AO工艺标准设计计算参考.doc

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1、A1/0 生物脱氮工艺 一、 设计资料 设计处理能力为日处理废水量为 30000m3 废水水质如下： PH 值 7.07.5 水 温 1425 C BOD5=160mg/L VSS=126mg/L(VSS/TSS=0.7) TN=40mg/L NH3-N=30mg/L 根据要求：出水水质如下： BOD5=20mg/L TSS=20mg/L TN 15mg/L NH3-N 8mg/L 根据环保部门要求，废水处理站投产运行后排废水应达到国家标准 污水综合排放标准GB8978-1996 中规定的 二级现有”标准，即 COD 120mg/l BOD 30 mg/l NH -N20 mg/l PH=6-

2、9 SS 0.15m/s (11) 砂水分离器的选择 沉砂池的沉砂经排砂装置排除的同时， 往往是砂水混合体，为进一步 分离出砂和水，需配套砂水分离器 清除沉砂的间隔时间为 2d，根据该工程的排砂量，选用一台某公司 生产的螺旋水分离器。 该设备的主要技术性能参数为： 进水砂水分离器的流量为 13L/S，容积为 0.6m3，进水管直径为 100mm,出水管直径为 100mm,配套功率为 0.25KW 4、A1/O 生物脱氮工艺设计计算 (1)好氧区容积 V1 V1=取 Y=0.6;Kd=0.05) 出水溶解性 B0D5 为使出水所含 B0D5 降到 20mg/L,出水溶解性 B0D5 浓度 S 应

3、为： S=20- 1.42 x x TSS(4 kt) =20- 1.42 x 0.7 x 2-X-0.23 x 5) =6.41(mg/L) 设计污泥龄。首先确定硝化速率 (取设计 pH=7.2),计算公式： 二二0.47e0.098(T 15) 1 0.0833(7.2 Ph) =0.47e0.098(14 15) x =0.462 X 0.958 X 0.606=0.247(d 硝化反应所需的最小污泥龄 =4 05 (d) 选用安全系数 K=3; 设计污泥龄 二二 K =3X 4.05=12.2(d) 好氧区容积 V1, m3 V1= =7482.38(m3) 好氧区容积 V2 V2=

4、需还原的硝酸盐氮量。微生物同化作用去除的总氮 NW: NW=0.124 =0.124 X =7.2(mg/L) 被氧化的 NH3-N=ffi水总氮量出水氨氮量用与合成的总氮量 =40 87.2=24.8(mg/L) 所需脱硝量二二进水总氮量-出水总氮量-用与合成的总氮量 =40-15 7.2=17.8(mg/L) 需还原的硝酸盐氮 NT=30000 17.8 X =534(kg/d) 反硝化速率 qdn.T=qdn,20 ( qdn20 取 0.12kgNO -N/(kgMLVSSd);取 1.08。) qdn.T=0.12 X 1.040=0.076(kgN0 -N/(kgMLVSS) 缺氧

5、区容积 V2= =2509.4( m3) 缺氧区水力停留时间 t2= = =0.084(d)=2.0(h) 曝气池总容积 V 总，m3 V 总二二 V1+V2=7482.32+2509.4=9991.78m3 系统总设计泥龄二二好氧池泥龄+缺氧池泥龄=12.2+12.2 X =16.29d 污泥回流比及混合液回流比 污泥回流比 R。设 SVI=15Q 回流污泥浓度计算公式：XR= X r (取 1.2) XR= X 1.2=8000mg/L 混合液悬浮固体浓度 X (MLSS =4000mg/L 污泥回流比 R= X 100= X 100=100%(一般取 50% 100%) 混合液回流比 R

6、 内。混合液回流比 R 内取决与所要求的脱氮率。 脱氮率可用下式 粗略估算：二二二二=62.5% r= = =167% 200 剩余污泥量生物污泥产量： PX= = =1523.73kg/d 对存在的惰性物质和沉淀池的固体流失量可采用下式计算： PS=Q( X1 Xe) (Q 取 30000m3/d) Ps=Q(XJ Xe)=30000 X (080.126 0.02)=1020kg/d 剩余污泥量 AX 二二 PX+PS=1523.73+1020=2543.73kg/d 去除每 1kgB0D5 产生的干泥量二二二二=0.61kgDs/kgBOD5 反应池主要尺寸 好氧反应池。总容积 V1=7

7、482。38m3,设反应池 2 组 单组池容 V1 单=3741.19m3 有效水深 h=4.0m,单组有效面积 S1 单二二二二=935.30m3 采用 3 廊道式，廊道宽 b=6m,反应池长度 L 仁二仁二=52m 超高取 1.0,则反应池总高 H=4.0+1.0=5.0m 缺氧反应池尺寸 总容积 V2=2509.4m3 设缺氧池 2 组，单组池容 V2 单二二=1254.7m3 有效水深 h=4.1m,单组有效面积 S2 单二二二二=306.02m 长度与好氧池宽度相同，为 L=18 m 池宽二二二二=17m 反应池进，出水计算 进水管。两组反应池合建，进水与流污泥进入进水竖井，经混合

