A2O处理城市污水的初步工艺设计

引言 ..................................................................................................................................... 3 1设计内容和任务 .............................................................................................................. 4

1.1设计题目 ............................................................................................................... 4 1.2设计目的 ............................................................................................................... 4 1.3设计要求 ............................................................................................................... 4 1.4设计内容 ............................................................................................................... 4 1.5设计任务 ............................................................................................................... 5

1.5.1污水资料 .................................................................................................... 5 1.5.2出水水质要求 ............................................................................................ 5

2污水处理工艺流程说明 .................................................................................................. 6

2.1工艺方案分析 ....................................................................................................... 6 2.2工艺流程图 ........................................................................................................... 7 3工艺流程设计计算 .......................................................................................................... 8

3.1 设计流量： .......................................................................................................... 8 3.2格栅的设计计算 .................................................................................................. 8

3.2.1中格栅 ........................................................................................................ 8 3.2.2 细格栅 ..................................................................................................... 10 3.3提升泵房 ............................................................................................................. 12

3.3.1泵的选择 .................................................................................................. 12 3.3.2设计参数选定 .......................................................................................... 12 3.3.3泵房设计计算 .......................................................................................... 12 3.3.4集水池 ...................................................................................................... 12 3.4调节池 ................................................................................................................. 13

3.4.1调节池平面尺寸设计 .............................................................................. 13 3.4.2调节池提升泵选择 .................................................................................. 14 3.5初沉池 ................................................................................................................. 14

3.51设计规定： ............................................................................................... 14 3.5.2说明： ...................................................................................................... 15 3.5.3设计计算： .............................................................................................. 15 3.5.4计算结果： .............................................................................................. 18

3.6 A/O工艺计算 .............................................................................................. 19

3.6.1池子尺寸计算 .......................................................................................... 19 3.6.2反应池进、出水系统计算 ...................................................................... 20 3.6.3曝气系统设计计算 .................................................................................. 22 3.6.4回流设备计算 .......................................................................................... 25

1

2 水污染控制工程课程设计

3.7二沉池的设计与计算 ......................................................................................... 27

3.7.1池子主要尺寸计算 .................................................................................. 27 3.7.2进水管计算 .............................................................................................. 28 3.7.3进水竖井计算 .......................................................................................... 29 3.7.4稳流筒计算 .............................................................................................. 29 3.7.5出水槽计算 .............................................................................................. 29 3.7.6排泥装置计算 .......................................................................................... 31

4各处理构筑物高程确定 ................................................................................................ 32 5心得体会 ........................................................................................................................ 33 6参考文献 ........................................................................................................................ 34

2

水污染控制工程课程设计

引言

《水污染控制工程》是环境工程专业的一门重要的专业课，本次课程设计的任务是完成“A/O法处理城市污水的初步工艺设计”的工艺设计，工艺计算以及附属设备的选择与选型。

课程设计是重要的实践性学习环节，《水污染控制工程》课程是环境工程专业一门重要的专业课。本课程设计是综合应用水污染控制工程和有关选修课程所学的基础知识，以水处理构筑物和相关设备为主，完成“A/O法处理城市污水的初步工艺设计”并进行水处理工艺设计的实践环节。通过这一环节，我们可以初步掌握水处理工艺设计的基本程序和方法，并在查阅技术资料、筛选公式和计算方法，用简洁文字、图表表示设计结果及环境工程专业制图等能力方面使我们得到一次全面的实践锻炼，并使我们的能力得到一次大的提升。

本次课程设计总共花费两周时间，由于时间有限，可能会有一些不足的地方，但是我已经尽力做到最好，也学到了不少与专业课有关东西，对实际的城市污水的处理有了初步的认识，使我的能力也得到了提高。

