水污染控制工程课程设计 AAO水处理工艺.docx

哈尔滨理工大学课程设计
目录
第一章 设计概论…………………………………………5
1.1设计题目……………………………………………………5
1.2设计任务……………………………………………………5
1.3城市概况、水文地质及气象资料…………………………5
1.3.1城市概况………………………………………………5
1.3.2气象资料………………………………………………6
1.3.3水文资料………………………………………………6
1.3.4自然特征一览表………………………………………6
1.4污水水质水量及处理程度计算……………………………7
1.5设计要求……………………………………………………8
第二章 方案确定………………………………………10
2.1一级处理方案确定…………………………………………10
2.1.1格栅……………………………………………………10
2.1.2沉砂池…………………………………………………10
2.1.3初沉池…………………………………………………10
2.2二级处理方案确定…………………………………………10
2.3三级处理方案确定…………………………………………11
2.3.1消毒池…………………………………………………11
2.3.2混凝絮凝池（计划）…………………………………12
2.4污泥处理方案确定…………………………………………12
第三章 构筑物的设计计算……………………………13
3.1格栅设计计算………………………………………………13
3.1.1基本参数………………………………………………13
3.1.2设计计算………………………………………………13
3.2平流式沉砂池………………………………………………15
3.2.1基本参数………………………………………………15
3.2.2设计计算………………………………………………15
3.3辐流式初沉池………………………………………………18
3.3.1设计计算………………………………………………18
3.4 AAO工艺设计计算…………………………………………22
3.4.1基本设计参数计算……………………………………22
3.4.2平面尺寸计算…………………………………………23
3.4.3进出水系统……………………………………………24
3.4.4其他管道设计…………………………………………26
3.4.5剩余污泥量……………………………………………26
3.5曝气系统工艺计算…………………………………………27
3.5.1需氧量计算……………………………………………27
3.5.2供气量…………………………………………………27
3.5.3空气管路设置…………………………………………29
3.5.4空压机选择……………………………………………29
3.6辐流式二沉池………………………………………………30
3.7消毒池………………………………………………………37
3.7.1设计说明………………………………………………38
3.7.2消毒剂投加量…………………………………………38
3.7.3平流式消毒池设计计算………………………………38
3.8污泥处理构筑物设计计算…………………………………40
3.8.1设计说明………………………………………………40
3.8.2污泥量计算……………………………………………41
3.8.3辐流式浓缩池设计计算………………………………42
3.8.4贮泥池设计计算………………………………………47
第四章 总结……………………………………………50
参考文献…………………………………………………………51

第一章 设计概论
1.1.设计题目
长春市日处理量10万吨污水处理厂
1.2.设计任务
1、根据设计原始资料提出合理的处理方案及处理工艺流程，包括各处理构筑物型式的选择、污泥的处理及处置方法、处理后废水的出路；
