1、計算題31.1 已知某小型污水處理站設計流量Q=400m /h，懸浮固體濃度SS=250mg/L。設沉淀效率為55%。根4002= 143m2= 13.5m10m據實驗性能曲線查得 uo=2.8m/h，污泥的含水率為 98%，試為處理站設計豎流式初沉池。設計參數：污水在中心管內的流速 v=30mm/s=0.03m/s表面水力負荷 q=U0=2.8m3/(m曝氣池的寬度：設計曝氣池的寬度B為 h)(1)估算豎流沉淀池直徑，確定池數。設計沉淀池數為四只，池型為圓形，估算單池的直徑約為7m,符合要求單池流量 Q =Q/4=100m/h中心管的截面積和直徑Q 100/3600Vo0.03=0.93m2

2、 (v0 取 0.03m/s)d4 0.93=1.08m ： 1.1m(3)喇叭口直徑 d1=1.35d=1.35 X 1.1=1.5m 反射板直徑=1.3 d1=2.0m(5)中心管喇叭口到反射板之間的間隙高度h3Q100/3600.館0.29 ： 0.3mv0.02 3.14 1.5(取v =0.02m/s).(6)沉淀區(qū)面積f1100=35.7m22.8(7)沉淀池直徑4( ff2)4(35.70.93)V ji= 6.8m ： 7m(8) 沉淀區(qū)的深度：h2=vt=2.8X 1.3=3.64 - 3.7m(設沉淀時間為1.3h)D/h2=7/3.7=1.893 符合要求(9) 污泥斗的

3、高度和體積取下部截圓錐底直徑為0.4m，貯泥斗傾角為55，則h5= (7/2-0.4/2)tg55 =4.7mV1=(R2+Rr+r2)掃引3=(3.52+3.5 X 0.2+0.22) X4.7/3=64m2(10) 沉淀池的總高度HH=h1+h2+h3+h4+h5=0.3+3.7+0.3+0.3+4.7=9.3m(11) 污泥區(qū)的容積Vw24Q q1000 (100 p0)排泥周期按2d設計，則污泥區(qū)容積T =24 100 0.25 0.55 2 =33m2 1000 1 (1 0.98)在工程設計中還包括進水槽、岀水槽、岀水堰、排泥管等設計內容。31.2 某城市污水處理廠，設計處理流量為

4、30000m /d，時變化系數為1.5，經沉淀后的BOD5為200mg/L，總氮為30mg/L，總磷為3mg/L，擬采用活性污泥法進行處理，希望處理后的出水BOD5為20mg/L。試計算與設計該活性污泥法處理系統(tǒng)1. 工藝流程的選擇計算處理效率E： E二200 20 100% = 90%200根據提供的條件，采用傳統(tǒng)推流式活性污泥法，曝氣池采用推流廊道式，運行時考慮階段曝氣法和生 物吸附再生法運行的可能性，其流程如下：原廢水2.曝氣池的計算與設計（1）污泥負荷的確定0.27kgBOD5/kgMLSS d（2）污泥濃度的確定算曝氣池污泥的污泥濃度1061067700mg/LSVI 130曝氣池污

5、泥濃度XR Xw 0357700=2000mg/L(1+R)(1+0.35)(3)曝氣池容積的確定根據計算，曝氣池有效容積 V為：=Q (So - Se)_ X Ns回流污泥濃度X30000 (200 -20)2000 0.27=10000m2 3 4 5曝氣池停留時間的校核:曝氣池停留時間T 24Q10000 24= 8小時30000(Ns)為:根據實驗或經驗以及所要求的處理效果，本曝氣池采用的污泥負荷率（一般為 0.20.4kgBOD kgMLSS d）根據Ns值，SVI值在80150之間，設計取SVI = 130,污泥回流比為35%，經計X為：（5）曝氣池主要尺寸的確定：1）曝氣池的面積

6、：設計 2座曝氣池（n=2），每座曝氣池的有效水深（H1 ）取4.0m，則每座曝氣池的面積 （At）為:氏亠nx比.1250m22 4校合寬深比 B/H = 6/4=1.5，在12之間，符合要求。6m，設計取210mH2）為0.8m，則曝氣池的總高度 H =出+ H2= 4.8m根據計算，鼓風機房至最不利點的空氣管道壓力損失為1.735kPa，則取微孔曝氣盤及其配管的空氣壓力損失為4.9kPa。則總壓力損失為1.735+4.9=6.635kPa。取釋放器出口剩余壓力3kPa。鼓風機所需壓力為 p = (4.0-0.2) X 9.8 + 6.635+3=46.9kPa。設計采用風量為40m3/m

