生活污水设计参数选择

2021年1月21日发(作者：申连瑞)
生活污水设计参数选择

1
、有关术语

污水：指在生产与生活活动中排放的水的总称。

排水量：指在生产过程中直接用于工 艺生产的水的排放量。不包括间接冷却水、厂区
锅炉、电站排水。

一切排污单位：指本标准适用范围所包括的一切排污单位。

其他排污单位：指在某一控制项目中，除所列行业外的一切排污单位。

BOD
生化需氧量。
COD
化学需氧量。
TOC
总有机碳。
TOD
总需氧量。
SS
悬浮物。

TS
总固。
TN
总氮 。
TP
总磷。
MLSS
污泥浓度。
SV
污泥沉降比。
SVI
污泥体积指数。

污泥负荷：单位时间内单位活性污泥所消耗的有机物的量。

滤料容积负荷：每方滤料每天所承受进水中污染物的能力。

滤料水力负荷：每方滤料每天通过的污水的体积。

表面负荷：单位时间单位面积构筑物所能承受处理的污水体积。

2
、集水井设计：

容积的确定，按大于日处理量之
5
分钟 之容积。根据现场安排尺寸设置水深，根据水
深度确定截面积。提升泵选择？选择流量及数量应满足一小 时排空集水井。

3
、调节池设计：

容积的确定，按日处理量之< br>35%-50%
确定。底部设一定坡度（大于
0.05
）坡向积水坑
可 设微孔曝气，曝气量确定：按
5-6m3/(m2.h)
设计或气水比
4/1
确定。容积校验根据，停
留时间：
V/Q
即有效容积
/
流量，一般在
8
小时左右。泵的选择考虑流量及扬程。空气搅拌
气水比
（
1-3< br>）
：
1
。
消毒池
V=30min
以上量，
卤 消毒
5-8mg/L
。
中水池
V
日水量之
25%-35%< br>。

4
、接触氧化池：

容积的确定，一般按照前调节池容积 之
1/2
计，根据现场确定池深及截面积。容积之
校验，
有效容积之停留时间
T=V/Q
一般时间按水之
BOD
浓度计生活污水按大于等于
3小时保
险系数计算。
内设半软性填料，
超高按
0.3
米，
具体填料高度可以按照设计之池子高度确定。
长宽比控制在
2/1~1/1
有效面积 不宜大于
100m2
校验按照单位体积填料消耗
BOD5
值来计算
（依据填料之布置计算填料体积）
进水
BOD5
值为
Amg/l,
出 水
BOD5
值取
Bmg/l
，
则
BOD5
的消减量 为：
（
A-B
）
*Qkg/d,
单位体积填料消耗
BOD5
值应＜
1.0kg/d
校验按照填料的容积负荷：Fr=0.2881×L0.72 46
应＜
3
㎏
/(m3.d)
，
L
为生物接触氧化
系统出水
BOD5
值。

校验按照污水与填料需要的接触时间：t=24Lj/(1000Fr),Lj
为生物接触氧化系统进水
BOD5
值。污 水与填料的实际接触时间
t
停＝
V
有效
/Q
应该＞
t
接触氧化池曝气量的确定：
接触氧化池曝气强度宜采用
10-20m3/(m2. h)
，
同时参考
《建
筑中水设计规范》（
GB50336-2002
）可知，接触氧化池曝气量可按
BOD5
的去除负荷计算，
一般为
4 0
～
80m3/kgBOD5
风机风压高于出水层
0.5-1
米
接触氧化高度确认：由下至上包括构造层、填料层、稳水层、超高。一般构造层高度
控制 在
0.6m~1.2m
添料层高度控制在
2.5m~3.5m
稳水层高度控制 在
0.4m~0.5m
超高控制不小
于
0.5
米

其他：接触氧化池底部应设放空管道，布气系统设于池底

5
、二级接触氧化（参看一级处理）

6
、曝气生物滤池：

容积确定，深度处理根据滤池表面负荷设计一般选择
2
～
6m3/m2.h(
负荷选取低保险系
数高
)
举例：处理量按
Q
＝
10 000m3/d
，
BOD
容积负荷介于
0.2
～
0.3kg /
（
m3.d
）；曝气生物
滤池座数不宜少于
2
座，最高座 数以
8
～
12
座为宜；曝气生物滤池单池表面面积以不高于
50m2
为宜；
滤料粒径以介于
3
～
20mm
之间为宜。
滤 池总面积：
416.3/
（
2
～
6
）
＝
2 08
～
69m2
。
本工程取
144m2
即每座平面尺寸：6 ×6m2，共
4
座。

