环境工程课程设计AAO工艺.docx
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环境工程课程设计AAO工艺
1设计任务及资料
1.1设计任务
根据己知资料，设计A'/O生物处理系统
1.2污水水质及设计要求
设计水量Q=3000m7d
设计资料：
设计进水、出水水质见表
处理系统项目
bod5
COD
SS
NH4-N
T-P
pH
进水mg/L
300
500
100
50
10
6.5~9.0
出水mg/L
10
50
10
5
1
2A70工艺的设计流量、处理效率等计算
2.1设计流量计算
根据原始数据与基本参数，首先判断是否，可釆用A?
/。
法。
C0D/TN=500/50=10>8,BOD5/TP二300/10二30>20,符合条件，可釆用A'/O法。
设计流量：
Q=3000m7d=125m7h=0.035m3/s
2.2去除率的计算
2.2.1溶解性B06的去除率
活注污泥处理系统处理水中的BOB值是由残存的溶解性B0D5和非溶解性BOD5二者组成，而后者主要是以生物污泥的残屑为主体。
活性污泥的净化功能，是去除溶解性BODs。
因此从活性污泥的净化功能來考虑，应将非溶解性的B0D从处理水的总B0D5值中减去。
取原污水BOD5值（So）为300mg/L,经初次沉淀池及缺氧池、厌氧段处理，按降低25%考虑，则进入曝气池的污水，其BOD5值（S）为：
Sa=300（1-25%）=225mg/L
计算去除率，对此，首先按式BOD5=5x（1.42bX«Ce）=7.lXczCe计算处理水中的非溶解性BODs值,上式中
Ce一一处理水中悬浮固体浓度，取用综合排放一级标准20mg/L;
b微生物自身氧化率，一般介于0.05-0.1之间，取0.09；
X&—-活性微生物在处理水中所占比例，取值0.4
得B0D3=7.1x0.09x0.4x20=5.lmg/L.
处理水中溶解性B0D5值为:
20-5.1=14.9mg/L,去除率:
225-149
〃=x100%=93.38%
225
2.2.2COD■的去除率
进水COD为300mg/L；
=300-100%I。
。
％=66.7%300
2.2.3SS的去除率
进水SS为100mg/L,出水SS为10mg/L=100-10xl00%=90%
100
2.2.4总氮的去除率
出水标准中的总氮为5mg/L,入水总氮取50mg/L，总氮的去除率为:
=出二100%=95%
502.2.5磷酸盐的去除率
进水中磷酸盐的浓度为10mg/L计。
如磷酸盐以最大可能成Na,P（h计，则磷的含量为10X0.189=1.89mg/L.注意:
Na3P0,中P的含量在可能存在的磷酸盐（溶解性）中是含量最大的，这样计算出來的进水水质中的磷含量偏大，对整个设计来说是偏安全的。
磷的去除率为
1QQ_1
“=-―—X100%=47.09%
1.89
3污水处理工艺流程的选择
这种污水中含有大量的有机污染物和悬浮颗粒污染物，而且含有氨氮比较多。
该污水的可生化性强，易于好氧生化处理。
根据污水进水水质和污水处理的排放标准要求，污水处理工艺要求能除碳、脱氮、除磷和去除污水中悬浮污染物.污水处理站规模3000m7d,为小型污水处理站。
选择的污水处理工艺应具有占地面积小，投资省，操作控制和维护管理简单，自动化程度高等特点。
宜于小型生活污水处理的工艺有氧化沟工艺、SBR工艺和A20工艺。
这三个系列污水处理工艺
均具有去除水中BOD、脱氮、除磷功能。
经技术经济比较，本方案推荐选用目前
应用广泛，技术先进、成熟可靠A'/O污水处理工艺，氧化沟工艺因占地面积较大,
处理效率慢，故不适宜使用。
4A?
/。
生物处理的概述及发展
4.1A'/O工艺的原理
首段厌氧池，流入原污水及同步进入的从二沉池回流的含磷污泥，本池主要
功能为释放磷，使污水中P的浓度升高，溶解性有机物被微生物细胞吸收而使污
水中的BOB浓度下降；另外，因细胞的合成而被去除一部分，使污水中的
NHs-N浓度下降，但NO3-N含量没有变化。
在缺氧池中，反硝化菌利用污水中的有机物作碳源，将回流混合液中带入大
量NO3-N和NOT还原为N?
