AO工藝設(shè)計(jì)計(jì)算參考

1、A1/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 7.07.5 水溫 1425C BOD5=160mg/L VSS=126mg/L(VSS/TSS=0.7)TN=40mg/L NH3-N=30mg/L根據(jù)要求：出水水質(zhì)如下：BOD5=20mg/L TSS=20mg/L TN 15mg/L NH3-N 8mg/L根據(jù)環(huán)保部門(mén)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)GB8978-1996中規(guī)定的“二級(jí)現(xiàn)有”標(biāo)準(zhǔn)，即COD 120mg/l BOD 30 mg/l NH -N<20 mg/l PH=6-9 SS<3

2、0 mg/l二、污水處理工藝方案的確定城市污水用沉淀法處理一般只能去除約 2530 %的BOD5 ,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(guò)硝化和反硝化菌的作用，將

3、氨氮通過(guò)硝化轉(zhuǎn)化為亞硝態(tài)氮、硝態(tài) 氮，再通過(guò)反硝化作用將硝態(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(guò)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(guò)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?廢水中脫除的過(guò)程。在廢水的生物脫氮處理過(guò)程中，首先在好氧（oxic）條件下，通過(guò)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（An oxic）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?N2 ）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

4、酸鹽氮的反硝化兩個(gè)階段，只有當(dāng)廢水中的氨以亞硝酸鹽氮和硝 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，提咼出 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

5、膨脹；同時(shí)，反硝化過(guò)程產(chǎn)生的堿度也可以補(bǔ)償部分硝化過(guò)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 200 500，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=0.35m3/s則 K2=1.42最大日流量 Qmax=K2Qd=0.50m3/s設(shè)計(jì)參數(shù)：格柵傾角 =60 柵條間隙 b=0.0

6、21m 柵條水深 h=0.4m 過(guò)柵流速 v=0.9m/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0.20.3m取0.2m設(shè)柵條寬度 S=10mm(0.01m)則柵槽寬度 B=S(n-1)+bn+0.2=0.01 (31-1)+0.021 31+0.2=1.15m (2)通過(guò)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B仁0.85m其漸寬部分展開(kāi)角仁20 進(jìn)水渠道內(nèi)的流速為 0.77m/sL1= = =0.41m 柵槽與出水渠道連接出的漸窄部分長(zhǎng)寬 L2， mL2= =

7、=0.21m 通過(guò)格柵的水頭損失 h1,mh1=h0k（k 一般采用 3）h0= sin , =h1= sin k=2.42 si n60 3=0.097m 設(shè)=2.42）（ 3）柵后槽總高度 H，m設(shè)柵前渠道超高 h2=0.3mH1= h+h1+h2=0.4+0.097+0.3=0.7970.8m（ 4）柵槽總長(zhǎng)度 L1 ，m（式中 H1=h+h2）（5）每日柵渣量 W，m/3dw= 式中， w1 為柵渣量 m3/10 m 污水 ， 格柵間隙為 1625mm 時(shí)w1=0.100.05m /10 m3 污水；格柵間隙為 3050mm 時(shí)，w仁0.030.1m3/103m3 污水本工程格柵間隙為

8、21mm取W1=0.07m3/10m3污水W= =2.18（m3/d） 0.2（m3/d）采用機(jī)械清渣2、提升泵站采用 A1/O 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(guò)缺養(yǎng)池、好養(yǎng)池、二沉池等。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 900m3/h。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=0.25m/s,t=30s)則 L=0.25 30=7.5m(2) 水流端面面積 A， m2A= = =2m2(3) 池總寬度 B， mB=nb ( 取 n=2, b=0.6

9、m)則 B=2 0.6=1.2m(4) 有效水深 h2, mh2= = =1.7m(5) 沉砂池容積 v, m3V=(取 x=30m3/106m3 污水，T=2d k2=1.42)則 V= =1.83m3(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= =0.46m3(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=0.35m, al為斗底寬取 月仁0.5m,斗壁與水平面的傾角 55 )則 a= +0.5=1.0m 沉砂斗容積 V0， m3V0=h/3(2a2+2aa1+2a12)= (2 12 2 1 0.5 +2 0.5)

10、2 =0.2m3(8) 沉砂室高度 h3 ,m采用重力排沙， 設(shè)池底坡度為 0.06，坡向砂斗，沉砂室有兩部分組成：一部分 為沉砂斗，另一部分為沉砂池坡向沉砂斗的過(guò)濾部分，沉砂室的寬度為 2 ( L2+a) +0.2L2= = =2.65mh3=h/3+0.06 L2=0.35+0.06 2.65=0.51m(9) 沉砂池總高度 H， m取超高 h1=0.3m H=h1+h2+h3=0.3+1.7+0.51=2.51m (10)驗(yàn)算最小流速 Vmin m/s 在最小流速時(shí)，只用一格工作( n1=1)Vmin= Qmin= = =0.25m3/s則 Vmin=二=0.25m/s > 0.1

