曝氣系統(tǒng)設計計算

1、曝氣系統(tǒng)設計計算方法一(1)設計需氧量AORAOR去除BOD需氧量-剩余污泥中BOD氧當量+NHT-N消化需氧量-反消化產(chǎn)氧量碳化需氧量：Q S Se0 e0.681.42巳440000.248 0.0030.681.42 4399 9607 kgO2/dFX=YQ S。Se-Kd V XmlvSS=0.6 X 44000 X(0.248-0.003 )-4434.1X 4X 1.75/15=4399kg/d消化需氧量:D24.57Q N0Ne 4.5712.4 00Px4.57 4400056 24.57100012.4%43998365 kgO2 /dD1碳化需氧量 kgO2/dD2消化需

2、氧量 kgO2/dFX 剩余污泥產(chǎn)量 kg/dY污泥增值系數(shù)，取0.6。kd污泥自身氧化率，0.05。S0總進水BOD( kg/m3)Se 二沉出水 BOD(kg/m)X MLVSS 揮發(fā)性懸浮固體(kg/m3)N0總進水氨氮Ne二沉出水氨氮Q總進水水量 m/d每氧化1mgNM-N需消耗堿度7.14mg；每還原1mgNO-N產(chǎn)生堿度3.57mg；去除ImgBQ產(chǎn)生堿度O.lmg。剩余堿度Salk=進水堿度-消化消耗堿度+反消化產(chǎn)生堿度+去除BOD產(chǎn)生堿度假設生物污泥中含氮量以12.4 %計，貝每日用于合成的總氮=0.124*4399=545即，進水總氮中有545*1000/44000=12.4

3、mg/L 被用于合成被氧化的 NH+-N。用于合成被氧化的Nhf-N:（進水氨氮量一出水氨氮量）用于合成的總氮量=56-2-12.4=41.6mg/L所需脫硝量=（進水總氮-出水總氮）-28=68-12-12.4 =43.6mg/L需還原的硝酸鹽氮量Nt4400012.41000545.6 mg / L因此，反消化脫氮產(chǎn)生的氧量：D32.86Nt2.86 545.61560kgO2/d總需氧量:AOR D 1 D 2 D 3=9607+8365-1560=16412kgO2 / d最大需氧量與平均需氧量之比為1.4，則AORmax 1.4 R 1.41641222977 kgO2 /d 957

4、 kgO 2 / h去除每1kgBOD的需氧量AORQ S0 Se1641244000 0.248 0.0031.5kgO2 /kgBOD5(2)標準需氧量采用鼓風曝氣，微孔曝氣器。曝氣器鋪設于池底，距池底0.2m，淹沒深度 7.8m，氧轉移效率E=20%，計算溫度T=25°C，將實際需氧量AOF換算成標準狀態(tài)下的需氧量SORSORAOR Cs 20CsmT Cl 1.024 T 20式中：p 氣壓調(diào)整系數(shù)，所在地區(qū)實際大氣壓為1.00 x 105 Pa所在地區(qū)實際氣壓1.013 1050.987CX 曝氣池平均溶解氧，取CX =2mg/L;查得水中溶解飽和度：CS(20) =9.1

5、mg/L微孔曝氣器的空氣擴散氣出口處絕對壓為：心 1.013 1059.8 103 H 1.013 105 9.8 103 5.51.552 105 Pa空氣離開好氧反應池時氧的百分比：好氧 Ot21 1 Ea100 0 021 1 20°° 0100 00 17.54 007921 1 EA79 21 12000CS 20反應池中平均溶解氧飽和度：2.066 1054259.11.552 1017.542.066 1054210.6mg/L16412 9.120 200.82 0.95. 0.987 10.6 21.024標準需氧量為SORSOR=22941kgO2 /

6、d =956 kgO2 / h相應最大時標準需氧量:SORmaxkgO2 / h好氧反應池平均時供氣量:SOR975G s10010015933 m3 / h0.3 E a0.320最大時供氣量：Gsmax 1.4Gs 1.4 1593322306 m3/h方法二:（1）曝氣池的需氧量曝氣池中好氧微生物為完成有機物的降解轉化作用, 的參與。好氧生物處理含碳有機物可用兩種方法計算。必須有足夠量的溶解氧第一種方法，將好氧微生物所需的氧量分為兩部分： 即微生物對有機物質進 行分解代和微生物本身的源呼吸過程所需要的氧，見式（2-2-41 ）和（2-2-43） 這兩部分氧量之和即為生物處理需氧，見式（2