2、进行各处理构筑物的工艺设计计算，确定其基本工艺尺寸及主要构造（用单线条画草图并注明主要工艺尺寸）；
3、进行污水处理厂的总体平面布置（包括各处理构筑物、辅助建筑物平面位置的确定，主要废水和污泥管道的布置），并绘制平面布置图（1＃图纸，比例尺1：200～1：500）（手工或CAD图一张）；
4、进行各处理构筑物的高程计算并绘制废水处理厂（站）的流程图（1＃图纸，比例尺纵向1：50～1：100；横向1：500～1：1000）（手工或CAD图一张）；
5、 编制工艺设计计算说明书。
1.3.城市概况、水文地质及气象资料
1.3.1城市概况
长春市位于吉林省和东北经济区的核心地带,总面积20571平方公里.截止到1995年末,总人口667.3万人,其中非农业人口261.8万人.长春市区有6个行政区,经济技术开放区和净月潭旅游经济开发区,幅员面积3603平方公里,总人口270万人,其中非农业人口194.6万人；建成区面积143.03平方公里，非农业人口171.97万人。
1.3.2气象资料
长春市地处中国东北松辽平原腹地，市区海拔在250--350米之间，地势平坦开阔。属大陆性季风气候区，在全国干湿气候分区中，地处湿润区向亚干旱区的过渡地带。气温自东向西递增，降水自东向西递减。春季干燥多风，夏季湿热多雨，秋季天高气爽，冬季寒冷漫长，具有四季分明，雨热同季，干湿适中的气候特征，为人类开发和利用大自然提供了良好的气候环境。由于地理位置、地形结构与大气环流相配合的作用,具有如下基本特征： 四季分明。春季较短，干燥多风；夏季温热多雨，炎热天气不多；秋季气爽，日夜温差大；冬季漫长较寒冷。 　　季风显著，雨热同季。冬季在强大的蒙古高压控制下，气候寒冷而干燥。夏季西太平洋副热带高压常与东南移动的贝加尔湖的冷空气交汇于此，降水丰沛而集中。气候的大陆性强，气温的年差较大。冬季的气温低于同纬度地区，夏季则高于同纬度地区。气候东西过渡，热量水分适中。由于长春市处于吉林省东部山地向西部松嫩平原的过渡地带，所以具有东部山区湿润气候向西部半干旱气候过渡的特征。过渡性气候使长春市的光照充足，热量条件优于东部，而雨水条件又好于西部，为农业生产提供了良好的气候条件。长春市年平均气温4.8°C，最高温度39.5°C，最低温度-39.8°C,日照时间2,688小时。夏季，东南风盛行，也有渤海补充的湿气过境。年平均降水量522至615毫米，夏季降水量占全年降水量的60%以上；最热月（7月）平均气温23℃。秋季，可形成持续数日的晴朗而温暖的天气，温差较大，风速也较春季小。
1.3.3水文资料
长春市的地表水属第二松花江水系，松花江、饮马河、伊通河的中下游，还有沐石河、双阳河、雾开河、新开河及卡岔河等流经境内，有波罗泡子、敖宝吐泡子、元宝泡子等主要泡子湖泊7处。 市区的地表水，较大的河流为第二松花江的支流，也是饮马河的支流——伊通河及其支流——新开河等。由于市区的下部基岩为中生代白垩系红色岩系，岩层致密，为一不透水层或含水性极微，因而无深层地下水源，故地下水贫乏。
1.3.4自然特征一览表
名称
指标
名称
指标
最高温度
38℃
年平均温度
4.9℃
最低温度
-36.5℃
年降雨量
593.5mm
最热月平均温度
27.9℃
主导风向
西南
最冷月平均温度
-26.1℃
平均风速
3.8m/s
冬季平均温度
-10℃
冰冻线
169mm

1.4.污水水质水量及处理程度计算
水量
近期
Q=100000m3/d=1.16 m3/s
远期
Q=50000m3/d=0.58 m3/s
水质
污染物
浓度
(mg/L)
GB18918-2002
一级标准（mg/L）
处理程度计算（%）
COD
300
50
COD=300-50300×100%=83.3%
BOD
120
10
BOD=120-10120×100%=91.7%
SS
140
10
SS=140-10140×100%=92.9%
NH3-N
35
5
NH3-N=35-535=85.7%
TP
8
0.5
TP=8-0.58×100%=93.8%
