A2O生物处理池工艺设计.doc

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课程设计

题目A²/O生物处理池工艺设计

学院环境科学与工程学院

专业环境工程

年级2008级环境工程2班

学号

姓名

指导教师

2011年6月

目录

一、A2O工艺简介 3

二、设计要求 4

1．设计规模 4

2.排放标准 4

3．进出水质 4

三、设计依据 4

四、设计数据处理 4

1．设计参数确定 4

2．反应池设计计算 6

2.1厌氧池设计计算 6

2.2缺氧池设计计算 6

2.3好氧池设计计算 6

3．剩余污泥 7

4．反应池主要尺寸 7

5．碱度校核 7

6．反应池进、出水系统计算 8

6.1进水管 8

6.2进水井 8

6.3回流污泥渠道 8

6.4出水堰及出水竖井 8

6.5出水管 9

7．曝气系统设计计算 9

7.1设计需要量AOR 9

7.2标准需氧量 10

7.3所需空气压力P 11

7.4曝气器数量计算 11

7.5供风管道计算 12

8．生物池设备选择 12

8.1厌氧池设备选择 12

8.2缺氧池设备选择 12

8.3污泥回流设备 12

9．混合液回流设备 13

9.1混合液回流泵 13

9.2混合液回流管 13

9.3泵房压力出水总管设计流量 13

五、主要工艺设备表 14

六、总结体会 14

一、A2O工艺简介

A2/O工艺亦称A-A-O工艺，是英文Anaerobic-Anoxic-Oxic第一个字母的简称（生物脱氮除磷）。

按实质意义来说，本工艺称为厌氧-缺氧-好氧法，生物脱氮除磷工艺的简称。

A2/O工艺是流程最简单，应用最广泛的脱氮除磷工艺。

污水首先进入厌氧池，兼性厌氧菌将污水中的易降解有机物转化成VFAs。

回流污泥带入的聚磷菌将体内的聚磷分解，此为释磷，所释放的能量一部分可供好氧的聚磷菌在厌氧环境下维持生存，另一部分供聚磷菌主动吸收VFAs，并在体内储存PHB。

进入缺氧区，反硝化细菌就利用混合液回流带入的硝酸盐及进水中的有机物进行反硝化脱氮，接着进入好氧区，聚磷菌除了吸收利用污水中残留的易降解BOD外，主要分解体内储存的PHB产生能量供自身生长繁殖，并主动吸收环境中的溶解磷，此为吸磷，以聚磷的形式在体内储存。

污水经厌氧，缺氧区，有机物分别被聚磷菌和反硝化细菌利用后浓度已很低，有利于自养的硝化菌的生长繁殖。

最后，混合液进入沉淀池，进行泥水分离，上清液作为处理水排放，沉淀污泥的一部分回流厌氧池，另一部分作为剩余污泥排放。

本工艺在系统上可以称为最简单的同步脱氮除磷工艺，总的水力停留时间少于其他同类工艺。

而且在厌氧-缺氧-好养交替运行条件下，不易发生污泥膨胀。

运行中切勿投药，厌氧池和缺氧池只有轻缓搅拌，运行费用低。

该工艺处理效率一般能达到：

BOD5和SS为90%~95%，总氮为70%以上，磷为90%左右，一般适用于要求脱氮除磷的大中型城市污水厂。

其工艺流程图如下：

污泥回流

本工艺具有如下特点：

（1）本工艺在系统上可以称为最简单的同步脱氮除磷工艺，总的水力停留时间少于其他同类工艺。

（2）在厌氧（缺氧）、好氧交替运行条件下，丝状菌不能大量增殖，无污泥膨胀之虞，SVI值一般均小于100。

（3）污泥中含磷浓度高，具有很高的肥效。

（4）运行中勿需投药，两个A断只用轻缓搅拌，并不增加溶解氧浓度，运行费用高。

二、设计要求

1．设计规模

20000m3/d处理规模城市污水处理厂。

2.排放标准

广东省地方标准水污染物排放限值（DB44/26-2001）

第二时段第二类污染物最高允许排放浓度一级标准

3.进出水水质

单位：

mg/L

CODcr

BOD5

NH3-N

SS

磷酸盐（以P计）

进水

250

100

30

200

5

出水

40

20

10

20

0.5

三、设计依据

（1）《水污染控制工程》

（2）《污水处理厂设计与运行》

（3）广东省地方标准<水污染物排放限值>（DB44/26-2001）

（4）《总图制图标准》（GB/T50103-2001）

（5）《建筑制图标准》（GB/T50104-2001）

（6）《建筑结构制图标准》（GB/T50105-2001）

（7）《给水排水制图标准》（GB/T50106-2001）

四、设计数据处理

1、设计参数确定

《城市污水厂处理设施设计计算崔玉川刘振江张绍怡等编化学工业出版社P143-150》

表4-1A2/O厌氧-缺氧-好氧生物脱氮除磷工艺主要设计参数

项目

数值

BOD5污泥负荷N/[kgBOD5/（kgMLSS·d）]

0.13~0.2

TN负荷/[kgTN/（kgMLSS·d）]

<0.05（好氧段）

TN负荷/[kgTN/（kgMLSS·d）]

<0.06（厌氧段）

污泥浓度MLSS/（mg/L）

3000~4000

污泥龄Θc/d

15~20

水力停留时间t/h

8~11

各段停留时间比较A:

A:

O

（1:

1:

3）~（1:

1:

