生物接觸氧化池設計計算

1、生物接觸氧化池設計一、接觸氧化池主要由池體、填料床、曝氣裝置及進出水裝置等構成，具體結構如圖所示。圖3-3 生物接觸氧化池的構造示意圖生物接觸氧化池設計要點：（1）生物接觸氧化池一般不應少于2 座；（2）設計時采用的BOD5負荷最好通過實際確定。也可以采用經(jīng)驗數(shù)據(jù)，一般處理城市污水可用1.01.8kgBOD5/(m3·d，處理BOD5500mg/L的污水時可用1.03.0 kgBOD5/(m3·d；（3）污水在池中的停留時間不應小于12h（按有效容積計）；（4）進水BOD5濃度過高時，應考慮設出水回流系統(tǒng)；（5）填料層高度一般大于3.0 m，當采用蜂窩填料時，應分層裝填，每

2、層高度為1 m，蜂窩孔徑不小于25 mm；當采用小孔徑填料時，應加大曝氣強度，增加生物膜脫落速度；（6）每單元接觸氧化池面積不宜大于25m2，以保證布水、布氣均勻；（7）氣水比控制在(1015：1。因廢水的有機物濃度較高，本次設計采用二段式接觸氧化法。設計一氧池填料高取3.5m，二氧池填料高取3m 。3.5.1 填料容積負荷Nv=0.2881Se0.7246=0.2881*9.240.7246=1.443 kgBOD5/(m3*d式中 Nv接觸氧化的容積負荷, kgBOD5/(m3*d;Se出水BOD5值,mg/l3.5.2 污水與填料總接觸時間t=24*S0/(1000* Nv=24*231

3、/(1000*1.443=3.842(h式中S0 進水BOD5值，mg/L。設計一氧池接觸氧化時間占總接觸時間的60：t1=0.6t=0.6*3.842=2.305(h設計二氧池接觸氧化時間占總接觸時間的40：t2=0.4t=0.4*3.842=1.537(h3.5.3接觸氧化池尺寸設計一氧池填料體積V1V1=Q t1=1500*2.305/24=144m3一氧池總面積A1-總:A1-總=V1/h1-3=144/3.5=41.2(m2>25 m2一氧池格數(shù)n取2格,設計一氧池寬B1取4米,則池長L1:L1=144/(3.5*4=10.3m剩余污泥量：在生物接觸氧化池設計規(guī)程中推薦該工藝系

4、統(tǒng)污泥產(chǎn)率為0.30.4 kgDS/kgBOD5，含水率9698。本設計中，污泥產(chǎn)率以Y0.4kgDS/kgBOD5，含水率97。則干污泥量用下式計算：WDS=YQ(S0-Se+(X0-Xh-XeQ式中 WDS污泥干重，kg/d； Y 活性污泥產(chǎn)率，kgDS/kgBOD5；Q污水量，m3/d；S0 進水BOD5值，kg/m3；Se出水BOD5值，kg/m3；X0進水總SS濃度值，kg/m3；Xh進水中SS活性部分量，kg/m3；Xe出水SS濃度值，kg/m3；。設該污水SS 中60可為生物降解活性物質(zhì)，泥齡SRT 取5d，則一氧池污泥干重：WDS0.4*1500*5*（0.2310.0462）

5、+（0.1260.126*0.60.027）*1500×5=648.9（kg/5d）污泥體積：QS= WDS/(1-97%=648.9/(1000*0.03=21.62m3泥斗容積計算公式Vs=(1/3*h(A+A+sqr(A*A式中 Vs泥斗容積，m3；h泥斗高，m； A泥斗上口面積，m 2；A泥斗下口面積，m 2；設計一氧池泥斗高2.0m，泥斗下口取1.0m×1.0m，則一氧池泥斗體積：Vs1=(1/3*2.0*(41.2+1.0+sqr(41.2*1.0=32.4(m3>21.63 m3一氧池超高h1-1取0.5m，穩(wěn)定水層高h1-2取0.5m，底部構造層高h1

