接触氧化池设计参数讲解学习.docx
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接触氧化池设计参数讲解学习
接触氧化池设计参数
各种工艺设计参数
一、接触氧化池
1、容积负荷
表1各种处理方法的比较
处理方法
项目
生物接触氧化法
生物转盘
标准活性污泥法
BOD容积负荷（kg/m3·d）
1.5
5～10g/m2·d
0.6
池自身占地面积
中
大
大
MLSS量（mg/l）
6000～10000
5～15g/m2
2000～3000
污泥量
最少
少
大
停运后的问题
长期停运，污泥剥离量大
长期停运，污泥剥离量大
若停运三天以上，则恢复困难
2、生物膜重量
氧化池中生物膜重量一般为6200～14000mg/l，呈悬浮状微生物的（活性污泥）一般只有200～300mg/l，因此可以粗略的以生物膜重量表示生物接触氧化法的微生物数量。
城市污水中生物膜重量为12000～14000mg/l。
3、填料
（1）填料特性比较
表2填料特性比较
指标
种类
重量
（kg/m3）
比表面积
（m2/m3）
空隙率
（%）
价格
（元/m3）
碎石（D=6cm）
1300
110
45
10～15
φ19蜂窝
42
210
98
300～400
φ15蜂窝
31
170
98
仿英Floccor（波纹板）
39
83
98
立体波纹
45
100
97
日本微研式（立体波纹）
30
310
98.5
纤维
3左右
500～2000
99
50～80
（2）填料容积V有效
V有效=Q（C0-C1）/I·1000
式中Q——处理水量（m3/d）
C0——进水BOD浓度（mg/L）
C1——出水BOD浓度（mg/L）
I——BOD容积负荷（m3）
4、停留时间
（1）弗鲁因德利希吸附式
Q（C0-C1）/V=2.44C11.98
式中Q——处理水量（m3/d）
C0——进水BOD浓度（mg/L）
C1——出水BOD浓度（mg/L）
V——填料容积（m3）
（2）停留时间
T=24V/Q=24（C0-C1）/2.44C11.98
5、池体高度
一般的氧化池填料高度为3m，底部的布水布气层高度为0.6～0.7m，顶部的稳定水层高度为0.5～0.6m，所以总池高度一般为4.5～5.0m。
6、供气量
（1）需氧量（R）：
生物膜的需氧量（R）包括合成用氧量和内源呼吸用氧量两部分。
即：
R=a＇·△BOD+b＇·P
式中R——生物膜的需氧量（kg/h）
△BOD——单位时间内去除的BOD量（kg/h）
P——活性生物膜数量（kg）
a＇、b＇——系数
从等当量的化学反应来看，每去除1kgBOD需要1kgO2。
但实际是随着负荷的变化而变化的。
例如，在普通生物滤池法中，污泥负荷低，泥龄长，氧化反应进行的比较彻底，去除1kgBOD的需氧量可大于1kg，系数a＇通常为1.46左右；在生物接触氧化法中，污泥负荷高，生物膜更新快，泥龄较短，有一部分BOD物质未被氧化就排出系统，因此去除1kgBOD的需氧量往往低于1kg，系数a＇通常小于1。
根据实验测定，用于生物膜内源呼吸的氧量为0.3mg/m2·h左右，按照填料的比表面积和生物膜的干重（kg/m3）可推算系数b＇，在普通生物滤池中b＇=0.18。
（2）供氧量（Qs）：
供氧量Qs取决于需氧量（R）和曝气装置氧的总转移系数KL0，当缺乏KL0资料时，建议按下式计算Qs：
Qs=R·K/αβγ
式中K为需氧量不均匀系数。
在实际运转系统中水量与水质是变化的，这样也就形成了需氧量的不均匀性，水量与水质高负荷时的需氧量往往比平均负荷时要高出很多。
在确定供气系统时必须按最大需氧量考虑才能取得预期效果。
K值按排水制度、工艺生产等实测确定。
α为氧的水质转移系数；β为饱和溶解氧修正系数。
α、β值视处理水水质而异。
经实验测定，生活污水的α值为0.8，β值为0.9～0.95；工业废水，如印染废水的α值只有0.35～0.5，β值为0.78。
γ为不同温度时的充氧系数，其值可由表3查得。
表3不同温度及溶解氧时的充氧系数γ值
溶解氧（mg/L）
温度（℃）
5
10
15
20
25
32
0
1.04
1.03
0.97
1.0
1.04
1.02
1
0.96
0.94
0.88
0.89
0.92
0.88
2
0.88
0.85
0.78
0.78
0.79
0.75
3
0.80
0.76
0.68
0.67
0.67
0.62
4
0.72
0.68
0.59
0.56
0.54
0.48
5
0.63
0.58
0.49
0.46
0.42
0.35
（3）供气量（W）：
计算出来的供氧量还需换算成空气量（W）
W=Qs/ρ·C（m3/h）
式中ρ——氧气的容重，在20℃标准状态下，ρ=1.429kg/m3；
C——氧气在空气中所占的体积比，标准状态下C=0.2093。
