污水處理廠設(shè)計(jì)計(jì)算書

1、污水處理廠設(shè)計(jì)計(jì)算書一、工程概況某城市污水處理廠，采用傳統(tǒng)活性污泥法處理工藝，沉淀池型式為輻流式，曝氣池采用鼓風(fēng)曝氣，進(jìn)入曝氣池的總污水量為50000m/d，污水的時(shí)變化系數(shù)為1.28，進(jìn)入曝氣池污水的BOD為215mg/L，處理出水總BOD20mg/L。二、曝氣池的設(shè)計(jì)1污水處理程度的計(jì)算進(jìn)入曝氣池污水的BOD值（S）為215mg/L，計(jì)算去除率，首先按下式計(jì)算處理水中非溶解性BOD值，即BOD=7.1bXC式中C處理水中懸浮固體濃度，取值為25mg/L；b微生物自身氧化率，一般介于0.050.1之間，取值0.09；X活性微生物在處理水中所占比例，取值0.4；代入各值BOD=7.10.090

2、.425=6.396.4處理水中溶解性BOD值為：20-6.4=13.6mg/L去除率=(215-13.6)/215=0.9380.942曝氣池的計(jì)算與各部位尺寸的確定曝氣池按BOD-污泥負(fù)荷法計(jì)算(1) BOD-污泥負(fù)荷率的確定擬定采用的BOD-污泥負(fù)荷率為0.3kgBOD/(kgMLSSd)。但為穩(wěn)妥計(jì)，按下式加以較核：N=KSf/K值取0.0280 S=13.6mg/L =0.94 f=MLVSS/MLSS=0.75 代入各值N=0.028013.60.75/0.94=0.30 kgBOD/(kgMLSSd)計(jì)算結(jié)果確證，取值0.3是適宜的。(2) 確定混合液污泥濃度（X）2 / 12根

3、據(jù)已確定的N值，查圖4-7得相應(yīng)的SVI值為100-120，取值120。按下式確定混合液污泥濃度值X。對(duì)此r=1.2，R=50%，代入各值，得：X=Rr10/(1+R)SVI=0.51.210/(1+0.5)120=3333mg/L3300mg/L(3) 確定曝氣池容積，按下式計(jì)算，即：V=QS/(NX)代入各值：V=50000215/(0.303300)=10858.5910859m(4) 確定曝氣池各部位尺寸設(shè)4組曝氣池，每組容積為10859/4=2715m池深取4.2m，則每組曝氣池的面積為F=2715/4.2=646.43m池寬取4.5m，B/H=4.5/4.2=1.07，介于1-2之

4、間，符合規(guī)定。池長(zhǎng)：F/B=646.43/4.5=143.7L/B=143.7/4.5=31.9210，符合規(guī)定。設(shè)三廊道式曝氣池，廊道長(zhǎng)：L1=L/3=143.7/3=47.948m取超高0.5m，則池總高度為4.2+0.5=4.7m在曝氣池面對(duì)初次沉淀池和二次沉淀池的一側(cè)，各設(shè)橫向配水渠道，并在兩池中部設(shè)縱向中間配水渠道與橫向配水渠道相連接，在兩側(cè)橫向配水渠道上設(shè)進(jìn)水口，每組曝氣池共有三個(gè)進(jìn)水口。在面對(duì)初次沉淀池的一側(cè)（前側(cè)），在每組曝氣池的一端，廊道進(jìn)水口處設(shè)回流污泥井，井內(nèi)設(shè)污泥提升器，回流污泥由污泥泵站送入井內(nèi)，由此通過空氣提升器回流曝氣池。3曝氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算本設(shè)計(jì)采用鼓風(fēng)曝氣系

5、統(tǒng)。(1) 平均時(shí)需氧量的計(jì)算O2=aQS+bVX其中a=0.5；b=0.15代入各值O=0.550000(215-20)/1000+01000=8947.125kg/d=373kg/h(2) 最大時(shí)需氧量的計(jì)算根據(jù)原始數(shù)據(jù) k=1.28代入各值：O=0.5500001.28(215-20)/1000+01000=10312.125kg/d=429.67kg/h(3) 每日去除的BOD值BOD=50000(215-20)/1000=9750kg/d(4) 去除每kgBOD的需氧量O=8947.125/9750=0.92kgO/kgBOD(5)

6、 最大時(shí)需氧量與平均時(shí)需氧量之比O/ O=429.67/373=1.154供氣量的計(jì)算采用網(wǎng)狀膜型中微孔空氣擴(kuò)散器，敷設(shè)于距池底0.2m處，淹沒水深4.0m，計(jì)算溫度定為30。水中溶解氧飽和度：C=9.17mg/L;C=7.63mg/L(1) 空氣擴(kuò)散器出口處的絕對(duì)壓力（P）計(jì)算如下：P=1.01310+9.810H =1.01310+9.8104.0 =1.40510P(2) 空氣離開曝氣池面時(shí)，氧的百分比按下式計(jì)算：O=21(1-E)/79+21(1-E)100%E空氣擴(kuò)散器的氧轉(zhuǎn)移效率，對(duì)網(wǎng)狀膜型中微孔空氣擴(kuò)散器，取值12%。代入E值，得：O=21(1-0.12)/79+21(1-0.1