11、5m/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13L/S ,容積為0.6m3,進(jìn)水管直徑為100mm,出水管直徑為100mm,配套功率為0.25KW4、 A1/O 生物脫氮工藝設(shè)計(jì)計(jì)算(1)好氧區(qū)容積 V1V1= (取 Y=0.6;Kd=0.05) 出水溶解性B0D5。為使出水所含B0D5降到20mg/L ,出水溶解性B0D5 濃度 S 應(yīng)為：S=20- 1.42 x x TSS(7

12、t)=20 1.42 x 0.7 x 2(1- e- 0.23 x 5)=6.41(mg/L) 設(shè)計(jì)污泥齡。首先確定硝化速率(取設(shè)計(jì)pH=7.2),計(jì)算公式：-15) 1-0.0833(7.2-Ph)- 15) x=0.462 x 0.958 x 0.606=0.2471(d) -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 =3 x 4.05=12.2(d) 好氧區(qū)容積 V1 ，m3V1= =7482.38(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=0.124 =0.124 x =7.2(mg/L)

13、被氧化的 NH3-N= 進(jìn)水總氮量-出水氨氮量-用與合成的總氮量=40-8-7.2=24.8(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=40 157.2=17.8(mg/L)需還原的硝酸鹽氮 NT=30000 X 17.8 x =534(kg/d) 反硝化速率 qdn.T=qdn,20 ( qdn20取 0.12kgNO -N/(kgMLVSS d);取 1.08。 qdn.T=0.12X 1.0814 20=0.076(kgNO -N/(kgMLVSS) 缺氧區(qū)容積V2= =2509.4(m3)缺氧區(qū)水力停留時(shí)間t2= = =0.084(d)=2.0(h)曝氣池總?cè)莘e

14、V 總， m3V 總二V1+V2=7482.32+2509.4=9991.78m3系統(tǒng)總設(shè)計(jì)泥齡 =好氧池泥齡 +缺氧池泥齡 =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。設(shè)SVI=150，回流污泥濃度計(jì)算公式：XR= x r (r取1.2)XR= X 1.2=8000mg/L混合液懸浮固體濃度 X(MLSS)=4000mg/L污泥回流比 R= X 100 % = X 100=100 % (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： = = =62.5%r= = =167 %200 %剩余污泥

15、量 生物污泥產(chǎn)量：PX= = =1523.73kg/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(X1 Xe)=30000 x (0.180.6-0.02)=1020kg/d 剩余污泥量 X=PX+PS=1523.73+1020=2543.73kg/d 去除每1kgB0D5產(chǎn)生的干泥量二二=0.61kgDs/kgBOD5 反應(yīng)池主要尺寸 好氧反應(yīng)池?？?cè)莘e V仁7482。38m3設(shè)反應(yīng)池2組。單組池容 V1 單= = =3741.19m3有效水深h=4.0m,單組有效面積 S1單二二=935.30m3采用3廊道式，廊道

16、寬b=6m,反應(yīng)池長(zhǎng)度L仁二=52m超高取 1.0,則反應(yīng)池總高 H=4.0+1.0=5.0m 缺氧反應(yīng)池尺寸總?cè)莘e V2=2509.4m3設(shè)缺氧池 2 組，單組池容 V2 單= =1254.7m3有效水深h=4.1m,單組有效面積 S2單二二=306.02m長(zhǎng)度與好氧池寬度相同，為 L=18m,池寬二二=17m反應(yīng)池進(jìn)，出水計(jì)算經(jīng)混合后經(jīng)配渠， 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， 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= =0.347m3/s 管道流速采用 v=0.8m/s。管道過(guò)水?dāng)嗝?A= = =0.434m管徑 d= = =0.74m取進(jìn)水管管徑 DN

17、 700mm。校核管道流速 v= = =0.90m/s 回流污泥渠道。單組反應(yīng)池回流污泥渠道設(shè)計(jì)流量 QRQR=R< Q=1X =0.347m3/s渠道流速 v=0.7m/s;則渠道斷面積 A= = =0.496m2則渠道斷面bx h=1.0m x 0.5m校核流速 v= =0.69m/s渠道超高取 0.3m;渠道總高為 0.5+0.3=0.80m 進(jìn)水豎井。反應(yīng)池進(jìn)水孔尺寸：進(jìn)水孔過(guò)流量 Q2=（1+R）x =（1+1）x = =0.347m3/s孔口流速 v=0.6m/s孔口過(guò)水面積 A= = =0.58m2孔口尺寸取 1.2m x 0.5m;進(jìn)水豎井平面尺寸 2.0mx 1.6m。

