详细的生化池设计计算

3.6生化池（UCT）3.6.1设计说明该厂好氧生物处理对脱氮除磷均有要求，如果入流污水的BOD5/TN或BOD5/TP较低时，为了防止NO-3-N回流至厌氧段产生反硝化脱氮，发生硝化细菌与聚磷菌争夺溶解性BOD5而降低除鳞效果，此时就应采用UCT工艺[3]。UCT工艺属于A2O工艺的改进，将回流污泥首先回流至缺氧段，回流污泥带回的NO-3-N在缺氧段被反硝化脱氮，然后将缺氧端出流混合液一部分再回流至厌氧段，这样就避免了NO-3-N对厌氧段聚磷菌的干扰，提高了磷的去除率，也对脱氮没有影响，该工艺对氮和磷的去除率都大于70%。由于UCT工艺是A2/O工艺的改进，只是污泥回流至不同的反应池，因此，在设计计算构筑物时按A2/O工艺的计算方法计算。3.6.2设计计算1、设计参数（1）设计流量Q=160000（不考虑变化系数）（2）设计进水水质COD=350mg/L；BOD5浓度So=150mg/L；SS=200mg/L；TN=50mg/L；NH3-N=30mg/L；TP=3mg/L；pH=6~9。（3）设计出水水质COD=70mg/L；BOD5浓度Se=20mg/L；SS=30mg/L；TN=20mg/L；NH3-N=15mg/L；TP=1mg/L；pH=6~9。2、设计计算（1）设BOD5污泥负荷N=0.11回流污泥浓度污泥回流比R=100%混合液悬浮固体浓度X=（3.19）好氧池到缺氧池的混合液回流比TN去除率=取取缺氧池到厌氧池的混合液回流（2）反应池容积V，（3.20）取反应池容积为70000m3反应池总水力停留时间：（3.21）各段水力停留时间和容积：厌氧：缺氧：好养=1:1:3厌氧池水力停留时间：厌氧池池容：缺氧池水力停留时间：缺氧池池容：好氧池水力停留时间：好氧池池容：（4）校核氮磷负荷好养段总氮负荷：（符合要求）厌氧段总磷负荷：（符合要求）（5）剩余污泥量，（3.22）（3.23）（3.24）取污泥增殖系数Y=0.6，污泥自身氧化率，将各值代入（3.22）、（3.23）、（3.24）得：（6）需还原的硝酸氮量每氧化1mgNH3-N需消耗碱度7.14mg；每还原1mgNO3－-N产生碱度3.57mg；去除1mgBOD5产生碱度0.1mg。剩余碱度=进水碱度－消化消耗碱度+反硝化产生碱度+去除BOD5产生碱度假设生物污泥中总氮量以12.4%计，则：每日用于合成的总氮即，进水总氮中有用于合成。被氧化的NH3-N=进水总氮－出水总氮量－用于合成的总氮量=50－15－4.5=30.5mg/L所需脱硝量=50－20－4.5=25.5mg/L需还原的硝酸氮量（7）反应池主要尺寸反应池总容积设反应池4组，单池容有效水深单组有效面积采用5廊道式推流式反应池，廊道宽b=8.0m单组反应池长度：，取73m。校核：（满足b/h=1~2）L/b=73/8=9.125（满足L/h=5~10）取超高为1.0m，则反应池总高H=6.0+1.0=7.0m（8）反应池进、出水系统计算=1\*GB3①进水管单组反应池进水管设计流量：管道流速：管道过水断面积：（3.25）式中：Q——流量，m3/s；V——流速，m/s。由式（3.25）得：管径：（3.26）取进水管管径DN=900mm。=2\*GB3②回流污泥管单组反应池回流污泥管设计流量：管道流速：取回流污泥管管径DN=900mm。=3\*GB3③进水井进水孔过流量：（3.27）孔口流速：孔口过水断面积：（3.28）孔口尺寸取进水井平面尺寸取。=4\*GB3④出水堰及出水井按矩形堰流量公式计算：（3.29）式中：b——堰宽，b=8.5mH——堰上水头，m。（3.30）（3.31）出水孔过流量：孔口流速：孔口过水断面积：由式（3.25）得：孔口尺寸取。出水井平面尺寸取。=5\*GB3⑤出水管反应池出水管设计流量：管道流速：管道过水断面：由式（3.25）得：管径：由式（3.26）得：取出水管管径DN1300mm。