环境工程课程设计课题名称：A2/O活性污泥法中核心构筑物池设计院系：得分：完成时间： 2015 年 7月 4 日1.A2/O活性污泥法中核心构筑物池设计设计条件：某城区拟采用活性污泥法中的A2/O工艺处理其生活污水，设计生活污水流量为80000m3/d；进水水质：BOD为250mg/L，TP为4 mg/L，SS为250 mg/L，COD为4505mg/L ，TN为20 mg/L。
为20mg/L，COD为60 mg/L ,TP为0.5 mg/L，SS 出水水质要求：BOD5为20 mg/L，TN为5 mg/L。
排放标准：（GB8978-1996）《污水综合排放标准》设计要求：(1)掌握A2/O法二级污水处理厂主要构筑物的设计计算及计算机绘图方法，主要包括格栅、污泥泵房、沉砂池、初沉池、A2/O池、二沉池、污泥浓缩池、以及高程的计算.(2)确定格栅、污泥泵房、沉砂池的尺寸。
(3)绘制沉砂池的平面布置图和剖面图。
A2/O工艺流程的优点①该工艺为最简单的同步脱氮除磷工艺，总的水力停留时间，总产占地面积少于其它的工艺。
②在厌氧的好氧交替运行条件下，丝状菌得不到大量增殖，无污泥膨胀之虞，SVI值一般均小于100。
③污泥中含磷浓度高，具有很高的肥效。
④运行中勿需投药，两个A段只用轻缓搅拌，以不啬溶解氧浓度，运行费低。
A2/O工艺流程的缺点：①除磷效果难于再行提高，污泥增长有一定的限度，不易提高，特别是当P/BOD值高时更是如此。
②脱氮效果也难于进一步提高，内循环量一般以2Q为限，不宜太高，否则增加运行费用。
③对沉淀池要保持一定的浓度的溶解氧，减少停留时间，防止产生厌氧状态和污泥释放磷的现象出现，但溶解浓度也不宜过高。
以防止循环混合液对缺反应器的干扰。
主要特点：①工艺流程短，构筑物和设备少，不设初沉池，调节池和单独的二沉池，污泥自动回流，投资省，能耗低，占地少，管理简便。
③处理效果稳定可靠，其BOD5和SS去除率均在90％-95％或更高。
COD 得去除率也在 85％以上，并且硝化和脱氮作用明显。
④造价低，建造快，设备事故率低，运行管理费用少。
⑤固液分离效率比一般二沉池高，池容小，能使整个系统再较大得流量和浓度范围内稳定运行。
⑥污泥回流及时，减少污泥膨胀的可能。
2.反应池生化池由三段组成，既厌氧段、缺氧段、好氧段。
在厌氧段，回流的好氧微生物因缺氧而释放出磷酸盐，同时得到一定的去除。
缺氧段虽不供氧，但有好氧池混合液回流供给NO3—N 作电子受体，以进行反化硝脱氮。
在最后的好氧段中，好氧微生物进行硝化和去除剩余BOD 的同时，还能大量吸收溶解性磷酸盐，并将其转化为不溶性多聚正磷酸盐而在菌体内贮藏起来，通过沉淀池排放剩余污泥而达到除磷的目的。
设计参数：（1）设计流量： Q=80000m3/d(不考虑变化系数)（2）设计进水水质： BOD5=250mg/l ；COD=450mg/l ；SS=250mg/l；NH3-N =20mg/l（3）设计出水水质:COD≤60mg/L，BOD（SE）≤20mg/L，SS≤20mg/L，NH3-N ≤5mg/L设计计算：(污泥负荷法)① BOD污泥负荷： N=0.14kg BOD5/(kgMLSS*d)②回流污泥浓度：XR=6000(mg/L)③污泥回流比： R=100%④混合液悬浮固体浓度：X=XR×R/1+R=6000×1/1+1=3000(mg/L)⑤反应池容积VV=Q×S0/N×X=80000×144/0.14×3000=27428.5m³⑥反应池总水力停留时间t=V/Q=27428.5/80000=0.34(d)=8.2(h)⑦各段水力停留时间和容积厌氧：缺氧：好氧＝1：1：3厌氧池水力停留时间:t1=1/5×8.20=1.64h厌氧池容积:V1=1/5×27428.5=54865.5m³缺氧池水力停留时间:t2=1/5×8.2=1.64h缺氧池容积:V2=1/5×27428.5=54865.5m³好氧池水力停留时间:t3=3/5×8.20=4.92h厌氧池容积:V3=3/5×27428.5=16489.5m³⑧剩余污泥量W生成的污泥量:W1=Y(So-Se)Q式中:Y ——污泥增殖系数，取Y=0.6。
将数值代入上式:W1=Y(So-Se)Q=0.6(0.144-0.02)×80000=5952kg/d内源呼吸作用而分解的污泥:W2=K d X r V式中:k d ——污泥自身氧化率，取k d=0.05。
