课程设计指导书-A2O-附件

（一）设计参数 1）原污水的BOD 值
)/(53.19250L mg C S BO D ==
初沉池的处理效率为25%，则进入曝气池的污水其BOD5值a S 为
)/(2.144%)251(53.192L mg S a =-⨯=
处理水中非溶解性5BOD 值
e a C bX BOD 1.75=
式中：b ——微生物自身氧化率，一般1.0~05.0=b ； a X ——微生物在处理水中所占比例； e C ——处理水中悬浮固体浓度)/(L mg ； 设计中取L mg C e /20=，b=0.1，a X =0.4；
)/(68.5204.01.01.71.75L mg C bX BOD e a =⨯⨯⨯==
处理水中溶解性5BOD 值e S ：
根据处理要求出水为一级B ，则出水BOD5的浓度小于20L mg /；
)/(32.1468.520L mg S e =-=
去除率η：
%902
.14432
.142.144=-=-=
a e a S S S η
2）BOD 污泥负荷率的确定：
η
f
S K N e s 2=
式中：s N ——BOD 污泥负荷率d)]MLSS BOD5/(kg [kg ⋅⋅⋅；
2K ——系数，一般0281.0~0168.02=K ；
e S ——处理水中溶解性BOD5值)/(L mg ；
f ——MLVSS 与MLSS 的比值，MLVSS 为混合液挥发性悬浮固体浓度，MLSS 为混合液悬浮固体浓度；
η——去除率%；
本设计中取0168.02=K ，75.0=f ；
)]/(D [2.09
.075
.032.140168.052d MLSS kg BO kg f
S K N e s ⋅⋅⋅=⨯⨯=
=
η
3）确定混合液污泥浓度：
r X R
R
X +=
1
式中：X ——混合液污泥浓度)/(L mg ；
R ——回流污泥比；
r X ——回流污泥浓度)/(L mg ， r SVI X r 6
10=，其中SVI 为污泥容积指数，
r 为系数；
由排水工程第四版图4-7根据已确定的Ns 得，污泥容积指数SVI=120，取r=1.2，R=50%；
)/(34002.1120
105.015.010116
6L mg r SVI R R X R R X r =⨯⨯+=⋅+=+=
4）TN 去除率
12
1
100%s s e s -=
⨯ (5.40) 式中：e ——TN 去除率(%)； 1S ——进水TN 浓度)/(L mg ；
2S ——出水TN 浓度)/(L mg ；
设计中取L mg S /152=
%84.63%10007
.6415
07.64=⨯-=
e
5）内回流倍数
e
1e
R =
-内 (5.41) 式中：R 内——内回流倍数；
%182%
84.641%
84.63=-=
内R ，设计中取R 内为200%。

（二）平面尺寸计算： 1）曝气池容积：
X
N S Q V s a =
式中：V ——曝气池容积)(3m ；
Q ——进入曝气池的平均污水量)/(3d m ； a S ——进入曝气池污水的5BOD 值)/(L mg ；
s N ——BOD 污泥负荷率[kg ·BOD5/(kg ·MLSS ·d)]； X ——混合液污泥浓度)/(L mg ；
)(5.107923400
2.02
.14493.508933m X N S Q V s a =⨯⨯==
反应池中的水力停留时间取h t 10=，根据经验数据取厌氧、缺氧、好氧各段内水力停留时间的比例为1:1:3，则每段水力停留时间分配为
厌氧池内水力停留时间h t 21=； 缺氧池内水力停留时间h t 22=； 好氧池内水力停留时间h t 63=； 2）平面尺寸：
曝气池设置两组即N=2，则曝气池总面积：
h
V
A =
式中：A ——曝气池总面积2m ； V ——曝气池容积)(3m ；
h ——曝气池有效水深)(m ；
本设计取h =4.5m ；
)(33.23985
.45.107922m h V A ===
每组曝气池面积1A ：
)(12002
33
.239821m N A A ===
每组曝气池共设五廊道即n=5，第一廊道为厌氧段，第二廊道为缺氧段，后三个廊道为好氧段。

