A2O基本工艺计算.doc

2.5.1 设计流量
生物解决构筑物设计流量以最高日平均流量计。取日变化系数为1.2。
Q=1.2×18000=21600m3/d=900m3/h=0.25m3/s。
2.5.2 反映池进水水质
本设计中进水中BOD5较小，则可不设初沉池。因此进水中
S0=150mg/L，X0=200mg/L，N=40mg/L
2.5.2 拟定设计污泥龄
需要反硝化硝态氮浓度为：
=18mg/L
式中，---需要反硝化硝态氮浓度，mg/L；
---进水中TN浓度，mg/L；
---进水BOD浓度，mg/L；
---出水BOD浓度，mg/L；
---出水TN浓度，mg/L。
反硝化速率。
查有关表格，有；取硝化泥龄
式中，---缺氧污泥龄，d；
---总污泥龄，d。
则：系统总污泥龄为：
缺氧污泥龄为：
2.5.3 计算污泥产率系数

式中，---结合国内状况修正系数，；
---进水悬浮固体浓度，mg/L；
---设计水温，与泥龄计算取相似数值。
核算污泥负荷：

2.5.4 拟定污泥浓度
由于本设计中没有初沉池，则：取混合液浓度为X=4g/L，SVI=120mg/L。对于污泥浓缩时间，由于有反硝化，故取浓缩时间，则：
回流污泥浓度

式中，---回流污泥浓度，g/L；
---污泥回流比。
符合规定。
2.5.5 计算好氧、缺氧反映池容积

水力停留时间：

在反映池容积中，好氧区占80%。为11014m3，缺氧区占20%，为2754m3。
2.5.6 内回流比
规定反硝化率如下：

取内回流比r=0.9。则反硝化率为：
即内回流比为50%时，可以满足反硝化规定。
为保证反硝化效果，取内回流r=1.8。
2.5.7 厌氧池计算
厌氧池容积

停留时间：TA=2100.6/900=2.33h
2.5.8 反映池总容积

总停留时间：T=18.4+2.33=20.73h。
2.5.8 反映池重要尺寸
反映池总容积V=15869m3；
设两组反映池，单组池容V'=V/2=158696/2=7934.5m3
有效水深h=4.5m；
单组有效面积S'=7934.5/4.5=1763.22m3
采用5廊道式推流式反映池，廊道宽b=7.5m；
单组反映池长度L=S/B=1763.22/(5×7.5)=47.02m
依照厌氧区、缺氧区、好氧区各某些所需容积进行如下调节：
厌氧区廊道宽b1=5.0m，缺氧区廊道宽b2=6.5m，好氧区别三个廊道，每个廊道宽b3=8.5m
校核：b1/h=5/4.5=1.11 b2/h=6.5/4.5=1.44 b3/h=8.5/4.5=1.89(满足b/h=1～2)
L/b1=47.02/5=9.04 L/b2=47.02/6.5=7.23 L/b3=47.02/8.5=5.53
(满足L/h=5～10)
取超高为0.6m，则反映池总高为H=4.5+0.6=5.1m。
2.5.10 反映池进、出水系记录算
（1） 进水管
单级反映池进水管设计流量Q1=18000/2=9000m3/d=0.104m3/s
管道流速取；
管道过水断面积
管径
取进水管管径DN400mm。
（2） 回流污泥管
单组反映池回流污泥管设计流量
管道流速取；
管道过水断面积
管径
取回流污泥管管径DN500mm。
（3） 进水井
反映池进水孔尺寸：
进水孔过流量Q2=(1+R)Q1=(1+1.5)×9000=0.260m3/s
孔口流速
孔口过水断面积
孔口尺寸取为1.0m×0.45m；
进水井平面尺寸取为1.5m×1.5m。
（4）出水堰及出水井
按矩形堰流量公式计算：

