1、目 錄第1章 緒論11.1 研究背景及意義11.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)21.3 設(shè)計(jì)內(nèi)容3第2章 設(shè)計(jì)說(shuō)明32.1 設(shè)計(jì)資料32.2工藝流程及其說(shuō)明42.3主要設(shè)備及構(gòu)筑物4第3章 污水處理構(gòu)筑物設(shè)計(jì)計(jì)算63.1 污水預(yù)處理部分的設(shè)計(jì)計(jì)算63.2曝氣生物濾池的設(shè)計(jì)計(jì)算113.3 其它部分的設(shè)計(jì)計(jì)算18第4章 管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算20第5章 高程計(jì)算表24結(jié)論25參考文獻(xiàn)25致謝25第1章 緒論1.1 研究背景及意義曝氣生物濾池（Biological Aerated Filter）簡(jiǎn)稱(chēng)BAF，是80年代末在歐美發(fā)展起來(lái)的一種新型生物膜法污水處理工藝，于90年代初得到較大發(fā)展，最大規(guī)模達(dá)幾十萬(wàn)

2、噸每天，并發(fā)展為可以脫氮除磷。它屬于生物膜法的范疇，又兼具有活性污泥法某些特點(diǎn)。濾池內(nèi)放置直徑只有幾個(gè)毫米的多孔濾料作為生物群落的附著繁殖介質(zhì)，通過(guò)設(shè)在濾層下面的配氣系統(tǒng)（也有置于濾層中間者）向生物群落供氣（鼓風(fēng)機(jī)作氣源）。對(duì)污水的凈化除主要依靠濾料上的生物膜外，濾層內(nèi)還截留了大量類(lèi)似活性污泥的懸浮生物，對(duì)污染物質(zhì)也具有吸附、降解作用。水流方向多采用上向流式，即池底進(jìn)水池頂出水，有的也用下向流式。上向流式采用穿孔管池底配水，鋼筋混凝土濾板及濾頭則安裝于池的頂部，以阻擋濾料流失并收集出水。下向流式采用大阻力配水系統(tǒng)。輕質(zhì)多孔濾料粒徑小、比表面積大，容積負(fù)荷可以很高，濾池面積可大大縮小。由于水流方

3、向與濾料壓密方向一致，可同時(shí)完成生物接觸氧化與固液分離，通常可省去后續(xù)的二沉池。隨著過(guò)濾進(jìn)程，生物膜不斷增厚、老化、脫落，濾層截留的懸浮物也逐漸增多，過(guò)濾阻力同步增加，需定期進(jìn)行反沖洗以恢復(fù)其凈化能力。沖洗方式為三段式氣水反沖洗，即先氣洗，氣水聯(lián)合沖洗然后單獨(dú)水洗。反洗空氣由鼓風(fēng)機(jī)通過(guò)池底的配氣系統(tǒng)提供。反洗水流方向則自上而下（上向流濾池）或自下而上（下向流濾池）。上向流濾池的沖洗水貯存于濾板之上，利用同組濾池的出水進(jìn)行重力沖洗，可省去沖洗水泵。該工藝具有去除SS、COD、BOD、硝化、脫氮、除磷、去除AOX（有害物質(zhì)）的作用。BAF的主要特點(diǎn)： 投資省, 一次性投資比傳統(tǒng)方法低1/4，運(yùn)行費(fèi)

4、低1/5； 占地面積小，是普通活性污泥法的1/3； 處理效果好，可達(dá)到中水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)或生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)； 處理效果穩(wěn)定，曝氣生物濾池抗沖擊負(fù)荷的能力強(qiáng)，氣候、水量、水質(zhì)的變化一般不會(huì)對(duì)其處理效果產(chǎn)生太大的影響；工藝流程短，氧的傳輸效率高，供氧動(dòng)力消耗低，處理單位污水的電耗低；自動(dòng)運(yùn)行，隨著水量的變化，可以自動(dòng)調(diào)節(jié)曝氣生物濾池的運(yùn)行個(gè)數(shù)，維護(hù)管理方便； 可建成封閉式廠(chǎng)房，減少臭氣、噪聲對(duì)周?chē)h(huán)境的影響，視覺(jué)感官效果好； 全部為模塊化結(jié)構(gòu)，便于進(jìn)行后期的改擴(kuò)建。 曝氣生物濾池與普通活性污泥法相比，具有有機(jī)負(fù)荷高、占地面積小、基建投資少、不會(huì)產(chǎn)生污泥膨脹、氧傳輸效率高、出水水質(zhì)好等優(yōu)點(diǎn)。但是，它對(duì)進(jìn)

