504650695《水污染控制工程》課程設(shè)計(jì)AB法處理生活污水工藝曝氣池的設(shè)計(jì)

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1、 課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書 一．設(shè)計(jì)任務(wù)： 課程設(shè)計(jì)是《水污染控制工程》教學(xué)中一個(gè)重要的實(shí)踐環(huán)節(jié)，要求綜合運(yùn)用所學(xué)的有關(guān)知識(shí)，在設(shè)計(jì)中掌握解決實(shí)際工程問題的能力，并進(jìn)一步鞏固和提高理論知識(shí)。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的資料，了解設(shè)計(jì)的任務(wù)、要求，工程的概況、規(guī)模，分析水質(zhì)水量，然后進(jìn)行工藝選擇、設(shè)計(jì)計(jì)算、編寫說明書。 本設(shè)計(jì)任務(wù)是要求完成AB法處理生活污水工藝曝氣池的設(shè)計(jì)，同時(shí)完成以下設(shè)計(jì)工作： 1．概述。在查閱資料的基礎(chǔ)上說明本設(shè)計(jì)題目的意義和最新發(fā)展概況； 2．設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇；曝氣池尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算；A段曝氣池的進(jìn)、出水設(shè)計(jì)計(jì)算，B段曝氣池的進(jìn)；污泥齡；需氧量的計(jì)算等； 3．編寫設(shè)計(jì)

2、計(jì)算書和設(shè)計(jì)說明書（可以分章獨(dú)立也可以合在一起）； 4．A段曝氣池的平面布置圖。內(nèi)容包括管線，尺寸大小，單體名稱等必要的技術(shù)說明； 5．B段曝氣池的平面布置圖。內(nèi)容包括管線，尺寸大小，單體名稱等必要的技術(shù)說明； 6．A段曝氣池進(jìn)水口布置圖；內(nèi)容包括管線，尺寸大小，標(biāo)高等； 7．B段曝氣池進(jìn)水口布置圖；內(nèi)容包括管線，尺寸大小，標(biāo)高等。 二．設(shè)計(jì)成果 課程設(shè)計(jì)內(nèi)容包括封面、目錄、概述、設(shè)計(jì)說明書、設(shè)計(jì)計(jì)算書、（實(shí)際）參考文獻(xiàn)、心得體會(huì)、致謝、成績?cè)u(píng)定表和相關(guān)附圖 1．編寫設(shè)計(jì)說明書和設(shè)計(jì)計(jì)算書——參數(shù)選擇及依據(jù)，必要的說明，各構(gòu)筑物詳細(xì)設(shè)計(jì)計(jì)算過程，結(jié)果評(píng)價(jià)及主要設(shè)備的選取，其他附屬

3、設(shè)備和建筑物等； 2．設(shè)計(jì)圖紙——A段曝氣池的平面布置圖1張（A3）；B段曝氣池的平面布置圖1張（A3）；A段曝氣池進(jìn)水口布置圖（A3）；B段曝氣池進(jìn)水口布置圖（A3） 課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書 三．設(shè)計(jì)資料 1．設(shè)計(jì)規(guī)模及設(shè)計(jì)水質(zhì) 1.1設(shè)計(jì)規(guī)模 最大設(shè)計(jì)流量Qs=996L/s，平均流量Qp=61935m3/d。 1.2廢水水質(zhì) 表1 廢水水質(zhì) 項(xiàng)目 BOD/ mg/L SS/ mg/L TN/ mg/L TP/ mg/L 溫度/ ℃ 數(shù)值 214.31 203.62 30.79 4.66 20 2．廢水處理要求 廢水處理后需要達(dá)到《污

4、水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB8978-1996規(guī)定的一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)，見下表2。 表2 處理后水質(zhì) 項(xiàng)目 BOD/ mg/L SS/ mg/L TN/ mg/L TP/ mg/L 數(shù)值 20 20 15 1.0 四．參考文獻(xiàn)： (1) 唐受印，戴友芝主編.水處理工程師手冊(cè)，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2001 (2) 韓洪軍主編.《污水處理構(gòu)筑物設(shè)計(jì)與計(jì)算》（修訂版）.哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2005.3 (3)《三廢處理工程技術(shù)手冊(cè)》（廢水卷）.化學(xué)工業(yè)出版社 (4) 史惠祥編.《實(shí)用水處理設(shè)備手冊(cè)》. 化學(xué)工業(yè)出版社，2000.1 (5) 高廷耀，顧國維

5、，周琪.《水污染控制工程》，高等教育出版社，2007年出版 (6) 《給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》.北京：中國建筑工業(yè)出版社 目錄 1前言 4 1.1 概況 4 1.2 設(shè)計(jì)資料 4 1.3 AB法 4 2 設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 9 2.1 格柵的設(shè)計(jì)計(jì)算 9 2.1.1柵條的間隔數(shù)（n） 9 2.1.2 柵槽寬度（B） 9 2.1.3 進(jìn)水渠道漸寬部分的長度 10 2.1.4 柵渣與出水渠通連接處的漸窄部分長度(l2) 10 2.1.5 通過格柵的水頭損失（h1） 10 2.1.6 柵后槽總高度（H） 10 2.1.7柵槽總高度（L） 10 2.1.

