A2O生物處理池工藝設(shè)計

1、課程設(shè)計題 目A²/O生物處理池工藝設(shè)計 學(xué) 院 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 專 業(yè) 環(huán)境工程 年 級 2008級環(huán)境工程2班 學(xué) 號 姓 名 指導(dǎo)教師 2011年6月目錄一、A2O工藝簡介3二、設(shè)計要求41設(shè)計規(guī)模42. 排放標準43進出水質(zhì)4三、設(shè)計依據(jù)4四、設(shè)計數(shù)據(jù)處理41設(shè)計參數(shù)確定42反應(yīng)池設(shè)計計算62.1 厭氧池設(shè)計計算62.2 缺氧池設(shè)計計算62.3 好氧池設(shè)計計算63剩余污泥74反應(yīng)池主要尺寸75堿度校核76反應(yīng)池進、出水系統(tǒng)計算86.1 進水管86.2 進水井86.3 回流污泥渠道86.4 出水堰及出水豎井86.5 出水管97曝氣系統(tǒng)設(shè)計計算97.1 設(shè)計需要量AOR97.

2、2 標準需氧量107.3 所需空氣壓力P117.4 曝氣器數(shù)量計算117.5 供風(fēng)管道計算128生物池設(shè)備選擇128.1 厭氧池設(shè)備選擇128.2 缺氧池設(shè)備選擇128.3污泥回流設(shè)備129混合液回流設(shè)備139.1 混合液回流泵139.2 混合液回流管139.3 泵房壓力出水總管設(shè)計流量13五、主要工藝設(shè)備表14六、總結(jié)體會14一、A2O工藝簡介A2/O工藝亦稱A-A-O工藝，是英文Anaerobic-Anoxic-Oxic第一個字母的簡稱（生物脫氮除磷）。按實質(zhì)意義來說，本工藝稱為厭氧-缺氧-好氧法，生物脫氮除磷工藝的簡稱。 A2/O工藝是流程最簡單，應(yīng)用最廣泛的脫氮除磷工藝。污水首先進入?yún)?/p>

3、氧池，兼性厭氧菌將污水中的易降解有機物轉(zhuǎn)化成VFAs?；亓魑勰鄮氲木哿拙鷮Ⅲw內(nèi)的聚磷分解，此為釋磷，所釋放的能量一部分可供好氧的聚磷菌在厭氧環(huán)境下維持生存，另一部分供聚磷菌主動吸收VFAs，并在體內(nèi)儲存PHB。進入缺氧區(qū)，反硝化細菌就利用混合液回流帶入的硝酸鹽及進水中的有機物進行反硝化脫氮，接著進入好氧區(qū)，聚磷菌除了吸收利用污水中殘留的易降解BOD外，主要分解體內(nèi)儲存的PHB產(chǎn)生能量供自身生長繁殖，并主動吸收環(huán)境中的溶解磷，此為吸磷，以聚磷的形式在體內(nèi)儲存。污水經(jīng)厭氧，缺氧區(qū)，有機物分別被聚磷菌 和反硝化細菌利用后濃度已很低，有利于自養(yǎng)的硝化菌的生長繁殖。最后，混合液進入沉淀池，進行泥水分離

4、，上清液作為處理水排放，沉淀污泥的一部分回流厭氧池，另一部分作為剩余污泥排放。 本工藝在系統(tǒng)上可以稱為最簡單的同步脫氮除磷工藝，總的水力停留時間少于其他同類工藝。而且在厭氧-缺氧-好養(yǎng)交替運行條件下，不易發(fā)生污泥膨脹。 運行中切勿投藥，厭氧池和缺氧池只有輕緩攪拌，運行費用低。 該工藝處理效率一般能達到：BOD5和SS為90%95%，總氮為70%以上，磷為90%左右，一般適用于要求脫氮除磷的大中型城市污水廠。其工藝流程圖如下：污泥回流本工藝具有如下特點： （1）本工藝在系統(tǒng)上可以稱為最簡單的同步脫氮除磷工藝，總的水力停留時間少于其他同類工藝 。（2）在厭氧（缺氧）、好氧交替運行條件下，絲狀菌不能

