A/O除磷工艺 生 物 处 理 池 设 计 计 算
1. 基 本 数 据
1.1 流 量
日 平 均 流 量 Qav = cu m / d
日 最 小 流 量 Qmin = cu m / d
日 变 化 系 数 Kz =
日 最 大 流 量 Qmax = 240cu m / d
设 计 日 流 量 Q = 240cu m / d
1.3 参 数 选 取
1.3.1 运 行 参 数
△ 生 物 池 中 活 性 污 泥 浓 度 Xvss =
△挥发活性组份比例 fvss =( 一 般 0.7 ~ 0.8 )
△ 混 合 液 回 流 比 R =
1.3.2 碳 氧 化 工 艺 参 数
△ 污 泥 理 论 产 泥 系 数 Y =
△20℃ 时污泥自身氧化系数 Kd20 =
( 范 围 0.04 ~ 0.075 , 一 般 0.06 ) 1.3.3 硝 化 工 艺 参 数
μ
△ 好 氧 池 中 溶 解 氧 浓 度 DO =
△ NH4-N 的 饱 和 常 数 12 ℃
KN = 10^( 0.051 * T - 1.158 ) =
△ 硝 化 菌 理 论 产 率 系 数 Yn =
△20℃时硝化菌自身氧化系数 KdN20 =
△ 氧 的 饱 和 常 数 Ko =
1.3.4 反 硝 化 工 艺 参 数
△ 在 20℃ 时 的 反 硝 化 速 率
△ 厌 氧 池 溶 解 氧 浓 度 DOn =
1.3.5 除 磷 工 艺 参 数
△
2 好 氧 池 设 计 计 算 ( 按 低 温 情 况 计 算 )
2.1 参 数 修 正
污 水 的 最 低 平 均 水 温 Tmin =12 ℃
△ 污 泥 自 身 氧 化 系 数 Kd 修 正
Kd(Tmin) = Kd20 * 1.05 ^ ( Tmin - 20) = 0.041 1 / d
△ 硝 化 菌 最 大 比 生 长 速 率 μm 修 正
μm = μm(15) * e^[0.098*(Tmin - 15)] * [1 - 0.833*(7.2 - PH)] * [DO / (Ko +DO)]
= 0.331 1 / d
△ 硝 化 菌 自 身 氧 化 系 数 Kd N 修 正
KdN(Tmin) = KdN20 * 1.05 ^ ( Tmin - 20) = 0.027 1 / d
2.2 计 算 设 计 泥 龄
2.2.1 最 大 基 质 利 用 率 k' = μm / Yn = 2.21 1 / d
2.2.2 泥 龄 计 算
△ 最 小 硝 化 泥 龄 tcmin
由 公 式 : 1 / tcmin = Yn * k' - kdN 得 : tcmin = 1 / ( Yn * k' - kdN )
tcmin 1 / ( Yn * k' - kdN) = 3.29 d
△ 设 计 泥 龄 tc = SF * tcmin =10.5 d
2.3 污 泥 负 荷
2.3.1 硝 化 污 泥 负 荷 Un
由 公 式 : 1 / tc= Yn * Un - kdN 得 : Un = (1 / tc + kdN ) / Yn
Un = ( 1 / tc + kdN ) / Yn =0.81mgNH4-N/(mgMLVSS*d )
2.3.2 出 水 氨 氮 浓 度 Ne
由 公 式 : Un = k' * Ne / (Kn + Ne) 得 : Ne = Un * Kn / ( k' - Un)
Ne = Un * Kn / ( k' - Un ) =0.17 mg / l
2.3.3 碳 氧 化 污 泥 负 荷 Us
由 公 式 : 1 / tc= Y * Us - kd 得 : Us = (1 / tc + kd ) / Y
Us = ( 1 / tc + kd ) / Y =0.23mgBOD/(mgMLVSS*d )
2.4 好 氧 池 容 积
2.4.1 BOD 氧 化 要 求 水 力 停 留 时 间
tb = ( So - Se ) / ( Us * Xvss ) = 1.59 d =38.25 h
2.4.1 硝 化 要 求 水 力 停 留 时 间
△ BOD5 表 观 产 率 系 数
Yobs = Y / ( 1 + Kd * tc )=0.42 mgVSS / mgBOD5
△ 硝 化 细 菌 在 微 生 物 中 的 百 分 比 fn
硝 化 的 氨 氮 量 Nd=TN0-0.122*Yobs*(So-Se)-Ne-0.016*Kd*tc*(So-Se)*Yobs =215.9 mg / l
