第四章污水处理厂设计计算2

第四章污水处理厂设计计算水污染控制工程课程设计水污染控制工程课程设计B1、格栅槽总宽度B：式中：B—格栅槽宽度，m；S—栅条宽度，m；b—栅条净间隙，mn—格栅间隙数。nbnSB)1(水污染控制工程课程设计格栅的间隙数量n可由下式决定：中：Qmax—最大设计流量，m3/s；b—栅条净间隙，mh—栅前水深，m；v—污水流经格栅的速度，一般0.6~1.0m/s；α—格栅安装倾角，（°）；—经验修正系数。vhbQnsinmaxsin水污染控制工程课程设计2、过栅水头损失（10-3）（10-4）2、过栅水头损失（10-3）（10-4）3、栅后槽的总高度H式中：H—栅后槽总高度，m；h—栅前水深，mh1—格栅前渠道超高，一般取h1=0.3m；h2—格栅的水头损失；21hhhH水污染控制工程课程设计4、格栅的总长度L式中：L1—进水渠道渐宽部位的长度，m；L2—格栅槽与出水渠道连接处的渐窄部位的长度，一般取L2=0.5L1。H1—格栅前槽高，m。tgHmmLLL1210.15.01112tgBBL水污染控制工程课程设计5、每日栅渣量式中：W—每日栅渣量，m3/d；W1—单位体积污水栅渣量，m3/103m3污水），一般取0.1~0.01，细格栅取大值，粗格栅取小值。Kz—污水流量总变化系数。1000864001maxzKWQW水污染控制工程课程设计水污染控制工程课程设计6、进水与出水渠道城市污水通过DN1200mm的管道送入进水渠道，设计中取进出水渠道宽度B1=0.9m，进出水水深h=0.8m。水污染控制工程课程设计二、沉砂池-涡流沉砂池为例（1）沉砂池表面面积A：式中：A—沉砂池表面面积，m2；Qmax—最大设计流量，m3/s；q′—表面负荷[m3/(m2h)]，一般采用200qQAmax二、沉砂池-涡流沉砂池为例（2）沉砂池直径D：式中：A—沉砂池表面面积，m2；D—沉砂池直径，m。AD4二、沉砂池-涡流沉砂池为例（3）沉砂池有效水深：式中：h2—设计有效水深，m；t—停留时间，20~30s。tqh2二、沉砂池-涡流沉砂池为例（4）贮砂室所需容积V：式中：V—沉砂斗容积，m3；X—城镇污水的沉砂量，一般采用30m3/106m3（污水）；T—排砂时间的间隔，d。61086400XTQV二、沉砂池-涡流沉砂池为例（5）贮砂斗容积计算：式中：V—沉砂斗容积，m3；d—沉砂斗上口直径，m；h4—沉砂斗圆柱体的高度，m；h5—沉砂斗圆锥体的高度，m；r—沉砂斗下底直径，m，一般为0.4~0.6m)(1214122542rdrdhhdV二、沉砂池-涡流沉砂池为例（6）沉砂池总高度H：H=h1+h2+h3+h4+h5式中：H—池总高度，m；h1—超高，m。h3—池子缓冲层高度，m。45)(213tgdDh二、沉砂池-涡流沉砂池为例（7）进水渠道：格栅的出水通过DN1200mm的管道送入沉砂池的进水渠道然后向两侧配水进入沉砂池，进水渠道采用与涡流式沉砂池呈切线方式进水，式中：B1—进水渠道宽度，m；h1—进水渠道水深，m；v1—进水流速，m/S，一般采用0.6~1.2；11max1hvQB二、沉砂池-涡流沉砂池为例（8）出水渠道：出水渠道与进水渠道建在一起，并且满足夹角大于270°，以延长污水在涡流式沉砂池内流动距离。式中：B2—出水渠道宽度，m；h2—出水渠道水深，m；v2—出水流速，m/S，一般采用0.4~0.6；22max2hvQB二、沉砂池-涡流沉砂池为例（9）排砂装置：采用空气提升泵从涡流式沉砂池底部空气提升排砂，排砂时间每日一次，每次1~2小时，所需空气量为排砂量的15~20倍。二、沉砂池-涡流沉砂池为例三、生化处理池-SBR工艺SequencingBatchReactor（SBR）序批式（间歇式）活性污泥法，简称SBR。