A2O生物处理池工艺设计

1、课程设计题 目A²/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 2011年6月目录一、A2O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AOR97.

2、2 标准需氧量107.3 所需空气压力P117.4 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14一、A2O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

3、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

4、，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：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

5、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/LCODcrBOD5NH3-NSS磷酸盐（以P计）进水250100302005出水402010200.5三、设计依据（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<水污染物排放限值>

6、（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 MLSS·d)0.130.2TN负荷/kg TN/( kg MLSS·d)<0.05(好氧段)TN负

7、荷/kg TN/( kg MLSS·d)<0.06(厌氧段)污泥浓度MLSS/(mg/L)30004000污泥龄c/d1520水力停留时间t/h811各段停留时间比较A:A:O(1:1:3)(1:1:4)污泥回流比R/%50100混合液回流比R内/%100300溶解氧浓度DO/(mg/L)厌氧池<0.2,缺氧段0.5，好氧段=2COD/TN>8(厌氧池)TP/ BOD5<0.06(厌氧池) BOD5污泥负荷N=0.15kgBOD5/(kgMLSS·d)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=1

8、00%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=20000m³d循环混合液流量QcQc=R内*20000=2.35*20000=47000m³d200C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

9、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 ³2.2 缺氧池设计计算AO反应池容积VAO：VAO=QSo/(NX)=20000*100/(0.15*3000)=4445 m³AO反应池总水力停留时间tAO：tAO=VAO/Q=4445/20000=0.22d=6h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 m³2.3 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

10、m³反应池总体积：V=V厌+VAO=1250+4445=5695m³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）=228.2m³/d4、反应池主要尺寸反应池总容积

11、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 ²，S单=V单/4=712m ²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厌氧池尺寸 宽L1=（1250/2）/(4*4*6)=6.5(m) 尺寸为6.5244(m)缺氧池尺寸 宽L2=(1111.25/2)/

12、( 4*4*6)=5.8(m) 尺寸为 5.8244(m)好氧池尺寸 宽L3=(3333.75/2)/( 4*4*6)=17.4(m) 尺寸为 17.4244(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/l反硝化产生碱度 处理出水剩余碱度为 50mgCaCO3/l，则需投入碱度 6、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 ，管道流速，管道过水断面积A，管径，取进水管直径DN1000mm。进水井孔口尺寸取为1.0m×1.0m,进水井平面尺寸取为3

13、.6m×3.6m. 6.2 进水井进水井孔口尺寸取为1.0m×1.0m,进水井平面尺寸取为3.6m×3.6m.6.3 回流污泥渠道单组反应池回流污泥渠道设计流量Qr渠道流速渠道过水断面面积渠道管径,取回流污泥管直径DN500mm6.4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=0.5046m³/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：Q

14、4=Q3=0.5046m³/s孔口流速孔口过水断面积：A=Q4/v=0.5046/0.6=0.83孔口尺寸取,进水竖井平面尺寸6.5出水管反应池出水管设计流量，管道流速，管道过水断面积A，管径，取出水管直径DN1000mm。校核管道流速。7、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）+（NH3-N硝化需氧量-剩余污泥中NH3-N的氧当量）反硝化脱氮产氧量碳化需氧量O1：O1=20000*(0.1-0.02)/0.68-1.42*481.64=166

15、9kg/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/kgBOD57.2 标准需氧量

16、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 P151-153采用膜片式微孔扩散器，敷设于距池底0.2m处，淹没水深3.8m，最不利温度为。查排水工程第3版得水中溶解氧饱和度=9.17mg/l ，=7.3mg/la空气扩散器出口处绝对压力=P+9.8H=1.013*105+9.8*3.8*103=1.385b空气离开曝气池面，氧的百分比=18.43%式中：-空气扩散器氧的转移效率 取12%c曝气池混合液平均氧饱和度最不利温度条件，按考虑代入各值得138500=8.19mg/l换算为在条件下，脱氧清水的充氧量SOR=AOR·CS(20)/a（Csm(T)-CL

17、）×1.024(T-20)=(2921×9.17)/0.82(0.95×1×8.19-2)×1.024(30-20)=4457.8kgO2/h=185.7(kg02/h) 式中： C=2 相应最大时标准需氧量：SORmax=1.6SOR=1.6×185.7=297.2(kg02/h)好氧反应池平均时供气量：Gs=(SOR/0.3EA)×100=185.7×100/（0.3×12）=5158m3/h最大供气量：Gmax=1.6Gs=1.6×5158=8253m3/h7.3 所需空气压力P(相对压力

18、)P=h1+h2+h3+h4+h式中h1+h2供气管道沿程与局部阻力之后，取h1+h2=0.2m；h3-曝气器淹没水头，h3=3.8m；h4-曝气器h4=0.4m；h-富余水头，h=0.5m。P=h1+h2+h3+h4+h=0.2+3.8+0.4+0.5=4.9m7.4曝气器数量计算(以单组反应池计算)按供氧能力计算所需曝气器数量式中，h1为按供量能力所需曝气器个数；qc为曝气器标准状态下，与好氧反应池工作条件按近时的供氧能力，kgO2/(h*个)采用微孔曝气器，参照有关手册，工作水深4.3m，在供风量13m3/（h*个）时，曝气器氧利用率EA=20%,服务面积0.30.75m2，充氧能力qc

19、=0.14kgO2/(h*个)。则：h1=SORmax/24×qe=297.2/（2×0.14）=1062个 7.5 供风管道计算若，供风干管道采用环状布置。流量Qs=0.5Gmax=0.5×8253=4127m3/h=1.15m3/s流速管径d=（4*1.15/3.14*10）05=0.382，取干管管径为DN400mm若，单侧供气(向单侧廊道供气)流量Qs单=×Qs=×1.15=0.38m3/s流速管径d=(4*0.38/10*3.14)0.5=0.22m，取支管管径为DN300mm若，双侧供气（向两侧廊道供气）Qs双=×Qs=&

20、#215;1.15=0.77m3/s流速管径d=（4*0.77/3.14*10）0.5=0.31，取支管管径DN=400mm8、生物池设备选择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 P154-1558.1 厌氧池设备选择（以单组反应池）将厌氧池分成2格，每格内设潜水搅拌器一台，所需功率按5w/m3池容计算。厌氧池容积V容=6.5244=624m3；选用GQT型高速潜水推流器。8.2 缺氧池设备选择（以单组反应池）将缺氧池分成3格，每格内设潜水搅拌器一台，所需功率按5w/m3池容计算。厌氧池容积V容=5.8244=556.8m³8.3 污泥回流设备污泥回

21、流比R=100%；污泥回流量QR=120000=833.33m³/h设污泥回流泵房1座，内设4台潜污泵（3用1备）单泵流量QR单=QR/2=833.33/2=416.7m³/h9、混合液回流设备9.1 混合液回流泵混合液回流比混合液回流量设混合液回流泵房1座，每座泵房内设3台潜污泵(2用1备)单泵流量9.2 混合液回流管混合液回流管设计流量Q6=R×=100%=0.232m3/s泵房进水管设计流速采用管道过水断面积管径取泵房进水管管径DN600mm校核管道流速0.81>0.5 符合要求 9.3 泵房压力出水总管设计流量设计流速采用管道过水断面=0.194m2管径取泵房压力出水管管径DN500mm五、主要工艺设备表主要工艺设备表编号名称规格单位数量备注潜水搅拌机D370，N=7.5KW 960