生活污水处理A2O工艺计算说明书.docx
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生活污水处理A2O工艺计算说明书
生活污水处理A2/O工艺计算说明书
1处理规模1
2进水井的计算2
3提升泵房设计计算2
3.1泵的选择2
3.2吸水管计算2
3.3集水池2
3.4泵房布置3
4格栅的计算3
4.1设计要求3
4.2中格栅的设计计算3
4.3细格栅的设计计算6
4.4沉砂池8
4.5巴式计量槽10
4.6配水井10
5A2/O反应池的设计计算11
5.1设计要点11
5.2设计计算12
5.3曝气系统设计计算16
5.4标准需氧量17
5.5供气管道计算18
5.6生物池设备选择19
6沉淀池的设计计算19
6.1设计要点19
6.2沉淀池的设计（为辐流式）20
6.2机械刮泥的选择21
7清水池的设计计算22
8浓缩池的设计计算22
8.1设计要点22
8.2浓缩池的设计：
22
9水利及高程计算24
9.1水利计算24
9.2高程计算26
附件2中英文翻译28
1处理规模
周同市2009年末城区人口131347人。
污水量210~393L/人·d，从2010年往后，由于人们的生活水平越来越高，因此所用水量增加，从而污水量也随着增加。
根据该直达市的总体规划，人口自然增长率为6.1‰，机械增长率近期14‰。
根据Pn=P1（1+a+b）n,计算出2010年~2030年的人口及污水处理厂处理规模如下表：
年份
基准人口（人）
自然增长率（‰）
机械增长率（‰）
总人口（人）
单位污水量
升/（人·d）-1
处理量（m3/d）
2009
6.1
14
131347
210
28953.75
2010
131347
6.1
14
136681
210
28703.01
2011
136681
6.1
14
139428
210
29279.88
2012
139428
6.1
14
142230
210
29868.30
2013
142230
6.1
14
145089
210
30468.69
2014
145089
6.1
14
148006
215
31821.29
2015
148006
6.1
14
150980
215
32460.70
2016
150980
6.1
14
154015
220
33883.30
2017
154015
6.1
14
157111
220
34564.42
2018
157111
6.1
14
160269
230
36861.87
2019
160269
6.1
14
163490
230
37602.70
2020
166776
6.1
14
166776
250
41694.00
2021
166776
6.1
14
170129
250
42532.25
2022
170129
6.1
14
173548
280
48593.44
2023
173548
6.1
14
177036
280
49570.80
2024
177036
6.1
14
180595
300
54178.50
2025
180595
6.1
14
184225
300
55267.50
2026
184225
6.1
14
187928
310
58257.68
2027
187928
6.1
14
191705
310
59428.55
2028
191705
6.1
14
195558
320
62578.56
2029
195558
6.1
14
199489
320
63836.48
2030
199489
6.1
14
203499
320
65119.68
确定一期为3.3万m3/d，二期为3.3万m3/d，污水处理厂规模为6.63.3万m3/d
2进水井的计算
因为进水井在粗格栅之前并和粗格栅连接，起到对各个格栅平均分配进水的作用，故取进水井的宽与格栅的总宽度相同，取宽度为5.34m，取长度为2.50m。
则进水井的尺寸为2500mm×5340mm。
3提升泵房设计计算
3.1泵的选择
远期期设计最大流量为0.978m3/s，设计扬程取10m。
近期、远期各选用三台潜污泵，两用一备。
总的为六台潜污泵，四用两备。
每台泵的流量为800.0m3/h，抽升一般的废水多采用PW型污水泵，对于有腐蚀性的废水，应选择合宜的耐腐蚀泵或耐酸泵。
抽升泥渣多的废水和污泥时，可选择泥沙泵或污泵。
型号
口径
mm
流量
m3/h
扬程
m
功率
KW
转速
r/min
300WQ800-12-45
250
