AO工艺标准规范标准设计计算参考材料.docx

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1、”A1/O 生物脱氮工艺一、 设计资料设计处理力量为日处理废水量为 30000m3废水水质如下：PH值7.07.5水温1425BOD5=160mg/L VSS=126mg/L(VSS/TSS=0.7) TN=40mg/L NH3-N=30mg/L依据要求：出水水质如下：BOD5=20mg/L TSS=20mg/L TN 15mg/L NH3-N 8mg/L依据环保部门要求，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 COD 120mg/l BOD 30 mg/l NH -N20 mg/l PH=6-9 SS30 mg/l二、污水

2、处理工艺方案确实定城市污水用沉淀法处理一般只能去除约 2530的 BOD5，污水中的胶体和溶解性有机物不能利用沉淀方法去除，化学方法由于药剂费用很高而且化学混凝去除溶解性有机物的效果不好而不宜承受。承受生物处理法是去除废水中有机物的最经济最有效的选择。废水中的氮一般以有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮等四种形态存在。生活污水中氮的主要存在形态是有机氮和氨氮。其中有机氮占生活污水含氮量的 40%60%，氨氮占 50%60%，亚硝酸盐氮和硝酸盐氮仅占 0%5%。废水生物脱氮的根本原理是在传统二级生物处理中，将有机氮转化为氨氮的根底上，通过硝化和反硝化菌的作用，将氨氮通过硝化转化为亚硝态氮、硝态氮，

3、再通过反硝化作用将硝态氮转化为氮气，而到达从废水中脱氮的目的。废水的生物脱氮处理过程，实际上是将氮在自然界中循环的根本原理应用与废水生物处理，并借助于不同微生物的共同协调作用以及合理的认为运用掌握，并将生物去碳过程中转化而产生及原废水中存在的氨氮转化为氮气而从废水中脱除的过程。在废水的生物脱氮处理过程中，首先在好氧oxic条件下，通过好氧硝化的作用，将废水中的氨氮氧化为亚硝酸盐氮；然后在缺氧Anoxic条件下，利用反硝化菌脱氮菌将亚硝酸盐和硝酸盐复原为氮气N2而从废水中逸出。因而，废水的生物脱氮通常包括氨氮的硝化和亚硝酸盐氮及硝酸盐氮的反硝化两个阶段，只有当废水中的氨以亚硝酸盐氮和硝酸盐的形态

4、存在时，仅需反硝化脱氮一个阶段.与传统的生物脱氮工艺相比，A/O 脱氮工艺则有流程简短、工程造价低的优点。该工艺与传统生物脱氮工艺相比的主要特点如下：流程简洁，构筑物少，大大节约了基建费用；在原污水 C/N 较高大于 4时，不需外加碳源，以原污水中的有机物为碳源，保证了充分的反硝化，降低了运行费用；好养池设在缺养之后，可使反硝化残留的有机物得到进一步去除， 提高出水水质；缺养池在好养池之前，一方面由于反硝化消耗了一局部碳源有机物， 可减轻好养池的有机负荷，另一方面，也可以起到生物选择器的作用， 有利于掌握污泥膨胀；同时，反硝化过程产生的碱度也可以补偿局部硝化过程对碱度的消耗；该工艺在低污泥负荷

5、、长泥龄条件下运行，因此系统剩余污泥量少， 有肯定稳定性；便于在常规活性污泥法根底上改造 A1/O 脱氮工艺；混合液回流比的大小，直接影响系统的脱氮率，一般混合液回流比取 200500，太高则动力消耗太大。因此 A1/O 工艺脱氮率一般为 7080，难于进一步提高。三、 污水处理工艺设计计算(一)、污水处理系统1、格栅设计流量：平均日流量 Qd=3000m3/d=0.35m3/s则 K2=1.42最大日流量 Qmax=K2Qd=0.50m3/s设计参数：格栅倾角 =60 栅条间隙 b=0.021m 栅条水深 h=0.4m 过栅流速 v=0.9m/s1栅槽宽度栅条的间隙数 n 格栅设两组，按两组