5、水SS要求較嚴(yán)，一般為SS100mg/L，最好SS60mg/L。因此，需要對(duì)進(jìn)水需要進(jìn)行預(yù)處理。同時(shí)，它的反沖洗水量、水頭損失都較大。 另外，曝氣生物濾池作為集生物氧化和截留懸浮固體于一體的新工藝，節(jié)省了后續(xù)沉淀池，即二沉池。同時(shí)，它還具有水力負(fù)荷大，水力停留時(shí)間短，運(yùn)行能耗低，運(yùn)行費(fèi)用少的特點(diǎn)。綜上所述，曝氣生物濾池作為一種較新型的水處理工藝有廣闊的研究應(yīng)用及發(fā)展的前景。1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)曝氣生物濾池是二十世紀(jì)八十年代開(kāi)發(fā)的一種污水處理新工藝。它因?yàn)榭朔嘶钚晕勰喾ㄕ嫉孛娣e大、易散發(fā)臭氣及運(yùn)行不穩(wěn)定等缺點(diǎn)而備受關(guān)注。世界上第一座曝氣生物濾池于1981年在法國(guó)投產(chǎn)，隨后在歐洲各國(guó)

6、得到廣泛應(yīng)用。美國(guó)和加拿大等美洲國(guó)家在20世紀(jì)80年代末引進(jìn)此工藝，日本、韓國(guó)和中國(guó)臺(tái)灣也先后引進(jìn)了此項(xiàng)技術(shù)。目前世界上較大的環(huán)保公司如法國(guó)得利滿(mǎn)公司、德國(guó)菲力普穆勒公司、法國(guó)VEOLIA公司均把它作為拳頭產(chǎn)品在全世界推廣。目前全世界建成運(yùn)行的曝氣生物濾池已達(dá)幾百座。在我國(guó)國(guó)內(nèi)，曝氣生物濾池正處于推廣階段。國(guó)內(nèi)許多科研設(shè)計(jì)單位對(duì)曝氣生物濾池也進(jìn)行了試驗(yàn)研究。隨著曝氣生物濾池在世界范圍內(nèi)不斷推廣和普及，很多學(xué)者在其結(jié)構(gòu)形式、功能、啟動(dòng)和濾料等方面進(jìn)行了具體的研究，取得了很多成果。近年來(lái)我國(guó)建設(shè)了若干座上向流曝氣生物濾池（UBAF），形式有所變化，其構(gòu)造類(lèi)似給水V型濾池。配水配氣系統(tǒng)設(shè)于濾池底部，

7、采用鋼筋混凝土濾板和長(zhǎng)柄濾頭。為防止濾料流失，在出水堰前加設(shè)柵形穩(wěn)流板，出水堰頂面做成斜坡。沖洗方式仍為三段式氣水反沖洗，需設(shè)反洗水泵。當(dāng)對(duì)出水有脫氮要求時(shí)，一般需采用兩級(jí)曝氣生物濾池，通過(guò)控制供氧在濾層內(nèi)分別造就缺氧或好氧環(huán)境，令生物膜上繁殖的優(yōu)勢(shì)菌種分別為好氧異養(yǎng)菌或硝化菌、反硝化菌，從而達(dá)到除碳及脫氮目的。除磷則以化學(xué)絮凝法為主（濾前投加鐵鹽或鋁鹽），濾池內(nèi)聚磷菌在厭氧與好氧交替情況下對(duì)污水中磷的過(guò)剩攝取能力進(jìn)行生物除磷為輔。此外，我國(guó)還有在給水預(yù)處理上應(yīng)用曝氣生物濾池的范例。它成功地降低了微污染原水的COD、NH3-N、NO2和AOC，提高出廠(chǎng)水的水質(zhì)和生物穩(wěn)定性。曝氣生物濾池具有流程

8、筒單，水力負(fù)荷及容積負(fù)荷大，占地小，投資省，運(yùn)行成本較低，出水水質(zhì)好等優(yōu)點(diǎn)，適用于大中小型的城市生活污水以及某些工業(yè)廢水的處理，如：啤酒廢水、印染廢水等。曝氣生物濾池作為一種嶄新的水處理工藝正處在推廣之中。根據(jù)目前的研究情況，今后的重點(diǎn)研究方向?yàn)椋荷锬さ奶攸c(diǎn)及其快速啟動(dòng)的方式；生物氧化功能和過(guò)濾功能之間的相互關(guān)系；反沖洗過(guò)程中生物膜的脫落規(guī)律；進(jìn)一步拓寬曝氣生物濾池的應(yīng)用范圍，研究其在水深度處理、微污染源水預(yù)處理、難降解有機(jī)物處理、低溫污水的硝化、低溫微污染水處理問(wèn)題中如何與其他工藝相結(jié)合及其處理效果。特種濾料的的研究與生產(chǎn)的國(guó)產(chǎn)化將是曝氣生物濾池在國(guó)內(nèi)大范圍的應(yīng)用的關(guān)鍵。1.3 設(shè)計(jì)內(nèi)容本

