AO工藝設(shè)計(jì)計(jì)算參考

1、A1/O生物脫氮工藝一、 設(shè)計(jì)資料設(shè)計(jì)處理能力為日處理廢水量為30000m3廢水水質(zhì)如下：PH值7.07.5 水溫1425 BOD5=160mg/L VSS=126mg/L(VSS/TSS=0.7) TN=40mg/L NH3-N=30mg/L根據(jù)要求：出水水質(zhì)如下：BOD5=20mg/L TSS=20mg/L TN 15mg/L NH3-N 8mg/L根據(jù)環(huán)保部門要求，廢水處理站投產(chǎn)運(yùn)行后排廢水應(yīng)達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)GB8978-1996中規(guī)定的“二級(jí)現(xiàn)有”標(biāo)準(zhǔn)，即COD 120mg/l BOD 30 mg/l NH -N<20 mg/l PH=6-9 SS<30 mg/

2、l二、污水處理工藝方案的確定城市污水用沉淀法處理一般只能去除約2530的BOD5，污水中的膠體和溶解性有機(jī)物不能利用沉淀方法去除，化學(xué)方法由于藥劑費(fèi)用很高而且化學(xué)混凝去除溶解性有機(jī)物的效果不好而不宜采用。采用生物處理法是去除廢水中有機(jī)物的最經(jīng)濟(jì)最有效的選擇。廢水中的氮一般以有機(jī)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(jī)氮和氨氮。其中有機(jī)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%。廢水生物脫氮的基本原理是在傳統(tǒng)二級(jí)生物處理中，將有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為氨氮的基礎(chǔ)上，通過硝化和反硝化菌的作用，將氨氮通過硝化轉(zhuǎn)化為亞硝態(tài)氮、硝態(tài)氮，

3、再通過反硝化作用將硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)猓_(dá)到從廢水中脫氮的目的。廢水的生物脫氮處理過程，實(shí)際上是將氮在自然界中循環(huán)的基本原理應(yīng)用與廢水生物處理，并借助于不同微生物的共同協(xié)調(diào)作用以及合理的認(rèn)為運(yùn)用控制，并將生物去碳過程中轉(zhuǎn)化而產(chǎn)生及原廢水中存在的氨氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)舛鴱膹U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還原為氮?dú)猓∟2）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(gè)階段，只有當(dāng)廢水中的氨以亞硝酸鹽

4、氮和硝酸鹽的形態(tài)存在時(shí)，僅需反硝化（脫氮）一個(gè)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(jiǎn)短、工程造價(jià)低的優(yōu)點(diǎn)。該工藝與傳統(tǒng)生物脫氮工藝相比的主要特點(diǎn)如下：流程簡(jiǎn)單，構(gòu)筑物少，大大節(jié)省了基建費(fèi)用；在原污水C/N較高（大于4）時(shí)，不需外加碳源，以原污水中的有機(jī)物為碳源，保證了充分的反硝化，降低了運(yùn)行費(fèi)用；好養(yǎng)池設(shè)在缺養(yǎng)之后，可使反硝化殘留的有機(jī)物得到進(jìn)一步去除，提高出水水質(zhì)；缺養(yǎng)池在好養(yǎng)池之前，一方面由于反硝化消耗了一部分碳源有機(jī)物，可減輕好養(yǎng)池的有機(jī)負(fù)荷，另一方面，也可以起到生物選擇器的作用，有利于控制污泥膨脹；同時(shí)，反硝化過程產(chǎn)生的堿度也可以補(bǔ)償部分硝化過程對(duì)堿度的消耗；該工藝

5、在低污泥負(fù)荷、長(zhǎng)泥齡條件下運(yùn)行，因此系統(tǒng)剩余污泥量少，有一定穩(wěn)定性；便于在常規(guī)活性污泥法基礎(chǔ)上改造A1/O脫氮工藝；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200500，太高則動(dòng)力消耗太大。因此A1/O工藝脫氮率一般為7080，難于進(jìn)一步提高。三、 污水處理工藝設(shè)計(jì)計(jì)算(一)、污水處理系統(tǒng)1、格柵設(shè)計(jì)流量：平均日流量Qd=3000m3/d=0.35m3/s則K2=1.42最大日流量 Qmax=K2Qd=0.50m3/s設(shè)計(jì)參數(shù)：格柵傾角 =60 柵條間隙b=0.021m 柵條水深h=0.4m 過柵流速v=0.9m/s（1）柵槽寬度柵條的間隙數(shù)n 格柵設(shè)兩組，按兩組同時(shí)工作設(shè)