2

2

3

水污染控制工程课程设计

1设计内容和任务

1.1设计题目

A²/O法处理城市污水的初步工艺设计

1.2设计目的

① 巩固及深化对基本理论与基本概念的理解； ② 培养学生分析问题与解决问题的能力；

③ 培养具有运用理论知识和已有图纸完成污水处理工程设计的初步能力。

1.3设计要求

① 工艺选择要求技术先进，在处理出水达到排放要求的基础上，鼓励采用新技术；

② 充分考虑污水处理与中水回用相结合；

③ 除磷脱氮是工艺选择中关键之一，方案设计中必须全面考虑； ④ 工程造价是工程经济比较的基础，控制工程总造价是小城镇生活污水处理技术之一；

⑤ 工程运行管理方便，处理成本低。

1.4设计内容

① 根据原始资料，计算设计流量和水质污染浓度；

② 根据水质情况、地形和上述计算结果，确定污水处理方法和污水、污泥处理的流量以及有关的处理构筑物；

③ 对各构筑物进行工艺计算，确定其形式、数目和尺寸；

④ 进行各处理构筑物的总体布置和污水与污泥处理流程的高程设计； ⑤ 完成图纸的绘制（工艺流程图和主要构筑物图）； ⑥ 设计说明书的编制

4

水污染控制工程课程设计

1.5设计任务 1.5.1污水资料

表1.1

水量（m3/d） 2.5×105

BOD (mg·L-1) COD (mg·L-1) SS(mg·L-1

) 240

360

220

TN (mg·L-1) 35

TP(mg·L-1) 12

1.5.2出水水质要求

表1.2

BOD (mg·L-1) COD (mg·L-1) SS(mg·L-1) NH3-N (mg·L-1) TP(mg·L-1

)

20 60 20 8 1

5

水污染控制工程课程设计

2污水处理工艺流程说明

2.1工艺方案分析

本项目污水处理的特点为：①污水以有机污染为主，BOD/COD =0.66,可生化性较好，重金属及其他难以生物降解的有毒有害污染物一般不超标；②污水中主要污染物指标BOD、COD、SS值为典型城市污水值。

针对以上特点，以及出水要求，现有城市污水处理技术的特点，以采用生化处理最为经济。由于将来可能要求出水回用，处理工艺尚应硝化，考虑到NH3-N出水浓度排放要求较低，不必完全脱氮。

现在主要的污水二级处理工艺有A/O，氧化沟以及SBR等。

2A2/O工艺对大型污水厂具有难以替代的优点：

①A/O法与氧化沟和SBR工艺相比最大优势是能耗较低、运营费用较低，规模越大这种优势越明显。对于大型污水厂来说，年运营费很可观，比如规模为400000m3/d的污水厂，1m3污水节省处理费1分钱，一年就节省146万元。

这种工艺的能耗和运营费低的原因是：a.设置初沉池，利用物理法以最小的能耗和费用去除污水中相当一部分有机物和悬浮物，降低二级处理的负荷，显著节省能耗；b.污泥采用厌氧消化，它比氧化沟和SBR工艺的同步好氧消化显著节省能耗，是一种公认的节能工艺。

这种工艺的基建投资一般情况下比氧化沟和SBR工艺高，但随着规模的增大，氧化沟和SBR的基建费也成倍增加，而常规活性污泥法的投资则以较小的比例增加，两者的差距越来越小。当污水厂达到一定规模后，常规活性污泥法的投资比氧化沟与SBR还省，所以，污水厂规模越大，常规活性污泥法的优势就越大。

②A/O法的主要缺点是处理单元多，操作管理复杂，特别是污泥厌氧消化要求高水平的管理，消化过程产生的沼气是可燃易爆气体，更要求安全操作，这些都增加了管理的难度。但由于大型污水厂背靠大城市，技术力量强，管理水平较高，能满足这种要求，因而常规活性污泥法的缺点不会成为使用的因素。

226

水污染控制工程课程设计

2.2工艺流程图

进水 → 中格栅 → 细格栅 → 污水提升泵 → 调节池 → 平流沉淀池 → A/A/O生物反应池 → 二沉池→ 出水

7

水污染控制工程课程设计

3工艺流程设计计算

3.1 设计流量：

平均流量：Qa=250000m3/d=10416.67m3/h=2. m3/s

3.2格栅的设计计算 3.2.1中格栅

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。

图3.3.1中格栅计算草图

设计规定：

(1)水泵处理系统前格栅栅条间隙，应符合下列要求： 1) 人工清除 25～40mm 2) 机械清除 16～25mm 3) 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0.2m),一般应采用机械清渣。

38

水污染控制工程课程设计

(3)格栅倾角一般用 45～75。机械格栅倾角一般为 60～70。

(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。 设计计算：

(1)设格栅前水深 h = 1.0m，过栅流速 v =0.9 m/s，栅条间隙宽度 b=0.04 m ，栅条倾角α=60°，格栅数 N=1，则栅条间隙数 n 为

0000Qasin2.sin600n75

Nbhv0.041.00.9设栅条宽度为 S = 0.01 m，则栅槽宽度 B 为

B=S(n-1)+bn=0.01×(75-1)+0.04×75=3.74m

(2)水流通过格栅的水头损失为

Shkb4/3v2sin2g

式中 ∑h —— 水流通过格栅的水头损失 ( m )；

k —— 系数，格栅受污堵塞后，水头损失增大倍数，一般 k = 3；

β—— 形状系数，本设计中，栅条采用迎水面为半圆的矩形，β= 1.83； 将各参数数值代入上式，计算得，∑h = 0.0309m，取∑h = 0.05m

(3)格栅总高度 H 为 H = h + h2 +∑h 式中 h2 —— 栅前渠道超高，取0.3m 则栅槽总高度为 H = 1.0+0.3+0.05 =1.35m。