一）传统的SBR工艺水污染控制工程课程设计序批式活性污泥法工艺是由按一定顺序间歇操作运行的SBR反应器组成的。其完整的操作过程包括五个阶段：进水、反应、沉淀、出水、闲置。SBR主要特征以间歇操作为主要特征。包括两层含义：一是运行操作在空间上是按序排列，间歇的。一般有多个池子，污水连续按序列进入每个SBR反应器。二是每个SBR反应器的运行操作在时间上也是按次序排列的、间歇的。即进水、反应、沉淀、出水、闲置为一个运行周期。水污染控制工程课程设计SBR工艺的操作过程水污染控制工程课程设计二）SBR改型工艺1、ICEAS工艺ICEAS（IntermittentCyclicExtendedAerationSystem）工艺是间歇循环延时曝气活性污泥法的简称。工艺操作过程如图：水污染控制工程课程设计主要特点是在反应器的进水端增加了一个预反应区，运行方式为连续进水，主反应区按“曝气、（闲置）沉淀、滗水”程序周期运行，使污水在反复的“好氧-厌氧”中完成去碳、脱氮和在“好氧-厌氧”中完成除磷。水污染控制工程课程设计2、DAT-IAT工艺DAT-IAT工艺的主体构筑物由两个串联的反应池组成，即需氧池（DemandAerationTank简称DAT池）和间歇曝气池（IntermittentAerationTank简称IAT池）组成，一般情况下DAT池连续进水、连续曝气。其出水进入IAT池，在此可完成曝气、沉淀、滗水和排出剩余污泥工序。工艺流程如图：水污染控制工程课程设计3、CASS（CAST、CASP）工艺CASS（CyclicActivatedSludgeSystem）工艺全称为循环式活性污泥法。CASS工艺的前身是ICEAS工艺，CASS是Goronszy教授在ICEAS工艺基础上开发出来的，是SBR工艺的一种新的形式。CASS的整个工艺为间歇式反应器，在此反应器中活性污泥法过程按曝气和非曝气阶段不断重复，将生物反应过程和泥水分离过程结合在一个池子中进行。与ICEAS相比，CASS的预反应区容积更小。并成为设计更加优化合理的生物选择器，将主反应区中部分剩余污泥回流至该选择器中，在运作方式上沉淀阶段不进水，使排水的稳定性得到保障。其构造和工艺流程如图：水污染控制工程课程设计第水污染控制工程课程设计第水污染控制工程课程设计工艺说明：生物选择器：设置在CASS前端的小容积区，水力停留时间为0.5~1h，通常在厌氧或兼氧的条件下运行。通过主反应区污泥的回流并与进水混合，不仅充分利用了活性污泥的快速吸附能力而且加速对溶解性底物的去除，对难降解有机物起到良好底水解作用，同时可使污泥中的磷在厌氧条件下得到有效的释放。生物选择器还可以有效地抑制丝状菌的大量繁殖，克服污泥膨胀，提高系统的稳定性。缺氧区：具有辅助厌氧或兼氧条件下运行的生物选择区对进水水质、水量变化的缓冲作用，还具有促进磷的进一步释放和强化反硝化作用。主反应区：最终去除有机底物的主要场所。水污染控制工程课程设计4、UNITANK工艺UNITANK工艺的组成：如图所示：外形是一矩形体，里面被分割成三个相等的矩形单元池，相邻的单元池之间以开孔的公共墙相隔，以使单元池之间彼此水力贯通，在3个单元池内全部配有曝气扩散装置，其中外侧的两池具有双重功能，既作曝气池，也作沉淀池。主要有两种运行方式，即单级好氧与脱氮除磷处理系统。如图所示：水污染控制工程课程设计水污染控制工程课程设计三）、SBR工艺反应器设计计算：SBR的设计迄今为止还没有一种可被广泛接受的标准和简单的方法，而且时间参数的选用和确定是经验的或基本上套用连续流系统的设计方法，设计者的随意性很大。主要有污泥负荷法、容积负荷法、静态动力学法、动态模拟法、基于德国ATV标准的设计法、总污泥量综合设计法、考虑曝气方式的设计法、基于有效HRT和有效SRT概念的设计法。水污染控制工程课程设计反应池容积设计计算—污泥负荷法：1、设计参数：（1）BOD-污泥负荷：SBR工艺污泥负荷值分为高负荷和低负荷两种。