A2O工艺设计计算.doc
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《水污染控制工程课程设计》
2007级环境工程1班湛子樑3107008096
目录
设计总说明 1
设计任务书 2
一．设计任务 2
二．任务目的 2
三．任务要求 2
四.设计基础资料 2
（一）水质 2
（二）水量 3
（三）设计需要使用的有关法规、标准、设计规范和资料 3
第一章A2/O工艺介绍 4
1.基本原理 4
2.工艺特点 5
3.注意事项 5
第二章A2/O工艺生化池设计 6
1.设计最大流量 6
2.进出水水质要求 6
3.设计参数计算 6
4.A2/O工艺曝气池计算…………………………………………………………….....7
5.反应池进、出水系统计算 8
6.反应池回流系统计算 10
7.厌氧缺氧池设备选择 11
第三章A2/O工艺需氧量设计 13
1.需氧量计算 13
2.供气量 13
3.所需空气压力 14
4.风机类型 15
5.曝气器数量计算 15
6.空气管路计算 16
第四章A2/O工艺生化池单元设备一览 17
第五章参考文献 18
第六章致谢 19
附1水污染课程设计感想 20
附2A2/O工艺生化池图纸 22
设计总说明
随着经济快速发展和城市化程度越来越高，中心城区和小城镇建设步伐不断加快，城市生活污水对城区及附近河流的污染也越来越严重。
为了改善人民的生活环境，各地政府大力投入资金，力图改变现今水体的水质。
本设计为污水处理厂生化池单元，要求运用A2/O工艺进行设计，对生化池的工艺尺寸进行设计计算，最后完成设计计算说明书和设计图。
污水处理水量为10000t/d。
污水水质：
CODCr250mg/L，BOD5100mg/L，NH3-N30mg/L，SS120mg/L，磷酸盐（以P计）5mg/L。
出水水质达到广东省地方标准《水污染物排放限值（DB44/26-2001）》最高允许排放浓度一级标准，污水经二级处理后应符合以下具体要求：
CODCr≤40mg/L，BOD5≤20mg/L，NH3-N≤10mg/L，SS≤20mg/L，磷酸盐（以P计）≤0.5mg/L。
其对应的去除率为CODCr≥84%，BOD5≥80%，NH3-N≥67%，SS≥87%，磷酸盐（以P计）≥90%。
A2/O是流程最简单，应用最广泛的脱氮除磷工艺。
A2/O脱氮除磷工艺中，污水首先进入厌氧池，兼性厌氧发酵菌将污水中有机物氮化。
回流污泥带入的聚磷菌将体内贮存的聚磷分解释放出磷。
缺氧区中反硝化菌就利用混合液回流带入的硝酸盐以及进水中的有机物进行反硝化脱氮。
好氧区中聚磷菌生动吸收环境中的溶解磷，以聚磷的形式在体内贮积。
污水经厌氧、缺氧区有机物分别被聚磷菌和反硝化菌利用后浓度已经很低，有利于自养的硝化菌的生长繁殖。
关键词：
城镇生活污水，A2/O工艺，脱氮除磷
22
设计任务书
一．设计任务
为某城市生活污水处理厂完成A2/O工艺的设计，处理水量为10000m3/d
二．任务目的
（1）温习和巩固所学知识、原理；
（2）掌握A2/O生化池单元的设计计算；
（3）对所设计得A2/O生化池单元进行CAD制图。
三．任务要求
（1）独立思考，独立完成；
（2）完成主要处理构筑物的设计布置；
（3）工艺选择、设备选型、技术参数、性能、详细说明；
（4）提交的成品：
设计说明书、工艺流程图、高程图、厂区平面布置图。
四．设计基础资料
（一）水质
CODCr
BOD5
NH3-N
SS
磷酸盐（以P计）
进水水质（mg/L）
250
100
30
150
5
出水水质（mg/L）
40
20
10
20
0.5