(4)栅槽总长度 L 为

Ll1l20.51.0H1tg

式中 l1 —— 进水管渠道渐宽部分长度( m )；l1(BB1)/2tg1，B1为进水渠宽，计算得2.98m，1 为进水渠展开角，一般用 20°；

l1(BB1)/2tg1=(3.742.98)/2tg20o=1.04m

9

水污染控制工程课程设计

l2 —— 栅槽与出水渠道渐缩长度( m )，l2l1/2=0.52m； H1 —— 栅前槽高 ( m )，H1= h+h2=1.0+0.3=1.3m；

将各参数代入，计算得 L = 3.81 m。

(5)每日栅渣量W：

设每日栅渣量为0.03m3/1000m3，

W800QW18000.032.7.5m3/d0.2m3/d

10001000采用机械清渣。

W800QW18000.072.17.5(m3/d)0.2m3/d

100010003.2.2 细格栅

图3.2.3细格栅计算草图

(1)设格栅前水深 h = 1.0m，过栅流速 v =0.9 m/s，栅条间隙宽度 b=0.009 m ，

栅条倾角α=60°，格栅数 N=2，则栅条间隙数 n 为

Qasin2.sin600n166

Nbhv20.0091.00.9设栅条宽度为 S = 0.005 m，则栅槽宽度 B 为

B=S(n-1)+bn=0.005×(166-1)+0.009×166=2.32m

(2)水流通过格栅的水头损失为

10

水污染控制工程课程设计

Shkb4/3v2sin 2g式中 ∑h —— 水流通过格栅的水头损失 ( m )；

k —— 系数，格栅受污堵塞后，水头损失增大倍数，一般 k = 3；

β—— 形状系数，本设计中，栅条采用迎水面为半圆的矩形，β= 1.83； 将各参数数值代入上式，计算得，∑h = 0.09m，取∑h = 0.1m

(3)格栅总高度 H 为 H = h + h2 +∑h 式中 h2 —— 栅前渠道超高，取0.3m 则栅槽总高度为 H = 1.0+0.3 +0.1 =1.4m。

(4)栅槽总长度 L 为

Ll1l20.51.0H1 tg式中 l1 —— 进水管渠道渐宽部分长度( m )；l1(BB1)/tg1，B1为进水渠宽，计算得2.11m，1 为进水渠展开角，一般用 20°；

l1(BB1)/tg1=(2.322.11)/tg20o=0.58m

l2 —— 栅槽与出水渠道渐缩长度( m )，l2l1/2=0.29m； H1 —— 栅前槽高 ( m )，H1= h+h2=1.0+0.3=1.3m；

将各参数代入，计算得 L = 3.12 m。

(5)每日栅渣量W：

设每日栅渣量为0.07m3/1000m3，

W800QW18000.072.17.5(m3/d)0.2m3/d

10001000采用机械清渣。

11

水污染控制工程课程设计

3.3提升泵房 3.3.1泵的选择

(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。

3.3.2设计参数选定

设计流量：Q=2.510m/d，泵房工程结构按远期流量设计,考虑选取8台潜水排污泵(6用2备)，则每台流量为：

53。

3.3.3泵房设计计算

采用A2/O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。污水经提升后入曝气沉砂池，然后自流通过A2/O池、接触池，最后由出水管道排出。

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H1(既泵站吸水池最底水位),提升后水位H2(即出水井水面标高)。 所以，提升净扬程Z=H2-H1 水泵水头损失取∑H0

从而需水泵扬程H=Z+∑H0

再根据设计流量Q=2.510m/d =10416.67m/h，采用QW系列潜水污水泵8台(6用2备)。该泵提升流量1800m/h，扬程12m，转速980r/min，功率84kW,效率η=70%。

