超高，故池总高为H=h+0.3=4.5+0.5=5.0m。 3.1.6、缺氧池计算 3.1.6.1.设计参数

设计流量：最大日平均时流量Q=1.157m3=1157L/s 水力停留时间：T=1h 3.1.6.2.设计计算

（1）缺氧池容积：

V=Q′T=1.157×1×3600=4165m3 （2）缺氧池尺寸：水深取为h=4.5m。 则缺氧池面积： A=V/h=4165/4.5=925m2

池宽取50m，则池长L=F/B=925/50=18.5。取18m。 考虑0.5m的超高，故池总高为H=h+0.3=4.5+0.5=5.0m。

曝气池

本设计采用推流式曝气池，采用鼓风曝气系统。 设计参数：

设计进水量：10万m3/d BOD污泥负荷率：0.25BOD5/(kgMLSS·d) 混合液污泥浓度：4300mg/L 污泥龄：14d；水力停留时间：4.32h 工艺参数：

长：80米 宽：50米 有效水深：2.5米 实际停留时间2.16小时

曝气池与厌氧池、缺氧池合建，进水均选用普通铸铁管。其中厌氧池出水进入对称式配水槽为曝气池的两组平行部分均匀布水。

出水系统采用倒虹吸式中央配水井，二对沉池进行布水。 曝气池设计计算

本设计采用传统推流式曝气池。 3.1.7.1、污水处理程度的计算 A1/O曝气池进水水质 水质资料

（1）进水水质资料： 项目 设计进水水质（mg/L） （2）出水水质资料 项目 设计出水水质（mg/L） 去除率（%） COD ≤60 78.6 BOD5 ≤20 86.7 SS ≤20 88.9 NH3-N ≤10 60.0 TN ≤15 57.1 TP ≤0.9 77.5 COD 280 BOD5 150 SS 180 NH3-N 25 TN 35 TP 4 取原污水BOD5值（S0）为280mg/L，经初次沉淀池及缺氧池、厌氧段处理，按降低25％*10考虑，则进入曝气池的污水，其BOD5值（S）为：

S＝280（1-25％）＝210mg/L

计算去除率，对此，首先按式BOD5＝5（1.42bXCe）=7.1XCe计算处理水中的非溶解性BOD5值,上式中

Ce——处理水中悬浮固体浓度，取用综合排放一级标准20mg/L; b-----微生物自身氧化率，一般介于0.05-0.1之间，取0.09； X---活性微生物在处理水中所占比例，取值0.4

得BOD5＝7.10.090.420＝5.1mg/L. 处理水中溶解性BOD5值为：20-5.1＝14.9mg/L

21014.9去除率＝100%93%

2103.1.7.2、曝气池的计算与各部位尺寸的确定

4.1 池体设计

某城镇污水日平均流量Q=100000m3/d,Kz=Kd*Kh=1.1*1.2=1.32,计算水温30c。设计城市污水水质BOD5 =150mg/L，SS=180mg/L，TKN=40mg/L。一级处理

BOD20%,SS50%,KN20%.

5出水水质要求:BOD520mg/L,SS20mg/L,TN15mg/L,NH4N8mg/L。

解：（1）确定设计参数 A1/O曝气池进水水质

BOD5=150(120%)120mg/L SS=180(150%)90mg/L KN=40(120%)32mg/L NS0.12kgBOD5/(kgMLSSd) SVI=150

回流污泥浓度：XR(10/SVI)16600mg/L 污泥回流比：R=100% 曝气池混合液污泥浓度X X=6R1XX66003300mg/L RR1R11TN0TNe3215100%53.1%

TN032TN去除率：TN混合液回流比R内TN0.531113%

1TN10.531取R内200%。

（2）计算A1/O曝气池的主要工艺尺寸

有效容积为V=

QKdS01000001.112033333m3

NSX0.123300有效水深为H1 H1=4.5m 曝气池表面积：

S总V333337407m2 H14.5设两组曝气池,每组曝气池的表面积为S： S=

S总74073703m2 22廊道宽取6m,则单组曝气池廊道总长度为L: L=

S3703617m b6每组曝气池投5条廊道,则每个廊道的长度为L1 L1L617123.4m 55污水在A1/O曝气池的停留时间为t t=取A1:O=1:4

A1段的水力停留时间：t11.46h,O段的水力停留时间：t25.84h. (3)剩余污泥量

W=Y(S0Se)QKdVXv(C0Ce)Q0.5)