容积校验根据
BOD
容积负荷校核：
10000×
（
20-10
）
（
/
144×3.3 ×103）
＝
0.21kg/
（
m3.d
）
，
在要 求范围内。计算结果：
4
座平面尺寸为
6.0×6.0m
滤料高度
3 .3m
的曝气生物滤池。滤
料粒径取
3
～
5
，
4< br>～
6mm
。前者为滤层，高度为
2.5m
；后者为接触层，高度为0.8m
。滤池高
度：
配水区高度
1.2m
，
滤板厚< br>0.1m
，
承托层高度
0.4m
，
滤料高度
3.3m
，
清水区高度
1.0m
，
超高
0.5m
。滤池总高 度
6.5m
。

曝气量与鼓风机：
曝气生物滤池气水比宜为
（
1
～
3
）
：
1
或根据下面计算在曝气生物滤池这样的生物膜法反应器中，生物膜耗费的溶解氧总量一般为
1
～
3mg/l。为使滤料表面的
好氧菌膜维持良好的生物相，通过滤料层后的剩余溶解氧应保持在
2～
3mg/l
，这样要求污
水进入滤料层前的溶解氧为
4
～6mg/l
左右。微生物需氧量
R
包括合成用氧量和内源呼吸用
氧量两部 分，即
R=1.46
Δ
BOD+0.18P
＝
328kg/d
。式中
R
为微生物膜的需氧量，
kg/d
；
Δ
BOD为滤池单位时间内去除的
BOD
量，
kg/d
；
P
为活 性生物膜数量。曝气装置氧转移效率一般在
5
％～
15
％，本工程设计值选取
20
％；空气密度
ρ
为
1.293kg
空气
/m3
；空气中氧含有重量
OW
为
0.232kgO2/kg
空气；
每天所需空气量：
GS=328/
（0.2×0.232×1.293）＝
5467 m3
鼓风
机风量
Q=GS/
（
24×60）
＝
3. 8m3/min
鼓风机风压
P
＝
h1+h2+h3+h4+h5
＝< br>2+1+45+8+1.0
＝
57KPa
，
本工程鼓风机风压选用59KPa
。其中
h1
为空气管道的沿程损失；
h2
为空气管道 的局部阻力
损失；
h3
为空气扩散装置扩散深度；
h4
为空气扩散装 置的阻力；
h5
为所在地区大气压。每
座曝气生物滤池由一台鼓风机单独供风，
四座曝气生物滤池共需四台鼓风机，
一台鼓风机作
为四台鼓风机的备用风机，即工艺曝气鼓风 机共
5
台。

反吹系统：曝气生物滤池反冲洗时，先气洗（
2
倍曝气量，气水比
3.7
：
1
）
5min
，反
冲 线速度宜为
0.4
～
0.8m3/()
；再气、水联合反洗
5min
（气洗反冲线速度宜为
0.4
～
0.8m3/()
，
水洗反 冲洗强度为
8
～
16l/(m2.s
）
..
进水之
1.5-2
倍）
；
最后水洗
5min
，
反冲洗强度为
8
～
16l/(m2.s
），完成后进入正常运行状态。曝气风速主管
15
米
/
秒，支管
25
米
/
秒

7
、
SBR
池设计计算公式：

A
、
反应 池数及排出比
（
1/m
）
，
池数一般大于
2
个当设 计水量小于
500m3/d
时可以设
1
座，排出比取
1/m=1/2 ~1/5
。

B
、设计负荷
Ls
及污泥浓度
MLS S(X)
，标准负荷选取
0.2~0.4kgBOD5/kgMLSS.d
，延时负荷选取
0.05~0.1kgBOD5/kgMLSS.d
，污泥浓度选取
20 00~5000mg/l
，
X
的选取与负荷成反
比。反应池水深
4~ 6
米。

C
、容积及周期的确定，总容积
V=QS/LsEX
式中
Q
为最大日处理量（
m3/d
）。
S
为进入
SBR
池的
BOD5
浓度（
mg/l
），
Ls
为设 计负荷，
E
为曝气反应比
=(nTA)/24
其中
n
为每日 周期
数，
TA
为曝气时间。
X
为污泥浓度。曝气时间的确定
TA=
（
24S
）
/
（
LsXm
）式中
m
为排出比
倒数。沉淀及排泥时间分别各取
1
小时。容积确定
V=mQ /n
D
、
需氧量的确定，
经验数据标准负荷选取
0.5~1.5k g
氧气
/kgBOD,
延时负荷取
1.5~2.5
。
曝气量 的确定，供氧量一般为需氧量的
1.4
倍。

E
、产泥量的确定，污 泥干固体量（
kg/d
）
=Q*SS*Y/1000
式中
Q
污水流量
m3/d
，
SS
进
水悬浮物含量
mg/l,Y产率，高负荷（
0.2~0.4kgBOD5/kgMLSS.d
）取
Y=1.0
；低负荷
（
0.05~0.1kgBOD5/kgMLSS.d
）取
Y=0.75.
8
、电解槽的工艺设计：

