【污水处理厂A2O工艺生物处理池的设计与计算案例4900字】

污水处理厂A2O工艺生物处理池的设计与计算案例目录TOC\o"1-3"\h\u28101污水处理厂A2O工艺生物处理池的设计与计算案例 表4-1所示。A2/O法生物脱氮除磷主要设计参数及取值项目参考范围取值污泥龄θ/d10~2015污泥产率系数Yt/(kgVSS/kgBOD5)0.3~0.60.6污泥回流比R/%20~10050混合液回流比Ri/%≥200200BOD污泥负荷Ns/[kgBOD5/kgMLSS·d]0.1~0.20.12各段停留时间比例A:A:O(1:1:3)~(1:1:4)-预缺氧区停留时间/min20~3020预缺氧区进水流量/(%Q)10~1510衰减系数Kd/[kgVSS/(kgVSS·d)]0.05~0.100.06基础运行参数计算1、BOD-污泥负荷率Ns及容积指数SVIN结果与取值相近，因此可取Ns=0.12kgBOD5/(kgMLSS·d)2、外回流污泥浓度Xr3、生物反应池中混合液悬浮固体的平均浓度X生物反应池中混合液悬浮的固体平均浓度X可根据下式估算：X=满足取值于2.5~4.5之间的要求。4、生物反应池中混合液挥发性悬浮固体的平均浓度Xv池中混合液挥发性悬浮的固体平均浓度可按下式计算：X设计计算已知条件1、设计流量Q=200000m3/d2、设计进水水质：COD=356mg/L，BOD5=172mg/L，SS=168g/L，TP=5.5mg/L，TN=34mg/L，最低水温Tmin=15℃，最高水温Tmax=25℃判断是否可用A2/O法根据《室外排水设计规范》GB50014-2006第6.6.17条进行判别：BOD5/TN=5.1>4，满足脱氮要求BOD5/TP=31.3>17，满足除磷要求因此，可以采用A2/O法进行同步脱氮除磷池体计算1、好氧区容积V1（m3）好氧区容积可按下式计算：V式中：S0——进水BOD5浓度，mg/L； Se——出水BOD5浓度，mg/L； θc Yt——污泥的总产率系数，kgMLSS/kgBOD5，取Yt=0.85kgMLSS/kgBOD5； X——生物反应池中混合液悬浮固体的平均浓度，gMLSS/L。代入各值得：V则好氧区水力停留时间t1为：t2、缺氧区容积V2（m3）缺氧区容积按照下方公式进行计算：V式中：Nt——生物反应池中的进水TN浓度，mg/L；Nte——生物反应池中的出水TN浓度，mg/L；ΔXv——微生物排出生物反应池的总量，kgMLVSS/d；Kde(T)——T℃时的脱氮速率，kgNO3--N/(kgMLSS·d)。（1）脱氮速率Kde(T)K式中：Kde(20)——20℃时的脱氮速率，kgNO3--N/(kgMLSS·d)，取0.06kgNO3--N/(kgMLSS·d)； θ——温度系数，取1.08； T——设计水温，℃，取15℃。K（2）微生物排出生物反应池系统的量ΔXvΔ（3）缺氧区容积V2将上述各值代入，可得：V则缺氧区水力停留时间t2为：tLTN满足规范要求。（3）总磷负荷LTPLTP满足规范要求。6、剩余污泥量△X剩余污泥量△X可按下式计算：ΔX=Xv按下式计算得：X代入各值可得：ΔX=0.6×200000×172−10实际污泥产率系数Ys为：Y7、反应池主要尺寸廊道长宽比校核：L1/h=73.64/8=9.20，满足L/h=5~10的要求。取隔墙厚度为0.2m，则好氧区总宽度B1=5×8+4×0.25=40.8m取超高为1.0m，则反应池总高度H=5.5+1.0=6.5m（2）缺氧区主要尺寸缺氧区容积24819m3，缺氧区单组池容V2单为：V缺氧区单组有效面积S2单为：S缺氧区长度与好氧区宽度相同，即L2=B1=40.8m，则缺氧区宽度B2为：B缺氧区采用1格，每格分为2个廊道，每个廊道宽b2为：b缺氧区总宽度为27.65m。