(完整word版)水污染控制工程計算題

1、計算題31.1已知某小型污水處理站設計流量Q=400m /h，懸浮固體濃度 SS=250mg/L。設沉淀效率為 55%。根據(jù)實驗性能曲線查得 uo=2.8m/h，污泥的含水率為 98%，試為處理站設計豎流式初沉池。設計參數(shù)：污水在中心管內(nèi)的流速 Vo=3Omm/s=O.O3m/s表面水力負荷 q=uo=2.8m3/(m2h)(1)估算豎流沉淀池直徑，確定池數(shù)。f2 =Q=型=143m2D = J4漢143=13.5m10mq 2.8二 二設計沉淀池數(shù)為四只，池型為圓形，估算單池的直徑約為7m,符合要求單池流量 Q =Q/4=100m/h中心管的截面積和直徑(3)喇叭口直徑 d1=1.35d=1

2、.35X1.1=1.5m反射板直徑=1.3 d1=2.0m(5)中心管喇叭口到反射板之間的間隙高度h3.怡Q 100/36000.29 ,0.3m (取 V1=0.02m/s).V 兀 d10.02X3.14X1.5(6)沉淀區(qū)面積(8)沉淀區(qū)的深度：h2=vt=2.8X1.3=3.64 - 3.7m(設沉淀時間為 1.3h)D/h2=7/3.7=1.893 符合要求(9)污泥斗的高度和體積取下部截圓錐底直徑為0.4m，貯泥斗傾角為 55，則h5= (7/2-0.4/2)tg55 =4.7mV1=(R2+Rr+r2)掃引 3=(3.52+3.5X0.2+0.22)X4.7/3=64m2(10)

3、 沉淀池的總高度 HH=h1+h2+ha+h4+h5=0.3+3.7+0.3+0.3+4.7=9.3m(11) 污泥區(qū)的容積排泥周期按 2d 設計，則污泥區(qū)容積Q 100/3600v00.03=0.93m2(V0取 0.03m/s)=1.08m r1.1mf11002.8=35.7m24(35.7 0.93)兀=6.8m 7m24Q C01000 (100 p。 )d(7)沉淀池直徑一24 1000.25四2沁21000 1 (1 0.98)在工程設計中還包括進水槽、岀水槽、岀水堰、排泥管等設計內(nèi)容。31.2某城市污水處理廠，設計處理流量為30000m/d，時變化系數(shù)為 1.5，經(jīng)沉淀后的 B

4、OD5為 200mg/L ,總氮為 30mg/L，總磷為 3mg/L，擬采用活性污泥法進行處理，希望處理后的出水BOD5為 20mg/L試計算與設計該活性污泥法處理系統(tǒng)1.工藝流程的選擇計算處理效率 E：E 二200 20100% = 90%200根據(jù)提供的條件，采用傳統(tǒng)推流式活性污泥法，曝氣池采用推流廊道式，運行時考慮階段曝氣法和生 物吸附再生法運行的可能性，其流程如下：根據(jù)實驗或經(jīng)驗以及所要求的處理效果，本曝氣池采用的污泥負荷率(一般為 0.20.4kgBOD kgMLSSd)根據(jù) Ns值，SVI 值在 80150 之間，設計取 SVI = 130,污泥回流比為 35%，經(jīng)計X 為：10

5、107700mg/LSVI 130曝氣池污泥 濃度 XRXw0357700= 2000mg/L(1+R)(1+0.35)(3)曝氣池容積的確定根據(jù)計算，曝氣池有效容積 V 為：(4)曝氣池停留時間的校核：曝氣池停留時間T=Q24= 3000024=8小時(5)曝氣池主要尺寸的確定:1)曝氣池的面積：設計(At)為:2 座曝氣池(n=2)，每座曝氣池的有效水深(H1)取 4.0m，則每座曝氣池的面積根據(jù)計算，鼓風機房至最不利點的空氣管道壓力損失為1.735kPa，則取微孔曝氣盤及其配管的空氣壓力損失為 4.9kPa。則總壓力損失為 1.735+4.9=6.635kPa。取釋放器出口剩余壓力3kP

6、a。鼓風機所需壓力為 p = (4.0-0.2)X9.8 + 6.635+3=46.9kPa。設計采用風量為 40m3/min，風壓為 49kPa 的羅茨鼓風機 4 臺，3 用 1 備，常開 3 臺，風量 120m3/min , 高峰時 4臺全開，風量 160m3/min，低負荷時可開 2 臺，風量 80m3/min。4. 二沉池的計算與設計二沉池采用幅流式沉淀池，用表面負荷法計算，設計取表面負荷q=1.0m3/m2h(般為 0.751.5)。(1)表面積：廢水最大時流量：Qmax= 1.5XQ/24 = 1.5X30000/24=1875m3/h 沉淀池表面積 A= Qmax/q=1875/