5、大量增殖，無污泥膨脹之虞，SVI值一般均小于100。 （3）污泥中含磷濃度高，具有很高的肥效 。（4）運行中勿需投藥，兩個A斷只用輕緩攪拌，并不增加溶解氧濃度，運行費用高 。二、設(shè)計要求 1設(shè)計規(guī)模20000m3/d處理規(guī)模城市污水處理廠。2. 排放標準廣東省地方標準 水污染物排放限值（DB44/26-2001）第二時段第二類污染物最高允許排放濃度一級標準3. 進出水水質(zhì)單位：mg/LCODcrBOD5NH3-NSS磷酸鹽（以P計）進水250100302005出水402010200.5三、設(shè)計依據(jù)（1）水污染控制工程（2）污水處理廠設(shè)計與運行（3）廣東省地方標準<水污染物排放限值>

6、（DB44/26-2001）（4）總圖制圖標準（GB/T50103-2001）（5）建筑制圖標準（GB/T50104-2001）（6）建筑結(jié)構(gòu)制圖標準（GB/T50105-2001）（7）給水排水制圖標準（GB/T50106-2001） 四、設(shè)計數(shù)據(jù)處理1、設(shè)計參數(shù)確定城市污水廠處理設(shè)施設(shè)計計算 崔玉川 劉振江 張紹怡等編 化學(xué)工業(yè)出版社 P143-150 表4-1 A2/O厭氧-缺氧-好氧生物脫氮除磷工藝主要設(shè)計參數(shù)項目數(shù)值BOD5污泥負荷N/kg BOD5/(kg MLSS·d)0.130.2TN負荷/kg TN/( kg MLSS·d)<0.05(好氧段)TN負

7、荷/kg TN/( kg MLSS·d)<0.06(厭氧段)污泥濃度MLSS/(mg/L)30004000污泥齡c/d1520水力停留時間t/h811各段停留時間比較A:A:O(1:1:3)(1:1:4)污泥回流比R/%50100混合液回流比R內(nèi)/%100300溶解氧濃度DO/(mg/L)厭氧池<0.2,缺氧段0.5，好氧段=2COD/TN>8(厭氧池)TP/ BOD5<0.06(厭氧池) BOD5污泥負荷N=0.15kgBOD5/(kgMLSS·d)回流污泥濃度Xr=6000mg/L活性污泥揮發(fā)性固體含量MLVSS/MLSS=0.7污泥回流比R=1

8、00%進水TN=27mg/L, 出水TN=7mg/L，TN=（27-7）27=74%混合液懸浮固體濃度X=R/(1+R)*Xr=1/2*6000=3000mg/L混合液回流比R內(nèi)=TN /（1-TN） *100%=74/（1-0.74）*100%=235% 回流污泥量QrQr=RQ=1.00*20000=20000m³d循環(huán)混合液流量QcQc=R內(nèi)*20000=2.35*20000=47000m³d200C時反硝化速率為0.12kgNOx-N/kgMLVSSd,污泥產(chǎn)率系數(shù)y=0.6kgVSS/kgBOD5d內(nèi)源呼吸速率Kd=0.04d-1剩余污泥含水率99%2、反應(yīng)池設(shè)計

9、計算2.1 厭氧池設(shè)計計算平均停留時間t厭=1.5hV厭=20000/24*1.5=1250m ³2.2 缺氧池設(shè)計計算AO反應(yīng)池容積VAO：VAO=QSo/(NX)=20000*100/(0.15*3000)=4445 m³AO反應(yīng)池總水力停留時間tAO：tAO=VAO/Q=4445/20000=0.22d=6h取缺氧好氧=13缺氧池水力停留時間 : t缺=1/4*6=1.5h缺氧池容積 : V缺=1/4*4445=1111.25 m³2.3 好氧池設(shè)計計算好氧池水力停留時間 : t好=3/4*6=4.5h好氧池容積 : V好=3/4*4445=3333.75

10、m³反應(yīng)池總體積：V=V厭+VAO=1250+4445=5695m³總停留時間：t=t厭+tAO=1.5+6=7.5h3、剩余污泥X= Px+ PsPx= Y* Q(S0Se) Kd* V* Xv=0.6*20000（0.100-0.020）0.04*5695*0.7*3=481.62kg/dPs=(TSSTSSe)Q*50%=(0.2-0.02)*20000*50%=1800kg/dX=481.62+1800=2281.64 kg/d污泥含水率為99%時，剩余污泥體積為：V剩=2281.64/（1%*1000）=228.2m³/d4、反應(yīng)池主要尺寸反應(yīng)池總?cè)莘e