6、8 每日柵渣量（W） 11 2.2 曝氣沉砂池的設(shè)計(jì)計(jì)算 11 2.2.1池子的有效容積（V） 11 2.2.2 水流斷面積（A） 11 2.2.3 池總寬度（B） 11 2.2.4 每格池子寬度（b） 11 2.2.5 池長（L） 12 2.2.6 每小時(shí)的需空氣量(q) 12 2.2.7 沉砂室所需容積（V/m3） 12 2.2.8 每個(gè)沉砂斗容積（V0） 12 2.2.9 沉砂斗各部分尺寸 12 2.3 A段曝氣池和B段曝氣池的設(shè)計(jì)計(jì)算 13 2.3.1 設(shè)計(jì)參數(shù)確定 13 2.3.2計(jì)算處理效率 13 2.3.3 A段和B段曝氣池容積和主要尺寸 14 2.

7、3.4 剩余污泥量計(jì)算 15 2.3.5 污泥齡計(jì)算 16 2.3.6 需氧量計(jì)算 16 2.3.7 A段曝氣池的進(jìn)出水系統(tǒng) 16 2.3.8 B段曝氣池的進(jìn)出水系統(tǒng) 17 2.4 中間沉淀池的設(shè)計(jì)計(jì)算 18 2.4.1 中間沉淀池池型的選擇 19 2.4.2 中間沉淀池面積、直徑和有效水深 19 2.4.3 污泥斗容積的計(jì)算 19 2.5 二次沉淀池的設(shè)計(jì)計(jì)算 20 2.5.1 二次沉淀池池型的選擇 20 2.5.2 二次沉淀池面積、直徑和有效水深 20 2.4.3 污泥斗容積的計(jì)算 21 3 參考文獻(xiàn) 21 4 心得體會(huì) 21 5 致謝 22 1前言

8、1.1 概況 本設(shè)計(jì)任務(wù)是要求完成AB法處理生活污水工藝曝氣池的設(shè)計(jì)。 1.2 設(shè)計(jì)資料 1.2.1 設(shè)計(jì)規(guī)模 最大設(shè)計(jì)流量Qs=996L/s，平均流量Qp=61935m3/d。 廢水水質(zhì)見表一。 表1 廢水水質(zhì) 項(xiàng)目 BOD/ mg/L SS/ mg/L TN/ mg/L TP/ mg/L 溫度/ ℃ 數(shù)值 214.31 203.62 30.79 4.66 20 1.2.2 廢水處理要求 廢水處理后需要達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB8978-1996規(guī)定的一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)，見下表2。 表2 處理后水質(zhì) 項(xiàng)目 BOD/ mg/L SS/

9、mg/L TN/ mg/L TP/ mg/L 數(shù)值 20 20 15 1.0 1.3 AB法 1.3.1 AB法的由來 由于活性污泥法的活性污泥中的微生物群體是細(xì)菌和原生動(dòng)物等眾多生物組成的復(fù)合生物群落，對(duì)水質(zhì)負(fù)荷和沖擊負(fù)荷的承受能力較弱，易發(fā)生污泥膨脹、中毒現(xiàn)象，能耗也較高，導(dǎo)致處理成本高。因此針對(duì)以上不足，一種全新的工藝—AB法應(yīng)運(yùn)而生。AB法是吸附—生物降解工藝的簡(jiǎn)稱。這項(xiàng)污水生物處理技術(shù)是20世紀(jì)70年代中期由德國B0HUKE教授首先開發(fā)的。該工藝將曝氣池分為高低負(fù)荷兩段，各有獨(dú)立的沉淀和污泥回流系統(tǒng)。高負(fù)荷段A段停留時(shí)間約20－40分鐘，以生物絮凝吸附作用為主

10、，同時(shí)發(fā)生不完全氧化反應(yīng)，生物主要為短世代的細(xì)菌群落，去除BOD達(dá)50％以上。B段與常規(guī)活性污泥相似，負(fù)荷較低，泥齡較長。 1.3.2 AB法的工藝流程 圖1 AB法工藝流程圖 AB工藝系生物吸附一降解活性污泥法，是在常規(guī)活性污泥法和兩段活性污泥法基礎(chǔ)上發(fā)展起來的污水處理上藝。該工藝屬高負(fù)荷活性污泥法，與常規(guī)活性污泥法比較具有處理負(fù)荷高、節(jié)能、對(duì)水質(zhì)變化適應(yīng)能力強(qiáng)、處理效果好等優(yōu)點(diǎn)。AB工藝不設(shè)初沉池，由A、B兩段組成，A段由A段曝氣池和中間沉淀池構(gòu)成，B段由B段曝氣池和二次沉淀池構(gòu)成。AB兩段各自設(shè)污泥回流系統(tǒng)，污水先進(jìn)入高負(fù)荷的A段，然后再進(jìn)入低負(fù)荷的B段，AB兩段串聯(lián)運(yùn)行。A段

