部分曝气塘设计步骤

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3.4不完全混合曝气塘
3.4.1 K pm选取
反应速率常数K pm的选取是稳定塘设计中最重要的,其它的设计参数都受到K pm选取的影响。

如果可能,K pm应根据废水的实验结果(in pilot or bench scale tests)确定。

采用类似废水的K pm经验值应进行评估后再确定。

十国标准(Then States Standards)(1)推荐K pm20℃时为0.276天-1,1℃为0.138天-1。

利用这2个数值计算温度常数(The temperature cosfficient)(θ),得到θ值为1.036. Boulier 和Atchison(28) 推荐20℃时K pm为0.2-0.3天-1, 0.5℃时K pm为0.1-0.15天-1. 当较低和较高的K pm用于计算θ时,得到温度常数1.036. Reid(29)根据其对阿拉斯加中部稳定塘的研究,建议20℃时K pm为0.28天-1, 0.5℃时K pm为0.14天-1. 这些数据基本与十国标准的一致。

因此,在下文给出的例子中,采用十国标准推荐的数值。

3.4.2 搅拌和曝气
在不完全混合曝气塘中,使用曝气机将O2转移到液面中,保持稳定塘呈好氧状态。

在一个完全混合的曝气塘中,曝气机的输入功率必须使稳定塘中的固体物质呈现悬浮状态;然而,在不完全混合曝气塘中,因为所需要氧化的BOD减少,曝气机的输入功率减低。

在每一个稳定塘中O2需求量可以根据活性污泥法(3)(24)建立的公式计算。

However, it is doubtful that any………………………
3.4.3设计实例
稳定塘尺寸计算:
稳定塘的设计采用完全混合模型。

下面是环境和废水的特性:
已知条件:
Q=废水流量, m3/d
C0=进水BOD5,mg/L
C n=出水BOD5(由n个塘组成的塘系统的第n个塘),mg/L
2020
pm pm
K=K(1.036)Tw
K pm=在设计温度下的反应速率,天-1 Kpm20=20℃时反应速率=0.276天-1 Tw=稳定塘的水温,℃
T a1=冬季室外气温,℃
T a2=夏季室外气温,℃
T i =进水水温,℃
f=比例因子=0.5
海拔, m
稳定塘中溶解氧浓度保持在2.0mg/L.
待求参数:1)总的停留时间,t
2) 容积,包括稳定塘的总容积V ,每个塘的容积V 1,V 2..
3) 稳定塘池深,d
4) 每个稳定塘的长, L
5) 每个稳定塘的宽,W
7) 所需曝气量
求解:
(1) 假定稳定塘冬季水温为Tw ,已知Kpm=0.276,根据公式2020pm pm K =K (1.036)
Tw -,计
算得到Kpm
(2) 假定稳定塘个数为n, 每个塘尺寸相同,将根据步骤(1)计算得到的Kpm ,已知
条件给出的C 0,C n 带入下式: 01/()1n pm n n C t K C ⎡⎤=-⎢⎥⎣⎦
计算得到总的停留时间t
(3) 计算每个塘t 1,t 2, 。

t n 的停留时间t n =t/n
(4) 计算每个塘的容积V 1=V 2..=Vn=t n ×Q
(5) 计算每个塘的长宽及面积:
边坡系数S 取3:1,长宽比L/W=3,稳定塘的尺寸可以根据下面的公式进行计算:
()()2(2)4()()6d V L W L sd W sd L sd W sd =⨯+--+--⎡⎤⎣⎦
其中:
V=塘的容积,m3
L=塘的水面长度,m
W=塘的水面宽度,m
s=边坡系数,即3:1,S=3
d=塘深=3m
L=3W
将步骤(3)计算得到的Vn 带入上式,计算得到W ,
根据L=3W ,计算得到L,
根据A=L ×W,计算得到A
(6) 将步骤(5)计算得到的A 带入A a i w AfT QT T f Q
+'=+,得到w T ',若w T '与步骤(1)假定的Tw 绝对值小于1,则设计结果满意,无需校核;若w T '与步骤(1)假定的Tw 绝对值大于1,则需进一步校核。

(7) 校核的方法是重新假定Tw ,重复步骤(1)到(6)。

(8) 稳定塘个数n 的优化:
重新假定稳定塘个数为n ',将通过步骤(1)到(7)确定的Tw 带入步骤(1)的公式中,重复步骤(1)到(7),计算得到稳定塘的个数,进行停留时间和占地面积等的综合考虑,优化稳定塘个数n.。