简单工艺设计计算书.docx
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简单工艺设计计算书
污水处理设计计算书
设计水量:
Q=1500m³/d=62.5m³/h
进水指标:
名称
CODCr
BOD5
SS
PH值
单位
㎎/L
㎎/L
㎎/L
无
指标
460
250
150
6-9
出水指标:
名称
CODCr
BOD5
SS
PH值
单位
㎎/L
㎎/L
㎎/L
无
指标
60
30
70
6-9
一、初沉池的设计:
1、池子的总表面积,取表面负荷q=0.7m³/㎡·h
暂取,Qmax=设计水量Q
则初沉池总表面积A=Qmax/q=62.5m³/h/0.7m³/㎡·h=89.286㎡
2、沉淀部分的有效水深h2,取沉淀时间t=2.5h
H2=qt=0.7×2.5h=1.75m
3、沉淀部分的有效容积:
V有效=Qmax·t=62.5m³/h×2.5h=156.25m³
4、初沉池的尺寸:
设初沉池长宽比为4∶1,则A=L×B=4B2,代入得
B=4.7m取整:
池宽B=5m
池长:
L=4B=4×5=20m
校核:
池的长深比L/h2=20m/1.75m=11.4,介于8~12之间,符合要求。
初沉池内水的水平流速V=L/t=20m/2.5h=2.2mm/s<5mm/s,符合要求。
5、初沉池的个数取1个
6、污泥部分的总体积:
Vw=24QT(C0-C)×100/γ(100-P)×103
式中:
Q-设计水量m³/h
T-排泥周期d
C0、C-初沉池进、出水悬浮物ss浓度mg/L
P-污泥含水率%,一般城市污水取95-97%
γ-污泥容重kg/m³,当泥渣主要为有机物且含水率在95%以上时,可取1000kg/m³。
假设,初沉池的ss去除率为75%,即(C0-C)/C0=75%,C0-C=0.75×150mg/L=112.5mg/L
Vw=24QT(C0-C)×100/γ(100-P)×103
=
=16.875m³
7、泥斗尺寸:
取泥斗的上底面边长为5m(与池宽相同),下底面边长为0.5m,则泥斗高为h5=(5-0.5)/2×tan60°=3.9m取整4m
泥斗的容积:
V斗=
h5×(S1+S2+
)
S1=5×5=25㎡,S2=0.5×0.5=0.25㎡
所以,V斗=
×4×(25+0.25+
)
=37m³>VW
8、初沉池的整体尺寸:
h1-沉淀池超高取0.3m
h2-有效水深1.75m
h3-缓冲层水深取0.3m
h4-斜坡高度(20.8-5)×0.02=0.3m
h5-泥斗高度4m
则初沉池的总高度:
H=h1+h2+h3+h4+h5
=0.3+1.75+0.3+0.3+4
=6.65m
初沉池的总长度:
L=L进+L有效+L出
=0.5+20+0.3
=20.8m,取整21m
结构示意如下图:
初沉池示意图
二、好氧曝气池的设计计算:
取曝气池的有效水深h2=4m,
污泥回流比R=0.5,污泥负荷Ls=0.12kg/kg·d,
污泥浓度(MLSS)X=4g/L,取有效系数为0.8,则挥发性悬浮物浓度(MLVSS)X′=4×0.8=3.2g/L
假设,初沉池的BOD5去除率为10%,则曝气池进水BOD5浓度S0
S0=S初进×(1-10%)=250×0.9=225mg/L
(1)则曝气池的有效容积V=QS0/LSX
式中Q-设计进水量m³/d
S0-曝气池进水BOD5浓度kg/m³
LS(或NS)-污泥负荷kgBOD5/kg(MLVSS·d)
X-混合液悬浮性固体浓度kg/m³
所以曝气池的有效容积
V=QS0/LSX
=1500m³/d225mg/L/0.12kg/kg·d×4g/L
=703m³
(2)曝气池的表面积:
A=V/h2=703m³/4m=175.75㎡
取曝气池为3廊道,
则每廊道的表面积为A′=A/3=58.58㎡
取每廊道的长宽比为6:
1,则A′=L×B=6B2,得B=3.1m
取
池宽B=3.5m,每个廊道的长L=10.5m
校核:
B/h2=3.5/4=0.9,近乎在1-2之间
L/B=10.5×3/3.5=9近乎≧10
平面布置方式如下图:
取曝气池的超高为h1=0.5m,曝气池的总高度H=0.5+4=4.5m
三、需氧量与供气量的计算:
查手册得系数a′=0.55,b′=0.13,取曝气池BOD5的去除率为95%
(1)则日平均需氧量:
O2=a′QSr+b′VX′
式中Q-设计水量m³/d
Sr-BOD5的去除量kg/m³
V-曝气池的容积m³
X′-MLVSSkg/m³
则日平均需氧量:
O2=a′QSr+b′VX′
=0.55×1500×0.225×0.95+0.13×703×3.2
=468.8kg/d=19.5kg/h
