AO生物脱氮工艺设计计算

A1/O生物脱氮工艺设计计算

1.已知条件

(1)设计流量Q=40000m3/d

(2)设计进水水质BOD5浓度S0=130mg/L; TSS浓度X0=180mg/L;

TN0=40mg/L; NH3-N=25 mg/L; TP=3.5 mg/L; COD cr=220 mg/L

(3)设计出水水质BOD5浓度S e<=20mg/L; TSS浓度X e<=20mg/L;

TN e<=20mg/L; NH3-N<=8 mg/L; TP<=1mg/L; COD cr<=60 mg/L PH=6.0~7.0

2.设计计算(按BOD5负荷计算)

(1)设计参数计算

根据手册知道：

(1)设计参数计算

①假设BOD5污泥负荷: N S=0.13kg BOD5/(kgMLSS·d)

②污泥指数: SVI=150

③回流污泥浓度X R=106*r/SVI

r——考虑污泥在沉淀池中停留时间，池深，污泥厚度等因素的系数取r=1.2

则X R=106*1.2/150=8000(mg/L)

④根据手册回流污泥比R=50%~100% 取R=100%

⑤曝气池混合液污泥浓度

{X}kg/m3=R*X R/(R+1)=1*8000/2=4000mg/L=4

⑥TN去除率

{ηN}%=( TN0- TN e)/ TN0=(40-20)/40=50

⑦内回流比

{R内}%=η/(1-η)=0.5/(1-0.5)=100

(2) A1/O池主要尺寸计算

①曝气池总有效容积

{V}m3=Q设L0/ N S X=40000×130/(0.13×4000)=10000m3又生化反应池中好氧段容积与缺氧段容积之比V1/V2=3~4 取V1/V2=4

则V1=8000 m3V2=2000 m3

②有效水深h=5.0m

③好氧反应池的尺寸

总容积V1=8000m3, 设反应池两组。

单组池容V1单= V1/2=4000 m3

单组有效面积S1单=V1单/h=4000/5.0=800m2

采用5廊道式, 廊道宽b1=5.0m

反应池长度L1=S1单/5 b1=800/(5×5.0)=32m

校核b/h=5.0/5.0=1 (满足b/h=1～2)

L/b=32/5.0=6.4(满足L/b=5～10)

超高取1.0,则反应池总高H=5.0+1.0=6 m

④缺氧反应池的尺寸

总容积V2=2000 m3, 设反应池两组。

单组池容V2单= V1/2=1000 m3

单组有效面积S2单=V2单/h=1000/5.0=200m2

长度与好氧池宽度相等, 为L=25m, 池宽=S2单/L=200/25=8m

采用3廊道式,则廊道宽b2=8/3=2.7m

⑤污水在A1/O池内停留时间

t=V/Q=10000/40000=0.25d=6h

水力停留时间A1:O=1:(3~4) 取A:O=1:4

则A1停留时间为t1=1.2h; O段停留时间t2=4.8h

⑥进水管两组反应池合建,进水与回流污泥进入进水竖井,经混合后经配水

渠、进水潜孔进入缺氧池

反应池进水管设计流量Q1=Q=40000/86400=0.463m3/s

管道流速采用V=1.0m/s

则管道过水断面A=Q1/V=0.463/1.0=0.463 m2

管径d=(4A/π)1/2=(4×0.463/π)1/2=0.77m

取进水管径为DN800mm

较核管道流速v=Q/A=0.463/[(0.8/2)2×π]=0.9m/s

⑦回流污泥渠道反应池回流污泥渠道设计流量Q R

Q R=R×Q=1×40000/86400=0.463 m3/s

渠道流速v=0.8m/s

则渠道断面积A=Q R/v=0.463/0.8=0.578m2

取渠道断面b×h=1.0m×0.6m

较核流速v=0.463/(1.0×0.6)=0.77 m/s

渠道超高取0.3m

渠道总高为0.6＋0.3=0.9 m

污泥回流管道

Q R=0.463 m3/s

若管道流速R=0.8 m/s

那么管径d=(4A/π)1/2=(4×0.463/π)1/2=0.77m

取回流污泥管径为DN800mm

较核管道流速v=Q/A=0.463/[(0.8/2)2×π]=0.9m/s ⑧进水竖井反应池进水孔尺寸：

进水孔过流量: Q2=(1+R)×Q/2=0.463 m3/s

孔口流速v=0.7 m/s

孔口过断面积A=Q2/ v=0.463/0.7=0.66 m/s

孔口尺寸取1.2 m×0.6 m

进水竖井平面尺寸2.2 m×1.6 m

⑨出水堰及出水竖井

出水流量Q3=0.463 m3/s

孔口流速v=0.7 m/s

孔口过断面积A=Q3/ v=0.463/0.7=0.66 m/s

孔口尺寸取1.2 m×0.6 m

出水竖井平面尺寸2.0 m×1.6 m

按矩形堰流量公式：

Q3=mb√2gH3/2 m3/s

式中：孔口当做堰宽的话即b=1.2m ，流量系数m取0.45, 已知流量Q3=0.463 m3/s 所以堰上水头H= 0.38m

⑩出水管

管道流速采用V=0.8m/s

则管道过水断面A=Q1/V=0.463/0.8=0579 m2

管径d=(4A/π)1/2=(4×0.579/π)1/2=0.86m

取出水管径为DN800mm

较核管道流速v=Q/A=0.463/[(0.8/2)2×π]=0.9m/s

（3）剩余污泥量

①水溶解性BOD5

S= S e-1.42×f×TSS(1-е-kt)=130-1.42×0.7×20×(1-е-0.23×5)=6.41mg/L

K为BOD的分解速率常数

②好氧池设计污泥龄首先确定硝化速率μN(取设计PH=7.2),

硝化速率μN=［0.47е0.098(T-15)］［N/(N+10(0.05T-1.158)) ］［O2/(ko2+O2)］[1-0.833(7.2-PH)]

=0.47е0.098(10-15)×8×2/(8+10(0.05×10-1.158))/(1.3+2)

=0.17d-1

式中：N——NH3-NA的浓度，mg/L

K02——氧的半速常数，mg/L

02——反应池中的溶解氧浓度，mg/L