AO工藝設(shè)計(jì)計(jì)算參考

1、A 1 / O 生 物 脫 氮 工 藝一、設(shè)計(jì)資料設(shè)計(jì)處理能力為日處理廢水量為 30000m3廢水水質(zhì)如下：PH值水溫1425CBOD5=160mg/LVSS=126mg/L(VSS/TSS=TN=40mg/LNH3-N=30mg/L 根據(jù)要求：出水水質(zhì)如下：BOD5=20mg/LTSS=20mg/LTN15mg/LNH3-N8mg/L 根據(jù)環(huán)保部門要求，廢水處理站投產(chǎn)運(yùn)行后排廢水應(yīng)達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)污 水綜合排放標(biāo)準(zhǔn) GB8978- 1 996中規(guī)定的 “二級(jí)現(xiàn)有 ”標(biāo)準(zhǔn)，即 COD120mg/lBOD30mg/lNH-N<20mg/lPH=6-9SS<30mg/l二、污水處理工藝方案

2、的確定城市污水用沉淀法處理一般只能去除約 2530%的B0D5污水中的膠體和溶解性有機(jī)物不能利用沉淀方法去除，化學(xué)方法由于藥劑費(fèi)用很高而且化學(xué)混凝去除溶解性有機(jī)物的效果不好而不宜采用。采用生物處理法 是去除廢水中有機(jī)物的最經(jīng)濟(jì)最有效的選擇。廢水中的氮一般以有機(jī)氮、氨氮、亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮等四種形態(tài)存在。生活污水中氮的主要存在形態(tài)是有機(jī)氮和氨氮。其中有機(jī)氮占生活 污水含氮量的 40%60%，氨氮占 50%60%，亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮僅占 0%5%。廢水生物脫氮的基本原理是在傳統(tǒng)二級(jí)生物處理中，將有機(jī)氮 轉(zhuǎn)化為氨氮的基礎(chǔ)上，通過硝化和反硝化菌的作用，將氨氮通過硝化轉(zhuǎn)化為亞硝態(tài)氮、硝態(tài)氮，再通過反

3、硝化作用將硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)?，而達(dá) 到從廢水中脫氮的目的。廢水的生物脫氮處理過程，實(shí)際上是將氮在自然界中循環(huán)的基本原理應(yīng) 用與廢水生物處理，并借助于不同微生物的共同協(xié)調(diào)作用以及合理的認(rèn) 為運(yùn)用控制，并將生物去碳過程中轉(zhuǎn)化而產(chǎn)生及原廢水中存在的氨氮轉(zhuǎn) 化為氮?dú)舛鴱膹U水中脫除的過程。在廢水的生物脫氮處理過程中，首先 在好氧（oxic）條件下，通過好氧硝化的作用，將廢水中的氨氮氧化為亞 硝酸鹽氮；然后在缺氧（Anoxic）條件下，利用反硝化菌（脫氮菌）將亞 硝酸鹽和硝酸鹽還原為氮?dú)猓∟2）而從廢水中逸出。因而，廢水的生物 脫氮通常包括氨氮的硝化和亞硝酸鹽氮及硝酸鹽氮的反硝化兩個(gè)階段， 只有當(dāng)廢水中的氨

4、以亞硝酸鹽氮和硝酸鹽的形態(tài)存在時(shí)， 僅需反硝化（脫 氮）一個(gè)階段 .與傳統(tǒng)的生物脫氮工藝相比，A/O脫氮工藝則有流程簡(jiǎn)短、工程造價(jià)低 的優(yōu)點(diǎn)。該工藝與傳統(tǒng)生物脫氮工藝相比的主要特點(diǎn)如下： 流程簡(jiǎn)單，構(gòu)筑物少，大大節(jié)省了基建費(fèi)用； 在原污水 C/N 較高（大于 4）時(shí)，不需外加碳源，以原污水中的有機(jī)物 為碳源，保證了充分的反硝化，降低了運(yùn)行費(fèi)用； 好養(yǎng)池設(shè)在缺養(yǎng)之后，可使反硝化殘留的有機(jī)物得到進(jìn)一步去除，提 高出水水質(zhì)； 缺養(yǎng)池在好養(yǎng)池之前，一方面由于反硝化消耗了一部分碳源有機(jī)物， 可減輕好養(yǎng)池的有機(jī)負(fù)荷，另一方面，也可以起到生物選擇器的作用， 有利于控制污泥膨脹；同時(shí)，反硝化過程產(chǎn)生的堿度也可