7、in，風壓為49kPa的羅茨鼓風機4臺，3用1備，常開3臺，風量120m3/min , 高峰時4臺全開，風量160m3/min，低負荷時可開2臺，風量80m3/min。4. 二沉池的計算與設計二沉池采用幅流式沉淀池，用表面負荷法計算，設計取表面負荷q=1.0m3/m2 h(般為0.751.5)。(1) 表面積：廢水最大時流量：Qmax= 1.5 X Q/24 = 1.5 X 30000/24=1875m3/h沉淀池表面積 A= Qmax/q=1875/1.0=1875m2(2)二沉池直徑:(2)二沉池直徑：Dt =/24.4m3.14設計選擇4座沉淀池(n=4)，則每座二沉池的表面積 A1為：

8、A1= A/n=1875/4=468.75m2:每座二沉池的直徑設計取D1 = 25m。(3)有效水深：設計取分離澄清時間t為2小時(1.52.5h)，則有效水深H1為:H1= Qmaxx t/A=1875 X 2/1875=2m。選用直徑為25米的刮泥設備，取超高 300mm，緩沖區(qū)高度300mm。根據刮泥設備的要求設計二沉池 池底及泥斗部分。5. 剩余污泥量的計算每日污泥的增長量(剩余污泥量)為：AX =a Q(S。-Se) -b V X根據實驗或手冊，取 a值為0.6，b值為0.075，則剩余污泥量為：X =0.6 30000 (200 -200.075 10000 2000 =1740

9、000g/d =1.74t/d每天排放含水率為 99.2%的剩余污泥量為：217.5噸。6. 回流污泥系統(tǒng)的計算與設計采用污泥回流比35%，最大回流比為70%，按最大回流比計算：污泥回流量 Qr= RX Q = 0.70 X 30000/24=875m3/h采用螺旋泵進行污泥提升，其提升高度按實際高程布置來確定，本設計定為2.5m，根據污泥回流量，選用外徑為700mm，提升量為300m3/h的螺旋泵4臺，3用1備。7. 營養(yǎng)物的平衡計算(1) BOD 5= 30000 X (0.2-0.02)=5400kg/d ;(2 )氮(N)每日從廢水中可獲得的總氮量為：2 = 0.03 X 30000

10、= 900kg/d每日污泥所需要的氮量為：BOD5：n = 100:5;則N = 270kg/d每日隨出水排除的 N量為：900-270 = 630kg/d，相當于21mg/L (3 )磷(P)每日從廢水中可獲得的總磷量為：P1= 0.003X 30000= 90kg/d每日污泥所需要的磷量為：BOD5：p= 100：1 ；則P= 54kg/d每日隨出水排除的 P量為：90-54 = 36kg/d，相當于1.2mg/L廢水中N和P營養(yǎng)源能夠滿足微生物生長繁殖需求，無需向廢水中補充氮源和磷源，但出水中氮和磷 的濃度不能滿足廢水一級排放標準的要求。1.3 處理污水量為21600m3/d，經沉淀后的

11、BOD5為250mg/L，希望處理后的出水 BOD5為20mg/L。要求確定曝氣池的體積、排泥量和空氣量。經研究，還確立下列條件：(1)污水溫度為20C;(2) 曝氣池中混合液揮發(fā)性懸浮固體( MLVSS )同混合液懸浮固體(MLSS )之比為0.8;(3) 回流污泥SS濃度為10000mg/L ;(4) 曝氣池中 MLSS 為 3500mg/L ;(5) 設計的a為10d ；(6) 出水中含有22mg/L生物固體，其中65%是可生化的;(7) 污水中含有足夠的生化反應所需的氧、磷和其他微量元素;(8) 污水流量的總變化系數為2.51估計出水中溶解性 B0D5的濃度 出水中總的BOD5=出水中

12、溶解性的 BOD5 +出水中懸浮固體的 BOD5 確定出水中懸浮固體的 BOD5 :懸浮固體中可生化的部分為0.65 x 22mg/L=14.2mg/L(2) 可生化懸浮固體的最終BOD l=0.65 x 22 x 1.42mg/L=20.3mg/L(3) 可生化懸浮固體的 BODL換算為BOD5 = 0.68 x 20.3=13.8mg/L(4) 確定經曝氣池處理后的出水溶解性BOD5,即Se20mg/L = Se+ 13.8mg/L，貝U Se= 6.2mg/L計算處理效率E： E =25 一2 =92%250若沉淀池能去除全部懸浮固體，則處理效率可達：丘=25-6.2=97 5%2502