9、課程設(shè)計(jì)的生活污水流量為30000 m3/d，采用水解酸化-上流式曝氣生物濾池組合工藝為處理方法，通過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算得出流程中各構(gòu)筑物的建筑體積及主要構(gòu)筑物的輔助設(shè)施，設(shè)置合理的構(gòu)筑物高程，安排各個(gè)構(gòu)筑物在整個(gè)污水處理廠(chǎng)中的結(jié)構(gòu)布局。用上流式曝氣生物濾池工藝處理后，出水達(dá)城鎮(zhèn)污水處理廠(chǎng)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB18918-2002)一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)，處理后的污水直接排入附近河流。第2章 設(shè)計(jì)說(shuō)明2.1 設(shè)計(jì)資料該廢水處理工藝處理水量為30000 m3/d，出水執(zhí)行GB18918-2002一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)，處理后的污水直接排入附近河流，設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2-1。表2-1 設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)BOD5mg/LC

10、ODcrmg/LNH3-Nmg/LPO43-Pmg/LSSmg/LPHmg/L進(jìn)水指標(biāo)30050025122506-9出水指標(biāo)20608(15)1206-9注：括號(hào)外數(shù)值為水溫>12 時(shí)的控制指標(biāo)，括號(hào)內(nèi)數(shù)值為水溫12時(shí)的控制指標(biāo)。當(dāng)進(jìn)水COD350mg/L時(shí)，去除率應(yīng)60%；BOD160mg/L時(shí)，去除率應(yīng)50%。Q = 30000 m3/d =1250 m3/h= 0.347m3/s = 347L/s, Kz=1.45Qmax = 0.347×1.450.5m3/s (2-1)2.2工藝流程及其說(shuō)明本工程的設(shè)計(jì)流程如圖2-1所示。圖2-1 BAF工藝流程圖污水經(jīng)格柵和沉砂池

11、取出大量的漂浮雜物和懸浮物，沉砂池出水匯同反沖洗排水進(jìn)入水解酸化池，進(jìn)行水解酸化反應(yīng)后進(jìn)入初沉池。初沉池出水依次進(jìn)入DN曝氣生物濾池、C/N曝氣生物濾池和N曝氣生物濾池，去除廢水中的有機(jī)物、懸浮物和氨氮以及廢水中的磷。2.3主要設(shè)備及構(gòu)筑物本工程的主要構(gòu)筑物的特點(diǎn)、參數(shù)和其主要功能和特點(diǎn)如下：1、粗格柵設(shè)置粗格柵的目的主要是截留污水中的大塊懸固體，以免其對(duì)后續(xù)處理單元的機(jī)泵或工藝管線(xiàn)造成損害。2、污水提升泵房從本設(shè)計(jì)方案的工藝高程圖可以看出，污水只考慮一次提升后依次自流通過(guò)沉砂池、水解酸化池、初沉池、DN反硝化池、C/N曝氣生物濾池、N曝氣生物濾池，所以在泵的選取上將要充分考慮個(gè)單元構(gòu)筑物的阻

12、力損失，以確定水泵的最佳揚(yáng)程。3、細(xì)格柵細(xì)格柵可去除原水中的細(xì)小漂浮物以及雜物，保證后續(xù)處理流程的通常。細(xì)格柵安裝于旋流沉砂池的進(jìn)水總渠上，通過(guò)超聲波液位差計(jì)測(cè)定其前后水位差自動(dòng)開(kāi)停，柵渣被自動(dòng)耙至渣斗，由渣車(chē)人工清運(yùn)。4、沉砂池沉砂池有平流式、豎流式、曝氣式和旋流式四種。平流式沉砂池具有構(gòu)造簡(jiǎn)單、處理效果好的優(yōu)點(diǎn)；豎流式沉砂池是污水由中心管進(jìn)入池內(nèi)后由下而上流動(dòng)，無(wú)機(jī)物顆粒借重力沉于池底，處理效果一般較差；曝氣沉砂池是在池的一側(cè)鼓入空氣，使污水沿池旋轉(zhuǎn)前進(jìn)，從而產(chǎn)生主流垂直的向恒速環(huán)流；旋流式沉砂池使利用水力渦流使砂和有機(jī)物分開(kāi)，以達(dá)到除砂目的。該池型具有投資省、運(yùn)行費(fèi)用低和除砂效果好等優(yōu)點(diǎn)

13、。由于平流式沉砂池占地大，豎流式沉砂池效果差，而曝氣沉砂池預(yù)曝氣對(duì)后續(xù)生化處理可能產(chǎn)生影響，本方案采用旋流沉砂池的鐘式沉砂池結(jié)構(gòu)。5、水解酸化池水解酸化池的主要用于截留污水中大部分固體懸浮物、膠體物質(zhì)及生物濾池的剩余微生物膜，將其中的固體有機(jī)物水解為可溶性有機(jī)物并對(duì)污水中的有機(jī)物進(jìn)行一定程度的降解。污水在水解作用下，將復(fù)雜、大分子有機(jī)物斷鏈，難于生物降解的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為易于生物降解的物質(zhì)。改善污水的可生化性，降解部分BOD5與CODcr，以減輕后續(xù)生物濾池的處理負(fù)荷。6、初沉池初沉池的作用是對(duì)污水中的以無(wú)機(jī)物為主體的比重大的固體懸浮物進(jìn)行沉淀分離。按水流方向可分為：平流式、輻流式、豎流式、斜板式4