11、V=5695m3設(shè)反應(yīng)池兩組，單組池容積 V單=V/2=5695/2=2847.5m3有效水深 4m，則有效面積為S=V/4=5695/4=1424m ²，S單=V單/4=712m ²采用5廊道式推流式反應(yīng)池，廊道寬b=6m；反應(yīng)池長度：L=S/B=1424/(4*6)=59m；校核：b/h=6/4=1.5(滿足b/h=12)； L/b=59/6=9.8(滿足L/h=510)；取超高為0.5 m， 則反應(yīng)池總高 H=4.0+0.5=4.5m厭氧池尺寸 寬L1=（1250/2）/(4*4*6)=6.5(m) 尺寸為6.5244(m)缺氧池尺寸 寬L2=(1111.25/2)/

12、( 4*4*6)=5.8(m) 尺寸為 5.8244(m)好氧池尺寸 寬L3=(3333.75/2)/( 4*4*6)=17.4(m) 尺寸為 17.4244(m)5、堿度校核每氧化1mgNH3-N需消耗堿度7.14mg/L,每還原1mgNH3-N產(chǎn)生堿度3.57mg；去除1mgBOD5產(chǎn)生堿度0.1mg。硝化消耗堿度 mg/l反硝化產(chǎn)生堿度 處理出水剩余堿度為 50mgCaCO3/l，則需投入堿度 6、反應(yīng)池進、出水系統(tǒng)計算6.1 進水管反應(yīng)池進水管設(shè)計流量 ，管道流速，管道過水斷面積A，管徑，取進水管直徑DN1000mm。進水井孔口尺寸取為1.0m×1.0m,進水井平面尺寸取為3

13、.6m×3.6m. 6.2 進水井進水井孔口尺寸取為1.0m×1.0m,進水井平面尺寸取為3.6m×3.6m.6.3 回流污泥渠道單組反應(yīng)池回流污泥渠道設(shè)計流量Qr渠道流速渠道過水斷面面積渠道管徑,取回流污泥管直徑DN500mm6.4出水堰及出水豎井按矩形堰流量公式：Q3=0.42(2g)0.5*bH(3/2)=1.86b*H1.5Q3=(1+r+R內(nèi))Q/2=(1+1+2.35)*0.116=0.5046m³/s式中b=6m堰寬，H堰上水頭高，m H=(Q3/1.86b)(2/3)=(0.5046/(1.86*6)(2/3)=0.13m出水孔過流量：Q

14、4=Q3=0.5046m³/s孔口流速孔口過水斷面積：A=Q4/v=0.5046/0.6=0.83孔口尺寸取,進水豎井平面尺寸6.5出水管反應(yīng)池出水管設(shè)計流量，管道流速，管道過水斷面積A，管徑，取出水管直徑DN1000mm。校核管道流速。7、曝氣系統(tǒng)設(shè)計計算7.1 設(shè)計需氧量AOR城市污水廠處理設(shè)施設(shè)計計算 崔玉川 劉振江 張紹怡等編 化學(xué)工業(yè)出版社 P151-153AOR（去除BOD5需氧量-剩余污泥中BOD氧當量）+（NH3-N硝化需氧量-剩余污泥中NH3-N的氧當量）反硝化脫氮產(chǎn)氧量碳化需氧量O1：O1=20000*(0.1-0.02)/0.68-1.42*481.64=166

15、9kg/d硝化需氧量O2O2=4.57Q(Nk-Nke)-0.12*Px=4.57*20000*（0.03-0.01）0.12*481.64=1564kg/d反硝化脫氮需氧量O3O3=2.86*20000*（0.027-0.007）=1146.4kg/d總氧量OAOR=O1+O2-O3=1669+1564-1146.4=2086.4kg/d最大需氧量與平均需氧量之比為1.4，則AORmax=1.4*2086.4=2921kd/d=121.7kg/h去除1kgBOD5的需氧量=AOR/Q(So-S)=2086.4/20000(0.1-0.02)=1.304kgO2/kgBOD57.2 標準需氧量

16、城市污水廠處理設(shè)施設(shè)計計算 崔玉川 劉振江 張紹怡等編 化學(xué)工業(yè)出版社 P151-153采用膜片式微孔擴散器，敷設(shè)于距池底0.2m處，淹沒水深3.8m，最不利溫度為。查排水工程第3版得水中溶解氧飽和度=9.17mg/l ，=7.3mg/la空氣擴散器出口處絕對壓力=P+9.8H=1.013*105+9.8*3.8*103=1.385b空氣離開曝氣池面，氧的百分比=18.43%式中：-空氣擴散器氧的轉(zhuǎn)移效率 取12%c曝氣池混合液平均氧飽和度最不利溫度條件，按考慮代入各值得138500=8.19mg/l換算為在條件下，脫氧清水的充氧量SOR=AOR·CS(20)/a（Csm(T)-CL

