德國一段硝化和反硝化活性污泥法曝氣池的設(shè)計(jì)計(jì)算_下_

1、 57給水排水 Vol. 23No. 21997六 、 供氧量計(jì)算質(zhì) BOD 5氧量 , 。 供氧量 O B 是根據(jù)兩種耗氧量之和及飽和溶解氧的情況來 計(jì)算的 。BOD 5降解的耗氧量 OV C 按表 8計(jì)算 , 該耗氧量與水溫和污泥齡 t TS 有關(guān) 。 氮類物質(zhì)氧化的耗氧量 OV N (k g O 2 k g BOD 5 按下式計(jì)算 :OV N =4. 6(B d , N O 3-N max -B d , N O 3-N d -B d , N O 3-N 0 +117B d , N O 3-N d B d , B OD 5max(7式中 B d , N O 3-N max 曝氣池進(jìn)水 (不

2、包括回流 中設(shè)計(jì)凱氏氮負(fù)荷 (扣除進(jìn)入出水中的有機(jī)氮和進(jìn)入 剩余污泥中的氮 和設(shè)計(jì)硝酸鹽氮負(fù)荷之和 (k g d ; B d , N O 3-N d 平均被反硝化的硝酸鹽氮 負(fù)荷 (k g d ; B d , N O 3-N 0 曝氣池進(jìn)水 (不 包括回流 中 設(shè)計(jì)硝酸鹽氮負(fù)荷 (k g d ; B d , B OD 5max 曝氣池進(jìn)水 (不 包括回流 中設(shè)計(jì)最大 BOD 5負(fù)荷 (k g d 。, 在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)除 了要驗(yàn)算在 10 有硝化反應(yīng)的耗氧量外 , 還要 驗(yàn)算 10 和 20 時(shí)有硝化反應(yīng)和反硝化反應(yīng)的 耗氧量。要求的最大單位供氧量 O B (k g O 2 k g BOD 5 必

3、須滿足曝氣區(qū)所設(shè)定的溶解氧 C X 的要求 , 按 式 (8 計(jì)算 :O B =C S-C X(OV C f C +OV N f N (8式中 C S 飽和溶解氧 (與 溫度有關(guān) (m g L ;C X 曝氣池設(shè)計(jì)溶解氧濃度 (m g L , 推薦值為 :無硝化反應(yīng) C X =2m g L ; 有 硝化反應(yīng) C X =2m g L ; 同步反硝化 的好氧區(qū) C X =015m g L ;fC 碳類物質(zhì)的沖擊負(fù)荷系數(shù) ; f N 氮類物質(zhì)的沖擊負(fù)荷系數(shù)。 f C 和 f N 詳見表 9。要求的最大小時(shí)供氧量為 :O B =O B B h , B OD 5max(k g O 2 h (9式中 B

4、h , B OD 5max 曝氣池進(jìn)水 (不包括回流 中 設(shè) 計(jì) 最 大 BOD 5小 時(shí) 負(fù) 荷(k g h 。在設(shè)計(jì)計(jì)算曝氣設(shè)備時(shí) , 必須考慮到在實(shí) 際運(yùn)轉(zhuǎn)條件下的安全可靠性 , 如果是原污水直 接進(jìn)入曝氣池內(nèi) , 所計(jì)算的最大供氧量應(yīng)乘以O(shè)V C (kg O 2 k g BOD 5表 8國46810152510018301961105111511321155120187110011101120113811601501941108112011301146116018110011171130114011541160201105112211351外給排水德國一段硝化

5、和反硝化活性污泥法曝氣池的設(shè)計(jì)計(jì)算 (唐 建 (d T ( -沖擊負(fù)荷系數(shù)表表 9污泥泥齡 t T S (d 468101525fC113011251120112011151110f N( 20000人口當(dāng)量 215021001150fN( 100000人口當(dāng)量 21011801150t T S- 58給水排水Vol 123No. 21997110210的系數(shù) 。 污水處理廠運(yùn)行初期 , 大多 數(shù)情況下 , 其實(shí)際負(fù)荷低于設(shè)計(jì)負(fù)荷 , 加之由于 各種負(fù)荷在白天和夜間的變化影響 , 其耗氧量 波動(dòng)變化有時(shí)高達(dá) 5 1, 因而曝氣設(shè)備應(yīng)該有 能夠滿足最低負(fù)荷要求的性能 。 例如通過劃分 供氧單元或