6、同时工作设计，一格停用， 一格工作校核。则 n= = =31 个栅槽宽度B栅槽宽度一般比格栅宽 0.20.3m,取 0.2m设栅条宽度 S=10mm(0.01m)则栅槽宽度 B=Sn-1+bn+0.2=0.01 (31-1)+0.021 31+0.2=1.15m(2)通过格栅的水头损失 h1 进水渠道渐宽局部的 L1。设进水渠宽 B1=0.85m 其渐宽局部开放角 1=20进水渠道内的流速为 0.77m/s L1= = =0.41m 栅槽与出水渠道连接出的渐窄局部长宽 L2，m L2= = =0.21m 通过格栅的水头损失 h1,m h1=h0k(k 一般承受 3)h0= sin , =h1=

7、 sin k=2.42 sin60 3=0.097m (设 =2.42)（3） 栅后槽总高度H，m设栅前渠道超高 h2=0.3mH1= h+h1+h2=0.4+0.097+0.3=0.7970.8m（4） 栅槽总长度 L1，mL=L1+L2+1.0+0.5+ =0.41+0.21.1.0+0.5+ =2.52m 式中 H1=h+h2(5)每日栅渣量 W，m/3dw= 式中，w1 为栅渣量 m3/10 m 污水 ， 格栅间隙为 1625mm 时w1=0.100.05m/10m3污 水 ； 格 栅 间 隙 为 3050mm时 ,w1=0.030.1m3/103m3 污水本工程格栅间隙为 21mm,

8、取 W1=0.07m3/10m3 污水W= =2.18m3/d 0.2m3/d承受机械清渣2、提升泵站承受 A1/O 生物脱氮工艺方案，污水处理系统简洁，污水只考虑一次提升。污水经提升后入平流式沉砂池，然后自流通过缺养池、好养池、二沉池等。设计流量Qmax=1800m3/h,承受3 台螺旋泵，单台提升流量为900m3/h。其中两台正常工作，一台备用。3平流式沉池砂(1) 沉沙池长度L，m L=vt (取 v=0.25m/s,t=30s) 则 L=0.25 30=7.5m(2) 水流端面面积 A，m2 A= = =2m2(3) 池总宽度B，m B=nb (取 n=2, b=0.6m) 则 B=2

9、 0.6=1.2m(4) 有效水深 h2, m h2= = =1.7m(5) 沉砂池容积 v, m3V= 取 x=30m3/106m3 污水，T=2d k2=1.42 则 V= =1.83m3(6) 每个沉斗砂容积 V0,m3设每个分格有 2 个沉沙斗，共 4 个沉砂斗则 V0= =0.46m3(7) 沉砂斗尺寸 沉砂斗上口宽 a,ma= +a1 (式中h/3 为斗高取h/3=0.35m, a1 为斗底宽取,a1=0.5m, 斗壁与水平面的倾角 55 )则 a= +0.5=1.0m 沉砂斗容积 V0，m3V0=h/3(2a2+2aa1+2a12)= (2 12 2 1 0.5 +2 0.5)2

10、 =0.2m3(8) 沉砂室高度 h3 ,m承受重力排沙，设池底坡度为 0.06，坡向砂斗，沉砂室有两局部组成：一局部为沉砂斗，另一局部为沉砂池坡向沉砂斗的过滤局部，沉砂室的宽度为 2L2+a +0.2L2= = =2.65mh3=h/3+0.06 L2=0.35+0.06 2.65=0.51m(9) 沉砂池总高度 H，m取超高 h1=0.3m H=h1+h2+h3=0.3+1.7+0.51=2.51m(10) 验算最小流速 Vmin m/s在最小流速时，只用一格工作n1=1Vmin= Qmin= = =0.25m3/s则 Vmin= = =0.25m/s0.15m/s(11) 砂水分别器的选