7、2)100%=18.96%(3) 曝氣池混合液中平均氧飽和度（按最不利的溫度條件考慮）按下式計(jì)算，即：C=C(P/2.02610+O/42)最不利溫度條件按30考慮，代入各值，得：C=7.63(1.405/2.026+18.96/42)=8.74mg/L(4) 換算為在20條件下，脫氧清水的充氧量，按下式計(jì)算，即：R=RC/(C-C)1.024取值=0.82；=0.95；C =2.0；=1.0代入各值，得：R=3739.17/0.82(0.951.08.74-2.0)1.024=522kg/h相應(yīng)的最大時(shí)需氧量為：R=429.679.17/0.82(0.951.08.74-2.0)1.024=

8、601 kg/h(5) 曝氣池平均時(shí)供氣量按下式計(jì)算，即：G=R/(0.3E)100代入各值，得：G=522/(0.312)100=14500m/h(6) 曝氣池最大時(shí)供氣量G=601/(0.312)100=16695 m/h(7) 去除每kgBOD的供氣量：14500/975024=35.69m空氣/kgBOD(8) 每m污水的供氣量：14500/5000024=6.96 m空氣/ m污水(9) 本系統(tǒng)的空氣總用量：除采用鼓風(fēng)曝氣外，本系統(tǒng)還采用空氣在回流污泥井提升污泥，空氣量按回流污泥量的8倍考慮，污泥回流比R取值50%，這樣提升污泥所需空氣量為：80.550000/24=8334m/h總

9、需氣量：16695+8334=25029 m/h5空氣管系統(tǒng)計(jì)算按附圖所示曝氣池平面圖布置空氣管道，在相鄰的兩個(gè)廊道的隔墻上設(shè)一根干管，共6根干管。在每根干管上設(shè)10對(duì)配氣豎管，共20條配氣豎管。全曝氣池共設(shè)120條配氣豎管。每根豎管的供氣量為：16695/120=139.125 m/h曝氣池平面面積為：484.534=2592m每個(gè)空氣擴(kuò)散器的服務(wù)面積按0.50 m計(jì)，則所需空氣擴(kuò)散器的總數(shù)為：2592/0.50=5184個(gè)為安全計(jì)，本設(shè)計(jì)采用5280個(gè)空氣擴(kuò)散器，每個(gè)豎管上安設(shè)的空氣擴(kuò)散器的數(shù)目為：5280/120= 44個(gè)每個(gè)空氣擴(kuò)散器的配氣量為： 16695/5280=3.16 m/h

10、將已布置的空氣管路及布設(shè)的空氣擴(kuò)散器繪制成空氣管路計(jì)算圖如下，用以計(jì)算?？諝夤苈酚?jì)算圖(1)選擇一條從鼓風(fēng)機(jī)房開始的最遠(yuǎn)最長(zhǎng)的管路作為計(jì)算管路。在空氣流量變化處設(shè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)，統(tǒng)一編號(hào)后列表進(jìn)行空氣管道計(jì)算。空氣干管和支管以及配氣豎管的管徑，根據(jù)通過的空氣量和相應(yīng)的流速按附錄2加以確定。計(jì)算結(jié)果列入計(jì)算表中第6項(xiàng)。空氣管路的局部阻力損失，根據(jù)配件的類型按式R=RC/(C-C)1.024折算成當(dāng)量長(zhǎng)度損失l，并計(jì)算出管道的計(jì)算長(zhǎng)度l+l(m)，（l為管段長(zhǎng)度）計(jì)算結(jié)果列入計(jì)算表中的第8、9兩項(xiàng)?？諝夤艿赖难爻套枇p失，根據(jù)空氣管的管徑（D）mm、空氣量m/min、計(jì)算溫度和曝氣池水深，查附錄3求得，

11、結(jié)果列入計(jì)算表的第10項(xiàng)。9項(xiàng)與10項(xiàng)相乘，得壓力損失h+h，結(jié)果列入計(jì)算表第11項(xiàng)。將表中11項(xiàng)各值累加，得空氣管道系統(tǒng)的總壓力損失為：(h+h)=284.729.8=2.790kPa網(wǎng)狀膜空氣擴(kuò)散器的壓力損失為12.42kPa，則總壓力損失為：2.790+12.42=15.210kPa為安全計(jì)，設(shè)計(jì)取值16kPa。6空壓機(jī)的選定空氣擴(kuò)散器安裝在距曝氣池池底0.2 m處，因此，空壓機(jī)所需壓力為P=(4.2-0.2+1.5)9.8=53.9kPa空壓機(jī)供氣量：最大時(shí)：16695+8334=25029 m/h=417.15 m/min平均時(shí)：14500+8334=22834 m/h=380.57