本设计取每廊道宽度m b 6=；则每廊道长
)(405
61200
1m bn A L =⨯==
校核宽深比：
33.15.46==h b （符合1~2的要求） 校核长宽比：66.66
40
==
b L （符合5~10的要求） 图4.5曝气池计算示意图
（三）进出水系统：
1）进水配水井：每组反应池进水端设进水配水井，污水在配水井内平均分配，然后流进每组反应池。

配水井内中心管直径：
1
14πυQ
Q =
式中：1D ——配水井内中心管直径)(m ；
Q ——进入沉淀池的污水量)/(3s m ；
1υ——配水井内中心管上升流速)/(s m ，一般采用s m /.601≥υ；
本设计取s m /7.01=υ；
)(21.17
.079923
.0441
1m Q
D =⨯⨯=
=
ππυ
配水井直径：
2
1
2
24D Q
D +=
πυ
式中：2D ——配水井直径)(m ；
Q ——进入沉淀池的污水量)/(3s m ；
2υ——配水井内污水流速)/(s m ，一般s m /4.0~2.02=υ；
1D ——配水井内中心管直径)(m ；
本设计中取s m /3.02=υ；
)(2.221.13
.079923
.04422
12
2m D Q
D =+⨯⨯=
+=
ππυ
配水井出水管采用两条管径为DN800mm 的铸铁管。

2）进水渠道：每组反应池进水端设进水渠道，配水井接出的出水管从进水渠道向厌氧段首端流入。

渠道内的最大水流速度：
1
14h Nb Q
=
υ
式中：4υ——渠道内的最大水流速度)/(s m ；
Q ——进入曝气池的平均污水量)/(3s m ；
N ——反应池组数；
1b ——进水渠道宽度)(m ；
1h ——进水渠道内水深)(m ；
本设计取m b 2.11=，m h 11=；则校核宽深比
2.11
2.111==h b 符合0.5~2.0的要求；
)/(245.01
2.1258905
.0114s m h Nb Q =⨯⨯==
υ
反应池采用潜孔进水，则孔口面积：
孔口流速5υ一般采用0.2~1.5s m /，本设计中取s m /4.05=υ；
)(74.04
.0258905
.025m N Q F =⨯==
υ 若每个孔尺寸取m m 5.03.0⨯，则孔口数
)(55
.03.074
.01个=⨯==
f F n 3）曝气池出水设计： 每座反应池出水量：
2
R
Q Q Q +=
出
式中：出Q ——每座反应池出水量)/(3s m ； Q ——污水厂最大设计流量)/(3s m ；
Q ——污水厂平均时设计流量)/(3s m ；
R ——污泥回流比；
)/(55.02
5
.058905.079923.023s m R Q Q Q =⨯+=+=
出
出水采用矩形薄壁堰出水，跌落水深取0.15m ，则堰上水头
3
2
)
2(
g
mb Q H 出=
式中：H ——堰上水头)(m ；
出Q ——每座反应池出水量)/(3s m ；
m ——流量系数，一般取0.4；
b ——堰宽)(m ；
g ——重力加速度9.81s m /3；
本设计取4.0=m ，m b 6=；
)(14.0)81
.9264.055
.0()2(32
3
2
m g mb Q H =⨯⨯⨯==出
本设计中取0.15m 。

O A 2的最大出水量2出Q =2×0.55=1.10(s m /3)，出水管管径采用铸铁管
DN1300mm ，送往集配水井，管道内的流速为0.83s m /。

（四）其他管道设计 1）污泥回流管：
污泥回流比为R=50%，回流量)/(26.05.058905.03s m R Q =⨯=，单池回流量为0.13s m /3回流污泥采用两根DN500mm 的回流管，管内污泥流速1.32s m /，1000i=4.62。

