卡鲁塞尔氧化沟计算.docx
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卡鲁塞尔氧化沟计算
卡鲁塞尔氧化沟计算
3.5卡鲁塞尔氧化沟计算
3.5.1设计参数
1、设计依照下列规范
6.6.27进水和回流污泥点宜设在缺氧区首端，出水点宜设在充氧器后的
好氧区。
氧化沟的超高与选用的曝气设备类型有关，当采用转刷、
转碟时，宜为0.5m;当采用竖轴表曝机时，宜为0.6,0.8m，
其设备平台宜高出设计水面0.8,1.2m。
6.6.28氧化沟的有效水深与曝气、混合和推流设备的性能有关，宜采用3.5~4.5m。
6.6.29根据氧化沟渠宽度，弯道处可设置一道或多道导流墙;氧化沟
的隔流墙和导流墙宜高出设计水位0.2,0.3m。
6.6.30曝气转刷、转碟宜安装在沟渠直线段的适当位置，曝气转碟也
可安装在沟渠的弯道上，竖轴表曝机应安装在沟渠的端部。
6.6.32氧化沟内的平均流速宜大于0.25m?
s。
432、设计流量Q=20×（不考虑变化系数）10m/d
5浓度为S0=250mg/l，Ts浓度为X0=3000mg/l3、设计进水水质BOD
VSS=210mg/l，TN=35mg/L，NH3-N=25mg/l
碱度SALK=250mg/l，最低的水温T=7.1?
，最高的水温T=28.7?
平均水温T=18.2?
4、设计出水水质，BOD5浓度Se=20mg/l，Ts浓度Xe=20mg/l，NH4-N=8mg/l，TN=20mg/l
5、活性污泥浓度即混合液悬浮固体的浓度MLSS=4000mg/l，
混合液挥发性悬浮固体
的浓度MLVSSXV=2800mg/l;
污泥泥龄θc=30d，异养微生物的产率系数Y=0.6kgVSS/kgBOD5。
O20?
时脱硝率为qdn=0.035Kg（还原的N-N）/（kgMLSS?
d）3
3.5.2设计计算
1、氧化沟的容积计算
（1）好氧区容积V1，采用动力学计算方法
好氧区所需污泥量V1,混合液浓度
YQ（S,S）θ?
0c1，Kθdc,XV
Y,Y式中—微生物的净增值量，为表现产率obs1，Kθdc
S—氧化沟出水溶解性BOD5浓度。
为了保证沉淀池出水BOD5浓度
Se?
20mg/l必须控制氧化沟出水所含溶解性的BOD5浓度S2，因
为沉淀池出水的VSS也是构成BOD5浓度的一个组成部分。
所以S=Se,S1
式中S1—沉淀池出水中的VSS所构成的BOD5浓度
0.23，5S1,1.42（VSS/TSS），TSS，（1,e）
0.23，5,1.42，0.7，2.0，（1,e）
=13.58mg/l
1K—衰减系数（）20?
的数值为0.04~0.075，取0.05依据《室外dd
K排水规范》GB50014-20066.6.12衰减系数值应以当地冬季和d
夏季的污水温度进行修正，并按下列公式计算:
T-20K,K（?
θ）dTd20T
1K式中—T?
时的衰减系数（）ddT
1K—20?
时的衰减系数（）dd20
T—设计温度（?
）
θ—温度系数采用1.02~1.06，本设计采用1.04T
设计温度取18.2?
T,20K,K（θ）?
dTd20T
18.2,20,0.05（1.04）
=0.046
0.6420100.250.0064230，，（,），10.04630，，V?
12.8
3=131586m
t
（2）好氧区的停留时间1
V1315861t,,,0.658（d）,15.79（h）14Q20，10
脱氮
X?
污泥产生量1
Y,X,，Q，,BOD151，Kθdc
0.64,20，10，（0.25,0.00642）1，0.046，30
=12281kg/d
需氧化的氨氮量?
N1
氧化沟产生的剩余污泥中含氮率为12.4%。
则利用生物合成的总氮量为:
0.024，,X，10000.024，12281，10001N,,,7.61mg/l0Q200000
NH,N需要氧化的量3
N,进水TKN,出水NH-N,生物合成所需氧量N130?
N,35,8,7.61,19.39mg/l1
N?
脱氮量r
N,进水TKN,出水TN,用于生物合成所需氮Nr0
=35-20-7.61
=7.39mg/l
?