TN
45
15
TN=45-1545×100%=57.1%

1.5设计要求
1.要求学生认真分析课程设计的题目以及所给出的设计条件、设计数据，根据所学理论知识，通过分析、比较确定设计方案，
2.学生可进行组内讨论，分析设计方案，但应独立完成设计计算，并针对自己的设计内容独立完成设计计算书、设计说明书以及工程设计图。设计说明书中应对处理方案的比较选择作简要的说明，介绍所选工艺流程的特点和主要处理构筑物设置的作用、工艺构造要求和主要设计参数的选取及其处理效率，最终处理出水水质。
3.设计说明书中应有各个处理构筑物工艺计算的详细步骤和过程；必要时应注明所选参数和公式的出处；应附有按比例认真绘制的单线条计算草图，清晰的表明构筑物的主要构造和有关工艺尺寸。
4.课程设计正文内容序号为采用三级标题；文本每页下部居中必须有页码。（模板见附页）
5.污水处理厂平面图中不同类型的线条应有所区别以使图纸层次分明，便于识别。例如，可用带有特定符号的粗线条画各类管线，中线条画各类构筑物和建筑物，细线条画道路、绿地和围墙等。此外，图中应有处理构筑物和辅助建筑物一览表及必要的说明，管线应表明流向；
6.流程和高程布置图中各处理构筑物和辅助建筑物应选择适宜的剖面，用单线条画出其主要构造（如必要的围墙、进出水挡板、出水堰和出水渠等）。画出连接管线以及阀门、水泵和计量装置等控制点和水面线，标明水流方向并注明各部位的高程。注意：各类管线用粗线条画、水面线和标高线用细线条画；此外，图中应有图例和必要的说明；
7．要求方案和工艺流程的选择较为合理，各项参数选择恰当，基本概念清楚，计算过程准确无误，设计计算说明书条理分明，文字通顺，叙述简明扼要，书写工整清晰；设计图纸要求表达正确、布局合理、线条层次分明，图面整洁。此外要求图中所有文字均必须用工程字（仿宋体）书写！
8.总结：对整个设计工作进行归纳，阐述本课题设计中尚存在的问题及改进想法。简述自己通过本设计的体会及建议。
9.列出参考文献。

第二章 方案确定
2.1一级处理方案确定
2.1.1格栅
在污水厂前端设置中格栅截留污水中粗大的悬浮物和漂浮物，使后续的泵房提升阶段得以稳定运行。以防止粗大的漂浮物阻塞构筑物的孔道、闸门和管道或损坏水泵等机械设备，起着预处理和保护设备的双重作用。
2.1.2沉砂池
在污水中会含有相当数量的砂粒等杂质。设置沉砂池可以避免后续处理构筑物和机械设备的磨损，减少管渠和处理构筑物内的沉积，避免重力排泥困难，防止对生物处理系统和污泥处理系统运行的干扰。
沉砂池有平流、竖流、曝气、涡流等形式。由于平流式沉砂池的污水在池内沿水平方向流动，具有构造简单、截留无机颗粒效果较好的优点，所以本设计中的沉砂池采用平流式沉砂池。
2.1.3初沉池
初次沉淀池式借助于污水中的悬浮物质在重力的作用下可以下沉，从而与污水分离，初次沉淀池去除悬浮物40%~50%，去除BOD 20%~30%。
初次沉淀池根据运行方式的不同分为平流沉淀池、竖流沉淀池、辐流沉淀池、斜板沉淀池。其中平流沉淀池占地面积大，采用多斗排泥每个泥斗需要单独设置排泥管各自操作，若用机械排泥设备位于水下易腐蚀。竖流式沉淀池由于池体深度大不适于大型污水处理厂。斜板沉淀池沉淀效果好但造价、维护费用高，且斜管易堵塞。而辐流沉淀池排泥方便，运行管理方便。
2.2 二级处理方案确定
本次设计条件BOD浓度较低，进水为140mg/L，氨氮和总磷含量和去除率较高，分别为85.7%，93.8%，所以二级处理主要着重于对氮磷的去除，设计中选用A-A-O工艺，利用生物处理法脱氮除磷，可获得优质出水，是一种深度二级处理工艺。A/A/O法的可同步除磷脱氮机制由两部分组成：一是除磷，污水中的磷在厌氧状态下(DO<0.3mg/L)，释放出聚磷菌，在好氧状况下又将其更多吸收，以剩余污泥的形式排出系统。二是脱氮，缺氧段要控制DO<0.7 mg/L，由于兼氧脱氮菌的作用，利用水中BOD作为氢供给体(有机碳源)，将来自好氧池混合液中的硝酸盐及亚硝酸盐还原成氮气逸入大气，达到脱氮的目的。