14、種形式。平流式沉淀效果好、抗沖擊性好、施工簡(jiǎn)單、造價(jià)較低；豎流式排泥方便、管理簡(jiǎn)單、占地面積小；輻流式多為機(jī)械排泥，運(yùn)行較好、管理較簡(jiǎn)單、排泥設(shè)備已趨定型；斜板式沉淀效果好、占地小、排泥方便。由于豎流式適用水量不大、造價(jià)較高；輻流式的排泥設(shè)備復(fù)雜、對(duì)施工質(zhì)量要求高；斜板式易堵塞、造價(jià)高，故本次設(shè)計(jì)采用平流式初沉池。7、DN反硝化池在DN反硝化池中，反硝化菌利用污水中的有機(jī)物作碳源，將回流混合液中帶入的大量NO3-N和NO2-N還原為N2釋放至空氣，因此BOD5濃度下降，NO3-N濃度大幅度下降，而磷的變化很小。對(duì)于BOD5充足且需要進(jìn)行脫氮的城市污水，從運(yùn)行成本的角度考慮，前置反硝化工藝更為優(yōu)

15、越。8、C/N曝氣生物濾池C/N上流式曝氣生物濾池將水解酸化池出水中的碳化有機(jī)物進(jìn)行好氧生物降解，并將TKN轉(zhuǎn)化為氨氮進(jìn)行氨氮的部分硝化。9、N曝氣生物濾池(硝化濾池)N上流式曝氣生物濾池主要用于對(duì)污水中的氨氮進(jìn)行硝化脫氮。雖然他與C/N上流式曝氣生物濾池的處理功能不同，但結(jié)構(gòu)基本相同。10、砂濾砂濾是以天然石英砂作為濾料，對(duì)經(jīng)以上處理后污水做深度處理的水過(guò)濾處理工藝過(guò)程。它能有效地去除沉淀技術(shù)不能去除的水中微小離子和細(xì)菌。在其中添加化學(xué)除磷劑來(lái)除磷，以達(dá)到出水指標(biāo)對(duì)磷酸根濃度的要求。11、清水及接觸池清水及接觸池主要用于進(jìn)行加藥消毒及儲(chǔ)藏一定量的處理后達(dá)標(biāo)水，以提供給C/N曝氣生物濾池和N曝

16、氣生物濾池進(jìn)行反沖洗。12、污泥濃縮池污泥濃縮是降低污泥含水率、減少污泥體積的有效方法。污泥濃縮主要減縮污泥的間隙水。污泥濃縮的方法有沉降法、氣浮法和離心法。本次課設(shè)采用污泥濃縮池。在濃縮池中,固體顆粒借重力下降,水分從泥中擠出，濃縮污泥從池底排出。13、污泥脫水泵房脫水的方法，主要有自然干化法、機(jī)械脫水法和造粒法。本次設(shè)計(jì)采用機(jī)械脫水法進(jìn)行污泥脫水。第3章 污水處理構(gòu)筑物設(shè)計(jì)計(jì)算3.1 污水預(yù)處理部分的設(shè)計(jì)計(jì)算格柵尺寸計(jì)算圖見(jiàn)圖3-1。1、粗格柵取柵條凈間隙b=20mm, 柵前水深h=0.5m, 過(guò)柵流速v=0.9m/s, 格柵傾角=60°(1) 格柵間隙數(shù)(n) (3-1-1-1

17、)格柵條數(shù) n-1=51（個(gè)）(2)柵槽寬度(B)設(shè)柵條寬度S=0.01m, 則 (3-1-1-2)(3)進(jìn)水渠道漸寬部分長(zhǎng)度(l1)設(shè)進(jìn)水渠寬B1=1.5m,=20° (3-1-1-3)(4)柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分的長(zhǎng)度(l2) (3-1-1-4)(5)通過(guò)格柵的水頭損失(h1)柵條斷面為銳邊矩形斷面, (3-1-1-5)(6)柵后槽總高度(H)設(shè)柵前渠道超高h(yuǎn)2=0.3mH = h+h1+h2 = 0.5+0.103+0.3 = 0.903m (3-1-1-6)(7)柵槽總長(zhǎng)度(L)（柵前渠道深H1 = h +h2 = 0.5+0.3 = 0.8m） (3-1-1-7)(

18、8)每日柵渣量(W)在格柵間隙20mm的情況下，設(shè)柵渣量為每1000m3污水產(chǎn)0.08m3 (3-1-1-8)因W>0.2m3/d，所以宜采用機(jī)械清渣。2、細(xì)格柵取柵條凈間隙b=8mm, 柵前水深h=0.3m, 過(guò)柵流速v=0.8m/s, 格柵傾角=60°(1)格柵間隙數(shù)(n) (3-1-2-1)格柵條數(shù) n-1=241 (個(gè))(2)柵槽寬度(B)設(shè)柵條寬度S=0.01m, 則 (3-1-2-2)(3)進(jìn)水渠道漸寬部分長(zhǎng)度(l1)設(shè)進(jìn)水渠寬B1=4m,=20° (3-1-2-3)(4)柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分的長(zhǎng)度(l2) (3-1-2-4)(5)通過(guò)格柵的水頭