6、者調(diào)節(jié)供氧量來予以滿足 。 但是為 了保證活性污泥在曝氣池中不沉淀 , 在最低供 氧量時(shí) , 也必須滿足池底有一定的流速要求 對(duì)于前置反硝化工藝 , 300%時(shí) , 的兩倍以上 , 2m g /L 。 , 應(yīng)該在池長的 1/4和 3/4兩個(gè)位置檢測(cè)溶解氧 。 供氧量可以根據(jù) 連續(xù)檢測(cè)曝氣池出水中的 N H +4-N 信號(hào)值進(jìn) 行調(diào)節(jié) , 回流污泥量可以根據(jù)連續(xù)檢測(cè)反硝化 池出水的 N O -3-N 信號(hào)值進(jìn)行調(diào)節(jié) 。供氧和攪拌也可分為兩套設(shè)備 , 這對(duì)于前 置反硝化工藝是十分適用的 , 在反硝化池中也 可安裝曝氣設(shè)備 , 以便使其有轉(zhuǎn)換為硝化反應(yīng) 好氧池的可能 。 反硝化池的攪拌能量密度取決

7、于池子的大小 , 一般而言 , 反硝化池的攪拌能量密度為 38W/m 3池容 。七 、 堿度計(jì)算曝氣池進(jìn)水的堿度 K S 是受污水處理廠所 轄流域內(nèi)飲用水的硬度影響 , 但更主要取決于 進(jìn)水中氨氮的含量 。 由于雨水中不含有硬度物 質(zhì) , 所以雨水的進(jìn)入會(huì)降低進(jìn)水的堿度 。 曝 氣 池 出 水 中 的 堿 度 不 應(yīng) 低 于 115m mol/L , 污水中的堿度由于硝化反應(yīng)和化學(xué)除 磷藥劑的投加會(huì)降低 , 而由于反硝化反應(yīng)又會(huì)升 高 。 在不考慮化學(xué)除磷時(shí) , 曝氣池出水中的堿度 按式 (10 計(jì)算 :K Se =K S0-0107(N H 0-N H e -N O 0+N O e (m m

8、ol/L (10式 中 K S0、 K Se 曝 氣 池 進(jìn) 、 出 水 的 堿 度(m mol/L ;N H 0、 N H e 曝氣池進(jìn)、 出水中的 N H +4-N濃度 (m g /L ;N O 0、 N O e 曝氣池進(jìn)、 出水中的 N O -3-N濃度 (m g /L 。堿度是用 m mol/L 或者 m g HCO -3/L 表示 的 。 對(duì)于硝化反應(yīng)消耗的堿度為 2m mol 堿度 /m mol N , 相當(dāng)于 817m g HCO -3/m g N ; 反硝化反應(yīng)產(chǎn)生的堿度為 1m mol 堿度 /m mol N , 相當(dāng) 于 4135m g HCO -3/m g N ( 。,

9、2p H 值下降 。 當(dāng)水 5110m mol/L 時(shí) , 相應(yīng)的p 616619。一般要求曝氣池中的 p H 值 不低于 710。 p H 值與氧利用率及堿度之間的關(guān) 系見表 10。對(duì)于有硝化反應(yīng)、 有硝化反應(yīng)和反硝化反應(yīng) 的污水凈化 , 其堿度計(jì)算是很重要的 , 特別是對(duì) 于水深較深的曝氣池 , 因?yàn)槠溆休^高的氧轉(zhuǎn)移效 率。八、 計(jì)算例題(一 、 進(jìn)水資料 11進(jìn)水水量Q t =26000m 3/d ; Q tmax =1530m 3/h (Q tmax值由水量檢測(cè)資料分析得出 , Q m 3000m 3/h 。 21生化需氧量根據(jù)對(duì)有關(guān)檢測(cè)資料的分析 , 最大負(fù)荷周的 日 平 均 值 (

