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1、 题目：城市污水处理厂UCT工艺设计 二零一零年五月 目 录 摘要 ............................................................................................................................................5 Abstract ……………………………………………………………………………………….6 1 序言 ……………………
2、…………………………………………………………………….7 2 工程概况 …………………………………………………………………………………….9 3粗格栅设计 ............................................................................................................................10 3.1 格栅工艺原理 10 3.2 设计说明 10 3.3 常规设计标准 10 3.4 设计参数 12 3.5 格栅设计计算 11 4 污水提升泵站设计 …………………………
3、……………………………………………...13 4.1 设计说明 13 4.2 设计选型 13 5 旋流沉砂池设计 ………………………………………………………………………...13 5.1 旋流沉砂池设计参数选择 13 5.2 旋流沉砂池设计要求 13 5.3 旋流沉砂池工艺尺寸确定 14 6 辐流式初沉池设计 ……………………………………………………………………...15 6.1 初沉淀池作用 15 6.2 首次沉淀池通常设计标准 15 6.2.1 初沉池设计参数要求 16 6.2.2首次沉淀池工艺尺寸确定 16 6.2.3首次沉淀池工艺设计参数确定 16 7 UCT
4、生化池设计及运行 …………………………………………………………………17 7.1 生化池设计计算 ……………………………………………………………………...17 7.1.1 设计数据确定 17 7.1.2生化池设计参数 17 7.1.3 需氧量计算 18 7.2 生化池设计计算 19 7.2.1 设计参数 19 7.2.2设计计算 19 7.2.3 鼓风机选择 23 7.2.4 空气管道设计 24 7.3 UCT工艺结构和工作原理 25 7.3.1 常规UCT工艺 25 7.3.2 改良UCT工艺 26 7.3.3 A2/O工艺 26 7.3.4 倒置A2/O工艺
5、 27 8 二沉池设计计算 ………………………………………………………………………...28 8.1 二沉池设计 28 8.1.1 二沉池工艺原理及功效 28 8.1.2 二沉池设计资料 28 8.1.3 二沉池设计参数 29 8.1.4二沉池设计计算 29 8.2 二沉池进水配水槽设计计算 30 8.3二沉池出水渠设计计算 31 8.4二沉池排泥部分设计 32 8.5 机械设备选择 35 9 污泥处理系统设计 ………………………………………………………………………...36 9.1 污泥浓缩设计要求 36 9.2 污泥浓缩池设计计算 37 9.2.1 已知条件
6、37 9.2.2 设计计算 37 9.2.3 选择除泥设备 39 9.2.4 污泥浓缩脱水机房 39 9.2.5 污泥储罐 40 9.2.6 污泥消化系统 40 10 结论 ……………………………………………………………………………………….41 参考文件 ……………………………………………………………………………………...42 致谢 …………………………………………………………………………………………...43 摘要 (UCT)工艺是一项新污水处理工艺，在脱氮、除磷及除磷脱氮方面有独特效果。