6、-4取0.8m，則一氧池總高H1：H1=h1-1+h1-2+h1-3+h1-4+h泥斗=0.5+0.5+3.5+0.8+2.0=7.3(m則一氧池尺寸：L1* B1* H1=10.3m*4.0m*7.3m二氧池填料體積V1V2=Q t2=1500*1.573/24=98.3m3二氧池總面積A1-總:A2-總=V2/h2-3=98.3/3=32.8(m2>25 m2二氧池格數(shù)n同樣取2格,設計二氧池寬B1取4米,則池長L2:L2=32.8/4=8.2m設該污水SS 中60可為生物降解活性物質(zhì)，泥齡SRT 取5d，則二氧池污泥干重：WDS0.4*1500*5*（0.04620.00924）+

7、（0.03780.0378*0.60.01134）*1500×5=139.23（kg/5d）污泥體積：QS= WDS/(1-97%=139.23/(1000*0.03=4.64m3本設計接觸氧化池泥斗高0.9m，泥斗下口取0.5m×0.5m，則二氧池泥斗體積：Vs2=(1/3*0.9*(32.8+0.25+sqr(32.8*0.25=10.77(m3>4.64 m3二氧池超高h2-1取0.5m，穩(wěn)定水層高h2-2取0.5m，底部構造層高h2-4取0.8m，則一氧池總高H2：H2=h2-1+h2-2+h2-3+h2-4+h泥斗2=0.5+0.5+3+0.8+0.9=5.

8、7(m則二氧池尺寸：L2* B2* H2=8.2m*4.0m*5.7m一氧池污泥和二氧池污泥匯合。污泥量21.634.6426.27 m3，選用DN175mm排污管，流速=0.7m/s，i0.56%，排泥時間3.57min。3.5.4 校核BOD 負荷BOD 容積負荷為：I=QS0/(V1+V2*1000=1500*231/(144+98.3*1000=1.43kg/(m3*dBOD 去除負荷為：I=Q(S0-Se/(V1+V2*1000 =1500*(231-9.24/(144+98.3*1000=1.37kg/(m3*d均符合設計要求。3.5.5 填料選擇計算本設計采用YCDT 立體彈性填

9、料,YCDT 型立體彈性填料篩選的聚烯烴類和聚酰胺中的幾種耐腐、耐溫、耐老化的優(yōu)質(zhì)品種，混合以親水、吸附、抗熱氧等助劑，采用特殊的拉絲，絲條制毛工藝，將絲條穿插著固著在耐腐、高強度的中心繩上，由于選材和工藝配方精良，剛柔適度，使絲條呈立體均勻排列輻射狀態(tài)，制成了懸掛式立體彈性填料的單體，填料在有效區(qū)域內(nèi)能立體全方位舒展?jié)M布，使氣、水、生物膜得到充分混滲接觸交換，生物膜不僅能在運行過程中獲得愈來愈大的比表面積，又能進行良好的新陳代謝，這一特征與現(xiàn)象是國內(nèi)目前其他填料不可比擬的。由于該填料獨特的結構形式和優(yōu)良的材質(zhì)工藝選擇，使其具有使用壽命長、充氧性能好、耗電小、啟動掛膜快、脫膜更新容易、耐高負荷

10、沖擊，處理效果顯著、運行管理簡便、不堵塞、不結團和價格低廉等優(yōu)點。YCDT 型立體填料與硬性類蜂窩填料相比，孔隙可變性大，不易堵塞；與軟性類填料相比，材質(zhì)壽命長，不粘連結團；與半軟性填料相比，比表面積大，掛膜迅速、造價低廉。因此，該填料可確認是繼各種硬性類填料、軟性類填料和半軟性填料后的第四代高效節(jié)能新穎填料。YCDT型立體填料材質(zhì)特征26如表3-2 所示。結構部件材質(zhì)比重斷裂強力拉伸強度(MPa連續(xù)耐熱溫度(脆化溫度(耐酸堿穩(wěn)定性絲條中心繩聚烯烴類(聚酰胺0.930.95120N71.4DaN301580-10080-100-15-15穩(wěn)定穩(wěn)定表3-2YCDT填料材質(zhì)特性主要技術參數(shù)：填料單