19、損失(h1)柵條斷面為銳邊矩形斷面, (3-1-2-5)(6)柵后槽總高度(H)設(shè)柵前渠道超高h(yuǎn)2=0.3m H = h+h1+h2 = 0.3+0.276+0.3 = 0.876m (3-1-2-6) (7)柵槽總長(zhǎng)度(L) (3-1-2-7)(8)每日柵渣量(W)在格柵間隙20mm的情況下，設(shè)柵渣量為每1000m3污水產(chǎn)0.1m3 (3-1-2-8)因W>0.2 m3/d，所以宜采用機(jī)械清渣。3、沉砂池本方案采用旋流沉砂池的鐘式沉砂池結(jié)構(gòu)。本工程設(shè)計(jì)流量為Qd=347L/s, Qmax =500L/s,因此選用型號(hào)550的鐘式沉砂池2個(gè)，尺寸圖及各部分具體尺寸見(jiàn)表3-1和圖3-2。表

20、3-1 鐘式沉砂池各部分尺寸表單位：m型號(hào)流量(L/S)ABCDE5505303.651.50.7501.500.40型號(hào)FGHJKL5501.700.600.510.580.801.454、水解酸化池水解酸化池進(jìn)、出水主要指標(biāo)及去除率預(yù)計(jì)如下表3-2。 表3-2 水解酸化池進(jìn)、出水主要指標(biāo)及去除率項(xiàng)目BOD5mg/LCODCrmg/LNH3-Nmg/LPO43-Pmg/LSSmg/LPH進(jìn)水水質(zhì)30050025122506-9出水水質(zhì)27042525122006-9去除率（%）101520 (1) 水解酸化池池體計(jì)算取水力停留時(shí)間HRT = 4h,Q = 30000m3/d = 1250m3

21、/h水解酸化池有效容積： (3-1-4-1)池內(nèi)上升流速一般控制在0.81.8m/h，本設(shè)計(jì)取=1.2m/h，則有效高度為： (3-1-4-2)為保證污水進(jìn)入池內(nèi)后能與活性污泥層快速均勻地混合，所以本設(shè)計(jì)在池體下部專(zhuān)門(mén)設(shè)有多槽布水區(qū)，每條布水槽的截面為上寬下窄的體型，高度為0.9m，下部水力流速為2.2m/h，上部水力流速為1.6m/h。實(shí)際有效高度為 (3-1-4-3)取超高為0.5m，則實(shí)際總高度為 (3-1-4-4)按有效池容計(jì)算，水解池有效截面積為： (3-1-4-5)按上升流速計(jì)算，水解池有效截面積為： (3-1-4-6)取較大值，則截面積為877.2m2，2格池子，矩形共壁，則：長(zhǎng)

22、×寬=22m×20m；(2)水解酸化池的排泥系統(tǒng)污泥含水率為99%，取Y=0.15kgss/BOD5，=1g/cm3，則污泥的體積為：13.5 m3/d。5、初沉池初沉池進(jìn)、出水主要指標(biāo)及去除率預(yù)計(jì)如下表3-3。 表3-3 初沉池進(jìn)、出水主要指標(biāo)及去除率項(xiàng)目BOD5mg/LCODCrmg/LNH3-Nmg/LPO43-Pmg/LSSmg/LPH進(jìn)水水質(zhì)27042525122006-9出水水質(zhì)2433402512406-9去除率（%）102080設(shè)計(jì)人口250000人，沉淀時(shí)間1.5h,采用鏈帶式刮泥機(jī)。池子總面積 設(shè)表面負(fù)荷q=2.0 m3/( m2·h)，設(shè)計(jì)流

23、量Qmax =0.503m3/s，則 (3-1-5-1)沉淀部分有效水深設(shè)沉淀時(shí)間1.5h，則 (3-1-5-2)沉淀部分有效容積 (3-1-5-3)池長(zhǎng)設(shè)水平流速v=4.60mm/s，則 (3-1-5-4)池子總寬 (3-1-5-5)設(shè)每個(gè)池子寬b=4.5m，則池子個(gè)數(shù) (3-1-5-6)校核長(zhǎng)寬比和長(zhǎng)深比4 （符合要求）8 （符合要求）污泥部分需要的總?cè)莘e設(shè)T=2d，污泥量為25g/(人·d)，污泥含水率95%，則 (3-1-5-7) (3-1-5-8)每格池污泥所需容積 (3-1-5-9)污泥斗容積污泥斗底采用500×500mm，上口采用4500×4500m