11、污泥具有很強(qiáng)的吸附能力和良好的沉淀性能。A段對(duì)有機(jī)物的去除是以細(xì)菌的絮凝吸附作用為主。A段工藝污泥負(fù)荷高、泥齡和水力停留時(shí)間短。所以，A段工藝的投資和運(yùn)行費(fèi)用低，屬于高負(fù)荷的活性污泥系統(tǒng)的強(qiáng)化一級(jí)處理。 1.3.3 AB法工藝的主要特征 在AB法工藝中，A段的污泥負(fù)荷率高達(dá)2kgBOD/（kgMLSS.d）~6 kgBOD/（kgMLSS.d）,污水停留時(shí)間只有30min~40min，污泥齡短，僅為0.3d~0.5d，池內(nèi)溶解氧的分子質(zhì)量為0.2mg/L~0.7mg/L。因此，真核生物無法生存，只有某些世代短的原核細(xì)菌才能適應(yīng)生存并得以生長繁殖。A段對(duì)水質(zhì)、水量、PH值和有毒物質(zhì)的沖擊負(fù)荷

12、有極好的緩沖作用。但A段產(chǎn)生的污泥量大，約占整個(gè)處理系統(tǒng)污泥產(chǎn)量的80%左右，且剩余污泥中的有機(jī)物含量很高。 B段可在很低的污泥負(fù)荷下運(yùn)行，負(fù)荷范圍一般為小于0.15kgBOD/（kgMLSS.d），水力停留時(shí)間為2h~5h、。污泥齡較長，一般為15d~20d。在B段曝氣池中生長的微生物除菌膠團(tuán)外，還有相當(dāng)數(shù)量的高級(jí)真核微生物外，還有相當(dāng)數(shù)量的高級(jí)真核微生物，這些微生物世代期較長，并適宜在有機(jī)物含量比較低的情況下生存和繁殖。 1.3.4 AB法工藝的處理機(jī)理和適用范圍 AB法工藝處理機(jī)理： A段的處理機(jī)理是以細(xì)菌的絮凝吸附作用為主。這與傳統(tǒng)的活性污泥法有很大的不同。污水中存在大量已適應(yīng)污

13、水的微生物，這些微生物具有自發(fā)絮凝性，形成“自發(fā)絮凝劑”、當(dāng)污水中的微生物進(jìn)入A短曝氣池時(shí)，在A段內(nèi)原有的菌膠團(tuán)的誘導(dǎo)促進(jìn)下很快絮凝在一起，絮凝物結(jié)構(gòu)與菌膠團(tuán)類似，使污水中的有機(jī)物脫穩(wěn)吸附。在A段曝氣池中，“自然絮凝劑”、膠體物質(zhì)、游離性細(xì)菌、SS活性污泥等相互強(qiáng)烈混合，將有機(jī)物脫穩(wěn)吸附。同時(shí)，A段中的懸浮絮凝體對(duì)水中懸浮物、膠體顆粒、游離細(xì)菌及溶解性物質(zhì)進(jìn)行網(wǎng)捕、吸附，使相當(dāng)多的污染物被裹在懸浮絮凝體中而去除，水中的懸浮固體作為“絮核”提高了絮凝效果。B 段曝氣池是AB 法工藝中的核心部分，它的狀態(tài)好壞與否將直接影響到出水水質(zhì)，B 段去除有機(jī)污染物的方式與普通活性污泥法基本相似，它的處理機(jī)理

14、主要以氧化為主，難溶性大分子物質(zhì)在胞外酶作用下水解為可溶的小分子，可溶小分子物質(zhì)被細(xì)菌吸收到細(xì)胞內(nèi)，由細(xì)菌細(xì)胞的新陳代謝作用而將有機(jī)物質(zhì)氧化為CO2，H2O 等無機(jī)物，而產(chǎn)生的能量儲(chǔ)存于細(xì)胞中。B 段曝氣池為好氧運(yùn)行，因此它所擁有的生物主要是處于內(nèi)源呼吸階段的細(xì)菌、原生動(dòng)物和后生動(dòng)物，B 段的低污泥負(fù)荷和長泥齡為原生動(dòng)物的生長提供了很好的環(huán)境條件，而原生動(dòng)物的大量存在對(duì)游離性細(xì)菌的去除又有很好的作用。同時(shí)由于A段的出水作為B 段的進(jìn)水，水質(zhì)已相當(dāng)穩(wěn)定，為B 段微生物種群的生長繁殖創(chuàng)造了有利條件。其數(shù)量也比同負(fù)荷下的一級(jí)活性污泥法多。因?yàn)锽 段去除有機(jī)污染物的機(jī)理主要以氧化為主，而高級(jí)生物的內(nèi)源

15、呼吸作用要比低級(jí)生物強(qiáng)，所以B 段產(chǎn)生的剩余污泥量很少。 AB工藝的適用范圍：要保證A段的正常運(yùn)行，必須有足夠的已經(jīng)使用該污水的微生物。一般的城市污水水質(zhì)是可以滿足其要求的。這同時(shí)也是為什么在A段之前不設(shè)初沉池的原因，因?yàn)锳短的去除主要依靠該段微生物的物理吸附和生物吸附，這樣就使得去除率高低與進(jìn)水微生物直接相關(guān)。但在工藝廢水或某些工業(yè)廢水比例高的城市污水中，由于水中重金屬等物質(zhì)的毒害作用，微生物不易繁殖，在這樣的管網(wǎng)系統(tǒng)中，相應(yīng)A段的外源微生物的補(bǔ)充將受到嚴(yán)重影響，使適應(yīng)污水環(huán)境的微生物濃度很低，微生物的吸附作用會(huì)大大減弱，造成A段污水環(huán)境的微生物濃度很低，微生物的吸附作用很弱，造成A段去除