7、所以，研究(UCT)工艺设计技术能够为改善城市废水脱氮除磷效果提供关键理论基础。多功效UCT工艺，可依据水质、水量改变和季节不一样将系统灵活调整为常规UCT、改良UCT、A2/0和倒置A2/O等四种不一样处理工艺，从而确保了在不一样环境条件下均能达成最好运行工况。运行结果表明，该工艺既含有较高COD、BOD、SS去除率，又处理了其它工艺在脱氮除磷时存在问题，各项出水指标均达成了设计要求。 关键词：城市污水处理 UCT工艺设计 脱氮 除磷 Abstract (UCT) process is a new
8、 sewage treatment process, in the nitrogen, phosphorus and nitrogen and phosphorus removal has a unique effect. Therefore, the study (UCT) process design techniques can improve the effects of urban wastewater nitrogen and phosphorus provide an important theoretical basis. Multi-UCT process, accordin
9、g to water quality, quantity and seasonal changes in the system flexibility to adjust the different conventional （UCT）, improved （UCT）, A2 / O and the inverted A2 / O such as four different treatment processes, to ensure the environment in different can achieve under the best operating conditions. T
10、he result shows that the process has both a high COD, BOD, SS removal efficiency, but also resolved when the other process in nitrogen and phosphorus removal problem, the water index reached the design requirements. Keywords: Municipal Wastewater Treatment , UCT Process design, Denitrification,
11、Phosphorus 1 序言 依据水利部水资源评价结果表明:全国多年平均年河川径流量为27115亿m3，多年平均年地下水资源量为8288亿m3，扣除二者之间反复计算量7279亿m3后，所得多年平均年水资源总量为28124亿m3。该总量居世界第6位，仅次于巴西、俄罗斯、加拿大、美国和印度尼西亚等5国[1]。从总量上来说，中国水资源不可谓不丰富。但因为中国幅员阔，人口众多，耕地总面积也不少，以占全球陆地6.4%国土面积和全世界7.2%耕地养育着占世界22%人口，故而水资源人均、亩均占有量少。据统计，中国人均占有水量约为2260m3，还不
12、到世界平均值1/4，居世界第121位;耕地每公顷平均占有水量为28320m3，仅为世界平均数80%，远低于印度尼西亚、巴西、加拿大、日本等国。假如按国际标准，人均拥有水量达m3为严重缺水边缘，人均拥有水量达1O00m3为起码要求，那么，中国己靠近严重缺水边缘，而且中国城市水资源更为缺乏。中国城市污水处理现实状况不容乐观，中国117座污水厂,大多数以二级生物处理为主,仅有24座一级污水处理厂。二级生物处理厂去除对象关键是BOD5和SS仅有极少数厂(如广州犬坦沙污水厂)有脱氮除磷功效。中国水体富营养化日趋严重,其原因一是城市污水处理率低;二是传统活性污泥法仅能去除城市污水中20%～40%氮和5%～
