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1、某城市日排水量为Q=50000m3，时变化系数为kz=1.35，设计人口N=32万，进水水质BOD（S0）=200mg/L，TSS(X0)=240mg/L，VSS=200mg/L，TKN=35mg/L，碱度SALK =250mg/L，最低水温T=25，设计出水水质BOD（Se）=25mg/L，TSS(Xe)=30mg/L，NH4+-N=2 mg/L，TN=12 mg/L，污泥含水率P0=96.1%（即固体浓度C0=30.76kg/m3），浓缩后使得污泥固体浓度为C1=55.3kg/m3（即含水率P1=94.5%）设计要求：二级处理拟采用活性污泥处理系统，试进行格栅设计，曝气沉砂池，曝气池或氧化
2、沟，主要部件尺寸及鼓风曝气系统，竖流式沉淀池，连续式重力浓缩池，两级中温厌氧消化池等水泥处理构筑物的设计计算，绘制工艺流程图，绘制各构筑物结构图，编写设计说明书和设计计算书1优选课程3.2.13.2.1 生活污水处理工艺设计生活污水处理工艺设计2优选课程3优选课程例例1 1：某城市的设计流量为：某城市的设计流量为Q=100000mQ=100000m3 3/d/d，（不考虑变，（不考虑变化系数）化系数） 设计进水水质：设计进水水质： BODBOD5 5（S S0 0）=190mg/L=190mg/L，TSSTSS（X X0 0）=250mg/L=250mg/L，VSS=175mg/LVSS=17
3、5mg/L，TKN=45mg/LTKN=45mg/L，NHNH3 3-N=35mg/L-N=35mg/L， 碱度碱度S SALKALK=280mg/L=280mg/L， 最低水温最低水温T=14T=140 0C C，最高水温，最高水温T=25T=250 0C C；4优选课程设计出水水质：设计出水水质： BODBOD5 5（SeSe）=20mg/L=20mg/L，TSS(Xe)=20mg/LTSS(Xe)=20mg/L， NHNH3 3-N=15mg/L-N=15mg/L，TN=20mg/L.TN=20mg/L. 考虑污泥稳定化，混合液悬浮固体浓度考虑污泥稳定化，混合液悬浮固体浓度（MLSSML
4、SS）X=4000mg/LX=4000mg/L，( (一般为一般为400040004500mg/L)4500mg/L)， 混合液挥发性悬浮固体浓度（混合液挥发性悬浮固体浓度（MLVSSMLVSS）(考虑脱氮时，取考虑脱氮时，取25003500mg/L)设计泥龄范围为设计泥龄范围为448d,通常通常的泥龄为的泥龄为1030d.5优选课程1. 1. 去除去除BODBOD5 52. 2. 脱氮脱氮3. 3. 氧化沟总容积及停留时间氧化沟总容积及停留时间4. 4. 需氧量及曝气设备需氧量及曝气设备5. 5. 氧化沟尺寸氧化沟尺寸6.6.氧化沟进出水装置氧化沟进出水装置6优选课程1. 1. 去除去除BO
5、D5 出水的总出水的总BOD5（Se）应包括出水溶解性）应包括出水溶解性BOD5和由和由于出水带出的污泥所构成的于出水带出的污泥所构成的BOD5 （S S1 1）这两部分。这两部分。则：则： S S为出水溶解性为出水溶解性BOD5BOD5S S1 1为沉淀池出水中的为沉淀池出水中的VSSVSS（合成细胞）所构成（合成细胞）所构成的的BODBOD5 5浓度：浓度： 7优选课程则出水溶解性则出水溶解性BOD5浓度为：浓度为：8优选课程2. 2. 好氧区容积好氧区容积V V1 1 Kd-内源代谢系数，对城市污水，取值为内源代谢系数，对城市污水，取值为0.030.10，本设计，本设计 取取Y-污泥产率
6、系数污泥产率系数,取值为取值为0.30.7kgVSS/kgBOD5，本设计取，本设计取 Y=0.55 kgVSS/kgBOD5-泥龄，取泥龄，取30d S0，S-进水进水BOD5浓度，出水中溶解浓度，出水中溶解BOD5浓度浓度9优选课程3. 3. 好氧区水力停留时间好氧区水力停留时间 t t1 110优选课程 针对我国城市污水的特点,在泥龄为1030d,氧化沟的污泥产率为0.30.5kgVSS/kg去除BOD5。4. 4. 剩余污泥量剩余污泥量 X X11优选课程X X1 1-污泥中的惰性物质（污泥中的惰性物质（mg/Lmg/L）, ,为进水总悬浮物浓为进水总悬浮物浓 度（度（TSSTSS）与
7、挥发性悬浮物浓度（）与挥发性悬浮物浓度（VSSVSS）之差）之差X Xe e-随出水流出的污泥量（随出水流出的污泥量（TSSTSS（出）（出）（）（mg/Lmg/L）-每日产生的生物污泥量每日产生的生物污泥量(Vsskg/d) 12优选课程1.1.需氧化的氨氮量需氧化的氨氮量N1 按细胞干重计算，微生物细胞中的氮含量约为按细胞干重计算，微生物细胞中的氮含量约为12.4%12.4%，所以氧化沟中用于生物合成的总氮量为：，所以氧化沟中用于生物合成的总氮量为：13优选课程需要氧化的氨氮量需要氧化的氨氮量N1=进水进水TKN 出水出水NH3-N 生物合成所需氮生物合成所需氮N0 14优选课程2.2.脱