16、效率降低，對(duì)這類污水則不適宜采用AB工藝。 1.3.5 AB法的除磷脫氮 AB工藝中有A段超高負(fù)荷運(yùn)行，為B段的硝化作用創(chuàng)造了條件。污水經(jīng)A段吸附處理后，出水BOD 大為降低，減輕了B段污泥的有機(jī)負(fù)荷，創(chuàng)造了硝化菌在微生物群體中存活的條件。 若在B段設(shè)計(jì)上亦有厭氧—好氧周期地或同時(shí)地存在的時(shí)空條件，就很方便的形成了厭氧—好氧活性污泥法脫氮工藝。 1.3.6 國內(nèi)外對(duì)AB法的研究情況 國內(nèi)近幾年對(duì)AB法的研究主要在工藝機(jī)理、運(yùn)行穩(wěn)定性和不同種類廢水的處理效果等方面。表三所示為國內(nèi)對(duì)AB工藝有關(guān)的研究情況。 表3 國內(nèi)對(duì)AB工藝有關(guān)研究情況 研究單位 廢水類型 污泥負(fù)荷（

17、kgBOD5/kgMLSS.d） COD去除率（%） BOD去除率（%） A段 B段 清華大學(xué) 印染廢水 3.8~5.1 0.5~0.6 72~82 88~95 北京市政設(shè)計(jì)院 城市污水 1.3~4.9 0.1~0.3 — 93.88 中科院成都生物所 屠宰廢水 2.2 0.2~0.3 87.2 94.3 目前，AB工藝以其投資省、運(yùn)行費(fèi)用低、處理效率高及運(yùn)行穩(wěn)定等優(yōu)良特性而成為近十年來在污水處理領(lǐng)域中發(fā)展最快的城市污水處理工藝。與此同時(shí)，隨著對(duì)處理出水中氮、磷含量日趨嚴(yán)格，國內(nèi)外對(duì)污水脫氮除磷技術(shù)的研究方興未艾。AB法作為一種具有脫氮除磷工藝

18、的新型污水生物處理技術(shù)，也正得到越來越深入的研究。 1.3.7 AB法的優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)： (1)去除污染物效果好。AB法工藝與傳統(tǒng)的生物處理工藝相比，去除BOD和COD的效果，尤其是去除COD的效果有顯著提高。經(jīng)A段處理后，城市污水中的BODBOD的去除率可以達(dá)到50%~60%,借助A段的生物絮凝和極強(qiáng)的吸附作用，為B段微生物提供了良好的進(jìn)水水質(zhì)條件，B段內(nèi)的原生動(dòng)物對(duì)游離微生物具有吞噬作用，進(jìn)一步降低有機(jī)負(fù)荷。 (2)運(yùn)行穩(wěn)定性好。AB法工藝具有很強(qiáng)的抗沖擊負(fù)荷能力，運(yùn)行穩(wěn)定性好，主要在以下兩個(gè)方面：一是AB法處理工藝出水水質(zhì)波動(dòng)小。當(dāng)處理城市污水時(shí)，在同樣的進(jìn)水條件下，AB法工藝的出

19、水要好于傳統(tǒng)的一段處理工藝，并對(duì)進(jìn)水負(fù)荷的變化有很好的適應(yīng)性和穩(wěn)定性；二是AB法處理工藝有很強(qiáng)的耐沖擊負(fù)荷能力，對(duì)于城市污水中的PH值、有毒物質(zhì)等均具有很好的適應(yīng)和抵抗能力。AB法工藝的污泥具有良好的沉降性能。一般來說，AB法工藝處理系統(tǒng)中的曝氣池可以始終保持足夠的污泥量。 (3)良好的脫氮除磷效果。由于許多城市污水必須進(jìn)行除磷脫氮處理后排放或回用，因此，可以將AB法工藝與生物除磷脫氮或生物除磷工藝結(jié)合進(jìn)行處理。 (4)優(yōu)越的經(jīng)濟(jì)性。AB法處理工藝優(yōu)越的經(jīng)濟(jì)性主要體現(xiàn)在投資省和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低兩個(gè)方面。一般來說，AB法工藝比傳統(tǒng)的一段法處理工藝節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用20%~25%。 局限性： (1)A

20、B法剩余污泥量大，選用AB法是需考慮這個(gè)因素。目前國內(nèi)外采用AB法工藝的大型污水處理廠，有條件的多采用厭氧消化處理，回收沼氣，但對(duì)于小型的污水處理廠，厭氧消化污泥投資比較大。如果采用好氧消化，增加了運(yùn)行費(fèi)用。因此準(zhǔn)確評(píng)價(jià)、應(yīng)用AB法，還應(yīng)考慮污水處理廠的規(guī)模、污水性質(zhì)、生化性能以及今后污泥的處理方法或脫水設(shè)備的研制。 (2)A段運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)惡臭，影響附近的環(huán)境衛(wèi)生，這主要是由于A段在高有機(jī)負(fù)荷下運(yùn)行，使A段曝氣池在厭氧甚至缺氧的條件下運(yùn)行，導(dǎo)致產(chǎn)生H2S、大糞素等惡臭氣體。因此，今后A段曝氣池應(yīng)考慮加封蓋，以免影響周圍環(huán)境。 (3)AB工藝最大的局限性是其脫氮除磷效果差，常規(guī)AB工藝總氮去除