800
12
45
980
设机组净距离为1米，机组于墙的距离为1米，
3.2吸水管计算
取流速为1.2m/s，则吸水管的截面积=0.2445/1.2=0.204m2
吸水管的直径
圆整后取外径为550mm,壁厚为10mm的吸水管。
校核吸水管流速：
A=d2π/4=（0.532×3.14）/4=0.2205（m2）
V=Q/A=0.2445/0.2205=1.11m/s
3.3集水池
设计集水池的有效水深为6m,根据设计规，集水池的容积应大于污水泵5min的出水量,即:
V＞0.978m3/s×5×60=293.4m3,可将其设计为矩形，其尺寸为6m×7m，池高为7m，则池容为294m3。
同时为减少滞流和涡流可将集水池的四角设置成圆角。
并应设置相应的冲洗或清泥设施。
3.4泵房布置
设计要求
机组布置时，在机组之间以及机组和墙壁间应保持一定的距离。
电动机容量小于50kw时，机组净距不小于0.8米；大于50kw时，净距应大于1.2米。
机组于墙的距离不小于0.8米，机组至低压配电盘的距离不小于1.5米。
考虑到检修的可能，应留有足够距离以抽出泵轴和电机转子，如无单独的检修间，则泵房应留有足够的场地。
此外，泵站的主要通道应并不小于1.0～1.2米。
该设计中，取两机组的中心距离为2.5米，最边上的机组与墙的距离为1.5米，则泵房总长=1.5×2+5×2.5=15.5米=15500mm。
取泵房的主要通道宽1.2米，嘴边上的机组离通道为1.8米，机组安装所占宽度为7米，机组的出水管道所占宽度为2米。
则提升泵房总宽度=1.2+1.8+7+2=12米。
4格栅的计算
4.1设计要求
1.污水处理系统前格栅条间隙，应该符合以下要求：
a：
人工清除25～40mm；b：
机械清除16～25mm；c：
最大间隙40mm，污水处理厂也可设细粗两格栅.
2.若水泵前格栅间隙不大于25mm时，污水处理系统前可不再设置格栅.
3.在大型污水处理厂或泵站前的大型格栅（每日栅渣量大于0.2m3），一般采用机械清除.
4.机械格栅不宜小于两台，若为若为一台时，应设人工清除格栅备用.
5.过栅流速一般采用0.6～1.0m/s.
6.格栅前渠道的水速一般采用0.4～0.9m/s.
7.格栅倾角一般采用45～75，人工格栅倾角小的时候较为省力但占地多.
8.通过格栅水头损失一般采用0.08～0.15m.
9.格栅间必须设置工作台，台面应该高出栅前最高设计水位0.5m.工作台上应有安全和冲洗设施.
10.格栅间工作台两侧过道宽度不应小于0.7m.
4.2中格栅的设计计算
《城市污水厂处理设施设计计算玉川振江绍怡等编化学工业P31-37》
1.栅条间隙数（n）：
设计平均流量:
Q=66000/（24×3600）=0.764（m3/s）,总变化系数Kz=1.28（环保设备-铭编，P4表1-5）
则最大设计流量Qmax=0.764×1.28=0.978（m3/s）
栅条的间隙数n,个
式中Qmax------最大设计流量，m3/s；
α------格栅倾角，取α=60；
b------栅条间隙，m，取b=0.025m；
n-------栅条间隙数，个；
h-------栅前水深，m，取h=0.8m；
v-------过栅流速，m/s,取v=0.9m/s；
则：
n
=50.56（个）
栅条间隙数取n=51（个）
则每组中格栅的间隙数为51个.
2.栅条宽度（B）:
设栅条宽度S=0.01m
栅槽宽度一般比格栅宽0.2～0.3m,取0.2m；
则栅槽宽度B2=S（n-1）+bn+0.2
=0.01×（51-1）+0.025×51+0.2
=1.975m
栅槽宽度取B2=2.0m
两栅间隔墙宽取0.6m，
则栅槽总宽度B=2.0+0.60=2.6m
选用两个中格栅，每个格栅1.0m
3.进水渠道渐宽部分的长度L1.设进水渠道B1=1.5m，其渐宽部分展开角度α1=200,进水渠道的流速为0.52m/s.
4.格栅与出水总渠道连接处的渐窄部长度L2m,
5.通过格栅的水头损失h1，m
h1=h0
k
式中:
h1--------设计水头损失，m；
h0--------计算水头损失，m；
g--------重力加速度，m/s2
k--------系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般采用3；
ξ--------阻力系数，与栅条断面形状有关；设栅条断面为锐边矩形断面
β=2.42.
=0.077（m）
6.栅槽总长度L，m
L
式中，H1为栅前渠道深，
m.
