内蒙古工业大学本科毕业设计说明书
符合设计要求。
（2）上下三角形集气罩相对位置及尺寸设计计算
CH=CDsin40°=3.8×sin45°＝2.7m
1 AI=Ditg45°=(DE-b2)×tg45°
21 = (25.4-18.5)×tg45°=3.45m
2故 h4= CH + AI=2.7+3.45=6.15 m h5=1.0m
由上述尺寸可计算出上集气罩上底直径为：
BC=CD/sin45°=3.8/sin45°=5.35m 11DI=(DE-b2)=(25.4-18.5)=3.45m
22AD= DI/cos45°=3.45/cos45°=4.86m BD= DH/cos50°=2.7/cos45°=3.8m AB= AD-BD=4.86-3.8= 1.06m
3、气液分离设计
在消化温度为25℃时，沼气密度ρg=1.12g/L；水的密度ρ0=997.0449kg/m3； 水的运动粘滞系数v=0.0089×10?4m2/s；取气泡直径d=0.01cm。
由斯托克斯公式可得气体上升速度vb为：
vb?βg(ρ0?ρg)d218μ （4-4）
式中：vb—气泡上升速度(cm/s)；
β—碰撞系数，取0.95； g—重力加速度(cm/s2)；
h μ—废水的动力粘度系数，g/(cm.s) μ=vβ
0.95?9.8?102?(997.0449-1.12)?10-3?0.012vb??0.616cm/s?21.96m/h
18?0.0089?0.95vb21.96??11.4 va1.93校核：
式中：va—水流速度，va=v2=1.93m/h。
vBCBC5.35 ??5 b?vaABAB1.0631
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故设计满足要求。
4.1.6 出水系统设计
采用锯齿形出水槽，槽宽取0.2m，槽高取0.2m。
4.1.7 排泥系统设计
产泥量为：3760×0.75×0.1×50000×10-3=14100 kgMLSS/d
每日产泥量14100 kgMLSS/d，则每个USAB日产泥量3525 kgMLSS/d。
4.1.8 理论上每日的污泥量
W=Q×(C0-C1)/1000(1-0.99) （4-5）
式中：Q—设计污水流量，m3/d；
C0 —进水悬浮物浓度，mg/L； C1—出水悬浮物浓度，mg/L； P0—污泥含水率，%。
W=50000×(444-44.4)/(1000×1000(1-0.99))=1998m3/d
4.1.9 产气量计算
每日产气量：3760×0.75×0.5×50000×10-3=70500m3/d
4.2 DE型氧化沟工艺计算
氧化沟是活性污泥法的改良和发展，曝气池呈现封闭渠道形，污水和活性污泥的混合液在曝气池中循环流动，呈缺氧好氧的交替变化状态，使沟渠中相继进行硝化和反硝化的过程，本质是活性污泥法的一种变形，又称循环曝气池。其常见的类型有：帕式、同心圆式、循环折流式、T型氧化沟、DE型氧化沟。氧化沟的特点有不设初沉、耐冲击负荷、污泥量少、出水水质好等，广泛应用于大规模水处理污水。其在流态上介于推流式和完全混合式之间，局部流态为推流式，整体为完全混合状态，从而同时兼具这两种混合方式的特点。本设计中选用DE型氧化沟工艺。取DE型氧化沟数目为2组，每组的设计流量为0.41m3/s。
4.2.1 设计参数
1、氧化沟的处理能力决定于污水温度和沟内活性生物固体的浓度。实际工艺常依据进水中污泥龄、污染物负荷、污泥负荷F/M和污水的温度等进行设计计算。
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设计污泥龄、F/M和水温三者之间有的函数关系如表4-3所示：
表4-3 污泥龄、F/M和水温三者之间有的函数关系 温度（℃） 污泥龄（d）
F/M
5 20 0.06
10 12 0.10
15 8 0.15
20 4 0.20