校核管道流速：（9）曝气系统设计计算=1\*GB3①设计需氧量AORAOR=去除BOD5需氧量－剩余污泥中BOD5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：（3.32）硝化需氧量：（3.33）反硝化脱氮产生的氧量：（3.34）总需氧量：（3.35）最大需氧量与平均需氧量之比为1.4，则：（3.36）去除每1kgBOD5的需氧量为：（3.37）=2\*GB3②标准需氧量将实际需氧量AOR换算成标准状态下的需氧量SOR。（3.38）式中：——气压调整系数，，工程所在地区实际大气压为；；——曝气池内平均溶解氧，取=2mg/L；——水温20oC时清水中溶解氧的饱和度，mg/L；——水温ToC时好氧反应池中平均溶解氧的饱和度，mg/L；T——设计污水温度，T=25oC；——污水传氧速率与清水传氧速率之比，取0.82；——污水中饱和溶解氧与清水中饱和溶解氧之比，取0.95；查表得水中溶解氧饱和度：空气扩散器出口处绝对压力：（3.39）式中：H——空气扩散器的安装深度，m；P——大气压力，。空气离开好氧池时氧的百分比：（3.40）好氧反应池中平均溶解氧饱和度：（3.41）标准需氧量：由式（3.38）得：相应最大时标准需氧量：好氧反应池平均时供气量：（3.42）最大时供气量：=3\*GB3③所需空气压力p(相对压力)（3.43）式中：——供气管道沿程与局部阻力之和，取0.2m；——曝气器淹没水头，=5.8m；——曝气器阻力，取；——富余水头，=0.5m；由式（3.43）得：=4\*GB3④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。（3.44）式中：——按供氧能力所需曝气器个数，个；——曝气器标准状态下，与好氧池工作条件接近时的供氧能力，。采用微孔曝气器，参照有关手册，工作水深5.8m，孔径150，盘经335mm，在通风量1~3时，曝气器氧利用率，服务面积，充氧能力qc=0.14kgO2/h/个。则由式（3.44）得：以微孔曝气器服务面积进行校核：（符合要求）=5\*GB3⑤供风管道计算流量：流速：；管径：取干管管径为DN800mm。单侧供气（向单侧廊道供气）支管流量：流速：；管径：取支管管径DN500mm。双侧供气（向两侧廊道供气）支管流量：流速：；管径：取支管管径DN700mm。=6\*GB3⑥鼓风机鼓风机采用风冷机构形式，其配套设备应包括过滤器、消音设备、阀门及控制系统。为保证鼓风机正常操作，减少噪音，设置消声装置。鼓风机外加隔声罩，使噪音降低至80db以下。设计参数：总供气量Q=38381m3设备选择：电驱动鼓风机采用单级高速离心鼓风机6套（4用2备），风量Q＝20000Nm3/h，气体压力H＝7.2m，功率N＝500kW。（10）厌氧池设备选择（以单组反应池计算）厌氧池设导流墙，将厌氧池分成3格，每格内设潜水搅拌机2台，所需功率按5W/m3池容计算。厌氧池有效容积：混合全池污水所需功率为（11）缺氧池设备选择（以单组反应池计算）缺氧池内设导流墙，将缺氧池分为3格，每格内设潜水搅拌机2台，所需功率按5W/m3池容计算。缺氧池有效容积：混合全池污水所需功率为（12）污泥回流设备污泥回流比；污泥回流量：（3.45）设回流污泥泵房2座，内设4台潜污泵（3用1备）；单泵流量：水泵扬程根据竖向流程确定。（13）混合液回流设备=1\*GB3①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2座，泵房内设6台潜污泵（5用1备）单泵流量：=2\*GB3②混合液回流管单组反应池混合液回流管设计流量分别为：泵房进水管管道流速：混合液回流管道过水断面积：由式（3.25）得：管径：由式（3.26）得：取进水管管径DN=1100mm。校核管道流速：=3\*GB3③泵压力出水总管