设计计算步骤
1. 格栅的设计计算
采用平面型的中格栅，设两组并列倾斜600安装机械格栅。
设计参数：
栅条净间距b：16-25mm; 过栅流速v: 0.6-1.0m/s; 栅前槽宽B1=1.0m ; 栅前水深h:0.4-1.0m; 格栅倾角
; 采用正方形栅条，栅条宽度s=20mm。
过栅最大设计流量：Qmax = Kz * Q.
（1）格栅间隙数
设计两组并列的格栅,则每组格栅间隙数为n个
其中 
——最大设计流量，
——格栅倾角，度
b ——栅条间距，m 本设计采用中格栅，一般为10-40mm,现取20mm
h——栅前水头，m
v——过栅流速，m/s,一般为0.6-1.0m/s，取v=0.8m/s
（2）单组栅槽宽度：
式中：s——栅条宽度，m 采用正方形栅条，栅条宽度为s=20mm
（3）过栅的水头损失
：
式中 ——过栅水头损失，m；
——计算水头损失，m；
——污物堵塞引起的格栅阻力增大系数，一般取3；
——重力加速度，
；
——阻力系数，与栅条断面形状有关，
，矩形断面时，=2.42。
（4）栅后槽总高度：
式中 
——栅槽总高度，m；
——栅前水深，m；
——栅前渠道超高，取0.5m。
（5）每组栅槽总长度L：
则 
式中 
——栅前槽高，即栅后总高，m；
——进水渠道渐宽部分长度，m；
——进水渠道宽度，m；
——进水渠道展开角，一般
；
——栅槽与出水渠连接渠的渐缩的渐缩长度，m。
（6）每日产生的栅渣量W
式中 
——栅渣量，
——单位栅渣量，
污水，与栅条间距有关，取0.1-0.01，粗
格栅用小值，细格栅用大值，中格栅用中值，取0.05。
——生活污水量总变化系数；
格栅示设计草图
2.沉砂池的设计计算
设计参数：
a、水平流速为0.15-0.3m/s。
b、最大流量时停留时间为30-60s。
c、有效水深为0.25-1m，每隔池宽不宜小于0.6m。
d、沉砂量的确定：每10万m3污水的沉砂量为3m3，贮砂斗容积按两天的沉砂量计。
e、沉砂池超高不宜小于0.3m.
（1）沉砂池长度
L=vt
式中 v——最大流速，m/s；
t——最大设计流量时的水平停留时间，s
（2）水流断面（池断面）面积
（3）池总宽度
式中 H——设计有效水深，m
(4) 沉砂斗容积
式中：x—城市污水沉砂量；
t---时间间隔；
K总----流量总变化系数；
(5) 验算，最小流量时（可以按照平均流量计），池内最小流速Vmin不小于0.15m/s。
3.平流沉淀池的设计计算:
（1） 池子总面积
分成n个池子，每个池子表面积A1=A/n.
每个池子的处理量Q1=Qmax/n.
（2） 沉淀部分有效水深
（3） 每个池宽取值b，求池长L
核算长宽比>4:1,长度与有效水深比不宜小于8，长度一般30-50m，不宜大于60m.
（4） 污泥区尺寸
每日产生的污泥量
C0和C1----分别是进水和出水的悬浮物浓度；
P0-----含水率；
γ----污泥容重，可取1000kg/m3;
t----时间间隔
每个沉淀池的污泥量：W1=W/n
每个污泥斗容积: 
f1----污泥斗上口面积；（按池宽的平方计算）
f2----污泥斗下底面积；（可以取0.4m乘0.4m）
h4---污泥斗的高度，m
污泥斗为方斗，α=60°，h4由上口和下底及α求出。
核算若每座沉淀池设一个（或两个）污泥斗，可储存两天的污泥量。
（5）池子总高度
设缓冲层高度h3=0.5-0.6m, 超高h1=0.3m, h=h1+h2+h3+h4.