10、用 于 污 泥 齡 的 計(jì) 算 為 5850k g /d 6000k g /d , 所有工作日 85%的頻率分析值 (用于供氧量計(jì)算 為 7000k g /d , 即 :B d , B OD 5=6000k g /d , 相當(dāng)于 230m g /L ; B h , B OD 5=250k g /h ; B d , B OD 5max =7000k g /d ; B h , B OD 5max =292k g /h 。31凱氏氮根據(jù)對(duì)有關(guān)資料的分析 , 最大負(fù)荷周的T KN 日平均值為 1192k g /d , 考慮污泥處理區(qū)來水中的氮負(fù)荷 160k g /d , 計(jì) T KN 為 1192+H

11、 (%堿度p H 值與氧利用率及堿度之間的關(guān)系表 1069121824110619617616615614115711619618617616210712710619618617215713711710619618310714712711710619 59給水排水Vol. 23No. 21997160 1350k g /d 。 扣除進(jìn)入出水中的有機(jī)氮 (估算 2m g /L :52k g /d ; 扣除進(jìn)入剩余污泥中的 氮 (按 BOD 5的 5%計(jì) :300k g /d , 即 :B d ,T KN 0=1350-01056000-0100226000=998 1000k g /d ; 所有

12、工作日 85%的頻 率分析值 1550k g /d ; 扣除出水中的有機(jī)氮 (估 算 2m g /L :52k g /d ; 扣除進(jìn)入剩余污泥中的 氮 (按 BOD 5的 5%計(jì) :350k g /d , 即 :B d ,T KN max =1550-01057000126000=1148 1150k g /41硝酸鹽氮所有工作日 , B d , N O 3-N 0=0, B d , N O 3-N =B d ,T KN 0+B d , N O 3-N 0=1000k g /d , 相 當(dāng) 于 3814m g /L ; B d , N O 3-N max =B d , T KN 2max+B

13、d , N O 3-N 0=1150k g /d 。 51氨氮所 有 工 作 日 85%的 頻 率 分 析 值 為 B d , N H 4-N 0=1160k g /d , 相 當(dāng) 于 4416m g /L ;(15501000/26000-15(扣除進(jìn)水中有機(jī)氮 =4416m g /L 。61比值 T S 0/BOD 5所有工作日 50%的頻率分析值為 T S 0=3350m g /L ;BOD 5=5000m g /L ; T S 0/BOD 5=0167。71曝氣池進(jìn)水堿度 K S0=715m mol/L 。81污泥處理區(qū)來水和外來糞便污泥無 外 來 糞 便 污 泥 , 污 泥 處 理

14、區(qū) 來 水(175m 3/d 、 160k g T KN/d 24h 均勻投加至進(jìn)水中 。(二 、 旱季和平均條件情況下的曝氣池計(jì)算采用前置反硝化工藝 。11除氮效率的計(jì)算為了安全起見 , 在計(jì)算溫度 (10下 , 出水 中的 N O -3-N 含量采用 15m g /L , 有機(jī)氮含量 采用 2m g /L , 則在出水中的總氮量為 :2600001015+2600001002=442k g /d 氮的平均去除率為 :-1350100%=67%能 用 于 反 硝 化 反 應(yīng) 的 的 硝 酸 鹽 氮 負(fù) 荷 B d , N O 3-N d 為 曝 氣 池 進(jìn) 水 計(jì) 算 T KN 負(fù) 荷 Bd