11、择沉砂池的沉砂经排砂装置排解的同时，往往是砂水混合体，为进一步分别出砂和水，需配套砂水分别器去除沉砂的间隔时间为 2d，依据该工程的排砂量，选用一台某公司生产的螺旋水分别器。该设备的主要技术性能参数为：进水砂水分别器的流量为 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= (取 Y=0.6;Kd=0.05)出水溶解性 BOD5。为使出水所含 BOD5 降到 20mg/L，出水溶解性BOD5 浓度S 应为：S=201.42 TSS(1ekt)=201.420.720(1e

12、0.235)=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(T15) 10.0833(7.2Ph)=0.47e0.098(1415) =0.4620.9580.606=0.247(d1)硝化反响所需的最小污泥龄= = =4。05d选用安全系数 K=3；设计污泥龄 =K =34.05=12.2(d)好氧区容积 V1，m3 V1= =7482.38(m3)好氧区容积 V2 V2= 需复原的硝酸盐氮量。微生物同化作用去除的总氮 NW：NW=0.124 =0.124 =7.2(mg/L)被氧化的 NH3-N=进水总氮量出水氨氮量用与合成的总氮

13、量 =4087.2=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 =40157.2=17.8(mg/L)需复原的硝酸盐氮 NT=3000017.8 =534(kg/d) 反硝化速率 qdn.T=qdn,20 ( qdn20 取 0.12kgNO -N/(kgMLVSSd); 取1.08。)qdn.T=0.121.081420=0.076(kgNO -N/(kgMLVSS) 缺氧区容积V2= =2509.4m3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+2509.4=9991.78m3系统总设计

14、泥龄=好氧池泥龄+缺氧池泥龄=12.2+12.2 =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= r (r 取1.2)XR= 1.2=8000mg/L混合液悬浮固体浓度XMLSS=4000mg/L污泥回流比 R= 100= 100=100一般取 50100 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= = =167200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量可承受下式计算：PS=QX1Xe (Q 取 30000m

15、3/d) Ps=Q(X1Xe)=30000(0.180.1260.02)=1020kg/d 剩余污泥量X=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 承受 3 廊道式，廊道宽 b=6m,反响池长度 L1= = =52m 超高取 1.0,则反响池总高 H=4.0+1.0=5.0m 缺氧反响池尺寸总容积 V2=

16、2509.4m3设缺氧池 2 组，单组池容 V2 单= =1254.7m3有效水深 h=4.1m,单组有效面积 S2 单= = =306.02m长度与好氧池宽度一样，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管道流速承受 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 QR QR=R

17、Q=1 =0.347m3/s渠道流速 v=0.7m/s;则渠道断面积 A= = =0.496m2 则渠道断面 bh=1.0m0.5m 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 =1+1 = =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 1.2m0.5m;进水竖井平面尺寸 2.0m1.6m。 出水堰及出水竖井。按矩形堰流量公式：Q3=0.42 bH =1.866bHQ3=(1+R) =(1+1) =Q=0.347m3/s(b 取 6.0

18、m)H= = =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 1.2m0.5m;出水竖井平面尺寸 2.0m1.6m。 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削减 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

19、需氧量剩余污泥中 BOD5 需氧量+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= 1.42Px(k 取 0.23,t 取 5d)D1= 1.421523.73=4579.42kgO2/db 硝化需氧量 D2 D2=4.6Q(N0Ne) 4.612.4Px=4.630000(0.040.008) 4.612.41523.73=3546.86kgO2/dc 反硝化脱氮产生的氧量 D3 D3=2.86NT式中，NT 为反硝化脱除的硝态氮量，取 NT=534kg/d D3=2.86534=1527.24kgO2/d故 总 需 氧 量AOR=D1+D2