碱度平衡
由《室外排水规范》6.6.17.4好氧区剩余总碱度宜大于70名国/了
CaCO（以计），进水碱度不能满足上述要求时，应采取增加碱度3
的措施。
NH,N每氧化1mg需要消耗7.14mg碱度，每氧化1mgBOD5产3
-NO生0.1mg的碱度，每还原1mg产生3.57mg碱度。
3
原水的碱度资料中未知，但假设城市一般污水中的监督为250mg/l
CaCO（以计）3
?
剩余碱度
S,原水碱度,硝化消耗的碱度，反硝化产生的碱度，氧化BOD产生的碱度ALK15S,250,7.14，19.39，3.57，7.39，0.1，（250-6.42ALK1
=250-138.44+26.38+24.36
=162.3mg/l〉70mg/l
?
硝化和反硝化反应能够正常进行。
?
脱氮所需的容积
脱硝所需要的污泥量V,2混合液浓度
（T,20）脱硝率q,q，1.08dn（t）dn（20）
最冷1月份的平均气温7.1?
（7.1,20）?
q,0.035，1.08dn（t）
=0.035×0.37
-NO,N=0.013（kg（还原的）/kgMLVSS3
4QN20，10，7.39r?
V,,2QX0.013，2800dnV
3=40604m
?
脱氮水力停留时间t2
V406042t,,,0.203（d）,4.9（h）24Q20，10
（3）氧化沟的总容积V及停留时间t
3V,V，V,131586，40604,172190m12
V172190t,,,0.861（d）,20.66（h）总4Q20，10
校核污泥负荷
4QS20，10，0.250N,,,0.07kgBOD（/kgMLSS,d，5XV4.0，172190
L由《室外排水规范》6.6.25氧化沟主要设计参数污泥负荷为S
kgBOD（/kgMLSS,d，0.03~0.085
?
污泥负荷满足规范的要求。
'V2、前置厌氧池容积P
在氧化沟前设置厌氧池为除磷提供释磷环境
由《室外排水规范》6.6.19.2生物反应池中厌氧池的容积，可按下列公式
计算:
tQp,Vp24
3Vm式中——厌氧区容积p
t——厌氧区水力停留时间（h），宜为1~2;p
3Q——设计污水流量m/d
3t设计中取=1.5h，Q=200000m/dp
41.5，20，103V,,12500m?
p24
3、氧化沟尺寸
拟设氧化沟为8座
V1721903单座氧化沟的有效容积V,,,21524m单88
取氧化沟有效水深H=4m，超高为1m，氧化沟深度h=4+1=5m
中间分隔墙厚度为0.25m
V21524单2A,,,5381m氧化沟的面积h4
单沟道宽度b=10m
41030.25，，，2,（）2100.25，，22弯道部分面积:
A（,），,122
22=973.67m,974m
2A,A,A,5381,974,4407m直线部分面积:
21
A44072L,,,110.2m,110m单沟直线段长度:
4，b4，10
4、厌氧池尺寸
125003厌氧池应设8座，单座厌氧池体积V,,1563m18
厌氧池的水深取4m
V156321A,,,391m?
44
厌氧池的池长取40m
A391?
B,,,9.8m取10mL40
6、进水管设计
污泥回流比R=50%，进出水管流量
4Q1.5，20，1033Q,（1，R），,,37500m/d,0.434m/s188
管道流速取V=1.0m/s
Q0.4342则管道过水断面A,,,0.434mV1.0
4，0.434d,,0.743（mm）管径取800mm3.14
Q0.434校核管道流速V,,,0.90m/s0.8A2,（），2
6、出水堰及出水竖井
初步估算，因此按薄壁堰来计算,0.67H
?
出水堰
3
2Q,1.86bH
式中b——堰宽
堰上水头高，取0.2mH——
Q3.018?
b,,,2.25（m）33
221.86H1.86，0.2
为了便于设备的选型，堰宽b取2.3m，校核堰上水头H
Q0.3182233H,（）,（）,0.20m1.8661.86，2.3
?
出水竖井
考虑可调堰安装的要求堰两边各留0.3m的操作距离。
出水竖井长L,0.3，2，b,0.6，2.3,2.9（m）
出水竖井宽B=1.4m（满族安装要求）
则出水竖井平面尺寸为L，B,2.9m，1.4m
氧化沟出水孔尺寸为b，h,2.3m，0.5m
7、需氧量计算
?
