詳細(xì)的生化池設(shè)計計算

3.6生化池(UCT)

3.6.1設(shè)計說明

該廠好氧生物處理對脫氮除磷均有要求，如果入流污水的BOD5/TN或

B0D5/TP較低時，為了防止N0-3-N回流至厭氧段產(chǎn)生反硝化脫氮，發(fā)生硝化細(xì)

菌與聚磷菌爭奪溶解性BOD5而降低除鱗效果，此時就應(yīng)采用UCT工藝⑶。UCT

工藝屬于A20工藝的改進，將回流污泥首先回流至缺氧段，回流污泥帶回的

NO-3-N在缺氧段被反硝化脫氮，然后將缺氧端出流混合液一部分再回流至厭氧

段，這樣就避免了N0-3-N對厭氧段聚磷菌的干擾，提高了磷的去除率，也對脫

氮沒有影響，該工藝對氮和磷的去除率都大于70%。由于UCT工藝是A2/O工

藝的改進，只是污泥回流至不同的反應(yīng)池，因此，在設(shè)計計算構(gòu)筑物時按A2/O

工藝的計算方法計算。

3.6.2設(shè)計計算

1、設(shè)計參數(shù)

(1)設(shè)計流量

Q=160000m3/J(不考慮變化系數(shù))

(2)設(shè)計進水水質(zhì)

COD=350mg/L；BOD5濃度So=150mg/L；SS=200mg/L；TN=50mg/L；

NH3-N=30mg/L；TP=3mg/L；pH=6~9。

(3)設(shè)計出水水質(zhì)

COD=70mg/L；BOD5濃度Se=20mg/L；SS=30mg/L；TN=20mg/L；

NH3-N=15mg/L；TP=lmg/L；pH=6~9。

2、設(shè)計計算

(1)設(shè)BOD5污泥負(fù)荷N=0.11kgBOD,/(kgMLSS?d)

回流污泥濃度X,=6600mg/L

污泥回流比R=100%

混合液懸浮固體濃度

X=-^―Xr=-1-x6600=33Q0mg/L

\+Rr1+1

(3.19)

好氧池到缺氧池的混合液回流比飛

TN-TNSf)_on

TN去除率n=—z------x100%=—~-x100%=60%

wTN

TNn50

0.60

Ri=/^xlOO%x100%=150%

1一%N1-0.60

取用=150%

取缺氧池到厭氧池的混合液回流勺=150%

(2)反應(yīng)池容積V,疝

sQS160000x150〃一ur3

V=紋O=-----------=66115.7m3

NX0.11x3300

(3.20)

取反應(yīng)池容積為70000m3o

反應(yīng)池總水力停留時間：

V70000八―

f=—=------=0.43751=10.5/?

Q160000

(3.21)

各段水力停留時間和容積：厭氧：缺氧：好養(yǎng)=1:1:3

厭氧池水力停留時間：

，厭="xl0.5=2.1〃

厭氧池池容：

1.

V^=-x70000=14000m3

缺氧池水力停留時間：

/缺=—x10.5=2.\h

缺氧池池容：

1a

V嬴=-x70000=14000m3

好氧池水力停留時間：

3

，好=yxl0.5=6.3/z

好氧池池容：

3,

V，好=-x70000=42000m3

(4)校核氮磷負(fù)荷

好養(yǎng)段總氮負(fù)荷：

工;黑埼r0057MN/（依山S0（符合要求）

厭氧段總磷負(fù)荷:

簧二^^川皿奴川/德山S⑺（符合要求）

（5）剩余污泥量AX,kgId

(3.22)

Px=YQ(So-Se)-kdVXr

(3.23)

紜=(SS—SS‘)x50%

(3.24)

取污泥增殖系數(shù)Y=0.6,污泥自身氧化率砥=0.05,將各值代入（3.22）、

(3.23)、(3.24)得:

Px=0.6x160000x(0.15-0.02)-0.05x66115.7x3.3x0.7=4843.6伙/d

Ps=（0.2-0.02）x160000x50%=14400儂/d

AX=4843.6+14400=19243.6伙/d

（6）需還原的硝酸氮量

每氧化lmgNH3-N需消耗堿度7.14mg；每還原lingNC^-N產(chǎn)生堿度3.57mg；

去除ImgBODs產(chǎn)生堿度O.lmgo

剩余堿度梟4產(chǎn)進水堿度一消化消耗堿度+反硝化產(chǎn)生堿度+去除B0D5產(chǎn)生

堿度

假設(shè)生物污泥中總氮量以12.4%計，則：

每日用于合成的總氮=0.124x5812.4=720.74依/d

即，進水總氮中有72874x100°=4so/乙用于合成。

160000

被氧化的？4取4=進水總氮一出水總氮量一用于合成的總氮量=50—15—

4.5=30.5mg/L

所需脫硝量=50—20—4.5=25.5mg/L

需還原的硝酸氮量N...=160000x25.5x—=4080mg/L

T1000

（7）反應(yīng)池主要尺寸

反應(yīng)池總?cè)莘eV=70000,7

設(shè)反應(yīng)池4組，單池容％=22222=175001

有效水深〃=6.0/〃

單組有效面積S單=與=四=2916.7，川

采用5廊道式推流式反應(yīng)池，廊道寬b=8.0m

單組反應(yīng)池長度：

?=%=72.92m,取73m。

B5x8

校核:力/〃=8/6=1.33（滿足b/h=l~2）

L/b=73/8=9.125（滿足L/h=5~10）

取超高為1.0m,則反應(yīng)池總高H=6.0+1.0=7.0m

（8）反應(yīng)池進、出水系統(tǒng)計算

①進水管

單組反應(yīng)池進水管設(shè)計流量：

4x86400

管道流速：

v=0.8m/s

管道過水?dāng)嗝娣e：

(3.25)

式中:Q-----流量，m'/s；

V------流速，m/So

由式（3.25）得：

“Q0.463a2

A^—=-------=0.579m-

V0.8

管徑:

(3.26)

取進水管管徑DN=900mmo

②回流污泥管

單組反應(yīng)池回流污泥管設(shè)計流量：

cDQ,160000八/3,

QR=RX—=lx---------=0.463m/s

口44x86400

管道流速:

V=0.8/71/5

取回流污泥管管徑DN=900mmo

③進水井

進水孔過流量：

八=(,,l+n/?、)?！?(1+，1.八5)?！?2-.-5--x-1-6-0-0--0-0-=-1.16n?3,/s

-11n444x86400

(3.27)

孔口流速:

V=0.6/77/5

孔口過水?dāng)嗝娣e:

A4二*"93疝

(3.28)

孔口尺寸取2mx1.0/7?

進水井平面尺寸取2.4〃?x2.4根。

④出水堰及出水井

按矩形堰流量公式計算：

33

。3=0.42&^"5=1.86bH2

(3.29)

式中：b----堰寬，b=8.5m；

H——堰上水頭，mo

。3=(1+7?+4)2=(1+1+1.5)-^幽-=1.62//5

3,44x86400

(3.30)

H=(-^)2/3=(L62產(chǎn)=022m

1.86Z?1.86x8.5

(3.31)

出水孔過流量:

。4=。3=L62M'/s

孔口流速：

v=0.6m/s

孔口過水?dāng)嗝娣e:

由式(3.25)得：

,Q1.62._

A=—=-----=2.7nV2

V0.6

孑L口尺寸.取2.0/〃x1.5根o

出水井平面尺寸取2.6〃2XL5〃2。

⑤出水管

反應(yīng)池出水管設(shè)計流量：

Q==L16〃r'/S

管道流速：

v=0.Sm/s

管道過水?dāng)嗝妫?/p>

由式(3.25)得:

=1.45加2

V0.8

管徑：

由式(3.26)得:

取出水管管徑DN1300mmo

校核管道流速：

v=&=L16,.=0.657m/s

A工xlS

4

(9)曝氣系統(tǒng)設(shè)計計算

①設(shè)計需氧量AOR

AOR=去除BOD5需氧量一剩余污泥中BOD5氧當(dāng)量+N&-N硝化需氧量一剩

余污泥中NH3-N的氧當(dāng)量一反硝化脫氮產(chǎn)氧量

碳化需氧量：

.二,空囁S)T42*=竺幽里警父一42X4843.6

1i--0.23x5X1,-O.23x5

1—C1-0

=33622.10-6877.91=26744.19kgO2/d

(3.32)

硝化需氧量：

2=4.6Q(N0-M)-4.6X12.4%X國

=4.6x160000x(30-15)x———4.6x0.124x4843.6

1000

=11040-2762.79=8277.21依O2/d

(3.33)

反硝化脫氮產(chǎn)生的氧量：

2=2.86N7=2.86x4080=11668.8依Oz/d

(3.34)

總需氧量：

AOR=q+&—2=26744.19+8277.21-11668.8

=23352.6ZgQ/d=973.03依2/h

(3.35)

最大需氧量與平均需氧量之比為1.4,則：

d

AORmm=1.4/?=1.4x23352.6=32693.64依&/=1362.24依O2/h

(3.36)

去除每lkgB0D5的需氧量為：

AOR23352.6

=\A2kgOJkgBOD,

。⑸一S)160000x(0.15-0.02)

(3.37)

②標(biāo)準(zhǔn)需氧量

將實際需氧量AOR換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的需氧量SORo

SOR—_______AORCg_______

。(如G，“⑺一C.)XL024,T-2。)

(3.38)

式中“一氣壓調(diào)整系數(shù)，展所在案:患壓工程所在地區(qū)實際大

s

氣壓為1.013x105；1.013x10

1.013xl05

CL——曝氣池內(nèi)平均溶解氧，取C,=2mg/L；

C5(20)——水溫20oC時清水中溶解氧的飽和度，mg/L；

CSni(T)——水溫T℃時好氧反應(yīng)池中平均溶解氧的飽和度，mg/L；

T——設(shè)計污水溫度，T=25。。

a——污水傳氧速率與清水傳氧速率之比，取0.82；

B——污水中飽和溶解氧與清水中飽和溶解氧之比，取0.95；

查表得水中溶解氧飽和度：

G(2O)

=9.17〃2g/L,CS(25)=8.38mg/L

空氣擴散器出口處絕對壓力：

3

ph=p+9.8xl0H

(3.39)

式中：H——空氣擴散器的安裝深度，m；

P——大氣壓力，p=1.013xl()5Pa。

=1.013xl05+9.8xl03x3.8=1.385xl05(Pa)

空氣離開好氧池時氧的百分比。,：

21(1-自)

x100%=17.54%

°,=79+21(1-%)

(3.40)

好氧反應(yīng)池中平均溶解氧飽和度：

萬八,Pb0、oco71.385x1()517,54..

C(25)=C(20)(------------r+—)-8.38x(--------------5-+-------)=9.12(mg/L)

sm(25)s(20)\2.066x1()52.066x1042

(3.41)

標(biāo)準(zhǔn)需氧量：

由式(3.38)得：

SQR_____________23352.6x9.17____________

-0.82[0.95x0.909x9.12-2]x1.024（25-20）

=39476.7伏go2/d）=1644.9（依0?//?）

相應(yīng)最大時標(biāo)準(zhǔn)需氧量：

SORmM=1.4SOR=55267.4（依Q/d）=2302.8（依./〃）

好氧反應(yīng)池平均時供氣量：

SOR16449,

G，=X1OO=.....-x100=27415（加/份

0^；0.3x20

(3.42)