8、后经配渠，进水潜孔进入缺氧池。 单组反应池进水管设计流量 QQ= =0.347m3/s 管道流速采用 v=0.8m/s。 管道过水断面 A= = =0.434m 管径 d= = =0.74m 取进水管管径 DN 700mm。 校核管道流速 v=二二=0.90m/s 回流污泥渠道。单组反应池回流污泥渠道设计流量 QR QR=R Q=1X =0.347m3/s 渠道流速 v=0.7m/s; 则渠道断面积 A= = =0.496m2 则渠道断面 bx h=1.0mX 0.5m 校核流速 v= =0.69m/s 渠道超高取 0.3m; 渠道总高为 0.5+0.3=0.80m 进水竖井。反应池进水孔尺寸

9、： 进水孔过流量 Q2=（ 1+R） x =（1+1） x = =0.347m3/s 孔口流速 v=0.6m/s 孔口过水面积 A= = =0.58m2 孔口尺寸取 1.2mx 0.5m; 进水竖井平面尺寸 2.0mX 1.6m 出水堰及出水竖井。按矩形堰流量公式： Q3=0.42 bH =1.866 x bx H Q3=（1+R）=（1+1）二二 Q=0.347m3/s（取 6.0m） H= = =0.10m 出水孔过流量 Q4=Q3=0.347m3/s 孔口流速 v=0.6m/s; 孔口过水断面积 A= = =0.58m2 孔口尺寸取 1.2mx 0.5m; 出水竖井平面尺寸 2.0mx

10、1.6m 出水管。单组反应池出水管设计流量 Q5=Q3=0.347m3/s 管道流速 v=0.8m/s; 管道过水断面 A= = =0.9m/s 曝气系统设计计算 设计需氧量 AOR。需氧量包括碳化需氧量和硝化需氧量，并应扣 除剩余活性污泥排放所减少 B0D5 及 NH3-N 的氧当量（此部分用于细 胞合成，并未耗氧），同时还应考虑反硝化产生的氧量。 AOR=S化需氧量+硝化需氧量反硝化脱氮产氧量 二（去除 BOD5 需氧 量剩余污泥中 BOD5 需氧量）+ （NH3-N 硝化需氧量剩余污泥中 NH3-N的氧当量）反硝化脱氮产氧量 a 碳化需氧量 D1 D1= 1.42Px（k 取 0.23,

11、t 取 5d） D1= 1.42 X 1523.73=4579.42kgO2/d b 硝化需氧量 D2 D2=4.6Q（N0- Ne） 4.6 X 12 落 X Px 008) 4.6 X 12 落 X 1523.73=3546.86kgO2/d c 反硝化脱氮产生的氧量 D3 D3=2.86NT 式中，NT 为反硝化脱除的硝态氮量，取 NT=534kg/d D3=2.86 X 534=1527.24kgO2/d 故总 需氧量 AOR=D1+D2 D3=4579.42+3546.86 1527.24=6599.04kgO2/h=274.96kgO2/h 最大需氧量与平均需氧量之比为 1.4,则

12、: AORmax=1.4AOR=1.4X 6599.04=9238.66kgO2/d=384.94kgO2/h =4.6 X 30000 X 去除每 1kgB0D5 的需氧量二二二二=1.57kgO2/kgBOD5 标准需氧量。采用鼓风曝气，微孔曝气器敷设于池底，距池底 0.2m, 淹没深度 3.8m，氧转移效率 EA=20%，将实际需氧量 AOR 换算成标 准状态下的需氧量 SOR SOR= (T 取 25 C, CL 取 2mg/L,取 0.82,取 0.95) 查表得水中溶解氧饱和度： CS( 20) =9.17mg/L,CS(25)=8.38mg/L 空气扩散器出 口处绝对压力：Pb

13、二二 p+9.8X 103H (p=1.013 x 105Pa,Pb=1.013 x 105+9.8 x 103 x 3.8=1.385 x 105Pa 空气离开好氧反应池时氧的百分比 Ot: Ot= x 100 式中，EA 为空气扩散装置的氧的转移效率，取 EA=20% Ot= =17.54% 好氧反应池中平均溶解氧饱和度： Csm(25)=Cs(25)( + )=8.38 x ( + )=9.12mg/L 标准需氧量为：SOR= =9835.62kg/d=409.82kg/h 相 应 最 大 时 标 准 需 氧 量 为： SORmax=1.4SOR=1.4X 9835.62=13769.8

14、7kg/d=573.74kg/h 好氧池反应池平均时供气量为： GS= x 100= x 100=6830.33m3/h 最大时供气量为：Gsmax=1.4GS=9562.46m3/h 所需空气压力 p(相对压力)p=h1+h2+h3+h4+Ah(h4 取 0.004Mpa,Ah流速 v=10m/s; 取 0.005Mpa) 取 h1+h2=0.002Mpa p=0.002+0.038+0.004+0.005=0.049Mpa=49kPa 可根据总供气量，所需风压，污水量及负荷变化等因素选定风机台数， 进行风机与机房设计。 曝气器数量计算（以单组反应池计算）。 a 按供氧能力计算曝气器数量。