20、D3=4579.42+3546.861527.24=6599.04kgO2/h=274.96kgO2/h最大需氧量与平均需氧量之比为 1.4，则：AORmax=1.4AOR=1.46599.04=9238.66kgO2/d=384.94kgO2/h去除每 1kgBOD5 的需氧量= = =1.57kgO2/kgBOD5标准需氧量。承受鼓风曝气，微孔曝气器敷设于池底，距池底 0.2m, 漂浮深度 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，CL 取 2mg/L, 取 0.82, 取 0.95 查表得水中溶解氧饱和度： CS20=

21、9.17mg/L,CS(25)=8.38mg/L空 气 扩 散 器 出 口 处 绝 对 压 力 ： Pb=p+9.8103H (p=1.013105Pa,Pb=1.013105+9.81033.8=1.385105Pa空气离开好氧反响池时氧的百分比 Ot:Ot= 100式中，EA 为空气集中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)( + )=8.38( + )=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=1.49835.62=1

22、3769.87kg/d=573.74kg/h好氧池反响池平均时供气量为：GS= 100= 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+h(h4 取 0.004Mpa,h取 0.005Mpa)取 h1+h2=0.002Mpa p=0.002+0.038+0.004+0.005=0.049Mpa=49kPa可依据总供气量，所需风压，污水量及负荷变化等因素选定风机台数， 进展风机与机房设计。 曝气器数量计算以单组反响池计算。a 按供氧力量计算曝气器数量。 h1=承受微孔曝气器， 参照有关手册，

23、工作水深 4.3m, 在供风量q=13m3(h个) 时，曝气器氧利用率 EA=20，效劳面积 0.30.75m,2, 充氧力量 qc=0.14kgO2/(h个)，则：h1= =2049 个b 以微孔曝气器效劳面积进展校核f= = =0.46m20.75m2 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。供风干管承受环状布置。流量 QS=0.5Gsmax=0.59562.46=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 单= = 9562.46=1593.74m3/h流速 v

24、=10m/s;管径 d= = =0.237m取支管管径为 DN250mm。双侧供气：QS 双= = 9562.46=3187.49m3/h 流速 v=10m/s;管径 d= = =0.336m取支管管径为 DN400mm。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=17184.1=1254.6m3混合全池污水所需功率N 单=1254.65=6273W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

25、 1 备；单泵流量 QR 单=0.5QR=0.51250=625m3/h水泵扬程依据竖向流程确定。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=230000=60000m3/d=2500m3/h 每池设混合液回流泵 2 台，单泵流量 QR 单= =625m3/h 混合液回流泵承受潜污泵。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承受两座向心辐流式二次沉淀池，外表负荷取 0.8m3/(m2h) 则F= = =1125m2(2) 池子直径 DD= = =37.9m 取 D=38m(3) 校核堰口负荷 qq= = =

26、2.104.34L/(sm)(4)校核固体负荷 GG= = =153.6kg/(m2d)(符合要求)5澄清区高度 h2 设沉淀池沉淀时间 t=2.5h h2= =qt= =2m(6)污泥区高度 h2 h2= = =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则h4=( )tan60=( ) tan60=0.87m(9) 池总高 H 二次沉淀池拟承受单管吸泥机排泥，池底坡度取 0.01， 排泥设备中心立柱的直径为 1.5m。池中心与池边落差 h3= =01

27、8m超高 h1=0.3m 故池总高 H=h1+h2+h3+h4=0.3+3.78+0.18+0.87=5.13m(10) 流入槽设计承受环行平底糟，等距设布水孔，孔径 50mm，并加 100mm 长短管 流入槽 设流入槽宽 B=0.8m 槽中流速取 1.4m/s槽中水深 h= 布水孔数n 取 t=650s,Gm20s-1,水温 20时 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 Gm v1=v2=Gm= = (在 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/

28、(m2d) A= m2浓缩池直径D设计承受 n=1 个圆形辐流池浓缩池直径 D= 取 D=11m浓缩池深度H浓缩池工作局部的有效水深 h2= (式中取 T=15h) QW= (取 C0=6kg/m3)=则 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/h 3、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 DY3000 带式脱水机，带宽 3m,处理力量为 600kg(干)/h,选用三台。