释放至空气因此BOD5浓度下降，NOs-N浓度大幅度下
降，而磷的变化很小。
在好氧池中，有机物被微生物生化降解，而继续下降；有机氮被氨化继而被
硝化，使NHs-N浓度显著下降，但随着硝化过程使N0「N的浓度增加，P随着聚磷菌的过量摄取，也以较快的速度下降。
A'/O工艺它可以同时完成有机物的去除、硝化脱氮、磷的过量摄取而被去除
等功能，脱氮的前提是NO3-N应完全硝化，好氧池能完成这一功能，缺氧池则完
成脱氮功能。
厌氧池和好氧池联合完成除磷功能。
4.2工艺流程
迪”格栅]V提升泵房|丄沉号池—
砂
<—砂水分离消
毒剂
■排放1接触池—
二沉池
V—好氧池缺氧池
厌氧池《
r初沉池
泵房
初沉污泥
浓缩池
!
•泥讲脱水间
贮泥池
4
4.2八/0工艺的特点
（1）厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类微生物菌群的有机配合，能同时具有去除有机物、脱氮除磷的功能。
（2）在同时脱氧除磷去除有机物的工艺中，该工艺流程最为简单，总的水力停留时间也少于同类其他工艺。
（3）在厌氧-缺氧-好氧交替运行下，丝状菌不会大量繁殖，SVI—般100,不会发生污泥膨胀。
（4）污泥中磷含量高，一般为2.5%以上。
（5）脱氮效果受混合液回流比大小的影响，除磷效果则受回流污泥中夹带
D0和硝酸态氧的影响，因而脱氮除磷效率不可能很高。
4.3A?
/0工艺的应用发展
20世纪80年代末90年代初，A2/0工艺因其较好的除磷脱氮效果而逐渐应用于城市污水处理之中，并且成为主流。
在此阶段，氮磷污染物控制与去除技术的研究及相关技术的应用成为水环境污染控制日益紧迫的重要课题。
20世纪90年代以來，随着具有脱氮除磷功能污水处理工艺的研究应用，发现A2/0工艺本身存在的缺陷，即硝化菌、反硝化菌和聚磷菌在有机负荷、泥龄以及碳源需求上存在着矛盾和竞争，很难在同一系统中同时获得氮、磷的高效去除，阻碍着生物除磷脱氮技术的应用，因此为解决这些工艺矛盾，研究者们进行了大量研究來进行工艺改进，开发出倒置A2/0、UCT、A+A2/O等工艺，尤其对倒置A2/0进行了大量研究，现己完成了对其原理与特点、运行参数的研究，并通过生产试验研究，现己有部分污水厂己釆用该工艺并取得了良好的运行效果，如常州北城污水厂、青岛团岛污水厂、青岛李村河污水处理厂等。
5X/0生物处理系统的设计与计算
5.1设计参数
进水水质：
BOD5=300mg/lC0Dcr=500mg/lSS=100mg/lNH；-N=50mg/lT-P=10mg/l
出水水质：
B0D5=10mg/lC0Dcr=50mg/lSS=10mg/lNH；-N=5mg/1T-P=lmg/1
5.2设计计算
5.2.1污泥回流比，R二100%
5.2.2BOD5污泥负荷、Ns=0.2kgB0D/（kgMLSSXd）:
校核
Ns=K：
sef/n
K：
取0.0185S=14.9n=0.9383f=0.75代入公式得0.22kgB0D/（kgMLSSXd）计算结果确定，世s的值取的是适宜的
5.2.3回流污泥浓度,Xk=6000mg/L；5.2.4水力停留时间，心工J601"十力
Q3000
5.2・5混合液活性污泥浓度，
R1
X=——X=——X6000=3000
l+RK1+1
5.2.6反应池容积
厶坐=3000x225詡25
NX0.2x3000
5.2.7反应池总水力停留时间
1125
匕•=0.375〃=%
3000
5.2.8各段水力停留时间和容积
厌氧：
缺氧：
好氧=1：
1：
4
厌氧池水力停留时间^=1/6x9=1.511,池容比=1/6x1125=187.5m3
缺氧池水力停留时间^=1/6x9=1.511,池容比=1/6x1125=187.5m3
好氧池水力停留时间^=2/3x9=611,池容=2/3x1125=750m3
曝气池有效面积S单
设反应池2组，单组池容弹
V1125
V单■—=——=562.5m3
22
有效水深H4.2m
单组有效面积
出水井平面尺寸为0.03X7（mXm）
5.2.9.5出水管
单组反应池出水管设计流量
反应池出水管设计流量Q5=Q3/2=0.035（m3/s）
管道流速v=0.8/?
?
