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 = cu m / d
日 最 小 流 量 Qmin = cu m / d
日 变 化 系 数 Kz =
日 最 大 流 量 Qmax = 65000cu m / d
设 计 日 流 量 Q = 50000cu 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
△ 硝 化 菌 在 15℃ 时 的 最 大 比 生 长 速 率
μ
△ 好 氧 池 中 溶 解 氧 浓 度 DO =
△ NH4-N 的 饱 和 常 数 8 ℃
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 =8 ℃
△ 污 泥 自 身 氧 化 系 数 Kd 修 正
Kd(Tmin) = Kd20 * 1.05 ^ ( Tmin - 20) = 0.028 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)]
= 0.132 1 / d
△ 硝 化 菌 自 身 氧 化 系 数 Kd N 修 正
KdN(Tmin) = KdN20 * 1.05 ^ ( Tmin - 20) = 0.022 1 / d
2.2 计 算 设 计 泥 龄
2.2.1 最 大 基 质 利 用 率 k' = μm / Yn = 0.88 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) =9.16 d
△ 设 计 泥 龄 tc = SF * tcmin =16.5 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 =0.55mgNH4-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 ) =0.30 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 =0.15mgBOD/(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 * f ) =0.68 d =16.43 h 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 )=0.41 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 =31.2 mg / 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 )
=0.48 d =11.5 h
2.4.2 好 氧 池 水 力 停 留 时 间 选 定 t =16.43 h
2.4.3 好 氧 池 容 积 Va = Q * t / 24 =34230.3 cu m
2.5 排 泥 量 计 算
△ 污 泥 有 机 部 分 产 量 W1 = Yobs * ( So - Se ) * Q / 1000 =3907.29 kg / d △ 污 泥 内 源 衰 减 残 留 物 量 W2 = f P * Kd * tc * W1 =358.54 kg / d △ 污 泥 惰 性 部 分 产 量 W3 = η6500.0 kg / d
总 悬 浮 物 TSS 惰 性 组 份 比 例 ηss 取
137.2 kg / d △ 活性污泥总产量 W '=W1+W2+W3+W4-SSe*Q/1000 =10903.0 kg / d =10.9 t / 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 MLSS X = 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 (14 hr)
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
2.10.1 A/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
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 8 ℃
△ 反 硝 化 速 率 UDN 修 正
UDN = UDN(20) * 1.09 ^ (Tmin - 20) * (1 - DOn) = 0.0332mgNO3-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 =10.6 mg / l( TNe 为 设 计 值)
△ 容 积 Vdn
Vdn = NDenit / ( UDN * Xvss ) =0.18 d = 4.30 h V =8950.9 cu m
△ 综 合 回 流 比 (R+r) = NDenit / TNe = 0.53
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] =0.7 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 = 4.68mgP/gMLSS*hr △ CP1 = CPo + kp * tant * X / 1000 =18.1 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) = 4.69 hr
△ 由 公 式 ln( Cp1 / Cp2) = ku * X * t2 / 1000
得 : Cp2 = Cp1 * exp( - ku * X * t2 /1000) =0.27 mg/l
4.6 校 核 好 氧 区 出 水 总 磷 浓 度 TPe
TPe = ( CP2 + 0.055 ) / 0.671 =0.49 mg/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 =8416.6 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 ] =6973.3 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 = 2.86 * [ Q * ( TNo - TNe ) / 1000 - 0.12*W1*fvss ] =2390.656 kgO2 / 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 =13.0 t O2 / 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 (C S ,20度)9.17mg/L 6.1.4 当地海拔高度
2800m 6.1.5 当地大气压P a (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
6.1.7 T 温度时清水饱和溶解氧 (简明排水设计手册P6页)9.95
mg/L
6.1.8 T
、P a 时清水饱和溶解氧 (C SW )7.08
6.1.9 空气中含氧量占平原地区比值74.10%6.2 计 算
－C 0)×1.024(T －20)/C S
0=f×N
0/(0.3E A )－E A )/79+21(1－E A )
(O t /42+P b /2P a )N 0/(P×η)η)
鼓风机选用2台144.93
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5g Cl2/t水
出水加氯量为250kg Cl2/d =
×(βC