（3）厌氧区主要尺寸厌氧区反应池容积V3=12500m3，则厌氧区单组反应池容积V3单为：V厌氧区单组反应池有效面积S3单为：S厌氧区长度L3与好氧区宽度相同，即L3=B1=40.8m厌氧区宽度B3为：B厌氧区分为2个廊道，每个廊道宽b3=13.93/2=6.96m，则厌氧区最终总宽度B3=6.96×2=13.92m，最终长度L3=40.8m。池体外围墙厚取0.3m。进、出水设备计算1、进水管每两座反应池合建为一组，先通经进水总管汇入，后分为两条支管，进入进水分配渠。反应池中进水总管的设计流量Q1为：Q式中：Kz——进水总变化系数，为1.40 Q0——合建的两组反应池总流量，Q0=Q/2=100000(m3/d)管道流动速度采用v=0.8米每秒，则管道过水断面的面积A为：A=管道管径d为：d=取进水总管的管径为DN1600mm，管道流动速度校核：v=同理可求得进水支管流量Q支=0.81(m3/s)，管内流动速度采用0.8m/s，管道管径d=1.14m，取进水支管的管径为DN1200mm，则管道内实际流动速度为0.72米每秒。2、回流污泥渠道在反应池中，回流污泥渠道的设计流量QR为：Q渠道中水流速度取v=0.7m/s，则渠道断面面积为：A=取渠道断面尺寸b×h=1.00m×0.83m。流动速度校核：v=渠道超高取0.3m，则渠道总高h1=0.83+0.3=1.13m污泥回流管道中流动速度取v=0.8m/s，则管道断面面积为：A=管道管径d为：d=取污泥回流管管径为DN950mm流动速度校核：v=3、进水竖井反应池进水孔尺寸如下进水孔过孔流量Q2为：Q孔口处水流速度取v=0.6m/s，则过孔口时断面面积A为：A=孔口尺寸取1.6m×1.2m，进水竖井平面尺寸取9.5m×3.0m，高取3.5m4、出水堰及出水竖井5、出水管曝气系统设计1、设计需氧量OD（Oxygendemand）需氧量OD（Oxygendemand）包括两种，分别是碳化需氧量COD（Carbonationoxygendemand）和硝化需氧量NOD（Nitrificationoxygendemand），同时还应考虑反硝化脱氮产生的氧量，因此有：需氧量OD=碳化需氧量COD+硝化需氧量NOD-反硝化脱氮产氧量（1）碳化需氧量D1碳化需氧量COD（Carbonationoxygendemand）可按下式计算：D式中，k——BOD分解速率常数，d-1，取k=0.23d-1 t——BOD5试验时间，d，取t=5d Px——生物污泥产量，kg/d其中，Px可按下式计算：P代入各值则有：D（2）硝化需氧量D2硝化需氧量D2可按下式计算：D式中：N0——进水中总氮浓度，mg/L Ne——出水中氨氮浓度，mg/L，参考一级A标准，取Ne=8mg/L代入各值：D（3）在反硝化脱氮过程中，所产生的氧量D3反硝化脱氮产生的氧量D3可按下式计算：D式中，NT——在反硝化过程中，硝态氮所脱除的含量，kg/d，可按下式计算：N式中：Kde(T)——脱氮速率，kgNO3--N/(kgMLSS·d)，为0.04kgNO3--N/(kgMLSS·d)XV——池内混合液挥发性悬浮固体浓度，gMLVSS/L，为3.0gMLVSS/LV2——反硝化区体积，m3，为24819m3代入各值得：N则反硝化脱氮过程中的产氧量D3为：D因此，总需氧量OD为：OD=最大需氧量与平均需氧量之比为1.4，则有：ODmax=1.4OD=1.4×42459.9=59443.9(kgO2/d)=2476.8(kgO2/h)每去处1kgBOD5的需氧量OD0为：O合理。