ao工藝設計計算參考

aoA1/O生物脫氮工藝一、設計資料設計處理力量為日處理廢水量為30000m3廢水水質如下：PH 值 7.0~7.5 水 溫 14~25℃BOD5=160mg/LVSS=126mg/L(VSS/TSS=0.7)TN=40mg/LNH3-N=30mg/L依據要求：出水水質如下：BOD5=20mg/LTSS=20mg/LTN15mg/LNH3-N8mg/L依據環(huán)保部門要求，廢水處理站投產運行后排廢水應到達國家標準《污水綜合排放標準》GB8978-1996中規(guī)定的“二級現有”標準，即 COD120mg/lBOD30mg/lNH-N<20mg/lPH=6-9SS<30mg/l二、污水處理工藝方案確實定城市污水用沉淀法處理一般只能去除約25~30℅的BOD5，污水中的膠體和溶解性有機物不能利用沉淀方法去除，化學方法由于藥劑費用很高而且化學混凝去除溶解性有機物的效果不好而不宜承受。承受生物處理法是去除廢水中有機物的最經濟最有效的選擇。廢水中的氮一般以有機氮、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)是有機氮和氨氮。其中有機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%。廢水生物脫氮的根本原理是在傳統(tǒng)二級生物處理中，將有機氮轉化為氨氮的根底上，通過硝化和反硝化菌的作用，將氨氮通過硝化轉化為亞硝態(tài)氮、硝態(tài)氮，再通過反硝化作用將硝態(tài)氮轉化為氮氣，而到達從廢水中脫氮的目的。廢水的生物脫氮處理過程，實際上是將氮在自然界中循環(huán)的根本原理應用與廢水生物處理，并借助于不同微生物的共同協調作用以及合理的認為運用掌握，并將生物去碳過程中轉化而產生及原廢水中存在的氨氮轉化為氮氣而從廢水中脫除的過程。在廢水的生物脫氮處理過程中，首先在好氧〔oxic〕條件下，通過好氧硝化的作用，將廢水中的氨氮氧化為亞硝酸鹽氮；然后在缺氧〔Anoxic〕條件下，利用反硝化菌〔脫氮菌〕將亞硝酸鹽和硝酸鹽復原為氮氣〔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酸鹽氮的反硝化兩個階段，只有當廢水中的氨以亞硝酸鹽氮和硝酸鹽的形態(tài)存在時，僅需反硝化〔脫氮〕一個階段.◆與傳統(tǒng)的生物脫氮工藝相比，A/O脫氮工藝則有流程簡短、工程造價低的優(yōu)點。該工藝與傳統(tǒng)生物脫氮工藝相比的主要特點如下：①流程簡潔，構筑物少，大大節(jié)約了基建費用；②在原污水C/N較高〔大于4〕時，不需外加碳源，以原污水中的有機物為碳源，保證了充分的反硝化，降低了運行費用；③好養(yǎng)池設在缺養(yǎng)之后，可使反硝化殘留的有機物得到進一步去除，提高出水水質；④缺養(yǎng)池在好養(yǎng)池之前，一方面由于反硝化消耗了一局部碳源有機物，可減輕好養(yǎng)池的有機負荷，另一方面，也可以起到生物選擇器的作用，有利于掌握污泥膨脹；同時，反硝化過程產生的堿度也可以補償局部硝化過程對堿度的消耗；⑤該工藝在低污泥負荷、長泥齡條件下運行，因此系統(tǒng)剩余污泥量少，有肯定穩(wěn)定性；A1/O脫氮工藝；⑦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％，太高則動力消耗太大。因此A1/O工藝脫氮率一般為70％~80％，難于進一步提高。三、污水處理工藝設計計算(一)、污水處理系統(tǒng)1、格柵設計流量：平均日流量Qd=3000m3/d=0.35m3/sK2=1.42最大日流量Qmax=K2Qd=0.50m3/s設計參數：格柵傾角=60柵條間隙b=0.021m柵條水深h=0.4mv=0.9m/s〔1〕柵槽寬度①柵條的間隙數n格柵設兩組，按兩組同時工作設計，一格停用，一格工作校核。n===31②柵槽寬度B柵槽寬度一般比格柵寬0.2~0.3m,取0.2mS=10mm(0.01m)則柵槽寬度 B=S〔n-1〕+bn+0.2=0.01 (31-1)+0.02131+0.2=1.15m(2h1①進水渠道漸寬局部的L1。設進水渠寬B1=0.85m其漸寬局部開放1=200.77m/sL1===0.41m②柵槽與出水渠道連接出的漸窄局部長寬L2，mL2===0.21m③通過格柵的水頭損失h1,mh1=h0k(k3)h0=sin,=h1=sink=2.42sin603=0.097m(設=2.42)柵后槽總高度H，m設柵前渠道超高h2=0.3mH1=h+h1+h2=0.4+0.097+0.3=0.797≈0.8m柵槽總長度L1，m〔H1=h+h2〕(5W，m/3dw=式中，w1m3/10m污水，格柵間隙為16~25mm時w1=0.10~0.05m/10m3污水；格柵間隙為 30~50mm時,w1=0.03~0.1m3/103m3本工程格柵間隙為21mm,取W1=0.07m3/10m3污水W==2.18〔m3/d〕0.2〔m3/d〕承受機械清渣2、提升泵站承受A1/O生物脫氮工藝方案，污水處理系統(tǒng)簡潔，污水只考慮一次提升。