式中 ；
b--堰宽，b=7.5m；
H--堰上水头，m；

出水孔过流量；
孔口流速
孔口过水断面积
孔口尺寸取为1.0m×0.8m；
出水井平面尺寸取为1.5m×1.5m。
（5） 出水管
反映池出水管设计流量
管道流速取；
管道过水断面积
管径
取出水管管径DN900mm。
校核管道流速
2.5.11 曝气系统设计计算
采用鼓风曝气系统，空气扩散装置安设在水下H=4.3m处；计算水温设为25°；曝气池出口处溶解氧浓度C=2mg/L。
拟定需氧量
按公式计算
式中O2--混合液需氧量，kgO2/d；
--活性污泥微生物每代谢1kgBOD所需要氧量，以kg计，本设计取0.5；
Q--污水流量，m3/d；
--每kg活性污泥每天自身氧化所需要氧量，以kg计，本设计取0.1；
V--曝气池容积，m3，本设计中为5395.54m3。
代入各值，则有单组需氧量

=655kgO2/d
计算曝气池内平均溶解氧饱和度
1）空气扩散装置出口处绝对压力
=1.42Pa
2）取氧转移速率EA=10%，气泡离开池表面时，氧比例

3）拟定计算水温25°C以及及20°C下氧饱和度，查《排水工程》下册附录1，得：

则：曝气池内平均溶解氧饱和度，
=9.75mg/L

计算20°C时脱氧清水需氧量

式中α、β均为修正系数，在计算温度下α=0.85，β=0.95。
计算平均时供气量
空气管路系记录算
1）总压力损失计算
单组曝气池平面布置如下：

单组A/A/O池空气管平面布置斩首
如图，每组A/A/O池设三根干管，B、C干管上均设5对配气竖管，A、D干管上均设5支配气竖管，全曝气池共设30条配气竖管。每根竖管供气量为：

曝气池平面面积为：
8.5×3×47.02=1199m2
每个空气扩散器服务面积按0.70m2计，则所需空气扩散器总数为：
个
为安全计，本设计采用1800个空气扩散器，每个竖管上安设空气扩散器数目为：
个
每个空气扩散器配气量为：

选用BYW-Ⅱ型固定式平板型微孔曝气器，服务面积为S=0.3～0.75m2，阻力为300mm H2O。
将已布置空气管路及布设空气扩散器绘制成空气管路计算图（参见图），用以进行计算。

选取一条从鼓风机房开始最远最长管路作为计算管路。在空气流量变化处设计算节点，统一编号后列表进行空气计算。
由空气计算管道一览表中11项各值累加，得空气管道系统总压力损失为：

微孔曝气头损失为3.04kPa，则总压力损失为
2.857+3.04=5.897kPa
为安全计，设计取值9.8kPa。
2） 空压机选定
空气扩散器装置在距曝气池池底0.2m处，因而，空压机所需压力为：
P=（4.5-0.2+1.0）×9.8=51.94KPa
空压机供气量为：28800m3/d ×2=40m3/min
依照所需压力及空气量，选用RE-150A型罗茨鼓风机三台。一用一备，空压机风压52.0KPa,风量37.5 m3/min，电动机功率P= 55KW/h,转速1250r/min

4、污水、污泥解决流程水力计算
4.1 污水流程
4.1.1 污水解决流程水力计算
（1）水力计算线路
选取一条距离最长，水头损失最大流程进行水力计算。

图4.1 水力计算流程
（2）水力计算成果
由解决水排出口逆推计算，各管段水力损失如表4.1所示：
表4.1 管段水头损失计算表
构筑物连接管
管道长度L（m）
设计流量(L/s)
管径D(mm)
坡度 I/‰
流速 v (m/s)
布满度
沿程水头损失h1（m）
局部阻力系数∑ξ
局部水头损失h2（m）
水头损失h=h1+h2（m）
h/D
h
上端名称
下端名称
计量槽
出水口
15
409.51
800
0.96
0.81
1
0.8
0.014
0.000
0.000
0.014
二沉池
消毒渠
35
204.75
600
1.11
0.72
1
0.6
0.039
4.630
0.122
0.161
配水井2
二沉池
30
204.75
600
1.11
0.72
1
0.6
0.033
1.070
0.028
0.062
A2/O池
配水井2
125
204.75
600
1.11
0.72
1
0.6
0.139
3.090
0.082
0.221
配水井1
A2/O池
30
204.75
600
1.11
0.72
1
0.6
0.093
2.080
0.055
0.188
计量槽
配水井1
70
204.75
600
1.11
0.72
1
0.6
0.122
3.090
0.082
0.275

