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1、环境工程专业课程设计指导书题 目 某化工园区污水处理厂工程设计 学 院 化学与环境工程学院 班 级 10环境2W 指导教师 程洁红 设计地点 化学与环境工程学院 2013年6月一、原始资料（1）水量设计流量 Q=10万m3/d（不考虑变化系数）设计进水水质 COD=370mg/LBOD5浓度S0=210 mg/LTSS浓度X0=180 mg/LVSS浓度=130 mg/L（MLVSS/MLSS=0.7）TN=40 mg/LNH4+-N=31 mg/LTP=5 mg/L碱度SALK=298 mg/LpH=7.0-7.5最低水温14；最高水温25（2）设计出水水质COD=60 mg/LBOD5浓度
2、Se=20 mg/LTSS浓度Xe=20 mg/LTN=15 mg/LNH4+-N=8 mg/LTP=1.5 mg/L二、设计内容该工业区污水处理厂主要是用于处理石油化工废水和区内生活污水。由于各个企业都具有不定量不定时排放废水，并且水质变化很大，污水厂所处理的废水水量波动都较大，根据这一特征，可见对污水必须进行较好的预处理，活性污泥法的处理效果较好。工艺流程图如下 提升泵站 粗格栅 调节池 细格栅 沉砂池 排渣 排渣 排渣 初沉池 A2/O 曝气池 二沉池 消毒池 排放 回流污泥 1 A2/O曝气池4.5.1设计计算 1.判断是否可采用A2/O法 （4-28） 2 （4-29） 符合要求 2
3、.有关设计参数（1） BOD5 污泥负荷 N = 0.13 kgBOD5/(kgMLSSd)（2）回流污泥浓度 XR = 6600mg/L（3）污泥回流比 R = 100%(4) 混合液悬浮固体浓度 （4-30） （5）混合液回流比TN去除率 （4-31） 混合液回流比 （4-32） 取R内=200%3. 反应池容积 （4-33） 反应池总水力停留时间： （4-34） 各段水力停留时间和容积：厌氧：缺氧：好氧=1：1：2厌氧池水力停留时间 （4-35） （4-36） 缺氧池水力停留时间 （4-37） （4-38） 好氧池水力停留时间 （4-39） （4-40） 4.校核氮磷负荷好氧段总氮负荷
4、（4-41） 厌氧段总磷负荷 （4-42）5. 剩余污泥量 （4-43） （4-44） （4-45） 取污泥增值系数Y=0.6,污泥自身氧化率kd=0.05,将各值带入： = 11400 5654 = 5746 kg/d （4-46） （4-47） （4-48） 6.碱度校核每氧化 1mgNH4+-N 需消耗碱度7.14mg；每还原1mgNO3-N 产生碱度3.57mg；去除1mgBOD5产生碱度0.1mg。剩余碱度SALK1=进水碱度-消化消耗碱度+反消化产生碱度+去除BOD5产生碱度假设生物污泥中含氮量以12.4计，则： 每日用于合成的总氮 （4-49）即，进水总氮中有 （4-50）用于合
5、成被氧化的NH4+-N： （4-51） 所需脱硝量 （4-52） 需还原的硝酸盐氮量: （4-53） 将各值代入：剩余碱度：SAKL1 可维持PH7.27.反应池主要尺寸反应池总容积 V=48951m3；设反应池三组，单组池容： （4-55） 有效水深h=6m；单组有效面积： （4-56） 采用8廊道式推流式反应池，廊道宽b=9m； 单组反应池长度 （4-57） 校核： b/h = 9 / 6 = 1.5 ( 满足b/h = 1 2 ) （4-58） L/h =37.78 / 6 = 6.3( 满足L/h = 5 10 ) （4-59） 取超高为1.0m，则反应池总高H =6+1=7m （4-