=0.55(0.120.02)1000000.0520000+(0.125-0.02)1000000.5 =8440kg/d

0.73300

1000V333337.3h Q1000001.124每日生成的活性污泥量为Xw

XwW1W233002310990kg/d 剩余污泥量容积量为q(剩余污泥含水率P=99.3%) q=

W84401205m3/d

1000(1P)1000(10.993)污泥龄为cVXVXW3333333000.7100046.67d30d 9903.1.7.3、曝气系统的计算与设计

本设计采用鼓风曝气系统 （1）、需气量计算 每日去除的BOD值：

100000（87.520)1.68104kg/d

1000理论上，将1gNO3-N还原为N2需碳源有机物（BOD5表示）2.86g.一般认为，BOD5/TKN

BOD5比值大于4-6时，认为碳源充足*11。

原污水中BOD5含量为150mg/L，总氮含量为45-55mg/L,取BOD5为200mg/L，氮为50mg/L,则碳氮比为4，认为碳源充足。

AO法脱氮除磷的需氧量：2g/(gBOD5),3.43g/(gNH+3-N),1.14g/(gNO-2-N),分解1gCOD需NO-2-N0.58g或需NO-3-N0.35g*12。

因处理NH+4-N需氧量大于NO-2-N，需氧量计算均按NH+4-N计算。原水中NH+3-N含量为35-45 mg/L，出水NH+4-N含量为25mg/L。

平均每日去除NOD值，取原水NH+4-N含量为40 mg/L，则：

100000（4025）NOD＝＝1500kg/L

1000日最大去除NOD值：

100000（4525）NOD＝＝2000kg/L

1000日平均需氧量：

O2=BOD+COD=2×1.68×1000+4.57×1500×1000=4.0455×107㎏/d

取4.1×104㎏/d，即1710㎏/h。 日最大需氧量：

O2max=BOD+COD=2×1.2×1.68×1000+4.57×2000×1000=4.946×107㎏/d 即2060㎏/h。

最大时需氧量与平均时需氧量之比：3.1.7.4、供气量的计算

O2(max)20601.2 O21710本设计采用网状膜型中微孔空气扩散器，敷设于距池底0.3米处，淹没水深4.2米，计算温度定为30摄氏度。

选用Wm-180型网状膜空气扩散装置*14。

其特点不易堵塞，布气均匀，构造简单，便于维护和管理，氧的利用率较高。每扩散器服务面积0.5㎡，动力效率2.7-3.7㎏O2/KWh，氧利用率12％-15％。查表*得:

水中溶解氧饱和度 Cs(20)=9.17mg/L, Cs(30)=7.63mg/L. (1)空气扩散器出口的绝对压力（Pb）： Pb＝P+9.8×103H

其中：P---大气压力 1.013×105Pa H---空气扩散装置的安装深度，m Pb＝1.013×105Pa+9.8×103×4.2=1.425×103Pa (2)空气离开曝气池面时，氧的百分比：

其中，EA---空气扩散装置的氧转移效率，一般6％-12％ 对于网状膜中微孔空气扩散器，EA取12％，代入得：

（3）曝气池混合液中平均氧饱和度（按最不利温度条件30摄氏度），即： 其中，CS---大气压力下，氧的饱和度mg/L 得Csb(30)1.42510518.437.63()7.63(0.70340.4388)8.71mg/L

422.026105（4）换算为在20摄氏度的条件下，脱氧轻水的充氧量，即： 取值а＝0.85，β＝0.95，C=1.875,ρ=1.0; 代入各值，得：

R01.7109.172236.9kg/h 30-200.85[0.951.08.71-1.875]1.024取2250kg/h。

相应的最大时需氧量为：

R0(max)20609.172694.kg/h 30-200.85[0.951.08.71-1.875]1.024取2700kg/h。

（5）曝气池的平均时供氧量: （6）曝气池最大时供氧量：

（7）每m污水供气量：

6.251042415m3空气/ m3污水

1000003

3.1.7.5、空气管系统计算

选择一条从鼓风机房开始最长的管路作为计算管路，在空气流量变化处设设计节点，统一编号列表计算。

按曝气池平面图铺设空气管。

在相邻的两廊道的隔墙上设一根干管，共5根干管，在每根干管上设5对配气竖管，共10条配气竖管，全曝气池共设50根曝气竖管，每根竖管供气量为：625001250m3/h 50曝气池总平面面积为4000m3。

每个空气扩散装置的服务面积按0.49m3计，则所需空气扩散装置的总数为： 40008164个 0.49为安全计，本设计采用9000个空气扩散装置，则每个竖管上的空气扩散装置数目为：