2、标准需氧量拟采用鼓风曝气的曝气方式，将微孔曝气器以辐射的方式设置在池底部，距池底0.2m处，淹没深度=有效水深-距池底高度=5.5-0.2=5.3m，氧转移效率EA取20%，设计温度取25℃，将设计需氧量OD换算成标准状态下的需氧量SOD（Standardoxygendemand）：SOD=在空气扩散器出口处，该出口处的绝对压力Pb为：Pb=P+9.8×103H式中：P——标准大气压，Pa，为1.013×105Pa H——淹没水深，m代入各值：Pb=1.013×105+9.8×103×5.3=1.532×105Pa当空气离开好氧反应池时的氧所占百分比Ot为：O则在好氧反应池中，池内平均溶解氧的饱和度为：Csm20代入上述各值，可得标准需氧量为：SOD=42459.9×9.170.82相应最大时标准需氧量SODmax为：SO3、供气量在好氧反应池中，池内的平均时供气量Gs为：G最大时供气量为：Gsmax=1.4Gs=61526.79(m3/h)去除每kgBOD所需供气量为：G每立方米污水供气量为：G3、曝气器数量的计算（以单座反应池为单位）（1）按下式计算单座反应池曝气器个数n1：n式中：qe——在曝气器处于标准状态下，与好氧反应池工作条件接近时的供氧能力，kgO2/(h·个)查阅相关常用设备手册，根据工作水深，供风量1~3m3/(h·个)时，曝气器氧利用率为20%，服务面积为0.45~0.9m2，充氧能力qe=0.15kgO2/(h·个)，则有：n（2）服务面积校核f=满足服务面积要求。4、供风管道计算将四座曝气池并联，两座反应池为一组，仅为好氧区曝气，干管设置在好氧区公共隔墙上。一组反应池上共5根干管、60根竖管。则每根竖管上曝气器数n=2×9229/60≈308个设计每根竖管上62根支管，设计每根支管上安装5个曝气器。（1）干管干管供风流量Qs干为：Q流动速度取v=10m/s，则管径d为：d=取干管管径为DN450mm，则管内实际水流速度为：v=（2）竖管每一根配气竖管提供气体的流量Qs为：Q取竖管内水流速度v为12m/s，则竖管管径d为：d=取竖管管径为DN120mm，则管内实际流动速度为：v=回流系统设计计算1、污泥回流设计由前面设计与计算已知该污水厂污水回流比R=50%，单组反应池回流污泥设计流量0.57m3/s=2083.3m3/h，污泥回流渠道断面尺寸1.00m×0.62m。结合计算以及污水厂实际情况，设置污泥回流泵房1座，内设3台潜污泵（2用1备）进行污泥回流。根据设计流量2083.3m3/h选择潜污泵：本设计中，拟选用3台400QW2000-15-132型潜污泵。其相关参数如下表：400QW2000-15-132型潜污泵参数表型号流量(m3/h)扬程(m)转速(r/min)功率(kW)效率(%)出口直径(mm)重量(kg)400QW2000-15-13220001574513282.3640029002、混合液回流设计混合液的回流比Ri=200%，则单个反应池的回流水量为：Q回流管管道内流动速度取1.4m/s，则回流管管径d为：d=取回流管管径DN1000mm本污水处理厂设计中，每个反应池设置与混合液配备的回流泵3台（2用1备）。则单台泵的设计流量为Q泵=Q/8=25000m3/d=1041.67m3/h，据此选择潜污泵。拟选取350QW1100-28-132型潜污泵作为本设计的潜污泵，其相关参数如下表：350QW1100-28-132型潜污泵参数表型号流量(m3/h)扬程(m)转速(r/min)功率(kW)效率(%)出口直径(mm)重量(kg)350QW1000-28-13210002874513283.23502830其他设备选择1、所需空气压力p与空压机选择（1）所需空气压力p取h1+h2=0.002MPa（根据之前水控课程作业计算结果、参考大多数实际工程应用设计估算而得，根据实际代入数据得：p=0.002+0.053+0.004+0.005=0.064MPa=64kPa根据所需空气压力，可进行空压机选择。（2）空压机选择在本污水处理厂设计中，最大供气量Gsmax=61526.8m3/h=1025.4m3/min，平均时供气量Gsmax=43947.7m3/h=732.5m3/min。根据所需压力及空气量，查《给水排水设计手册第11册常用设备》，选用6台RG-450型罗茨鼓