硝 化 菌 百 分 比 fn=Yn*Nd/(Yabs*(So-Se)+Yn*Nd+0.016*Kd*tc*(So-Se)*Yobs ) =0.092
△ 硝 化 水 力 停 留 时 间 tn
tn = (TNo-0.122*Yobs*(S0-Se)-Ne-0.016*Kd*tc*(So-Se)*Yobs ) / ( Usn * X * fn )
= 1.38 d =33.0 h
2.4.2 好 氧 池 水 力 停 留 时 间 选 定 t =38.25 h
2.4.3 好 氧 池 容 积 Va = Q * t / 24 =382.5 cu m
2.5 排 泥 量 计 算
△ 污 泥 有 机 部 分 产 量 W1 = Yobs * ( So - Se ) * Q / 1000 =76.24 kg / d
△ 污 泥 惰 性 部 分 产 量 W2 = η14.5 kg / d
总 悬 浮 物 TSS 惰 性 组 份 比 例 ηss 取
4.7 kg / d
△ 活性污泥总产量 W '=W1/fvss+W2+W3-SSe*Q/1000 =32.1 kg / d =0.0 t / d
△ 污 泥 的 综 合 产 率 W ' / [(So - Se) * Q / 1000) =0.18kgDS/kgBOD
△ 初 沉 池 污 泥 产 量 W ” = Q * (SS0'-SSe')/1000 =5310 kg/d = 5.31 2.6 污 泥 中 MLVSS 比 例 fvss'= ( W1/fvss ) / W = 3.40 选 定 3.40
2.7 污 泥 中 MLSS X = MLVSS / fvss =
实际污泥负荷0.1355kgBOD/kgSS.d
2.8 污 泥 体 积
取 活 性 污 泥 含 水 率 p =99.3%
污 泥 浓 度 Nw =7.0kg/m3
污 泥 体 积 Vs = W/Nw =5m3/d =0.1l/s (14 hr)
99.30%76354.5115.1
94.00%89.0 6.36 1.8
80.00%26.7 1.910.5
每公斤干泥加混凝剂 PAM0.004kgPAM/kg干泥
加药量21kg/d = 1.526kg/h
2.10 好氧池容积计算
2.10.1 传统曝气池
设计水深 H1=6m
系列数 S=3系列
单渠道宽度 B1 =10m
单系列好氧区面积A1=21.3m2
单系列好氧区长度L1= 2.1m
缺氧区长度 L2=24m
曝气池总长度 L3=26.1m 取L3=144m
单系列曝气池分格数3格
单格曝气池长度 L4=48m
曝气池超高 H2=0.5m
曝气池总高 H= 6.5m
设计进水渠道宽度 B2=2m
设计出水渠道宽度 B3=2m
设单向池壁总厚度B4= 1.5m
曝气池尺寸 L×W×H=3－49.5×31.5×6.5m
厌氧池尺寸 L×W×H=3－30×7×6.5m
2.11 初沉池
辐流式沉淀池
设计有效水深 H1= 3.5m
设计超高 H2=0.5m
设计缓冲层高度 H3=0.5m
设计污泥层高度 H4=0.5m
沉淀池池边高度 H=5m
设计沉淀池直径 D=30m
设计初沉池数量3座
平均流量时表面负荷q=0.00m3/m2.h设计规范 1.5~3.0 m3/m2.h
平均流量时停留时间t=742.20h设计规范 1.5~2.0 h
峰值流量时表面负荷q'=0.00m3/m2.h
峰值流量时停留时间t'=742.20h
初沉池尺寸3－Φ30×5.0m
2.11 二沉池
辐流式沉淀池
设计有效水深 H1= 3.5m
3 缺 氧 池 设 计 计 算 ( 按 低 温 情 况 计 算 )
3.1 参 数 修 正
污 水 的 最 低 平 均 水 温 Tmin 12 ℃
△ 反 硝 化 速 率 UDN 修 正
UDN = UDN(20) * 1.09 ^ (Tmin - 20) * (1 - DOn) = 0.0469mgNO3-N/mg MLVSS*d
3.2 反 硝 化 池 容 积 Vdn
△ 反 硝 化 氮 量 NDenit
NDenit = TNo - TNe - 0.12*W1/Q*1000 =168.9 mg / l( TNe 为 设 计 值)
△ 容 积 Vdn
Vdn = NDenit / ( UDN * Xvss ) = 1.71 d =41.13 h
