生物脱氮工艺设计毕业论文

沈 阳 化 工 大 学环境工程课程设计题 目： A1/O 生物脱氮工艺设计院 系： 环境与安全工程学院专 业：班 级：学生姓名：指导教师： 2012 年 9 月 日2前言 .31 综述 .31.1城市污水 .31.2污水处理的方法及意义 .32.设计依据和原则 .42.1 设计依据 .4(1) 污水综合排放标准GB8978-1996 .4(2) 有关法律、法规及设计规范 .42.2设计原则 .43 工艺流程图及设计任务 .43.1 工艺流程图 .43.2设计任务 .53.2.1 设计水量 .53.2.2 设计水质 .54 设计计算 .64.1好氧区容积 V1（动力学计算方法） .64.1.1出水溶解性 BOD.64.1.2设计污泥龄 .64.1.3好氧区容积 V1, m3.74.2缺氧区容积 V2（动力学计算方法） .74.2.1需还原的硝酸盐氮量 .74.2.2反硝化速率 qdn,T.84.2.3缺氧池容积 .84.3曝气池总容积 ， .8总V3m4.4碱度校核 .84.5污泥回流比及混合液回流比 .94.5.1污泥回流比 R.94.5.2混合液回流比 .94.6剩余污泥量 生物污泥产量： .1034.7反应池主要尺寸 .104.7.1好氧反应池（按推流式反应池设计） .104.7.2缺氧反应池尺寸 .114.8反应池进、出水计算 .114.8.1进水管 .114.8.2回流污泥管道 .114.8.3进水竖井 .124.8.4出水堰及出水竖井 .124.8.5出水管 .134.9曝气系统设计计算 .134.9.1设计需氧量 AOR.134.9.2标准需氧量 .144.9.3所需空气压力 p（相对压力） .164.9.4曝气器数量计算（以单组反应池计算） .164.9.5供风管道计算 .174.10缺氧设备的选择 .174.11污泥回流设备选择 .174.12混合液回流泵 .18参考文献 .194前言1 综述1.1城市污水城市污水主要包括生活污水和工业污水，由城市排水管网汇集并输送到污水处理厂进行处理。 城市污水处理工艺一般根据城市污水的利用或排放去向并考虑水体的自然净化能力，确定污水的处理程度及相应的处理工艺。处理后的污水，无论用于工业、农业或是回灌补充地下水，都必须符合国家颁发的有关水质标准。 现代污水处理技术，按处理程度划分，可分为一级、二级和三级处理工艺。1.2污水处理的方法及意义污水一级处理应用物理方法，如筛滤、沉淀等去除污水中不溶解的悬浮固体和漂浮物质。污水二级处理主要是应用生物处理方法，即通过微生物的代谢作用进行物质转化的过程，将污水中的各种复杂的有机物氧化降解为简单的物质。生物处理对污水水质、水温、水中的溶氧量、pH 值等有一定的要求。污水三级处理是在一、二级处理的基础上，应用混凝、过滤、离子交换、反渗透等物理、化学方法去除污水中难溶解的有机物、磷、氮等营养性物质。污水中的污染物组成非常复杂，常常需要以上几种方法组合，才能达到处理要求。 污水一级处理为预处理，二级处理为主体，处理后的污水一般能达到排放标准。三级处理为深度处理，出水水质较好，甚至能达到饮用水质标准，但处理费用高，除在一些极度缺水的国家和地区外，应用较少。目前我国许多城市正在筹建和扩建污水二级处理厂，以解决日益严重的水污染问题。52.设计依据和原则2.1 设计依据(1) 污水综合排放标准GB8978-1996(2) 有关法律、法规及设计规范2.2设计原则本工程设计方案报告的编制遵循以下原则：（1）认真执行国家有关法规、标准及规定，根实际情况，采用切实可行的治理方案，符合处理效果好、建设投资少、运行费用低、管理操作简便的要求。（2）污水进行综合治理，化害为利，解决生产污水造成的污染，力求充分发挥建设项目的环境效益、社会效益和经济效益。（3）根据污水水质的特点，做到投资省、运行费用低，技术可靠、运行稳定、处理效果好。