17、）×1.024(T-20)=(2921×9.17)/0.82(0.95×1×8.19-2)×1.024(30-20)=4457.8kgO2/h=185.7(kg02/h) 式中： C=2 相應(yīng)最大時標準需氧量：SORmax=1.6SOR=1.6×185.7=297.2(kg02/h)好氧反應(yīng)池平均時供氣量：Gs=(SOR/0.3EA)×100=185.7×100/（0.3×12）=5158m3/h最大供氣量：Gmax=1.6Gs=1.6×5158=8253m3/h7.3 所需空氣壓力P(相對壓力

18、)P=h1+h2+h3+h4+h式中h1+h2供氣管道沿程與局部阻力之后，取h1+h2=0.2m；h3-曝氣器淹沒水頭，h3=3.8m；h4-曝氣器h4=0.4m；h-富余水頭，h=0.5m。P=h1+h2+h3+h4+h=0.2+3.8+0.4+0.5=4.9m7.4曝氣器數(shù)量計算(以單組反應(yīng)池計算)按供氧能力計算所需曝氣器數(shù)量式中，h1為按供量能力所需曝氣器個數(shù)；qc為曝氣器標準狀態(tài)下，與好氧反應(yīng)池工作條件按近時的供氧能力，kgO2/(h*個)采用微孔曝氣器，參照有關(guān)手冊，工作水深4.3m，在供風(fēng)量13m3/（h*個）時，曝氣器氧利用率EA=20%,服務(wù)面積0.30.75m2，充氧能力qc

19、=0.14kgO2/(h*個)。則：h1=SORmax/24×qe=297.2/（2×0.14）=1062個 7.5 供風(fēng)管道計算若，供風(fēng)干管道采用環(huán)狀布置。流量Qs=0.5Gmax=0.5×8253=4127m3/h=1.15m3/s流速管徑d=（4*1.15/3.14*10）05=0.382，取干管管徑為DN400mm若，單側(cè)供氣(向單側(cè)廊道供氣)流量Qs單=×Qs=×1.15=0.38m3/s流速管徑d=(4*0.38/10*3.14)0.5=0.22m，取支管管徑為DN300mm若，雙側(cè)供氣（向兩側(cè)廊道供氣）Qs雙=×Qs=&

20、#215;1.15=0.77m3/s流速管徑d=（4*0.77/3.14*10）0.5=0.31，取支管管徑DN=400mm8、生物池設(shè)備選擇城市污水廠處理設(shè)施設(shè)計計算 崔玉川 劉振江 張紹怡等編 化學(xué)工業(yè)出版社 P154-1558.1 厭氧池設(shè)備選擇（以單組反應(yīng)池）將厭氧池分成2格，每格內(nèi)設(shè)潛水攪拌器一臺，所需功率按5w/m3池容計算。厭氧池容積V容=6.5244=624m3；選用GQT型高速潛水推流器。8.2 缺氧池設(shè)備選擇（以單組反應(yīng)池）將缺氧池分成3格，每格內(nèi)設(shè)潛水攪拌器一臺，所需功率按5w/m3池容計算。厭氧池容積V容=5.8244=556.8m³8.3 污泥回流設(shè)備污泥回

21、流比R=100%；污泥回流量QR=120000=833.33m³/h設(shè)污泥回流泵房1座，內(nèi)設(shè)4臺潛污泵（3用1備）單泵流量QR單=QR/2=833.33/2=416.7m³/h9、混合液回流設(shè)備9.1 混合液回流泵混合液回流比混合液回流量設(shè)混合液回流泵房1座，每座泵房內(nèi)設(shè)3臺潛污泵(2用1備)單泵流量9.2 混合液回流管混合液回流管設(shè)計流量Q6=R×=100%=0.232m3/s泵房進水管設(shè)計流速采用管道過水斷面積管徑取泵房進水管管徑DN600mm校核管道流速0.81>0.5 符合要求 9.3 泵房壓力出水總管設(shè)計流量設(shè)計流速采用管道過水斷面=0.194m2管徑取泵房壓力出水管管徑DN500mm五、主要工藝設(shè)備表主要工藝設(shè)備表編號名稱規(guī)格單位數(shù)量備注潛水攪拌機D370，N=7.5KW 9