6、計(jì)，一格停用，一格工作校核。則n= = =31個(gè)柵槽寬度B柵槽寬度一般比格柵寬0.20.3m,取0.2m設(shè)柵條寬度 S=10mm(0.01m)則柵槽寬度 B=S（n-1）+bn+0.2=0.01 (31-1)+0.021 31+0.2=1.15m(2)通過格柵的水頭損失h1 進(jìn)水渠道漸寬部分的L1。設(shè)進(jìn)水渠寬B1=0.85m其漸寬部分展開角 1=20進(jìn)水渠道內(nèi)的流速為0.77m/sL1= = =0.41m 柵槽與出水渠道連接出的漸窄部分長(zhǎng)寬L2，mL2= = =0.21m 通過格柵的水頭損失h1,mh1=h0k(k一般采用3)h0= sin , =h1= sin k=2.42 sin60 3=

7、0.097m (設(shè) =2.42)（3）柵后槽總高度H，m設(shè)柵前渠道超高h(yuǎn)2=0.3mH1= h+h1+h2=0.4+0.097+0.3=0.7970.8m（4）柵槽總長(zhǎng)度L1，mL=L1+L2+1.0+0.5+ =0.41+0.21.1.0+0.5+ =2.52m （式中H1=h+h2）(5)每日柵渣量W，m/3d w= 式中，w1為柵渣量 m3/10 m 污水 ， 格柵間隙為1625mm時(shí)w1=0.100.05m /10 m3 污水；格柵間隙為3050mm時(shí), w1=0.030.1m3/103m3污水本工程格柵間隙為21mm,取W1=0.07m3/10m3污水W= =2.18（m3/d） 0

8、.2（m3/d）采用機(jī)械清渣2、提升泵站采用A1/O生物脫氮工藝方案，污水處理系統(tǒng)簡(jiǎn)單，污水只考慮一次提升。污水經(jīng)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(shè)計(jì)流量Qmax=1800m3/h,采用3臺(tái)螺旋泵，單臺(tái)提升流量為900m3/h。其中兩臺(tái)正常工作，一臺(tái)備用。3平流式沉池砂(1) 沉沙池長(zhǎng)度L，mL=vt (取v=0.25m/s,t=30s)則L=0.25 30=7.5m(2) 水流端面面積A，m2A= = =2m2(3) 池總寬度B，mB=nb (取n=2, b=0.6m)則B=2 0.6=1.2m(4) 有效水深h2, mh2= = =1.7m(5) 沉砂池容積v,

9、 m3V= （取x=30m3/106m3污水，T=2d k2=1.42）則V= =1.83m3(6) 每個(gè)沉斗砂容積V0,m3設(shè)每個(gè)分格有2個(gè)沉沙斗，共4個(gè)沉砂斗則V0= =0.46m3(7) 沉砂斗尺寸 沉砂斗上口寬a,ma= +a1 (式中h/3為斗高取h/3=0.35m, a1為斗底寬取,a1=0.5m, 斗壁與水平面的傾角55 )則a= +0.5=1.0m 沉砂斗容積V0，m3V0=h/3(2a2+2aa1+2a12)= (2 12 2 1 0.5 +2 0.5)2 =0.2m3(8) 沉砂室高度h3 ,m采用重力排沙，設(shè)池底坡度為0.06，坡向砂斗，沉砂室有兩部分組成：一部分為沉砂斗

10、，另一部分為沉砂池坡向沉砂斗的過濾部分，沉砂室的寬度為 2（L2+a） +0.2L2= = =2.65mh3=h/3+0.06 L2=0.35+0.06 2.65=0.51m(9) 沉砂池總高度H，m取超高h(yuǎn)1=0.3mH=h1+h2+h3=0.3+1.7+0.51=2.51m(10)驗(yàn)算最小流速Vmin m/s在最小流速時(shí)，只用一格工作（n1=1）Vmin= Qmin= = =0.25m3/s則Vmin= = =0.25m/s0.15m/s(11) 砂水分離器的選擇沉砂池的沉砂經(jīng)排砂裝置排除的同時(shí)，往往是砂水混合體，為進(jìn)一步分離出砂和水，需配套砂水分離器清除沉砂的間隔時(shí)間為2d，根據(jù)該工程的