6、60）8. 曝气系统设计计算（1）设计需氧量AORAOR=去除BOD5需氧量-剩余污泥中BODu氧当量+NH4+-N消化需氧量-反消化产氧量碳化需氧量： （4-61）消化需氧量：D2 （4-62） 反消化脱氮产生的氧量 ： （4-63） 总需氧量：AOR （4-64） 最大需氧量与平均需氧量之比为1：4，则 （4-65） 去除每1kgBOD5的需氧量 （4-66） （2）标准需氧量：采用鼓风曝气，微孔曝气器。曝气器铺设于池底，距池底0.2m，淹没深度7.8m，氧转移效率EA=20，计算温度T=25，将实际需氧量AOR换算成标准状态下的需氧量SOR。 （4-68）式中： 气压调整系数，工程所在地
7、区实际大气压为0.912105 Pa CL 曝气池内平均溶解氧，取CL=2 mg/L；查得水中溶解饱和度：Cs(20)=9.17mg/L， Cs(25)=8.38mg/L微孔曝气器的空气扩散气出口处绝对压为： （4-69） 空气离开好氧反应池时氧的百分比：（4-70） 好氧反应池中平均溶解氧饱和度：Csm(25) （4-71） 标准需氧量为：SOR （4-72） 相应最大时标准需氧量： （4-73） 好氧反应池平均时供气量： （4-74） 最大时供气量： （4-75） 9.供风管道计算供风干管采用环状布置流量 （4-76）流速v=15m/s； (4-77)管径： 取干管径为600mm单侧供气（
8、向单侧廊道供气）支管： （4-78）流速v=15m/s；管径： （4-79） 取支管管径为DN250mm双侧供气（向两侧廊道供气） （4-80） 流速v=15m/s； 管径： （4-81） 取支管管径为DN3500mm10.进水管路计算流量 ： （4-82） 设流速v=2m/s管径： （4-83） 进水管管径取700mm.11.厌氧池设备选择（单组反应池计算）厌氧池设导流墙，将厌氧池分为3格，每格内设潜水搅拌机1台，所需功率按5W/m3池容计算。厌氧池有效容积 （4-84） 混合全池污水所需功率为 12.缺氧池设备选择（单组反应池计算）缺氧池设导流墙，将缺氧池分为3格，每格内设潜水搅拌机1台，
9、所需功率按5W/m3池容计算。 缺氧池有效容积 （4-85） 混合全池污水所需功率为13.污泥回流设备污泥回流比 R=100；污泥回流量 （4-86）设回流污泥泵房一座，内设2台单螺杆泵，型号为FG105-1；控制闸门为电动蝶阀。单泵流量 (g (4-87)水泵扬程根据竖向流程确定。14.混合液回流设备混合液回流泵 混合液回流比R内 =200； 混合液回流泵 设混合液回流泵2座，每座泵房内设3台潜污泵（2用1备）； 单泵流量 （4-88） （4-89） 4.5.2 本系统的空气量计算除采用鼓风曝气外，本系统还采用空气在回流污泥井提升污泥，空气量按回流污泥的8倍考虑，污泥回流比R=100，这样提
10、升回流污泥所需的空气量为 （4-90） 总需氧量 （4-91） 按停留时间，第一廊道为厌氧区，第二廊道为缺氧区，第三至五廊道为好氧区。按图所示的曝气平面图布置空气管道。单池曝气池的平面面积为：61.210 = 612 m2 每个空扩散器的服务面积按0.68m2计，则每个好氧池所需空气扩散器的总数为： 为安全计，本设计采用6720个空气扩散器。每个空气扩散器的配气量为： （4-92）满足要求 （4-93）网状膜空气扩散器的压力损失为5.88kPa，则总的压力损失为：5.88+1.06=6.94kPa为安全计，设计值选用9.8kPa。空压机的选定：空气扩散器安装在距曝气池池底0.2m处，因此空压机所需压力为P=（6.0-0.2+1.0）9.8=67kpa （4-94）空压机供气量最大时33333.33+29591.3=62924.6m3/h=1048.7m3/min （4-95）曝气头数目的确定每个微孔曝气头出气量（5 m3/h.个），需微孔曝气头6720个。三组好氧池，每组设20个曝气支管，每个支管上设置1个竖管，每个竖管设14个横管。每个横管上设置8个曝气头，曝气头间距0.51m0.97m。根据所需要的压力机空气量，决定采用LG480665-2型罗茨鼓风机，该空压机风压49 kPa，风量116m3/min，选用9台。正常条件下，7台工作，2台备用；高负荷时，8台工作，1台备用。