/5
管道过水断面积A二纟二2竺=0.044/
v0.8
管径d厝厝5
取出水管管径DN250mm
校核管道流速v=%=—°眾一=0.71〃〃s
人3.14x爭
5.2.10曝气系统设计计算
（1）设计需氧量
Or=小0（S。
—S「）+夕XvV+4.6N,—2.6NO3
其中：
第一项为合成污泥需要量，第二项为活性污泥内源呼吸需要量，第三项为消化污泥需氧量，第四项为反硝化污泥需氧量
（2）氨氮中被氧化后有90%参与了反硝化过程，有10%氮仍以NO「存在
（3）（3）用于还原的NO、一N=（30-15）x90%=13.5加g/L
仍以NO「存在的"0厂W=（30—15）x10%=1.5wg/厶
（4）取小=0.6,4=0.07
OR=小0（S。
-se）+blXvV+4・6N「-2.6NQ
=0.6x3000x（0.14-0.0064）+0.07x26200x3.0+（4.6-2.6）xl5x90%x3000x10"3-4.6xl5xl0%x3000xl0-3
=5802.78£g/d
所以总需氧量为5802.78kg/d=241.8kg/h
最大需要量与平均需氧量之比为1.4,则
2max=1AOk=1.4x241.8=3385kg/h
去除lkgBODs的需氧量
（5）标准需氧量
釆用鼓风曝气，微孔曝气器。
曝气器敷设于池底，距池底0.2m,淹没深度3.8m,氧转移效率比=20%,计算温度T二25°C。
相应的最大标准需氧量OR^=1.407?
=407.9x1.4=571.Rg///
最大时的供气量Gsm找=l・4Gs=1.4x6798=9518川/力
（6）所需空气压力p
p=t+h2+仏+力4+△/?
=0.2+3.8+0.4+0.5=4.9m
式中九+仏=0.2m——凤管到沿程与局部阻力之和
h=3.Sm——曝气器淹没水头
/?
4=0.4/77——曝气器阻力
A/i=0.5/h富裕水头
（7）曝气器数量计算（以单组反应池计算）
按供氧能力计算所需曝气器数量。
5.2.11供风管道计算
供风干管道采用环状布置。
流量Qs=—尹=4759"/力=1.32"/s
流速V=5/77/S
取干管管径为DN600mm，单侧供气（向单侧廊道供气）支管
19518
0s单=-X——=1586.33m'/s=0.44〃f/s
流速心5m/s
管径d==淫@亜=033/77
VV7TY5x兀
取支管管径为DN400mm
双侧供气Q戏=20s单=0.88n?
/5
流速v=Stn/s
管径d=J唾匚=0.47m
V5x/r
取支管管径DN500mm
5.2.12厌氧池设备选择（以单组反应池计算）
厌氧池设导流墙，将厌氧池分成3格。
每格内设潜水搅拌机1台，所需功率按
5VV//Z?
3池容计算。
厌氧池有效容积.=50x7.5x5.0=1875m3
混合全池污水所需功率为5xl875=9375W污泥回流设备
污泥回流比^=100%
回流污泥量4=RQ=3OOO〃7‘/d=125n?
3//?
设混合液回流泵房2座，每座泵房内设3台潜污泵（2用1备）
单泵流量=-x125=62.5m3//?
2
水泵扬程根据竖向流程确定。
5.2.13混合液回流设备
⑴混合液回流比心=200%
混合液回流量Qr=R内Q=2x3000=60000111'/d=250w3//?
设混合液回流泵房2座，每座泵房内设3台潜污泵（2用1备）单泵流量0单=£x牛=¥=62.5m3//?
（2）混合液回流管。
混合液回流管设计06=R内y=0.035m%
泵房进水管设计流速釆用V=1.0/77/5
管道过水断面积4=色=纟空=0.035〃/
v1
取泵房进水管管径DN250mm
v=——=0.069/W/5
-X0.0625
4
（3）泵房压力出水总管设计流量Qr=Q=0・035〃//$
设计流速采用V=1.2/Z7/5
管道过水断面积心警辔=0.029”
取泵房压力出水管管径DN200mm
6二沉池
1•二次沉淀池是活性污泥系统的重要组成部分，它用以澄清混合液并回收，浓缩活性污泥，因此，其效果的好坏，直接影响出水的水质和回流污泥的浓度.因为沉淀和浓缩效果不好，出水中就会增加活性污泥悬浮物，从而增加出水的BOD浓度；同时回流污泥浓度也会降低，从而降低曝气中混合及浓缩影响净化效果.
2.二沉池除了进行泥水分离外，还进行污泥浓缩和暂时储存污泥，由于二沉池需要完成污泥浓缩的作用，往往所需要的池面积大于只进行泥水分离所需要的面积.