35333.3.4集水池

一、容积

12

水污染控制工程课程设计

按一台泵最大流量时6min的出流量设计，则集水池的有效容积

V18006180m3 60二、面积

取有效水深H3m，则面积

FV18060m2H3

将其设计为矩形

集水池长度L取10m，则宽度B集水池平面尺寸LB10m6mF606mL10

保护水深为1.2m，实际水深为4.2m同时为减少滞流和涡流可将集水池的四角设置成内圆角。并应设置相应的冲洗或清泥设施。

三、泵位及安装

潜水电泵直接置于集水池内，电泵检修采用移动吊架

占地面积为8×16.6=132.8m，高15.54m,泵房为半地下式，地下埋深9.34m。

23.4调节池

本次设计按连续进水进行设计

调节池的调节容积按日处理量的30%—50%计算，即相当于8—12倍的平均时水量

3.4.1调节池平面尺寸设计

由于水量大设计六个调节池，调节容积取日处理量的30%，即相当于8倍的平均时水量

则每个调节池容积V=250000÷6÷24×8=13888.88(m) 有效水深h=4 m

13

2 水污染控制工程课程设计

则池子的面积F=V／h=13888.88÷4=3472.2 (m) 调节池为圆形设计

则调节池圆形直径D=66.76≈67(m) 设超高h=0.5 m

则池子总高度H=4+0.5=4.5 (m)

33.4.2调节池提升泵选择

在调节池的积水坑中安装2台自动搅匀潜污泵，一用一备，水泵的基本参数为： 200m／h；杨程H=20m：配电机功率N=20KW

33.5初沉池

密度大于水的悬浮物在重力的作用下出现下沉，从而实现泥水分离，使得污水得到净化。

3.51设计规定：

（1）城市污水厂一般应设置沉砂池，座数或分格应不少于2座（格），并按并联运行原则考虑。

（2）设计流量应按分歧建设考虑：

1）当污水自流进入时，应按每期的最大设计流量计算；

2）当污水为用提升送入时，则应按每期工作水泵的最大组合流量计算 3）合流制处理系统中，应按降雨时的设计流量计算。

（3）沉砂池去除的砂粒杂质是以比重为2.65，粒径为0.2以上的颗粒为主。 （4）城市污水的沉砂量可按每106m3污水沉砂量为30m3计算，期含水率为60%，容重为1500kg/m3。

（5）贮砂斗容积应按2日沉砂量计算，贮砂斗池壁与水平面的倾角不应小于55，排砂管直径应不小于0.3m。

（6）沉砂池的超高不宜小于0.3m.