9000180个 50625006.95m3/h 9000将已布置的空气管路及布设的空气扩散器绘制成空气管路计算图进行计算。

每个空气扩散装置的配气量为：

根据表4计算，得空气管道系统的总压力损失为：

网状膜空气扩散器的压力损失为5.88kPa，则总压力损失为：5880+603.68＝6483.68Pa

为安全计，设计取值9.8kPa。

空气扩散装置安装在距曝气池底0.3米处，因此，鼓风机所需压力为： 鼓风机供气量：

最大时供气量：7.1×104m3/h，平均时供气量：6.25×104 m3/h。

根据所需压力和供气量，决定采用RG-400型鼓风机8台，5用3备，根据以上数据设计鼓风机房。

管段编号22-2121-2020-1919-1818-1717-1616-1515-1414-1313-1212-1111-1010-99-88-77-66-55-44-33-22-1汇总管段长度（m）0.420.420.420.420.420.210.50.50.50.50.50.50.54.71010101025.216空气流量（m3/ ）6.9513.920.8527.834.7541.783.4166.8250.2333.6417500.4538.8125125025004750610008125102502062550空气流量m/min0.120.230.350.460.580.701.392.784.175.566.958.348.9820.8541.7083.40125.10166.80208.50417.001042.503空气流速（m/s）43.184.74.085.16.125.095.723.965.093.824.463.275.211012.511.512.5131515管径（㎜）324040505050751001501502002002503003004005005505508001200配件弯头一个三通一个三通一个三通一个三通一个三通一个三通一个三通一个三通一个三通一个三通一个三通一个三通一个四通一个三通一个四通一个四通一个四通一个四通一个三通一个四通一个三通一个长度系数0.0210.0210.0270.0270.0270.0450.0630.1030.1030.1450.1450.1890.2360.2360.3330.4350.4880.4880.7651.245当量长度(m)0.331.551.551.991.991.993.324.657.607.6010.7010.7013.9517.4217.4224.5832.1136.0236.0256.4691.89计算长度(m)0.751.971.972.412.412.203.825.158.108.1011.2011.2014.4522.1227.4234.5842.1146.0261.2272.4691.89比摩阻9.8Pa/m0.350.450.750.380.50.350.60.390.170.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.1压力损失9.8Pa0.260.891.480.921.210.772.292.011.380.811.121.121.452.212.743.464.214.606.127.259.1961.603.1.7.6、回流污泥泵房

取回流比R=1,设三台回流污泥泵，备用一台，则每台污泥流量为 选用螺旋泵的型号为LXB-1000*13。据此设计回流污泥泵房。

二沉池

3.1设计概述

本设计中采用中央进水幅流式沉淀池六座。则每座设计进水量：Q=100000m3/d采用周边传动刮泥机。

表面负荷：qb范围为1.0—1.5 m3/ m2.h ，取q=13/m2h 水力停留时间（沉淀时间）：T=2.5h 3.2设计计算

（1）沉淀池面积: 按表面负荷计算：AQ100000694m2 4qb1624（2）沉淀池直径：D4A469430m16m 3.14有效水深为：h1=qbT=1.02.5=2.5m<4m

D3012（介于6～12） h12.5（3）贮泥斗容积：

为了防止磷在池中发生厌氧释放，故贮泥时间采用Tw=2h，二沉池污泥区所需存泥容积：

设池边坡度为0.05，进水头部直径为2m，则：

h4 (R-r)×0.05=(15-1)×0.05=0.7m

锥体部分容积为：

另需一段柱体装泥，设其高为h3，则： （4）二沉池总高度：

取二沉池缓冲层高度h5=0.4m，超高为h2=0.3m 则二沉池总高度

H＝h1+h2+h3+h4+h5=2.5+0.3+0.65+0.7+0.4=4.55m

则池边总高度为

h=h1+h2+h3+h5=2.5+0.3+0.65+0.4=3.85m

（5）校核堰负荷： 径深比

均在6-12之间，符合要求。 堰负荷

符合要求，单边进水即可。 （6）辐流式二沉池计算草图如下：

幅流式二沉池设计计算简图

污泥浓缩池

设计规定及参数*8：

①进泥含水率：当为初次污泥时，其含水率一般为95%～97%;当为剩余活性污泥时，其含水率一般为99.2%～99.6%。

②污泥固体负荷：负荷当为初次污泥时，污泥固体负荷宜采用80～120kg/(m2.d)当为剩余污泥时，污泥固体负荷宜采用30～60kg/(m2.d)。

③浓缩时间不宜小于12h，但也不要超过24h。 运行参数：

设计流量：每座302kg/d ，采用2座

进泥浓度 8.6g/L 污泥浓缩时间 16h 进泥含水率 99.2% 出泥含水率 970% 泥斗倾角 60度 高度 2.5m 贮泥时间 16m 上部直径 12m 浓缩池总高 4.40m 泥斗容积 133.35m3

2.1污泥浓缩池设计计算：

污泥含水率高，体积大，从而对污泥的处理、利用及输送都造成困难，所以对污泥进行浓缩。重力浓缩法是利用自然的重力沉降作用，使固体中的间隙水得以分离。重力浓缩池可分为间歇式和连续式两种，我们选用间歇式重力浓缩池。如图8所示：