高负荷：0.1~0.4kgBOD/(kgMLSS·d)，低负荷：0.03~0.05kgBOD/(kgMLSS·d)。（2）曝气池内混合液污泥浓度反应池内污泥浓度X一般采用1500~5000mg/L。（3）排出比1/m排出比1/m是指每一周期的排水量与反应池容积之比，一般采用1/4~1/2之间。水污染控制工程课程设计2、各工序所需时间的计算eXVQSLs0（1）曝气时间：SBR反应器污泥负荷的计算公式：式中：Q—进水流量，m3/d；S0—进水BOD5平均浓度，mg/L；X—反应器内混合液平均MLSS浓度；V—反应器容积，m3；e—曝气时间比，e=nTA/24n—周期数TA—1个周期内的曝气时间。水污染控制工程课程设计nmVQ1将上面两式代入SBR污泥负荷公式得：nTeA24XmLSTsA024水污染控制工程课程设计当S0=214.31mg/L时，代入SBR污泥负荷公式得：hTA3.4300022.031.21424水污染控制工程课程设计7.104max104.7XtV（2）沉淀时间：反应器污泥界面的沉降速度与MLSS浓度、水温的关系可以用下面两式：式中：Vmax—污泥界面的初始沉降速度，m/h；t—水温，℃；X0—沉降开始时的MLSS浓度，mg/L；26.104max106.4XVMLSS≦3000mg/LMLSS3000mg/L水污染控制工程课程设计hmV/91.0300010104.77.104max当水温为10℃当水温为20℃hmV/82.130002104.77.104max水污染控制工程课程设计沉淀时间TS可用下式求得：max1VmHTs式中：Ts—沉淀时间，h；H—反应池内水深，m；Ɛ—污泥界面上的最小水深，m。安全高度：0.3~0.5m。水污染控制工程课程设计设计中取Ɛ=0.5m，H=6m，沉淀时间TS：当水温为10℃时：hTs8.391.05.05.06当水温为20℃时：hTs9.182.15.05.06水污染控制工程课程设计（3）排水时间TD一般排水时间可取0.5~3h。取TD=2.0h(4)进水时间TF：设计中取反应池进水时间TF=2.0h（4）进水时间TFnNTF24水污染控制工程课程设计（5）一个周期所需时间TFDSATTTTThT0.120.20.28.32.4（6）每天的周期数n2122424Tn6222424FnTN（7）曝气池的个数N水污染控制工程课程设计3、反应器平面尺寸的计算（1）每组曝气池的容积：nNmQV（2）每组曝气池的平面尺寸：HVF335.1032262619352,/61935mVdmQavg当24.172065.10322mHVF水污染控制工程课程设计水污染控制工程课程设计4、曝气池的总高度曝气池的水深为6.0m，超高取0.5m，则曝气池的总高度H′为6.5m。曝气池的设计运行水位如图。水污染控制工程课程设计4、进出水系统（1）SBR池进水设计：沉砂池的来水通过DN1200mm的管道送入SBR反应池，管道内的水流最大流速为0.88m/s。在每一组SBR池进水管上设电动阀门，以便于控制每池的进水量，进水管直接将来水送入曝气池内。（2）SBR池出水设计：SBR采用滗水器出水。由于水量较大，本设计中采用旋转式滗水器，出水负荷为40L/(m·s)，滗水深度为3.0m。出水总管管径为DN1200mm。水污染控制工程课程设计4、进出水系统水污染控制工程课程设计5、排泥系统本设计中采用穿孔管排泥。穿孔排泥管沿池长方向布设，管径为DN200mm，孔眼直径为20mm，孔眼间距0.5m，孔眼方向向下，与水平成45度角交错排列。排泥管中心间距3.0m，共6根，总排泥管的管径为DN600mm，在排泥总管上设流量计，以控制排泥量。水污染控制工程课程设计水污染控制工程课程设计四）、曝气