曝氣系統設計計算

1、曝氣系統設計計算方法(1)設計需氧量AORAOR去除BODB氧量-剩余污泥中BODM當量+NHT-N消化需氧量-反消化產碳化需氧量:QSo-SeD1_0.68-1曲=440000.248-0.0030.68-1.424399=9607kgO2/dR=YQSo-Se-KdVXmlvss=0.6X44000X(0.248-0.003)-4434.1X4X1.75/15=4399kg/d消化需氧量:D2=4.57QN0-Ne-4.5712.4%Px八八1一=4.574400056-2-4.5712.4%43991000=8365kgO2/dDi碳化需氧量kgO2/d)D2消化需氧量kgO2/dB剩余

2、污泥產量kg/dY污泥增值系數，取0.6。kd污泥自身氧化率，0.05。3、So總進水BOD5(kg/m)_ 3、Se二沉出水BOD5(kg/m)_ _3、_ MLVSS揮發(fā)性懸浮固體(kg/m)N0總進水氨氮Ne二沉出水氨氮Q總進水水量m3/d每氧化1mgNH+-N需消耗堿度7.14mg；每還原1mgN0-N產生堿度3.57mg；去除1mgBC5產生堿度0.1mg。剩余堿度Salk=進水堿度-消化消耗堿度+反消化產生堿度+去除BOI5r生堿度假設生物污泥中含氮量以12.4%計，則：每日用于合成的總氮=0.124*4399=545即，進水總氮中有545*1000/44000=12.4mg/L被

3、用于合成被氧化的NH+-N。用于合成被氧化的NH+-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：Nt4400012.4545.6mg/L1000因此，反消化脫氮產生的氧量D3=2.86Nt=2.86545.6=1560kgO2/d總需氧量：AOR=D1-D2-D3=9607+8365-1560=16412kgO2/d最大需氧量與平均需氧量之比為1.4,則AORmax=1.4R=1.416412=22977kgO2/d=957kgO2/h去除每1kgBO

4、D的需氧量AORQ&-Se16412440000.248-0.003=1.5kgO2/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=25C,將實際需氧量AO敢算成標準狀態(tài)下的需氧量SORAORCs20SORTno二:：CsmT-Cl1.024TN0式中：p氣壓調整系數，所在地區(qū)實際大氣壓為1.00x105Pa所在地區(qū)實際氣壓1.013105-0.987CX曝氣池內平均溶解氧，取CX=2mg/L;查得水中溶解飽和度：Gw=9.1mg/L微孔曝氣器的空氣擴散氣出口處絕對壓為：自=1.0131059

5、.8103H=1.0131059.81035.5=1.552105Pa空氣離開好氧反應池時氧的百分比:2211-Ea好氧Ot=A79211-EaMN21；0；。1000。=17.5400反應池中平均溶解氧飽和度:CSm(20)=CaS202.06610542f,5一5，一-9.11.552父10+17.54、2.066父10542=10.6mg/L0.820.950.98710.6-211.0242。"。標準需氧量為SORSOR=22941kgO2/d=956kgO2/h相應最大時標準需氧量：SOFU=1鏡ORkgO2/h好氧反應池平均時供氣量：Gs:SOR100=975100=15

6、933m3/h0.3EA0.320最大時供氣量：Gsmax=1.4GS=1.415933=22306m3/hsmaxs方法(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，必須有足夠量的溶解氧的參與。好氧生物處理含碳有機物可用兩種方法計算。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謝和微生物本身的內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(2-2-48)。(2-2-48)O2=a/Q(S0-Se)b/XVV=0.475X44000X(0.248-0.003)+0.149X1.75X106

7、01=7884式中：O2曝氣池混合7需要的氧量，kgO”d；Q處理的污水量，m3/d;So曝氣池進水BOD5濃度，kgBOD5/m3;Se處理出水BOD5濃度，kgBOD5/m3;V曝氣7tk體積，m3;Xv曝氣池揮發(fā)性懸浮固體，kgMLVSS/m3;a微生物分解代謝單位重量BOD5的需氧量，kgO2/kgBODs,對生活污水a值的范圍為0.420.53;b/單位重量微生物內源呼吸自身氧化的需氧量，kgO2/kgMLVSSd,b值的范圍為0.110.188d-1。第二種方法可以從污水的BOD5f口每日排放的剩余污泥量來進行估算。假設所去除的BOD5ft后都轉變成最終產物，總需氧量可由BOD旅計

8、算（BODut總碳氧化需氧量），由于部分BOD5轉變?yōu)槭Ｓ辔勰嘀械男录毎?，所以剩余污泥中BOD必須從總需氧量中扣除，剩余污泥的需氧量等于1.42X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（S0-Se）XvVO21.42;f6c（2-2-49）=14096kgO2/d式中：Q曝氣池混合7需要的氧量，kgO2/d；Q處理的污水量，m3/d;S0曝氣池進水BOD膿度，kgBOD/m3;Se處理出水BOD軟度,kgBOD/m3;V曝氣池體積=（2650.25*4=10601m3）Xv曝氣池揮發(fā)性懸浮固體，kgMLVSS/m;fBOD劑BODU勺轉化系數，約為0.68;1.

