四川理工学院毕业设计 工艺设计计算
=15.39(m3)
④ 填料塔高度
取填料塔直径D=2m，则有填料塔高度
4VpH??D2
（4-5） 4?15.39??4.9m3.14?22 取整为H=5.0m。 ⑤空气用量
Qg?Q?Aw （4-6） =2.08×12.534=26.07（m3/min）
4.3 气浮池
4.3.1 设计说明
气浮法也称浮选法，其原理是设法使水中产生大量的微气泡，以形成水、气及被去除物质的三相混合体，在界面张力、气泡上升浮力和静水压力差等多种力的共同作用下，促进微细气泡粘附在被去除的微小油滴上后，因粘合密度小于水而上浮到水面，从而使水中油粒被分离去除。设计选用目前最常用的平流式气浮池，废水从池下底部进入气浮接触区，保证气泡与废水有一定的接触时间，废水经隔板进入气浮分离区进行分离后，从池底集水管排出，如下图4-3所示。其优点是池身浅，造价低，构造简单，管理方便。
图4-3 气浮池示意图
4.3.2 设计参数
（1）加压水泵
加压水泵作用是提供一定压力的水量，本设计中采用离心泵。 （2）空气供给设备
压力溶气气浮的供气方式可分为泵前插管进气、水泵-射流器供气、水泵-空压机供气三种，本设计采用水泵-空压机供气。
（3）压力溶气罐（填料溶气罐）设计参数：
过流密度I:2500-5000m3/(m2.d),取2500m3/(m2.d) 填料层高度Z1=0.8-1.3m，取1.0m。 布水区Z2=0.2-0.3m取0.2m。 液位控制高度0.6-1.0m取0.8m。 溶气罐承压能力>0.6MPa
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罐内理论停留时间为3min。 气浮池参数：
设计停留时间t=15min
表面负荷率q=6-8m3/(m2.h)取6m3/m2.h
废水经挡板底部进入气浮接触室时的流速<0.1m/s,取0.06m/s。 废水在接触室中的上升速度uc=10-20mm/s,取16mm/s。 回流比为5%-10%，取10%。
4.3.3 设计计算
（1）溶气罐的容积[11]：VR?QRt实f d 式中：fd—溶气罐有效容积系数，取60%；
t
实
—罐内实际停留时间，取
QR—溶气用水量，取处理水量的10%，则 QR=200m3/d=8.33m3/h=0.139m3/min 代入得VR=0.139×5/60%=1.159m3 （2）溶气罐的直径按下式计算：D4QRd??I 将算的数值代入式子得直径为： Dd?4QR?I?4?2403.14?2500?0.35m （3）溶气罐的高度Z=Z1+Z2+Z3=1+1+0.2=2.2m
（4）分离室的表面积 m2
分离式长宽比取L:B=2:1则L=5.27m B=2.64m 气浮池有效水深
H=Vs.ts=2.0×60×2.0=2.4m 接触室的表面积由下式计算：
AQ?QRc?u c
将算出的数值代入式4-10可得接触室表面积
Ac?Q?QR?2000/24?8.33?1.59m2 uc0.016?3600
接触室长度L?Ac?1.592.64?0.602m取整为0.60m。
B气浮池净容积：
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（4-7）
（4-8） （4-9）
4-10） （四川理工学院毕业设计 工艺设计计算
V??Ac?As?H
??13.89?1.59??2.4 （4-11） ?37.15m3（5）气浮所需空气量 V??(G/S)S1?0.001?G1?/k （4-12） 式中：G—气浮池析出的空气量，(kg/h); S—废水中应去除的污染物量（kg/h） q—加压水量，为27.83m3/h;
k—空气饱和系数，k=40%-90%,取50%；
p—设计考虑采用的压力，一般为2.04-4.08kg/cm2,取3kg/cm2; S0—大气压力下空气在水中的饱和溶解度，20℃时为18.7mg/L； Q—设计水量，采用最大设计水量125m3/h； S1—废水中欲除去的污染物浓度，120mg/L； G1—空气在水中的溶解度，60mg/L； 则
G/S?q?kp?1?S0/QS1
?27.83?(50%?3?1)?18.7/125?120 （4-13） ?0.0173
V=(0.0173×120×0.001+60）/50%=120L/h
（6）空压机所需额定气量V1=?,V/(60×1000) （4-14） 式中： ?,—安全与空压机效率系数，一般为1.2-1.5，取1.5； 则V1=1.5×120/（60×1000）=0.003m3/min
