生物接触氧化池设计计算.docx

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生物接触氧化池设计计算

生物接触氧化池设计

一、接触氧化池主要由池体、填料床、曝气装置及进出水装置等构成,具体结构如图所示。

图3—３生物接触氧化池得构造示意图

生物接触氧化池设计要点:

（1）生物接触氧化池一般不应少于2座;

（2）设计时采用得ＢOD5负荷最好通过实际确定。

也可以采用经验数据,一般处理城市污水可用1。

0~1、8ｋgBOＤ5/（m3·ｄ,处理BOD5≤500mg/L得污水时可用1、０~3、0kgBOＤ5/（ｍ３·ｄ;

（3）污水在池中得停留时间不应小于1～2h（按有效容积计）;

（４）进水BOD５浓度过高时,应考虑设出水回流系统;

（５）填料层高度一般大于3、０m,当采用蜂窝填料时,应分层装填,每层高度为１m,蜂窝孔径不小于2５　mｍ;当采用小孔径填料时,应加大曝气强度,增加生物膜脱落速度;

（6）每单元接触氧化池面积不宜大于2５m2,以保证布水、布气均匀;

（7）气水比控制在（10~15:

1。

因废水得有机物浓度较高,本次设计采用二段式接触氧化法。

设计一氧

池填料高取3。

5ｍ,二氧池填料高取３m。

3。

５。

１　填料容积负荷

Ｎv＝0.2８81Ｓe0、72４6=0.2881*９。

240、7２4６=1、４4３［　kｇＢOD5/（ｍ3＊d]

式中Nｖ—接触氧化得容积负荷,ｋgBＯD５／（m3＊d;

Sｅ—出水ＢOD5值,mｇ/l

3、5.2污水与填料总接触时间

t=24＊S０/（100０*　Nv=24＊231/（1000*1、443=3。

84２（h

式中S0——进水BOD5值,mｇ/Ｌ。

设计一氧池接触氧化时间占总接触时间得6０％:

t1=0、６t=0。

6＊3。

84２=2。

30５（h

设计二氧池接触氧化时间占总接触时间得4０％:

t２＝0、4t＝0.4＊3、8４2=１。

537（ｈ

3、5.3接触氧化池尺寸设计

一氧池填料体积Ｖ1

V1=Qt1＝１500＊2.３05/24=144m3

一氧池总面积A1-总:

Ａ１-总=V1/h１—3＝1４4／３、5=4１。

２（m2>2５m２

一氧池格数n取2格,

设计一氧池宽B1取4米,则池长L1:

L1＝１44/（３、5*4＝10。

３ｍ

剩余污泥量:

在《生物接触氧化池设计规程》中推荐该工艺系统污泥产率为0.３～0、4ｋgDS/kgBOD5,含水率96%~9８％、

本设计中,污泥产率以Y=0。

4kgDＳ/kgBOD5,含水率97％。

则干污泥量

用下式计算:

WＤＳ=ＹQ（S0－Ｓe+（X0－Ｘh-XeＱ

式中　ＷＤＳ-—污泥干重,ｋg/ｄ;

Y　--活性污泥产率,kgDＳ/kgBOD5;

Q——污水量,ｍ3／ｄ;

Ｓ0　——进水BOＤ５值,kｇ/m3;

Se—-出水ＢＯＤ5值,kg/m3;

X0--进水总SＳ浓度值,kg/m3;

Xh—-进水中SS活性部分量,ｋg／m３;

Xe—-出水SS浓度值,kg/m3;。

设该污水SS中60％可为生物降解活性物质,泥龄ＳRＴ取5d,

则一氧池污泥干重:

WDS＝0、4＊１5０0＊5*（0。

23１－０。

04６２）＋（0.12６-0.１26＊0。

６－0.0２7）＊１500×５

=648.９（ｋg/５d）

污泥体积:

QS＝ＷDS/（1-97％=648、9/（10０0＊０、03=21、６2m3

泥斗容积计算公式

Vs=（1/3＊h（Ａ’+A’’+sqr（Ａ'*A’'

式中Ｖs——泥斗容积,m3;

h--泥斗高,m;　

A’-—泥斗上口面积,ｍ2;

Ａ’'——泥斗下口面积,m　2;

设计一氧池泥斗高2。

0m,泥斗下口取1.0ｍ×1。

0ｍ,

则一氧池泥斗体积:

Ｖs１＝（１/3＊2.0*（41。

2+1、0+sqr（４1。

2*1.0=３2、４（m３〉2１。

６3　ｍ3

一氧池超高h1-１取０、５m,稳定水层高h１-2取0。

5ｍ,底部构造层高h1-4取

0、８m,则一氧池总高H1:

H1=h1-１+h1-2+ｈ１-3+h1－４＋h泥斗=0.5+0.5+3。

5+0.8+2.０＝7。

3（m

则一氧池尺寸:

L１＊B１*H1=10。

3m*4。

０ｍ＊7。

3m

二氧池填料体积V1

V2=Qｔ2＝15００＊1。

５73/２4＝９８、3ｍ３

二氧池总面积A1—总:

A2-总=V2／ｈ2－3=98、３／3=32。

8（m2〉25m2

二氧池格数n同样取2格,

设计二氧池宽B1取4米,则池长L2:

L2＝32.8/4=8、2m

设该污水SS中60%可为生物降解活性物质,泥龄ＳRT取5ｄ,

则二氧池污泥干重:

ＷＤS＝0、4＊1500*５*（0、０4６２－0、０09２4）+（0、037８－0、0378＊0.6-0。

01134）*15０0×5=139.23（kg/5d）

污泥体积:

ＱＳ=　WDＳ／（1-97%＝13９。

23/（10０0＊0、03＝4、64m3

本设计接触氧化池泥斗高０。

９m,泥斗下口取0。

5m×0。

5m,

则二氧池泥斗体积:

Vs2＝（1／３*0、9*（３2、8+0.２５+sqr（32。

8＊0。

2５＝10、77（m3〉4.６4m３

二氧池超高h2－1取0.5m,稳定水层高h2－２取０、5ｍ,底部构造层高h2-4取

0、8m,则一氧池总高H２:

H２=h2—1+h2—２＋h2—３+h2-4+h泥斗２＝０、５+０、5+３＋0。

8＋０.９=5.7（ｍ

则二氧池尺寸:

L2＊　Ｂ2＊H２=8。

2m*4、０m＊５.7m

一氧池污泥与二氧池污泥汇合。

污泥量＝2１。

63＋4、64＝26.27　m3,选用

DN17５mm排污管,流速=0、7m/s,i=0、56％,排泥时间＝3。

57min。

3.5、４校核ＢＯD　负荷

BOD容积负荷为:

Ｉ=QS0/[（V1+V2*１000］=1500*231/［（1４4+98。

3*1０0０]=1。

４3[kg/（m3*d]

BOD去除负荷为:

I’＝Q（S0－Ｓｅ／［（V１+V2＊1000］＝1500＊（231－９。

２4/[（１4４+９8、3*1000]=1。

３7［ｋg/（m3＊d]

均符合设计要求、

3。

5。

5填料选择计算

本设计采用YＣＤT　立体弹性填料,ＹCＤＴ　型立体弹性填料筛选得聚烯烃类与聚酰胺中得几种耐腐、耐温、耐老化得优质品种,混合以亲水、吸附、抗热氧等助剂,采用特殊得拉丝,丝条制毛工艺,将丝条穿插着固着在耐腐、高强度得中心绳上,由于选材与工艺配方精良,刚柔适度,使丝条呈立体均匀排列辐射状态,制成了悬挂式立体弹性填料得单体,填料在有效区域内能立体全方位舒展满布,使气、水、生物膜得到充分混渗接触交换,生物膜不仅能在运行过程中获得愈来愈大得比表面积,又能进行良好得新陈代谢,这一特征与现象就是国内目前其她填料不可比拟得。

由于该填料独特得结构形式与优良得材质工艺选择,使其具有使用寿命

长、充氧性能好、耗电小、启动挂膜快、脱膜更新容易、耐高负荷冲击,处

理效果显著、运行管理简便、不堵塞、不结团与价格低廉等优点。

YCDＴ型立体填料与硬性类蜂窝填料相比,孔隙可变性大,不易堵塞;与软性类填料相比,材质寿命长,不粘连结团;与半软性填料相比,比表面积大,挂膜迅速、造价低廉。

因此,该填料可确认就是继各种硬性类填料、软性类填料与半软性填料后得第四代高效节能新颖填料。

YCDT型立体填料材质特征［26]如表３—２所示。

结构部件

材质

比重

断裂强力

拉伸强度（MPａ

连续耐热温度（℃

脆化温度（℃

耐酸碱稳定性

丝条

中心绳

聚烯烃类

（聚酰胺

0。

93

０.９５

120N

71。

4DａN

≥３0

≥15　　

80-100

8０-100

-１5

—15

稳定

稳定

表３—２YCDT填料材质特性

主要技术参数:

填料单元直径:

１50ｍｍ丝条直径:

０.35mm

安装距离:

15０mm成膜后重量:

50～1０0kg／m3

填料上容积负荷:

2-3kgCOD／m3·ｄ

比表面积:

50~300m2/m3空隙率:

〉99％

填料安装:

一段接触氧化池内填料安装得根数:

长:

0。

1５＊（ｎ+1=5。

１5　n=34

宽:

０、15*（n+1＝4、０n＝26

则一段接触氧化池填料安装根数:

（３４＊26＊2=1７68根

二段接触氧化池内填料安装得根数:

长:

0。

15＊（n＋１=４、１　n=2７

宽:

0。

1５＊（ｎ＋1=4。

0n=26

则二段接触氧化池填料安装根数:

（27＊2６＊2＝1４04　根

氧化池共有填料:

1７68+1４0４=3172根

填料安装:

采用悬挂支架,将填料用绳索或电线固定在氧化池上下两层

支架（10cm）上,以形成填料层。

用于固定填料得支架可用塑料管焊接而成,

栅孔尺寸与栅条距离与填料安装尺寸相配合。

3.5、6接触氧化池需气量计算

Q气=Ｄ0＊Ｑ=18*1500=2７000（m3／d=18、7５（m3/ｍin

式中　Q气—需气量,m3/d,

D0—1ｍ３污水需气量,m３/ｍ3,一般为15～2０ｍ3/ｍ3;

Q—污水日平均流量,m3/d

一氧池需气量:

Q1—气=0。

6　Q气=0.6＊1８。

75=１１.25　（m３/min

二氧池需气量:

Ｑ2－气=0.4Q气=0、４*1８。

75=7.5（m３/ｍin

接触氧化池曝气强度校核:

一氧池曝气强度:

Q1－气/A1=5、25/（41、2/２=0、25[ｍ３/（m2*ｍｉn］＝15.3[ｍ3／（m２＊h］

二氧池曝气强度:

Ｑ2—气/Ａ1=３２。

8／２=16。

４［ｍ3/（ｍ２*min]=1２。

8［ｍ3/（m2＊h］

二池均满足《生物接触氧化法设计规程》要求范围得［１0～20m3/（m２＊h］、

综合以上计算,接触氧化池总需气量Q气=1８.75　m3／ｍin,加上15％得工程预算ＱS=1８。

７５＊（1＋1５%=21.５6m3／min

据资料,经济得厌氧池高度一般为４～６m,并且大多数情况下这也就是系统优化得运行范围。

厌氧池得池形有矩形、方形与圆形。

圆形厌氧池具有结构稳定得特点,但就是建造圆形厌氧池得三相分离器要比矩形与方形得厌氧池复杂得多、因此本次设计先用矩形厌氧池,从布水均匀性与经济考虑,矩形厌氧池长宽比在2:

1左右较为合适。

２.６。

2厌氧池容积计算

（１）有效容积

设计流量:

20０m3/d　每小时８.3３m3

设计容积负荷为Nｖ＝２。

0kgCOD/（m3.d

进水:

CODCｒ≥450ｍg/L　出水:

ＣOＤCr≤50mg/L

则厌氧池有效容积为:

Ｖ１＝2０0×（450—５0）×０。

0０１/2=4０m3

（2）厌氧池总容积

设计厌氧池有效高度为h=4m,则横截面积S=４0／４=1０m２

设计厌氧池长约为宽得2倍,则可取L＝４。

4m,B=2、2m;

一般应用时厌氧池装液量为７0％～90％,本工程中设计反应器总高度为Ｈ=6、5ｍ,其中超高0。

5ｍ。

厌氧池得总容积V＝4.4×２。

2×6=5８ｍ3,有效容积为４０ｍ３,则体积有效系数为69%,符合有机负荷要求。

（3）水力停留时间（HRT）与水力负荷率V２

T=（4０/200×２４=４、8ｈ,Ｖ２＝（20０/24/10=０。

8３ｍ3/（ｍ２。

h

对于颗粒污泥,水力负荷V2＝0.1～0、9　m3/（m2。

ｈ,符合要求、

2.6。

３进水分配系统得设计

本次设计采用一管多点得布水方式,布水点数量与处理废水得流量、进水浓度、容积负荷等因素有关、

为配水均匀,出水孔孔径一般为１0~20mm,常采用１5mｍ,孔口向下或与垂线成呈450方向,为了使穿孔管各孔出水均匀,要求出口流速不小于2m／s.

本厌氧池采用连续进料方式,布水孔孔口向下,有利于避免管口堵塞,而且由于厌氧池底部反射散布作用,有利于布水均匀、

为了增强污泥与废水之间得接触,减少底部进水管得堵塞,建议进水点距厌氧池底2０0~2５0mm,本次设计布水管离厌氧池底部200ｍm。

２.6、4排泥系统得设计

一般认为,排出剩余污泥得位置在厌氧池得１/2高度处,但大都推荐把排泥设备安装在靠近厌氧池得底部,也有人在三相分离器下0。

５m处理设计排泥管,以排除污泥床上面部分得剩余絮状污泥,而不会把颗粒污泥排走,对于厌氧池排泥系统,必须同时考虑在上、中、下不同位置设排泥设备,应根据生产运行中得具体情况考虑实际得排泥要求,来确定排泥位置。

本次设计在三相分离器下0、5m开始设置三个排泥口、

厌氧池每三个月排泥一次,污泥排入集泥池中。