24、m，污泥斗斜壁與水平面夾角為60°，則污泥斗高度 (3-1-5-10)污泥斗容積 (3-1-5-11)污泥斗以上梯形部分污泥容積，設(shè)池底坡度為0.01，則梯形部分高度 (3-1-5-12)梯形上底邊長(zhǎng) (3-1-5-13)梯形下底邊長(zhǎng) (3-1-5-14)梯形部分污泥容積 (3-1-5-15)污泥斗和梯形部分污泥容積32m3 (3-1-5-16)池子總高度設(shè)超高，緩沖層高度，則(3-1-5-17)3.2曝氣生物濾池的設(shè)計(jì)計(jì)算1、C/N曝氣生物濾池(1) C/N曝氣生物濾池池體的設(shè)計(jì)C/N曝氣生物濾池池體的設(shè)計(jì)按有機(jī)負(fù)荷法計(jì)算，并用COD有機(jī)負(fù)荷和水力負(fù)荷進(jìn)行校核。C/N上向流曝氣生物

25、濾池進(jìn)出水主要指標(biāo)及設(shè)計(jì)去除率如表3-4。表3-4 C/N上向流曝氣生物濾池進(jìn)出水主要指標(biāo)及設(shè)計(jì)去除率 單位：mg/L項(xiàng)目BOD5CODCrNH3-NSS進(jìn)水水質(zhì)2433402540出水水質(zhì)60.751022020去除率(%)75702050本設(shè)計(jì)中的污水量為Q=30000m3/d，在C/N曝氣生物濾池中，每天所要去除的BOD5量為： (3-2-1-1)取BOD5有機(jī)負(fù)荷q=2kgBOD/，則所需的濾料體積為： (3-2-1-2)采用COD有機(jī)負(fù)荷進(jìn)行校核：當(dāng)濾料體積為2733.75 m3時(shí)，每天經(jīng)C/N曝氣生物濾池去除的COD重量為： (3-2-1-3)C/N曝氣生物濾池內(nèi)的COD負(fù)荷為：

26、(3-2-1-4)因，滿(mǎn)足要求。根據(jù)國(guó)內(nèi)外已建成并運(yùn)行的曝氣生物濾池的實(shí)際情況，該工程取濾料層高度為H濾料=4.5m,則曝氣生物濾池的截面積計(jì)算如下： (3-2-1-5)設(shè)8格池子，則單池面積： (3-2-1-6)矩形共壁，長(zhǎng)×寬=10m×7.6m。空塔水力負(fù)荷校核： (3-2-1-7)滿(mǎn)足要求。為考慮進(jìn)入濾池廢水均勻地流過(guò)濾料層，在濾料承托層下部設(shè)計(jì)緩沖配水室，取H配水=1.2m，并在配水室池壁考慮設(shè)置檢修人孔；另外考慮到濾池反沖洗時(shí)濾料膨脹，在濾料層上部保證有0.81.0m的清水區(qū)，本設(shè)計(jì)取清水區(qū)高度H清水=0.8m；取濾料層超高H超高=0.5m，承托層高H承托=0.3

27、m，則濾池總高為： (3-2-1-8)污水在曝氣生物濾池濾料層的空塔停留時(shí)間為:t0=4.5/2.062.2h (3-2-1-9)根據(jù)實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，濾池在裝滿(mǎn)濾料后，廢水在濾料層中的實(shí)際停留時(shí)間約為空塔停留時(shí)間的1/2左右，即1.1h。(2) C/N曝氣生物濾池配水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)一般濾池的配水系統(tǒng)有大阻力、中阻力和小阻力三種形式，曝氣生物濾池的配水系統(tǒng)一般采用小阻力形式。對(duì)于城市污水處理廠(chǎng)，采用小阻力配水形式中的濾頭配水形式，考慮到曝氣生物濾池采用氣水聯(lián)合反沖洗，所以濾頭采用長(zhǎng)柄濾頭，長(zhǎng)柄濾頭在正常運(yùn)行時(shí)起均勻布水、布?xì)庾饔谩Ｆ貧馍餅V池所選用的長(zhǎng)柄濾頭為HQ-1型，濾水帽、濾水管為一體成型，每個(gè)

28、濾頭共有濾縫20條，每條濾縫，濾縫總面積為3.2cm2/個(gè)。每平方米布置36個(gè)濾頭，開(kāi)孔率=1.152%，流量系數(shù)=0.8。每格濾池的水力負(fù)荷B=0.8L/(m2·s)，則濾池中污水通過(guò)配水系統(tǒng)的水頭損失為： (3-2-1-10)本設(shè)計(jì)中，濾池每平方米布置36個(gè)濾頭，每格間距為150mm。(3)C/N曝氣生物濾池布?xì)庀到y(tǒng)的設(shè)計(jì)在曝氣生物濾池的設(shè)計(jì)中，布?xì)庀到y(tǒng)包括正常工作時(shí)的曝氣系統(tǒng)和濾池反沖洗時(shí)的布?xì)庀到y(tǒng)。曝氣系統(tǒng)本工程設(shè)計(jì)采用生物濾池專(zhuān)用的單孔曝氣器，該曝氣器是針對(duì)曝氣生物濾池的特點(diǎn)專(zhuān)門(mén)研制的，具有空氣擴(kuò)散效果好，氧的利用率高，在濾料中不易堵塞的特點(diǎn)。C/N曝氣生物濾池的供氧量包括