7、-2-48 ）。O2 a/ Q ( So Se)b/ Xv V(2-2-48 )=0.475 X 44000X（ 0.248-0.003 ） +0.149 X 1.75 X 10601 =7884式中：Q曝氣池混合液需要的氧量，kg 02/d ;Q處理的污水量，mVd ；S0曝氣池進水 BOD濃度，kg BOD5/m3;Se處理出水 BOD濃度，kg BOD5/m3;v曝氣池體積，m；Xv曝氣池揮發(fā)性懸浮固體，kg MLVSS /;a 微生物分解代單位重量 BOD的需氧量，kg O2/ kg BOD 5，對生活污 水a(chǎn)/值的圍為0.420.53 ;b/單位重量微生物源呼吸自身氧化的需氧量，kg

8、 O2/ kg MLVSS d,b，值的圍為0.110.188 d -1。第二種方法可以從污水的BOD5和每日排放的剩余污泥量來進行估算。假設 所去除的BOD5最后都轉變成最終產(chǎn)物，總需氧量可由 BODi來計算（BODi是總 碳氧化需氧量），由于部分BOD5轉變?yōu)槭Ｓ辔勰嘀械男录毎?，所以剩余污泥?BODu必、須從總需氧量中扣除，剩余污泥的需氧量等于1.42 X剩余污泥量。因此, 采用式（2-2-49 ）計算去除含碳有機物的需氧量。Q( s° se)1.42Xv V(2-2-49 )=14096 kgO2/d式中：Q曝氣池混合液需要的氧量，kg O2/d ;Q處理的污水量，m3/d;

9、S0曝氣池進水 BOD報度，kg BOD/m3;Se處理出水BOD5&度，kg BOD/m3;V曝氣池體積=（2650.25*4=10601 m3）Xv曝氣池揮發(fā)性懸浮固體，kg MLVSS /卅;f BOD僑口 BODi勺轉化系數(shù)，約為 0.68 ;1.42 細菌細胞的氧 當量；0 c設計污泥齡，14?？紤]到減輕好氧污染物質對水體污染，國家對排入水體的NH4+-N的濃度做出了限制，在城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準（GB18918-2002）中對出水的NH4+-N的濃度有明確要求，如對城市污水，一級標準 A: NH4+-N的濃度w 5mg/L（以氮計，水溫12C），和w 8mg/L（以氮

10、計，水溫w 12C）; 一級標準B: NH4+-N 的濃度w 8mg/L （以氮計，水溫12C），和w 15mg/L （以氮計，水溫w 12C）。在好氧生物處理中，降低 NH4+-N的濃度的方法是硝化，即把NH4+-N氧化為N03-N。硝化過程的需氧，以化學計量為依據(jù)，轉換每kg的NH4+-N理論上需要4.57kg的氧。此外，在生物處理系統(tǒng)設計時中，常需要進行反硝化脫氮，即，將N03-N將轉化N2此過程中由于NO-N作為電子受體，自然降低了氧在系統(tǒng)中的需要 量，化學計量系數(shù)為2.86kgO2/kgNQ-N。因此，硝化和反硝化，即為 NH4+-N轉 化為N2過程中凈的需氧量可表示為式。(2-2-

11、50)02 n dn 4.57Q (No Ne)2.86Q (No Ne NO3)=5070kgO2/d式中：O2n-d生物反應池進行硝化反硝化需要的凈氧量，kg O2/d ；Q處理的污水量，mVd ；Nd進水可氧化的氮濃度，kg/m3 ； 56Ne出水可氧化的氮濃度，kg/m3；NO出水中的NO3-N濃度，kg/m3；4.57 化學計量系數(shù)，單位為 kg O2/kg NH；-N;2.86 化學計量系數(shù)，單位為 kgQ/ kg NO 3-N。在污水中由于還有一些還原性物質的存在，當它們的濃度較高時，要詳細計算氧的消耗量。例如，當水中出現(xiàn)硫化氫時，其氧化關系H2S 2O2H2SO4綜上所述，當生

12、物處理以含碳有機物去除為目的時，需氧量采用式（2-2-48 ）或式（2-2-49 ）計算；當生物處理既要求去除含碳有機物，又要求去除氮時，需氧量采用式（2-2-48）或式（2-2-49）與式（2-2-50）相加，此時總的需氧量 O2total 采用式（2-2-52 ）進行計算。O2 totalO2O2 N DN(2-2-52)(14096+5070=19167方法二)kgO2/ d ( 7884+5070=12954方法一)(2)標準需氧量采用鼓風曝氣，微孔曝氣器。曝氣器鋪設于池底，淹沒深度5.5m，氧轉移效率E=20%，計算溫度T=20C，將實際需氧量AOF換算成標準狀態(tài)下的需氧量SORSO