2）消化液回流管
消化液回流比为200%，从好氧段尾端回流到缺氧段首端的回流量为
)/(51.025089392.02
1
213s m R Q =⨯⨯=内，消化液回流管道管径为DN800mm ，管内流速1.01s m /。

（五）剩余污泥量：
Q L VX K Q S S Y X ss v d e a %50)(+--=∆
式中：X ∆——湿活性污泥剩余量)/(d kg ；
Y ——产率系数)/(5kgBOD kgVSS ；
a S ——进入曝气池污水的5BOD 值)/(3m kg ；
e S ——处理水中溶解性5BOD 值)/(3m kg ；
Q ——污水厂平均时设计流量)/(3d m ； d K ——自身氧化率)(d -；
V ——曝气池好氧段容积)(3m ；
v X ——混合液挥发性固体浓度)/(3m kg ，fX X v =，f 为混合液挥发性悬
浮固体浓度与混合液悬浮固体浓度比；
ss L ----反应池去除的SS 浓度)/(3m kg ；
本设计中取5/6.0kgBOD kgVSS Y =，d K d -
=05.0；75.0=f ，
)/(268.0/33.1682033.2883m kg L mg L ss ==-=； )/(55.2)/(2550340075.03m kg L mg X f X v ==⨯=⨯=
)/(61.996892
.50893268.0%5055.2)5
3
5.10792(05.092.5089310)32.142.144(
6.0%50)(3d kg Q
L VX K Q S S Y X ss v d e a =⨯⨯+⨯⨯⨯-⨯⨯-⨯=+--=∆-（六）曝气系统的计算 采用鼓风曝气系统 （1）需氧量计算 1）平均时需氧量计算：
v r VX b S Q a O R ''2+==
式中：2,O R ——混合液需氧量)/(d kg ；
a '——活性污泥微生物对有机污染物氧化分解过程的需氧率
)/(2kgBOD kgO ，一般53.0~42.0='a ；
Q ——污水厂平均时设计流量)/(3d m ；
r S ——经活性污泥微生物代谢活动被降解的有机污染物量以BOD 值计
)/(3m kg ；
b '——活性污泥微生物通过内源代谢的自身氧化过程的需氧量
)/(2d kgVSS kgO ⋅，一般11.0~188.0='b ；
V ——曝气池好氧段容积)(3m ；
v X ——混合液挥发性固体浓度)/(3m kg ；
查排水工程第四版表4-19，本设计中取kgBOD kgO a /5.02='，
d kgVSS kgO b ⋅='/15.02，35.10792
m V =，3/55.2m kg X v =； )/(12988.0)/(88.12932.142.1443m kg L mg S S S e a r ==-=-=
)
/(91.240)/(93.578155
.2)5
3
5.10792(15.012988.092.508935.0''2h kg d kg VX b S Q a O R v
r ==⨯⨯⨯+⨯⨯=+== 2）最大时需氧量计算：
污水厂最大设计流量d m Q /47.690533=；则
)
/(05.290)/(21.696155
.2)5
35.10792(15.012988.047.690535.0''(max)2h kg d kg VX b QS a O v
r ==⨯⨯⨯+⨯⨯=+= 3）每日去除5BOD 的值：
)/(1.66101000
88
.12992.5089310005d kg S Q BOD r =⨯==
4）去除每kgBOD 的需氧量：
)/(87.01
.661093
.57812522kgBOD kgO BOD O O ===
∆ 5）最大时需氧量与平均时需氧量之比：
2.191
.24005
.2902
(max)2==
O O
（2）供气量计算：
采用网状模型中微孔空气扩散器敷设于距池底0.2m 处，淹没水深H=4.3m ，计算温度定位C t ︒=14，水中溶解氧饱和度L mg C s /17.9)20(=，
L mg C s /37.10)14(=。