沉淀池总长度：L总=0.5+0.3+ L
其中0.5---流入口至挡板距离；
0.3----流出口至挡板距离。
4.辐流沉淀池的设计计算
（1）沉淀部分水面面积 
,设n座二次沉淀池
(2)池子的直径 
(3) 沉淀部分的有效水深
（4）污泥量估算参照平流沉淀池
(5) 污泥斗底部半径
，上部半径
（例如可分别取1m和2m或稍大等），倾角一般为60°
污泥斗容积
其中 h5=(D1-D2)tan60°
(6) 池底坡度常取0.05，底坡落差
=(D-D1)*0.05
池底可以贮存污泥的体积为
所以共可贮存污泥V1+V2.
(7)沉淀池的总高度 设超高
=0.3m，缓冲层高度
=0.5m。
则 =h1+h2+h3+h4+h5
4.曝气池（推流式曝气池）
参数选择：
经初次沉淀处理 BOD5按下降20%考虑；
MLSS:1500-3000(mg/L);MLVSS/MLSS=0.7;
出水中SS有80%可生物降解；
泥龄（θ）：5-15d；
污泥的合成产率系数取0.6mg/VSSmgBOD5;
SVI=100;
Kd=0.08;
计算参考课本P251-252计算步骤
确定曝气池各部位尺寸
取水深为4-5m，设3-4组曝气池，每组池面积为：
取池宽B，核算B/H介于1-2之间
则池长为：
，
核算长宽比，介于5-10；
设曝气池为多廊道式，确定廊道数和每廊道长为：
取超高为0.5m，则总高为H+0.5
曝气池平面设计草图，如图所示：
第二篇：水污染课程设计说明书
中北大学
课 程 设 计 说 明 书
学生姓名： 学 号：
学 院： 化工与环境学院
专 业： 环境工程
题 目：
指导教师： 职称:
指导教师： 职称:
年 月 日
中北大学
课程设计任务书
20##～2012 学年第 二 学期
学 院： 化工与环境学院
专 业： 环境工程
学 生 姓 名： 学 号：
课程设计题目：
起 迄 日 期： 月 日～ 月 日
课程设计地点： 环境工程系
指 导 教 师：
系 主 任：
下达任务书日期: 20## 年 5 月 10 日
课程设计任务书
课程设计任务书
目 录
1 绪论…………………………………………………………………………………1
1.1 AB法的工艺特点………………………………………………………………1
1.2 AB工艺的基本机理……………………………………………………………3
1.3 AB工艺的适用条件……………………………………………………………4
2 总体设计…………………………………………………………………………5
2.1 设计原始数据…………………………………………………………………5
2.2 曝气池设计……………………………………………………………………5
2.3 沉淀池设计……………………………………………………………………10
参考文献…………………………………………………………………………13
结束语
附 图
1 绪论
AB工艺系吸附生物降解工艺（Adsorption Biodegradation）简称，是联邦德国亚琛大学B·Bohnke教授于70年代中期所发明，80年代初开始应用于工程实践。[8]
近年来，由于城市和经济的发展，污水排放量持续增长，水源污染问题日益严重，制约了经济的持续发展，各城市都迫切需要新建或改建污水处埋厂。由于AB法的建设、运转费用低，又能分期实施等原因，因此国内一些单位结合我国国情对AB法从机理、动力学、工艺方法、设计参数等多力面进行试验研究，从小试、中试直至生产性试验到工程应用。我国“八五”国家科技攻关项目“高速吸附A2/O工艺消化吸收”和“活性污泥高速吸附/生物氧化技术“等都是围绕AB法工艺而展开的，并取得了丰富的科研、设计技术资料，为我国应用AB法工艺奠定了基础。从20世纪90年代起，在我国的一批新建或改建的污水处理厂采用了AB法工艺。如泰安污水处理厂、深圳罗芳污水处理厂、深圳滨河水质净化厂等相继投产运行。排放水的水质达到排入水体标准。[8]