12、 m/min根據(jù)所需壓力及空氣量，決定采用LG60型空壓機(jī)8臺(tái)。該型空壓機(jī)風(fēng)壓70kPa，風(fēng)量60 m/min。正常條件下6臺(tái)工作，2臺(tái)備用，高負(fù)荷時(shí)7臺(tái)工作，1臺(tái)備用。空氣管路計(jì)算圖(2)三、二沉池的設(shè)計(jì)1已知條件本設(shè)計(jì)采用普通輻流式沉淀池。設(shè)計(jì)流量Q=50000 m/d=2083.33 m/h，污水的時(shí)變化系數(shù)為1.28，即最大設(shè)計(jì)流量為2083.331.28=2666.67 m/h，曝氣池中懸浮固體濃度X=3300mg/L，二沉池底微生物固體濃度X=10/SVIr=10/1201.2=10mg/L，污泥回流比R=50%。2設(shè)計(jì)計(jì)算(1) 沉淀池部分水面面積F根據(jù)活性污泥法處理特性，選取表

13、面負(fù)荷q=1.2m/(mh)，設(shè)4座沉淀池n=4，則單池面積為：F=Q/(nq)=2666.67/(41.2)=555.56 m(2)池子直徑D=(4F/)=(4555.56/) =26.60m(3) 校核固體負(fù)荷GG=24(1+R)QX/F=24(1+0.5)2666.673.3/(555.564)=142.56kg/(md)，符合要求。(4) 沉淀部分有效水深h，設(shè)沉淀時(shí)間t=2h，則h=qt=1.22=2.4m(5) 污泥區(qū)的容積V設(shè)計(jì)采用周邊傳動(dòng)的刮吸泥機(jī)排泥，污泥區(qū)容積按2h貯泥時(shí)間確定：V=2T(1+R)QX/24(X+X)=221.5500003300/24(3300+10000

14、)=3308.27 m每個(gè)沉淀池污泥區(qū)的容積為V=3308.27/4=827.07 m(6) 污泥區(qū)高度ha 污泥斗高度設(shè)池底的徑向坡度為0.05，污泥斗底部直徑D=1.5m，上部直徑D=3.0m，傾角60，則h=(D- D)tan60/2=(3.0-1.5) tan60/2=1.3mV=h(D+ DD+ D)/12=1.3(9+31.5+1.51.5)/12=5.36 mb 圓錐體高度h=(D- D)0.05/2=(26.6-3.0)0.05/2=0.59mV=h (D+ D D+ D)/12=0.59(26.626.6+26.63.0+9)/12=123 mc 豎直段污泥部分的高度h=(V

15、-V-V)/F=(827.07-5.36-123)/555.56=1.26m污泥區(qū)總高度h=h+h+h=1.3+0.59+1.26=3.15m(7) 沉淀池的總高度H設(shè)超高h(yuǎn)=0.3m，緩沖層高度h=0.5m，則H= h+h+h+h=0.3+2.4+0.5+3.15=6.35管段編號(hào)管段長(zhǎng)度L m 空氣流量空氣流速 v m/s管徑 D mm配件管段當(dāng) 量長(zhǎng)度 L0 m管段計(jì) 算長(zhǎng)度 L0+L m 壓力損失h1+h2m3/hm3/min9.8 Pa/m9.8 (Pa)123456789101121-200.50 3.16 0.05 32彎頭1個(gè)0.62 1.12 0.180 0.20 20-19

16、0.50 6.32 0.11 32三通1個(gè)1.18 1.68 0.320 0.54 19-180.50 9.48 0.16 32三通1個(gè)1.18 1.68 0.650 1.09 18-170.50 12.64 0.21 32三通1個(gè)1.18 1.68 0.900 1.51 17-160.25 15.80 0.26 32三通1個(gè) 異形管1個(gè)1.27 1.52 1.250 1.90 16-150.90 28.44 0.47 6.30 40三通1個(gè) 異形管1個(gè)1.67 2.57 22.210 57.08 15-140.90 56.88 0.95 3.58 75四通1個(gè) 異形管1個(gè)3.54 4.44

17、0.301 1.34 14-136.75 139.04 2.32 4.91 100閘門1個(gè) 彎頭3個(gè) 三通1個(gè)11.30 18.05 0.388 7.00 13-124.80 278.08 4.63 9.83 100四通1個(gè) 異形管1個(gè)6.41 11.21 1.479 16.58 12-114.80 556.16 9.27 8.75 150四通1個(gè) 異形管1個(gè)10.25 15.05 0.696 10.47 11-104.80 834.24 13.90 13.13 150四通1個(gè) 異形管1個(gè)10.25 15.05 1.523 22.92 10-94.80 1112.32 18.54 9.83 2

18、00四通1個(gè) 異形管1個(gè)14.48 19.28 0.612 11.80 9-82.40 1390.40 23.17 12.61 200三通1個(gè) 異形管1個(gè)11.52 13.92 0.733 10.20 8-79.00 2780.80 46.35 11.09 300四通1個(gè) 異形管1個(gè)23.96 32.96 0.928 30.59 7-69.00 5561.60 92.69 13.25 450四通1個(gè) 異形管1個(gè)38.97 47.97 0.454 21.78 6-59.00 8342.40 139.04 13.36 500四通1個(gè) 異形管1個(gè)44.22 53.22 0.594 31.61 5-49.00 11123.20 185.39 12.31