=4.84（m）
7.栅后槽总高度H，m
设栅前渠道超高h2=0.3m
H=h+h1+h2=0.8+0.077+0.3
=1.177（m）
8.粗格栅的选型
LJG型链条式机械格栅
LJG型链条式机械格栅技术参数
型号
格栅宽度/mm
栅条宽度/mm
栅条间隙/mm
安装角度/（度）
齿耙速度/m·min-1
电机容积/kw
LJG-1.0
1000
10
16～25
60
5.7
1.1
9.每日栅渣量W，m3/d
式中，W1为栅渣量，m3/103m3污水，格栅间隙16～25mm时，W1=0.10～0.05m3/103m3污水；本工程格栅间隙为25mm，取W1=0.05.
W=86400×0.764×0.05÷1000=3.3（m3/d）＞0.2（m3/d）
采用机械清渣.
格栅除污设备选择
选用两台回转式格栅除污机，每台过水流量为0.38m3/s，即33000m3/d。
根据设备制造厂商提供的回转式格栅除污机的有关技术资料，所选设备技术参数为：
①安装角度为60°
②电机功率为1.5kw
③沟宽1m
④栅前水深0.8m
⑤过栅流速0.9m/s
⑥耙齿栅隙为25mm
⑦过水流量为33000m3/d
4.3细格栅的设计计算
1.栅条间隙数（n）：
式中Qmax------最大设计流量，0.978m3/s；
α------格栅倾角，（o），取α=60；
b------栅条隙间，m，取b=0.015m；
n-------栅条间隙数，个；
h-------栅前水深，m，取h=0.8m；
v-------过栅流速，m/s,取v=0.9m/s；
隔栅设两组，按两组同时工作设计，一格停用，一格工作校核
则
栅条间隙数取n=43个
2.栅条宽度（B）:
设栅条宽度S=0.01m
栅槽宽度一般比格栅宽0.2～0.3m,取0.2m；
则栅槽宽度B2=S（n-1）+bn+0.2
=0.01×（43-1）+0.01×43+0.2
=0.42+0.43+0.2
=1.05（m）
1.1
单个格栅宽1.1m，两栅间隔墙宽取0.60m，
则栅槽总宽度B=1.1×2+0.60=2.8m
3.进水渠道渐宽部分的长度L1，设进水渠道B1=1.5m，其渐宽部分展开角度α1=20°,进水渠道的流速为0.52m/s.
L1
4.格栅与出水总渠道连接处的渐窄部分长度L2.
L2
5.通过格栅的水头损失h1，m
h1=h0
k
式中h1-------设计水头损失，m；
h0-------计算水头损失，m；
g-------重力加速度，m/s2
k------系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般采用3；
ξ------阻力系数，与栅条断面形状有关；设栅条断面为锐边矩形断面，β=2.42.
=0.15（m）（符合0.08～0.15m围）.
6.栅槽总长度L，m
L
式中，H1为栅前渠道深，
m.
≈6.3m
7.栅后槽总高度H，m
设栅前渠道超高h2=0.3m
H=h+h1+h2=0.8+0.259+0.3
=1.359（m）
8.细格栅的选型
HZG型高链式格栅
HZG型链条式机械格栅技术参数
型号
格栅宽度/mm
设备宽度/mm
栅条间隙/mm
安装角度/（度）
卸料高度/mm
电机容积/kw
HZG-1000
1000
1230
10～30
60
700
1.1
9.每日栅渣量W，m3/d
式中，W1为栅渣量，m3/103m3污水，W1=0.10～0.05m3/103m3污水；取W1=0.06污水.
W=86400×0.764×0.06÷1000=3.96（m3/d）＞0.2（m3/d）采用机械清渣.