根据废水流量及污染物种类和浓 度，选定的板水比、极距、电流密度、电解时间等参
数确定电解槽尺寸及整流器的容量。
有效容积根据设计流量及停留时间确定
V=Q*T
，
T
电解时间的确定， 对于连续电解一般
取经验数据停留
20~30
分钟，对于间歇操作，
T
为轮换周期，包括注水时间沉淀排空时间和
电解时间，一般为
2~4
小时。

阳电极面积
A
可由选定的板水比和已求出的电解槽有效容积推得，也可由选定的电流< br>密度
i
和电流
I
推得。

电流
I
应 根据废水情况和要求的处理程度由试验确定。
对六价
Cr
废水，
也可用下式计
算：
I=KQC/S
式中
K
——每克六价铬还原成
3
价铬所需的电量一般取
4.5Ah/gCr
左右，
C
——
废水含六 价铬浓度，
mg/l
，
S
——电极串联数，在数值上等于串联电极板数减1
。

电压
V
电解槽的槽电压等于极间电压和导线上的电压降之 和，
V=SV1+V2
式中
V1
——极
间电压，一般
3~7 .5V
。
V2
导线上的电压降，一般为
1~2V
。

选择整流器设备时，
电流和电压值应分别比计算值大
30%~40%
，
用以 补偿极板的钝化和
腐蚀等原因引起的整流器效率降低。

电解槽长宽比取
5~ 6
：
1
，深宽比取
1~1.5
：
1
。电解槽进出水 端要设配水和稳流措施，
以均匀布水并维持良好流态。内置空气搅拌，空气量为
0.1~0.3
方
/
分钟。空气入池前要除
油。

阳极在氧化剂和电流作用 下，会形成一层钝化膜，可以通过投加适量的
Nacl
，整加水
流速度或采用机械去膜 以及电极定期换向等方法防止钝化。

9
、反渗透设备的部分国家标准：

该标准进水要求含盐率小于
10000mg/l
。

反渗透膜：用特 定的高分子材料制成，具有选择性半透性能的薄膜，能在一定压力作
用下使水溶液中的水分子和某些组分 透过，以达到纯化、浓缩目的。

反渗透组件：按一定技术要求将反渗透膜元件与外壳等其他部 分组装在一起的组合构
件。

脱盐率、原水回收率、渗透水、浓缩水、保安过滤：保安 过滤，由过滤精度小于或等
于
5mm
的微滤滤芯构成的过滤器装载反渗透设备前段，< br>保证反渗透设备的进水水质满足设备
要求。

产品型号：
RO-J（卷式膜）
/B
（板式膜）
/Z
（中空膜）
/G
（管式 膜）
——
S
（小型）
/M(
中
型
)/L
（ 大型）——
1
（一级反渗透）
/2
（二级反渗透）
/3
（三 级反渗透）

设备性能指标：设备脱盐率≥95%（用户有特殊要求的除外）

原水回收率：小型≥30%，中型≥5
0%
，大型≥70%

操作温 度：温度为影响产水量的主要指标，通常复合膜用
4
℃
~45
℃；乙酸纤维素 膜适
用
4
℃
~35
℃。

操作压力：根据工艺要求，操作压力一般不大于
3.5MPa.
10
、水解酸化池的设计

适用于较低
COD
值，特别适用于难降解有机物的好氧预处理。

参 数选择，水力负荷选择
0.5~2.5m3/(m2.h)
，有机负荷选择
1.95~ 8.8kgCOD/(m2.d)
。
停留时间一般根据
COD
确定，每
100mg/l
的
COD
选择停留
1
小时。

容积确定，容积等于流量与停留时间的乘积。

11
、机械絮凝池设计要点

1.
絮凝时间宜为
15-20min
；

2.
池内 搅拌设
3-4
档，浆板线速度由第一档的
0.5m/s
逐步减至末档的
0.2m/s
；

3.
水平搅拌轴设于池中水深
1/2
处 ，叶轮直径应比絮凝池水深小
0.3m
，叶轮尽端与池
子侧壁间距≤0.2m；

4.
垂直搅拌轴设于池中间，其上浆板顶端设于池子水面下
0.3m
处， 下浆板底端设于距
池底
0.3-0.5m
处，浆板外缘与池侧壁间距≤0.25m；< br>
5.
水平轴式絮凝池每只叶轮的浆板数一般为
4-6
块，浆板长度≤ 叶轮直径的
75%
；

6.
每根搅拌轴上浆板总面积宜为水流截面积 的
10%-20%
，
不宜
>25%
，
每块浆板的宽度为浆板长的
1/10-1/15
，一般为
10-30cm
；

7.
池身一般为
3-4m
。

12
、混凝后的沉淀池设计数据

1.
面积负荷
20-80m3/(d·m2)；
2.
停留时间
1-4h
；
3.
池深
2-4.5m
；
4.
池内流速
2.5-15mm/s
；
5.
进水渠流速
0.15-0.6m/s
；
6.
出水堰溢 流负荷
1-
7L/(s·m)。

13
、气浮设计要点