最大時供氣量：

Ge=104G,=38381(〉/份

③所需空氣壓力p(相對壓力)

p=h[-\-h1+h3+hA+^h

(3.43)

式中：4+冬一供氣管道沿程與局部阻力之和，取0.2m；

%——曝氣器淹沒水頭，力3=5.8m；

h4---曝氣器阻力，取為=0.4/n；

----富余水頭，△〃=0.5m；

由式(3.43)得:

p=0.2+5.8+0.44-0.5=6.9m

④曝氣器數(shù)量計算(以單組反應(yīng)池計算)

按供氧能力計算所需曝氣器數(shù)量。

SOR^

124x4,

(3.44)

式中：%——按供氧能力所需曝氣器個數(shù)，個；

qc——曝氣器標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，與好氧池工作條件接近時的供氧能力,

煙Q/(6個)。

采用微孔曝氣器,參照有關(guān)手冊，工作水深5.8m,孔徑150〃m,盤經(jīng)335mm,

在通風(fēng)量1~3加/0個）時，曝氣器氧利用率項=20%,服務(wù)面積0.3~0.75療,

充氧能力qc=0.14kgO2/h/個。貝U由式（3.44）得：

2302.8/4人

--------=4112個

0.14

以微孔曝氣器服務(wù)面積進行校核:

…齊舒=。4荷＜。75/（符合要求）

⑤供風(fēng)管道計算

流量：

O=-GS、i皿lla*X=-38381=19190.5m3/h=5.3znJ/.y

流速：

v=10m/5；

管徑：

,陽14x5.3.

a-.——--.-----=0n.e82m

V7tvV%x10

取干管管徑為DN800mmo

單側(cè)供氣（向單側(cè)廊道供氣）支管流量：

glx^nm=38381^=68^3//z=178m3/v

瞳326

流速：

v=10m/s；

管徑：

,14x1.78.

a=J——=J-----=0n.5m

VnVV7TX10

取支管管徑DN500mm。

雙側(cè)供氣（向兩側(cè)廊道供氣）支管流量：

Q=2x5^=^^1=12793.7加3/力=3.55機3/s

障323

流速：

v=\Qmls；

管徑：

回14x3.55

a=J----=%------=U.OIm

V71VN7TX10

取支管管徑DN700mmo

⑥鼓風(fēng)機

鼓風(fēng)機采用風(fēng)冷機構(gòu)形式，其配套設(shè)備應(yīng)包括過濾器、消音設(shè)備、閥門及控

制系統(tǒng)。

為保證鼓風(fēng)機正常操作，減少噪音，設(shè)置消聲裝置。鼓風(fēng)機外加隔聲罩，使

噪音降低至80db以下。

設(shè)計參數(shù)：總供氣量Q=38381n?/h

設(shè)備選擇：電驅(qū)動鼓風(fēng)機

采用單級高速離心鼓風(fēng)機6套（4用2備），風(fēng)量Q=20000Nm3/h,氣體壓

力H=7.2m,功率N=500kW。

（10）厭氧池設(shè)備選擇（以單組反應(yīng)池計算）

厭氧池設(shè)導(dǎo)流墻，將厭氧池分成3格，每格內(nèi)設(shè)潛水?dāng)嚢铏C2臺，所需功率

按5W/m3池容計算。

厭氧池有效容積：

Y=73x8x6=3504n?

混合全池污水所需功率為5x3504=17520W

（11）缺氧池設(shè)備選擇（以單組反應(yīng)池計算）

缺氧池內(nèi)設(shè)導(dǎo)流墻，將缺氧池分為3格，每格內(nèi)設(shè)潛水?dāng)嚢铏C2臺，所需功

率按5W/n?池容計算。

缺氧池有效容積：

3

V2=73x8x6=3504m

混合全池污水所需功率為5x3504=17520W

（12）污泥回流設(shè)備

污泥回流比R=100%；

污泥回流量：

QR=RQ=1x160000=160000m3/d=6666.7