污水經提升后入平流式沉砂池，然后自流通過缺養(yǎng)池、好養(yǎng)池、二沉池等。設計流量Qmax=1800m3/h,承受3臺螺旋泵，單臺提升流量為900m3/h。其中兩臺正常工作，一臺備用。3．平流式沉池砂沉沙池長度L，mL=vt(取v=0.25m/s,t=30s)L=0.2530=7.5m水流端面面積A，m2A===2m2池總寬度B，mB=nb(取n=2,b=0.6m)B=20.6=1.2mh2,mh2===1.7mv,m3V=〔取x=30m3/106m3污水，T=2dk2=1.42〕則V==1.83m3每個沉斗砂容積V0,m324個沉砂斗V0==0.46m3沉砂斗尺寸a,ma=+a1(式中h/3h/3=0.35m,a1為斗底寬取,a1=0.5m,55a=+0.5=1.0mV0，m3V0=h/3(2a2+2aa1+2a12)=(212210.5+20.5)2=0.2m3h3,m承受重力排沙，設池底坡度為0.06，坡向砂斗，沉砂室有兩局部組成：一局部為沉砂斗，另一局部為沉砂池坡向沉砂斗的過濾局部，2〔L2+a〕+0.2L2===2.65mh3=h/3+0.06L2=0.35+0.062.65=0.51m沉砂池總高度H，mh1=0.3mH=h1+h2+h3=0.3+1.7+0.51=2.51m驗算最小流速Vminm/s在最小流速時，只用一格工作〔n1=1〕Vmin=Qmin===0.25m3/sVmin===0.25m/s﹥0.15m/s砂水分別器的選擇沉砂池的沉砂經排砂裝置排解的同時，往往是砂水混合體，為進一步分別出砂和水，需配套砂水分別器去除沉砂的間隔時間為2d，依據該工程的排砂量，選用一臺某公司生產的螺旋水分別器。該設備的主要技術性能參數為：進水砂水分別器的流量為1～3L/S，容積為0.6m3，進水管直徑為100mm,出水管直徑為100mm，配套功率為0.25KW4、A1/O(1V1V1Y=0.6;Kd=0.05)①出水溶解性BOD5。為使出水所含BOD5降到20mg/L，出水BOD5濃度Se－kt)S=20－1.42××TSS(1－=20－1.42×0.7×20×(1－e－0.23×5)=6.41(mg/L)②設計污泥齡。首先確定硝化速率〔取設計pH=7.2〕，計算公式：－15)][][][1－0.0833(7.2－Ph)]－15)×1)=0.462×0.958×0.606=0.247(d－硝化反響所需的最小污泥齡===4。05〔d〕選用安全系數K=3；設計污泥齡=K=3×4.05=12.2(d)③好氧區(qū)容積V1，m3V1==7482.38(m3)⑵好氧區(qū)容積V2V2=①需復原的硝酸鹽氮量。微生物同化作用去除的總氮NW：NW=0.124=0.124×=7.2(mg/L)被氧化的NH3-N=進水總氮量－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=進水總氮量－出水總氮量－用與合成的總氮量=40－15－7.2=17.8(mg/L)需還原的硝酸鹽氮 NT=30000×17.8×=534(kg/d)②反硝化速率 qdn.T=qdn,20 ( qdn20 取 0.12kgNO-N/(kgMLVSS·d);取1.08。)20=0.076(kgNO-N/(kgMLVSS)qdn.T=0.12×1.0814－③缺氧區(qū)容積V2==2509.4〔m3〕缺氧區(qū)水力停留時間t2===0.084(d)=2.0(h)⑶曝氣池總容積Vm3V總=V1+V2=7482.32+2509.4=9991.78m3系統(tǒng)總設計泥齡=好氧池泥齡+缺氧池泥齡=12.2+12.2×=16.29d⑷污泥回流比及混合液回流比①污泥回流比R。設SVI=150，回流污泥濃度計算公式：XR=×r(r1.2)XR=×1.2=8000mg/L混合液懸浮固體濃度X〔MLSS〕=4000mg/LR=×100﹪=×100﹪=100﹪〔50﹪~100﹪〕②混合液回流比R內?；旌弦夯亓鞅萊內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﹪⑸剩余污泥量生物污泥產量：PX===1523.73kg/d對存在的惰性物質和沉淀池的固體流失量可承受下式計算：PS=Q〔X1－Xe〕(Q取30000m3/d)Ps=Q(X1－Xe)=30000×(0.18－0.126－0.02)=1020kg/d剩余污泥量△X=PX+PS=1523.73+1020=2543.73kg/d去除每1kgBOD5產生的干泥量===0.61kgDs/kgBOD5⑹反響池主要尺寸①好氧反響池。