污泥浓缩池设计简图

2.2浓缩污泥量的计算

其中，X— 每日增长（排放）的挥发性污泥量（VSS），㎏/d； Q(Sa-Se)— 每日的有机污染物降解量，㎏/d；

Y— 污泥产率，生活污水0.5-0.65，城市污水0.4-0.5；

VXV----曝气池内，混合液中挥发性悬浮固体总量，㎏，XV=MLVSS； Kd——衰减系数，生活污水0.05-0.1，城市污水0.07左右

取Y＝0.5，Kd＝0.07，Sa＝187.5mg/L，Se＝20mg/L,Q=12.01×104m3/d，V=2×104m3,则:

XV=f×MLSS=0.75×4300/1000=3.225㎏/L

剩余污泥量：QSX fXr采用间歇式排泥，剩余污泥量为604.65m3/d，含水率P1＝99.2％，污泥浓度为8.6㎏/ m3；浓缩后的污泥浓度为31.2g/L，含水率P2＝97％。 2.3浓缩池各部分尺寸计算

（1）浓缩池的直径

采用两个圆形间歇式污泥浓缩池。有效水深h2取2m，浓缩时间取16h。 则浓缩池面积

则其污泥固体负荷为：

浓缩池污泥负荷取20-30之间，故以上设计符合要求。 采用两个污泥浓缩池，则每个浓缩池面积为：

A0＝201.42/2＝100.71㎡

则污泥池直径： 取D=12m。

（2）、浓缩污泥体积的计算

则排泥斗所需体积为161.24×16/24＝107.5m3

D（3）、排泥斗计算，如图，其上口半径r26m

2其下口半径为0.5，污泥斗倾角取45度，则其高h1=2.5m。 则污泥斗容积

13

Vh1(r12r1r2r22)184.7m3>107.5m

3（4）、浓缩池高度计算：

H=h1+h2+h3=2.5+2+0.3=4.8m

排泥管、进泥管采用D=300mm，排上清液管采用三跟D＝100mm铸铁管。浓缩池后设储泥罐一座，贮存来自除尘池的新污泥和浓缩池浓缩后的剩余活性污泥。贮存来自初沉池污泥400m3/d，来自浓缩池污泥161.24 m3/d。总污泥量取600 m3/d。设计污泥停留时间为16小时，池深取3m，超高0.3m，缓冲层高度0.3m。直径6.5

污水处理部分高程计算:

本污水处理厂高程计算

设地面标高为91.00m，最高洪水水位为86m，进水口85m，出水口86m 泵站 85+1.9=86.9m 86.9-0.3=86.6m 格栅

池顶标高=86.6+0.5=87.1m 水面标高=87.1-0.2=86.9m 曝气沉砂池

池顶标高=86.9+0.5=87.4m 水面标高=87.4-0.2=87.2m 平流式初沉池

池顶标高=87.2+0.5=87.7m 水面标高=87.7-0.3=87.4m 曝气池（A/O）

池顶标高=87.4+0.5=87.9m 水面标高=87.9-0.4=87.5m 辐流式沉定池

池顶标高=87.5+0.5=88.0m 水面标高=88.0-0.3=87.7m 浓缩池

池顶标高=87.7+0.5=88.2m 水面标高=88.2-0.2=88m 出水口

88-2=86m （跌水为2m）

（地面高程为91.000m，进水管管底高程85.000m，管径为DN1400m，充满度为0.75，最高洪水水位86m，跌水取2.0m）

河水洪水位：86 排水口水位；124

池底标高124 池顶标高127.4

二沉池水头损失：0.60 二沉池出水水位：126.9 水面水位127.2 二沉池池底高程123.45 二沉池池顶高程129.13

二沉池中央配水井出水口损失：0.20 二沉池中央配水井水位出水水位127.4 二沉池中央配水井水位127.6 二沉池中央配水井进水口损失：0.10 曝气池水头损失：0.5 曝气池出水口水位128 曝气池水位：128.5 厌氧池水头损失：0.03 厌氧池水位：128.53 缺氧池水头损失：0.03 缺氧池水位：128.56

A2/O工艺段池底高程123.56 池顶高程129.56

缺氧池进水部分水头损失：0.1 幅流式初沉池水头损失：0.6

初沉池水位：129.3 初沉池池底高程126.3 池顶高程134.3 初沉池配水井出水部分水头损失0.1 初沉池配水井水位129.4

初沉池配水井进水部分水头损失：0.1 沉沙池水头损失：0.2

沉沙池水位：129.7 沉砂池池底高程129.2 池顶高程130.5 细格栅栅后水位130.45 栅前水位130.66

进水泵房水位122 中格栅栅后水位122.07 栅前水位122.27