处理程度（%）
84%
80%
67%
87%
90%
排放标准：
（GB8978-1996）一级标准
本项目污水处理的特点为：
l污水以有机污染为主，BOD/COD=0.4，可生化性较好，重金属及其他难以生物降解的有毒有害污染物一般不超标；
l出水要考虑脱氮除磷的要求；
（二）水量
总设计规模为Q=1,0000m3/d
（三）设计需要使用的有关法规、标准、设计规范和资料
需要参考的设计指南、规范和设计手册:
1.《水污染控制工程》
2.《污水处理厂工艺设计手册》
3.《给水排水设计手册》第五册，城镇排水
4.《给水排水设计手册》第十一册，常用设备
5.广东省地方标准水污染物排放限值（DB44/26-2001）
6.《总图制图标准》（GB/T50103-2001）
7.《建筑制图标准》（GB/T50104-2001）
8.《给水排水制图标准》（GB/T50106-2001）
第一章A2/O工艺介绍
1.基本原理
厌氧—缺氧—好氧（Anaerobic-Anoxic-Oxic，简称A/A/O或A2/O）工艺由厌氧池、缺氧池、好氧池串联而成，是A1/O与A2/O流程的组合。
是20世纪70年代由美国专家在厌氧—好氧除磷工艺的基础上开发出来的，可用于二级污水处理或三级污水处理，以及中水回用，具有良好的脱氮除磷效果。
该工艺在厌氧—好氧除磷工艺中加入缺氧池，将好氧池流出的一部分混合液流至缺氧池的前端，以达到反硝化脱氮的目的。
在首段厌氧池主要是进行磷的释放，使污水中的磷的浓度升高，溶解性的有机物被细胞吸收而使污水中的BOD浓度下降；另外部分的NH3-N因细胞的合成而去除，使污水中的NH3-N浓度下降。
在缺氧池中，反硝化细菌利用污水中的有机物作碳源，将回流混合液中带入的大量NO3-N浓度显著下降，但随着硝化过程使NO3-N浓度增加，而磷随着聚磷菌的过量摄取，也以较快的速度下降。
在好氧池中，有机物被微生物生化降解，而继续下降，有机氮被氨化继而被硝化，使NH3-－N浓度显著下降，但随着硝化过程使NO3-－N浓度增加，P随着聚磷菌的过量摄取，也比较快的速度下降。
图1厌氧—缺氧—好氧（A2/O）生物脱氮除磷工艺流程图
2.工艺特点
l厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类的微生物菌群的有机配合，能同时具有去除有机物、脱氮除磷的功能；
l工艺简单，水力停留时间较短，总的水力停留时间也少于同类其他工艺；
l丝状菌不会大量繁殖，SVI一般小于100，不会发生污泥膨胀；
l污泥中磷含量高，一般为2.5%以上；
l脱氮效果受混合液回流比大小的影响，除磷效果则受回流污泥中挟带溶解氧DO和硝酸态氧的影响。
3.注意事项
该法需要注意的问题是，进入沉淀池的混合液通常需要保持一定的溶解氧浓度，以防止沉淀池中反硝化和污泥厌氧释磷，但这会导致回流污泥和回流混合液中存在一定的溶解氧，回流污泥中存在的硝酸盐对厌氧释磷过程也存在一定影响，同时，系统所排放的剩余污泥中，仅有一部分污泥是经历了完整的厌氧和好氧的过程，影响了污泥的充分吸磷。
系统污泥泥龄因为兼顾硝化菌的生长而不可能太短，导致除磷效果难于进一步提高。
第二章A2/O工艺生化池设计
1.设计最大流量
Qmax=1,5000m3/d=625m3/h=0.174m3/s
2.进出水水质要求
表1进出水水质指标及处理程度
CODCr
BOD5
NH3-N
SS
磷酸盐（以P计）
进水水质（mg/L）
250
100
30
150
5
出水水质（mg/L）
40
20
10
20
0.5
处理程度（%）
84%
80%
67%
87%
90%
3.设计参数计算