7、1.0=1875m2設計選擇 4 座沉淀池(n=4)，則每座二沉池的表面積A1為：A1= A/n=1875/4=468.75m2:(2)二沉池直徑：旋耳24.4m:、3.14每座二沉池的直徑設計取 D1= 25m。(3)有效水深：設計取分離澄清時間t 為 2 小時(1.52.5h)，則有效水深2.曝氣池的計算與設計(1)污泥負荷的確定0.27kgBOD5/kgMLSS d(2)污泥濃度的確定算曝氣池污泥的污泥濃度回流污泥濃度 XVn H1100002 4=1250m2(Ns)為:原廢水H1為：H1=Qmaxxt/A=1875X2/1875=2m。選用直徑為 25 米的刮泥設備，取超高 300m

8、m，緩沖區(qū)高度 300mm。根據(jù)刮泥設備的要求設計二沉池 池底及泥斗部分。5. 剩余污泥量的計算每日污泥的增長量(剩余污泥量)為：AX =a Q(S0-Se) -b V X根據(jù)實驗或手冊，取 a 值為 0.6，b 值為 0.075，則剩余污泥量為：X=0.6 30000 (200 -20)-0.075 10000 2000 =1740000g/d =1.74t/d每天排放含水率為 99.2%的剩余污泥量為：217.5 噸。6. 回流污泥系統(tǒng)的計算與設計采用污泥回流比 35%，最大回流比為 70%，按最大回流比計算：污泥回流量 QR=RXQ = 0.70X30000/24=875m3/h采用螺旋

9、泵進行污泥提升，其提升高度按實際高程布置來確定，本設計定為2.5m，根據(jù)污泥回流量，選用外徑為 700mm，提升量為 300m3/h 的螺旋泵 4 臺，3 用 1 備。7. 營養(yǎng)物的平衡計算(1)BOD5=30000X(0.2-0.02)=5400kg/d;(2 )氮(N)每日從廢水中可獲得的總氮量為：2 = 0.03X30000 = 900kg/d每日污泥所需要的氮量為：BOD5：N= 100:5;則 N = 270kg/d每日隨出水排除的 N 量為：900-270 = 630kg/d，相當于 21mg/L(3 )磷(P)每日從廢水中可獲得的總磷量為：P1= 0.003X30000= 90k

10、g/d每日污泥所需要的磷量為：BOD5：P=100：1 ；則 P= 54kg/d每日隨出水排除的 P 量為：90-54 = 36kg/d，相當于 1.2mg/L廢水中 N 和 P 營養(yǎng)源能夠滿足微生物生長繁殖需求，無需向廢水中補充氮源和磷源，但出水中氮和磷 的濃度不能滿足廢水一級排放標準的要求。1.3處理污水量為 21600m3/d，經(jīng)沉淀后的 BOD5為 250mg/L，希望處理后的出水 BODs為 20mg/L。要求確定曝氣池的體積、排泥量和空氣量。經(jīng)研究，還確立下列條件：(1)污水溫度為 20C;(2) 曝氣池中混合液揮發(fā)性懸浮固體( MLVSS )同混合液懸浮固體(MLSS )之比為

11、0.8;(3) 回流污泥 SS 濃度為 10000mg/L ;(4)曝氣池中 MLSS 為 3500mg/L ;(5)設計的a為 10d ；(6)出水中含有 22mg/L 生物固體，其中 65%是可生化的;(7)污水中含有足夠的生化反應所需的氧、磷和其他微量元素;(8)污水流量的總變化系數(shù)為2.51估計出水中溶解性 B0D5的濃度 出水中總的 BOD5=出水中溶解性的 BOD5+出水中懸浮固體的 BOD5確定出水中懸浮固體的 BOD5:懸浮固體中可生化的部分為0.65x22mg/L=14.2mg/L(2) 可生化懸浮固體的最終BODL=0.65x22x1.42mg/L=20.3mg/L(3)