本工艺有如下特点：
1. 本工艺流程简洁，总水力停留时间少于其他类型工艺。
2. 在厌氧（缺氧）、好氧交替运行条件下，丝状菌不能大量繁殖，无污泥膨胀之虞。SVI值一般均小于100。
3. 污泥中含磷浓度高，具有很高的肥效。
4. 运行无需投药，两个A段只用轻缓搅拌，以不增加溶解氧为度，运行费用低。
5. A/A/O工艺具有较好的耐冲击负荷能力,出水水质较稳定。
2.3三级处理方案确定
2.3.1消毒池
污水经过处理构筑物处理后，虽然水质得到了改善，细菌数量也大幅减少，但是细菌的绝对值仍然十分可观，并存在病原菌的可能。因此，污水在排放水体前，应进行消毒处理。污水消毒的主要方法是向污水中投加消毒剂，目前用于污水消毒的常用消毒剂主要有液氯、次氯酸钠、臭氧、二氧化氯、紫外线。而本次设计的污水处理规模较大，受纳水体卫生条件无特殊要求，设计中采用液氯作为消毒剂对污水进行消毒。液氯消毒的优点是效果可靠，投配设备简单，价格便宜；缺点是余氯对水生生物有害，氯化后可能产生致癌物质。故本设计采用消毒池用液氯消毒减少水中细菌数量。
2.3.2混凝絮凝池（计划）
本次设计对于总磷的去除率要求很高，在90%以上，而AAO工艺虽然能同时脱氮除磷，但二者不能同时高效率进行。运行中应保障氮的去除率，在远期扩建中增加混凝沉淀去磷技术。
2.4 污泥处理方案确定
污水处理厂在处理污水的同时，每日要产生大量的污泥，这些污泥若不进行有效处理，必然要对环境造成环境污染，这些污泥按来源可分为初沉污泥和剩余污泥。初沉污泥来自初次沉淀池的污泥，污泥含水率较低，一般不需要浓缩处理，可直接进行消化，脱水处理。
剩余污泥来自曝气池，活性污泥微生物在降解有机物的同时，自身污泥量也在不断增长，为保持曝气池内污泥量平衡，每日增加的污泥量必须排出处理系统，这一部分污泥被称作剩余污泥。污泥含水率高，需要先进行浓缩处理。然后进行消化、脱水处理。
鉴于本工艺流程和进水情况，所产生的污泥量总体较少，污泥处理工艺中选取污泥浓缩池和贮存池，浓缩池主要是浓缩颗粒间的间隙水，浓缩的目的在于缩小污泥的体积，每降低污泥1%的污泥含水率，污泥的体积便可减少一半。
浓缩后的污泥剩余污泥和初沉污泥进入贮泥池，然后经投泥泵进入消化池处理系统，贮泥池的主要作用为：调节污泥量；药剂投加池；预加热池，为后续工艺做准备。

第三章 构筑物的设计计算
3.1格栅设计计算
3.1.1基本参数
选用两组格栅，每组格栅单独设置，N=2；
Q=1.16 m3/s；每组格栅的流量为Q=0.58 m3/s
3.1.2 设计计算
3.1.2.1格栅的间隙数
n=QsinαNbhv=0.58sin60°0.02×0.8×0.8=42(个)
式中：n─格栅栅条间隙数（个）；
Q─设计流量（m3/s）；
α─格栅倾角（°）；
N─设计的格栅组数（组）；
b─格栅栅条间隙（m）；
h─格栅栅前水深（m）；
v─格栅过栅流速（m/s），一般为0.6~1.0m/s。
设计中取α=60°，b=0.02m, h=0.8m, v=0.8m/s。
3.1.2.2格栅槽宽度
B=Sn-1+bn=0.01542-1+0.02×42=1.46（m）
式中：B─格栅槽宽度（m）；
S─每根格栅条的宽度（m）；
设计中取S=0.015m。
3.1.2.3进水渠道渐宽部分长度
l1=B-B12tan20°=1.46-0.92tan20°=0.77（m）
式中：l1─进水渠道渐宽部分的长度（m）；
B1─进水明渠宽度（m）；
a1─渐宽处角度（°）。
设计中取B1=0.9m，a1=20°。
3.1.2.4出水渠道渐窄部分长度
l2=B-B12tana2=1.46-0.92tan20°=0.77（m）
式中：l2─出水渠道渐窄部分长度（m）；
a2─渐窄处角度（°）。
设计中取a1= a1=20°
3.1.2.5栅后明渠的总高度
H=h+h1+h2=0.8+0.2+0.4=1.4（m）
式中：H─栅后明渠的总高度（m）；
h2─明渠超高（m），一般取0.3~0.5m.
