生物接触氧化池设计计算

1、.生物接触氧化池设计一、接触氧化池主要由池体、填料床、曝气装置及进出水装置等构成，具体结构如图所示。图3-3 生物接触氧化池的构造示意图生物接触氧化池设计要点：（1）生物接触氧化池一般不应少于2 座；（2）设计时采用的BOD5负荷最好通过实际确定。也可以采用经验数据，一般处理城市污水可用1.01.8kgBOD5/(m3d)，处理BOD5500mg/L的污水时可用1.03.0 kgBOD5/(m3d)；（3）污水在池中的停留时间不应小于12h（按有效容积计）；（4）进水BOD5浓度过高时，应考虑设出水回流系统；（5）填料层高度一般大于3.0 m，当采用蜂窝填料时，应分层装填，每层高度为1 m，蜂

2、窝孔径不小于25 mm；当采用小孔径填料时，应加大曝气强度，增加生物膜脱落速度；（6）每单元接触氧化池面积不宜大于25m2，以保证布水、布气均匀；（7）气水比控制在(1015)：1。因废水的有机物浓度较高，本次设计采用二段式接触氧化法。设计一氧池填料高取3.5m，二氧池填料高取3m 。3.5.1 填料容积负荷 Nv=0.2881Se0.7246=0.2881*9.240.7246=1.443 kgBOD5/(m3*d) 式中 Nv接触氧化的容积负荷, kgBOD5/(m3*d); Se出水BOD5值,mg/l3.5.2 污水与填料总接触时间t=24*S0/(1000* Nv)=24*231/(

3、1000*1.443)=3.842(h)式中S0 进水BOD5值，mg/L。设计一氧池接触氧化时间占总接触时间的60：t1=0.6t=0.6*3.842=2.305(h)设计二氧池接触氧化时间占总接触时间的40：t2=0.4t=0.4*3.842=1.537(h)3.5.3接触氧化池尺寸设计一氧池填料体积V1V1=Q t1=1500*2.305/24=144m3一氧池总面积A1-总:A1-总=V1/h1-3=144/3.5=41.2(m2)25 m2一氧池格数n取2格,设计一氧池宽B1取4米,则池长L1:L1=144/(3.5*4)=10.3m剩余污泥量：在生物接触氧化池设计规程中推荐该工艺系

4、统污泥产率为0.30.4 kgDS/kgBOD5，含水率9698。本设计中，污泥产率以Y0.4kgDS/kgBOD5，含水率97。则干污泥量用下式计算：WDS=YQ(S0-Se)+(X0-Xh-Xe)Q式中 WDS污泥干重，kg/d； Y 活性污泥产率，kgDS/kgBOD5；Q污水量，m3/d；S0 进水BOD5值，kg/m3；Se出水BOD5值，kg/m3；X0进水总SS浓度值，kg/m3；Xh进水中SS活性部分量，kg/m3；Xe出水SS浓度值，kg/m3；。设该污水SS 中60可为生物降解活性物质，泥龄SRT 取5d，则一氧池污泥干重：WDS0.4*1500*5*（0.2310.046

5、2）+（0.1260.126*0.60.027）*15005=648.9（kg/5d）污泥体积：QS= WDS/(1-97%)=648.9/(1000*0.03)=21.62m3泥斗容积计算公式Vs=(1/3)*h(A+A+sqr(A*A)式中 Vs泥斗容积，m3；h泥斗高，m； A泥斗上口面积，m 2；A泥斗下口面积，m 2；设计一氧池泥斗高2.0m，泥斗下口取1.0m1.0m，则一氧池泥斗体积：Vs1=(1/3)*2.0*(41.2+1.0+sqr(41.2*1.0)=32.4(m3)21.63 m3一氧池超高h1-1取0.5m，稳定水层高h1-2取0.5m，底部构造层高h1-4取0.8m