8、氮量脱氮量 Nr (反硝化反硝化NO3-N量量NO3) Nr= 进水进水TKN 出水出水TN 生物合成所需生物合成所需N0 15优选课程3.3.碱度平衡碱度平衡 通常系统中应保证有通常系统中应保证有100mg/L的剩余碱度的剩余碱度(即即保证保证PH7.2)，以保证硝化所需要的环境，以保证硝化所需要的环境。 16优选课程硝化反应总反应：硝化反应总反应：NH4+=2O2=NO3-+2H+H2ONH4+ 2H+ CaCO314 100100/14=7.14每氧化每氧化1mg氨氮消耗氨氮消耗7.14mg/L碱度碱度硝化反应的硝化反应的最佳最佳pH值是值是7.89.2反硝化反应：反硝化反应：2NO3-
9、+2H+=N2+2.5O2+H2O2NO3- 2H+ CaCO328 100 100/28=3.57据文献报道：据文献报道：氧化氧化1.0mgBOD5产生产生0.1mg/L的碱度的碱度。17优选课程4.4.缺氧区容积缺氧区容积 V2脱硝率脱硝率(反硝化速率反硝化速率) 则则140C 时时 -200C时的反硝化率，在温度时的反硝化率，在温度1527 0C时，城市污水时，城市污水的取值范围的取值范围0.030.11 kgNO-3-N/(kgMLVSSd)，本设，本设计取计取0.035 kgNO-3-N/(kgMLVSSd)18优选课程缺氧区容积为：缺氧区容积为：19优选课程5.5.缺氧区水力停留时
10、间缺氧区水力停留时间 20优选课程1.1.氧化沟总容积氧化沟总容积V V V1-好氧区容积好氧区容积V2-缺氧区容积缺氧区容积21优选课程2.2.停留时间停留时间t t 对于城市污水一般为对于城市污水一般为630h22优选课程3.3.校核污泥负荷校核污泥负荷 一般取一般取0.050.1 kgBOD5/(kgMLVSSd), 符合要求符合要求 23优选课程1.1.实际需氧量实际需氧量 24优选课程K -速率常数速率常数 取取0.22 d-1t -BOD试验天数，一般采取试验天数，一般采取5d -每日产生的生物污泥量每日产生的生物污泥量 25优选课程硝化反应总反应：硝化反应总反应：NH4+2O2=
11、NO3-+2H+H2ONH4+ 2O2 14 6464/14=4.57每氧化每氧化1mg氨氮消耗氨氮消耗4.57mg氧气氧气反硝化反应：反硝化反应：2NO3-+2H+=N2+2.5O2+H2O2NO3- 2.5O228 2.532 2.532 /28=2.86每还原每还原1KgN2产生产生2.86KgO2 。26优选课程2.2.实际需氧量转化为标准需氧量实际需氧量转化为标准需氧量 -200C时清水中的饱和溶解氧浓度，时清水中的饱和溶解氧浓度， 查表得查表得9.17mg/L -污水传氧速率与清水传氧速率之比，一般取污水传氧速率与清水传氧速率之比，一般取0.50.95，本设计取，本设计取0.85
12、-污水中饱和溶解氧与清水中饱和溶解氧浓度之比，一般取污水中饱和溶解氧与清水中饱和溶解氧浓度之比，一般取0.900.97， 本设计取本设计取0.95-T0C时清水中饱和溶解氧浓度，设计中取时清水中饱和溶解氧浓度，设计中取250C，查表得，查表得8.38mg/L C -溶解氧浓度溶解氧浓度 取取2mg/L ，氧化沟内，溶解氧浓度不宜小于，氧化沟内，溶解氧浓度不宜小于2 mg/L 27优选课程采用垂直轴表面曝气器，根据设备性能，动力效率为1.8kgO2/(kWh)，因此需要的设备功率1036kW。采用6座氧化沟，每座氧化沟采用两台功率86kW的垂直轴表面曝气器，设置在沟的一侧。3.3.选择曝气设备选
13、择曝气设备轴垂直安装型轴垂直安装型轴水平安装型（转刷曝气机、转盘曝气机）轴水平安装型（转刷曝气机、转盘曝气机）提升能力强，可增加氧化沟的沟深，提升能力强，可增加氧化沟的沟深，减小占地面积。通常曝气设备动力效减小占地面积。通常曝气设备动力效率为率为1.82.3kgO2/(kWh)设计水深为设计水深为45m机机械械曝曝气气设设备备28优选课程由于考虑厌氧或缺氧的要求，还需要核算混合需要的最小输入功率(以确保沟内平均水流速度大于等于0.25m/s).混合要求的最小功率：4.4.选择混合设备选择混合设备29优选课程4.4.选择混合设备选择混合设备30优选课程1.1.单座氧化沟有效容积单座氧化沟有效容积
14、 设氧化沟设氧化沟6座座 31优选课程2.2.单座氧化沟面积为单座氧化沟面积为 设氧化沟有效水深设氧化沟有效水深H=5m，超高为，超高为1m（氧化沟（氧化沟的超高与选用设备性能有关，宜为的超高与选用设备性能有关，宜为0.51.0m），），氧化沟深为氧化沟深为h=6m，中间分隔墙厚为，中间分隔墙厚为0.25m。氧化沟的水深与曝气和混合推动设备及相关的氧化沟的水深与曝气和混合推动设备及相关的结构有关，一般在结构有关，一般在3.55.0m，最深的可达，最深的可达8.0m。32优选课程3.3.弯道部分面积弯道部分面积 设单沟道宽为设单沟道宽为b=9m 33优选课程34优选课程4.4.直线段部分面积为直线段部分面积为 35优选课程5.5.单沟道直线段长单沟道直线段长36优选课程37优选课程1.42每公斤微生物消耗氧量每公斤微生物消耗氧量(公斤公斤)。C5H7NO2+5O2+H+=5CO2+2H2O+NH4+能量能量 113 160160/113=1.4238优选课程