13、20%磷。所以,大量兴建城市二级生物处理厂,不仅投资大,运行费用高,而且脱氮除磷效率也并不高[2]。 伴随中国城市化和工业化发展,城市污水排放量必将大大增加。近20年来,中国城市污水年排放量以每十二个月6%速度增加,估计到将超出500亿吨。据统计现阶段中国城市污水处理率30%,二级处理率15%,工业用水反复利用率为30%～40%,实际可能更低,而发达国家为75%～80%,甚至已达100%。经估计,假如要在以前基础遏制城市水污染蔓延趋势,保护城市供水水源,并在2030年以前使水环境有显著改善,全国城市和建制镇污水平均处理率应不低于50%,关键城市污水处理率不低于70%;2030年城市污水有效处
14、理率必需达成80%以上。不然中国水污染不仅不能得到控制,甚至还要继续扩展[3]。要达成以上目标,我们还要大力兴建城市污水处理厂,提升污水处理率。总而言之,中国城市污水处理厂建设和污水回用工程实施还大有潜力,应给充足重视,把它作为处理城市水危机关键方法来实施。长久以来,中国城市污水在处理过程中忽略对氮、磷等营养物质处理,大量未经过处理或处理不充足含氮、磷废水外排,严重影响了地表水质,造成水体富营养化,所以城市对废水脱氮除磷要求越现紧迫。一直以来生物法是大家普遍采取脱氮除磷技术,多年实际利用过程中,传统生物法技术也得到很好完善,出现了一系列在脱氮、除磷及除磷脱氮方面有独特效果处理技术和工艺[4]。
15、为此研究发展城市污水处理中脱氮除磷工艺对降低水资源浪费，提升污水处理效果和水反复利用率相关键价值意义 为了达成预期目标，我们必需设计合理污水处理系统，选择优异工艺步骤。本设计采取是UCT工艺，内容关键是对UCT工艺中单元处理设施设计计算和运行进行具体介绍。内容包含：粗格栅、细格栅、平流沉砂池及巴式计量槽、初沉池、UCT生化反应池，二沉池、污泥处理系统、消毒设施等。 2 工程概况 某城市拟建设项目污水处理厂，进水COD=480mg/l， BOD5=220mg/l，SS=350mg/l，NH4+-N=55mg/L,TP=
16、7.0mg/l要求出水COD=80mg/l， BOD5=20mg/l，SS=30mg/l，NH4+-N=20mg/L,TP=3.0 mg/L日处理污水量20×104 m3/h。该污水处理厂进水中有60%生活污水和40%工业废水，污水中除有机物含量较高外，NH4+-N和TP含量也较高。综合国家现行产业技术政策对污水处理工艺限制、环境要求达成污染物去除率、运转经济性、污泥处理等原因后，决定采取UCT工艺，工艺步骤见图1。UCT工艺能够处理硝态氮对除磷不利影响，尤其对于碳氮比和碳磷比不高污水，更能显示其优越性[5] 进水 旋流沉沙池砂池 提升泵房 细格栅 粗格栅 初沉
17、池 二沉池 加氯消毒间房 UCT生化池池 河流 污泥泵房 鼓风机房 泥饼外排 污水脱泥机房 图1 工艺步骤 进水首先经粗格栅去除大颗粒悬浮固体，然后由进水泵房提升流经细格栅、旋流沉砂池深入去除悬浮固体和细小砂粒，以后进入UCT反应池，经二沉池沉淀后排入河流。 3 粗格栅设计 3.1 格栅工艺原理 格栅，是由一组平行金属栅条制成框架，斜置在污水流经渠道上，或泵站集水池进口处，用以截留大块呈悬浮或漂浮状态污物。在水处理步骤中，格栅是一个对后继处理构筑物或水泵机组含有保护作用处理设备。 3.2 设计说明 在进水前池设置了钢丝绳式粗格栅6台，安
18、装角度为75°，栅条长度为5m，栅条间距d为25mm，装深度为17m。格栅截污关键对水泵起保护作用，拟采取中格栅，而提升水泵房选择螺旋泵，为敞开式提升泵。 3.3 常规设计标准 1、设置在水泵前格栅，其间隙应依据水泵要求而定。 2、污水处理前格栅栅条间隙，应符合下列要求：人工清除格栅以25～40mm为宜械清除格栅以10～25mm为宜；最大间隙40mm。 3、依据污水水质实际情况设置粗细两道格栅。 4、泵前格栅间隙小于25mm时，水泵后可不再设置格栅。 5、栅渣量和当地特点、格栅大小、污水流量和性质和下水道系统类型原因相关。 (1)格栅间隙在15～25mm时，栅渣量取0.1 0～0
