AO工艺标准设计计算参考.docx

1、AO工艺标准设计计算参考A1/O生物脱氮工艺一、设计资料设计处理水平为日处理废水量为 30000m3废水水质如下：PH 值7.07.5水 温 14-25 C BOD5=160mg/LVSS=126mg/L(VSS/TSS=0.7) TN=40mg/L NH3-N=30mg/L根据要求：出水水质如下：BOD5=20mg/L TSS=20mg/L TN 15mg/L NH3-N 8mg/L根据环保部门要求,废水处理站投产运行后排废水应到达国家标准?污水综合排放标准?GB8978-1996中规定的 二级现有标准,即COD120mg/l BOD 30 mg/l NH -N20 mg/l PH=6-9

2、SS 0.15m/s(11)砂水别离器的选择沉砂池的沉砂经排砂装置排除的同时,往往是砂水混合体,为进一步别离出砂和水,需配套砂水别离器去除沉砂的间隔时间为 2d,根据该工程的排砂量,选用一台某公司生产的螺旋水别离器.该设备的主要技术性能参数为：进水砂水别离器的流量为13L/S ,容积为0.6m3,进水管直径为100mm,出水管直径为100mm,配套功率为0.25KW4、A1/O生物脱氮工艺设计计算(1)好氧区容积V1V1=飙 Y=0.6;Kd=0.05)出水溶解性BODS为使出水所含BOD5降到20mg/L,出水溶解性BOD5浓度S应为：S=20- 1.42 x x TS8(4 kt)=20

3、1.42 X 0.7 X 20-趋0.23 X 5)=6.41(mg/L)设计污泥龄.首先确定硝化速率(取设计pH=7.2),计算公式：=0.47e0.098(T- 15) 1 - 0.0833(7.2- Ph)=0.462 X 0.958 X 0.606=0.247l(d硝化反响所需的最小污泥龄=4 05 (d)选用平安系数K=3;设计污泥龄 =K =3X4.05=l2.2(d)好氧区容积VI, m3Vl= =7482.38(m3)好氧区容积V2V2=需复原的硝酸盐氮量.微生物同化作用去除的总氮NW:NW=0.I24 =0.I24 x =7.2(mg/L)被氧化的NH3-N=ffi水总氮量出

4、水氨氮量用与合成的总氮量=40-8-7.2=24.8(mg/L)所需脱硝量=进水总氮量出水总氮量用与合成的总氮量=40-15-7.2=17.8(mg/L)需复原的硝酸盐氮NT=3000(K 17.8 x =534(kg/d) 反硝化速率 qdn.T=qdn,20 ( qdn20取 0.I2kgNO -N/(kgMLVSSd);取I.08.)qdn.T=0.I2 乂 I.08I40=0.076(kgNO -N/(kgMLVSS)缺氧区容积V2= =2509.4 (m3)缺氧区水力停留时间t2= = =0.084(d)=2.0(h)曝气池总容积V总,m3V 总=V1+V2=7482.32+2509

5、.4=9991.78m3系统总设计泥龄=好氧池泥龄+缺氧池泥龄=12.2+12.2 X =16.29d污泥回流比及混合液回流比 污泥回流比R.设SVI=150回流污泥浓度计算公式：XR= xr (取1.2)XR= x 1.2=8000mg/L混合液悬浮固体浓度 X (MLSS =4000mg/L污泥回流比 R= X100= X 100 =100% (一 般取 50% 100%) 混合液回流比R内.混合液回流比R内取决与所要求的脱氮率.脱氮率可用下式粗略估算：=62.5%r= = =167% =20 0剩余污泥量生物污泥产量：PX= = =1523.73kg/d对存在的惰性物质和沉淀池的固体流失

6、量可采用下式计算:PS=Q (X1 Xe) (Q 取 30000m3/d)Ps=Q(XJXe)=30000 x (0.480.126 0.02)=1020kg/d乘U余污泥量 AX=PX+PS=1523.73+1020=2543.73kg/d去除每1kgBOD5产生的干泥量=0.61kgDs/kgBOD5反响池主要尺寸好氧反响池.总容积 V1=7482.38m3,设反响池2组.单组池容 V1单=3741.19m3有效水深h=4.0m,单组有效面积 S1单=935.30m3采用3廊道式,廊道宽b=6m,反响池长度L1= = =52m超高取1.0,那么反响池总高H=4.0+1.0=5.0m缺氧反响