设计中取明渠超高为0.4m。
3.1.2.6格栅槽总长度
L=l1+l2+0.5+1.0+H1tanα=3.74(m)
式中：L─格栅槽总长度（m）；
H1─格栅明渠的深度（m）。
3.1.2.7每日栅渣量
W=86400QW11000=5.01m3/d
式中：W─每日栅渣量（m3/d）；
W1─每日每103m3污水的栅渣量，一般采用0.04~0.06m3/103m3污水。
设计中取W1=0.05 m3/103m3
W=5.01 m3/d>0.2 m3/d,应采用机械除渣。

3.2平流式沉砂池
3.2.1 基本参数
设计中选用两组平流式沉砂池，N=2组，分别与格栅连接，每组沉砂池设计流量为0.58 m3/s。水平流速取0.25m/s，停留时间45s。
3.2.2 设计计算
3.2.2.1沉砂池长度
L=v×t=0.25×45=11.25m
式中：L─沉砂池的长度；
v─设计流量时的流速（m/s），一般采用0.15~0.30m/s；
t─停留时间，一般取30~60s。
3.2.2.2水流过水断面面积
A=Qv=0.580.25=2.32（m2）
式中：A─水流过水断面面积（m2）；
Q─设计流量(m3/s)。
3.2.2.3沉砂池宽度
B=Ah2=2.32/20.8=1.45（m）
式中：B─沉砂池宽度（m）；
h2─设计有效水深（m）,一般采用0.8m,每组沉砂池取两格。
3.2.2.4沉砂室所需容积
V=Q×X×T×864001000000=0.58×30×2×864001000000=3.01m3
式中：Q0─平均流量（m3/s）
X─城市污水沉沙量（m3/106m3污水）；
T─清除沉砂的间隔时间（d）；
设计中清除沉沙的间隔时间为T=2d，城市污水沉砂量X=30 m3/106m3
3.2.2.5每个沉砂斗容积
V0=Vn=3.018=0.38m3
式中：V0─每个沉砂斗容积（m3）；
n─沉砂斗个数（个）；
设计中取每一个分格有2个沉砂斗，共有n=2*2*2=8个沉砂斗
3.2.2.6沉砂斗高度
h3'=3V0f1+f2+f1×f2=3×0.382.41=0.47m
式中：h´─沉砂斗的高度（m）；
f1─沉砂斗上口面积（m2）；
f2─沉砂斗下口面积（m2）；
设计中取沉砂斗高度为h3´=0.50m。
3.2.2.7沉砂室高度
h3=h'3+i×l2=0.5+0.02×11.25-2×1.45=0.67m
式中：h3─沉砂室高度（m）；
i─沉砂池底坡度，一般采用0.01~0.02；
l2─沉砂池底长度（m）。
设计中取沉沙池底坡度i=0.02。
3.2.2.8沉砂池总高度
H=h1+h2+h3=0.4+0.8+0.67=1.87m
式中：H─沉砂池总高度（m）；
h1─沉砂池超高（m），一般采用0.3~0.5m。
设计中取超高为0.4m。
3.2.2.9进水管道
格栅的出水通过DN1200mm的管道送入沉砂池的进水渠道，然后向两侧配水进入进水渠道。
3.2.2.10出水管道
出水采用薄壁出水堰跌落出水，出水堰可保证沉砂池内水位标高恒定。
3.2.2.11排沙管道
采用沉砂池底部管道排沙，排沙管道直径DN=200mm。

3.3辐流式初次沉淀池
3.3.1设计计算
设计中选择二组辐流沉淀池，N=2组，每组设计流量为0.58m3/s。
3.3.1.1沉淀部分有效面积
F=Q×3600q'=0.58×36002=1044m2
式中：F─沉淀部分有效面积（m2）；
Q─设计流量（m3/s）；
q'─表面负荷[m3/(m2×h)],一般采用1.5~3.0 m3/(m2×h)。
设计中取沉淀池的表面负荷q=2 m3/(m2×h)。
