曝氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算

1、曝氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算方法(1)設(shè)計(jì)需氧量AORAOR去除BODB氧量-剩余污泥中BODM當(dāng)量+NHT-N消化需氧量-反消化產(chǎn)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(chǎn)量kg/dY污泥增值系數(shù)，取0.6。kd污泥自身氧化率，0.05。3、So總進(jìn)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(jìn)水氨氮Ne二沉出水氨氮Q總進(jìn)水水量m3/d每氧化1mgNH+-N需消耗堿度7.14mg；每還原1mgN0-N產(chǎn)生堿度3.57mg；去除1mgBC5產(chǎn)生堿度0.1mg。剩余堿度Salk=進(jìn)水堿度-消化消耗堿度+反消化產(chǎn)生堿度+去除BOI5r生堿度假設(shè)生物污泥中含氮量以12.4%計(jì)，則：每日用于合成的總氮=0.124*4399=545即，進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(chǎn)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(biāo)準(zhǔn)需氧量采用鼓風(fēng)曝氣，微孔曝氣器。曝氣器鋪設(shè)于池底，距池底0.2m,淹沒深度7.8m,氧轉(zhuǎn)移效率E=20%,計(jì)算溫度T=25C,將實(shí)際需氧量AO敢算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的需氧量SORAORCs20SORTno二:：CsmT-Cl1.024TN0式中：p氣壓調(diào)整系數(shù)，所在地區(qū)實(shí)際大氣壓為1.00x105Pa所在地區(qū)實(shí)際氣壓1.013105-0.987CX曝氣池內(nèi)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(kuò)散氣出口處絕對(duì)壓為：自=1.0131059

5、.8103H=1.0131059.81035.5=1.552105Pa空氣離開好氧反應(yīng)池時(shí)氧的百分比:2211-Ea好氧Ot=A79211-EaMN21；0；。1000。=17.5400反應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)需氧量為SORSOR=22941kgO2/d=956kgO2/h相應(yīng)最大時(shí)標(biāo)準(zhǔn)需氧量：SOFU=1鏡ORkgO2/h好氧反應(yīng)池平均時(shí)供氣量：Gs:SOR100=975100=15

6、933m3/h0.3EA0.320最大時(shí)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(jī)物的降解轉(zhuǎn)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(jī)物可用兩種方法計(jì)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(duì)有機(jī)物質(zhì)進(jìn)行分解代謝和微生物本身的內(nèi)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(jìn)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?fù)]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(duì)生活污水a(chǎn)值的范圍為0.420.53;b/單位重量微生物內(nèi)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(jìn)行估算。假設(shè)所去除的BOD5ft后都轉(zhuǎn)變成最終產(chǎn)物，總需氧量可由BOD旅計(jì)

8、算（BODut總碳氧化需氧量），由于部分BOD5轉(zhuǎn)變?yōu)槭Ｓ辔勰嘀械男录?xì)胞，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(jì)算去除含碳有機(jī)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(jìn)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?fù)]發(fā)性懸浮固體，kgMLVSS/m;fBOD劑BODU勺轉(zhuǎn)化系數(shù)，約為0.68;1.

9、42細(xì)菌細(xì)胞的氧當(dāng)量；0c設(shè)計(jì)7泥齡，14?？紤]到減輕好氧污染物質(zhì)對(duì)水體污染，國家對(duì)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(biāo)準(zhǔn)（GB18918-2002）中對(duì)出水的NH4+-N的濃度有明確要求，如對(duì)城市污水，一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)A:NH4+-N的濃度05mg/L（以氮計(jì)，水溫12C）,和08mg/L（以氮計(jì)，水溫012C）；一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)B:NH4+-N的濃度08mg/L（以氮計(jì)，水溫12C）,和015mg/L（以氮計(jì)，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(xué)計(jì)量為依據(jù)，轉(zhuǎn)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(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)中，常需要進(jìn)行反硝化脫氮，即，將NO3-N將轉(zhuǎn)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(xué)計(jì)量系數(shù)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(yīng)池進(jìn)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(jìn)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(xué)計(jì)量系數(shù)，單位為kgO2/kgNH；-N;2.86化學(xué)計(jì)量系數(shù)，單位為kgQ/kgNO3-N。在污水中由于還有一些還原性物質(zhì)的存在，當(dāng)它們的濃度較高時(shí)，要詳細(xì)計(jì)算氧的消耗量。例如，當(dāng)水中出現(xiàn)硫化氫時(shí)，其氧化關(guān)系H2s2O2>H2SO4綜上所述，當(dāng)生物處理以含碳有機(jī)物去除為目的時(shí)，需氧量采用式（2-2-48）或式（2-2-49）計(jì)算；當(dāng)生物處理既要求去除含碳有機(jī)物，又要求去除氮時(shí)，需氧量采用式（2-2-48）或式（2-2-49）與式（2-2-50）相加，此時(shí)總的需氧量O2total采用式（2-2-52）進(jìn)行計(jì)算。(2-2-52)°2total應(yīng)O2N-DN=(1

