生物膜法—BAF设计计算例题
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第7章 污水好氧生物处理—生物膜法
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第12节 曝气生物滤池设计计算例题
1．C/N曝气生物滤池的计算 C/N曝气生物滤池将水解（酸化）池出水中的碳化有机物
进行好氧生物降解，并将TKN转化为氨氮并进行氨氮的部分 硝化。
包括缓冲配水室、曝气系统、承托层和滤料层、出水系统、 反冲洗系统等的计算。
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第12节 曝气生物滤池设计计算例题
代入数据后，则： ΔWCOD=（Q·ΔCCOD）÷1000=〔40000×（200-60）〕÷1000=5600 （kg/d） 实际上，C/N曝气生物滤池内的COD有机负荷为： qCOD=ΔWCOD÷V滤料=5600÷2124.9=2.64 kgCOD/m3滤料·d 所以，C/N曝气生物滤池内的实际COD有机负荷小于6 kgBOD/m3滤 料·d，满足要求。
Q—每天进入曝气生物滤池的废水量，单位m3/d； ΔCBOD—进出曝气生物滤池的BOD浓度差，单位mg/l； 代入数据后，则： ΔWBOD= （ Q·ΔCBOD ） ÷1000=〔40000× （ 127.5-31.88 ） 〕 ÷1000=3824.（kg/d） 取BOD有机负荷qBOD=1.8kgBOD/m3滤料·d，则所需滤料体积计算如下： V滤料=ΔWBOD÷qBOD=3824.8÷1.8=2124.9 (m3) 采用COD有机负荷进行校核： 当滤料体积为2124.9m3时，每天经C/N曝气生物滤池去除的COD的重量为： ΔWCOD=（Q·ΔCCOD）/1000 式中： ΔWCOD—在曝气生物滤池中每天需去除的COD重量，单位kg/d； Q—每天进入曝气生物滤池的废水量，单位m3/d；
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第12节 曝气生物滤池设计计算例题
在曝气生物滤池的计算中，BOD有机负荷是单位容积的滤 料上的微生物在单位时间内所能处理的有机物数量。BOD有 机负荷的确定与被处理水的可生化性以及被处理水中的污染物 质有关，也与处理出水的水质要求有关。对于可生化性较好的 工业废水，因一般不考虑脱氮问题，曝气生物滤池的作用主要 用于去除有机物，所以曝气生物滤池的BOD有机负荷一般在 3 ～ 6kgBOD/m3 滤 料 ·d ， COD 有 机 负 荷 一 般 在 6 ～ 10kgCOD/m3滤料·d，空塔水力负荷一般在3～5m3/(m2·h)。 而对于城市生活污水，考虑到硝化脱氮对有机负荷的要求，其 BOD有机负荷一般控制在1～3kgBOD/m3滤料·d范围内，当 BOD有机负荷超过3kgBOD/m3滤料·d时，其同步硝化作用 受到抑制，所以对需要进行除碳和同步硝化的C/N曝气生物滤 池 进 行 计 算 时 ， 其 BOD 有 机 负 荷 的 选 取 一 般 小 于 3kgBOD/m3 滤 料 ·d ， 而 其 COD 有 机 负 荷 一 般 控 制 在 6kgCOD/m3 滤 料 ·d 以 下 ， 空 塔 水 力 负 荷 一 般 为 1.5 ～ 3.5m3/(m2·h)之间。
一般来说，曝气生物滤池内的滤料层高度H滤料在2.5～4.5m之间。在水 力负荷一定的条件下，滤料层高则污水与微生物的接触时间长，出水效果 好，但相对所需鼓风机的压头也较高，能耗相对也大；滤料层低则污水与 微生物的接触时间短，出水效果相对差些，但所需鼓风机的压头也低些， 能耗相对也小些。根据国内外已建成运行的曝气生物滤池实际情况，本工 程取滤料层高度H滤料=3.7m，则曝气生物滤池的截面积S截面计算如下： S截面= V滤料÷H滤料=2124.9÷3.7=574.3m2
考虑到单座滤池面积过大将会增加反冲洗时的供水、供气量，同时不利 于布水、布气的均匀，所以本设计中将C/N曝气生物滤池分为8格，则每 格截面积为574.3÷8=71.8m2。
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第12节 曝气生物滤池设计计算例题