3 工艺流程图及设计任务3.1 工艺流程图6A/O 系统又称前置硝化系统或循环脱氮系统。一般采用硝化混合液回流，将 BOD 去除与反硝化脱氮在同一池中完成。A/O 生物脱氮系统具有以下特征：反硝化池在前，硝化池在后；反硝化反应以原废水中的有机物为碳源；硝化池内的含有大量硝酸盐的硝化液回流到反硝化池，进行反硝化脱氮反应；在反硝化反应过程中，产生的碱度可补偿硝化反应碱度的一半左右，对含氮浓度不高的废水可不必另行投加碱；硝化池在后，使反硝化残留的有机污染物得以进一步去除，无需建后曝气池。3.2设计任务3.2.1 设计水量平均日污水量 Q=30000m3/d，总变化系数 K=1.23.2.2 设计水质进水水质：BOD5= , , f=0.7Lmg/180LXTS180mg/浓 度 LmgVS/126碱度TN3NH253 AK80PH=7.0-7.57最低水温 12，最高水温 26出水水质：LmgBOD/305LmgS/20LmgTN/12LmgNH/734 设计计算4.1好氧区容积 V1（动力学计算方法）)1(0cKXSQYVdC式中 V-好氧区有效容积， m3;Q-设计流量， m3/L;S0-进水 BOD5浓度，mg/L;S-出水所含溶解性 BOD5浓度，mg/LY-污泥产率系数， kgVSS/kgBOD5,取 Y=0.6;Kd-内源代谢系数，取 Kd=0.05;c-固体停留时间，d;Xv-混合液挥发性悬浮固体浓度（MLVSS）,mg/L,Xv=fX;F-混合液中 VSS 与 SS 之比，取 f=0.7;X-混合液悬浮固体浓度（MLVSS),mg/L,X 取 4000mg/L.Xv=fX=0.74000=2800(mg/L)4.1.1出水溶解性 BOD为使出水 BOD 降到 30mg/L,出水溶解性 BOD 浓度 S 应为：)1(42.130kteTSVS=30-1.420.720（1-e -0.235）=16.41(mg/L)4.1.2设计污泥龄首先确定消化速率 N （取设计 pH=7.2)，计算公式)2.7(83011047.0 2)158.()15(98. pHOkeoTTN 8式中 N-NH 3-N的浓度，mg/L;Ko2-氧的半速常数，mg/L;O2-反应池中溶解氧浓度，mg/L。 N=0.47e0.098(12-15)8/7+10(0.0512-1.158)2/1.3+2=0.350.9620.606=0.204(d-1)硝化反应所需的最小污泥龄 mc)(90.42.1dNmc选用安全系数 K=3;设计污泥龄 =34.90=14.7(d)mck4.1.3好氧区容积 V1, m3 )(23.8910)7.1405.(8.2.636.01 mV好氧区水力停留时间 )(.7.3.1 hdQVt4.2缺氧区容积 V2（动力学计算方法）VTdnXqN,2104.2.1需还原的硝酸盐氮量微生物同化作用去除的总氮 Nw: )/(02.7.1405.)68(124.01)(24.00 LmgKSYNcdW 被氧化的 NH-N=进水总氮量-出水氨氮量-用于合成的总氮量=35-7-7.02=20.98（mg/L）所需脱硝量=进水总氮量- 出水总氮量- 用于合成的总氮量 =35-12-7.02=15.98（mg/L）9需还原的硝酸盐氮量 )/(4.791098.530dkgNT4.2.2反硝化速率 qdn,T20,TdnTq式中 qdn,T-20 时的反硝化速率常数，取 0.12kg );/(3dkgMLVSNO-温度系数，取 1.08。 )/(065.8.12032, kgMLVSNkOTdn 4.2.3缺氧池容积)(1.26348065.14792 mV缺氧区水力停留时间 )(.32 hdQt4.3曝气池总容积 ，总V3m)(.154.26.8910321 V总系统设计污泥龄=好氧池泥龄+ 缺氧池泥龄)(0.9.87.4d4.4碱度