19、05 m3/103m3污水 (2)格栅间隙在30～50mm时，栅渣量取0.01～0.05 m3/l03m3污水 6、若采取机械格栅时，格栅数量不宜少于两台，若为一台时，应设置人工清除格备用。 7、过栅流速通常采取0.6～1.0 m/s。 8、格栅前渠道内水流速度通常采取0.4～0.9 m/s。 9、格栅倾角宜采取45度～70度，若采取机械格栅，倾角可达80°。 10、经过格栅水头损失通常采取0.08～0.15m。 11、格栅间必需设置工作台，台面高出设计水位0.5m，工作台上应安装安全和冲洗口，工作台过道宽度不应小于0.7m，正面过道宽度根据清栅方法确定，人工清栅时大于1.5m
20、 12、机械格栅动力装置(除水利传动外)通常宜设置在室内，或采取其它保护方法。 13、机械清理齿耙移动速度为5～1.7m/s。 14、格栅栅条断面形状按表3-1选择。以上内容为设计参考资料[6] 栅条断面形状 通常采取尺寸（mm） 公式 说明 正方形 边长20 ε取0.64 圆形 直径20 β=1.79 锐边矩形 宽10、厚50 β=2.24 迎水面为半圆形矩形 宽10、厚50 β=1.83 迎水面、背水面均为半园形矩形 宽10、厚50 β=1.67 表3-1栅条断面形状及通常尺寸和局部阻力系数 3.4 设计参数
21、栅前步骤：v=0.40～9 m/s 取0.6 m/s， 栅后流速：v=0.6～1.0 m/s 取0.8 m/s， 采取中格栅，栅条间距：16～25 mm 取20 mm 栅渣截留量：0.01～0.1 m3/10 m3污水 取0.05m3/10m3污水 倾角通常为：600～700， 取α=600 栅前水深：h=0.4m 栅条宽度：S
22、0.01 m 进水渠宽：B1=0.75 m 进水渠渐宽部位展开角度：α=200 设计流量：平均日流量Qd =2×105m3/d=2.31 m3/s 取总改变系数Kz=1.55， 则最大日流量Qmax=2×105m3/d×1.55=12916.7 m3/h=3.5805m3/s 3.5 格栅设计计算 1、栅条间隙数n ， 取n=34条 2、栅槽有效宽度B B=s(n-1)+bn=0.01×(34-1)+ 0.020×34=1.01m 栅前流速 ，符合要v=0.4～0.9m/s 3、进水渠道渐宽部位长度L1 4、栅槽和出水渠道连接处渐窄部位长度 ,
23、 通常取L2=0.5L1=0.1785m, 5、格栅水头损失： 6、格栅前渠道超高， 通常取h2=0.3 栅后槽总高度 h总=h+h1+h2=0.8+0.056+0.3=1.156m 格栅前渠道深度 H1=h+h2=0.8+0.3=1.1m 7、栅槽总长度计算 8、每日栅渣量（每单位体积污水拦截污物为W1=0.05m3/103m3 ) 图2 即为格栅设计图纸 拦截物量大于0.2 m3/d，须机械除污。需用机械格栅。依据计算得出数据进行设计:在进水前池设置了钢丝绳式粗格栅6台，安装
24、角度为60°，栅条长度为635mm，栅条间距d为20mm，安装深度为17m。格栅截污关键对水泵起保护作用，拟采取中格栅，而提升水泵房选择螺旋泵，为敞开式提升泵。 4 污水提升泵站设计 4.1 设计说明 对于新建污水处理厂，污水只考虑一次提升。污水经提升后入旋流沉沙池。设计流量Qmax=1.0×104 m3/h. 4.2 设计选型 采取螺旋泵，设计流量Qmax=1.0×104 m3/h，采取5台螺旋泵，单台提升流量为 m3/h。依据上面计算，采取LXB—1500型螺旋泵6台，5用1备。该泵提升流量为2100～2300 m3/h，转速42r/min，头数3，功率55kw,
25、占地面积（2.00×16.0）m2。 5 旋流沉砂池设计 5.1 旋流沉砂池设计参数选择 关键设计参数选择是依据《给水排水设计手册》和《室外排水设计规范》中要求。理想设计进水流速宜选择平均流量时流速，介于0.6~0.9m/s。早期最小流速不宜<0.15m/s,最大流速不宜>0.6m/s,是小流量下沉积于渠道中砂重新带入沉砂池。沉砂池最高时流量停留时间不应小于30s。设计水力表面负荷宜为150~200m3 /（m2.h),用沉砂池表面负荷来校核选择池体体积是否满足设计要求。有效水深宜为1.0~2.0m，池径和池身比宜为2.0~2.5。污水沉沙量可安0.03L/m3污水计算；合流制污水沉沙量