1.1 AB法的工艺特点
AB法在工艺流程上分A、B两段处理系统。A段由A段曝气池与中沉池构成，B段由B段曝气池与终沉池构成。AB两段各自设污泥回流系统．污水经管网先进入高负荷的A段，然后再进入低负荷的B段，AB两段串联运行，两段活性的泥是在同一系统中相对独立而又互相联系的两个生物系统，其典型流程如图1－1。
AB法属超高负荷活性污泥法，该工艺不设初沉池，是由管网和污水处理厂共同构成的处理系统，污水经管网直接进入A段。
AB法具有一定的除磷脱氮功能，对磷氮的去除率分别为60～70％和35～40％。在处理难降解物质时，可将A段采用兼氧运行．这样可使一些长链难以分解的基质被打开，使其分解成短链化合物，从而提高了水的可生化件，使B段的处理效果得到提高。
AB法基建投资少、运行费用低、能耗省，处理效果好,与常规活性污泥法在相同的处理效果条件下相比较，具有投资少、节能的优点，根据国外污水处理厂运行经验：AB法总基建费用大致可节约20～25％，能耗节省l0～20％。我国通过工程实践结果：AB法可节省曝气池容积30～40％，曝气量可减少20～30％，基建投资和运转费用可下降50％左右。
AB法工艺可以分期实施，可先进行A段建设，通过A段能去除大部分有机物，再续建B段，还可以将B段改建成其他除磷脱氮工艺，这样可缓解资金不足的困难局面，同时整个工艺运行灵活，出水水质可逐步得到提高，由于AB法中A段的有机物负荷较高，泥龄短，因此产泥率高，另外在B段中还有部分的剩余污泥因此在AB法中对污泥的处理需要妥善考虑与采取适当措施。
1.1.1 A段工艺特点
由于AB两段的活性污泥系统相对独立，因此具有各自的生物群落和运行条件，AB法处理效率高，运转稳定，其中A段起着关键作用。
（1）A段生物以细菌和大肠杆菌为主，这些生物世代短、活跃、更新快、适应环境能力强，对有机物的去除机理与常规活性污泥法有所不同，A段停留时间短，一般为20～30min，但处理负荷可高达3～5kgBOD/(kgMLSS·d)，对有机物的去除率可达50～70％。
（2）A段运转灵活，可根据对BOD的去除要求进行兼氧或好氧运行，一般在好氧条件下比兼氧对有机物的去除率高，A段对有机物的去除为B段进水调整了碳氮比，因而为B段进一步去除有机物和进行硝化反硝化创造了良好环境。
（3）A段对进水水质和环境变化有很强的适应性和缓冲性。
4A段去除有机物以絮凝吸附为主，因此污泥结构粗大，污泥浓度一般为2～3g/L,沉降性能好，污泥指数约为50左右，产泥量大，占总污泥量的70～80％，比初沉池高30％，污泥中含有机物高、产气量大，容易脱水，能够浓缩到含固率6～8％。
1.1.2 B段的工艺特点
（1）B段的生物由菌胶团、原生动物和后生动物所组成，污泥呈细絮状结构，与常规的二级活件污泥基本相似。由于在A段已去除广大部分有机物，因此B段污泥负荷较低，一般为0.15～0.30kgBOD5/(kgMLSS·d)，对有机物的去除率为30～40％。
（2）B段的池龄较长，一般为15～20d，污泥指数低、产泥量少。
（3）由于A段对有机物的调节作用．使B段具有良好的硝化环境，试验证明还具有反硝化能力。
1.2 AB工艺的基本机理
AB工艺不设初沉池，A段与排水管网连成同一生物系统，在原污水中已有大量细菌繁殖于管渠内壁，这些微生物在活动中同时还产生絮凝物质，A段充分利用了在排水管网中已经发生的生物反应过程作为生物预处理，这些微生物在A段具有充足食料和更适合的溶解氧环境中得到迅速的壮大。