3.3.1.2沉淀池直径
D=4Fπ=4×10443.14=36.47m
式中：D─沉淀池直径（m）；
设计中取D=36.5m
3.3.1.3沉淀池有效水深
h2=q×t=2×2=4m
式中： h2─沉淀池有效水深（m）；
t─沉淀时间（h）,一般采用1~3h。
设计中取沉淀时间t=2.0h。
3.3.1.4污泥部分所需容积
V=QC1-C286400T100K3（100-p0）n×1000000=0.58×140-70×86400×0.1×100(100-97)×2×1000000=5.8m3
式中：Q─设计流量（m3/s）；
C1─进水悬浮物浓度（mg/L）；
C2─出水悬浮物浓度（mg/L），一般采用沉淀效率g=40%~60%;
K2─生活污水量总变化系数；
r─污泥容重（t/m3）,约为1；
P0─污泥含水率（%）。
设计中取T=0.1d, P0=97%，g=50%，C2=[100%-50%]× C1=0.5× C1。
辐流沉淀池采用周边传动刮泥机，周边传动刮泥机的周边线速度为2~3m/min,将污泥推入污泥斗，然后用静水压力将污泥排出池外。
3.3.1.5污泥斗容积
辐流沉淀池采用周边传动刮泥机，池底需做成2%的坡度，刮泥机连续转动将污泥推入污泥斗，设计中选择矩形污泥斗，污泥斗上口尺寸2m×2m,底部尺寸0.5m×0.5m，倾角为600，有效高度1.35m。
污泥斗容积
V1=h5×(a×a+a×a1+a1×a1)3=2.36m3
式中：V1─污泥斗容积（m3）；
ｈ５─污泥斗高度（m）；
a─污泥斗上口边长（m）；
a1─污泥斗底部边长（m），一般采用0.5m。
沉淀池底部圆锥体体积
V2=π×h4×(R×R+R×r+r×r)3=117.64m3
式中：V2─沉淀池底部圆锥体体积（m3）；
h4─沉淀池底部圆锥体高度（m）；
R─沉淀池半径（m）；
r─沉淀池底部中心圆半径（m）。
设计中取h4=0.32m,r=1m。
沉淀斗总容积
V3=V1+V2=2.36+117.64=120m3
3.3.1.6沉淀池总高度
H=h1+h2+h3+h4+h5=0.3+4+0.3+0.85+1.35=6.8m
式中：H─沉淀池总高度（m）；
h1─沉淀池高（m）,一般采用0.3~0.5m；
h3─沉淀池缓冲层高度（m）,一般采用0.3m。
设计中取h3=0.3m, h3=0.3m
3.3.1.7进水集配水井
辐流沉淀池分为二组，在沉淀池进水端设集配水井，污水在集配水井中部的配水井平均分配，然后流进每组沉淀池。
配水井的中心管直径
D2=4Qπv2=1.43m
式中：D2─配水井内中心管直径（m）；
v2─配水井内中心管上升流速（m/s）,一般采用v2≥0.6 m/s。
设计中取配水井中心管内污水流速v2=0.7 m/s。
配水井直径
D3=4Qπ×v3+D2×D2=2.60m
式中：D3─配水井直径（m）；
v3─配水井内污水流速（m/s），一般取v=0.2~0.4 m/s。
设计中取v3=0.3 m/s。
3.3.1.8出水挡渣板
三角堰前设有出水浮渣挡渣板，利用刮泥机桁架上的浮渣 刮板收集。挡渣板高出水面0.15m，伸入水下0.5m，在挡渣板旁设一个浮渣收集装置，采用管径DN300mm的排渣管排出池外。
3.3.1.9出水渠道
出水槽设在沉淀池四周，双侧收集三角堰出水，距离沉淀池内壁0.4m，出水槽宽0.6m，深0.7m，有效水深0.50m，水平流速0.83m/s。出水槽将三角堰出水汇集送入出水管道，出水管道采用钢管，管径DN1000mm，管内流速v0=0.63m/s，水力坡度i=0.497‰.