26、应依据实际情况确定。砂斗容积不应大于2d沉沙量，采取重力排砂时，砂斗斗壁和水平面倾角不应小于550为宜[7]。 5.2 旋流沉砂池设计要求 最大设计流量：Qmax=3.5805m3/s 设计水力停留时间：t=30s,水平v=0.1m/s。 水力表面负荷取值范围为150～200m3/(m2·h),本工程取q=200m3/(m2·h)。 最大流量水力停留时间t=50s。 参考平流式沉砂池设计要求,设计流速取v=0.15～0.20 m/s。 5.3 旋流沉砂池工艺尺寸确定 1、沉砂池直径 取D=9m 2、有效水深 取H=1.7m。 3、池总高度: 沉砂池直径为9m，深为3
27、2m，共有3座，单池设计高峰处理量为4063m3／h。每座沉砂池设进、出水闸门各一个，池内装有功率为1.5kW轴流搅拌器3套，并配套功率为7.5kW、流量为180m3／h、出口压力为170kPa罗茨鼓风机3台。沉砂池出水经3条喉宽为1m、单条设计流量为3125m3／h巴氏计量槽后进入初沉池 图3 旋流式沉砂池设计图纸 6 辐流式初沉池设计 6.1 初沉淀池作用 沉淀池关键去除悬浮于污水中可沉淀固体物质。按在污水处理步骤位置，关键分为首次沉淀池和二次沉淀池。首次沉淀池作用是对污水中无机物为主体比重大固体悬浮物进行沉淀分离。二次沉淀池作用是对
28、污水中微生物为主体、比重小，因水流作用已发生上浮生物固体悬浮物进行沉淀分离。另外，还有在二级处理后设置化学沉淀池，即在沉淀池中投加混凝剂，用以提升难以生物降解有机物、能被氧化物质和产色物质等去除效率。本工艺采取辐流式沉淀池：池体平面多为圆形，也有方形。直径较大而深度较小，直径为20～100m,池中心水深小于4m，周围水深大于1.5m。废水自池中心进水管入池，沿半径方向向池周缓慢流动。悬浮物在流动中沉降，并沿池底坡度进入污泥斗，澄清水从池周溢流入出水渠。其优点是：采取机械排泥，运行很好；管理较简单；排泥设备已趋定型。缺点：机械排泥设备复杂，对施工质量要求高。适应条件：适适用于大、中型污水处理厂、
29、地下水位较高地域。 6.2 首次沉淀池通常设计标准 1、设计流量应按分期建设考虑： (1)当污水为自流时，应按每期最大设计流量计算。 (2)当污水为提升进入时，应按每期工作水泵最大组合流量计算。 (3)在合流制处理系统中，应按降雨时设计流量计算。沉淀时间不宜少于30 min。 2、沉淀池只数 沉淀池只数不应小于2个。 3、沉淀池几何尺寸 沉淀池超高不少于0.3m；缓冲层高采取0.3～0.5m；贮泥斗斜壁倾角，方斗不宜小于600，园斗不宜小于550；排泥管直径不应小于200mm。 4、沉淀池出水部分 通常采取堰流，在堰口保持水平。出水堰负荷为：对初沉池，应小于2.9 L/(
30、s.m) 5、贮泥斗容积 通常按小于2日污泥量计算。 6、排泥部分 沉淀池采取静水压力排泥时，初沉池应大于14.71kPa(1.5mH2O)。 7、池径< 20m，通常采取中心传动刮泥板。池径> 20m，通常采取周围传动刮泥机。 8、非机械刮泥时，缓冲层高0.5m。机械刮泥时，缓冲层高上缘宜高出刮泥板0.3m。 9、进水口周围整流板开孔面积为过水断面积6%-20%[8] 6.2.1 初沉池设计参数要求 设3座辐流式中进周出沉淀池，单池直径为42m，池边有效水深为4.3m，池底坡度为12：1，池容为5400m3，设计表面负荷为1．96m3／(m2·h)停留时间为1.24h。初
31、沉池能够去除约50%悬浮物、25%BOD5。每座初沉池均设有直径为40m刮泥机1台，刮泥机每小时运行一周。 6.2.2首次沉淀池工艺尺寸确定 1、表面负荷q立方米/（平方.米小时），初沉池取1.0-2.0，二沉池0.7～1.0 本工艺取表面负荷为：q=1.96m3／(m2·h) 2、沉淀池表面积F平方米： 3、沉淀池直径Dm(内径)取整数Dm=42m 4、沉淀池外行尺寸取整值D1m=42.5m 5、池壁d=0.5m 6、沉淀池高度4.5m 7、沉淀池超高0.5m 8、池直径和有效水深之比6～12； 本工艺设计为：9.8 9、坡向泥斗底坡≥0.05； 10、停留时间宜为