1）空气扩散器出口处的绝对压力：
H P P b 3
108.9⨯+=
式中：a P ——空气扩散装置出口处的绝对压力)(Pa ；
P ——大气压力，Pa 510023.1⨯；
H ——空气扩散装置的安装高度)(m ，即淹没水深；
)(10434.13.4108.910013.1108.95
353Pa H P P b ⨯=⨯⨯+⨯=⨯+=
2）氧的百分比： 取氧转移速率%12=A E ；
%96.18%100)
12.01(2179)
12.01(21%100)1(2179)1(21=⨯-⨯+-⨯=⨯-+-=
A A t E E O
3）曝气池混合液中平均氧饱和度： 计算温度定位C t ︒=14；
)
/(02.12)4296
.1810026.210434.1(37.10)42
10026.2()4210026.2(
5
5
5)
14(5)()(L m g O P C O P C C t
b s t b t s t sb =+⨯⨯⨯=+⨯=+⨯= 4）换算为在C ︒20条件下，脱氧清水的充氧量：
20
)14()
20(0024.1][-⨯-=
T sb s C C RC R βρα
式中的设计系数取C T C ︒=====14,0.1,0.2,95.0,82.0ρβα；
)/(49.329024
.1]202.120.195.0[82.017
.991.240024.1][20
1420
)14()
20(0h kg C C RC R T sb s =⨯-⨯⨯⨯⨯=
⨯-=--βρα
相应的最大时需氧量：
)/(39.39549.3292.102
(max)2(max)0h kg R O O R =⨯==
5）曝气池平均时供气量：
)/(5.915210012
3.049
.3291003.030h m E R G A s =⨯⨯=⨯=
6）曝气池最大时供气量：
)/(06.1098310012
3.039
.3951003.03(max)0(max)h m E R G A
s =⨯⨯=
⨯=
7）去除每kgBOD 的供气量：
)m /(23.33241
.66105
.9152335污水空气m BOD G s =⨯= 8）每3m 污水的供气量：
)m /(3)m /(32.42492
.508935.91523333污水空气污水空气m m Q G s >=⨯= 符合条件。

9）本系统的空气总用量：
采用鼓风曝气总需气量
)/(06.109833(max)h m G X s ==总
（3）空气管系统计算
空气管道布置，在相邻两个廊道的隔墙上设设一根干管共三根干管，在每根干管上设8对配气竖管，共16条配气竖管。

全曝气池共设48条配气竖管，每根竖管供气量为：
)/(81.22848
06
.1098348
3(max)h m G s ==
曝气池平面面积为：
)(144036402m B L =⨯=⨯
每个空气扩散器的服务面积按0.642m 计，则所需空气扩散器的总数为：
)(225064
.01440
'个==
N 为确保安全本设计采用N=2304个空气扩散器，每个竖管上安设的空气扩散器的数目为：
)(4848
230448n 0个===
N 每个空气扩散器的配气量为：
)/(77.42304
06
.10983G 3s(max)
h m N
==
将已布置的空气管路及布设的空气扩散器绘制成空气管路计算图，如图4.6所示。

选择一条从鼓风机房开始最长的管路作为计算管路。

在空气流量变化处设计算节点，统一编号后列表进行空气管路计算，计算结果见表4.1。

图4.6(1)
图4.6(2)
表4.1 空气管路计表
压力损失合计：107.25Pa
(字母分别表示A ：弯头；B ：三通；C ：四通；D ：大小头；E ：闸阀)
空气管道系统的总压力损失∑=+ 1.05kPa )h (h 21，网状膜空气扩散器的压力损失为 5.88kPa ，则总压力损失93.688.505.1=+kPa ，为安全计，设计取值9.8kPa 。

（4）空压机的选定：
空气扩散装置安装在距曝气池池底0.2m处，因此空压机所需压力为
P=(4.5－0.2+1.0)×9.8=51.94(kPa)
空压机供气量：
最大时：h
.
109833
06
m/
平均时：h
91523
5.
m/
根据所需压力及空气量，决定采用L63LD型空压机6台，该型空压机风压
/3m，正常条件下4台工作，2台备用，高负荷时5台58.8kPa，风量43.3m in
工作，1台备用。