（6）格栅除污设备选择
选用两台回转式格栅除污机，每台过水流量为0.25m3/s，即21600m3/d。
根据设备制造厂商提供的回转式格栅除污机的有关技术资料，所选设备技术参数为：
①安装角度为75°
②电机功率为1.5kw
③沟宽1580mm
④栅前水深0.5m
⑤过栅流速0.8m/s
⑥耙齿栅隙为8mm
⑦过水流量为21600m3/d
4.4沉砂池
《城市污水厂处理设施设计计算玉川振江绍怡等编化学工业P37-41》
采用平流式沉砂池
1.沉砂池长度（L）
设：
流速v=0.25m/s
水力停留时间：
t=30s
则：
L=vt=0.25×30=7.5m
2.水流断面积（A）
设：
最大流量Qmax=0.978m3/s（设计1组，分为2格）
则：
A=Qmax/v=0.978/0.25=3.912m2
3.池总宽度（B）
设：
n=2格，每格宽取b=2m
则：
池总宽B=nb=2×2=4m
4有效水深（h2）：
h2=A/B=3.912/4=0.978m（介于0.25～1.0m之间,符合要求）
5.贮砂斗所需容积V1
设：
T=2d
则：
其中X1--城市污水沉砂量，一般采用30m3/106m3，
Kz--污水流量总变化系数,取1.28
6.每个污泥沉砂斗容积（V0）
设：
每一分格有2个沉砂斗
则：
V0=V1/（2*2）=40/4=10m3
7.沉砂斗各部分尺寸及容积（V）
设：
沉砂斗底宽b1=1m，斗高hd=0.9m，斗壁与水平面的倾角为55°
则：
沉砂斗上口宽：
沉砂斗容积：
8.沉砂池高度（H）
采用重力排砂
设：
池底坡度为.06
则：
坡向沉砂斗长度为：
则：
沉泥区高度为
h3=hd+0.06L2=0.9+0.06×1.49=0.9894m
则：
池总高度H
设：
超高h1=0.3m
则：
H=h1+h2+h3=0.3+0.978+0.9894=2.27m
9.验算最小流量时的流速：
在最小流量时只用一格工作，即n=1,最小流量即平均流量Q=660000m3/d=0.764m3/s
则：
vmin=Q/A=0.764/3.912=0.20m/s
沉砂池要求的设计流量在0.15m/s—0.30m/s之间，符合要求
10.砂水分离器的选择
沉砂池的沉砂经排砂装置排除的同时，往往是砂水混合体，为进一步分离出砂和水，需配套砂水分离器。
清除沉砂的间隔时间为2d，根据该工程的排砂量，选用一台性能参数为以下的砂水分离器。
进入砂水分离器的流量为1～3L/s
容积为0.6m3；
进水管直径为100mm；
出水管直径为100mm；
配套功率为0.25kw
4.5巴式计量槽
接触池末端设咽喉式巴式计量槽两座，以便对污水处理厂的流量进行监控。
依据设计手册，当测量围为0.3～2.1
时，喉宽W取1m,则喉管长度
计量槽总长
依据上游水位
，按以下公式求出流量
上游水位通过超声液位计自动计量，并转换为相应的流量。
4.6配水井
（1）进水管管径D1
配水井进水管的设计流量为Q=763.89/4=190.97L/s,当进水管管径D1=900mm，查水力计算表得知V=1.21m/s，满足计算要求。
（2）矩形宽顶堰
进水从配水井底中心进入，经等宽度堰流入2个水斗再由管道接入2座后续构筑物，每个后续构筑物的分配流量为Q=763.89/4=190.97L/s。
配水采用矩形宽顶溢流堰至配水管。
①堰上水头H
因单个出水溢流堰的流量为q=190.97L/s，一般大于100L/s用矩形堰。
小于100L/s用三角堰,所以本设计采用矩形堰（堰高h取0.5m）。
矩形堰流量：
式中:
b—堰宽m取b=0.6m；
m0—流量系数。
用0.327～0.332取0.33；
H—堰上水头，m。
②堰顶宽B
当2.5＜
＜10时属于矩形宽顶堰。
取B=2.0m，这时
=5.56（在2.5～10围），所以，该堰属于宽顶堰。
③配水管管径D2
设配水管管径D2=600mm,流量q=190.97（L/s）,查水力计算表得，V=1.365m/s，满足要求。
④配水漏斗上口口径D
按配水井径的1.5倍设计，D=1.5×D1=1.5×900=1350mm
5A2/O反应池的设计计算
5.1设计要点
1.在满足曝气池设计流量时生化反应的需氧量以外，还应使混合液含有一定的剩余DO值，一般按2mg/L计.
2.使混合液始终保持混合状态，不致产生沉淀，一般应该使池中平均流速在0.25m/s左右.
3.设施的充氧能力应该便于调节，与适应需氧变化的灵活性.