①.BOD5污泥负荷
N=0.13kgBOD5/（kgMLSS·d）
②.回流污泥浓度
XR=9000mg/L
③.污泥回流比
R=50%
④.混合液悬浮固体浓度（污泥浓度）
⑤.设MLVSS/MLSS=0.75
⑥.挥发性活性污泥浓度
⑦.NH3-N去除率
⑧.内回流倍数
，即200%
4.A2/O曝气池计算
①.总有效容积
②.反应水力总停留时间
③.各段水力停留时间和容积
厌氧：
缺氧：
好氧＝1：
1：
4
厌氧池停留时间，池容；
缺氧池停留时间，池容；
好氧池停留时间，池容。
④.反应池有效深度
H=3
取超高为1.0m，则反应池总高
⑤.反应池有效面积
⑥.生化池廊道设置
设厌氧池1廊道，缺氧池1廊道，好氧池4廊道，共6条廊道。
廊道宽4.5m。
则每条廊道长度为
，取32m
⑦.尺寸校核
，
查《污水生物处理新技术》，长比宽在5~10间，宽比高在1~2间
可见长、宽、深皆符合要求
5.反应池进、出水系统计算
①进水管
进水通过DN500的管道送入厌氧—缺氧—好氧池首端的进水渠道。
反应池进水管设计流量
管道流速
管道过水断面面积
管径
取进水管管径DN500mm
校核管道流速，附合
②进水井
污水进入进水井后，水流从厌氧段进入
设进水井宽为1m，水深0.8m
井内最大水流速度
反应池进水孔尺寸：
取孔口流速
孔口过水断面积
孔口尺寸取0.3×0.3m，则孔口数
③出水堰。
按矩形堰流量公式：
堰上水头
式中 ——堰宽，
m=0.45——流量系数，
H——堰上水头高，m
④出水井
设流速，则过水断面积
出水井平面尺寸取为：
1.0m×1.0m
⑤出水管。
反应池出水管设计流量
设管道流速
管道过水断面积
管径
取出水管管径DN1000mm
校核管道流速
，附合
⑥剩余污泥量
降解BOD所产生的污泥量
内源呼吸分解泥量
不可生物降解及惰性悬浮物（NVSS）
剩余污泥量
6.反应池回流系统计算
①.污泥回流
污泥回流比为50%，从二沉池回流过来的污泥通过1根DN200mm的回流管道分别进入首端的厌氧段。
反应池回流污泥渠道设计流量
②.混合液回流
混合液回流比
混合液回流量
混合液由2条回流管回流到厌氧池
单管流量
泵房进水管设计流速采用
管道过水断面积
管径
取泵房进水管管径DN500mm
7.厌氧缺氧池设备选择
①.厌氧池、缺氧池搅拌设备
查《实用环境工程手册》，选取JBG-3型立式环流搅拌机4台，该机的性能参数及外形参数分别列于下表2中：
表2JBG-3型立式环流搅拌机性能参数
配用电动机
/（kW/P）
单机服务范围
最大插入水深
/m
重量
/kg
最大面积/m3
最大宽度/m
最大深度/m
3/8
200
14
2~6m可调
1~4.5m可调
410
②.污泥回流泵
反应池回流污泥渠道设计流量
回流泵房内设2台潜污泵（1用1备），水泵扬程根据竖向流程确定。
选泵：
查《实用环境工程手册》，选取200QW400-10型潜水排污泵，该泵的性能参数表3中：
表3200QW400-10型潜水排污泵性能参数
流量/
（m3·h）
扬程
/m
转速/
（r·min-1）
功率/kW
效率
/%
重量
/kg
轴功率
配用功率
400
10
1470
13.09
18.5
81.2
660
③.混合液回流泵
混合液回流量
混合液由2条回流管回流到厌氧池
单管流量
在好氧池与缺氧池之间设3台潜污泵（2用1备）
选泵：
查《实用环境工程手册》，选取250WL675-10.1型潜水排污泵，该泵的性能参数表4中：
表4250WL675-10.1型潜水排
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