12、4096+5070=19167方法二)kgO2/d(7884+5070=12954方法一)(2)標(biāo)準(zhǔn)需氧量采用鼓風(fēng)曝氣，微孔曝氣器。曝氣器鋪設(shè)于池底，淹沒深度5.5m,氧轉(zhuǎn)移效率E=20%,計(jì)算溫度T=20C,將實(shí)際需氧量AO敢算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的需氧量SORAORCs20SOR-z：SOR二”CsmT1.0241。式中：P氣壓調(diào)整系數(shù)，G(2。)水中飽和溶解度Cx曝氣池內(nèi)平均溶解氧，取Cx=2mg/L;H曝氣器?S沒深度，m所在地區(qū)實(shí)際大氣壓為1.0x105Pa因此=0.987所在地區(qū)實(shí)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(kuò)散氣出口處絕對(duì)壓為

13、：自二1.0131059.8103H=1.0131059.81035.5-1.552105Pa空氣離開好氧反應(yīng)池時(shí)氧的百分比:好氧Ot=21'；Ea)黑100%=211；20°0;m100%=17.54%79211-Ea79211-2000反應(yīng)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(yīng)最大時(shí)標(biāo)準(zhǔn)

14、需氧量：SORax=14SOrkgO2/h好氧反應(yīng)池平均時(shí)供氣量：SOR11163Gs=100100=18600m/h0.3EA0.320最大時(shí)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(yīng)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、化和除氮等要求，宜按下列公式計(jì)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(yīng)池的進(jìn)水流量（m3/d）;44000So一生物反應(yīng)池進(jìn)水五日

15、生化需氧量濃度（mg/L）;248Sl生物反應(yīng)池出水五日生化需氧量濃度（mg/L）;3 Xv一排出生物反應(yīng)池系統(tǒng)的微生物量；（kg/d）;Nk一生物反應(yīng)池進(jìn)水總凱氏氮濃度（mg/L）;68Nke一生物反應(yīng)池出水總凱氏氮濃度（mg/L）;12Nt一生物反應(yīng)池進(jìn)水總氮濃度（mg/L）;68Noe一生物反應(yīng)池出水硝態(tài)氮濃度（mg/L）;8 Xv一排出生物反應(yīng)池系統(tǒng)的微生物中含氮量（kg/d）;a一碳的氧當(dāng)量，當(dāng)含碳物質(zhì)以BOD5計(jì)時(shí)，取1.47;b一常數(shù)，氧化每公斤氨氮所需氧量（kgO2/kgN）,取4.57;c一常數(shù)，細(xì)菌細(xì)胞的氧當(dāng)量，取1.42。Yt一污泥產(chǎn)率系數(shù)（kgMLSS/kgBOD5）,

16、宜根據(jù)試驗(yàn)資料確定。無試驗(yàn)資料時(shí)，系統(tǒng)有初次沉淀池時(shí)取0.3,無初次沉淀池時(shí)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(biāo)準(zhǔn)需氧量采用鼓風(fēng)曝氣，微孔曝氣器。曝氣器鋪設(shè)于池底，淹沒深度5.5m,氧轉(zhuǎn)移效率E=20%,計(jì)算溫度T=20C,將實(shí)際需氧量AO敢算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的需氧量SORAORCs20;：CsmT-Cl1.0242式中：p氣壓調(diào)整系數(shù)，CS(20)水中飽和溶解度Cx曝氣池內(nèi)平均溶解氧，取Cx=2mg/L;H曝氣器?S沒深度，m所在地區(qū)實(shí)際大氣壓為1.0x105Pa因此=0.987所在地區(qū)實(shí)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(kuò)散氣出口處絕對(duì)壓為：«=1.0131059.8103H=1.0131059.81035.5=1.552105Pa空氣離開好氧反應(yīng)池時(shí)氧的百分比:好氧0*=79210000=7921；1：0；00010000=17-5400反應(yīng)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