AO生物脫氮工藝設(shè)計計算

1、Ai/O生物脫氮工藝設(shè)計計算1 .已知條件設(shè)計流量Q=40000m3/d設(shè)計進水水質(zhì)BOD5濃度S0=130mg/L;TSS濃度X°=180mg/L;TN0=40mg/L;NH3-N=25mg/L;TP=3.5mg/L;COD*220mg/L(3)設(shè)計出水水質(zhì)BOD5濃度Se<=20mg/L;TSS濃度Xe<=20mg/L;TNe<=20mg/L;NH3-N<=8mg/L;TP<=1mg/L;CODcr<=60mg/LPH=6.07.0表2-1進出水水質(zhì)及處理程度名標(biāo):、BODhCODex*3s卻TN2陽8T4總瞬（以P計）*設(shè)計進水水質(zhì)13022

2、0ISOp40，%3.投設(shè)計出水水質(zhì)（唯兒）戶刈蜷2g<20刖<1處理程度G）*62平仔p>8S,89卡)50>71.42 .設(shè)計計算（按BOD5負荷計算）（1）設(shè)計參數(shù)計算根據(jù)手冊知道：Ai/O工藝設(shè)計參數(shù)比表8Uc京8.lA/OH藝ift計件融名稱水力停閑時間HKTCh)溶*氧(叭/L)pH值®X(X)污泥齡ZCd)污泥負荷jVJk«BODj/ik«MLS5-d)j污泥濃度*2L)總靠負他kglN/X空d)J混合液回瓶比RJ%>而泥囹比比川(%)反用化就S-BODs/NO；-N數(shù)值A(chǔ)»:0.5-1.0(>2).0M

3、t2.5-6A：C=lM3-4)。段I2.A盤心近于等A/8.0-8.4.O段058.020-30>190.1-V.7(>0.J8)20005000(3000)>0.05200-50050-100*4表81/»工藝設(shè)計計算公式名稱公式符號說明1空化反應(yīng)池容積比卷34V|好虱段客枳(m3)%一球代段容枳(“)2.生化反應(yīng)池總?cè)莘e¥匕g=4等Q污水沒計流取(濯/h)生物反應(yīng)池進水BO%冰瞪(kg/m')MPOD污泥負碳3BaV(3MISSd)x連避敏度四S<s3.水力停佰時間V1=VC水力停留時間(h)4.病余污泥總w=w+J-岫+S,Q平x50

4、%x、=獷剜余污泥fit：Wd)a污濕產(chǎn)率系數(shù)1kgz3BO6,一般為0.5-0.7b污泥自身氧化速率(d"),一版為0.051r生物反應(yīng)泄去除B0烏米度(慟啟)。平一平均日污水流及(/%)X、一揮發(fā)性懸浮固缽法度(2d)Sr反應(yīng)信去除的SS濃度()Sr-%-久8s分別為生化反應(yīng)穩(wěn)進出水的SS掖度(yd)50%不可降留和惰性懸浮物量CXVSS)占總懸浮物SKTSS)的百分數(shù)/系敗.取QF5.購余活性河泥量*JJ-剩親信性標(biāo)源量小眼力6.而堀量Qs=1flooH-p)k顯沔泥量(N/小一污譚含水率(必)-7.污泥的產(chǎn).爭%.X,盼一污泥帕(d)上最大需，it6,©QIf6N-

5、OD-E八八丁分別力1A6.L42%為氣虱去除量f%/51押曰一硒塞氯去除Ckfi/ir?)P-M余阿滉融(、/d)xr騫余國性污泥量作即d)Xt-Fl漁污泥於度炮/d)9,圄流污泥溶度工=鑒與停留時閭,地身，污泥枇度有關(guān)的口W1系數(shù)*-較，=1.2.111-,id景氣泡濯合薇充度M了片Krfl污泥國流以%)一二一一3一話回僚冢電JIL內(nèi)國疸增|麻：1-.上鼓去S3.4動力學(xué)常效值八山的參考值動力學(xué)常油尻鑿牛奶避水合或廢水««4制漿廢水生18污水城市度水MksV5Srt#W)Pt)0.40JM50,«在能0.470.2Cd5-6700U-也060.35-U.450

