A/A/O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=cum/d
日最小流量Qmin=cum/d
日变化系数Kz=
日最大流量Qmax=65000cum/d
设计日流量Q=50000cum/d
1.2水质
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)△污泥回流比r=
△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=
(范围0.4~0.8,一般0.6)
△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
△硝化菌在15℃时的最大比生长速率
μm(15)=
(范围0.4~0.5,一般0.47或0.45)
△好氧池中溶解氧浓度DO=
△NH4-N的饱和常数KN=T=Tmin=8℃
KN=10^(0.051*T-1.158)=
△硝化菌理论产率系数Yn=
(范围0.04~0.29,一般0.15)
△20℃时硝化菌自身氧化系数KdN20= (范围0.03~0.06,一般0.05)
△安全系数SF=
(范围1.5~4,一般2.5)
△氧的饱和常数Ko=
(范围0.25~2.46,一般1.0)
1.3.4反硝化工艺参数
△在20℃时的反硝化速率
UDN(20)=
(范围0.075~0.115,一般0.1)
△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=8℃
△污泥自身氧化系数Kd修正
Kd(Tmin)=Kd20*1.05^(Tmin-20)=0.0281/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)]
=0.1321/d
△硝化菌自身氧化系数KdN修正
KdN(Tmin)=KdN20*1.05^(Tmin-20)=0.0221/d
2.2计算设计泥龄
2.2.1最大基质利用率k'=μm/Yn=0.881/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)=9.16d
△设计泥龄tc=SF*tcmin=16.5d
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=0.55mgNH4-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)=0.30mg/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=0.15mgBOD/(mgMLVSS*d)
2.4好氧池容积
2.4.1BOD氧化要求水力停留时间
tb=(So'-Se)/(Us*Xvss*f)=0.68d=16.43h
f为VSS中可好氧生物降解部分所占比例取f=88.74%
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)=0.41mgVSS/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=31.2mg/l 硝化菌百分比fn=Yn*Nd/(Yabs*(So'-Se)+Yn*Nd+0.016*Kd*tc*(So'-Se)*Yobs)=0.066
△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)
=0.48d=11.5h
2.4.2好氧池水力停留时间选定t=16.43h
2.4.3好氧池容积Va=Q*t/24=34230.3cum
2.5排泥量计算
△污泥有机部分产量W1=Yobs*(So-Se)*Q/1000=3907.29kg/d
△污泥内源衰减残留物量W2=fP*Kd*tc*W1=358.54kg/d
△污泥惰性部分产量W3=ηss*SSo*Q/1000=6500.0kg/d
总悬浮物TSS惰性组份比例ηss取
△污泥硝化部分产量W4=Yn*(NH0-Nhe)*Q/(1+tc*KdN)=137.2kg/d
△活性污泥总产量W'=W1+W2+W3+W4-SSe*Q/1000=10903.0kg/d=10.9t/d
△污泥的综合产率W'/[(So-Se)*Q/1000)= 1.15kgDS/kgBOD
△活性污泥挥发性组分中活性部分所占比例f=W1/(W1+W2+W4)=88.74%
2.6污泥中MLVSS比例fvss'=(W1/fvss)/W=0.3584选定0.36
2.7污泥中MLSSX=MLVSS/fvss=
实际污泥负荷0.0555kgBOD/kgSS.d
实际污泥龄校核tc'=15.70d
2.8污泥体积
取活性污泥含水率p=99.0%
污泥浓度Nw=10.0kg/m3