（7）除砂一边采用机械方法。当采用重力排砂时，沉砂池和晒砂场硬尽量靠近，以缩短排砂管的长度。

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水污染控制工程课程设计

3.5.2说明：

平流式沉淀池有沉淀效果好；对冲击负荷和水温变化的适应能力强；施工简易，造价较低的优点。本设计采用平流式沉淀池。

3.5.3设计计算：

沉淀池总面积

'32设表面负荷：q2m/mh，沉淀时间：t=2h则沉淀池的总面积：

AQ10416.675208.33m3 取5210m3 q2.00

沉淀池有效水深：

h2qt224m

沉淀部分有效容积：

V0Qt10416.67220833.33m3 取20834m3

沉淀池长度

取水平流速v5mm/s，沉淀池的总长度： L3.6vt3.65236m

沉淀池的总宽度：

BA5208.33144.68m 取145m L36

沉淀池个数

设每个池宽度为b9.00m沉淀池的个数：

n14520.67 取22个 7校核：

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水污染控制工程课程设计

长宽比：

L365.144； B7长深比：

L3698； h24经校核，设计符合要求。

进水口处设置挡流板，距流入槽0.5m，出水口也设置挡流板，距出水口0.3m。

平流式沉淀池的进水渠整流措施：

出水口堰口和潜孔示意图如下：

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水污染控制工程课程设计

平流式沉淀池出口集水槽形式：

污泥容积

取清除污泥的时间间隔为T2d。进入池时的悬浮固体浓度为SS0220mg/L。设沉淀池对悬浮固体的去除率为50%， 则出水中的悬浮固体浓度为：

SS1SS(1)220(10.5)110mg/L

取污泥含水率为p096%，则污泥容积为：

VWQ(c0c1)100T250000(220110)10021375m3

1000(100P0)10001000(10096)每个池的污泥部分所需的容积：

V1VW137562.5m3 n22污泥斗的容积

污泥斗的上口宽度为D7.00m，下口宽度d0.5m，选用圆斗斗壁和水平面的

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水污染控制工程课程设计

倾角为55。则污泥斗的高度为：

Dd70.5tan551.434.m 2222污泥斗上口的面积S1D，下口的面积S2d

44h4污泥斗的实际容积：

V111(S1S2S1S2)4.(720.52720.52)h4334

.07m3梯形部分容积

取污泥斗上梯形的坡度i0.01，坡向污泥斗，梯形的高度：

(L1L2)tani(367)0.010.29m h4梯形部分的污泥容积：L1,L2—梯形上下底边长，m

V2(L1L2367b)h40.2977.61m3

22校核：

污泥斗容积

V1.07mVW62.50m(符合要求) 设缓冲层的高度h30.3m。 沉淀池的总高度：

33h40.340.34.0.299.53m Hh1h2h3h4本设计取H9.6m

3.5.4计算结果：

沉淀池长度：36m 沉淀池宽度：7m 沉淀池高度：9.6m 有效水深：4m

18

水污染控制工程课程设计

3.6 A2/O工艺计算

1、设计流量 Q=250 000m3/d（不考虑变化系数）

2、设计进水水质 COD=360mg/L；BOD5(S0)=240mg/L；SS=220mg/L；TN=35mg/L；TP=12mg/L

3、设计出水水质 COD=60mg/L；BOD5(Se)=20mg/L；SS=20mg/L；NH3-N=8mg/L；TP=1mg/L

3.6.1池子尺寸计算

(1)BOD5污泥负荷N=0.18kgBOD5/(kgMLSS·d) (2)回流污泥浓度Xr=10000mg/L

(3)污泥回流比R=0.5; 混合液回流比R1=2 (4)混合液悬浮固体浓度X(5)反应池容积V

R0.5Xr100003333.33mg/L 1R10.5VQS0250000240100000.01m3 NX0.183333.33(6)反应池总水力停留时间

tV100000.10.40d10h Q250000(7)各段水力停留时间和容积 厌氧：缺氧：好氧＝1：1：3

厌氧池水力停留时间t 0.2102h，池容V10.2100000.120000.02m 1缺氧池水力停留时间t 0.2102h，池容V20.2100000.120000.02m 2好氧池水力停留时间t30.6106h，池容V30.6100000.160000.06m (8)反应池主要尺寸

333.1m 反应池总容积V100000设反应池

3

座，每座设计

2

组并联。单组池容

319

水污染控制工程课程设计

3V1 V/6100000.1/616666.68m 有效水深H14.5m

V .68116666 3703.71m2 单组有效面积S H14.5采用5廊道式推流式反应池，廊道宽b9.0m 单组反应池长度LS 3703.7182.30m 5b59.0校核：b/H19.0/4.52 (满足b/h1~2) L/b82.30/9.09.14 (满足L/b5～10)

取超高为1.0m，则反应计池总高H＝4.51.0＝5.5m

3.6.2反应池进、出水系统计算

进水管

单组反应池进水管设计流量

Q1Q/3250000/(3800)0.965m3/s

管道流速v1.0m/s

管道过水断面面积AQ1/v0.965/1.00.965m 管径d24A40.965 1.11m

取进水管管径DN1100mm 校核管道流速vQ0.9651.02m/s 1.1A()22回流污泥渠道

单组反应池回流污泥渠道设计流量QR

20

水污染控制工程课程设计

2500000.24m3/s

6800渠道流速v1.0m/s QRRQ0.5管道过水断面面积AQR/v0.24/1.00.24m2 管径d4A40.24 0.55m

取回流污泥管管径DN600mm

进水井

反应池进水孔尺寸： 进水孔过流量Q2(1R)孔口流速v0.6m/s 孔口过水断面积AQ250000(10.5) 0.72m3/s 66800Q20.721 .21m2 v0.6孔口尺寸取1.31.0m 进水竖井平面尺寸2.5m4.0m

出水堰及出水竖井。 按矩形堰流量公式：

Q30.422gbH1.86bH

Q3(1RR1 )式中

3232Q3.38m3/s 3b9.0m——堰宽，

H——堰上水头高，m

H3(Q3233.382)() 0.34m 1.86b1.869.0出水竖井平面尺寸4.0m4.0m

出水管

单组反应池出水管设计流量

Q31.69m3/s 2管道流速v1.0m/s Q421

水污染控制工程课程设计

管道过水断面积AQ41.691.69m2 v1.041.691 .47m

管径d4A取出水管管径DN1500mm 校核管道流速vQ41.690.96m/s A(1.5)223.6.3曝气系统设计计算

设计需氧量AOR。

AOR＝（去除BOD5需氧量-剩余污泥中BOD5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 每日产生的生物污泥量