21、率約為30%~40%，雖較傳統(tǒng)一段活性污泥有所提高，但尚不能滿足防止水體富營養(yǎng)化的要求。這是由于AB工藝中不存在缺氧段和及內(nèi)回流，無法進(jìn)行反硝化，不具備深度脫氮功能。AB工藝對(duì)磷的去除效率也很低，基本是通過微生物的新陳代謝和部分絮凝吸附作用實(shí)現(xiàn)的。因此，要對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)，改進(jìn)的基本做法有兩種：一是將B段以不同的脫氮除磷工藝來運(yùn)行，在工藝流程中增加缺氧段。另一種方法是增加AB兩段間的污泥回流。 (4)AB工藝用于處理低濃度的城市生活污水及工業(yè)廢水仍是值得進(jìn)行研究的問題。我國許多城市的污水，由于種種原因，其城市污水的有機(jī)物含量偏低，而污水中的氨氮含量并不低。因此，我國一些城市在新建、擴(kuò)建或改建污水

22、處理廠時(shí)，如果對(duì)出水的TN和TP有著重要求時(shí)，即需要防止受納水體發(fā)生富營養(yǎng)化。 1.3.8 AB法在工程實(shí)踐中的運(yùn)用 與傳統(tǒng)活性污泥法相比，AB工藝在COD、BOD、SS、總磷和總氮上的去除率均高于前者，且工程投資和運(yùn)行費(fèi)用方面也較前者省，在聯(lián)邦德國、瑞士、希臘等國，一些老廠因處理出水達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)，將原來的常規(guī)活性污泥法改為AB法從而解決了問題。目前全世界有60多座AB工藝的污水廠在運(yùn)行、設(shè)計(jì)和規(guī)劃之中，南斯拉夫修建目前最大的AB工藝的污水廠。在我國，上海、山東等地都有采用AB工藝的污水處理廠。 1.3.9 AB法的發(fā)展前景 AB工藝不僅處理效果好，運(yùn)行穩(wěn)定，而且運(yùn)行范圍廣，既可以處

23、理城市污水，又可處理工業(yè)污水。現(xiàn)已有將其用于處理屠宰廢水、印染廢水、釀酒廢水、豆制品廢水、飲料廢水、毛紡廢水等工業(yè)廢水，效果均相當(dāng)滿意。 目前，我國城市污水處理廠的建設(shè)還不能適應(yīng)解決環(huán)境污染的要求，同時(shí)部分污水廠超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，而有的城鎮(zhèn)往往因資金短缺而難以上馬，應(yīng)用AB法是解決這些問題的方法之一。 2 設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 2.1 格柵的設(shè)計(jì)計(jì)算 格柵是廢水預(yù)處理方法中的一種，一般安置在廢水處理流程的前端，用以去除廢水中較大的懸浮物、漂浮物、纖維物質(zhì)和固體顆粒物質(zhì)，從而保證后續(xù)處理構(gòu)筑物的正常運(yùn)行，減輕后續(xù)處理構(gòu)筑物的處理負(fù)荷。 2.1.1柵條的間隔數(shù)（n） 過柵流速一般采用0.6~1.0

24、m/s,格柵間隙16~25mm,,0.10~0.05m3/103m3(柵渣/污水) 設(shè)柵前流速v=0.9m/s，柵前間隙寬度b=0.021m，柵前水深h=1.2m，格柵傾60。 2.1.2 柵槽寬度（B） 設(shè)柵條寬度s=0.01m B=s(n-1)+bn=0.01(41-1)+0.02141=1.26m 2.1.3 進(jìn)水渠道漸寬部分的長度 設(shè)進(jìn)水渠寬B1=0.85m，其漸寬部分展開角度（進(jìn)水渠內(nèi)的流速為0.77m/s） 2.1.4 柵渣與出水渠通連接處的漸窄部分長度(l2) 2.1.5 通過格柵的水頭損失（h1） 設(shè)柵條斷面為銳邊矩形斷面形狀 k—系數(shù)，格柵

25、受污染物堵塞時(shí)水頭損失增大倍數(shù)，一般采用3 —形狀系數(shù)，取2.42 2.1.6 柵后槽總高度（H） 設(shè)柵前槽總高度渠道超高h(yuǎn)2==0.3m，則 H=h+h1+h2=1.2+0.096+0.31.6m 2.1.7柵槽總高度（L） L=l1+l2+0.5+1.0+0.56+0.28+0.5+1.0+=3.21m 2.1.8 每日柵渣量（W） 在格柵間隙21mm情況下，設(shè)清柵渣量為1000m3污水產(chǎn)0.05m3，設(shè)生活污水流量總變化系數(shù)k2為2.5 2.2 曝氣沉砂池的設(shè)計(jì)計(jì)算 預(yù)處理階段的沉砂池采用曝氣沉砂池。曝氣沉砂池的優(yōu)點(diǎn)是通過調(diào)節(jié)曝氣量，可以控制污水的旋流速度，使