污泥体积Vs=W/Nw=1090m3/d=21.6l/s(14hr)
99.00%109077.8821.6
94.00%181.712.98 3.6
80.00%54.5 3.89 1.1
每公斤干泥加混凝剂PAM0.004kgPAM/kg干泥
加药量43.61kg/d= 3.115kg/h
2.10生物池容积计算
2.10.1A/A/O生物池
生物池总容积V=45264.5m3总停留时间T=21.73hr
设计水深H1= 5.5m
系列数S=2系列
单渠道宽度B1=9m
单系列生物池面积A1=4115.0m2
单系列生物池长度L1=457.2m
缺氧区长度L2=0m
曝气池总长度L3=457.2m取L3=460m
单系列曝气池分格数4格
单格曝气池长度L4=115m
曝气池超高H2=0.5m
曝气池总高H=6m
缺氧段容积V1=8950.9m3
每系列缺氧段长度L4=90.4m取L4=92m
厌氧段容积V2=2083.3m3
每系列厌氧段长度L5=取L4=23m
生物池总容积校核Vt=系统总污泥龄计算Tt=20.88d 2.11二沉池
辐流式沉淀池
设计有效水深H1= 3.5m
污水的最低平均水温Tmin=8℃
△反硝化速率UDN修正
UDN=UDN(20)*1.09^(Tmin-20)*(1-DOn)=0.0332mgNO3-N/mgMLVSS*d
3.2反硝化池容积Vdn
△反硝化氮量NDenit
NDenit=TNo-TNe-0.12*W1/Q*1000=10.6mg/l(TNe为设计值)
△容积Vdn
Vdn=NDenit/(UDN*Xvss)=0.18d= 4.30h V=8950.9cum
△综合回流比(R+r)=NDenit/TNe=0.53
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]=0.7hr
(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= 4.68mgP/gMLSS*hr △CP1=CPo+kp*tant*X/1000=18.1mg/l
4.5好氧区出水PO4－P浓度CP2
△PO4-P吸收速率系数ku,取0.5l/gMLSS*hr
△好氧区实际水力停留时间t2=t/(1+r+R)= 4.69hr
△由公式ln(Cp1/Cp2)=ku*X*t2/1000
得:Cp2=Cp1*exp(-ku*X*t2/1000)=0.27mg/l
4.6校核好氧区出水总磷浓度TPe
TPe=(CP2+0.055)/0.671=0.49mg/l
4.7校核污泥含磷率Px
Px=(TPo-TPe)*Q/(W*1000)= 5.77%
基本满足要求
5需氧量计算6曝气器计算5.1有机物碳化需氧量O2－c
O2-c=1.47*Q*(So-Se)/1000-1.42*W1=8416.6kgO2/d
式中：
<>BODu/BOD5=1.47
<>理论上微生物自身氧化的好氧量1.42kgO2/kgVSS
5.2硝化需氧量O2-n
O2-n=4.6*[Q*(TNo-Ne)-0.12*W1]=6973.3kgO2/d
式中：
<>微生物细胞中N的比例为14/113=0.12kgN/kgVSS
5.3反硝化可利用氧O2-dn
O2-dn=2.86*[Q*(TNo-TNe)/1000-0.12*W1*fvss]=2390.656kgO2/d
(TNe使用要求值20mg/l)
5.4总需氧量O2=O2_c+O2_n-O2_dn=12999.3kgO2/d=13.0tO2/d
5.5去除每公斤BOD5的需氧量=O2*1000/[Q*(So-Se)]= 1.37kgO2/kgBOD
6曝气器计算
6.1基础数据
6.1.1实际传氧速率N(AOR)
12999.3kgO2/d=541.6kgO2/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(CS,20度)
9.17mg/L 6.1.4当地海拔高度
2800m 6.1.5当地大气压Pa(kPa)(见给排水手册一P81页)
7.36mH2O=72.13Kpa
6.1.6污水温度(T)
高温16度低温6.1.7T 温度时清水饱和溶解氧(简明排水设计手册P6页)
9.95mg/L 6.1.8T 、Pa 时清水饱和溶解氧(CSW)
7.086.1.9空气中含氧量占平原地区比值
74.10%
6.2计算
鼓风机选用2台144.930=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'=1042m3
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=13.0m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5gCl2/t水
出水加氯量为250kgCl2/d=
×(β