污水处理厂设计计算书
一、工程概况
某城市污水处理厂，采用传统活性污泥法处理工艺，沉淀池型式为辐流式，曝气池采用鼓风曝气，进入曝气池的总污水量为50000m3/d，污水的时变化系数为1.28，进入曝气池污水的BOD5为215mg/L，处理出水总BOD5?20mg/L。
二、曝气池的设计
1．污水处理程度的计算
进入曝气池污水的BOD5值（Sa）为215mg/L，计算去除率，首先按下式计算处理水中非溶解性BOD5值，即
BOD5=7.1bXaCe
式中Ce——处理水中悬浮固体浓度，取值为25mg/L；
b——微生物自身氧化率，一般介于0.05~0.1之间，取值0.09； Xa——活性微生物在处理水中所占比例，取值0.4； 代入各值
BOD5=7.1×0.09×0.4×25=6.39≈6.4
处理水中溶解性BOD5值为：
20-6.4=13.6mg/L
去除率
?=(215-13.6)/215=0.938≈0.94
2．曝气池的计算与各部位尺寸的确定 曝气池按BOD-污泥负荷法计算 (1) BOD-污泥负荷率的确定
拟定采用的BOD-污泥负荷率为0.3kgBOD5/(kgMLSS·d)。但为稳妥计，按下式加以较核：
Ns=K2Sef/?
K2值取0.0280 Se=13.6mg/L ?=0.94 f=MLVSS/MLSS=0.75 代入各值
Ns=0.0280×13.6×0.75/0.94=0.30 kgBOD5/(kgMLSS·d)
计算结果确证，取值0.3是适宜的。
(2) 确定混合液污泥浓度（X）
根据已确定的Ns值，查图4-7得相应的SVI值为100-120，取值120。
按下式确定混合液污泥浓度值X。对此r=1.2，R=50%，代入各值，得：
X=R·r·106/[(1+R)SVI]=0.5×1.2×106/[(1+0.5)×120]=3333mg/L≈3300mg/L (3) 确定曝气池容积，按下式计算，即：
V=QSa/(NsX) 代入各值：
V=50000×215/(0.30×3300)=10858.59≈10859m3
(4) 确定曝气池各部位尺寸 设4组曝气池，每组容积为
10859/4=2715m
池深取4.2m，则每组曝气池的面积为
F=2715/4.2=646.43m
池宽取4.5m，B/H=4.5/4.2=1.07，介于1-2之间，符合规定。
池长：
F/B=646.43/4.5=143.7
L/B=143.7/4.5=31.92>10，符合规定。
设三廊道式曝气池，廊道长：
L1=L/3=143.7/3=47.9≈48m 取超高0.5m，则池总高度为
4.2+0.5=4.7m
在曝气池面对初次沉淀池和二次沉淀池的一侧，各设横向配水渠道，并在两池中部设纵向中间配水渠道与横向配水渠道相连接，在两侧横向配水渠道上设进水口，每组曝气池共有三个进水口。
在面对初次沉淀池的一侧（前侧），在每组曝气池的一端，廊道Ⅰ进水口处设回流污泥井，井内设污泥提升器，回流污泥由污泥泵站送入井内，由此通过空气提升器回流曝气池。
3．曝气系统的设计与计算 本设计采用鼓风曝气系统。 (1) 平均时需氧量的计算
O2=aQSr+bVXa 其中a=0.5；b=0.15
代入各值
O2=0.5×50000(215-20)/1000+0.15×10859×2500/1000=8947.125kg/d=373kg/h
(2) 最大时需氧量的计算
根据原始数据 k=1.28 代入各值：
O2(max)=0.5×50000×1.28(215-20)/1000+0.15×10859×2500/1000=10312.125kg/d=429.67kg/h
(3) 每日去除的BOD5值
BODr=50000×(215-20)/1000=9750kg/d
''''23(4) 去除每kgBOD的需氧量
△O2=8947.125/9750=0.92kgO2/kgBOD
(5) 最大时需氧量与平均时需氧量之比
O2(max)/ O2=429.67/373=1.15
4．供气量的计算
采用网状膜型中微孔空气扩散器，敷设于距池底0.2m处，淹没水深4.0m，计算温度定为30℃。 水中溶解氧饱和度：
Cs(20)=9.17mg/L;Cs(30)=7.63mg/L
(1) 空气扩散器出口处的绝对压力（Pb）计算如下：
Pb=1.013×105+9.8×103H
=1.013×10+9.8×10×4.0 =1.405×105Pa
(2) 空气离开曝气池面时，氧的百分比按下式计算：
Ot=21(1-EA)/[79+21(1-EA)]×100%
EA——空气扩散器的氧转移效率，对网状膜型中微孔空气扩散器，取值12%。 代入EA值，得：
Ot=21(1-0.12)/[79+21(1-0.12)]×100%=18.96%
(3) 曝气池混合液中平均氧饱和度（按最不利的温度条件考虑）按下式计算，即：
Csb(T)=Cs(Pb/2.026×10
?553+Ot/42)
最不利温度条件按30℃考虑，代入各值，得：
Csb(30)=7.63×(1.405/2.026+18.96/42)=8.74mg/L
(4) 换算为在20℃条件下，脱氧清水的充氧量，按下式计算，即：
R0=RCs(20)/[?(?·?·Csb(T)-C)·1.024
取值?=0.82；?=0.95；C =2.0；?=1.0 代入各值，得：
R0=373×9.17/[0.82×(0.95×1.0×8.74-2.0)×1.024
相应的最大时需氧量为：
R0=429.67×9.17/[0.82×(0.95×1.0×8.74-2.0)×1.024
(5) 曝气池平均时供气量按下式计算，即：
(30?20)(30?20)T?20]
]=522kg/h
]=601 kg/h
Gs=R0/(0.3EA)×100
代入各值，得：
Gs=522/(0.3×12)×100=14500m3/h
(6) 曝气池最大时供气量
Gs=601/(0.3×12)×100=16695 m3/h
(7) 去除每kgBOD5的供气量：
14500/9750×24=35.69m3空气/kgBOD
(8) 每m3污水的供气量：
14500/50000×24=6.96 m3空气/ m3污水
(9) 本系统的空气总用量：
除采用鼓风曝气外，本系统还采用空气在回流污泥井提升污泥，空气量按回流污泥量的8倍考虑，污泥回流比R取值50%，这样提升污泥所需空气量为：
8×0.5×50000/24=8334m/h
总需气量：
16695+8334=25029 m/h
5．空气管系统计算
按附图所示曝气池平面图布置空气管道，在相邻的两个廊道的隔墙上设一根干管，共6根干管。在每根干管上设10对配气竖管，共20条配气竖管。全曝气池共设120条配气竖管。每根竖管的供气量为：
16695/120=139.125 m/h
曝气池平面面积为：
48×4.5×3×4=2592m
每个空气扩散器的服务面积按0.50 m
22333计，则所需空气扩散器的总数为：
2592/0.50=5184个
为安全计，本设计采用5280个空气扩散器，每个竖管上安设的空气扩散器的数目为：
5280/120= 44个
每个空气扩散器的配气量为： 16695/5280=3.16 m/h
将已布置的空气管路及布设的空气扩散器绘制成空气管路计算图如下，用以计算。
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