26、除砂效率較穩(wěn)定，受流量影響較小，同時(shí)還對(duì)污水起預(yù)曝氣作用，它還可克服普通平流沉砂池的主要缺點(diǎn)：沉砂池中含有15%的有機(jī)物，減少沉砂的后續(xù)處理。 2.2.1池子的有效容積（V） 由三廢處理工程設(shè)計(jì)手冊(cè)知曝氣沉砂池的最大流量的停留時(shí)間為1~3min，取t=2min V=Qmaxt60=0.996260=119.52m3 2.2.2 水流斷面積（A） v1—最大設(shè)計(jì)流量時(shí)的水平流速，水平流速為0.06~0.12m/s,取v1=0.1m/s 2.2.3 池總寬度（B） B=m h2—設(shè)計(jì)有效水深，有效水深為2~3m,寬深比一般采用1~2 2.2.4 每格池子寬度（b） 設(shè)n=2

27、（格） b= 2.2.5 池長（L） 2.2.6 每小時(shí)的需空氣量(q) q=dQmax3600=0.20.9963600=717.12m2/h d—1m3污水所需空氣量(m3/m3),一般采用0.2 2.2.7 沉砂室所需容積（V/m3） 設(shè)T=2d x—城市污水沉沙量，m3/106m3(污水)，一般采用30 T—清除沉砂間隔時(shí)間，d k2—生活污水流量總變化系數(shù) 2.2.8 每個(gè)沉砂斗容積（V0） 設(shè)每一分隔有4個(gè)沉砂斗 V0= 2.2.9 沉砂斗各部分尺寸 設(shè)斗底寬a1=0.5m。斗壁與水平面的傾角為55，斗高h(yuǎn)3 =0.35m,沉砂斗上口寬a：

28、 2.3 A段曝氣池和B段曝氣池的設(shè)計(jì)計(jì)算 曝氣池的主要作用為充氧、攪拌和混合。充氧的目的是想活性污泥微生物提供所需的溶解氧；混合攪拌的目的是使曝氣池中的污泥處于懸浮狀態(tài)，從而增加廢水與混合液的充分接觸，保證曝氣池的處理效果。 表4 AB法工藝設(shè)計(jì)參數(shù) 名稱 A段 B段 污泥負(fù)荷NS(kgBOD5/kgMLSS.d) 3~4(2~6) 0.15~0.3（<0.5） 容積負(fù)荷Nv(kgBOD5/m3.d) 6~10(4~12) ≤0.9 污泥濃度MLSS(g/L) 2.0~3.0（1.5~2.0） 2.0~4.0（3.0~4.0） 污泥齡SRT或（d）

29、0.4~0.7（0.3~0.5） 15~20（10~25） 水力停留時(shí)間HRT（h） 0.5~0.75 2.0~4.0（2.0~6.0） 污泥回流比（%） <70(20~50) 50~100 溶解氧DO（mg/L） 0.3~0.7(0.2~1.5)) 2~3(1~2) 氣水比 (3~4):1 (7~10):1 污泥沉降指數(shù)SVI（mg/L） 60~90 70~100 污泥池沉降時(shí)間（h） 1~2 2~4(1.5~4) 污泥池表面負(fù)荷q1(m3/(m3/h)) 1~2 0.5~1.0 需氧系數(shù)a1(kgO2/kgBOD5) 0.4~0.6 ——

30、 NH3-N硝化需氧系數(shù)b1（kgO2/kgNH3-N） —— 4.57 污泥綜合增長指數(shù)a（kgMLSS/kgBOD5） 0.3~0.5 —— 污泥含水率（%） 98~98.7 99.2~99.6 2.3.1 設(shè)計(jì)參數(shù)確定 A 段污泥負(fù)荷NSA=4kgBOD5/(kgMLSS.d),混合液污泥濃度為XA=1800g/L B段污泥負(fù)荷NSB=0.24kgBOD5/(kgMLSS.d),混合液污泥濃度為XB=4000g/L 2.3.2計(jì)算處理效率 BOD5總?cè)コ? A段BOD去除率： 則A段出水的BOD5為LRA=214.3150%=107.155mg/L B段B

31、OD去除率： 則LRb=81.34%107.155=87.16mg/L 2.3.3 A段和B段曝氣池容積和主要尺寸 A段曝氣池容積： A段曝氣池水力停留時(shí)間： A段曝氣面積： 設(shè)一座曝氣池（n=1），池深（H）取4m，則曝氣池的面積（F1）為： A段曝氣池寬度: 設(shè)池寬（B）為3.8m，，在1~2之間，符合要求。 曝氣池寬度L=，(大于10)，符合要求。 曝氣池平面形式：曝氣池采用推流式，共一組，采用五廊道式，則每廊道式，則每廊道長。曝氣池的平面布置圖見附圖。 取超高為0.5m，故曝氣池的總高度H1=2+0.4=2.4m B段曝氣池容積： B段曝氣池水

32、力停留時(shí)間： B段曝氣面積： 設(shè)兩座曝氣池（n=2），池深（H）取3m，則曝氣池的面積（F1）為： B段曝氣池寬度: 設(shè)池寬（B）為5.7m，，在1~2之間，符合要求。 曝氣池寬度L=，(大于10)，符合要求。 曝氣池平面形式：曝氣池采用推流式，共一組，采用四廊道式，則每廊道式，則每廊道長。曝氣池的平面布置圖見附圖。 取超高為0.5m，故曝氣池的總高度H1=3+0.4=3.4m 2.3.4 剩余污泥量計(jì)算 A段剩余污泥量： 設(shè)A段ss去除率為75%，則Sr=203.6275%=152.715mg/L （a取0.4） 濕污泥量（設(shè)污泥含水率為98.7%）為：