Y0.53PXQ(S0Se)250000(24020)1022000kg/d1K10.055d

kg/d 生物合成需氮量为12%2200020折合每单位体积进水用于生物合成的氮量为：

20100025000010.56mg/L

反硝化NO3N量NO33510.56816.44mg/L 所需去除氮量SNO316.44250000/10004110kg/d 碳化需氧量D1

D1Q(S0Se)250000(0.240.02)1.42P 1.4222000 X1e0.2351e0.23549244.28kgO2d

22

水污染控制工程课程设计

硝化需要量D2

D24.6Q(N0Ne)0.56PX 4.6250000(358)0.0010.562200018730 kgO2/d

反硝化脱氮产生的氧量

D32.6QNO32.6250000/100016.4410686 kgO2/d

总需要量

AORD1D2D349244.28187301068657288.28kgO2/d去除

1kgBOD5的需氧量

AOR57288.28 1.04kgO2/kgBOD5

Q(S0S)250000(0.240.02)标准需氧量

采用鼓风曝气，微孔曝气器。 选取HGB型橡胶膜微孔曝气器 工作条件 服务面积 f（m2） 0.5 水 深 H（m） 4.3 风 量 （m3/h） 2 3 充氧能力 充氧能力 qc（kg/h） 0.148 0.198 氧利用率 ε（%） 22.9 20.15 理论动力效率 E[kg/（kw·h）] 7.38 6.2

曝气器敷设于池底，距池底0.2m，淹没深度4.3m，氧转移效率EA＝20％，计算温度T=25℃。

SORAORCs(20)(Csm(T)CL)1.024(T20)57288.289.170.82(0.950.9099.122)1.024596843.62kgO2/d4035.15kgO2/h

好氧反应池平均时供气量

Gs

SOR4035.15100 100 67252.50m3/h

0.3EA0.32023

水污染控制工程课程设计

所需空气压力p

ph1h2h3h4h0.23.80.40.54.9m

式中

h1h20.2m——供风管到沿程与局部阻力之和

h3＝3.8m——曝气器淹没水头 h40.4m——曝气器阻力

h0.5m——富裕水头

根据供气量和压力选用七台RF-350罗茨鼓风机

4) 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。 取工作风量为：2m/h

3nSOR4035.15 4544（个）

6qc60.148核算：

曝气器实际风量：67252.50645442.47m/h

3曝气机实际服务面积：982.33/40140.55m 5) 供风管道设计

供风干管道采用环状布置。

211Gs67252.5011208 .75m3/h3.11m3/s 66流速v10m/s

流量QS管径d4QS43.110.63m v103.14取干管管径DN600mm

单侧供气(向单侧廊道供气)支管

QS 1Gs67252.503736.25m3/h1.04m3/s 361824

水污染控制工程课程设计

流速v10m/s 管径d4QS v41.04 0.32m

10取支管管径为DN350mm 双侧供气QS 1 2QS 2.08m3/s

流速v10m/s 管径d4QS 1v42.08 0.51m

10取支管管径DN=500mm

6)厌氧池及缺氧池设备选择(以单组反应池计算) ，厌氧池和缺氧池设导流墙，将厌氧池和缺氧池分成4格。每格内设潜水搅拌机1台，所需功率按5W/m池容计算。

厌氧池有效容积V厌＝82.394.5＝3333.3m3 缺氧池有效容积V厌＝82.394.5＝3333.3m3

3.33333.3)＝33333.3W 混合全池污水所需功率为5(3333选取8台TR221.57-4/12型潜水推流器。 型号 TR221.57-4/12 叶轮直径 （mm） 1800 电动机功率 （kW） 4.5 转速 （r/min） 38 外形尺寸 （mm） 1300×1800×1800 重量 （kg） 300 3.6.4回流设备计算

(1)污泥回流设备 污泥回流比R0.5

污泥回流量QRRQ0.5250000125000 m/d5208.33m/h 设回流污泥泵房1座，内设9台潜污泵(6用3备)

25

33 水污染控制工程课程设计

单泵流量QR 11QR 5208.33 868.06m3/h 66选取选取400QW-1250-5-30型潜污泵

扬程/m 5 流量/(m3/h) 转速/(r/min) 1250 980 轴功率/kw 30 出口直径/mm 效率/% 400 78.9

(2)混合液回流设备 混合液回流泵

2 混合液回流比R 1混合液回流量QRR1 Q2250000500000m3/d20833.33m3/h

设混合液回流泵房1座，每座泵房内设9台潜污泵(6用3备)

单泵流量QR QR20833.33 3472.22m3/h 66水泵扬程根据竖向流程确定。取扬程H=2m

选取550QW-3500-7-110型潜污泵 扬程/m 7 流量/(m3/h) 转速/(r/min) 3500 745 轴功率/kw 110 出口直径/mm 效率/% 550 77.5