4.4 A/O池设计
4.4.1设计说明
A/O法脱氮工艺流程的反硝化反应器在前，BOD去除、硝化反应的综
合反应器后。反硝化反应时以原污水中的有机物为碳源的。在硝化反应器内的含有大量硝酸盐的消化液回流到反硝化反应器，进行反硝化脱氮反应。其工艺流程如下图4-4所示
N2 内循环（硝化液回流） 沉淀池 原污水 反硝化器 BOD5去除及硝 （缺氧） 化反应器 处理水 （好氧） 第 13 页 四川理工学院毕业设计 工艺设计计算
回流污泥 剩余污泥
图4-3 A/O工艺流程示意图
4.4.2设计参数[13]
停留时间t=4-12h，取10h，污泥回流比R=50%-60%，取80%，混合液回流比100%-200%,取100%，SVI=150
20℃时反硝化速率Kde=0.36kgNO3--N/(kgMLVSS.d) 回流污泥含量Xr=r×106/SVI=6600mg/L
R0.8Xr??6600?2933mg/L 曝气池内混合液污泥含量Xv?R?10.8?1活性污泥挥发性固体含量f=MLVSS/MLSS=0.75
污泥产率系数Y=0.1kg/(kg.d) 内源呼吸速率Kd=0.05d-1 溶解氧，缺氧区<0.2-0.5mg/L 好氧区>2-4mg/L
4.4.3设计计算
（1）稳定运行下硝化菌比增率: UN?(umax)N (4-15)
N?KN式中：N—曝气池的NH4+-N含量，mg/L；
KN—硝化反应饱和（或半速率）常数，mg/L；
则 UN=0.47×80/(80+1)=0.46d-1
完成硝化所需要最小泥龄(?c)min?1 (4-16) uN1?2.17d 0.46 将所得数值代入式中得：（θc）min =
设计泥龄θc0=F.(?c)min .PF?2.0?2.17?1.3?5.65d （4-17） 式中：F—安全系数，2.0； PF—峰值系数，1.3。 ?好氧池1有效容积： V好1=
QY?c0(S0?Se) （4-18）
Xv?1?Kd?c0?式中: S0—进水COD浓度，一级处理及缺氧池后COD浓度为 70%×1500=1050mg/L；
Se—出水COD浓度，曝气池COD去除率为80%，则去除 80%×1050=840mg/L 剩余Se=1050-840=210mg/L
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则V好1=
0.1?2000?5.65??1050?210??336.5m3 2933?0.75??1?5.65?0.05?24V好1 （4-19） Q停留时间由下式计算：t好1?将所得数值代入式子可得好氧池1停留时间 t好1=24×V好1/Q=4.038h
好氧池1的有效水深一般在4-5m，取5m，则好氧池面积
V336.5 A=??67.3m2
H5设L:B=5:1则L=18.3m=19m，B=3.67m=4m ?好氧池2的有效容积： V好2=
QY?c0(S0?Se) （4-20）
Xv?1?Kd?c0?式中： S0—进水COD的浓度，210mg/L;
Se—出水COD的浓度，210×（1-80%）=42mg/L 则V好2=
0.1?2000?(210-42)?5.65?67.29m3
2933?0.75?(1?5.65?0.05)24V好224?67.29??0.807h Q2000好氧池2水力停留时间t好2=
好氧池2有效水深取4m，则好氧池2的面积A
A=67.29/4=16.82m2,
好氧池取L:B=4:1，则L=8.20m B=2.05m
?好氧池总容积 V=V好1+V好2=336.5+67.29=403.79m3 水力停留时间 t=t好1 +t好2=4.038+0.807=4.845h （2）缺氧池容积计算
缺氧池通过曝气池混合液内回流，使在好氧池2中经硝化反应所产生的硝酸根离子回流至缺氧池进行反硝化反应。
NT?1000Q?Nk?Nte??0.12?Xv? ?缺氧池容积V= （4-21）
Xv.KdeXv.Kde式中： Nk—生物脱氮系统进水总凯氏氮含量，mg/L； Nte —生物脱氮系统出水总凯氏氮含量，25mg/L； Kde—反硝化速率，kgNO3--N/(kgMLVSS.d)。
假定污水中总氮吹脱塔的去除率为80%，则进入生物脱氮系统的总氮Nk=800-800×80%=160mg/L。
每日生成活性污泥量由下式计算： WV?YQ?S0?Se? （4-22） 1?Kd.?c0将所得数值代入式中可得每日生成的活性污泥量为：
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