6、.05-0.1011(1)設(shè)計參數(shù)計算假設(shè)BOD5污泥負荷:Ns=0.13kgBODs/(kgMLSSd)污泥指數(shù)：SVI=150回流污泥濃度Xr=106*r/SVIr考慮污泥在沉淀池中停留時間，池深，污泥厚度等因素的系數(shù)取r=1.2貝UXr=106*1.2/150=8000(mg/L)根據(jù)手冊回流污泥比R=50%100%取R=100%曝氣池混合液污泥濃度Xkg/m3=R*XR/(R+1)=1*8000/2=4000mg/L=4TN去除率小%=(TN0-TNe)/TN0=(40-20)/40=50內(nèi)回流比R內(nèi)%=叭1-力=0.5/(1-0.5)=100(2)Ai/O池主要尺寸計算曝氣池總有效容

7、積Vm3=Q設(shè)L0/NsX=40000X130/(0.13X4000)=10000m3又生化反應(yīng)池中好氧段容積與缺氧段容積之比Vi/V2=34取Vi/V2=4則Vi=8000m3V2=2000m3有效水深h=5.0m好氧反應(yīng)池的尺寸總?cè)莘eV1=8000m3,設(shè)反應(yīng)池兩組。單組池容Vi單=Vi/2=4000m3單組有效面積Si單=Vi單/h=4000/5.0=800m2采用5廊道式，廊道寬b1=5.0m反應(yīng)池長度Li=Si單/5b1=800/(5X5.0)=32m校核b/h=5.0/5.0=1(滿足b/h=12)L/b=32/5.0=6.4(滿足L/b=510)超高取1.0,則反應(yīng)池總高H=5.

8、0+1.0=6m缺氧反應(yīng)池的尺寸總?cè)莘eV2=2000m3,設(shè)反應(yīng)池兩組。單組池容V2單=Vi/2=1000m3單組有效面積S2單=V2單/h=1000/5.0=200m2長度與好氧池寬度相等，為L=25m,池寬=S2單/L=200/25=8m采用3廊道式，則廊道寬b2=8/3=2.7m污水在Ai/O池內(nèi)停留時間t=V/Q=10000/40000=0.25d=6h水力停留時間Ai：O=1:(34)取A:O=1:4則Ai停留時間為t1=1.2h;O段停留時間t2=4.8h進水管兩組反應(yīng)池合建，進水與回流污泥進入進水豎井，經(jīng)混合后經(jīng)配水渠、進水潛孔進入缺氧池反應(yīng)池進水管設(shè)計流量Q1=Q=40000/

9、86400=0.463m3/s管道流速采用V=1.0m/s則管道過水?dāng)嗝鍭=Qi/V=0.463/1.0=0.463m2管徑d=(4A/41/2=(4X0.463/：i)1/2=0.77m取進水管徑為DN800mm較核管道流速v=Q/A=0.463/(0.8/2)2XTt=0.9m/s回流污泥渠道反應(yīng)池回流污泥渠道設(shè)計流量QRQr=rxQ=1X40000/86400=0.463m3/s渠道流速v=0.8m/s則渠道斷面積A=QR/v=0.463/0.8=0.578m取渠道斷面bxh=1.0mX0.6m較核流速v=0.463/(1.0X0.6)=0.77m/s渠道超高取0.3m渠道總高為0.6+

10、0.3=0.9m污泥回流管道Qr=0.463m3/s若管道流速r=0.8m/s那么管徑d=(4A/力1/2=(4X0.463/：i)1/2=0.77m取回流污泥管徑為DN800mm較核管道流速v=Q/A=0.463/(0.8/2)2xTt=0.9m/s進水豎井反應(yīng)池進水孔尺寸：進水孔過流量：Q2=(1+R)XQ/2=0.463m3/s孔口流速v=0.7m/s孔口過斷面積A=Q2/v=0.463/0.7=0.66m/s孔口尺寸取1.2mX0.6m進水豎井平面尺寸2.2mX1.6m出水堰及出水豎井出水流量Q3=0.463m3/s孔口流速v=0.7m/s孔口過斷面積A=Q3/v=0.463/0.7=

11、0.66m/s孔口尺寸取1.2mX0.6m出水豎井平面尺寸2.0mX1.6m按矩形堰流量公式：Q3=mb，2gH3/2m3/s式中：孔口當(dāng)做堰寬的話即b=1.2m,流量系數(shù)m取0.45,已知流量Q3=0.463m3/s所以堰上水頭H=0.38m出水管管道流速采用V=0.8m/s則管道過水?dāng)嗝鍭=Qi/V=0.463/0.8=0579m2管徑d=(4A/41/2=(4X0.579/：i)1/2=0.86m取出水管徑為DN800mm較核管道流速v=Q/A=0.463/(0.8/2)2X：t=0.9m/s(3)剩余污泥量水溶解性BOD5S=S-1.42XfxTSS(1ekt)=130-1.42X0.