5、以補(bǔ)償部分硝 化過程對(duì)堿度的消耗； 該工藝在低污泥負(fù)荷、長(zhǎng)泥齡條件下運(yùn)行，因此系統(tǒng)剩余污泥量少， 有一定穩(wěn)定性； 便于在常規(guī)活性污泥法基礎(chǔ)上改造 A1/O 脫氮工藝； 混合液回流比的大小，直接影響系統(tǒng)的脫氮率，一般混合液回流比取200500，太高則動(dòng)力消耗太大。因此 A1/O 工藝脫氮率一般為 70 80，難于進(jìn)一步提高。三、污水處理工藝設(shè)計(jì)計(jì)算（一）、污水處理系統(tǒng)1、格柵設(shè)計(jì)流量：平均日流量 Qd=3000m3/d=s則 K2=最大日流量 Qmax=K2Qd=s設(shè)計(jì)參數(shù)：格柵傾角=60柵條間隙b二柵條水深h二過柵流速v=s（1）柵槽寬度 柵條的間隙數(shù) n 格柵設(shè)兩組，按兩組同時(shí)工作設(shè)計(jì)，一格

6、停用，一格 工作校核。則 n=31 個(gè) 柵槽寬度 B柵槽寬度一般比格柵寬 ,取設(shè)柵條寬度 S=10mm則柵槽寬度 B=S（n-1） +bn+=（31-1）+=（2）通過格柵的水頭損失 h1 進(jìn)水渠道漸寬部分的L1。設(shè)進(jìn)水渠寬B1=其漸寬部分展開角 仁20 進(jìn)水渠道內(nèi)的流速為 sL1= 柵槽與出水渠道連接出的漸窄部分長(zhǎng)寬L2，mL2= 通過格柵的水頭損失 h1,mh1=h0k（k 一般采用 3）h0=sin,=h1=s in k=（設(shè)=（3）柵后槽總高度 H，m設(shè)柵前渠道超高 h2=H1=h+h1+h2=+=（4）柵槽總長(zhǎng)度 L1，mL=L1+L2+（= 式中 H1=h+h2）（5）每日柵渣量

7、W ，m/3dw=式中，w1為柵渣量m3/10m污水，格柵間隙為1625mm時(shí) w仁10m3污水；格柵間隙為 3050mm時(shí),w仁103m3污水本工程格柵間隙為21mm,取W仁10m3污水W=（m3/d）（m3/d）采用機(jī)械清渣2、提升泵站采用A1/0生物脫氮工藝方案，污水處理系統(tǒng)簡(jiǎn)單，污水只考慮一次提升污水經(jīng)提升后入平流式沉砂池，然后自流通過缺養(yǎng)池、好養(yǎng)池、二沉池900m3/h 。設(shè)計(jì)流量Qmax=1800m3/h,采用3臺(tái)螺旋泵，單臺(tái)提升流量為 其中兩臺(tái)正常工作，一臺(tái)備用。3平流式沉池砂(1) 沉沙池長(zhǎng)度 L， mL=vt(取 v=s,t=30s)則L=(2) 水流端面面積 A， m2A=