4.在设计时结合了循环流式生物池的特点，采用了类似氧化沟循环流式水力特征的池型，省去了混合液回流以降低能耗，同时在该池中独辟厌氧区除磷及设置前置反硝化区脱氮等有别于常规氧化沟的池体结构，充氧方式采用高效的鼓风微孔曝气、智能化的控制管理，这大大提高了氧的利用率，在确保常规二级生物处理效果的同时，经济有效地去除了氮和磷.
5.2设计计算
《城市污水厂处理设施设计计算玉川振江绍怡等编化学工业P143-150》
表4-1A2/O厌氧-缺氧-好氧生物脱氮除磷工艺主要设计参数
项目
数值
BOD5污泥负荷N/[kgBOD5/（kgMLSS·d）]
0.13~0.2
TN负荷/[kgTN/（kgMLSS·d）]
<0.05（好氧段）
TN负荷/[kgTN/（kgMLSS·d）]
<0.06（厌氧段）
污泥浓度MLSS/（mg/L）
3000~4000
污泥龄Θc/d
15~20
水力停留时间t/h
8~11
各段停留时间比较A:
A:
O
（1:
1:
3）~（1:
1:
4）
污泥回流比R/%
50~100
混合液回流比R/%
100~300
溶解氧浓度DO/（mg/L）
厌氧池<0.2,缺氧段≤0.5，好氧段=2
COD/TN
>8（厌氧池）
TP/BOD5
<0.06（厌氧池）
1.判断是否可采用A2/O法：
污水水质
CODcr：
222~399mg/L;Norg（有机氮）：
20~76mg/L;BOD5:
140~327mg/L;TN:
21~68mg/L;SS:
150~326mg/L;TP:
2~18mg/L;NH3-N:
20~65mg/L;PH:
6~9
设计进水水质（单位：
mg/L）
指标
CODcr
BOD5
Norg
TN
SS
TP
NH3-N
PH
数值
350
215
40
35
200
10
35
8
COD/TN=350/35=10>8
TP/BOD5=10/215=0.0465<0.06
符合要求，故可采用此法.
2.已知条件:
设计流量Q=33000m3/d（不考虑变化系数）
最低水温200C.
设计出水水质:
COD：
≤60mg/L;BOD5≤20mg/L;SS≤20mg/L；氨氮（以N计）≤15mg/L；总磷（以P计）≤1.0mg/L
设计出水水质（单位：
mg/L）
指标
COD
BOD5
SS
氨氮
总磷
TN
数值
60
20
20
15
1
15
3.设计计算（污泥负荷法）
a.BOD5污泥负荷N=0.15kgBOD5/（kgMLSS×d）
b.回流污泥浓度Xr=7000（mg/L）
c.污泥回流比R=100%
d.混合液悬浮固体浓度
混合液回流比R
TN去除率
混合液回流比
取R=133%
回流污泥量Qr:
Qr=RQ=1.00×33000=33000m3/d
循环混合液量Qc:
Qc=R×33000=1.33×33000=43890m3/d
脱氮速度KD:
=（33000+43890）×10/103
=768.9kg/d
其中
=10mg/L
4.反应池的计算
厌氧池计算V1厌氧池平均停留时间为2h
V1=1.28×（33000/24）×2.0=3520（m3）
AO反应池容积V，m3
AO反应池总水力停留时间:
各段水力停留时间和容积:
缺氧∶好氧=1∶3
缺氧池水力停留时间:
缺氧池容积:
好氧池水力停留时间:
好氧池容积:
反应池总体积:
V=V1+VAO=3520+13514.28=17034.28（m3）
总停留时间：
t=t1+tAO=9.84+2=11.84（h）
5.剩余污泥ΔX=Px＋Ps
Px=Y×Q（S0－Se）－Kd×V×Xv
Ps=（TSS－TSSe）Q×50%
取污泥增殖系数Y=0.60，污泥自身氧化率Kd=0.05，将各值代入
Px=0.60×33000×（0.215－0.02）－0.05×17034.28×3.5×0.7
=3861－2086.70
=1774.30（kg/d）
Ps=（0.2－0.02）×33000×50%=2970（kg/d）
ΔX=Px＋Ps=1774.30＋2970=4744.3（kg/d）
6.反应池主要尺寸
反应池总容积V=17034.28（m3）
设反应池两组，单组池容积V单=V/2=
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