11、排砂量，選用一臺(tái)某公司生產(chǎn)的螺旋水分離器。該設(shè)備的主要技術(shù)性能參數(shù)為：進(jìn)水砂水分離器的流量為13L/S ，容積為0.6m3，進(jìn)水管直徑為100mm, 出水管直徑為100mm，配套功率為0.25KW4、A1/O生物脫氮工藝設(shè)計(jì)計(jì)算(1)好氧區(qū)容積V1V1= (取Y=0.6;Kd=0.05)出水溶解性BOD5。為使出水所含BOD5降到20mg/L，出水溶解性BOD5濃度S應(yīng)為：S=201.42× ×TSS(1ekt)=201.42×0.7×20×(1e0.23×5)=6.41(mg/L)設(shè)計(jì)污泥齡。首先確定硝化速率 （取設(shè)計(jì)pH=7.2）

12、，計(jì)算公式：=0.47e0.098(T15) 10.0833(7.2Ph)=0.47e0.098(1415) ×=0.462×0.958×0.606=0.247(d1)硝化反應(yīng)所需的最小污泥齡= = =4。05（d）選用安全系數(shù)K=3；設(shè)計(jì)污泥齡 =K =3×4.05=12.2(d)好氧區(qū)容積V1，m3V1= =7482.38(m3)好氧區(qū)容積V2V2= 需還原的硝酸鹽氮量。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(jìn)水總氮量出水氨氮量用與合成的總氮量=4087.2=24.8(mg/

13、L)所需脫硝量=進(jìn)水總氮量出水總氮量用與合成的總氮量=40157.2=17.8(mg/L)需還原的硝酸鹽氮NT=30000×17.8× =534(kg/d) 反硝化速率qdn.T=qdn,20 ( qdn20取0.12kgNO -N/(kgMLVSS·d); 取1.08。)qdn.T=0.12×1.081420=0.076(kgNO -N/(kgMLVSS) 缺氧區(qū)容積V2= =2509.4（m3）缺氧區(qū)水力停留時(shí)間t2= = =0.084(d)=2.0(h)曝氣池總?cè)莘eV總，m3V總=V1+V2=7482.32+2509.4=9991.78m3系統(tǒng)總設(shè)

14、計(jì)泥齡=好氧池泥齡+缺氧池泥齡=12.2+12.2× =16.29d污泥回流比及混合液回流比 污泥回流比R。設(shè)SVI=150，回流污泥濃度計(jì)算公式：XR= ×r (r取1.2)XR= ×1.2=8000mg/L混合液懸浮固體濃度X（MLSS）=4000mg/L污泥回流比R= ×100= ×100=100（一般取50100） 混合液回流比R內(nèi)?；旌弦夯亓鞅萊內(nèi)取決與所要求的脫氮率。脫氮率可用下式粗略估算： = = =62.5r= = =167200剩余污泥量 生物污泥產(chǎn)量：PX= = =1523.73kg/d對(duì)存在的惰性物質(zhì)和沉淀池的固體流失量可

15、采用下式計(jì)算：PS=Q（X1Xe） (Q取30000m3/d)Ps=Q(X1Xe)=30000×(0.180.1260.02)=1020kg/d剩余污泥量X=PX+PS=1523.73+1020=2543.73kg/d去除每1kgBOD5產(chǎn)生的干泥量= = =0.61kgDs/kgBOD5反應(yīng)池主要尺寸 好氧反應(yīng)池?？?cè)莘eV1=7482。38m3,設(shè)反應(yīng)池2組。單組池容V1單= = =3741.19m3有效水深h=4.0m,單組有效面積S1單= = =935.30m3采用3廊道式，廊道寬b=6m,反應(yīng)池長(zhǎng)度L1= = =52m超高取1.0,則反應(yīng)池總高H=4.0+1.0=5.0m 缺