3.3.1.10刮泥装置
沉淀池采用周边传动刮泥机，周边传动刮泥机的线速度为2~3m/min,刮泥机底部设有刮泥板，将泥污推入污泥斗，刮泥机上部设有刮渣板，将浮渣刮进排渣装置。
3.3.1.11排泥管
沉淀池采用重力排泥，排泥管管径DN300mm，排泥管伸入污泥斗底部，排泥静压头采用1.2m，连续将污泥排出池外贮泥池内。

3.4 A-A-O工艺设计计算
3.4.1基本设计参数计算
3.4.1.1水力停留时间
A-A-O工艺的水力停留时间一般采用6~8h，设计中取t=8h。
3.4.1.2曝气池内活性污泥浓度
曝气池内活性污泥Xv浓度一般采用2000~4000mg/L，设计中取Xv=3000mg/L。
3.4.1.3回流污泥浓度
Xr=1000000SVI×r=1000000100×1.2=12000mg/L
式中：Xr─回流污泥浓度(mg/L)；
SVI─污泥指数，一般采用100；
r─系数，一般采用r=1.2。
3.4.1.4污泥回流比
Xv=R1+R×Xr'=3000=R1+R×9000
式中：R─污泥回流比；
Xr'─回流污泥浓度（mg/L），Xr'=f Xr=0.75×12000=9000mg/L。
解得R=0.5
3.4.1.5 TN去除率
e=S1-S2S1×100%=45-1545=66.7%
式中：e─TN去除率（%）；
S1─进水TN浓度（mg/L）；
S2─出水TN浓度（mg/L）。
3.4.1.6内回流倍数R内
R内=e1-e=66.7%1-66.7%=2
式中：R内─内回流倍数
设计中取R内为200%。
3.4.2平面尺寸计算
3.4.2.1总有效面积
V=Q×t=100000×824=33333.3m3
式中：V─总有效容积（m3）；
Q─进水流量（m3/d）,按平均流量计，Q=100000m3/d；
t─水力停留时间（d）。
厌氧、缺氧、好氧各段内水力停留时间的比值为，则每段的水力停留时间分别为：
厌氧池内水力停留时间t1=1.6h；
缺氧池内水力停留时间t2=1.6h；
好氧池内水力停留时间t3=4.8h。
3.4.2.2平面尺寸
曝气池总面积
A=Vh=33333.34.2=7936.51m3
式中：A─曝气池总面积（m2）；
h─曝气池有效水深（m）。
设计中取h=4.2m。
每组曝气池面积
A1=AN=7936.512=3968.25m2
式中：A1─每座曝气池表面积（m2）；
N─曝气池个数。
每组曝气池共设5廊道，第1廊道为缺氧段，后三个廊道为好氧段，每廊道宽取10.0m，则每廊道长
L=A1bn=3968.2510×5=79.37m
式中：L─曝气池每廊道长（m）；
b─每廊道宽度（m）；
n─廊道数。
3.4.3进出水系统
3.4.3.1曝气池的进水设计
在进水渠道内，水流分别流向两侧，从厌氧段进入，进水渠道宽度为1.2m，渠道内水深为1.0m,渠道内最大水流流速为：
v1=QsNb1h1=1.162×1.2×1=0.48m/s
式中：v1─渠道内最大水流速（m/s）；
B1─进水渠道宽度（m）；
h1─进水渠道有效水深（m）。
设计中取b1=1.2m，h1=1.0m
反应池采用潜孔进水，空口面积
F=QsN×v2=1.162×0.4=1.45m2
式中:F─每座反应池所需孔口面积（m2）；
v2─孔口流速（m/s），一般采用0.2~1.5m/s。
设计中取v2=0.4m/s，设每个孔口尺寸为0.5×0.5m，孔口个数为
n=Ff=1.450.5×0.5=6
式中：n─每座曝气池所需孔口数（个）；
f─每个孔口的面积（m2）。
3.4.3.2曝气池的出水设计
厌氧-缺氧-好氧池的出水采用矩形薄壁堰，跌落出水，堰上水头
H=Qmb2g　23=1.16+3.360.4×7×22×9.823=0.32m
式中：H─堰上水头（m）；
Q─每座反应池出水量（m3/s）,指污水最大流量（1.16m3/s）与回流污泥量、回流量之和（1.16×1.16×250%）
b─堰宽（m）；与反应池宽度相等。
设计中取m=0.4m,b=7.0m。
出水管管径采用DN1800mm，送往二沉池。
3.4.4 其他管道设计
3.4.4.1污泥回流管
在本设计中，污泥回流比为50%，从二沉池回流过来的污泥通过两根DN500mm的回流管道分别进入首端两侧的厌氧段。
3.4.4.2硝化液回流管
硝化液回流比为200%，从二沉池出水回至缺氧段首端，硝化液回流管道管径为DN1000mm。
3.4.5剩余污泥量
W=aQ平Sr-bVXv+LrQ平×50%=0.6×100000×0.08-0.05×33333.3×3+0.07×100000×50%=3300kg/d