32、1～1.5h； 本工艺设计为：1.24h 11、刮泥机转速为1～3r/h，刮泥机外缘线速度≤3m/min； 6.2.3 首次沉淀池工艺设计参数确定 相关参数：污泥容重：γ=1000 kg/m3 流量：Q=00m3/d 污泥储存时间：T=2d 含水率：p=95% 悬浮物浓度：C1=500mg/L 悬浮物去除率：η=70% 图4 一般辐流式初沉池结构图 7 UCT生化池设计及运行 7.1 生化池设计计算 7.1.1 设计数据确定 生化反应池4座。单座池长为16
33、0m，宽为62370m，水深为6m，有效池容为57370m3，由厌氧段、缺氧段和好氧段组成，好氧段预留一机动区，其中厌氧段池容为9120m3，缺氧段池容为9900m3，好氧段池容为38350m3。全池总停留时间为15h，泥龄为12d，气水比为7.6：l，污泥负荷为0.104kgBOD5／(kgMLSS·d)。每座反应池安装刚玉曝气器约12500个，设叶轮直径为650mm、功率为5kW搅拌器8台，叶轮直径为2200mm、功率为4kW推进器16台，安装内回流泵6台。反应池几何池型采取完全混合式和推流式相结合流态部署，其中厌氧段和缺氧段采取完全混合循环流方法，机动区和好氧段采取推流式。该生化池可依据
34、需要经过改变进水及内外回流位置，将工艺调整为常规UCT、改良UCT、A2/O、倒置A2/O等四种运行工艺。 7.1.2生化池设计参数 当无试验资料时，设计可采取经验值 项目 设计参数 BOD污泥负荷N2[kgBOD/(kgMLSS.d)] 0.15～0.2(0.15～0.7) TN负荷[kgTP/(kgMLSS.d)] ＜0.05 TP负荷[kgTN/(kgMLSS.d)] 0.003～0.006 污泥浓度(mg/L) ～4000(3000～500) 水力停留时间（h） 6～8;厌氧:缺氧:好氧=1:1:（3～4） 污泥回流比（%） 25～100% 混
35、合液混流比（%） ≥200(100～300) 泥龄 10～20（20～30d） 溶解氧浓度（mg/L） 好氧段DO=2mg/L缺氧段DO ≤0.5mg/L厌氧段DO＜0.2mg/L 表7—1 7.1.3 需氧量计算 脱氮工艺好氧段需氧量，应包含有机物降解需氧量和硝化需氧量两部分，并考 虑扣除排放剩下污泥所降低BOD5和氨氮氧当量(此部分BOD5和氨氮并未消耗)以 及反硝化过程产氧量，按下式计算： 式中：O2为需氧量(kg/d)； Lr为BOD去除量(kg/d) Lr=KQ(Lo-Le) 式中：Q为污水平均日流量(m3/d)； K为污水日改变系数； Lo，Le
36、分别为污水流入、流出BOD浓度((kg/m3) Nr，为氨氮被硝化去处量((kg/d)，即 Nr=QK(NKo-NKe-NKe)-0.12 Xw 式中：KNo，KNe，分别为进、出水K氏氮浓度(kg/m3)； Xw为天天生成剩下活性污泥量(kg/d)； 0.12为生物体中氮含量百分比； ND为硝态氮脱氮量(kg/d) ND=QK(NKo-NKe-NOe)-0.12 Xw 式中：NOe为出水中硝态氨浓度(kg/m3)，其它符号同上，a',b',c分别为BOD5、NH4+-N和活性污泥氧当量，其数值分别为1、4.6、1.42，具体计算公式为： 式中：第一项为有机物降解需氧量；第二
37、项为氨氮硝化需氧量；第三项为反硝化脱氮所放出氧量。b'×0.56=4.6×0.56≈2.6，即每千克硝态氮被反硝化脱氮释放出2.6kg氧量；第四项为排放剩下污泥氧当量总和。 7.2 生化池设计计算 7.2.1 设计参数 水力停留时间：t=15h BOD污泥负荷：Ns=0.18kgBOD5/(kgMLSS d) 回流污泥浓度： 污泥回流比：33% 曝气池混合浓度： 7.2.2设计计算 1、曝气池容积 （1）有效容积 （2）有效深度 H1=4.5m 取超高0.5m,则总高度H=5.0+0.5=5.5(m) （3）有效面积 （4）取4个池子，设5廊