13、RAOR Cs 20C sm TCL1.024T 20式中：p氣壓調(diào)整系數(shù)，G(20)水中飽和溶解度Cx 曝氣池平均溶解氧，取 Cx =2mg/L;H曝氣器淹沒深度，m所在地區(qū)實際大氣壓為1.0 x 105 Pa因此所在地區(qū)實際氣壓1.013 1050.987查得水中溶解飽和度：G(2°)=9.1mg/L微孔曝氣器的空氣擴散氣出口處絕對壓為：p. 1.013 105 9.8 103 H 1.013 105 9.8 103 5.5 1.552 105 Pa空氣離開好氧反應池時氧的百分比:好氧 Ot211 Ea7921 1 Ea10000211 20 °。79 21 12000

14、100 0017.54 00反應池中平均溶解氧飽和度：Csm(20)C 92.066 1054259.11.552 1017.542.066 1054210.6mg/LSORC sm TAOR Cs 201.024 T 2019167 9.120 200.820.95 0.987 10.6 21.024SOR=2679永gO2 / d=1116 kgO2 / h相應最大時標準需氧量：SORmax =-145SORkgO2 / hSOR0.3 E a100好氧反應池平均時供氣量：10018600 m3 / h0.320最大時供氣量：Gsmax 1.4Gs 1.4 1208326040 m3/h（

15、三）室外排水規(guī)生物反應池中好氧區(qū)的污水需氧量， 根據(jù)去除的五日生化需氧量、氨氮的硝 化和除氮等要求，宜按下列公式計算：Q = 0.001aQ（S o - S - cAX v+b0.001Q（N k- Ne） - 0.12 X v0.62b0.001Q（N t- Me N） - 0.12 Xv式中：O2-污水需氧量（kgO/d ）;Q生物反應池的進水流量（m/d ）; 44000So-生物反應池進水五日生化需氧量濃度（mg/L）; 248Se生物反應池出水五日生化需氧量濃度（mg/L）； 3 Xv排出生物反應池系統(tǒng)的微生物量；（kg/d ）;生物反應池進水總凱氏氮濃度(mg/L); 68Me生物

16、反應池出水總凱氏氮濃度(mg/L); 12N生物反應池進水總氮濃度(mg/L); 68Me生物反應池出水硝態(tài)氮濃度(mg/L); 8Xv排出生物反應池系統(tǒng)的微生物中含氮量(kg/d );a碳的氧當量，當含碳物質以 B0D5計時，取1.47 ；b常數(shù)，氧化每公斤氨氮所需氧量(kgO2/kgN),取4.57 ；c常數(shù)，細菌細胞的氧當量，取1.42。Yt 污泥產(chǎn)率系數(shù)(kgMLS/ kgBOD),宜根據(jù)試驗資料確定。無試驗資料時，系統(tǒng)有初次沉淀池時取 0.3，無初次沉淀池時取0.61.0 ;yMLSS中MLVSS所占比例；Q = 0.001 aQSo Se) cXv + b0.001 Q(Nk Nk

17、e) 0.12 Xv-0.62 b0.001 Q(Nt Nke Noe) 0.12 XV=21123-2.31 Xv=0.001*1.47*44000*( 248-3 ) -1.42* X +4.57*0.001*44000*( 68-12 )-4.57*0.12 Xv -0.62*4.57*0.001*44000* (68-12-8 ) +0.62*4.57*0.12 Xv =15847-1.42* Xv+11260-0.548 Xv -5984+0.340 Xv=21159-1.628 XvXv= y*Q* (So-Se) *0.001*y t=0.7*44000*0.245*0.3=22

18、64kg/d因此 Q =17473 kgO2/d(2)標準需氧量采用鼓風曝氣，微孔曝氣器。曝氣器鋪設于池底，淹沒深度5.5m，氧轉移效率E=20%，計算溫度T=20C，將實際需氧量AOF換算成標準狀態(tài)下的需氧量SORSORAOR Cs 20CsmT Cl 1.024 T 20式中:P氣壓調(diào)整系數(shù)，G(20)水中飽和溶解度Cx 曝氣池平均溶解氧，取 Cx =2mg/L;H曝氣器淹沒深度，m所在地區(qū)實際大氣壓為1.0 x 105 Pa因此0.987所在地區(qū)實際氣壓51.013 105查得水中溶解飽和度：G(2°)=9.1mg/L微孔曝氣器的空氣擴散氣出口處絕對壓為：53535心 1.013 109.8 10 H 1.013 109.8 105.51.552 10 Pa空氣離開好氧反應池時氧的百分比:好氧 Ot211 Ea7921 1 Ea1000021 1 200。100 0079 21 1200017.54 00反應池中平均溶解氧飽和度:Csm(20)PbOt2.066 105429.1侮2衛(wèi)；空2.066 104210.6mg/LSO