29、去除污水中BOD的需氧量和氨氮部分硝化的需氧量?jī)刹糠帧/N曝氣生物濾池去除污水中單位重量的BOD的需氧量為： (3-2-1-11)即去除1kgBOD需提供1.1kgO2，則C/N曝氣生物濾池每天去除BOD需提供的總氧量為： (3-2-1-12)在C/N曝氣生物濾池中TKN將轉(zhuǎn)化成氨氮，使得污水中實(shí)際的氨氮濃度升高，約為38mg/L，要求出水氨氮量為20mg/L，則氨氮部分硝化每天的需氧量為： (3-2-1-13)則去除污水中的BOD的需氧量和氨氮部分硝化的需氧量標(biāo)態(tài)(合計(jì))為： (3-2-1-14)當(dāng)濾池氧的利用率為EA=30%時(shí)，從濾池中逸出氣體中含氧量的百分率為： (3-2-1-15)當(dāng)

30、濾池水面壓力為P=1.013×105Pa，曝氣器安裝在濾池水面下H=4.5m時(shí)，曝氣器處的絕對(duì)壓力為： (3-2-1-16)則當(dāng)水溫為25時(shí)，清水中的飽和溶解氧濃度為Cs=8.4mg/L,則25時(shí)濾池內(nèi)混合液溶解氧飽和濃度的平均值為： (3-2-1-17)當(dāng)水溫為25時(shí)，C/N曝氣生物濾池實(shí)際需氧量R為：對(duì)于城市生活污水，且假定出水溶解氧濃度為3mgL， (3-2-1-18)C/N曝氣生物濾池總供氣量為： (3-2-1-19)每格單孔膜濾池專(zhuān)用曝氣器供氣量為0.20.3m3/(個(gè)·h)，取曝氣器供氣量為0.25 m3/(個(gè)·h)，則C/N曝氣生物濾池需曝氣器數(shù)量為

31、： (3-2-1-20)反沖洗布?xì)庀到y(tǒng)C/N曝氣生物濾池的反沖洗采用氣水聯(lián)合反沖洗，反沖洗過(guò)程通過(guò)EPT-1型長(zhǎng)柄濾頭完成。(4)濾料層、承托層本次課程設(shè)計(jì)的曝氣生物濾池中選用了球形陶粒作為濾料。由于進(jìn)入C/N曝氣生物濾池的污水為水解酸化池出水，其中含有一定量的懸浮物，C/N曝氣生物濾池的作用除了去除污水中的有機(jī)物和部分氨氮硝化外，還需對(duì)懸浮物進(jìn)行截留，所以選用直徑35mm的球形陶粒濾料，按級(jí)配填裝。由于陶粒粒徑較小，為防止濾頭堵塞，須在陶粒層下部設(shè)置承托層，選用鵝卵石。(5)濾池出水系統(tǒng)C/N曝氣生物濾池出水系統(tǒng)采用單側(cè)出水，并在出水口設(shè)計(jì)為60°斜坡和設(shè)置柵形穩(wěn)流板。2、N曝氣生

32、物濾池(硝化濾池)N曝氣生物濾池主要用于對(duì)污水中的氨氮進(jìn)行硝化脫氮。N曝氣生物濾池與C/N曝氣生物濾池的結(jié)構(gòu)完全相同。(1) N曝氣生物濾池池體的設(shè)計(jì)N曝氣生物濾池的設(shè)計(jì)按硝化負(fù)荷法計(jì)算。N曝氣生物濾池進(jìn)、出水主要指標(biāo)及設(shè)計(jì)去除率見(jiàn)表3-5。表3-5 N曝氣生物濾池進(jìn)、出水主要指標(biāo)及設(shè)計(jì)去除率單位：mg/L項(xiàng)目BOD5CODCrNH3-NSS進(jìn)水水質(zhì)60.751022020出水水質(zhì)24.351810去除率(%)60506050N曝氣生物濾池中每天所以去除的氨氮重量為： (3-2-2-1)則所需濾料體積計(jì)算如下：對(duì)于一般城市污水，濾料表面負(fù)荷 (3-2-2-2)取濾料層高度為H濾料=2.5m，則

33、N曝氣生物濾池的截面積計(jì)算如下： (3-2-2-3)設(shè)8格池子，則單池面積： (3-2-2-4)設(shè)成矩形池，長(zhǎng)×寬=7.5 m×6 m。水力負(fù)荷校核如下： (3-2-2-5)滿(mǎn)足要求。濾料承托層下部設(shè)緩沖配水室，取H配水=1.2m，清水區(qū)高度H清水=0.8m，濾池超高H超高=0.4m，承托層高H承托=0.2m，則濾池總高為： (3-2-2-6)空塔水力停留時(shí)間t1=5.1/3.47=1.47h實(shí)際水力停留時(shí)間t2=1/2t1=0.735h(2) N曝氣生物濾池配水系統(tǒng)N曝氣生物濾池系統(tǒng)的作用與C/N曝氣生物濾池相同，也采用EPT-1型長(zhǎng)柄濾頭，每平方米布置36個(gè)濾頭，開(kāi)孔率