3.进入二沉池的活性污泥混合液浓度（2000〜4000mg/L）,有絮凝性能，因此属于成层沉淀，它沉淀时泥水之间有清晰的界面，絮凝体结成整体共同下沉，初期泥水界面的沉速固定不变，仅与初始浓度有关.活性污泥的另一个特点是质轻，易被出水带走，并容易产生二次流和异重流现象，使实际的过水断面远远小于设计的过水断面.
4.由于进入二沉池的混合液是泥，水，气三相混合液，因此沉降管中的下降流速不应该超过0.03m/s.以利于气，水分离，提高澄清区的分离效果.
设计参数
为了使沉淀池内水流更稳、进出水配水更均匀、存排泥更方便，常釆用圆形辐流式二沉池。
二沉池为中心进水，周边出水，幅流式沉淀池，共2座。
二沉池面积按表面负荷法计算,水力停留时间t=2.5h,表面负荷为1.5m5/（m:
*h_1）o
6.1池体实际计算
沉淀部分水面面积F,根据生物处理段的特性，选取二沉池表面负荷
q=\.5（in3/（in'•〃）），（其中q=l.0〜1.5屛/（in2h））
设二座辐流式沉淀池，n二2,则有
F=-^-=3000一=41.67（"）
n-q24x2x1.5
沉淀部分的有效水深/、，设沉淀时间：
t=2（h）（其中t二1.5〜2.5h）,则
hr=gt=1.5x2=3（/7?
）
沉淀区的有效容积V'
V1=Qmax•t/n=5490X2/24X2=9150m3
沉淀区的容积V，设计釆用周边传动的刮吸泥机排泥，污泥区容积按2h
贮泥时间确定.
2x2（1+1）x125x3000
3000+6000
每个沉淀池污泥区的容积V^=-=竺艺=166・67（〃F）u2
二沉池缓冲区高度讯二0.5m,超高为HfO.3m,沉淀池坡度落差H5=0.63m
二沉池边总高度H=代+仏+/?
3+h：
・=3+1+0.3+0.63=4.93/»
校核径深比
二沉池直径与水深比为—=—=10.87价于6-12之间）
H3
6.2进水系统计算
6.2.1进水管计算
单池设计污水流量0单=孕=晋=0.0175m3/5
进水管设计流量Q邀=0.009m3/50进=£（1+尺）=0.0175x（1+1）=0.035肿/5
选取管径DN250mm
6.2.2进水竖井
进水竖井釆用D2=l.Im,流速为0.1〜0.2m/S
出水口尺寸0.5X1.In?
共4个，沿井壁均匀分布。
出水口流速V=°°廿=0.016W7/5
0.5x1.1x4
6.2.3稳流筒计算
取筒中流速u3二0.03~0.02m/s,（取0.03m/s）稳流筒过流面积A=型=2空=1.17,沪
V30.03
稳流筒直径A=Jp；+—=J1.12+1^HZ=1.6m
、l・兀、I3.14
6.2.4出水部分设计
单池设计流量0单=|=号仝=0.0175iii3/5
环形集水槽内流量0集=Q^/2=0.00875m3/5
釆用周边集水槽，单侧进水，每池只有一个总出水口，安全系数k取1.2集水槽宽度,b=0.9X（Kqn＜）°=0.9X（1.2X0.0175）0=0.19,取b=0.2米集水槽起点水j采/仏=0.75b=0.15m
集水槽终点水深h终=1.25b=0.25m
槽深取0.3m,釆用双侧集水环形集水槽计算,取槽宽b二0.2m,槽中流速v=0.8m/s设计取环形槽内水深为0.6m,集水槽总高为0.6+0.3（超高）=0.9m,米用90°三角堰。
6.2.5出水溢流堰的设计
釆用出水三角堰（90°），堰上水头（三角口底部至上游水面的高度）
H：
=0.05m（H：
0）o
每个三角堰的流量q,=1.343/ff47=1.343x0.05247=0.000823bw3/d
三角堰个数比=鱼=0017、=22（个）
60.0008231
三角堰中心距（单侧进水）
J3.14（32.6-2x0.2）=46”
1q22
6.3排泥部分设计
6.3.1单池污泥量
总污泥量为回流污泥量加剩余污泥量
回流污泥量幺=QR=125"〃?
剩余污泥量0s=62.5〃F/d=2.6w3//?
=Qr+Qs=125+2.6=127.6w3/h
（2,（,=63.8m3//?