18、 出水堰及出水豎井。按矩形堰流量公式：Q3=0.42 bH =1.866 xbxHQ3=（1+R） =（1+1） =Q=0.347m3/s（b 取 6.0m）H= = =0.10m出水孔過(guò)流量 Q4=Q3=0.347m3/s孔口流速 v=0.6m/s;孔口過(guò)水?dāng)嗝娣e A= = =0.58m2孔口尺寸取 1.2m x 0.5m;出水豎井平面尺寸2.0m x 1.6m。 出水管。單組反應(yīng)池出水管設(shè)計(jì)流量Q5=Q3=0.347m3/s管道流速 v=0.8m/s;管道過(guò)水?dāng)嗝?A= = =0.9m/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

19、所減少 BOD5 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 D1D1= 1.42Px（k取 0.23,t取 5d）D1= 1.42 x 1523.73=4579.42kgO2/db 硝化需氧量 D2D2=4.6Q（N0 Ne） 4.6 x 12.4 %x Px=4.6 x 30000 x （0.04）.08） 4.6 x 12.4 %x 1523

20、.73=3546.86kgO2/dc 反硝化脫氮產(chǎn)生的氧量 D3D3=2.86NT式中， NT 為反硝化脫除的硝態(tài)氮量，取 NT=534kg/dD3=2.86 x 534=1527.24kgO2/d故 總 需 氧 量 AOR=D1+D2 D3=4579.42+3546.86 1527.24=6599.04kgO2/h=274.96kgO2/h最大需氧量與平均需氧量之比為 1.4，則：AORmax=1.4AOR=1.4x 6599.04=9238.66kgO2/d=384.94kgO2/h去除每 1kgBOD5 的需氧量二二=1.57kgO2/kgBOD5標(biāo)準(zhǔn)需氧量。采用鼓風(fēng)曝氣，微孔曝氣器敷設(shè)

21、于池底，距池底 0.2 m淹沒(méi)深 度3.8m,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 25C , CL 取 2mg/L,取 0.82,取 0.95) 查表得水中溶解氧飽和度：CS(20) =9.17mg/L,CS(25)=8.38mg/L空 氣 擴(kuò) 散 器 出 口 處 絕 對(duì) 壓 力 ： Pb=p+9.8 x103H(p=1.013 x 105Pa,Pb=1.013 x 105+9.8 x 103x 3.8=1.385 x 105Pa 空氣離開(kāi)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

22、，取 EA=20%Ot= =17.54%好氧反應(yīng)池中平均溶解氧飽和度：Csm(25)=Cs(25)( + )=8.38 x ( + )=9.12mg/L 標(biāo)準(zhǔn)需氧量為： SOR= =9835.62kg/d=409.82kg/h 相應(yīng)最大時(shí)標(biāo)準(zhǔn)需氧量為：SORmax=1.4SOR=1.4x 9835.62=13769.87kg/d=573.74kg/h好氧池反應(yīng)池平均時(shí)供氣量為：GS= x 100= x 100=6830.33m3/h最大時(shí)供氣量為： Gsmax=1.4GS=9562.46m3/h 所需空氣壓力p（相對(duì)壓力）p=h1+h2+h3+h4+ 4i（h4取0.004Mpa取0.005M

23、pa）取 h1+h2=0.002Mpap=0.002+0.038+0.004+0.005=0.049Mpa=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 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4.3m在供風(fēng)量q=13m3（h 個(gè)）時(shí), 曝氣器氧利用率 EA=20 % ,服務(wù)面積0.30.75m,2,充氧能力 qc=0.14kgO2/（h ）個(gè)則：h1= =2049 個(gè)b 以微孔曝氣器服務(wù)面積進(jìn)行校核f= = =0.46m2 v 0.75m2 供風(fēng)管道計(jì)算。供風(fēng)管道指風(fēng)機(jī)

24、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=0.5 x Gsmax=0.5 x 9562.46=4781.23m3/h流速 v=10m/s管徑 d= = =0.411m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 單二 x = x 9562.46=1593.74m3/h流速 v=10m/s;管徑 d= = =0.237m取支管管徑為 DN250mm。雙側(cè)供氣：QS 雙二二 x 9562.46=3187.49m3/h流速 v=10m/s;管徑 d= = =0.336m取支管管徑為 DN400mm。 缺氧池設(shè)備選擇 缺氧池分成三格串

25、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=17 x 18 x 4.仁1254.6m3混合全池污水所需功率 N 單=1254.6 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=0.5QR=0.5 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=2500

26、m3/h每池設(shè)混合液回流泵2臺(tái)，單泵流量QR單二=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=0.5m3/s=1800m3/h采用兩座向心輻流式二次沉淀池，表面負(fù)荷取0.8m3/(m2 h則F= = =1125m2(2) 池子直徑 DD= = =37.9m 取 D=38m(3) 校核堰口負(fù)荷qq = = =2.1(X4.34 L/(s m)(4) 校核固體負(fù)荷 GG= = =153.6 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=2.5hh2，= =qt= =2m(6)污泥區(qū)高度h2h2 = = =1.48m池邊水深 h2h2= h2 2 +h2 +0.3=2+1.48+0.3=3