生物反应池中好氧区的污水需氧量，根据去除的五日可生化需氧量，
氨氮的消化和除氮等要求，按照下列公式计算:
O,0.001aQ（S,S）,（,X，b[0.001Q（N,N）,0.012,X]20e1KKe1
0.62b[0.001Q（N,N,Noe）,0.12,X]tKe1
OO式中——污水需氧量（kg/d）22
3Q——生物反应池的进水流量（）m/d
S——生物反应池的进水五日生化值（mg/l）0
——生物反应池出水五日生化值（mg/l）Se
——排出生物反应池系统的微生物量（kg/d）,X1
——生物反应池进水总凯式氮浓度（mg/l）NK
N——生物反应池出水总凯式氮浓度（mg/l）Ke
——生物反应池进水总氮浓度（mg/l）Nt
N——生物反应池硝态氮浓度（mg/l）oe
0.12,X——排出生物反应池系统的微生物中的含氮量（kg/d）1
Da——碳的氧当量，当含碳物质以BO计时，取1.475
b——常数，氧化每公斤氨氮所需的氧量（kgO/kgN），取4.572
c——常数，细菌细胞的氧当量，取1.42
?
公式说明
公式右边第一项为去除含碳污染物的需氧量，第二项为剩余污泥氧当
量，第三项为氧化氨氮需氧量，第四项为反硝化脱氮吸收的氧量。
有
机氮可通过水解脱氨基而生成氨氮，称为氨化作用。
氨化作用对氮原
子而言化合价不变，并无氧化还原反应发生。
故采用氧化1kg氨氮需
4.57kg氧来计TKN降低所需要的氧量。
反硝化反应可采用下列公式
表示:
,5C，2HO，4NO,2N，4OH，5CO2322
NONCO由此可知:
4个还原成2个，可使5个有机碳氧化成，相322
，,，4NH，8O,4NO，8H，4HOO当于耗去5个，而从反应式可42322
-NOO知，4个氨氮氧化成4个需消耗8个，所以反硝化时氧的回收32
率为5/8=0.62
CHNO公式中1.42位细菌细胞的氧当量，若用表示细菌细胞，则氧572
CHNOkgo/kgvss化1个分子需5个氧分子，即160/113=1.42（）。
5722
?
需氧量
按照以下公式计算:
O,0.001aQ（S,S）,（,X，b[0.001Q（N,N）,0.012,X]20e1KKe1
0.62b[0.001Q（N,N,Noe）,0.12,X]tKe1
40.001，1.47，20，10（25,6.42）,1.42，12281，4.57=
4,,，，，0.001，20，10，25,8,0.12，12281,0.62，4.57
4,,，，，0.001，20，10，25-8-6,0.12，12281
=71613-17439+8003-7725
=54452kg/d
5445254452?
去除1kgBOD5的需氧量==4，，QS,S，，20，10，0.25,0.006420
，，kgo/kgBOD=1.12基本满足要求。
25
?
标注状态下的需氧量
O,C2S20，，O,2标，，T,20，，,,,C,C，1.024，，ST
C式中——20?
时氧在水中的饱和度，查得9.07mg/lS，，20
T——取25?
C——T温度下氧的饱和度，25?
时氧的饱和度为8.38mg/lS，，T
C——溶解氧浓度，取2mg/l
——修正系数，取0.85,
——修正系数，取0.95
——气压修正系数，,
5所在地区实际气压0.900，10,,==0.888551.013，101.013，10
依据《室外排水规范》GB50014-2006，6.8.3选用曝气装置和设备时，应根据设备的特性，位于水面下的深度、水温、污水的氧总转移特性，当地的海拔高度以及预期生物反应池中的溶解氧浓度等因素，将计算的污水需氧量换算为标准状态下清水需氧量。
生物反应池污水需氧量，不是0.1Mpa，20?
清水中的需氧量，为了计算曝气器的数量，必须将污水需氧量换成标准状态下的值。
54452，9.07？
O,=101800（kg/d）标2，，25,20，，0.85，0.95，0.888，8.38,2，1.024
?
去除每1kgBOD5的标准需氧量
101800101800,=，，，，QS,S20，10，0.25,0.0064204
，，kgo/kgBOD=2.0925
8、设备选择
?
选用16台DS400调速型表面曝气机，其叶轮直径为4000mm，电机功率为
150kw，充氧量为280kgo2/h，叶轮升降行程，叶轮高位1032mm。
100mm
?
水下推流器选择
选用64台DQT075×2500低速潜水推流器，其搅拌叶轮直径为2500mm，
电机功率为7.5kw，转速为44r/min，流量为1.545m3/s。
?
调节堰门
厌氧池进水选用TYZ-2000×600钢制调节堰门，宽度为2m，高位0.6m。
氧化沟出水调节堰门选用XYM6000×500，长为6m，高为0.5m。
?
启闭机
选用WZ30型电动启闭机，电机功率0.75kw。
9、氧化沟计算设计简图如下:
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