38、道曝气池，廊宽为8m。 取65m 介于50～70m，合理 符合要求：L≥(5～10)B （5）各段停留时间 缺氧池：厌氧池：好氧池=1:1:4 缺氧池：t1=2.5h 厌氧池：t2=2.5h 好氧池：t2=10.0h 2、剩下污泥量 （1）降解生成污泥量 （2）内源呼吸分解泥量 （3）不可生物降解和惰性悬浮物量NVSS 该部分占总TSS40％ （4）剩下污泥量 每日生成活性污泥量 （5）湿污泥量(剩下污泥含水率p=99.2％) （6）污泥龄 （7）内回流比 3、需氧量计算
39、 （1）最大需氧量 （2）平均需氧量 （3）去除每千克BOD5需氧量 （4）最大需氧量和平均需氧量之比 4、计算曝气池内平均溶解氧饱和度 采取网状膜型中微孔空气扩散器，敷设于池底，距池底0.2m，淹没深4.0m，计算温度为300C在运行正常曝气池中，当混合液在l 5～300C范围内，混合液溶解氧浓度C能够保持在1.5～2.0mg/L左右，最不利情况将出现温度为30～350 C盛夏，故计算水温采取300C Csb为鼓风曝气池内混合液溶解氧饱和度平均值(mg/L)； Cs为在大气压力条件下，氧饱和度((mg/L)； Pb为空气扩散装置出口处绝对压力(Pa
40、)； Ot为气泡离开池面式样百分比(％)。 （1）空气扩散装置出口处绝对压力 Pb=P+9.8×103×4.5=1.013×105+9.8×103×4.5=1.45×105Pa （2）气泡离开池面氧百分比、 EA为空气扩散装置氧转移效率 通常为6％～1 2％取10％ （3）查表确定20o和30o氧饱和度 5、计算鼓风曝气池时脱氧清水需氧量 6、求供气量 每立方米污水需氧量 校核每千克BOD5气需氧量 7.2.3 鼓风机选择 （1）鼓风机配套电动机理论输出功率 式中，Gs——供气量，Gs=1428.05 m3/min； P1——空
41、气进口处绝对压力，mmH2O； P2——空气出口处绝对压力，mmH2O； 该设计P2=P1+4800+1500=10130+4800+1500=16430(mmH2O)其中，1500mmH2O为空气管道压力损失(500mmH2O)和扩散装置压力损失(1000mmH2O) 1000之和。 η——电动机传动效率，通常为0.7； K——空气压缩指数，k=140； （2）鼓风机选择 取风管阻力为500mmH20，微孔曝气头装置压力损失为350mmH20，则总压力损失为：850mmH20。设微孔曝气器设在距池底0.2m处，则H'：4.5-0.2=4.
42、3(m)，鼓风机所需风压：H0=4.3+0.85=5.15(mH20)，再加上超高0.5mH20剩下压力， H0=4.3+0.85=5.15(mH20)，再加上超高0.5mH20剩下压力，则总压力为 H总=5.15+0.5=5.65(mH20)。 依据以上计算，选择8台LG60/7000型罗茨鼓风机，其电动功率230KW，其中一台备用。 7.2.4 空气管道设计 总需氧量为 取24m3/s （1）干管 取干管空气流速为V1=14 m/s 干管截面积 则干管直径 即1092mm 取1100mm （2）支管 取支管空气流速为V2=8 m/
43、s 每隔3.0m安一根，每根长8.0m 则支管个数为 支管截面积为 支管直径 取240mm 每根支管并行2根穿孔管，穿孔管长0.5m 取每个孔眼直径为D3=20mm 则每个孔眼面积为 取气体出眼流速为 V3=12m3/s 则每个孔眼出气量为 孔眼数为 每孔眼间距为45 mm 7.3 UCT工艺结构和工作原理 本工程进水中约有40％工业废水，水质、水量改变较大，为此在工程设计中采取了能够调整多功效UCT工艺，生化池平面结构图5所表示。其中4为好氧段，由5条串联廊道组成，2为缺氧段，1和3
44、在不一样工艺可调整为厌氧段或缺氧段，1、2和3均设有进水调整堰门，1和2还设有好氧段混合液回流闸门和二沉池回流污泥闸门，1设有缺氧段混合液回流闸门。在实际运行中，依据水质、水量和季节改变，经过调整1、2和3堰门和闸门可将系统灵活转变为常规UCT工艺、改良UCT工艺、A2/O工艺和倒置A2/O工艺。 图5 UCT生化池平面结构 7.3.1 常规UCT工艺 打开图5中1进水调整堰门和缺氧段混合液回流插板闸，和2回流污泥插板闸、2好氧段混合液回流闸门，关闭其它可调堰门及闸门即可转变成常规UCT工艺，工艺步骤图3所表示，此时1为厌氧段，2和3为缺氧段。