34、=1.152%，流量系數(shù)=0.8，每格濾池的水力負(fù)荷B=0.964L/ (m2·s)，則濾池中污水通過(guò)配水系統(tǒng)的水頭損失為：h1=×10-6=5.58×10-4m (3-2-2-7)濾池每平方米布置36個(gè)濾頭，每格間距為150mm。(3) N曝氣生物濾池布?xì)庀到y(tǒng)曝氣系統(tǒng)N曝氣生物濾池的供氧量包括氨氮硝化的需氧量和去除污水中剩余BOD的需氧量?jī)刹糠帧曝氣生物濾池去除污水中單位重量的BOD的需氧量為： (3-2-2-8)即去除1kgBOD需提供0.501kgO2，則N曝氣生物濾池每天去除BOD需提供的總氧量為： (3-2-2-9)氨氮硝化每天的需氧量為： (3-2-

35、2-10)則去除污水中的BOD的需氧量和氨氮部分硝化的需氧量標(biāo)態(tài)(合計(jì))為： (3-2-2-11)當(dāng)濾池氧的利用率為EA=30%時(shí)，從濾池中逸出氣體中含氧量的百分率為： (3-2-2-12)當(dāng)濾池水面壓力為P=1.013×105Pa，曝氣器安裝在濾池水面下H=3.8m時(shí)，曝氣器處的絕對(duì)壓力為： (3-2-2-13)則當(dāng)水溫為25時(shí)，清水中的飽和溶解氧濃度為Cs=8.4mg/L,則25時(shí)濾池內(nèi)混合液溶解氧飽和濃度的平均值為： (3-2-2-14)當(dāng)水溫為25時(shí)，C/N曝氣生物濾池實(shí)際需氧量R為：對(duì)于城市生活污水，且假定出水溶解氧濃度為4mgL，則： (3-2-2-15)N曝氣生物濾池總

36、供氣量為： (3-2-2-16)N曝氣生物濾池內(nèi)曝氣器按每平方米36個(gè)布置，布置間距為150mm,則N曝氣生物濾池需曝氣器數(shù)量為： (3-2-2-17)實(shí)際每個(gè)曝氣器供氣量為0.227m3/(個(gè)·h)。反沖洗布?xì)庀到y(tǒng)N曝氣生物濾池的反沖洗采用氣-水聯(lián)合反沖洗，反沖洗過(guò)程通過(guò)HQ-1型長(zhǎng)柄濾頭完成。(4)濾料層、承托層： 同C/N相同。(5)濾池出水系統(tǒng)： 同C/N相同。3、DN濾池(反硝化濾池)DN濾池在進(jìn)行反硝化反應(yīng)來(lái)脫氮的同時(shí)也降低了污水中的有機(jī)物質(zhì)，為后續(xù)的硝化反應(yīng)創(chuàng)造了條件。DN濾池不需要曝氣系統(tǒng)，除此以外其與N曝氣生物濾池的結(jié)構(gòu)基本相同。(1) DN濾池池體的設(shè)計(jì)由硝化反應(yīng)

37、可知N池去除的NH3-N轉(zhuǎn)化為N03N的比例是1:0.98，則DN池進(jìn)水的N03N為11.76 mg/L。DN濾池的設(shè)計(jì)按反硝化負(fù)荷法計(jì)算。DN濾池進(jìn)、出水主要指標(biāo)及設(shè)計(jì)去除率見(jiàn)表3-5。表3-5 DN濾池進(jìn)、出水主要指標(biāo)及設(shè)計(jì)去除率單位：mg/L項(xiàng)目進(jìn)水水質(zhì)出水水質(zhì)去除率（%）N03-N11.761.17690DN濾池中每天所以去除的硝氮重量為： (3-2-3-1)所需濾料體積，取濾料容積負(fù)荷為0.8kg/（m3/·d）,則： (3-2-3-2)取濾料層高度為H濾料=0.8m，則DN濾池的截面積計(jì)算如下： (3-2-3-3)設(shè)8格池子，設(shè)成矩形池，則單池面積為： (3-2-3-4)每格池的長(zhǎng)×寬=9m×7m。水力負(fù)荷校核如下： (3-2-3-5)滿(mǎn)足要求。濾料承托層下部也設(shè)有緩沖配水室，取H配水=1.2m，清水區(qū)高度H清水=0.8m，濾池超高H超高=0.4m，承托層高H承托=0.2m，則濾池總高為： (3-2-3-6)空塔水力停留時(shí)間t1=3.4/2.51.36h實(shí)際水力停留時(shí)間t =t2=0.68h (3-2-3-7)(2) DN濾池配水系統(tǒng)DN濾池系統(tǒng)的作用與N曝氣生物濾池相