12、可生化懸浮固體的 BODL 換算為 BOD5 = 0.68x20.3=13.8mg/L(4) 確定經(jīng)曝氣池處理后的出水溶解性BOD5,即 Se20mg/L = Se+ 13.8mg/L，貝 U Se= 6.2mg/L計算處理效率 E：E =25一2 =92%250若沉淀池能去除全部懸浮固體，則處理效率可達：E=25-6.2=97 5%2502.計算曝氣池的體積已知：TIC=10d , Q=21600m3/d, Y =0.5mg/mg(查表選定),Se=6.2mg/L , X =3500mg/L , Kd=0.06d(查表選定)10 21600 0.5 2506.233m = 4702m 350

13、0 10.06 10)3.計算每天排除的剩余活性污泥量選計算排除的以揮發(fā)性懸浮固體計的污泥量:-XV二 YobsQ(SSe) =0.3125 21600(250 -6.2) 10kg/d =1645.7kg/d5計算排除的以 SS 計的污泥量：.X(ss)=1645.7 -kg/d =2057.1kg/d44.計算回流污泥比 R曝氣池中 VSS 濃度=3500mg/L，回流污泥 VSS 濃度=8000mg/L3500(QQR) =8000QR,得只=空=0.785.計算曝氣池的水力停留時間：t =V 4702d =0.217d =5.2hQ 216006. 計算曝氣池所需的空氣量(1 )曝氣池

14、所需的氧量計算1)生化反應中含碳有機物全部生化所需的氧量：dcQY(S。Se)X(1 KC)計算Yobs：Y1 Kc0.51 0.06 10= 0.31252）生化反應所需氧量所需氧量=（7744-1.42X1645.7）kg/d = 5407.1kg/d（2）根據(jù)所需的氧量計算相應的空氣量1）若空氣密度為 1.201kg/m3,空氣中含有的氧量為23.2%，則所需的理論空氣量為:540733m /d = 19406 m /d1.201 0.2322）實際所需的空氣量為：19406m3/d =242.58m3/d =168m3/min0.08333）設計所需的空氣量為：1.3 168m /mi

15、n = 218 m /min1.4某小區(qū)生活污水處理廠設計處理流量為2500m3/d ,廢水的平均 BOD5為 150mg/L , COD 為 300mg/L ,擬采用生物接觸氧化進行處理，希望處理后的出水BOD5為 20mg/L。試計算與設計該生物接觸氧化法處理系統(tǒng)1. 設計參數(shù)有機填料容積負荷 Nv=2.0kgBOD5/m3d，采用組合填料，每片填料直徑150mm，填料層高度 2.5m, 填料片連接成串，每串填料左右間隔160mm，串中每片填料上下間隔80mm，采用微孔曝氣，氣水比 20:1。2. 生物接觸氧化池有效容積Q（化0化）右000.150.02）5m3Nv2.03.生物接觸氧化池

16、總面積4.確定生物接觸氧化池的個數(shù)及每池的面積根據(jù)現(xiàn)場條件，擬采用一池三格，以推流形式運行。每一格的面積為:A 6522A = = =22m 25m n 3實際設計每一個池采用：BXL=4.0X6.0 （m）5.校核反應接觸時間6. 確定生物接觸氧化池的總高度H。=H H!H2H3=2.5 0.5 0.5 1.0=4.5m7. 確定空氣量空氣量O= 20XQ = 20X2500/24/60=35m3/min.選擇風機二臺（一用一備），風壓 5mH2O，風量 40m3/min。 曝氣系統(tǒng)的設計計算同活性污泥法。1.5江南某城鎮(zhèn)擬新建污水處理廠一座，已知近期規(guī)劃人口50000 人，生活污水量綜合排

17、放定額為BODLQ(S -SQ_ 0.68_21600(2506.2) 10J- 068kg/d =7744kg/d162.52.5=65m2VT =一Q4.0 6.0 2.5 32500/24=1.73h1.5h 合理180L/（人 d），污水水質(zhì)為:COD: 450mg/LBOD5： 185mg/L SS: 250mg/L TKN : 30mg/L TP： 5.0mg/L當 N1=|.0mg/L 時，KN=1.0mg/L 時，得：型0.23d-要求對該鎮(zhèn)污水進行除磷脫氮處理，采用A2/O工藝且岀水水質(zhì)指標要求達到下列標準:COD70mg/L BOD520 mg/L SS20 mg/LNH3-N10 mg/L TP10，符合要求。4) 曝氣池的總高度：設計取超高(保護高度H2)為 0.8m，則曝氣池的總高度 H =從十 H?= 4.8m5) 曝氣池的平面形式：設計曝氣池為 3 廊道形式，則每廊道長 L1=L/3=210/3=70m。則曝氣池的平面尺寸為：曝氣池長L1=70m；曝氣池寬 B1=BX3 = 6X3 = 18m。6) 曝氣池的進