12、7X20X(1-e°23x5)=6.41mg/LK為BOD的分解速率常數(shù)好氧池設(shè)計污泥齡首先確定硝化速率NN(取設(shè)計PH=7.2),硝化速率好0.47e°.°98(T-15)N/(N+10Q051158)Oz/(ko2+O2)1-0.833(7.2-PH)=0.47e0.098(10-15)X8X2/(8+10(0.05x10-1.158)/(1.3+2)=0.17d-1式中：NNH3-NA的濃度，mg/LK02氧的半速常數(shù)，mg/L02反應(yīng)池中的溶解氧濃度，mg/L硝化反應(yīng)所需的最小泥齡8m=1/網(wǎng)=1/0.17=5.88d選用安全系數(shù)K=3設(shè)計污泥齡9=K8m

13、=3X5.88=17.64d則系統(tǒng)總設(shè)計泥齡=好氧池泥齡+缺氧池泥齡=17.64+17.64X2000/8000=22.05d生物污泥產(chǎn)量Px=YQ(Se-S)/(1+Kd瓦)對于生活污水，污泥產(chǎn)率系數(shù)Y值一般位于0.50.65之間，Kd值在0.050.1之間則取Y=0.6內(nèi)源代謝系數(shù)Kd=0.05Px=0.6X40000(0.13-0.00641)/(1+0.05乂22.05)=1410.78(kg/d)對存在的惰性物質(zhì)和沉淀池的固體流失量可采用下式計算Ps=Q(X1-Xe)=40000X(0.180-0.180X0.7-0.020)=1360(kg/d)Xi為進水懸浮固體中惰性部分(進水T

14、SS進水VSS)的含量因為0.7=VSS/TSS剩余污泥量X=Px+Ps=1410.78+1360=2770.78(kg/d)去除每1kgBOD5產(chǎn)生的污泥量=AX/Q(S0-Se)=2770.78/40000X(0.13-0.02)=0.63(kgDs/kgBOD5)(4)曝氣系統(tǒng)設(shè)計計算設(shè)計需氧量AOR需氧量包括碳化需氧量和硝化需氧量，并扣除剩余活性污泥排放所減少的BODu及NH3-N的氧當(dāng)量(此部分用于細胞合成，并未好氧),同時還應(yīng)考慮反硝化脫氮產(chǎn)生的氧量。AOR=碳化需氧量+硝化需氧量-反硝化脫氮產(chǎn)氧量=(去除BOD5需氧量-剩余污泥中BODu氧當(dāng)量)+(NH3-N硝化需氧量-剩余污泥

15、中NH3-N氧當(dāng)量)-反硝化脫氮產(chǎn)氧量(或者用式AOR=a'Q(S0-Se)+b'VXv)計算A、碳化需氧量DiDi=Q(S0-S)/(1-e-kt)-1.42Px=40000X(0.13-0.00641)/(1-e-0-23x5)-1.42X1410.78=5230.91(kgO2/d)式中：kBOD的分解速率常數(shù)，d-1,去k=0.23tBOD5的試驗時間，取t=5天B、硝化需氧量D2D2=4.6Q(No-Ne)-4.6X12.4%XPx=4.6X40000X(0.04-0.008)-4.6乂12.4%乂5230.91=2904.29(kgO2/d)式中：N進水總氮濃度，k

16、g/m3N0出水NH3-N濃度，kg/m3,其余意義同前C、反硝化脫氮產(chǎn)生的氧量D3D3=2.86NtNt為反硝化脫氮產(chǎn)生的氧量需還原的硝酸鹽氮量Nt=QNot/1000Not為所需脫硝量微生物同化作用去除的總氮NwNw=0.124Y(So-S)/(1+Kd8)=0.124X0.6X(0.13-0.00641)/(1+0.05乂17.64)=4.8(mg/L)被氧化的NH3-N=進水總氮量-出水氨氮量-用于合成的總氮量=40-8-4.8=27.2(mg/L)所需脫硝量=進水總氮量-出水總氮量-用于合成的總氮量=40-20-4.8=15.2(mg/L)需還原的硝酸鹽氮量Nt=40000X15.2