33、 B段剩余污泥量： 設(shè)B段活性污泥中揮發(fā)性固體占75%，即,XVB=0.75,XB=0.754=3kg/m3?；钚晕勰嗟漠a(chǎn)率系數(shù)（即微生物每氧化單位質(zhì)量BOD5所合成的微生物量）a=0.35~0.45kgMLVSS/kgBOD5,取值0.45，衰減系數(shù)（即活性污泥微生物的自身氧化率），b=0.05~0.10d-1，取值0.05.，則 濕污泥量（設(shè)污泥量含水率為99.5%）為： 總污泥量： PX=PXA+PXB=931.8+359.25=1291m3/d 2.3.5 污泥齡計(jì)算 A段污泥齡： B段污泥齡： 2.3.6 需氧量計(jì)算 A段需氧量： O2A=a

34、1QLRa=0.6619350.107155=3982kgO2/d B段需氧量： B段活性污泥需氧量系數(shù)A=0.5kgO2/kgBOD5,內(nèi)源呼吸好氧系數(shù)B=0.1d-1，，硝化需氧量系數(shù)b1==4.57kgO2/kgNH3-N,設(shè)A段對(duì)TN的去除率為10%，則B段進(jìn)水中TN為27.684mg/L，設(shè)B段剩余污泥排出的氮量是B段進(jìn)水中TN的10%，則B段需氧化的氮量為： 總需氧量： O2=O2A+O2B=3982+8391.16=12373.16kgO2/d 2.3.7 A段曝氣池的進(jìn)出水系統(tǒng) 1 A段曝氣池的進(jìn)水設(shè)計(jì) 沉砂池的出水通過DN1200mm的管道送入A段曝氣池進(jìn)水

35、渠道，管道內(nèi)的水流速度為0.88m/s.在進(jìn)水渠道內(nèi)水分成兩段，逆向兩側(cè)的進(jìn)水廊道，進(jìn)水渠道的寬度為1.5m。渠道內(nèi)有效水深為1.0m，則渠道內(nèi)的最大水流速度為： ____ 渠道內(nèi)最大水流速度（m/s） ____進(jìn)水渠道寬度（m），設(shè)計(jì)中取=1.5m ____進(jìn)水渠道有效水深（m），設(shè)計(jì)中取=1.0m 曝氣池采用潛孔進(jìn)水，孔口面積 AA____A段每座反應(yīng)池孔口總面積（m2） ____孔口流速（m/s）一般采用0.2~1.5m/s。設(shè)計(jì)中取=0.249m/s 設(shè)每個(gè)孔口尺寸為0.50.5m，則孔口數(shù)為 孔口布置圖見附圖 2 A段曝氣的出水設(shè)計(jì) A段曝氣池的出水采用矩

36、形薄壁堰，跌落出水,堰上水頭 H____堰上水頭（m） Q____A段每組反應(yīng)池出水量（m3/s）,指污水最大流量0.996（m3/s）與回流污泥量（m3/s）之和。 m____流量系數(shù)。一般采用0.4~0.5。取m=0.4m b____堰寬（m）取b=4.0m A段曝氣池出水通過DN1400mm的出水總管送往A段沉淀池。進(jìn)水總管內(nèi)水流速度為0.88m/s. 2.3.8 B段曝氣池的進(jìn)出水系統(tǒng) 1 B段曝氣池的進(jìn)水設(shè)計(jì) A段沉淀池的出水通過DN1200mm的管道送入B段曝氣池的進(jìn)水渠道。管道內(nèi)的水流速度為0.88m/s.在進(jìn)水渠道內(nèi)，水分成兩段，流向兩側(cè)的進(jìn)水廊道，進(jìn)水渠道

37、寬度為1.5m，渠道內(nèi)有效水深1.0m，則渠道內(nèi)的最大水流速度： ____ 渠道內(nèi)最大水流速度（m/s） ____進(jìn)水渠道寬度（m），設(shè)計(jì)中取=1.5m ____進(jìn)水渠道有效水深（m），設(shè)計(jì)中取=1.0m 曝氣池采用潛孔進(jìn)水，孔口面積 AB____B段每座反應(yīng)池孔口總面積（m2） ____孔口流速（m/s）一般采用0.2~1.5m/s。設(shè)計(jì)中取=m/s 設(shè)每個(gè)孔口尺寸為0.80.8m，則孔口數(shù)為 孔口布置圖見附圖 2 A段曝氣的出水設(shè)計(jì) B段曝氣池的出水采用矩形薄壁堰，跌落出水,堰上水頭 H____堰上水頭（m） Q____A段每組反應(yīng)池出水量（m3/s）,