9、42細菌細胞的氧當量；0c設計7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05mg/L（以氮計，水溫12C）,和08mg/L（以氮計，水溫012C）；一級標準B:NH4+-N的濃度08mg/L（以氮計，水溫12C）,和015mg/L（以氮計，水溫012C）。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NO3-No硝化過程的需氧，以化學計量為依據，轉換每kg的NH4+-N理論

10、上需要4.57kg的氧。止匕外，在生物處理系統設計時中，常需要進行反硝化脫氮，即，將NO3-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中的需要量，化學計量系數為2.86kgO2/kgNQ-N。因此，硝化和反硝化，即為NH4+-N?；癁镹2過程中凈的需氧量可表示為式。(2-2-50)O2N邱=4.57Q(N0-Ne)-2.86Q(N-Ne-NOs-)=5070kgO2/d式中：O2n-dn生物反應池進行硝化反硝化需要的凈氧量，kgO2/d;Q處理的污水量，n3/d;Nd進水可氧化的氮濃度，kg/m3;56Ne出水可氧化的氮濃度，kg/m3；NG出水中的NO3-N濃度，kg/

11、m3;4.57化學計量系數，單位為kgO2/kgNH；-N;2.86化學計量系數，單位為kgQ/kgNO3-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，當水中出現硫化氫時，其氧化關系H2s2O2>H2SO4綜上所述，當生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。(2-2-52)°2total應O2N-DN=(1

12、4096+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AO敢算成標準狀態(tài)下的需氧量SORAORCs20SOR-z：SOR二”CsmT1.0241。式中：P氣壓調整系數，G(2。)水中飽和溶解度Cx曝氣池內平均溶解氧，取Cx=2mg/L;H曝氣器?S沒深度，m所在地區(qū)實際大氣壓為1.0x105Pa因此=0.987所在地區(qū)實際氣壓"51.01310查得水中溶解飽和度：Gw=9.1mg/L微孔曝氣器的空氣擴散氣出口處絕對壓為

13、：自二1.0131059.8103H=1.0131059.81035.5-1.552105Pa空氣離開好氧反應池時氧的百分比:好氧Ot=21'；Ea)黑100%=211；20°0;m100%=17.54%79211-Ea79211-2000反應池中平均溶解氧飽和度：CSm(20)=C-5S202.066105425八/一1.55210J7.54=9.1父5+2.066父10542,SOR-aAORCs201：CsmT-Cl1.024TnO191679.10.8210.950.98710.6-211.024202SOR=26792kgO2/d=1116kgO2/h相應最大時標準

14、需氧量：SORax=14SOrkgO2/h好氧反應池平均時供氣量：SOR11163Gs=100100=18600m/h0.3EA0.320最大時供氣量：_3-Gsmax=1.4Gs=1.412083=26040m/h（三）室外排水規(guī)范氨氮的硝生物反應池中好氧區(qū)的污水需氧量，根據去除的五日生化需氧量、化和除氮等要求，宜按下列公式計算：O2=0.001aQ（S）-Se）-cAXv+b0.001Q（Nk-Nke）-0.12AXv 0.62b0.001Q（Nt-Nke-Noe）-0.12AXv式中：O2污水需氧量（kgO2/d）;Q一生物反應池的進水流量（m3/d）;44000So一生物反應池進水五日

15、生化需氧量濃度（mg/L）;248Sl生物反應池出水五日生化需氧量濃度（mg/L）;3 Xv一排出生物反應池系統的微生物量；（kg/d）;Nk一生物反應池進水總凱氏氮濃度（mg/L）;68Nke一生物反應池出水總凱氏氮濃度（mg/L）;12Nt一生物反應池進水總氮濃度（mg/L）;68Noe一生物反應池出水硝態(tài)氮濃度（mg/L）;8 Xv一排出生物反應池系統的微生物中含氮量（kg/d）;a一碳的氧當量，當含碳物質以BOD5計時，取1.47;b一常數，氧化每公斤氨氮所需氧量（kgO2/kgN）,取4.57;c一常數，細菌細胞的氧當量，取1.42。Yt一污泥產率系數（kgMLSS/kgBOD5）,

16、宜根據試驗資料確定。無試驗資料時，系統有初次沉淀池時取0.3,無初次沉淀池時取0.61.0;yMLSS中MLVSS所占比例；O2=0.001aQ(So-Se)-cAXv+b0.001Q(Nk-Nke)-0.12AXv-0.62b0.001Q(Nt-Nke-Noe)-0.12AXV=21123-2.31AXv=0.001*1.47*44000*(248-3)-1.42*AXv+4.57*0.001*44000*(68-12)-4.57*0.12AXv-0.62*4.57*0.001*44000*(68-12-8)+0.62*4.57*0.12AXv=15847-1.42*AXv+11260-0.

17、548AXv-5984+0.340AXv=21159-1.628AXvXv=y*Q*(SoSe)*0.001*yt=0.7*44000*0.245*0.3=2264kg/d因止匕O2=17473kgO2/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AO敢算成標準狀態(tài)下的需氧量SORAORCs20;：CsmT-Cl1.0242式中：p氣壓調整系數，CS(20)水中飽和溶解度Cx曝氣池內平均溶解氧，取Cx=2mg/L;H曝氣器?S沒深度，m所在地區(qū)實際大氣壓為1.0x105Pa因此=0.987所在地區(qū)實際氣壓"Z751.01310查得水中溶解飽和度：CS(20)=9.1mg/L微孔曝氣器的空氣擴散氣出口處絕對壓為：«=1.0131059.8103H=1.0131059.81035.5=1.552105Pa空氣離開好氧反應池時氧的百分比:好氧0*=79210000=7921；1：0；00010000=17-5400反應池中平均溶解氧飽和度:Csm(20)CP+"平°)12.066父10542J_'1.552父10517.54=9.1父5+<2.0661042=10.6mg/LSOR=一aAORC