由于管网中的细菌源源不断地补充到A段中，与回流污泥菌胶团曝气混合，A段通过不同泥龄、溶解氧的控制，淘汰、选择了适应污水水质的大量微生物。A段微生物是一些生长快、活性高、世代短、适应能力极强的微生物，如细菌及其他原核微生物，这些微生物细胞体十分微小，结构简单，分裂时间短，变异
性强，且具有效大的表面积，这些特点使其吸附能力强，耐冲击，同时生长快，生物絮凝和氧化的协调作用使得A段在超高负荷和很短的时间内，去除大约60～70％的有机物。
A段可以根据进水水质控制溶解氧呈兼氧或好氧状态进行，一般在好氧状态下对有机物的去除能力比兼氧高。A段在好氧状态下，随着水力停留时间的增长COD去除率明显增加，A段在停留时间20min时，COD去除率大于40％，在30～40min时COD去除率达60％，去除COD的作用主要发生在60min前，之后变化甚小。
A段对有机负荷的冲击和pH的变化有很大的耐力，一般短时间的冲击都能很快得到恢复，其原因一方面由于A段的微生物不断地得到外源的补充，同时A段微生物具有很强的适应环境能力、活跃、更新快等特点。B·Böhnke教授根据细菌的分裂周期和世代代数计算了A段细菌受损后恢复时间，当90％细菌受到不良影响损害后，在3个世代时间内活性原核生物数量就能得到恢复。上述是A段抗冲击负荷的内在因素，另一方面由于A段的停留时间短，其水力稀释和污泥回流等也是缓解冲击的重要因素。但A段受冲击时间长，污泥遭受破坏时，其恢复时间的长短还与进水水质浓度、稀释水量等因素有关。
1.3 AB工艺的适用条件
AB法工艺的选择，主要根据污水处理厂进水水质条件，特别是有机物浓度、要求处理程度、基建投资状况、占地画积、回用水对象等综合条件考虑，根据国内外工程实践，认为具有以下条件的污水处理厂选择AB法工艺较为适宜。
（1）污水中有机物含量较高的污水处理厂 AB法中的A段对有机物具有较高的处理能力，因此污水通过A段可去除大部分有机物，由于A段停留时间短，因此与相向负荷的常规活性话泥法比，既可节约投资，又可节约能耗，同时，由于大量减轻了B段对有机物的负担，使污水具有合适的BOD5/TN比例,因此更能发挥B段的作用，不仅提高了B段对有机物的去除率，而且还有利于硝化菌的生长，从而提高脱氮效率。
（2）污水水质成分轮复杂、波动较大的污源水处理厂 如前所述，由于AB法对水质波动的承受能力较强，污水通过A段处理，可使水质变化幅度得到缓和，从而保证B段稳定的进水水质，得到较高的处理效果。
（3）污水浓度较低，经处理后排海的污水处理厂。
（4）分期实施达标的污水处理厂 对于资金暂时比较困难的污水处理厂，可以采用AB法施行分阶段建设，由于A段停留时间短(30分钟)，基建投资和耗能较低，因此可先建A段，使大部分有机物得到处理，从而控制污染，使环境得到改善。待资金筹全后再建B段，施工运转不会互相影响，等全部建成后可连通起来全面使用，这样可减轻企业负担，又能达到处理的目的。
（5）易于改建扩建污水处理厂，以及可用占地面积较小的污水处理厂 改建污水处理厂时可以充分利用原有的污水处理构筑物。一般可将一级污水处理厂的
初沉池改建成合建式的A段曝气池和中沉池。原有二级处理的可以改建成常规B段或具有防磷脱氮功能的改良型B段，这样不仅提高有机物的去除率，而且可以除磷脱氮，进一步提高出水质量。
2 总体设计
2.1 设计原始数据
污水设计流量：3500 m3/h；COD：465mg/L，BOD5：225mg/L；SS：210mg/L；TN：60mg/L；NH3-N：50mg/L；处理后二级出水BOD5≤15mg/L，COD≤50mg/L，SS≤15mg/L,NH3-N：≤15mg/L。
2.2 曝气池设计
AB法曝气池设计同普通曝气池，只是A、B段的设计参数不同。A、B段的设计参数通过试验确定，当无参数时，可采用经验数据。两段曝气池均采用推流式曝气池。