7、池尺寸总容积 V2=2509.4m3设缺氧池2组,单组池容丫2单=1254.7m3有效水深h=4.1m,单组有效面积 S2单=306.02m长度与好氧池宽度相同,为 L=18m,池宽=17m反响池进,出水计算进水管.两组反响池合建,进水与流污泥进入进水竖井,经混合后经配渠,进水潜孔进入缺氧池.单组反响池进水管设计流量 Q1=Q= =0.347m3/s管道流速采用v=0.8m/s.管道过水断面 A= = =0.434m管径 d= = =0.74m取进水管管径DN 700mm.校核管道流速v= = =0.90m/s回流污泥渠道.单组反响池回流污泥渠道设计流量QRqr=r Q=1x =0.347m3

8、/s渠道流速v=0.7m/s;贝U渠道断面积 A= = =0.496m2那么渠道断面bxh=1.0mx 0.5m校核流速v= =0.69m/s渠道超高取0.3m;渠道总高为0.5+0.3=0.80m进水竖井.反响池进水孔尺寸：进水孔过流量 Q2= (1+R) X =(1+1) X = =0.347m3/s孔口流速v=0.6m/s孔口过水面积 A= = =0.58m2孔口尺寸取1.2mx 0.5m;进水竖井平面尺寸 2.0mx 1.6m4出水堰及出水竖井.按矩形堰流量公式：Q3=0.42 bH =1.866 X bx HQ3=(1+r)=(1+1) =Q=0.347m3/s画 6.0m)H= =

9、 =0.10m出水孔过流量Q4=Q3=0.347m3/s孔 口流速 v=0.6m/s;孔口过水断面积 A= = =0.58m2孔口尺寸取1.2mx 0.5m;出水竖井平面尺寸 2.0mx 1.6m5出水管.单组反响池出水管设计流量Q5=Q3=0.347m3/s管道流速v=0.8m/s;管道过水断面 A= = =0.9m/s曝气系统设计计算 设计需氧量AOR需氧量包括碳化需氧量和硝化需氧量,并应扣 除剩余活性污泥排放所减少BOD5及NH3-N的氧当量此局部用于细 胞合成,并未耗氧,同时还应考虑反硝化产生的氧量.AOR碳化需氧量+硝化需氧量反硝化脱氮产氧量=去除BOD5需氧 量剩余污泥中BOD5需

10、氧量+ NH3-N硝化需氧量剩余污泥中 NH3-N的氧当量反硝化脱氮产氧量a碳化需氧量D1D1= 1.42Pxk取 0.23,t 取 5dD1= -1.42 X 1523.73=4579.42kgO2/db硝化需氧量D2D2=4.6Q(N0- Ne) 4.6 x 12势 x Px c反硝化脱氮产生的氧量D3=4.6 x 30000 x(00008) -4.6 X 12的X 1523.73=3546.86kgO2/dD3=2.86NT式中,NT为反硝化脱除的硝态氮量,取 NT=534kg/dD3=2.86 X 534=1527.24kgO2/d故总 需氧量 AOR=D1+D2 D3=4579.4

11、2+3546.86 1527.24=6599.04kgO2/h=274.96kgO2/hAORmax=1.4AOR=1.4X 6599.04=9238.66kgO2/d=384.94kgO2/h去除每 1kgBOD5 的需氧量=1.57kgO2/kgBOD5标准需氧量.采用鼓风曝气,微孔曝气器敷设于池底,距池底0.2m, 淹没深度3.8m,氧转移效率EA=20%,将实际需氧量AOR换算成标 准状态下的需氧量SORSOR= (T取 25 C, CL取 2mg/L,取 0.82,取 0.95)查表得水中溶解氧饱和度：CS (20) =9.17mg/L,CS(25)=8.38mg/L空气扩散器出 口

12、处绝对压力：Pb=p+9.8X103H(p=1.013 x 105Pa,Pb=1.013 x 105+9.8 x 103 x 3.8=1.385 x 105Pa 空气离开好氧反响池时氧的百分比 Ot:Ot= x 100式中,EA为空气扩散装置的氧的转移效率,取EA=20%Ot= =17.54%好氧反响池中平均溶解氧饱和度：Csm(25)=Cs(25)( + 尸8.38 X ( + 尸9.12mg/L标准需氧量为：SOR= =9835.62kg/d=409.82kg/h相 应 最 大 时 标 准 需 氧 量 为：SORmax=1.4SOR=1.4X 9835.62=13769.87kg/d=57

13、3.74kg/h好氧池反响池平均时供气量为：GS= X 100= x 100=6830.33m3/h最大时供气量为：Gsmax=1.4GS=9562.46m3/h 所需空气压力p(相对压力)p=h1+h2+h3+h4+Ah(h4取0.004Mpa,Ah取 0.005Mpa)取 h1+h2=0.002Mpa p=0.002+0.038+0.004+0.005=0.049Mpa=49kPa可根据总供气量,所需风压,污水量及负荷变化等因素选定风机台数,进行风机与机房设计.曝气器数量计算以单组反响池计算.a按供氧水平计算曝气器数量.h1 =采用微孔曝气器,参照有关手册,工作水深4.3m,在供风量q=1