DE型氧化沟设计为：F/M?0.05~0.1kgBOD5/(kgVSS?d)，相应的污泥龄为12~30d，而活性污泥浓度通常为2000~6000mg/L。
2、延时曝气氧化沟的主要设计参数，应根据试验资料确定，若无试验资料时可按下表4-4的经验值取值[13]。
表4-4 延时曝气氧化沟的主要设计参数
项目 活性污泥浓度 容积负荷Nv 污泥负荷Ls 污泥龄 污泥产率Y 需氧量 水力停留时间 污泥回流比R 处理效率η
单位
mg/L
3
kgBOD5/（m·d） kgBOD5/kgMLSS·d
d
kgVSS/kgBOD5 kgO2/BOD5
参数值 2000~6000 0.2~0.4 0.05~0.15
h % % ?15 0.3~0.6 1.5~2.0 ?16 75~150 ?95%
3、氧化沟内的平均流速大于0.25m/s，混合液在渠内流速v=0.4~0.5m/s。 4、氧化沟的有效水深与曝气、混合和推流设备的性能有关，一般采用3.5～4.5m。 5、根据氧化沟渠宽度，在弯道处可设置一道或多道导流墙；氧化沟的隔流墙和导流墙应高出设计水位0.2～0.3m。
4.2.2 DE型氧化沟计算
1、内源呼吸系数[9]
KdT?Kd20?θT?T?20
式中：KdT—内源呼吸系数，d?1；
Kd20—温度为20?C时，内源呼吸系数，d?1，一般取0.04~0.075； θT—温度系数，一般取1.02~1.06。 本设计取θT=1.04，Kd20=0.06
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?206(1.084)?0.03 7当T?8?C时 KdT?0.0?2、出水计算
设计中取BOD5的去除率为97%，氨氮的去除率为80%，SS的去除率85%，则：
BOD5的排出浓度为： Se?S0(1?97)?500?0.03?15mg/ L去除的BOD5的浓度为： Sr?S0?Se?500?15?485mg；/L 氨氮的排出浓度为 Ne?N0(1?80%)?36?0.2?7.2mg /L去除的氨氮的浓度为： Nr?N0?Ne?36?7.2?28.8mg /L3、污泥龄计算
θc?XYS rY一般取值0.4~0.8，本设计取0.4，X取5500mg/L。
θ?0.75c?55000.4?485?21.3d，取22天
4、好氧区有效容积
V?Se)0.4?1?YQ(S0?K?50000?485?22?0.037?22)?10694.6m3X(1
dθc)2?5500?(15、缺氧区有效容积 反消化区脱氮量：
W?Q(N0?Ne)?0.12YQ(S0?Se)
50000?28.8 ?2?1000?0.124?0.4?50000?4852?1000
?118.6kg/d缺氧区有效容积：
VW2?V dnX式中：Vdn—反消化速率，本设计取Vdn?[0.025kgNO3?N/(kgMLSS?d)]。
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4-6） 4-7） （ （内蒙古工业大学本科毕业设计说明书
V2?118.6?862.5m3。
0.025?5.56、氧化沟总有效容积
V?V1?V2 （4-8） K式中：K—具有活性作用的污泥所占总污泥量的比例，取取0.5。
V?10694.6?862.5?23114
0.57、氧化沟平面尺寸
设计中取氧化沟的有效水深为h=4m，圆直径为30m。 氧化沟的面积为： A?V231142 ??5778mh4302 )?2?2?30L2则有 A?π( 从而得 L=84.5m。
4.2.3 设计参数的较核
1、水力停留时间较核
t?24V24?23114?2??19.7h?16h，符合要求。 Q500002、BOD— 污泥负荷率
Ns?Q(S0?Se)50000?485??0.127
VXv2?23114?0.75?5500Ns介于0.05～0.15之间，符合要求。
4.2.4 剩余污泥量计算
W?YQ(S0?Se)0.4?50000?485??5347.3kg/d
1?Kdθc1000?(1?0.037?22) 35