式中:W─剩余污泥量（kg/d）；
a─污泥产率系数，一般采用0.5~0.7；
b─污泥自身氧化系数（d-1）,一般采用0.05~0.1；
Q平─平均日污水流量；
Lr─反应池去除SS浓度（kg/m3）,Lr=140-50%×140-10=70mg/L=0.07kg/m3
Sr─反应池去除BOD5浓度（kg/m3）,Sr=120-25%×120-10=80mg/L=0.08kg/m3
设计中取a=0.6，b=0.07。

3.5 曝气系统工艺计算
3.5.1需氧量计算
O2=a‘×Q×Sr+b'×V×Xv=0.5×1.16×120-25%×120-101000+0.15×33333.3×3000×0.751000=468.78kg/h
式中：O2─混合液需氧量（kgO2/d）；
a`─活性污泥微生物每代谢1kgBOD所需的氧气kg数，对于生活污水，a`值一般采用0.42~0.53之间；
Q─污水流量（m3/s）；
Sr─被降解的BOD浓度（g/L）；
b`─每1kg活性污泥每天自身氧化所需要的氧气kg数，b`值一般采用0.188~0.11；
Xv─挥发性总悬浮固体浓度（g/L）。
设计中取a`=0.5，b`=0.15。
3.5.2 供气量
采用WM-180型网状膜微孔曝气扩散器，每个扩散器的服务面积为，敷设于池底，淹没深度为，计算温度定位30℃。
查表得20℃和30℃时，水中饱和溶解氧值为：
；
3.5.2.1 空气扩散器出口处的绝对压力
Pb=1.013×105+9800H=1.405×105Pa
式中：Pb─出口处绝对压力（Pa）；
H─扩散器上淹没深度（m）。
设计中取H=4.0m。
空气离开曝气池池面时，氧的百分比
Ot=211-EA79+211-EA×100%=18.96%
式中：Ot─氧的百分比（%）；
EA─空气扩散器的氧转移效率
设计中取EA=12%。
3.5.2.2 曝气池混合液中平均氧饱和度（按最不利的温度条件考虑）
Csb(30)=CsPb2.066×105+Ot42=8.63mg/L
式中：Csb(30)─30℃时，鼓风曝气池内混合液溶解氧饱和度的平均值（mg/L）；
Cs─30℃时，在大气压力下，氧的饱和度为（mg/L）。
换算为20℃条件下，脱氧清水的充氧量
R0=RCs(20)αβ×ρ×Csb(T)-C×1.024T-20=468.78×9.170.820.95×1×8.63-2×1.02410=667.17kg/h
式中：R─混合液需氧量（kg/h）；
Csb(20)─20℃时，鼓风曝气池内混合液溶解氧饱和度的平均值（mg/L）；
α、β─修正系数；
ρ ─压力修正系数；
C─曝气池出口处溶解氧浓度（mg/L）。
设计中取α=0.82，β=0.95，ρ=1.0，C=2.0。
3.5.2.3曝气池供氧量
Gs=R00.3EA=667.170.3×12%=18532.5m3/h
3.5.3 空气管路设置
在相邻的两个廊道的隔墙上设一根干管，共7根，每根干管上设8对曝气竖管，共16条配气竖管，曝气池共设112条配气竖管，每根竖管的供气量为：
18532.5112=165.47m3/h
曝气池的平面面积为7936.51m3，每个空气扩散器的服务面积按0.49m3计，则所需空气扩散器的总数为
7936.510.49=16197（个）
每根竖管上安装的空气扩散器的个数为：
16197112=144.6个，取155个。
每个空气扩散器的配气量为
18532.5112×155=1.07m3/h

3.5.4空压机选择
空气扩散装置安装在距离池底0.2m处，曝气池有效水深为4.2m，空气管路内的水头损失按1.0m计，则空压机所需压力为：
P=4.2-0.2+1.0×9.8=49kPa
空压机供气量：
Gs=18532.5m3h=308.9m3/min

3.6 辐流式二次沉淀池
设计中选择二组辐流沉淀池，N=2，每组设计流量为0.58m3/s。
3.6.1沉淀部分有效面积
F=Q×3600q'=0.58×36001.4=1491.43m2
式中：F─沉淀部分有效面积（m2）；
Q─设计流量（m3/s）；
q'─表面负荷[m3/(m2×h)],一般采用1.5~2.0 m3/(m2×h)。
设计中取沉淀池的表面负荷q=1.4 m3/(m2×h)。
3.6.2 沉淀池直径
D=4Fπ=4×1491.433.14=43.59m
式中：D─沉淀池直径（m）；
设计中取D=43.6m，半径为R=21.8m。
3.6.3沉淀池有效水深
h2=q×t=1.4×2.5=3.5m
式中： h2─沉淀池有效水深（m）；
t─沉淀时间（h）,一般采用