4）

污泥回流比R/%

50~100

混合液回流比R内/%

100~300

溶解氧浓度DO/（mg/L）

厌氧池<0.2,缺氧段≤0.5，好氧段=2

COD/TN

>8（厌氧池）

TP/BOD5

<0.06（厌氧池）

①BOD5污泥负荷N=0.15kgBOD5/（kgMLSS·d）

②回流污泥浓度Xr=6000mg/L

③活性污泥挥发性固体含量MLVSS/MLSS=0.7

④污泥回流比R=100%

⑤进水TN=27mg/L,出水TN=7mg/L，

ηTN=（27-7）／27=74%

混合液悬浮固体浓度

X=R/（1+R）*Xr=1/2*6000=3000mg/L

混合液回流比

R内=ηTN/（1-ηTN）*100%=74/（1-0.74）*100%=235%

回流污泥量Qr

Qr=RQ=1.00*20000=20000m³／d

循环混合液流量Qc

Qc=R内*20000=2.35*20000=47000m³／d

⑥200C时反硝化速率为0.12kgNOx-N/kgMLVSSd,

⑦污泥产率系数y=0.6kgVSS/kgBOD5d

⑧内源呼吸速率Kd=0.04d-1

⑩剩余污泥含水率99%

2、反应池设计计算

2.1厌氧池设计计算

平均停留时间t厌=1.5h

V厌=20000/24*1.5=1250m³

2.2缺氧池设计计算

AO反应池容积VAO：

VAO=QSo/（NX）=20000*100/（0.15*3000）=4445m³

AO反应池总水力停留时间tAO：

tAO=VAO/Q=4445/20000=0.22d=6h

取缺氧∶好氧=1∶3

缺氧池水力停留时间:

t缺=1/4*6=1.5h

缺氧池容积:

V缺=1/4*4445=1111.25m³

2.3好氧池设计计算

好氧池水力停留时间:

t好=3/4*6=4.5h

好氧池容积:

V好=3/4*4445=3333.75m³

反应池总体积：

V=V厌+VAO=1250+4445=5695m³

总停留时间：

t=t厌+tAO=1.5+6=7.5h

3、剩余污泥ΔX=Px+Ps

Px=Y*Q（S0－Se）－Kd*V*Xv

=0.6*20000（0.100-0.020）－0.04*5695*0.7*3=481.62kg/d

Ps=（TSS－TSSe）Q*50%=（0.2-0.02）*20000*50%=1800kg/d

ΔX=481.62+1800=2281.64kg/d

污泥含水率为99%时，剩余污泥体积为：

V剩=2281.64/（1%*1000）=228.2m³/d

4、反应池主要尺寸

反应池总容积V=5695m3

设反应池两组，单组池容积V单=V/2=5695/2=2847.5m3

有效水深4m，则有效面积为S=V/4=5695/4=1424m²，S单=V单/4=712m²

采用5廊道式推流式反应池，廊道宽b=6m；

反应池长度：

L=S/B=1424/（4*6）=59m；

校核：

b/h=6/4=1.5（满足b/h=1～2）；

L/b=59/6=9.8（满足L/h=5～10）；

取超高为0.5m，则反应池总高H=4.0+0.5=4.5m

厌氧池尺寸宽L1=（1250/2）/（4*4*6）=6.5（m）尺寸为6.5244（m）

缺氧池尺寸宽L2=（1111.25/2）/（4*4*6）=5.8（m）尺寸为5.8244（m）

好氧池尺寸宽L3=（3333.75/2）/（4*4*6）=17.4（m）尺寸为17.4244（m）

5、碱度校核

每氧化1mgNH3-N需消耗碱度7.14mg/L,每还原1mgNH3-N产生碱度3.57mg；去除1mgBOD5产生碱度0.1mg。

①硝化消耗碱度mg/l

②反硝化产生碱度

③处理出水剩余碱度为50mgCaCO3/l，则需投入碱度

6、反应池进、出水系统计算

6.1进水管

反应池进水管设计流量

　　　，

管道流速，管道过水断面积A，

管径，取进水管直径DN1000mm。

进水井孔口尺寸取为1.0m×1.0m,进水井平面尺寸取为3.6m×3.6m.

6.2进水井

进水井孔口尺寸取为1.0m×1.0m,进水井平面尺寸取为3.6m×3.6m.

6.3回流污泥渠道

单组反应池回流污泥渠道设计流量Qr

渠道流速

渠道过水断面面积

渠道管径,取回流污泥管直径DN500mm

6.4出水堰及出水竖井

按矩形堰流量公式：

Q3=0.42（2g）^0.5*bH^（3/2）=1.86b*H^1.5

Q3=（1+r+R内）Q/2=（1+1+2.35）*0.116=0.5046m³/s

式中 b=6m——堰宽，

H——堰上水头高，m

H=（Q3/1.86b）^（2/3）=[（0.5046/（1.86*6））^（2/3）=0.13m

出水孔过流量：

Q4=Q3=0.5046m³/s

孔口流速

孔口过水断面积：

A=Q4/v=0.5046/0.6=0.83㎡

孔口尺寸取,进水竖井平面尺寸

6.5出水管

反应池出水管设计流量，

管道流速，管道过水断面积A，

管径，取出水管直径DN1000mm。

校核管道流速。

7、曝气系统设计计算

7.1设计需氧量AOR

《城市污水厂处理设施设计计算崔玉川刘振江张绍怡等编化学工业出版社P151-153》

AOR＝（去除BOD5需氧量-剩余污泥中BOD氧当量）+（NH3-N硝化需氧量-