X r——有机活性污泥浓度，X r=f X，f=MLSS/MLVSS=0.75（污泥试验法）∴X r=0.75×3000=2250mg/LW2=K d X r V=0.05×2.25×1714285=1928.57kg/d=1929kg/d不可生物降解和惰性的悬浮物量（NVSS）W3，该部分占TSS约50% W3=(TSS-TSSe)×50% ×Q=(0.144-0.02)×50%×80000=4960kg/d剩余污泥产量WW=W1-W2+W3=5952-1929+4960=8983kg/d⑨反应池主要尺寸反应池总容积:V=34285.7m3设反应池2组，单组池容积 V单=V/2=17142.85(m³)有效水深 h=6.5m单组有效面积:S单= h V单=2637.36m3采用5廊道式推流式反应池，廊道宽b=7.5m单组反应池长度L=S单/B=2637.36/5×7.5=70.3m校核：b/h=7.5/6.5=1.15(满足b/h=1～2)；L/b=70.3/7.5=9.37(满足l/h=5～10)；取超高为0.5m，则反应池总高H=0.5+6.5=7m⑩反应池进、出水系统计算（1)进水管单组反应池进水管设计流量:Q1=Q/2=0.717 m³/s管道流速v=0.98 m/s管道过水断面面积A=Q1/v=0.73㎡管径:d=0.964m 取出水管管径DN1000mm校核管道流速V=Q/A=0.717/(0.98/2)2π=0.96m³ /s（2)回流污泥渠道。
单组反应池回流污泥渠道设计流量Q RQ R= R * Q=1.0×80000/86400=0.925m³/s管道流速取 V1=0.73 (m/s)取回流污泥管管径 DN1000 mm（3)进水井反应池进水孔尺寸：进水孔过流量：Q2=(1+R)Q/2=(1+1)×80000÷86400÷2=0.925m³/s 孔口流速 v=0.65m/s，孔口过水断面积 A=Q2/v=0.925÷0.60=1.54(㎡)取圆孔孔径为 2000 mm进水井平面尺寸为 6×6(m×m)（4)出水堰及出水井.按矩形堰流量公式计算：Q3=0.42×√2g×b×H1.5=1.86b×H1.5式中Q3=(1+1)Q×3.5/2=(1+1)×0.925×3.5/2=3.24m³/sb——堰宽，b=7.5 m;3.5——安全系数H——堰上水头，mH=(Q3/1.86×b)2/3=0.438m出水孔过流量Q4=Q3=4.05(m³/s)孔口流速smv/7.0孔口过水断面积A=Q/V=4.05/0.7=5.78m³取出水井平面尺寸:1.3×7.5（m×m）（5)出水管单组反应池出水管设计流量:Q5=Q3/2=2.025 m³/s管道流速 v=0.96 m/s管道过水断面 A=Q5/ v=2.025÷0.96=2.1㎡管径d=1.643m取出水管管径DN1700mm校核管道流速v=Q5/A=0.9m/s⑫曝气系统设计计算（1)设计需氧量Q R=a¹Q(So-Se)+b¹XvV+4.6Nr-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)的氨氮中被氧化后有90%参与了反硝化过程，有10%氮仍以3NO-存在（3)用于还原的NO3-N=(40-8)×90%=28.8mg/L仍以3NO-存在的NO3-N=(40-8)×10%=3.2 mg/L（4)取a'=0.6,b'=0.07Q R=a¹Q(So-Se)+b¹XvV+4.6Nr-2.6NO3=0.680000×(0.144-0.020)+0.07×26200×3.0+(4.6-2.6)×1590%×80000×10-3-4.6×15×10%80000×10-3=13062kg/d=544kg/h所以总需氧量为13062kg/d=544kg/h=1.4×544=761.6kg/h 最大需氧量与平均需氧量之比为1.4，则 ORmax（5)标准需氧量采用鼓风曝气，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AE=20%，计算温度T=25℃，将实际需氧量 AOR 换算成标准状态下的需氧量 SORSOR=AOR×Csb（20）/α[βρsm(T)-CL]×1.024(T-20)=25287.04kgO2/d=1054.04kgQ2/h=1.4SOR=1475.7kg/h相应的最大标准需氧量ORmax×100=100×1054.04/0.3×20=17567.3m³/hG s=SOR/0.3EA最大时的供气量Gsmax=1.4GS=24594.3m³/h（6)所需空气压力pp=h1+h2+h3+h4+△h=0.2+3.8+0.4+0.5=4.9m式中 h1+h2=0.2m--供凤管到沿程与局部阻力之和h3=3.8m--曝气器淹没水头h4=0.4m--曝气器阻力△h=0.5m--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。
n1=Q/2qγ=1475.7/2×0.14=5271个Rmax供风管道计算供风干管道采用环状布置=12297.2m³/h=3.42m³/s流量Q s=0.5×GSmax流速v=10m/s管径d=0.66m取干管管径为DN700mm，单侧供气(向单侧廊道供气)支管Qs单=1/3×Gmax/2=4099.05m³/h=1.14m³/s流速v=10m/s管径d=0.38m取支管管径为DN400mm双侧供气Qs双=2Qs单=2.28m³/s流速v=10m/s管径d=0.54m取支管管径DN550mm3.沉砂池沉砂池的作用是从废水中分离密度较大的无机颗粒。