13、. 計算曝氣池的體積已知：tic =10d , Q =21600m3/d, Y =0.5mg/mg(查表選定),Se =6.2mg/L , X =3500mg/L , Kd =0.06d(查表選定)dcQY(S。 Se)X(1 KC)10 21600 0.5 2506.233m 4702m 3500 10.06 10)3. 計算每天排除的剩余活性污泥量選計算 Yobs： YobsY1 Kc0.51 - 0.06 10= 0.3125計算排除的以揮發(fā)性懸浮固體計的污泥量:XV =Yobs Q(S0Se) =0.3125 21600(250 -6.2) 10 kg/d =1645.7kg/d5計算

14、排除的以SS計的污泥量：x(ss)=1645.7 5kg/d =2057.1kg/d44. 計算回流污泥比R曝氣池中VSS濃度=3500mg/L，回流污泥 VSS濃度=8000mg/L3500(Q Qr)=8000Qr,得 R 二理=0.78Q5.計算曝氣池的水力停留時間：t =V4702d =0.217d =5.2hQ 216006.計算曝氣池所需的空氣量(1 )曝氣池所需的氧量計算1)生化反應中含碳有機物全部生化所需的氧量:BODlQ(So -Se)_ 0.68_21600(2506.2) 10J- 0.68kg/d =7744kg/d2）生化反應所需氧量所需氧量=（7744-1.42 X

15、1645.7）kg/d = 5407.1kg/d（2）根據所需的氧量計算相應的空氣量1）若空氣密度為1.201kg/m3,空氣中含有的氧量為23.2%，則所需的理論空氣量為:540733m /d = 19406 m /d1.201 0.2322）實際所需的空氣量為：19406 m3/d =242.58m3/d =168m3/min0.083）設計所需的空氣量為：1.3 168m3/min =218 m3/min1.4 某小區(qū)生活污水處理廠設計處理流量為2500m3/d ,廢水的平均BOD 5為150mg/L , COD為300mg/L ,擬采用生物接觸氧化進行處理，希望處理后的出水BOD5為2

16、0mg/L。試計算與設計該生物接觸氧化法處理系統(tǒng)1. 設計參數有機填料容積負荷 Nv=2.0kgBOD 5/m3d，采用組合填料，每片填料直徑150mm，填料層高度2.5m, 填料片連接成串，每串填料左右間隔160mm，串中每片填料上下間隔 80mm，采用微孔曝氣，氣水比 20:1。2. 生物接觸氧化池有效容積Q(訂0 se)Nv2500 (0.15 -0.02)2.0=162.5m33. 生物接觸氧化池總面積162.52.5= 65m24. 確定生物接觸氧化池的個數及每池的面積根據現場條件，擬采用一池三格，以推流形式運行。每一格的面積為:A 6522A = = =22m 25mn 3實際設計

17、每一個池采用：B X L=4.0 X 6.0 （m）5. 校核反應接觸時間VT =一Q4.0 6.0 2.5 32500/24=1.73h1.5h 合理6. 確定生物接觸氧化池的總高度H0 =HH, H2 H3 =2.5 0.5 0.5 1.0 =4.5m7. 確定空氣量空氣量 o = 20 X Q = 20 X 2500/24/60=35m3/min.選擇風機二臺（一用一備），風壓5mH2O，風量40m3/min。 曝氣系統(tǒng)的設計計算同活性污泥法。1.5 江南某城鎮(zhèn)擬新建污水處理廠一座，已知近期規(guī)劃人口50000人，生活污水量綜合排放定額為180L/（人d），污水水質為:COD: 450mg/LBOD 5： 185mg/L SS: 250mg/L TKN : 30mg/L TP： 5.0mg/L要求對該鎮(zhèn)污水進行除磷脫氮處理，采用a2/o工藝且岀水水質指標要求達到下列標準:COD70mg/L BOD520 mg/L SS20 mg/LNH3-N10 mg/L TP10，符合要求。4）曝氣池的總高度：設計取超高（保護高度5）曝氣池的平面形式：設計曝氣池為3廊道形式，則每廊道長 L1=L/3=210/3=70m。則曝氣池的平面尺寸為：曝氣池長L1=70m；曝氣池寬 B1 =B X 3 = 6X 3