本设计每格截面按正方形布置，则每格尺寸应为8.47x8.47m，实际取 8.5x8.5m。
当滤池总截面积为574.3 m2时，空塔水力负荷复核如下： 实际q水力=Q÷S截面=40000÷574.3÷24=2.9m3/ m2·h,满足要求。 为考虑进入滤池的废水均匀流过滤料层，在滤料承托层下部设计有缓冲配 水室，其高度H配水一般为1.2～1.5m，考虑到滤头和配水室内布水、布气管 的安装方便，以及便于配水室的清洗，本工程取H配水=1.5m，并在配水室池 壁考虑设置检修人孔；另外，考虑到滤池反冲洗时滤料的膨胀，在滤料层上 部保证有0.8～1.0m的清水区，本工程取清水区高度H配水=1.0m；滤池的超 高取H超高=0.5m,承托层高H承托=0.3m，则滤池的总高为： H= H滤料+H配水+ H清水+ H超高+ H承托=3.7+1.5+1+0.5+0.3=7m 污水在曝气生物滤池滤料层高度中的空塔停留时间t=3.7÷2.9=1.28hr， 而根据运行经验，滤池在装满滤料后废水在滤料层中的实际停留时间约为空 塔停留时间的1/2左右，即0.64hr。
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第12节 曝气生物滤池设计计算例题
在 本 工 程 中 ， 经 水 解 （ 酸 化 ） 池 每 天 进 入 C/N 滤 池 的 污 水 量 Q=40000m3/d，在C/N曝气生物滤池中，每天所要求去除的BOD5的重量 为： ΔWBOD=（Q·ΔCBOD）/1000 式中： ΔWBOD—在曝气生物滤池中每天需去除的BOD重量，单位kg/d；
（1） C/N曝气生物滤池池体的设计 在本工程中，处理对象为城市生活污水，曝气生物滤池的 作用包括对污水中有机物的去除和对污水中的营养物质如氨氮 的去除。C/N曝气生物滤池主要用于去除污水中的有机污染物 并进行部分硝化脱氮，其池体的设计计算分按有机负荷法计算 与按有机物降解动力学公式计算两种方法,由于按有机负荷法 计算方法比较成熟，所以本工程滤池池体按有机负荷法计算。 按有机负荷法计算的设计参数主要是BOD有机负荷、COD 有机负荷和水力负荷。设计时应根据BOD有机负荷进行计算， 并用COD有机负荷和水力负荷进行校核。
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1．C/N曝气生物滤池的计算 C/N曝气生物滤池将水解（酸化）池出水中的碳化有机物
进行好氧生物降解，并将TKN转化为氨氮并进行氨氮的部分 硝化。
包括缓冲配水室、曝气系统、承托层和滤料层、出水系统、 反冲洗系统等的计算。
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第12节 曝气生物滤池设计计算例题
代入数据后，则： ΔWCOD=（Q·ΔCCOD）÷1000=〔40000×（200-60）〕÷1000=5600 （kg/d） 实际上，C/N曝气生物滤池内的COD有机负荷为： qCOD=ΔWCOD÷V滤料=5600÷2124.9=2.64 kgCOD/m3滤料·d 所以，C/N曝气生物滤池内的实际COD有机负荷小于6 kgBOD/m3滤 料·d，满足要求。
Q—每天进入曝气生物滤池的废水量，单位m3/d； ΔCBOD—进出曝气生物滤池的BOD浓度差，单位mg/l； 代入数据后，则： ΔWBOD= （ Q·ΔCBOD ） ÷1000=〔40000× （ 127.5-31.88 ） 〕 ÷1000=3824.（kg/d） 取BOD有机负荷qBOD=1.8kgBOD/m3滤料·d，则所需滤料体积计算如下： V滤料=ΔWBOD÷qBOD=3824.8÷1.8=2124.9 (m3) 采用COD有机负荷进行校核： 当滤料体积为2124.9m3时，每天经C/N曝气生物滤池去除的COD的重量为： ΔWCOD=（Q·ΔCCOD）/1000 式中： ΔWCOD—在曝气生物滤池中每天需去除的COD重量，单位kg/d； Q—每天进入曝气生物滤池的废水量，单位m3/d；