6.3.2设计泥量
g=鱼=31.9nf/d=0.009〃F/d
2
集泥槽宽：
=0.9q°4=0.9x（1.2x0.009）04=0.147加，取b二0.15m
集水槽起点水深力起=0.75b=0.1125m
集水槽终点水深1】终=1.25b=0.1875m
7接触池和加氯间
污水经二级处理后，水质己经改善，细菌含量也大幅度减少，但细菌的绝对值仍很可观，并存在有毒病原菌的可能。
因此在排放水体之前应进行消毒处理•釆用隔板式接触反应池
7.1设计参数
设计流量：
Q=1500m2/d=17.35ZA（设两座）
水力停留时间：
T=0.5h=30niui
设计投氯量：
p=4.0〃?
g/L
平均水深：
h=2.0/77
隔板间隔：
b=3.5m
7.2设计计算
1.每座接触池容积：
V=QT=17.35x10~3x30x60=31.23〃F
表面积4=匕=丄竺=15.62m，
h2
隔板数釆用2个
则廊道总宽为Z?
=（2+1）x3.5=10.5/77
接触池长度厶=△=匕邑=1.49111
B10.5
长宽比-=^=0.43
b3.5
实际消毒池容积V'=llxl.49x2=32.78计
实际水深H=2+0.3=2.3加
径校核均满足有效停留时间
2.加氯量的计算：
釆用液氯消毒，投药量为10mgcl2/L污水，储备量按15天计算。
储存量必
廳二10‘3000'15'ICT，=450kg
在污水行进的过程中不可避免的遇到分流的现象，此时则需设
设计最大加氯量为pmax=仏0==4x3000Xi。
-'=12Rg/d=0.5Rg〃？
氯库选用两台T30-3通风轴流风机，配电功率0.4KW,并各安装一台漏氯探测器,位置在室内地面以上20cm。
8污泥处理构筑物的计算
设计污泥回流泵房2座
&1设计参数
污泥回流比100%
设计回流污泥流量3000m7d
剩余污泥量2500m7d
8.3污泥泵
回流污泥泵，型号CP（T）-537-400,4台，2台备用
剩余污泥泵，型号CP（T）—537—400,4台，2台备用
&4集泥池
⑴、容积按1台泵最大流量时6min的出流量设计
V=——x6=35/77
60
取集泥池容积50m3
（2）、面积有效水深H=2.5/77,面积F=—=20//?
~
H2.5
集泥池长度取5m,宽度B=%=4加
集泥池平面尺寸厶XB=5mX4/7?
集泥池底部保护水深为1.2/7/,实际水深为3.7加
8.5污泥浓缩池
初沉池污泥含水率大约95%
设计参数
设计流量©=2500〃F/d
污泥浓度C=6g/L
浓缩后含水率97%
浓缩时间T=18h
浓缩池固体通量M=30kg/（W）
浓缩池数量1座
浓缩池池型：
圆形辐流式
1、浓缩池尺寸
⑵、总高度
工作高度力1=丄©-=18X2500=3.75〃
24x&24x500
取超高方2=0.3〃?
，缓冲层高度力3=0.3加，则总高度
//=%+代+人=3.75+0.3+0.3=4.35m
2、浓缩后污泥体积
3、H=a‘（l_A）=833〃F
采用周边驱动单臂旋转式刮泥机。
8.6贮泥池
1、污泥量
剩余污泥量657m'/d,含水率97%
初沉污泥量260"/d,含水率95%
污泥总量。
=657x（1_97%）+260x（1-95%）=初％”/j
1-92%
2、贮泥池容积
设计贮泥池周期Id,则贮泥池容积
V=0=409x1=409〃?
'
3、贮泥池尺寸
取池深H=4m则贮泥池面积S=V/H=102.25m，
设计圆形贮泥池1座，直径£>=12也
4、搅拌设备
为防止污泥在贮泥池终沉淀，贮泥池内设置搅拌设备。
设置液下搅拌机1台，功
率lOkwo
8.7脱水间
1、压滤机
过滤流量409计/d
设置2台压滤机，每台每天工作18力，则每台压滤机处理量0=409/（2x18）=11.36"//?
选择DY15型带式压滤脱水机
2、加药量计算
设计流量409卅/d
絮凝剂P4M
投加量以干固体的0.4%计
W=0.4%x（657x3%+260x5%）x60%=0.078/
9污水厂总平面图的布置
水厂平面布置包括：
处理构筑物的布置，办公、化验及其它辅助建筑物的布
置，以及各种管道、道路、绿化等的布置。
根据处理厂的规模大小，采用1：
200〜
1：
500的比例尺的地形图
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