8、2m2(3) 池總寬度 B， mB二nb取 n=2,b二則 B=(4) 有效水深 h2,mh2=(5) 沉砂池容積 v,m3V=(取 x=30m3/106m3 污水，T=2dk2=)則 V=(6) 每個(gè)沉斗砂容積 V0,m3設(shè)每個(gè)分格有 2 個(gè)沉沙斗，共 4 個(gè)沉砂斗則 V0=(7) 沉砂斗尺寸 沉砂斗上口寬 a,ma=+a1式中h/3為斗高取h/3=,a1為斗底寬取,a1=,斗壁與水平面的傾角55) 則 a=+= 沉砂斗容積 V0，m3V0=h/3(2a2+2aa1+2a12)=+2=(8) 沉砂室高度 h3,m采用重力排沙，設(shè)池底坡度為，坡向砂斗，沉砂室有兩部分組成：一部 分為沉砂斗，另一

9、部分為沉砂池坡向沉砂斗的過濾部分，沉砂室的寬度 為 2(L2+a)+L2=h3二h/3+=+沉砂池總高度H, m取超高 h1=H=h1+h2+h3=+=(10) 驗(yàn)算最小流速 Vminm/s 在最小流速時(shí),只用一格工作( n1=1)Vmin=Qmin=s貝卩 Vmin二=s> s(11) 砂水分離器的選擇 沉砂池的沉砂經(jīng)排砂裝置排除的同時(shí),往往是砂水混合體,為進(jìn)一步分 離出砂和水,需配套砂水分離器清除沉砂的間隔時(shí)間為2d，根據(jù)該工程的排砂量，選用一臺(tái)某公司生產(chǎn) 的螺旋水分離器。該設(shè)備的主要技術(shù)性能參數(shù)為：進(jìn)水砂水分離器的流量為1 3L/S,容積為，進(jìn)水管直徑為100mm,出水 管直徑為1

10、00m m,配套功率為4、A1/O生物脫氮工藝設(shè)計(jì)計(jì)算(1) 好氧區(qū)容積 V1V仁取Y;Kd二 出水溶解性B0D5為使出水所含B0D5降到20mg/L,出水溶解性BOD5 濃度S應(yīng)為：S=20- XX TSS(e kt)=20- XX 20 ex 5)=(mg/L) 設(shè)計(jì)污泥齡。首先確定硝化速率(取設(shè)計(jì)pH=),計(jì)算公式：1 - -Ph)x=XX =-(d1)硝化反應(yīng)所需的最小污泥齡=4。05 (d)選用安全系數(shù) K=3；設(shè)計(jì)污泥齡 =K=3X=(d) 好氧區(qū)容積 V1,m3V1=(m3)好氧區(qū)容積 V2V2= 需還原的硝酸鹽氮量。微生物同化作用去除的總氮NW:NW=< =(mg/L)被

11、氧化的NH3-N=ffi水總氮量出水氨氮量用與合成的總氮量 =40 8-=(mg/L)所需脫硝量 =進(jìn)水總氮量出水總氮量用與合成的總氮量=4015=(mg/L)需還原的硝酸鹽氮 NT=30000<< =534(kg/d) 反硝化速率=qdn,20(qdn20 取(kgMLVSSd);取。)=< 20=(kgNO-N/(kgMLVSS) 缺氧區(qū)容積V2=(m3)缺氧區(qū)水力停留時(shí)間t2=(d)=(h)曝氣池總?cè)莘eV總，m3V 總=V1+V2=+=系統(tǒng)總設(shè)計(jì)泥齡 =好氧池泥齡 +缺氧池泥齡 =+< = 污泥回流比及混合液回流比 污泥回流比R。設(shè)SVI=15Q回流污泥濃度計(jì)算公

12、式：XR< r(r取XR=< =8000mg/L混合液懸浮固體濃度 X（ MLSS） =4000mg/L污泥回流比 R=x 100 =x 10（0=100%（一般取 50 % 100%） 混合液回流比R內(nèi)?；旌弦夯亓鞅萊內(nèi)取決與所要求的脫氮率。脫氮率可用下式粗略估算： =%r=i67% 20%剩余污泥量生物污泥產(chǎn)量：PX=d對(duì)存在的惰性物質(zhì)和沉淀池的固體流失量可采用下式計(jì)算：PS=Q（X1 Xe） （Q取 30000m3/d）Ps=Q（X1Xe）=30000 x=1020kg/d剩余污泥量 X=PX+PS=+1020=d去除每1kgBOD5產(chǎn)生的干泥量=kgBOD5反應(yīng)池主要尺寸