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在曝气生物滤池的计算中，BOD有机负荷是单位容积的滤 料上的微生物在单位时间内所能处理的有机物数量。BOD有 机负荷的确定与被处理水的可生化性以及被处理水中的污染物 质有关，也与处理出水的水质要求有关。对于可生化性较好的 工业废水，因一般不考虑脱氮问题，曝气生物滤池的作用主要 用于去除有机物，所以曝气生物滤池的BOD有机负荷一般在 3 ～ 6kgBOD/m3 滤 料 ·d ， COD 有 机 负 荷 一 般 在 6 ～ 10kgCOD/m3滤料·d，空塔水力负荷一般在3～5m3/(m2·h)。 而对于城市生活污水，考虑到硝化脱氮对有机负荷的要求，其 BOD有机负荷一般控制在1～3kgBOD/m3滤料·d范围内，当 BOD有机负荷超过3kgBOD/m3滤料·d时，其同步硝化作用 受到抑制，所以对需要进行除碳和同步硝化的C/N曝气生物滤 池 进 行 计 算 时 ， 其 BOD 有 机 负 荷 的 选 取 一 般 小 于 3kgBOD/m3 滤 料 ·d ， 而 其 COD 有 机 负 荷 一 般 控 制 在 6kgCOD/m3 滤 料 ·d 以 下 ， 空 塔 水 力 负 荷 一 般 为 1.5 ～ 3.5m3/(m2·h)之间。
一般来说，曝气生物滤池内的滤料层高度H滤料在2.5～4.5m之间。在水 力负荷一定的条件下，滤料层高则污水与微生物的接触时间长，出水效果 好，但相对所需鼓风机的压头也较高，能耗相对也大；滤料层低则污水与 微生物的接触时间短，出水效果相对差些，但所需鼓风机的压头也低些， 能耗相对也小些。根据国内外已建成运行的曝气生物滤池实际情况，本工 程取滤料层高度H滤料=3.7m，则曝气生物滤池的截面积S截面计算如下： S截面= V滤料÷H滤料=2124.9÷3.7=574.3m2
考虑到单座滤池面积过大将会增加反冲洗时的供水、供气量，同时不利 于布水、布气的均匀，所以本设计中将C/N曝气生物滤池分为8格，则每 格截面积为574.3÷8=71.8m2。
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本设计每格截面按正方形布置，则每格尺寸应为8.47x8.47m，实际取 8.5x8.5m。
当滤池总截面积为574.3 m2时，空塔水力负荷复核如下： 实际q水力=Q÷S截面=40000÷574.3÷24=2.9m3/ m2·h,满足要求。 为考虑进入滤池的废水均匀流过滤料层，在滤料承托层下部设计有缓冲配 水室，其高度H配水一般为1.2～1.5m，考虑到滤头和配水室内布水、布气管 的安装方便，以及便于配水室的清洗，本工程取H配水=1.5m，并在配水室池 壁考虑设置检修人孔；另外，考虑到滤池反冲洗时滤料的膨胀，在滤料层上 部保证有0.8～1.0m的清水区，本工程取清水区高度H配水=1.0m；滤池的超 高取H超高=0.5m,承托层高H承托=0.3m，则滤池的总高为： H= H滤料+H配水+ H清水+ H超高+ H承托=3.7+1.5+1+0.5+0.3=7m 污水在曝气生物滤池滤料层高度中的空塔停留时间t=3.7÷2.9=1.28hr， 而根据运行经验，滤池在装满滤料后废水在滤料层中的实际停留时间约为空 塔停留时间的1/2左右，即0.64hr。
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第12节 曝气生物滤池设计计算例题
在 本 工 程 中 ， 经 水 解 （ 酸 化 ） 池 每 天 进 入 C/N 滤 池 的 污 水 量 Q=40000m3/d，在C/N曝气生物滤池中，每天所要求去除的BOD5的重量 为： ΔWBOD=（Q·ΔCBOD）/1000 式中： ΔWBOD—在曝气生物滤池中每天需去除的BOD重量，单位kg/d；
（1） C/N曝气生物滤池池体的设计 在本工程中，处理对象为城市生活污水，曝气生物滤池的 作用包括对污水中有机物的去除和对污水中的营养物质如氨氮 的去除。C/N曝气生物滤池主要用于去除污水中的有机污染物 并进行部分硝化脱氮，其池体的设计计算分按有机负荷法计算 与按有机物降解动力学公式计算两种方法,由于按有机负荷法 计算方法比较成熟，所以本工程滤池池体按有机负荷法计算。 按有机负荷法计算的设计参数主要是BOD有机负荷、COD 有机负荷和水力负荷。设计时应根据BOD有机负荷进行计算， 并用COD有机负荷和水力负荷进行校核。