45、 缺氧混合液回流 二沉池 出水 好氧池 缺氧池 厌氧池 一级 出水 好氧混回液回流 回流污泥 剩下污泥 图6 常规UCT工艺步骤 在常规UCT工艺中，二沉池回流污泥和好氧段混合液分别回流到缺氧段，其中携带NO；经过反硝化得以去除，另增设了缺氧段至厌氧段混合液回流，实现生物释磷。这么就有效地避免了反硝化和释磷争夺有机质而相互影响，实现了高效脱氮除磷。但该工艺因为增加了两段混合液内回流会造成运行费用增加。对于污水中有机物、氮、磷浓度全部较高，又处于满负荷运转冬、春季节，该工艺是一个最理想处理工艺。 7.3.2 改良UCT工艺
46、 打开图5中1进水调整堰门和缺氧段混合液回流插板闸及2回流污泥插板闸，关闭其它调整堰门及闸门即转变成改良UCT工艺，工艺步骤图4所表示，此时1仍为厌氧段，2和3为缺氧段。 缺氧污泥回流 二沉池 出水 好氧池 缺氧池 厌氧池 一级 出水 回流污泥 剩下污泥 图7 改良UCT工艺步骤 和常规UCT工艺相比，改良UCT工艺降低了好氧段向缺氧段混合液回流，这关键适适用于污水中有机物、SS磷含量全部较高，而氮含量不是很高，污泥含有很好吸附凝聚性能春季。该工艺一样克服了反硝化和释磷争夺有机质问题，而且降低了一段混合液内回流，运行费用也会降低。 7.3.3
47、 A2/O工艺 打开图5中1进水调整堰门、1回流污泥插板闸和2进水调整堰门、2好氧段混合液回流插板闸，关闭其它调整堰门及闸门即可转换成A／O工艺，工艺步骤图5所表示，此时1仍为厌氧段，2和3为缺氧段。 缺氧混合液回流 二沉池 出水 好氧池 缺氧池 厌氧池 一级 出水 剩下污泥 回流污泥 图8 A2/O工艺步骤 A2/O工艺分点进水方法，确保了缺氧池中反硝化和厌氧池生物除磷对碳源需求，其混合液内回流形式提升了系统生物脱氮效率。但二沉池回流污泥直接回流到厌氧段，会造成回流污泥中NO；在厌氧段反硝化时和释磷菌争夺碳源，造成不能充足释磷，使
48、出水中磷含量偏高。所以，该工艺现在在强化脱氮除磷污水处理厂应用逐步降低。但该工艺只有一段混合液内回流，运行费用相对较低，可用于进水中有机物、氮含量较高，而SS、磷含量不是很高，且污泥吸附凝聚性能不是很好秋、冬季节。 7.3.4 倒置A2/O工艺 打开图5中1进水调整堰门、1回流污泥插板闸、l好氧段混合液回流插板闸及2好氧段混合液回流插板闸、3进水调整堰门，关闭其它调整堰门及闸门，即可转换成倒置A／0工艺，工艺步骤图6所表示，此时1和2为缺氧段，3为厌氧段。 可调进水 出水 二沉池 一级 出水 好氧池 厌氧池 缺氧池 好氧混合液回流 剩下污泥 回
49、流污泥 图9 倒置A2/O工艺步骤 倒置A2/O工艺是将A2/O工艺厌氧段、缺氧段倒置，缺氧段设在厌氧段之前。回流污泥、好氧段混合液回流和大部分污水优异人缺氧池，回流污泥和好氧段混合液中；在此进行反硝化去除，使脱氮能力得到显著加强，也避免了回流污泥中携带NO3-段不利影响，确保后续厌氧池处于绝对厌氧状态。聚磷微生物经历厌氧环境以后直接进入生化效率较高好氧段，其在厌氧环境下形成吸磷动力得到了更有效利用，从而提升了对磷去除效率。该工艺对于氮磷含量全部较高、水温相对较低污水全部有很好去除效率。 8 二沉池设计计算 8.1 二沉池设计 8.1.1 二沉池工艺原理及功效 二沉池是设
50、置于曝气池以后沉淀池，是以沉淀、去除生物处理过程中产生污泥取得澄清处理水为其关键目标。 二沉池有我于其它沉淀池，其作用一是泥水分离(沉淀)、二是污泥浓缩，并因水量水质时常改变还要临时贮存活性污泥。 通常二沉池有辐流式、平流式、竖流式三种形式，池型有圆形、方形。影响二沉池运行设计多个关键原因： 1、在沉淀过程影响原因有： （1）污水：流量、水温； （2）沉淀池：表面积和出流量、池高度、溢流堰长度、地点和负荷、进水形式、池型、污泥搜集系统、水利条件、水波和自然风影响； （3）污泥：负荷、区域沉淀速度、污泥体积指数、硝化程度； （4）生物处理情况：活性污泥模式、BOD负荷。 2、
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