11、元直徑：150mm 絲條直徑：0.35mm安裝距離： 150mm 成膜后重量：50100kg/m3填料上容積負荷： 2-3kgCOD/m3·d比表面積：50300m2/m3 空隙率：>99填料安裝：一段接觸氧化池內(nèi)填料安裝的根數(shù)：長：0.15*(n+1=5.15 n=34寬：0.15*(n+1=4.0 n=26則一段接觸氧化池填料安裝根數(shù)：(34*26*21768 根二段接觸氧化池內(nèi)填料安裝的根數(shù)：長：0.15*(n+1=4.1 n=27寬：0.15*(n+1=4.0 n=26則二段接觸氧化池填料安裝根數(shù)：(27*26*21404 根氧化池共有填料:1768+1404=3172

12、 根填料安裝：采用懸掛支架，將填料用繩索或電線固定在氧化池上下兩層支架（10cm）上，以形成填料層。用于固定填料的支架可用塑料管焊接而成，柵孔尺寸與柵條距離與填料安裝尺寸相配合。3.5.6 接觸氧化池需氣量計算Q氣=D0*Q=18*1500=27000( m3/d=18.75 (m3/min式中 Q氣需氣量,m3/d,D01m 3污水需氣量，m3/m3，一般為1520 m3/m3；Q污水日平均流量，m3/d一氧池需氣量：Q1-氣=0.6 Q氣=0.6*18.75=11.25 (m3/min二氧池需氣量：Q2-氣=0.4 Q氣=0.4*18.75=7.5 (m3/min接觸氧化池曝氣強度校核：一

13、氧池曝氣強度：Q1-氣/A1=5.25/(41.2/2=0.25m3/( m 2*min=15.3m3/( m 2*h二氧池曝氣強度：Q2-氣/A1=32.8/2=16.4m3/( m 2*min=12.8m3/( m 2*h二池均滿足生物接觸氧化法設計規(guī)程要求范圍的10 20 m3/( m 2*h .綜合以上計算，接觸氧化池總需氣量Q氣18.75 m3/min，加上15%的工程預算QS=18.75*(1+15%=21.56 m3/min據(jù)資料，經(jīng)濟的厭氧池高度一般為46m，并且大多數(shù)情況下這也是系統(tǒng)優(yōu)化的運行范圍。厭氧池的池形有矩形、方形和圓形。圓形厭氧池具有結構穩(wěn)定的特點，但是建造圓形厭氧

14、池的三相分離器要比矩形和方形的厭氧池復雜得多。因此本次設計先用矩形厭氧池，從布水均勻性和經(jīng)濟考慮，矩形厭氧池長寬比在2：1左右較為合適。2.6.2 厭氧池容積計算（1）有效容積設計流量：200m3/d 每小時8.33m3設計容積負荷為Nv=2.0kgCOD/(m3.d進水：CODCr450mg/L 出水：CODCr50mg/L則厭氧池有效容積為：V1=200×（450-50）×0.001/2=40m3（2）厭氧池總容積設計厭氧池有效高度為h=4m，則橫截面積S=40/4=10m2設計厭氧池長約為寬的2倍，則可取L=4.4m,B=2.2m；一般應用時厭氧池裝液量為70%90%

15、，本工程中設計反應器總高度為H=6.5m,其中超高0.5m。厭氧池的總容積V=4.4×2.2×6=58m3,有效容積為40m3,則體積有效系數(shù)為69%,符合有機負荷要求。（3）水力停留時間（HRT）和水力負荷率V2T=(40/200 ×24=4.8h, V2=(200/24/10=0.83m3/(m2.h對于顆粒污泥，水力負荷V2=0.10.9 m3/(m2.h,符合要求。2.6.3 進水分配系統(tǒng)的設計本次設計采用一管多點的布水方式，布水點數(shù)量與處理廢水的流量、進水濃度、容積負荷等因素有關。為配水均勻，出水孔孔徑一般為1020mm,常采用15mm，孔口向下或與垂線成呈450方向，為了使穿孔管各孔出水均勻，要求出口流速不小于2m/s.本厭氧池采用連續(xù)進料方式，布水孔孔口向下，有利于避免管口堵塞，而且由于厭氧池底部反射散布作用，有利于布水均勻。為了增強污泥與廢水之間的接觸，減少底部進水管的堵塞，建議進水點距厭氧池底200250