混合液回流管。

Q1.69 21 .69m3/s 22泵房进水管设计流速采用v1.0m/s

混合液回流管设计Q6R1 管道过水断面积AQ61.691.69m2 v1.041.691 .47m

管径d4A取泵房进水管管径DN1500mm

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水污染控制工程课程设计

校核管道流速vQ6d21.694 0.96m/s

41.523) 泵房压力出水总管设计流量Q7Q61.69m3/s 设计流速采用v1.2m/s

A  dQ71.69 1.41m2v1.24A41.411.34m

 DN1400mm3.7二沉池的设计与计算 3.7.1池子主要尺寸计算

⑴沉淀池的表面积F

Q2.5×105F1736.11m2

nq4×1.5×24⑵沉淀池直径D

D4F4×1736.1147.03m

3.14本设计直径取47.1m，则半径为23.55m。

⑶沉淀池有效水深h2 : h2qt1.5×34.5m ⑷径深比

D47.110.47 h24.5在6～12内，合乎要求 ⑸污泥部分计算 污泥部分所需容积

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水污染控制工程课程设计

V12(1R)Q0X

1(XXV)N2R0.5Xr×100003333.33mg/L 1R10.52(1R)Q0X2×(10.5)×2.×3600×3333.333906.25m2

11(XXr)n×(100003333.33)×422Xr=10000mg/L

XV1式中，V1为污泥部分所需容积，m3；Q0为污水平均流量，m3/s，由原始资料可知Q0= 2.m3/s；R为污泥回流比，取0.5；X为曝气池中污泥浓度，mg/L；Xr为二沉池排泥浓度，mg/L。SVI为污泥容积指数，一般为70~150，取100；r为系数，一般常用1.2。

⑹沉淀池总高度 H=h1+h2+h3+h4+h5

式中，H为沉淀池总高度，m；h1为沉淀池超高，m，一般采用0.3~0.5；h2为沉淀池有效水深；h3为沉淀池缓冲层高度，m，一般采用0.3m；h4为沉淀池底部圆锥体高度，m；h5为沉淀池污泥区高度，m。本设计取沉淀池超高h1=0.3m，沉淀池缓冲层高度h3=0.3m。

根据二沉池污泥的特点，采用机械刮吸泥机连续排泥，按构造要求在池底设一深度为0.5的污泥斗。池底坡度取0.05，r1取1.0。

h4(Dd)i/2(47.12)×0.05/21.1275m h5V1V2式中V1为污泥部分所需容积，m3；V2为沉淀池底部圆锥体容积，m3；FF为沉淀池表面积，m2

D2Ddd247.1247.1×222V2×h4()×1.1275×()683.47m3

3434h5V1V23906.25683.471.86m F1736.11H=0.3+0.3+1.86+1.1275+4.5=8.08m

H取8.1m

3.7.2进水管计算

单池设计流量Q:Q=2./4=0.72m3/s

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水污染控制工程课程设计

进水管设计流量Q1:Q1=Q+RQ0=0.72+0.72×0.5=1.09m3/s 进水管管径D1:D1=800mm=0.8m 流速v=Q1/A4Q14×1.092.16m/s D123.14×0.823.7.3进水竖井计算

进水井采用D2=2.0m，采用多孔配水，配水口尺寸ab1m1.5m，共设6个沿井壁均匀分布： 流速V:

vQ1/A孔距L:

1.090.12m/s(0.15~0.20m/s)，符合要求

1×1.5×6LD2a62.0160.05m

663.7.4稳流筒计算

筒中流速：v3=0.02m/s

稳流筒过流面积：

fQ1/v31.09/0.0254.25m2

稳流筒直径D3：

D34f2D24×54.25228.6m

3.143.7.5出水槽计算

每侧流量Q=2./2=1.45m3/s 每水槽中流速：v=0.6m/s 设集水槽宽B=0.8m

槽内终点水深h2：h2=Q/vB1.453.01m

0.8×0.529

水污染控制工程课程设计

起点水深h1：h1=

2hk2h2h23aQ21×1.4523 h 0.33m22gB9.8×0.83k h12×0.333.0123.04m 3.01设出水堰后自由跌落0.1m

集水槽高度：0.1+3.04=3.14m 设计中取3.2m 断面尺寸：0.8×3.2

1）出水堰设计采用出水三角堰，开口90º，设堰个数为n，总流量为Q=0.72m3/s，每个堰的流量为qQ，水槽距池壁0.5m。 n集水堰外侧堰长L1: L1(47.11.0)144.76m 集水堰内侧堰长L2: L2(47.11.02×0.8)139.73m 集水堰总长度L: LL1L2144.76139.73284.49m 设单个堰宽b:b=0.1m 三角堰数量n：

nL/b284.49/0.12845(个)