14、3m3h个时,曝气器氧利用率EA=20%,效劳面积0.30.75m,2, 充氧水平qc=0.14kgO2/h个,贝U:h1= =2049个b以微孔曝气器效劳面积进行校核f= = =0.46m2 0.75m2 供风管道计算.供风管道指风机出口至曝气器的管道.a干管.供风干管采用环状布置.流量 QS=0.5X Gsmax=0.5X 9562.46=4781.23m3/h流速 v=10m/s管径 d= = =0.411m取干管管径为DN400mm.b支管.单侧供气向单侧廊道供气支管布气横管：QS|t= X = x 9562.46=1593.74m3/h流速 v=10m/s;管径 d= = =0.23

15、7m取支管管径为DN250mm.双侧供气：QSM= = x 9562.46=3187.49m3/h流速 v=10m/s;管径 d= = =0.336m取支管管径为DN400mm.(10)缺氧池设备选择 缺氧池分成三格串联,每格内设一台机械搅拌器.缺氧池内设3台潜水搅拌机,所需功率按5W/m3污水计算.厌氧池有效容积 V单=17X 18X 4.1=1254,6m3混合全池污水所需功率 N单= 1254.6 X 5=6273W(11)污泥回流设备选择污泥回流比R=100%污泥回流量 QR=RQ=30000m3/d=1250m3/h设回流污泥泵房1座,内设3台潜污泵(2用1备)；单泵流量 QR单=0

16、.5QR=0.5X 1250=625m3/h水泵扬程根据竖向流程确定.(12)混合液回流泵混合液回流比R内=200%混合液回流量 QR=R内 Q=2X 30000=60000m3/d=2500m3/h每池设混合液回流泵2台,单泵流量QR单=625m3/h混合液回流泵采用潜污泵.5、向心辐流式二次沉淀池(1)沉淀池局部水面面积F最大设计流量 Qmax=0.5m3/s=1800m3/h采用两座向心辐流式二次沉淀池,外表负荷取 0.8m3/(m2 h)那么F= = =1125m2 (2)池子直径DD= = =37.9mM D=38m(3)校核堰口负荷qq = = =2.1CX 4.34L/(sm)(

17、4)校核固体负荷GG= = =153.6kg/(m2 d)(符合要求)(5)澄清区高度h2设沉淀池沉淀时间t=2.5hh2,= =qt= =2m(6)污泥区高度h2h2 = = =1.48m池边水深h2h2= h2 +h2 +0.3=2+1.48+0.3=3.78m(8)污泥斗高h4设污泥斗底直径 D2=1.0m上口直径D1=2.0m,斗壁与水平夹角60那么h4=( )tan60 =( ) tan60 =0.87m(9)池总高H二次沉淀池拟采用单管吸泥机排泥,池底坡度取0.01,排泥设备中央立柱的直径为1.5m.超高 h1=0.3m 故池总高 H=h1+h2+h3+h4=0.3+3.78+0.

18、18+0.87=5.13m (10)流入梢设计采用环行平底糟,等距设布水孔,孔径 50mm,并加100mm长短管 流入梢 设流入梢宽B=0.8m梢中流速取1.4m/s梢中水深h= 布水孔数 n 取 t=650s,Gm20s-1水温 20c 日t v=1.06 m2/s布水孔平均流速 vn= = =0.74m/s布水孔数n=个孔距校核Gmv1 =v2=Gm=住1030之间合格)(二)、污泥处理系统1、浓缩池(1)浓缩池面积A剩余污泥量=2543.73kg/d污泥固体通量选用30kg/(m2 d)A= m2浓缩池直径D设计采用n=1个圆形辐流池浓缩池直径D=取D=11m 浓缩池深度H 浓缩池工作局

19、部的有效水深h2=式中取T=15hQW=阐 C0=6kg/m3贝U h2=超高h1=0,3m缓冲层高度h3=0.3浓缩池设机械刮泥坡底坡度i=1/20污泥斗下底直径D1=1,0m上底直径D2=2,4m池底坡度造成的深度h4=污泥斗高度h5=浓缩池深度 H=h1+h2+h3+h4+h5=0.3+3.125+0.3+0.215+1.0=4.94m2、污泥泵共设污泥泵两台,一用一备单泵流量 Q =424m3/d=17.7m3/h3、污泥脱水间进泥量 =424m3/d=17.7m3/h出泥饼GW=68t/d泥饼干重W=18t/d选用D匕3000带式脱水机,带宽3m,处理水平为600kg干/h,选用三 台.