根据上式所计算出的供气量应作压力、温度和水深的修正，后两项影响较小，略去不计，则可按下式折算成为所需标准状态下的空气量（W标）
W标=（1+P）1/2·W（m3/h）
式中P—空气的表压（kg/cm2），根据该式计算而得的空气量，即为供气系统的供气量。
标准状态下空气中含氧量（O）为0.27kg/N·m3，需氧量为R，空气利用率为ε，则标准状态下供气量Qs=R/ε·O。
二、竖流沉淀池
1、不同BOD负荷时污泥产生量
表4不同BOD负荷时污泥产生量的实验结果
BOD负荷（kg/m3·d）
去除每公斤BOD产生的污泥量
（kg/kgBOD）
1.0以下
0.18
1.5
0.31
2.0
0.35
2.5
0.42
3.0
0.58
3.6
0.70
2、竖流沉淀池从下到上依次分为：
污泥斗（下底直径一般为0.3～0.5m，倾角一般为50°～60°）、缓冲层（0.3～0.6m）、沉淀澄清区、溢流区（0.2～0.4m）、保护层（超高部分）。
3、澄清区
计算澄清区面积的公式为：
F=Q/μ
式中F——澄清区面积（m2）
Q——最大污水流量（m3/h）
μ——上升流速（mm/s）或表面负荷（m3/m2·h）
上升流速由污水水质、混合液浓度和污泥沉降性能决定的。
例如，生活污水有一定的无机物，上升流速可采用稍高值；某些工业废水的污泥由溶解状化学物质合成的，质轻灰分多，上升流速宜稍低。
混合液浓度高时，上升流速宜稍低，反之亦然。
国外生物处理系统的二次沉淀池，上升流速差别较大，一般在0.2～0.8mm/s之间。
国内设计的二次沉淀池上升流速多在0.3～0.5mm/s之间，沉淀时间常采用1.5～2.0h，一般为1.5h。
生物接触氧化法二次沉淀池的工作情况有其特殊性，进水中悬浮物（污泥）浓度较低，一般为200～300mg/L，质轻呈絮片状，沉降性能不如活性污泥。
但是，目前尚缺乏沉淀试验与实测资料，在设计时，往往仍然参考上述活性污泥法的数据。
①澄清区水深h2计算如下：
h2=Q·t/F
式中Q——处理水量（m3/h）
t——沉淀时间（h）
F——澄清区面积（m2）
②澄清区水深H（m）还可按下式计算：
h2=μ×t×3.6
式中μ——上升流速（mm/s）
t——沉淀时间（h）
4、中心管、喇叭口及反射板
设置反射板，中心管流速V0采用0.03m/s，则中心管有效截面积为：
f2=q/V0
中心管直径为：
d0=（4f2/π）1/2
喇叭口直径为：
d1=1.35d0
反射板直径为：
d2=1.3d1
中心管喇叭口与反射板之间的缝隙高度为：
h3=q/V1πd1
V1取0.02m/s。
5、沉淀部分
沉淀区高度h2=μ×t×3.6
沉淀区有效断面积f1=Q/μ
沉淀区总面积F=f1+f2
沉淀池直径D=（4F/π）1/2
验算：
3h2＞D才符合要求。
6、污泥斗
污泥斗呈圆截锥体形，倾角α采用50°～60°，下底直径（D1）采用0.3～0.5m，则污泥斗高度为：
h5=（D/2-D1/2）×tgα
污泥斗容积为：
W=π×h5×（R2+R·r+r2）/3
7、沉淀池总高度：
保护层高度（h0）、溢流区高度（h1）、沉淀区高度（h2）、中心管喇叭口与反射板之间的高度（h3）、缓冲层高度（h4）、污泥斗高度（h5）
H=h0+h1+h2+h3+h4+h5
三、上向流斜板沉淀池
（1）池表面积（m2）：
f=L×B，L（m）为池长，B（m）为池宽。
（2）表面负荷（m3/m2·h）：
q＇=q/f，其中q（m3/h）为流量。
（3）斜板数目（块）：
n=[（L-b·sin30°）×sin60°/P+1]×B/a，其中a（m）为板长，b（m）为板宽，硬聚氯乙烯塑料板每块a×b=1.4×0.8m2；P为斜板放置间距，一般为50～150mm，采用100mm者为多；该公式设置斜板倾角θ为60°，一般为50°～60°。
（4）水流通过斜板的上升流速（mm/s）：
V=q/（a×P×n×sin60°），国内运转实际证明，上升流速V宜控制在1～1.2mm/s。
（5）斜板总面积（m2）：
A1=n×a×b×cos60°
（6）沉降流速（mm/s）：
VS=q/A1
（7）斜板部分停留时间（min）：
T1=b/V
（8）沉淀池直部高度（H）：
配水区高度H1=1.0m（包括斜板支架的有效高度）
斜板高度H2=b×sin60°=0.8×0.866=0.7m
清水区高度H3=0.6m
保护高度H4=0.5m
直部总高H=H1+H2+H3+H4=2.8m
（9）澄清部分容积（m3）：
W=B×L×（H1+H3）
（10）澄清部分停留时间（min）：
T2=W/q
（11）斜板雷诺数Re=43.3PV。
Re小于2000为层流，大于2000则出现稳流，在斜板沉淀池中，Re可降到500以下，处于层流状态，对沉降创造了有利条件。
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