选定：A段污泥负荷：NSA=4kgBOD5/(kgMLSS·d)；混合液污泥浓度：XA=2.0kg/m3；回流比：RA=0.5。
B段污泥负荷：NSB=0.2kgBOD5/(kgMLSS·d)； 混合液污泥浓度：XB=3kg/m3；回流比：RB=0.9。
2.2.1 处理效率
BOD5总去除率应达到93%，出水BOD5浓度LtB=15mg/L，A段去除率EA应为60%，则A段出水BOD5浓度：
(2-1)
B段去除率：
(2-2)
2.2.2 曝气池容积计算
(2-3)
式中：V——曝气池容积，m3；
Lr——去除BOD5浓度，kg/m3；
Q——设计流量,（m3/h）；
Ns——BOD5污泥负荷率，kgBOD5/(kgMLSS·d)；
XV——MLVSS浓度，kg/m3。
（1）A段去除BOD5
式中：La为原水BOD5浓度，mg/L。
由式(2-3)得A段曝气池容积为：
池水深取4.5m，
池宽取5m，则 
设置为三廊道，则每条廊道长为：
校核尺寸比例：
，符合要求。
，符合要求。
A段曝气池尺寸为：28×5×4.5 (m3)，共三个。
（2）B段去除BOD5
由式(2-3)得B段曝气池容积为：
池深取5.5m，则
池宽取8m，则
设计为四廊道，则每条廊道长为：
校核尺寸比例：
，符合要求。
，符合要求。
B段曝气池尺寸为：79.55×8×5.5(m3)，共四个。
2.2.3 曝气时间计算
(2-4)
式中：T——曝气时间，h；
V——曝气池容积，m3。
（1）A段曝气时间:
（符合要求）
（2）B段曝气时间:
（符合要求）
2.2.4 剩余污泥量计算
（1）A段剩余污泥量
(2-5)
式中：W——A段剩余污泥量，kg/d；
Sr——A段SS去除浓度，kg/m3，A段SS的去除率为70％～80％；
aA——A段污泥增长系数，一般为0.3～0.5。
设A段SS去除率取75%，
干泥量（aA取0.4）：
湿泥量（污泥含水率PA取98.5%）：
（2）B段剩余污泥量
(2-6)
式中：WB——B段剩余污泥量，kg/d；
aB——B段污泥增长系数，一般为0.5～0.65。
干泥量（aB取0.6）：
湿泥量（污泥含水率PB取99.4%）：
总泥量：
2.2.5 污泥龄计算
(2-7)
式中：Ns——污泥负荷，kgBOD5/(kgMLSS·d)；
a——污泥增长系数。
（1）A段污泥龄：
（2）B段污泥龄：
2.2.6 需氧量计算
（1）A段需氧量
(2-8)
式中：OA——A段需氧量，kgO2/h；
aAˊ——A段需氧量系数，一般为0.4～0.6,取0.5；
LrA——A段去除BOD5浓度，kgBOD5/m3。
（2）B段需氧量（
取1.23，
取4.57）
(2-9)
式中：OB——B段需氧量，kgO2/h；
aBˊ——B段需氧量系数，取1.23；
bBˊ——B段去除每千克NH3-N需氧千克数，取4.57 kgO2/h；
LrB——B段去除BOD5浓度，kgBOD5/m3；
Nr——需要硝化的氮量，kg/m3。
由式(2-9)得：
式中：
（3）二段总需氧量：
2.2.7 供气量计算
（1）A段供气量计算
取A段穿孔管距池底0.3m，即淹没水深4.2m，取水温20℃，则饱和溶解氧CS（20）=9.2mg/L,穿孔管出口处绝对压力为：
(2-9)
式中：p0——当地大气压力，MPa；
HAˊ——曝气设备装设深度，m。
空气离开液面时的含氧百分比为：
(2-10)
式中：EAˊ——扩散器的氧转移效率，一般为5％～10％，取7％。
污水中氧的饱和浓度为：
(2-11)
20℃时污水中的平均饱和溶解氧为：
(2-12)
式中：β——取0.9。
如果平均需氧时，曝气池保持DO=2mg/L以上，所以脱氧清水中的最大需氧量为：