15、 ,T KN 0加 上 進(jìn) 水 中 的 N O -3-N 負(fù) 荷B d , N O 3-N 0, 3-N 負(fù)荷 B d , N e :B d , 3-N d B d ,T 0, N -B d , N e=0-01015=610k g /d:1000100%=61%。 根據(jù)表 6可選擇出總回流比 R F (內(nèi) 、 外回 流之和 至少為 150%。21反硝化容積占曝氣池總?cè)莘e比值 V D /V BB 的確定在旱季流量情況下 , 每提供 1k g BOD 5在 反硝化池可反硝化的硝酸鹽氮量為 :(B d ,T KN 0+B d , N O 3-N 0-B d , N e /B d , B OD 5=

16、(1000+0-390 /6000=011k g N O -3-N/k g BOD 5由表 5選擇 :V D /V BB =013。31要求的最小污泥齡對(duì) 于 V D /V BB =0130, 根 據(jù) 表 3選 擇t T S =11d (大于 100000人口當(dāng)量 。41單位剩余污泥產(chǎn)量在最小污泥齡為 11d 、 T S 0/BOD 5=0167時(shí) , 根據(jù)表 7得降解 BOD 5產(chǎn)生的剩余污泥量 為 :U S B =U S BOD 5=0181k g /k g BOD 551曝氣池容積計(jì)算(1 BOD 5污泥負(fù)荷和容積負(fù)荷由公式 (4 計(jì)算 BOD 5污泥負(fù)荷 :B T S =1/(U S

17、B t T S =1/(018111=01112k g BOD 5/(k g 干物質(zhì) d 由表 4選擇固體物濃度 :T S BB =215k g /m 3由 公 式 (5 計(jì) 算 BOD 5容 積 負(fù) 荷 :B R =B T S T S BB =01112215=0128k g /(m 3 d 。(2 曝氣池容積由公式 (6 V BB =B d , B OD 5/B R =6000/0128-+ 60給水排水Vol 123No. 21997硝化反應(yīng) 10 硝化、 反硝化 反應(yīng) 10 硝化、 反硝化 反應(yīng) 201121111011860001150110176311111211112110016

18、62154112111101181150118014621451121111210001118014121230921106000115011350146219281211070001000113501412161計(jì) 算 結(jié) 果OV C OV N O B計(jì)算情況 分類進(jìn) 水 氮負(fù)荷(k g /d t T S(d 溶解氧 (m g /L C SC X選 擇 參 數(shù)fCfN進(jìn)水BOD 5負(fù) 荷 (k g /d (k g O 2/h (k g O 2/h (k g O 2/h 注 :在 20 , 為安全起見采用 8d 。供 氧 量 計(jì) 算 結(jié) 果 表表 11=21500m3V D =21500013

19、=6450m 3; V N =V BB -V D =15050m361要求的供氧量供氧量是根據(jù)在最大負(fù)荷情況下 , 降解BOD 5的耗氧量 O V C (見表 8 和氮類物質(zhì)氧化的 耗 氧 量 O V N (見 公 式 7 來 計(jì) 算 的 。 由 于 BOD 5和氮類物質(zhì)進(jìn)水的沖擊負(fù)荷一般不發(fā)生 在同一時(shí)間 , 故而供氧量 O B 的計(jì)算 (見公式 8 應(yīng)在不同的沖擊負(fù)荷系數(shù) f C 和 f N (見表 9 情況下計(jì)算 , 計(jì)算結(jié)果見表 11。從計(jì)算結(jié)果可以看出在 10 僅有硝化反 應(yīng)時(shí)要求的供氧量最大 , 故供氧設(shè)備按此情況 選擇 , 最大小時(shí)供氧量為 :O B =O B B h , B OD 5max=3111292=908k g O 2/h 71平均情況下的堿度驗(yàn)算 (1 硝化反應(yīng) K S0=715m mol/L N H 0=4416m g /LN H e =0m g /L (完全硝化反應(yīng) N O 0=0m g /L N O e =3814m g /L按公式 (10 :K Se =K S0-0107(N H 0-N H e -N O 0+N O e =715-0107(4416-0-0+3814 =1169115m mol/L(2 硝化反應(yīng)和反硝化反應(yīng)