16、氧反應(yīng)池尺寸總?cè)莘eV2=2509.4m3設(shè)缺氧池2組，單組池容V2單= =1254.7m3有效水深h=4.1m,單組有效面積S2單= = =306.02m長(zhǎng)度與好氧池寬度相同，為L(zhǎng)=18m,池寬= = =17m反應(yīng)池進(jìn)，出水計(jì)算 進(jìn)水管。兩組反應(yīng)池合建，進(jìn)水與流污泥進(jìn)入進(jìn)水豎井，經(jīng)混合后經(jīng)配渠，進(jìn)水潛孔進(jìn)入缺氧池。單組反應(yīng)池進(jìn)水管設(shè)計(jì)流量 Q1=Q= =0.347m3/s管道流速采用v=0.8m/s。管道過水?dāng)嗝鍭= = =0.434m管徑d= = =0.74m取進(jìn)水管管徑DN 700mm。校核管道流速v= = =0.90m/s 回流污泥渠道。單組反應(yīng)池回流污泥渠道設(shè)計(jì)流量QRQR=R

17、5;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×0.5m校核流速v= =0.69m/s渠道超高取0.3m;渠道總高為0.5+0.3=0.80m 進(jìn)水豎井。反應(yīng)池進(jìn)水孔尺寸：進(jìn)水孔過流量Q2=（1+R）× =（1+1）× = =0.347m3/s孔口流速v=0.6m/s孔口過水面積A= = =0.58m2孔口尺寸取 1.2m×0.5m;進(jìn)水豎井平面尺寸2.0m×1.6m。 出水堰及出水豎井。按矩形堰流量公式：Q3=0.42 bH =1.866

18、5;b×HQ3=(1+R) =(1+1) =Q=0.347m3/s(b取6.0m)H= = =0.10m出水孔過流量Q4=Q3=0.347m3/s孔口流速v=0.6m/s;孔口過水?dāng)嗝娣eA= = =0.58m2孔口尺寸取 1.2m×0.5m;出水豎井平面尺寸2.0m×1.6m。 出水管。單組反應(yīng)池出水管設(shè)計(jì)流量Q5=Q3=0.347m3/s管道流速v=0.8m/s;管道過水?dāng)嗝鍭= = =0.9m/s曝氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算 設(shè)計(jì)需氧量AOR。需氧量包括碳化需氧量和硝化需氧量，并應(yīng)扣除剩余活性污泥排放所減少BOD5及NH3-N的氧當(dāng)量（此部分用于細(xì)胞合成，并未耗氧），同時(shí)

19、還應(yīng)考慮反硝化產(chǎn)生的氧量。AOR=碳化需氧量+硝化需氧量反硝化脫氮產(chǎn)氧量=（去除BOD5需氧量剩余污泥中BOD5需氧量）+（NH3-N硝化需氧量剩余污泥中NH3-N的氧當(dāng)量）反硝化脫氮產(chǎn)氧量a 碳化需氧量D1D1= 1.42Px(k取0.23,t取5d)D1= 1.42×1523.73=4579.42kgO2/db 硝化需氧量D2D2=4.6Q(N0Ne) 4.6×12.4×Px=4.6×30000×(0.040.008) 4.6×12.4×1523.73=3546.86kgO2/dc 反硝化脫氮產(chǎn)生的氧量D3 D3=2.8

20、6NT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+D2D3=4579.42+3546.861527.24=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/kgBOD5標(biāo)準(zhǔn)需氧量。采用鼓風(fēng)曝氣，微孔曝氣器敷設(shè)于池底，距池底0.2m,淹沒深度3.8m，氧轉(zhuǎn)移效率EA=20，將實(shí)際需氧量AOR換

21、算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的需氧量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(kuò)散器出口處絕對(duì)壓力：Pb=p+9.8×103H (p=1.013×105Pa,Pb=1.013×105+9.8×103×3.8=1.385×105Pa空氣離開好氧反應(yīng)池時(shí)氧的百分比Ot:Ot= ×100式中，EA為空氣擴(kuò)散裝置的氧的轉(zhuǎn)移效率，取EA=20Ot= =17.54好氧反應(yīng)池中平均溶解氧飽和度：Csm(25)=Cs(25)( + )