15、h1 = 采用微孔曝气器，参照有关手册，工作水深 4.3m,在供风量 q=13m3（h 个）时，曝气器氧利用率 EA=2%,服务面积 0.30.75m,2, 充氧能力 qc=0.14kgO2/（h 个）,则: h1= =2049 个 b 以微孔曝气器服务面积进行校核 f= = =0.46m2 0.75m2 供风管道计算。供风管道指风机出口至曝气器的管道。 a 干管。供风干管采用环状布置。 流量 QS=0.5X Gsmax=0.5X 9562.46=4781.23m3/h 流速 v=10m/s 管径 d= = =0.411m 取干管管径为 DN400mm。 b 支管。单侧供气（向单侧廊道供气）支

16、管（布气横管）： 流速 v=10m/s; QS 单二二 X = x 9562.46=1593.74m3/h 管径 d= = =0.237m 取支管管径为 DN250mm。 双侧供气：QS 双二二二二 x 9562.46=3187.49m3/h 流速 v=10m/s; 管径 d= = =0.336m 取支管管径为 DN400mm。 缺氧池设备选择 缺氧池分成三格串联，每格内设一台机械搅拌器。 缺氧池内设 3 台潜水搅拌机，所需功率按 5W/m3 污水计算。 厌氧池有效容积 V 单=17x 18X 4.仁仁 1254.6m3 混合全池污水所需功率 N 单= 1254.6 x 5=6273W (11

17、) 污泥回流设备选择 污泥回流比 R=1O0% 污泥回流量 QR 二二 RQ=30000m3/d=1250m3/h 设回流污泥泵房 1 座，内设 3 台潜污泵(2 用 1 备)； 单泵流量 QR 单=0.5QR=0.5X 1250=625m3/h 水泵扬程根据竖向流程确定。 (12) 混合液回流泵 混合液回流比 R 内=200% 混合液回流量 QR=R 内 Q=2X 30000=60000m3/d=2500m3/h 每池设混合液回流泵 2 台，单泵流量 QR 单二二=625m3/h 混合液回流泵采用潜污泵。 5、向心辐流式二次沉淀池池中心与池边落差 h3= =018m (1)沉淀池部分水面面积

18、 F 最大设计流量 Qmax=0.5m3/s=1800m3/h 采用两座向心辐流式二次沉淀池，表面负荷取 0.8m3/(m2 h)贝 S F= = =1125m2 (2)池子直径 D D= = =37.9m 取 D=38m 校核堰口负荷 q q = = =2.1(X 4.34L/(sm) (4) 校核固体负荷 G G= = =153.6 kg/(m2 d)(符合要求) (5) 澄清区高度 h2设沉淀池沉淀时间 t=2.5h h2，= =qt= =2m (6) 污泥区高度 h2 h2 = = =1.48m 池边水深 h2 h2= h2 +h2 +0.3=2+1.48+0.3=3.78m (8)

19、污泥斗高 h4 设污泥斗底直径 D2=1.0m 上口直径 D1=2.0m 斗壁与 水平夹角 60 则 h4=( )ta n60 =( )tan60 =0.87m (9) 池总高H 二次沉淀池拟采用单管吸泥机排泥，池底坡度取 0.01, 池中心与池边落差 h3= =018m 排泥设备中心立柱的直径为 1.5m。 超高 h仁仁0.3m 故池总高 H二二h1+h2+h3+h4=0.3+3.78+0.18+0.87=5.13m (10) 流入槽设计 采用环行平底糟，等距设布水孔，孔径 50m m,并加 100mm 长短管 流入槽 设流入槽宽 B=0.8m 槽中流速取 1.4m/s 槽中水深 h= 布水

20、孔数 n 取 t=650s,Gm20s-1 水温 20C 时 v=1.06 m2/s 布水孔平均流速 vn 二二=0.74m/s 布水孔数 n=个 孔距 校核 Gm v1 = v2= Gm=在 1030 之间合格) (二)、污泥处理系统 1、浓缩池 (1)浓缩池面积 A 剩余污泥量=2543.73kg/d 污泥固体通量选用 30kg/(m2 d) A= m2 浓缩池直径 D 设计采用 n=1 个圆形辐流池 浓缩池直径 D=取 D=11m 浓缩池深度 H 浓缩池工作部分的有效水深 h2=（式中取 T=15h） QW=取 C0=6kg/m3） 则 h2= 超高 h1=0.3m 缓冲层高度 h3=0.3 浓缩池设机械刮泥 坡底坡度 i=1/20 污泥斗下底直径 D1=1.0m 上底直径 D2=2.4m 池底坡度造成的深度 h4=（）= 污泥斗高度 h5= 浓缩池深度 H=h1+h2+h3+h4+h5=0.3+3.125+0.3+0.215+1.0=4.94m 2、 污泥泵 共设污泥泵两台，一用一备 单泵流量 Q =424m3/d=17.7m3/h 3、 污泥脱水间 进泥量 =424m3/d=17.7m3/h 出泥饼 GW=68t/d 泥饼干重 W=18t/d 选用 DY3000 带式脱水机，带宽 3m,处理能力为 600kg（干）/h,选用三 台。