6、，则一氧池总高H1：H1=h1-1+h1-2+h1-3+h1-4+h泥斗=0.5+0.5+3.5+0.8+2.0=7.3(m)则一氧池尺寸：L1* B1* H1=10.3m*4.0m*7.3m二氧池填料体积V1V2=Q t2=1500*1.573/24=98.3m3二氧池总面积A1-总:A2-总=V2/h2-3=98.3/3=32.8(m2)25 m2二氧池格数n同样取2格,设计二氧池宽B1取4米,则池长L2:L2=32.8/4=8.2m设该污水SS 中60可为生物降解活性物质，泥龄SRT 取5d，则二氧池污泥干重：WDS0.4*1500*5*（0.04620.00924）+（0.03780.

7、0378*0.60.01134）*15005=139.23（kg/5d）污泥体积：QS= WDS/(1-97%)=139.23/(1000*0.03)=4.64m3本设计接触氧化池泥斗高0.9m，泥斗下口取0.5m0.5m，则二氧池泥斗体积：Vs2=(1/3)*0.9*(32.8+0.25+sqr(32.8*0.25)=10.77(m3)4.64 m3二氧池超高h2-1取0.5m，稳定水层高h2-2取0.5m，底部构造层高h2-4取0.8m，则一氧池总高H2：H2=h2-1+h2-2+h2-3+h2-4+h泥斗2=0.5+0.5+3+0.8+0.9=5.7(m)则二氧池尺寸：L2* B2* H

8、2=8.2m*4.0m*5.7m一氧池污泥和二氧池污泥汇合。污泥量21.634.6426.27 m3，选用DN175mm排污管，流速=0.7m/s，i0.56%，排泥时间3.57min。3.5.4 校核BOD 负荷BOD 容积负荷为：I=QS0/(V1+V2)*1000=1500*231/(144+98.3)*1000=1.43kg/(m3*d)BOD 去除负荷为：I=Q(S0-Se)/(V1+V2)*1000 =1500*(231-9.24)/(144+98.3)*1000=1.37kg/(m3*d)均符合设计要求。3.5.5 填料选择计算本设计采用YCDT 立体弹性填料,YCDT 型立体弹

9、性填料筛选的聚烯烃类和聚酰胺中的几种耐腐、耐温、耐老化的优质品种，混合以亲水、吸附、抗热氧等助剂，采用特殊的拉丝，丝条制毛工艺，将丝条穿插着固着在耐腐、高强度的中心绳上，由于选材和工艺配方精良，刚柔适度，使丝条呈立体均匀排列辐射状态，制成了悬挂式立体弹性填料的单体，填料在有效区域内能立体全方位舒展满布，使气、水、生物膜得到充分混渗接触交换，生物膜不仅能在运行过程中获得愈来愈大的比表面积，又能进行良好的新陈代谢，这一特征与现象是国内目前其他填料不可比拟的。由于该填料独特的结构形式和优良的材质工艺选择，使其具有使用寿命长、充氧性能好、耗电小、启动挂膜快、脱膜更新容易、耐高负荷冲击，处理效果显著、运

10、行管理简便、不堵塞、不结团和价格低廉等优点。YCDT 型立体填料与硬性类蜂窝填料相比，孔隙可变性大，不易堵塞；与软性类填料相比，材质寿命长，不粘连结团；与半软性填料相比，比表面积大，挂膜迅速、造价低廉。因此，该填料可确认是继各种硬性类填料、软性类填料和半软性填料后的第四代高效节能新颖填料。YCDT型立体填料材质特征26如表3-2 所示。结构部件材质比重断裂强力拉伸强度(MPa)连续耐热温度()脆化温度()耐酸碱稳定性丝条中心绳聚烯烃类(聚酰胺)0.930.95120N71.4DaN301580-10080-100-15-15稳定稳定表3-2YCDT填料材质特性主要技术参数：填料单元直径：150