22、=8.38×( + )=9.12mg/L標(biāo)準(zhǔn)需氧量為：SOR= =9835.62kg/d=409.82kg/h相應(yīng)最大時(shí)標(biāo)準(zhǔn)需氧量為：SORmax=1.4SOR=1.4×9835.62=13769.87kg/d=573.74kg/h好氧池反應(yīng)池平均時(shí)供氣量為：GS= ×100= ×100=6830.33m3/h最大時(shí)供氣量為：Gsmax=1.4GS=9562.46m3/h所需空氣壓力p(相對(duì)壓力) p=h1+h2+h3+h4+h(h4取0.004Mpa,h取0.005Mpa)取h1+h2=0.002Mpap=0.002+0.038+0.004+0.005

23、=0.049Mpa=49kPa可根據(jù)總供氣量，所需風(fēng)壓，污水量及負(fù)荷變化等因素選定風(fēng)機(jī)臺(tái)數(shù)，進(jìn)行風(fēng)機(jī)與機(jī)房設(shè)計(jì)。 曝氣器數(shù)量計(jì)算（以單組反應(yīng)池計(jì)算）。a 按供氧能力計(jì)算曝氣器數(shù)量。 h1= 采用微孔曝氣器，參照有關(guān)手冊(cè)，工作水深4.3m,在供風(fēng)量q=13m3(h·個(gè)) 時(shí)，曝氣器氧利用率EA=20，服務(wù)面積0.30.75m,2,充氧能力qc=0.14kgO2/(h·個(gè))，則：h1= =2049個(gè)b 以微孔曝氣器服務(wù)面積進(jìn)行校核f= = =0.46m20.75m2 供風(fēng)管道計(jì)算。供風(fēng)管道指風(fēng)機(jī)出口至曝氣器的管道。a 干管。供風(fēng)干管采用環(huán)狀布置。流量QS=0.5×Gs

24、max=0.5×9562.46=4781.23m3/h流速v=10m/s管徑d= = =0.411m取干管管徑為DN400mm。b 支管。單側(cè)供氣（向單側(cè)廊道供氣）支管（布?xì)鈾M管）：QS單= × = ×9562.46=1593.74m3/h流速v=10m/s;管徑d= = =0.237m取支管管徑為DN250mm。雙側(cè)供氣：QS雙= = ×9562.46=3187.49m3/h流速v=10m/s;管徑d= = =0.336m取支管管徑為DN400mm。缺氧池設(shè)備選擇 缺氧池分成三格串聯(lián)，每格內(nèi)設(shè)一臺(tái)機(jī)械攪拌器。缺氧池內(nèi)設(shè)3臺(tái)潛水?dāng)嚢铏C(jī)，所需功率按5W/m

25、3污水計(jì)算。厭氧池有效容積V單=17×18×4.1=1254.6m3混合全池污水所需功率N單=1254.6×5=6273W污泥回流設(shè)備選擇污泥回流比R=100污泥回流量QR=RQ=30000m3/d=1250m3/h設(shè)回流污泥泵房1座，內(nèi)設(shè)3臺(tái)潛污泵（2用1備）；單泵流量QR單=0.5QR=0.5×1250=625m3/h水泵揚(yáng)程根據(jù)豎向流程確定。混合液回流泵混合液回流比R內(nèi)=200混合液回流量QR=R內(nèi)Q=2×30000=60000m3/d=2500m3/h每池設(shè)混合液回流泵2臺(tái)，單泵流量QR單= =625m3/h混合液回流泵采用潛污泵。5、向心輻流式二次沉淀池（1）沉淀池部分水面面積F最大設(shè)計(jì)流量Qmax=0.5m3/s=1800m3/h采用兩座向心輻流式二次沉淀池，表面負(fù)荷取0.8m3/(m2·h) 則F= = =1125m2(2)池子直徑DD= = =37.9m取D=38m(3)校核堰口負(fù)荷qq= = =2.104.34L/(s·m)(4)校核固體負(fù)荷GG= = =153.6kg/(m2·d)(符合要求)（5）澄清區(qū)高度h2 設(shè)沉淀池沉淀時(shí)間t=2.5hh2= =qt= =2m(6)污泥區(qū)高度h2h2= =