13、好氧反應(yīng)池?？?cè)莘e V1=7482。38m3,設(shè)反應(yīng)池2組。單組池容 V1 單=有效水深h二,單組有效面積S1單=采用3廊道式，廊道寬b=6m,反應(yīng)池長(zhǎng)度L仁=52m超高取 ,則反應(yīng)池總高 H=+= 缺氧反應(yīng)池尺寸總?cè)莘e V2=設(shè)缺氧池2組，單組池容V2單=有效水深h二,單組有效面積S2單=長(zhǎng)度與好氧池寬度相同，為 L=18 m池寬=17m反應(yīng)池進(jìn)，出水計(jì)算 進(jìn)水管。兩組反應(yīng)池合建，進(jìn)水與流污泥進(jìn)入進(jìn)水豎井，經(jīng)混合后經(jīng) 配渠，進(jìn)水潛孔進(jìn)入缺氧池。單組反應(yīng)池進(jìn)水管設(shè)計(jì)流量 Q1=Q=s 管道流速采用 v=s。管道過水?dāng)嗝?A=管徑 d=取進(jìn)水管管徑 DN700mm。校核管道流速 v=s 回流污泥

14、渠道。單組反應(yīng)池回流污泥渠道設(shè)計(jì)流量QRQR=R< Q=1X =s渠道流速 v=s;則渠道斷面積 A=則渠道斷面bx h=x校核流速 v=s渠道超高取 ;渠道總高為 += 進(jìn)水豎井。反應(yīng)池進(jìn)水孔尺寸：進(jìn)水孔過流量 Q2=（1+R）x=（1+1）x=s 孔口流速 v=s孔口過水面積 A=孔口尺寸取X ；進(jìn)水豎井平面尺寸X 出水堰及出水豎井。按矩形堰流量公式：Q3=X bX HQ3=(1+R)=(1+1)=Q=s(取IIH=出水孔過流量 Q4=Q3=s 孔口流速 v=s;孔口過水?dāng)嗝娣e A= 孔口尺寸取 X ;出水豎井平面尺寸 X。 出水管。單組反應(yīng)池出水管設(shè)計(jì)流量Q5=Q3=s 管道流速

15、v=s;管道過水?dāng)嗝?A=s曝氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)需氧量AOR。需氧量包括碳化需氧量和硝化需氧量，并應(yīng)扣除剩 余活性污泥排放所減少B0D5及NH3-N的氧當(dāng)量(此部分用于細(xì)胞合成, 并未耗氧)，同時(shí)還應(yīng)考慮反硝化產(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 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 的氧當(dāng)量）反硝化脫氮產(chǎn)氧量a碳化需氧量D1D仁一（k取,t取5d）D仁一x =db 硝化需氧量 D2D2=（N0 Ne） x% x Px=x 3000C< x% x =dc 反硝化脫氮產(chǎn)生的氧量 D3D3=式中，NT為反硝化脫

16、除的硝態(tài)氮量，取 NT=534kg/dD3=x 534=d故總需氧量 AOR=D1+D2 D3=+ =h=h最大需氧量與平均需氧量之比為，則：AORmax=x =d=h去除每1kgBOD5的需氧量=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，淹沒深度，氧轉(zhuǎn)移效率EA=20%，將實(shí)際需氧量AOR換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的需氧量 SORSOR=（T 取 25 C, CL取 2mg/L,取，?。┎楸淼盟腥芙庋躏柡投龋篊S(20)=L,CS(25)=L 空氣擴(kuò)散器出口處絕對(duì)壓力：Pb二p+x 103H(p二 x 105Pa,Pb二 x 105+ x 103 x =x 105Pa 空氣

