A2O生物处理池工艺设计毕业论文

西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 1 页课程设计题 目 A/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 西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 2 页2011 年 6 月目录一、A 2O 工艺简介 .3二、设计要求 .41设计规模 .42. 排放 标准 .43进出水质 .4三、设计依据 .4四、设计数据处理 .41设计参数确定 .42反应池设计计算 .62.1 厌氧池设计计算 .62.2 缺氧池设计计算 .62.3 好氧池设计计算 .63剩余污泥 .74反应池主要尺寸 .75碱度校核 .76反应池进、出水系统计算 .86.1 进水管 .86.2 进水井 .86.3 回流污泥渠道 .86.4 出水堰及出水竖井 .86.5 出水管 .97曝气系统设计计算 .97.1 设计需要量 AOR.97.2 标准需氧量 .107.3 所需空气压力 P.117.4 曝气器数量计算 .117.5 供风管道计算 .128生物池设备选择 .128.1 厌氧池设备选择 .128.2 缺氧池设备选择 .128.3 污泥回流设备 .129混合液回流设备 .139.1 混合液回流泵 .139.2 混合液回流管 .139.3 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西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 3 页一、A 2O 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：西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 4 页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、设计依据西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 5 页（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（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 4-1 A2/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/kg BOD5/(kg MLSSd) 0.130.2TN 负荷/kg TN/( kg MLSSd) 8(厌氧池)TP/ BOD5 0.06(厌氧池)西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 6 页 BOD 5污泥负荷 N=0.15kgBOD5/(kgMLSSd)回流污泥浓度 Xr=6000mg/L活性污泥挥发性固体含量 MLVSS/MLSS=0.7污泥回流比 R=100%进水 TN=27mg/L, 出水 TN=7mg/L， TN=（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= TN /（1- TN） *100%=74/（1-0.74）*100%=235% 回流污泥量 QrQr=RQ=1.00*20000=20000md循环混合液流量 QcQc=R 内*20000=2.35*20000=47000md20 0C 时反硝化速率为 0.12kgNOx-N/kgMLVSSd,污泥产率系数 y=0.6kgVSS/kgBOD5d内源呼吸速率 Kd=0.04d-1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=1.5hV 厌=20000/24*1.5=1250m 2.2 缺氧池设计计算AO 反应池容积 VAO：VAO=QSo/(NX)=20000*100/(0.15*3000)=4445 mAO 反应池总水力停留时间 tAO：tAO=VAO/Q=4445/20000=0.22d=6h西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 7 页取缺氧好氧=13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=1111.25 m2.3 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=3333.75 m反应池总体积：V=V 厌+VAO=1250+4445=5695m总停留时间：t=t 厌+tAO=1.5+6=7.5h3、剩余污泥 X= Px+ PsPx= Y* Q(S0Se) Kd* V* Xv=0.6*20000（0.100-0.020）0.04*5695*0.7*3=481.62kg/dPs=(TSSTSSe)Q*50%=(0.2-0.02)*20000*50%=1800kg/dX=481.62+1800=2281.64 kg/d污泥含水率为 99%时，剩余污泥体积为：V 剩=2281.64/（1%*1000）=228.2m/d4、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=1424m ，S 单=V 单/4=712m 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=12)；L/b=59/6=9.8(满足 L/h=510)；取超高为 0.5 m， 则反应池总高 H=4.0+0.5=4.5m西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 8 页厌氧池尺寸 宽 L1=（1250/2）/(4*4*6)=6.5(m) 尺寸为 6.5 24 4(m)缺氧池尺寸 宽 L2=(1111.25/2)/( 4*4*6)=5.8(m) 尺寸为 5.8 24 4(m)好氧池尺寸 宽 L3=(3333.75/2)/( 4*4*6)=17.4(m) 尺寸为 17.4 24 4(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。硝化消耗碱度 mg/l7.1429.78反硝化产生碱度 35()14/mgl处理出水剩余碱度为 50mgCaCO 3/l，则需投入碱度92.7850.2645.38/mgl6、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，smdQ/28.0/2433max管道流速 ，管道过水断面积 A ，s/8.0 2ax0.8.35Qm管径 ，取进水管直径 DN1000mm。Ad67.014.35进水井孔口尺寸取为 1.0m1.0m,进水井平面尺寸取为 3.6m3.6m. 6.2 进水井进水井孔口尺寸取为 1.0m1.0m,进水井平面尺寸取为 3.6m3.6m.6.3 回流污泥渠道单组反应池回流污泥渠道设计流量 Qr sm/16.08421/r 3渠道流速 smv/8.0西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 9 页渠道过水断面面积 2145.08/6./rmVQA渠道管径 ,取回流污泥管直径 DN500mmd3.145046.4 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*H1.5Q3=(1+r+R 内)Q/2=(1+1+2.35)*0.116=0.5046m/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=0.5046m/s孔口流速 sv/6.0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m.3.1m0.1.26.5 出水管反应池出水管设计流量 ，3540.9/Qs管道流速 ，管道过水断面积 A ，0.8/ms 250.941.8Qm管径 ，取出水管直径 DN1000mm。41.243Ad校核管道流速 。520.9./Qms7、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 P151-153AOR（去除 BOD5需氧量-剩余污泥中 BOD 氧当量）+（NH 3-N 硝化需氧量-剩余西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 10 页污泥中 NH3-N 的氧当量）反硝化脱氮产氧量碳化需氧量 O1：O1=20000*(0.1-0.02)/0.68-1.42*481.64=1669kg/d硝化需氧量 O2O2=4.57Q(Nk-Nke)-0.12*Px=4.57*20000*（0.03-0.01）0.12*481.64=1564kg/d反硝化脱氮需氧量 O3O3=2.86*20000*（0.027-0.007）=1146.4kg/d总氧量 OAOR=O1+O2-O3=1669+1564-1146.4=2086.4kg/d最大需氧量与平均需氧量之比为 1.4，则AORmax=1.4*2086.4=2921kd/d=121.7kg/h去除 1kgBOD5的需氧量=AOR/Q(So-S)=2086.4/20000(0.1-0.02)=1.304kgO2