单堰流量q：

qQ/n0.72×1000/28450.254L/s

利用三角堰的计算公式：h0.7q出水堰负荷q0：

25，得堰上水头h：h=0.26m

q0Q/L0.72×1000/284.492.54L/(sm)

根据规定二沉池出水堰上负荷在1.5~2.9L(s.m)之间，故计算结果符合要求。 2）出水管 出水管直径D=600mm 出水速度v4Q4×0.721.28m/s 2D22×3.14×0.6230

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3.7.6排泥装置计算

回流污泥量QR=5208.33m/h Xr=10000mg/L=10kg/m3

QS=22000/10/1.2/0.75/24=101.85m/h Q总=Qs+QR=5310.18m/h Q单=Q总/4=1327.55m/h

集泥槽沿整个池径为两边集泥，故其设计流量为：

3q=Q单/2=663.78m/h=0.183m/s

33333槽宽b0.9q0.40.46m=0.5m

槽深h=b+0.3=0.8m

取排泥管直径D=400mm=0.4m 污泥流速v=

4Q单2.93m/s D231

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4各处理构筑物高程确定

污水流经各处理构筑物的水头损失。在作初步设计时可按下表所列数据估算。但应当认识到，污水流经处理构筑物的水头损失，主要产生在进口和出口和需要的跌水(多在出口处)，而流经构筑物本身的水头损失则很小。

构筑物名称 格栅 沉砂池

沉淀池：平流 沉淀池：竖流

水头损失(cm) 10～25 10～25 20～40 40～50

构筑物名称 沉淀池: 辐流 A/A/0生化池 污水跌水入池

水头损失(cm) 50～60 25～50 50～150

污水处理部分高程计算： 集水槽上游水位：4.5m 自由跌落：0.1m

集水槽堰上水头：0.26m

二次沉淀池出水口损失：0.20m 合计：1.035 m

二沉池池水位：5.06m

出水竖水井水头损失:0.34m 跌水位：0.1m 合计：0.144m 配水井水位：5.5m

A/AO生化池集水槽堰上水头：0.30m A/AO生化池进水口损失：0.25m A/AO生化池跌水位：0.40m 配水井出水损失：0.20m 配水井进口损失：0.15m 合计：0.90 m

A/AO生化池水位：6.40m

配水井到沉淀池出水堰跌水位：0.1m 平流沉淀池水头损失：0.3m 沉淀池跌水位：0.2m

合计：0.6m 沉淀池水位7.00m

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5心得体会

本次设计的目的是设计计算A²/O法处理城市污水的初步工艺设计，水污染控制工程是环境工程专业的一门主要的专业课，这次课程设计让我的能力得到了很大的提高，通过工艺流程的选择、以及设备的选型和计算，让我更加了解处理城市污水的工艺。

我们设计的方案只是一种，由于每个人查找的文献不同，计算过程中采用的方法不同，加之每人的思维方式也存在着不同，所以即使对于同一个任务，也会有不同的解决答案。所以我们可以对自己的设计方案加以评估，在某个方面加以改进。

总之，对于设计方案，我们也遇到了很多问题，比如：查找资料有限;流程的选择以及有关计算;特别是辅助设备的选择，尤其是风机型号的选择。还有最大的问题就是专业绘图，由于我们不是很了解主要构筑物生物氧化池的内部构造，在画绘图时候遇到很大困难。再加之时间短任务大，我们的设计会出现一些不足之处。

我国是一个缺水大国，如何解决水资源短缺的问题已受到全世界人民共同关注的话题，作为一名学习环保的学生，我认为我有必要努力解决水资源短缺的责任，如何节约用水，将水循环起来使用，为更多的人创造更多的水资源，是我们每个环保工作者应该解决的问题。

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6参考文献

[1] 高延耀，顾国维，周琪主编.《水污染控制工程》第三版.北京：高等教育出版社，2007.7

[2] 黄维菊，魏星主编.《污水处理工程设计》第一版.北京：国防工业出版社，2008.10

[3] 孙体昌，娄金生主编.《水污染控制工程》第一版.北京：机械工业出版社，2009.6 [4] 张自杰主编.《环境工程手册》水污染防治卷.北京：高等教育出版社，1996 [5] 王志魁，刘丽英主编.《化工原理》第四版.北京：化学工业出版社，2010.5 [6] 刘家春，白桦，杨鹏志主编.《水泵与水泵站》第一版.北京：中国建筑工业出版社，2008.5

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