11、mm 丝条直径：0.35mm安装距离： 150mm 成膜后重量：50100kg/m3填料上容积负荷： 2-3kgCOD/m3d比表面积：50300m2/m3 空隙率：99填料安装：一段接触氧化池内填料安装的根数：长：0.15*(n+1)=5.15 n=34宽：0.15*(n+1)=4.0 n=26则一段接触氧化池填料安装根数：(34*26)*21768 根二段接触氧化池内填料安装的根数：长：0.15*(n+1)=4.1 n=27宽：0.15*(n+1)=4.0 n=26则二段接触氧化池填料安装根数：(27*26)*21404 根氧化池共有填料:1768+1404=3172 根填料安装：采用悬挂

12、支架，将填料用绳索或电线固定在氧化池上下两层支架（10cm）上，以形成填料层。用于固定填料的支架可用塑料管焊接而成，栅孔尺寸与栅条距离与填料安装尺寸相配合。3.5.6 接触氧化池需气量计算Q气=D0*Q=18*1500=27000( m3/d)=18.75 (m3/min)式中 Q气需气量,m3/d,D01m 3污水需气量，m3/m3，一般为1520 m3/m3；Q污水日平均流量，m3/d一氧池需气量： Q1-气=0.6 Q气=0.6*18.75=11.25 (m3/min)二氧池需气量： Q2-气=0.4 Q气=0.4*18.75=7.5 (m3/min)接触氧化池曝气强度校核：一氧池曝气强

13、度：Q1-气/A1=5.25/(41.2/2)=0.25m3/( m 2*min)=15.3m3/( m 2*h)二氧池曝气强度：Q2-气/A1=32.8/2=16.4m3/( m 2*min)=12.8m3/( m 2*h)二池均满足生物接触氧化法设计规程要求范围的10 20 m3/( m 2*h) .综合以上计算，接触氧化池总需气量Q气18.75 m3/min，加上15%的工程预算QS=18.75*(1+15%)=21.56 m3/min据资料，经济的厌氧池高度一般为46m，并且大多数情况下这也是系统优化的运行范围。厌氧池的池形有矩形、方形和圆形。圆形厌氧池具有结构稳定的特点，但是建造圆形

14、厌氧池的三相分离器要比矩形和方形的厌氧池复杂得多。因此本次设计先用矩形厌氧池，从布水均匀性和经济考虑，矩形厌氧池长宽比在2：1左右较为合适。2.6.2 厌氧池容积计算（1）有效容积设计流量：200m3/d 每小时8.33m3设计容积负荷为Nv=2.0kgCOD/(m3.d)进水：CODCr450mg/L 出水：CODCr50mg/L则厌氧池有效容积为：V1=200（450-50）0.001/2=40m3（2）厌氧池总容积设计厌氧池有效高度为h=4m，则横截面积S=40/4=10m2设计厌氧池长约为宽的2倍，则可取L=4.4m,B=2.2m；一般应用时厌氧池装液量为70%90%，本工程中设计反应

15、器总高度为H=6.5m,其中超高0.5m。厌氧池的总容积V=4.42.26=58m3,有效容积为40m3,则体积有效系数为69%,符合有机负荷要求。（3）水力停留时间（HRT）和水力负荷率V2T=(40/200) 24=4.8h, V2=(200/24)/10=0.83m3/(m2.h)对于颗粒污泥，水力负荷V2=0.10.9 m3/(m2.h),符合要求。2.6.3 进水分配系统的设计本次设计采用一管多点的布水方式，布水点数量与处理废水的流量、进水浓度、容积负荷等因素有关。为配水均匀，出水孔孔径一般为1020mm,常采用15mm，孔口向下或与垂线成呈450方向，为了使穿孔管各孔出水均匀，要求出口流速不小于2m/s.本厌氧池采用连续进料方式，布水孔孔口向下，有利于避免管口堵塞，而且由于厌氧池底部反射散布作用，有利于布水均匀。为了增强污泥与废水之间的接触，减少底部进水管的堵塞，建议进水点距厌氧池底200250mm，