(2-13)
式中：a——取0.5。
这样，按需氧量供给，可以保证平均需氧时溶解氧要求。所以供气量为：
(2-14)
（2）B段供气量计算
B段供气量计算同A段。
取B段穿孔管距池底0.3m，即淹没水深5.2m，穿孔管出口处绝对压力为：
空气离开液面时的含氧百分比为：
式中：EBˊ——取7％。
污水中氧的饱和浓度为：
20℃时污水中的平均饱和溶解氧为：
式中：β——取0.9。
曝气池保持DO=2mg/L以上，所以脱氧清水中的最大需氧量为：
式中：a——取0.5。
供气量为：
总供风量：
选用4-68离心风机，其主要性能如下：
机号：12.5；主轴转速：1120r/min；全压：3270Pa；流量：53434m3/h；配套电机型号：Y280S-4。
采用可变孔式曝气器。
2.3 沉淀池设计
沉淀池均采用平流式沉淀池，出水堰形式采用自由堰，水位位于齿高的1/2处。堰前设挡板，挡板高于水面0.15m，浸没在水面下0.4m，距出水口处0.5m。
2.3.1 中间沉淀池设计
选取中间沉淀设计参数，池表面负荷：qAˊ=2m3/(m2·h)
沉淀时间：TA=2h。
沉淀池总面积：
沉淀部分有效水深：
沉淀部分有效容积：
设水平流速v=5㎜/h，则池长：
沉淀池总宽：
设每格池宽bAˊ=7m，则：
校核尺寸比例：
，符合要求。
，符合要求。
污泥部分所需容积：
(2-15)
式中：RA——污泥回流比；
XA——曝气池混合液污泥浓度，mg/L,XA=2.0kg/m3=2000mg/L；
XRA——储泥部分污泥平均浓度，mg/L。
t——储泥时间，取1小时。
(2-16)
式中：SVI——污泥容积指数，mL/g,取80mL/g。
则单个泥斗所需容积为：
设计泥斗尺寸为：斗底尺寸为500mm×500mm,上口尺寸为7000mm×7000mm,倾角60°。
泥斗高度：
泥斗容积：
(2-17)
污泥斗以上梯形部分容积：
泥斗以上梯形部分高度：
泥斗与池底梯形部分实际存泥容积：
，符合要求。
按设计原则，取池子保护高度h1=0.3m,缓冲层高度h3=0.5m,则池子总高度：
2.3.2 最终沉淀池设计
最终沉淀池设计同中间沉淀池。
选取中间沉淀设计参数，池表面负荷：qBˊ=1.0m3/(m2·h)
沉淀时间：TB=4h。
沉淀池总面积：
沉淀部分有效水深：
沉淀部分有效容积：
设水平流速v=5㎜/h，则池长：
沉淀池总宽：
设每格池宽bAˊ=7.5m，则：
校核尺寸比例：
，符合要求。
，符合要求。
污泥部分所需容积：
式中：RB——污泥回流比；
XB——曝气池混合液污泥浓度，mg/L,XB=3.0kg/m3=3000mg/L；
XRB——储泥部分污泥平均浓度，mg/L。
t——储泥时间，取1h。
式中：SVI——污泥容积指数，mL/g,取70mL/g。
则单个泥斗所需容积为：
设计泥斗尺寸为：斗底尺寸为500mm×500mm,上口尺寸为7000mm×7000mm,倾角60°。
泥斗高度：
泥斗容积：
污泥斗以上梯形部分容积：
泥斗以上梯形部分高度：
泥斗与池底梯形部分实际存泥容积：
，符合要求。
按设计原则，取池子保护高度h1=0.3m,缓冲层高度h3=0.5m,则池子总高度：
参考文献
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结束语
通过此次课程设计，我更加牢固的掌握了污水处理的一些相关知识，在设计过程中，通过对相关资料的查阅，对问题的深入思考以及向老师的询问，同学间的相互探讨不仅使我对课堂所学内容有了更加深刻的理解，更让我学到了许多书本上学不到的知识，相信此次所学知识定会对我以后的学习和生活产生深远的影响，在此衷心感谢在课程设计中对我进行耐心指导的晋日亚、梁炜老师。
附图：