38、指污水最大流量0.996（m3/s）與回流污泥量（m3/s）之和。 m____流量系數(shù)。一般采用0.4~0.5。取m=0.4m b____堰寬（m）取b=5.0m B段曝氣池出水通過DN1500mm的出水總管,送往B段沉淀池。出水總管內(nèi)水流速度為0.96m/s. 2.4 中間沉淀池的設(shè)計(jì)計(jì)算 中間沉淀池的作用是使混合液澄清、污泥濃縮并且將分離的污泥回流到A段曝氣池。其工作性能對(duì)A段的出水水質(zhì)和回流污泥。A段的出水水質(zhì)作為B段的進(jìn)水，它的水質(zhì)是否穩(wěn)定，將直接影響到B段的運(yùn)行。 2.4.1 中間沉淀池池型的選擇 中間沉淀池采用帶有刮吸泥設(shè)施的輻射流式沉淀池。 2.4.2 中間沉淀池

39、面積、直徑和有效水深 表5 混合液污泥濃度與v值之間的關(guān)系 MLSS/(mg/L) v/(mm/s) MLSS/(mg/L) v/(mm/s) MLSS/(mg/L) v/(mm/s) 2000 ≤0.4 4000 0.28 6000 0.18 3000 0.35 5000 0.22 7000 0.14 中間沉淀池澄清區(qū)的面積和有效水深的計(jì)算采用表面負(fù)荷法計(jì)算。 a．表面積 廢水最大流量為996L/s，混合液污泥濃度為1800mg/L，查表五，取v=0.38mm/s,則表面積（A）為 設(shè)四座中間沉淀池（n=4），則每座中間沉淀池的表面積（A1）

40、為 A1= b．直徑 中間沉淀池的直徑（D）為 c． 有效水深 取水力停留時(shí)間為2h，則有效水深(H)為 2.4.3 污泥斗容積的計(jì)算 由表四知，取A段回流比為50%，f=0.75，則回流污泥濃度為 污泥斗容積VS為 每個(gè)污泥斗容積（Vst）為 2.5 二次沉淀池的設(shè)計(jì)計(jì)算 二次沉淀池的作用是使混合液澄清、污泥濃縮并且將分離的污泥回流到B段曝氣池，其工作性能對(duì)AB法處理系統(tǒng)的出水水質(zhì)和回流濃度有直接的影響。 2.5.1 二次沉淀池池型的選擇 二次沉淀池采用帶有刮吸泥設(shè)施的輻射流式沉淀池 2.5.2 二次沉淀池面積、直徑和有效水深 沉淀池澄清區(qū)的面積

41、和有效水深的計(jì)算采用表面負(fù)荷法計(jì)算。 a．表面積 廢水最大流量為996L/s，混合液污泥濃度為4000mg/L，查表五，取v=0.28mm/s,則表面積（A）為 設(shè)八座中間沉淀池（n=8），則每座中間沉淀池的表面積（A1）為 A1= b．直徑 中間沉淀池的直徑（D）為 c． 有效水深 取水力停留時(shí)間為2h，則有效水深(H)為 2.4.3 污泥斗容積的計(jì)算 由表四知，取B段回流比為80%，f=0.75，則回流污泥濃度為 污泥斗容積VS為 每個(gè)污泥斗容積（Vst）為 3 參考文獻(xiàn) [1]唐受印，戴友芝主編.水處理工程師手冊(cè)，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，20

42、01 [2] 韓洪軍主編.《污水處理構(gòu)筑物設(shè)計(jì)與計(jì)算》（修訂版）.哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2005.3 [3]《三廢處理工程技術(shù)手冊(cè)》（廢水卷）.化學(xué)工業(yè)出版社 [4] 史惠祥編.《實(shí)用水處理設(shè)備手冊(cè)》. 化學(xué)工業(yè)出版社，2000.1 [5] 高廷耀，顧國維，周琪.《水污染控制工程》，高等教育出版社，2007年出版 [6] 《給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》.北京：中國建筑工業(yè)出版社 4 心得體會(huì) 課程設(shè)計(jì)是一個(gè)將書本上的理論知識(shí)運(yùn)用于實(shí)際問題的平臺(tái)。通過這次的課程設(shè)計(jì)，它使我們掌握《水污染控制工程》課程要求的基本設(shè)計(jì)方法；具備初步的水污染控制工程方案及設(shè)備的獨(dú)立設(shè)計(jì)能力，進(jìn)一步鞏固和提高理論知

43、識(shí)；明確水污染控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程，能夠進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算、工程繪圖、查找與使用技術(shù)資料、編寫設(shè)計(jì)說明書的能力。這對(duì)于培養(yǎng)我們環(huán)境工程專業(yè)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的理論知識(shí)獨(dú)立分析和解決水污染控制工程實(shí)際問題的實(shí)踐能力具有十分重要的作用。這次的課程設(shè)計(jì)還使我明白了自己有許多不足，在很多方面都需要繼續(xù)努力！ 5 致謝 在這次課程設(shè)計(jì)的撰寫過程中，我得到了許多人的幫助。首先我要感謝我的老師在課程設(shè)計(jì)上給予我的指導(dǎo)、提供給我的支持和幫助，這是我能順利完成這次報(bào)告的主要原因，更重要的是老師幫我解決了許多技術(shù)上的難題，讓我能把系統(tǒng)做的更加完善。在此期間，我不僅學(xué)到了許多新的知識(shí)，而且也開闊了視野，提高了自己的設(shè)計(jì)能力。其次，我要感謝幫助過我的同學(xué)，他們?yōu)槲医鉀Q了不少我不太明白的設(shè)計(jì)上的難題。最后再一次感謝所有在課程設(shè)計(jì)中曾經(jīng)幫助過我的良師益友。 22