17、離開好氧反應(yīng)池時(shí)氧的百分比 Ot:Ot= x 100式中，EA為空氣擴(kuò)散裝置的氧的轉(zhuǎn)移效率，取 EA=20%Ot=0好氧反應(yīng)池中平均溶解氧飽和度：Csm(25)=Cs(25)(+)= x (+)=L標(biāo)準(zhǔn)需氧量為： SOR=d=h 相應(yīng)最大時(shí)標(biāo)準(zhǔn)需氧量為： SORmax=x=d=h 好氧池反應(yīng)池平均時(shí)供氣量為： GS=x100=x100=h 最大時(shí)供氣量為： Gsmax=h 所需空氣壓力p(相對(duì)壓力)p=h1+h2+h3+h4+(h4取取取 h1+h2=p=+=49kPa 可根據(jù)總供氣量，所需風(fēng)壓，污水量及負(fù)荷變化等因素選定風(fēng)機(jī)臺(tái)數(shù)， 進(jìn)行風(fēng)機(jī)與機(jī)房設(shè)計(jì)。 曝氣器數(shù)量計(jì)算(以單組反應(yīng)池計(jì)算)。a

18、按供氧能力計(jì)算曝氣器數(shù)量。h1 =采用微孔曝氣器，參照有關(guān)手冊(cè)，工作水深，在供風(fēng)量q=13m3(h個(gè))時(shí), 曝氣器氧利用率EA=2%，服務(wù)面積,2充氧能力qc=(h個(gè))，貝卩：h1=2049個(gè)b 以微孔曝氣器服務(wù)面積進(jìn)行校核f=v 供風(fēng)管道計(jì)算。供風(fēng)管道指風(fēng)機(jī)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=< Gsmax軟=h流速 v=10m/s管徑 d=取干管管徑為 DN400mm。b 支管。單側(cè)供氣（向單側(cè)廊道供氣）支管（布?xì)鈾M管） ：QS 單=x =x =h流速 v=10m/s;管徑 d=取支管管徑為 DN250mm。雙側(cè)供氣：QS雙=x =h流速 v=10m/s;管

19、徑 d=取支管管徑為 DN400mm。缺氧池設(shè)備選擇缺氧池分成三格串聯(lián)，每格內(nèi)設(shè)一臺(tái)機(jī)械攪拌器。缺 氧池內(nèi)設(shè) 3 臺(tái)潛水?dāng)嚢铏C(jī)，所需功率按 5W/m3 污水計(jì)算。厭氧池有效容積V單=17x 18x =混合全池污水所需功率N單=x 5=6273W(11)污泥回流設(shè)備選擇污泥回流比 R=100污泥回流量 QR=RQ=30000m3/d=1250m3/h 設(shè)回流污泥泵房 1座，內(nèi)設(shè) 3臺(tái)潛污泵(2用 1備)；單泵流量 QR單=x 1250=625m3/h水泵揚(yáng)程根據(jù)豎向流程確定。(12) 混合液回流泵混合液回流比R內(nèi)=200%混合液回流量 QR=R內(nèi) Q=2X 30000=60000m3/d=2500m3/h每池設(shè)混合液回流泵2臺(tái)，單泵流量QR單=625m3/h 混合液回流泵采用潛污泵。5、向心輻流式二次沉淀池(1 )沉淀池部分水面面積 F最大設(shè)計(jì)流量 Qmax=s=1800m3/h米用兩座向心輻流式二次沉淀池，表面負(fù)荷取 (m2 h)則F=1125m2(2) 池子直徑 DD=取 D=38m(3) 校核堰口負(fù)荷qq，= L/(sm)(4) 校核固體負(fù)荷 GG= kg/(m2 d) (符合要求 )(5) 澄清區(qū)高度h2 '設(shè)沉淀池沉淀時(shí)間t=h2，=qt=2m(6) 污泥區(qū)高度h2h2ff =池邊水深 h2h2二h2 +h2，f +=2+=