△ 综 合 回 流 比 (R+r) = NDenit / TNe = 3.38
4 厌 氧 池 设 计 计 算 ( 按 低 温 情 况 计 算 )
4.1 参 数 修 正
4.2 厌 氧 区 容 积 Vp = Q * tan / 24 =
厌氧区名义水力停留时间 tan =
4.3 厌氧区实际水力停留时间 tant = 24 * Vp / [(1+r) * Q] =0.5 hr
( 满 足 要 求 )
4.4 厌 氧 区 释 放 出PO4－P 浓 度 CP1
△ PO4-P 释 放 速 率 系 数 kp = 0.0236 * So - 0.036 =18.04mgP/gMLSS*hr △ CP1 = CPo + kp * tant * X / 1000 =7.6 mg / l
4.5 好 氧 区 出 水 PO4－P 浓 度 CP2
△ PO4-P 吸 收 速 率 系 数 ku , 取0.5 l / gMLSS*hr
△ 好 氧 区 实 际 水 力 停 留 时 间 t2 = t / (1 + r + R) =10.20 hr
△ 由 公 式 ln( Cp1 / Cp2) = ku * X * t2 / 1000
得 : Cp2 = Cp1 * exp( - ku * X * t2 /1000) =0.00 mg/l
4.6 校 核 好 氧 区 出 水 总 磷 浓 度 TPe
TPe = ( CP2 + 0.055 ) / 0.671 =0.08 mg/l
4.7 校 核 污 泥 含 磷 率 Px
Px = ( TPo - TPe ) * Q / ( W * 1000) =0.92%
基 本 满 足 要 求
5 需 氧 量 计 算
5.1 有 机 物 碳 化 需 氧 量 O2－c
O2-c = 1.47 * Q * (So-Se) / 1000 - 1.42*W1 =158.5 kgO2 / d
式 中：
<> BODu/BOD5 = 1.47
<> 理 论 上 微 生 物 自 身 氧 化 的 好 氧 量 1.42 kgO2/kgVSS
5.2 硝 化 需 氧 量 O2-n
O2-n = 4.6 * [ Q * ( TNo - Ne ) - 0.12*W1 ] =241.5 kgO2 / d
式 中：
<> 微 生 物 细 胞 中 N 的 比 例 为 14 / 113 = 0.12 kgN / kgVSS
5.3 反 硝 化 可 利 用 氧 O2-dn
O2-dn = 2.85 * [ Q * ( TNo - TNe ) / 1000 - 0.12*W1*fvss ] =0.000 kgO2 / d
( TNe 使 用 要 求 值50mg/l )
5.4 总 需 氧 量 O2 = O2_c + O2_n - O2_dn =399.9kgO2/d =0.4 t O2 / d 5.5 去 除 每 公 斤 BOD5 的 需 氧 量 = O2 * 1000 / [ Q * ( So - Se )] = 2.20kgO2/kgBOD
6 曝 气 器 计 算
6.1 基 础 数 据
6.1.1 实际传氧速率N (AOR)399.9kgO2/d =16.7kgO2/h
6.1.2 污水剩余DO 值 (DO)
2.0mg/L 6.1.3 标准状态下清水中饱和溶解氧 (C S ,20度)9.17mg/L 6.1.4 当地海拔高度
600m
6.1.5 当地大气压P a (kPa) (见给排水手册一P81页)9.6mH2O =
94.08Kpa
6.1.6 污水温度(T)
高温
24度低温
6.1.7 T 温度时清水饱和溶解氧 (简明排水设计手册P6页)8.53
mg/L
6.1.8 T
、P a 时清水饱和溶解氧 (C SW )
7.92
6.2 计 算
0=f×N 0/(0.3E A )
η)
N 0/(P×η)
－E A )/79+21(1－E A )
(O t /42+P b /2P a )－C 0)×1.024(T －20)/C S
8.接触池
8.1池容
取接触时间 t' =30min
接触池容积 V' =5m3
取接触池数 n' =2座
取接触池深 h = 5.0m
取单接触池宽W =10m
设计单接触池长L =0.1m 取 L=度 接触池实际容积 V =2000m3
mg/L8.2 出水加氯量
取每方水加液氯5g Cl2/t水
出水加氯量为 1.2kg Cl2/d =
N0×(β