17、/1000=608(kg/d)貝UD3=2.86X608=1738.88(kgO2/d)故總需氧量：AOR=D1+D2-D3=5230.91+2904.29-1738.88=6396.32(kgO2/d)=266.51(kgO2/h)最大需氧量與平均需氧量之比為1.4，則AORmax=1.4AOR=1.4X6396.32=8954.85(kgO2/d)=373.11(kgO2/h)去除每1kgBOD5的需氧量=AOR/Q(S0-Se)=6396.32/(40000X(0.13-0.02)=1.45(kgO2/kgBOD5)標(biāo)準(zhǔn)需氧量采用鼓風(fēng)曝氣，微孔曝氣器敷設(shè)于池底，距池底0.2m,淹沒深度3

18、.8m,氧轉(zhuǎn)移效率Ea=20%,將設(shè)計需氧量AOR換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的需氧量SORSOR=AORXCs(20)/(a(BCSm(T)-CL)X1.024(T-20)式中：T為設(shè)計污水溫度，T=25CCl為好氧反應(yīng)池中溶解氧濃度，取2mg/LP為壓力修正系數(shù)，p=工程所在地區(qū)大氣壓/1.013X105，本例工程所在地區(qū)大氣壓為1.013X105，故此p=1a為污水傳氧速率與清水傳氧速率之比，取0.85B為污水飽和溶解氧與清水飽和溶解氧之比，取0.9查表得水中溶解氧飽和度：Cs(20)=9.17mg/LCsm(25)=8.38mg/L空氣擴散器出口處絕對壓力：Pb=P+9.8X103H式中：H為空氣

19、擴散器的安裝深度P為大氣壓力Pb=1.013X105+9.8X103X3.8=1.385X105(PA)空氣離開好氧反應(yīng)池時氧的百分比Ot:Ot=21(1-EA)/(79+21(1-Ea)=21(1-20%)/(79+21(1-20%)=17.54%好氧反應(yīng)池中平均溶解氧飽和度：CSm(25)=CS(25)(Pb/(2.066X105)+17.54/42)=8.38X(1.385/2.066+17.54/42)=9.12mg/L標(biāo)準(zhǔn)需氧量為：SOR=6396.32X9.17/0.85乂(0.9乂1乂9.12-2)乂1.024(25-20)=9872.54(kg/d)=411.36(kg/h)相

20、應(yīng)最大時標(biāo)準(zhǔn)需氧量為：SORmax=1.4SOR=1.4x9872.54(kg/d)=13821.56(kg/d)=575.90(kg/h)好氧反應(yīng)池平均時供氣量為:Gs=100SOR/0.3Ea=411.36X100/(0.3X20)=6856(m3/h)0.3表示標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（0.1Mpa,20C）下每立方米空氣中含氧量（kgO2/m3）最大時供氣量：Gmax=1.4Gs=1.4X6856=9601.2（m3/h）曝氣器數(shù)量計算（以單組反應(yīng)池計算）a、按供氧能力計算曝氣器數(shù)量N=SOR/qcqc為充氧能力,kgO2/（h個）采用剛玉鐘罩式微孔曝氣器，參照鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)設(shè)計規(guī)程，工作水深4.0m,

21、在供風(fēng)量q=13m3/（h個）時，曝氣器氧利用率Ea=20%,服務(wù)面積0.250.8m2,充氧能力qc=0.14kgO2/（h個），則：N=575.900.14=2056（個）b以微孔曝氣器服務(wù)面積進行較核f=F/N=5X5X40/2056=0.486（m2）0.8（m選用GYZZ178-2的曝氣器供風(fēng)管道計算.供風(fēng)管道系指風(fēng)機出口至曝氣器的管道。a、干管供風(fēng)干管采用環(huán)狀布置流量Qs=Gmax/2=9601.2/2=4800.6(m3/h)供風(fēng)干管流速取值范圍在1015m/s取V=10m/s則管徑d=(4Qs/V昉1/2=(4X4800.6/3600乂1041/2=0.412m取管徑DN400mmb、支管.單側(cè)供氣支管：Qs單=1/5Gmax/2=1/5X4800.6=960.12(m3/h)流速V=10m/s則管徑d=(4Qs/Vti)1/2=(4X960.12/3600乂10：