總容積V1=7482。38m3,設反響池2組。V1=3741.19m3h=4.0mS1單===935.30m3承受3b=6mL1===52m1.0H=4.0+1.0=5.0m②缺氧反響池尺寸總容積V2=2509.4m3設缺氧池2V2單==1254.7m3h=4.1mS2單===306.02mL=18m,池寬===17m⑺反響池進，出水計算①進水管。兩組反響池合建，進水與流污泥進入進水豎井，經混合后經配渠，進水潛孔進入缺氧池。單組反響池進水管設計流量Q1=Q==0.347m3/sv=0.8m/s。A===0.434md===0.74mDN700mm。v===0.90m/s②回流污泥渠道。單組反響池回流污泥渠道設計流量QRQR=R×Q=1×=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b×h=1.0m×0.5mv==0.69m/s渠道超高取0.3m;渠道總高為0.5+0.3=0.80m③進水豎井。反響池進水孔尺寸：Q2=〔1+R〕×=〔1+1〕×==0.347m3/s孔口v=0.6m/sA===0.58m2孔口尺寸取1.2m×0.5m;進水豎井平面尺寸2.0m×1.6m。④出水堰及出水豎井。按矩形堰流量公式：Q3=0.42bH=1.866×b×ＨQ3=(1+R)=(1+1)=Q=0.347m3/s(b6.0m)H===0.10m出水孔過流量Q4=Q3=0.347m3/sv=0.6m/s;A===0.58m2孔口尺寸取1.2m×0.5m;出水豎井平面尺寸2.0m×1.6m。⑤出水管。單組反響池出水管設計流量Q5=Q3=0.347m3/s管道流速v=0.8m/s;A===0.9m/s⑻曝氣系統(tǒng)設計計算①設計需氧量AOR。需氧量包括碳化需氧量和硝化需氧量，并應扣除剩余活性污泥排放所削減BOD5及NH3-N的氧當量〔此局部用于細胞合成，并未耗氧〕，同時還應考慮反硝化產生的氧量。AOR=碳化需氧量+硝化需氧量－反硝化脫氮產氧量=〔去除BOD5需氧量－剩余污泥中BOD5需氧量〕+〔NH3-N硝化需氧量－NH3-N〕－反硝化脫氮產氧量aD1D1=－1.42Px(k0.23,t5d)D1=－1.42×1523.73=4579.42kgO2/dbD2D2=4.6Q(N0－Ne)－4.6×12.4﹪×Px0.008)－4.6×12.4﹪×1523.73=3546.86kgO2/d=4.6×30000×(0.04－c反硝化脫氮產生的氧量D3D3=2.86NT式中，NT為反硝化脫除的硝態(tài)氮量，取NT=534kg/dD3=2.86×534=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=1.4×6599.04=9238.66kgO2/d=384.94kgO2/h去除每1kgBOD5的需氧量===1.57kgO2/kgBOD5⑵標準需氧量。承受鼓風曝氣，微孔曝氣器敷設于池底，距池底0.2m,漂浮深度3.8m，氧轉移效率EA=20﹪，將實際需氧量AOR換SORSOR=〔T取25℃，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空氣擴散器出口處絕對壓力：Pb=p+9.8×103H(p=1.013×105Pa,Pb=1.013×105+9.8×103×3.8=1.385×105Pa空氣離開好氧反響池時氧的百分比Ot:Ot=×100﹪式中，EA為空氣集中裝置的氧的轉移效率，取EA=20﹪Ot==17.54﹪好氧反響池中平均溶解氧飽和度：Csm(25)=Cs(25)(+)=8.38×(+)=9.12mg/L標準需氧量為：SOR==9835.62kg/d=409.82kg/h相 應 最 大 時 標 準 需 氧 量 為 ：SORmax=1.4SOR=1.4×9835.62=13769.87kg/d=573.74kg/h好氧池反應池平均時供氣量為：GS= ×100=×100=6830.33m3/h最大時供氣量為：Gsmax=1.4GS=9562.46m3/h0.004Mpa,△ｈ0.005Mpa)③所需空氣壓力p(相對壓力)p=h1+h2+h3+h4+△h(h4取h1+h2=0.002Mpap=0.002+0.038+0.004+0.005=0.049Mpa=49kPa可依據總供氣量，所需風壓，污水量及負荷變化等因素選定風機臺數，進展風機與機房設計。③曝氣器數量計算〔以單組反響池計算〕。a按供氧力量計算曝氣器數量。h1=承受微孔曝氣器，參照有關手冊，工作水深 4.3m,在供風量q=1~3m3(h·個)時，曝氣器氧)，則：利