(2)最大时需氧量:
取时变化系数K=1.4
O2max=a′QSrK+b′VX′
=0.55×1500×0.225×0.95×1.4+0.13×703×3.2
=539.3kg/d=22.5kg/h
最大时需氧量与平均时需氧量的比值:
22.5/19.5=1.15
每日去除BOD5的量:
1500m³/d×0.225kg/m³×0.95=320.6kg(BOD5)/d
去除每kgBOD5的需氧量ΔO2=O2平均/每日去除BOD5的量
=468.8kg/d/320.6kg(BOD5)/d
=1.46kg(O2)/kg(BOD5)
(3)其他用气量:
在本设计中,除曝气池用空气外,还有沉淀池(污泥提升部分)以及非工艺设备的用气,均应加以考虑。
(4)供气量:
曝气器设备安装在距曝气池底部0.2m处,故实际浸没深度为3.8m,计算温度应按最不利条件考虑(本次设计定为25°C),查手册可知:
水中溶解氧的饱和度分别为:
Cs(20)=9.17mg/L,Cs(25)=8.38mg/L
微孔曝气器出口处的绝对压力Pb为:
Pb=P+9.8×103H
=1.013×105+9.8×103×3.8
=1.385×105Pa
取微孔曝气器的氧利用率为E=12%,则空气离开曝气池液面时氧的百分比:
Ot=
×100%=
=19%
曝气池的平均溶解氧饱和度(按最不利温度条件考虑)为:
Csm(25)=Cs(
+
)
=8.38×(1.385×105/2.066×105+19/42)
=8.38×1.12=9.39mg/L
温度为20°C时,曝气池的溶解氧饱和度为:
Csm(20)=9.17×1.12=10.27mg/L
温度为20°C时,脱氧清水的充氧量为:
R0=
式中
Rt-日平均需氧量kg/h
C1-2mg/L(曝气池中溶解氧在平均流量时保持2mg/L)
取系数α=0.8,β=0.9,ρ=1.0,代入式中得:
R0=34.46kg/h
最大时的需氧量为:
R0max=39.77kg/h
则
曝气池的平均时供气量:
单位(m³/h)
Gs=
=34.46/0.3×0.12=957.2m³/h
最大时供气量:
Gsmax=
=39.77/0.3×0.12=1104.7m³/h
去除每kgBOD5的供气量:
957.2/320.6=2.99m³(空气)/kg(BOD5)
曝气池内每立方米废水所需的供气量为:
957.2×24/1500=15.3m³(空气)/m³(废水)
四、二沉池的设计计算:
(1)取流量系数K=1.4
废水的最大流量Qmax=1.4×1500m³/d=2100m³/d=87.5m³/h
水力表面负荷:
q=0.65m³/㎡·h
则表面积A=Qmax/q=87.5m³/h/0.65m³/㎡·h
=134.6㎡
取水力停留时间t=2h。
一般在1.5-2.5之间。
则有效水深h=Qmax·t/A=87.5m³/h×2h/134.6㎡=1.3m
取二沉池的长宽比为6:
1,
则6B2=134.6㎡B=4.7m,取整为5m
二沉池的长为:
L=6B=6×5=30m
(2)污泥斗的容积:
取回流比为50%,最大回流比为100%
则回流污泥的浓度:
Vr=X(1+R)/R=4×(1+0.5)/0.5=12kg/m³
(3)污泥回流系统的计算:
按最大回流比计算回流量:
Qr=QR=62.5m³/h×1=62.5m³/h
(4)污泥排放系统的计算:
取a=0.6b=0.07
a-降解每kgBOD所产生的MLVSS值,即产率系数。
b-每kgMLVSS每日自身氧化的kg数,即自身氧化速率
活性污泥微生物在在曝气池内每日的增长量:
ΔX=aQSr-bVXv式中Sr-有机质的降解量,kg/d
ΔX-每日污泥的增长量(VSS),亦即每日的污泥排放量,kg/d,Xv-MLVSS的量。
所以ΔX=0.6×320.6kg(BOD5)/d-0.07×703m³×3.2
=34.9kg/d
五、污泥浓缩池的设计计算:
(1)取污泥的固体通量M=56.7kg/㎡·d,可根据需要倒推!
污泥的含水率为:
p=99%,污泥的容重:
1000kg/m³
污泥的总量=初沉池的污泥量+剩余污泥的量,即:
Q=Q1+Q2
Q=16.875m³/d+5.82m³/d=22.695m³/d
F=(22.695m³/d×1%×1000)/56.7kg/㎡·d
=4.0㎡
取浓缩池的有效水深为3m,则浓缩池的有效容积为:
V=F×3m=12m³
则水力停留时间为:
T=V/Q=12m³/22.695m³/d=0.53d
0.53d×24=13h介于10-16h之间,
(2)浓缩池的边长为:
a=2m,
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