表4.2 明渠水头损失计算表
构筑物连接管渠
（明渠）
管道长度L（m）
设计
流量(L/s)
明渠宽W
(mm)
坡度I/‰
流速v
(m/s)
水深h（m）
沿程水头损失h1（m）
局部水头损失h2（m）
水头损失h=h1+h2
（m）
上端名称
下端名称
沉砂池
计量槽
3
204.75
1000
0.18
0.41
0.5
0.001
0.001
0.001
细格栅
沉砂池
8
409.51
1000
0.72
0.82
0.5
0.006
0.008
0.014
提高泵
细格栅
4
409.51
1000
0.72
0.82
0.5
0.003
0.004
0.007
4.1.2各构筑物自身水头损失

依照有关规范以及经验取值，各构筑物自身水头损失如下：
消毒渠：0.2m 配水井：0.3m 二沉池：0.6m
A2/O池：0.5m 计量堰：0.17m 沉砂池：0.3m
细格栅：0.15m 粗格栅：0.11m
4.1.3 高层计算
市政排水管网接入污水厂污水干管管底标高为318.361m。通过整平，污水解决厂地面平均设计标高取为322.500米（并作为相对±0.000）。排入水体为附近荣峰河，其50年一遇洪水位为314米，污水厂地面标高与荣峰河水面标高相差较远，因此污水厂各构筑物控制标高基本不受荣峰河水面高度限制。在厂区内先拟定二沉池标高，再推求各解决构筑物设计标高。
水面标高=前一构筑物水面标高－iL－v2/2g－构筑物自身损失－富余水头，
富余水头取0.05m。
表4.3 各解决构筑物设计标高 单位：m
构筑物
水面标高
有效水深
总高H
底部标高
顶部标高
出水口
321.000
-
-
-
-
计量槽
322.369
0.60
1.00
321.769
322.769
消毒渠
322.589
1.29
1.79
321.299
323.089
二沉池
沉淀某些
323.000
2.30
5.30
320.700
323.500
泥斗
318.200
1.43
318.200
配水井2
323.412
3.00
3.50
320.412
323.912
A2/O池
好氧区
323.982
4.50
5.10
319.482
324.582
缺氧区
324.182
厌氧区
324.282
配水井1
324.970
3.00
3.60
321.670
325.270
计量堰
325.389
0.60
0.95
324.789
325.739
沉砂池
沉砂某些
325.740
0.60
2.74
325.140
326.360
砂斗某些
-
1.52
323.620
细格栅
栅后
325.954
0.90
1.10
325.054
326.154
栅前
326.104
0.90
0.95
325.204
集水井
318.739
3.00
7.42
315.739
322.800
粗格栅
栅后
318.739
0.70
5.16
318.034
322.800
栅前
318.844
0.70
5.05
318.144
4.2.污泥流程
4.2.1 流程水力损失
污泥流动中水头损失计算办法与污水相似，从控制点标高开始，含水率为99%～99.5%，污泥在管道中水力特性与污水相似，当含水率在90%～92%时，则与污水相比水头损失增长诸多。
在设计污水管道时，应采用较大流速，使污泥处在紊流状态，
则各管路损失如下表所示：
污泥管路计算
设计流量（L/s）
规格
Ｖ（m/s)
长度（m）
水头损失（m）
二沉池至污泥泵房
316.81
DN500
1.61
20
0.14
污泥泵房至储泥池
17.23
DN100
0.55
60
0.42
污泥泵房至厌氧池
270.83
DN500
1.38
170
0.87
污泥泵房至配水井1
41.67
DN250
0.85
140
0.69
4.2.2 高层计算
污泥解决各构筑物标高如表4.5所示。
表4.4 各解决构筑物设计标高 单位：m
构筑物
水面标高
有效水深
总高H
底部标高
顶部标高
污泥泵房
323.412
3.00
3.50
320.412
323.912
储泥池
323.000
2.00
2.50
321.000
323.500