最新曝气生物滤池设计计算(2014-2-19)

1曝气生物滤池设计计算一、设计条件1、进水水质情况Q=12000m³/dCOD≤60mg/LBOD5≤30mg/L总氮TN≤50mg/L（氨氮+亚硝酸盐氮+硝酸盐氮+有机氮）总凯式氮KN≤40mg/L（氨氮+有机氮）亚硝酸盐氮、硝酸盐氮：10mg/L氨氮25mg/L有机氮15mg/L2、采用硝化、反硝化生物脱氮工艺时，技术要求采用硝化、反硝化生物脱氮工艺时，要求BOD5:TN＞4，当污水中碳源不足时，需要额外补充。碳源可采用甲醇、乙酸等碳源。投加甲醇作为反硝化碳源时，每1mg硝态氮需投加甲醇的量可按3mg计。二、工艺流程外加碳源回流液前置反硝化生物滤池（DN池）硝化生物滤池（N池）出水外加碳源前置反硝化生物滤池脱氮工艺三、设计计算1、反硝化生物滤池(DN池)计算（1）按反硝化容积负荷法计算A=W/H0W=Q*▽CN/(1000*qTN)式中：A--滤池总面积（㎡）W--滤料总体积（m³）2H0---滤料装填高度（m）▽CN--反硝化滤池进、出水硝酸盐氮浓度差值（mg/L）Q—设计污水流量（m³/d）qTN—反硝化容积负荷（KgNO3--N）/m³.d①进水硝酸氮浓度取最大值：50mg/L,出水取最小5mg/L,则▽CN为45mg/L②反硝化容积负荷qTN=0.8KgNO3--N/（m³.d），规范取值范围为（0.8-1.2）KgNO3--N/（m³.d）③滤料总体积：W=Q*▽CN/(1000*qTN)=12000*45/（1000*0.8）=675m³④滤料装填高度：H0=3.5m，规范取值范围为（2.5m-4.5m）⑤滤池总面积：A=W/H0=675/3.5=193㎡⑥滤池数量n=2座⑦单池面积：W0=A/2=193/2=96.5㎡（单池面积＜100㎡），符合规范要求。（2）按空床停留时间计算A=QT/24qq=H0/t式中：A--滤池总面积（㎡）QT–设计污水量与消化液回流量之和（m³/d）含H0---滤料装填高度（m）t—空床水力停留时间（h），取值范围20-30minq—滤池水力表面负荷（m³/㎡.h），即滤速（取值范围8.0-10），含回流①混合液回流比R=μ/1-μ,取值范围100%-400%，取200%②q—滤池水力表面负荷，取8.0m³/（㎡.h），符合要求③滤池总面积A=QT/24q=12000*3/（24*8）=187.5㎡④空床停留时间t=H0/q=0.375h=22.5min（符合要求）3（3）反硝化生物滤池确定①反硝化生物滤池面积确定根据以上两种方法计算滤池面积比较，选用较大者，则反硝化生物滤池总面积为193㎡，取值200㎡，数量2座，单池面积100㎡。②滤池高度H=H0+h0+h1+h2+h3+h4H0---滤料装填高度（m）（取值范围2.5-4.0m）h0---承托层高度（m）（取值范围0.3-0.5m）h1---缓冲配水区高度（m）（取值范围1.35-1.5m）h2---清水区高度（m）（取值范围1.0-1.5m）h3---超高（m）（取值范围0.3-0.5m）h4---滤板厚度高（m）设计滤池总高度H=7.0m③反硝化生物滤池确定尺寸：10000mm*10000mm*7000mm数量：2座结构：钢混（4）反硝化生物滤池反冲洗设计（1）空气冲洗强度：12-16L/㎡.S设计采用12L/㎡.S，单池冲洗空气量Q=12*100=1200L/S=72m³/min（2）水冲洗强度4-6L/㎡.S设计采用4L/㎡.S，单池冲洗水量Q=4*100=400L/S=1440m³/h（5）长柄滤头设计滤板规格：980*980*1000mm,滤头数量：49个/块滤头总数：100*49*2=9800个（6）外加碳源设计反硝化生物滤池每天去除硝酸氮的量为：45*12000/1000=540kg/d每1mg硝态氮需投加甲醇的量可按3mg计，则甲醇每天的投加量为540kg/d*3=1620kg2、硝化曝气生物滤池（N池）计算4（1）按硝化容积负荷法计算A=W/H0W=Q*▽CTKN/(1000*qNH3-N)式中：A--滤池总面积（㎡）W--滤料总体积（m³）H0---滤料装填高度（m）▽CTKN–进、出硝化滤池凯式氮浓度差值（mg/L）Q—设计污水流量（m³/d）qNH3-N—硝化容积负荷（KgNH3-N）/m³.d①进水总凯式氮浓度40mg/L,出水设计8mg/L,则▽CTKN为32mg/L②硝化容积负荷qNH3-N=0.6KgNH3-N/（m³.d），规范取值范围为（0.6-1.0）KgNH3-N/（m³.d）③滤料总体积W=Q*▽CTKN/(1000*qNH3-N)=12000*32/（1000*0.6）=640m³④滤料装填高度：H0=3.5m，规范取值范围为（2.5m-4.5m）⑤滤池总面积：A=W/H0=640/3.5=182㎡⑥滤池数量n=2座⑦单池面积：W0=A/2=182/2=91㎡（单池面积＜100㎡），符合规范要求。（2）按空床停留时间计算A=Q/24qq=H0/t式中：A--滤池总面积（㎡）Q–设计污水量（m³/d）H0---滤料装填高度（m）t—空床水力停留时间（h），取值范围30-45min5q—滤池水力表面负荷（m³/㎡.h），即滤速（取值范围3-12）①空床停留时间t取40min=0.67h（符合要求）②滤池水力表面负荷q=H0/t=3.5/0.67=5.2m³/(㎡.h）.符合要求③滤池总面积A=Q/24q=12000/（24*5.2）=96㎡④空床停留时间t=H0/q=0.375h=22.5min（符合要求）（3）反硝化曝气生物滤池确定①反硝化生物滤池面积确定根据以上两种方法计算滤池面积比较，选用较大者，则反硝化生物滤池总面积为182㎡，取值190㎡，单池面积95㎡，数量2座。②滤池高度H=H0+h0+h1+h2+h3+h4H0---滤料装填高度（m）（取值范围2.5-4.0m）h0---承托层高度（m）（取值范围0.3-0.5m）h1---缓冲配水区高度（m）（取值范围1.35-1.5m）h2---清水区高度（m）（取值范围1.0-1.5m）h3---超高（m）（取值范围0.3-0.5m）h4---滤板厚度高（m）设计滤池总高度H=7.0m③反硝化曝气生物滤池确定尺寸：10000mm*9500mm*7000mm数量：2座结构：钢混（4）硝化曝气生物滤池反冲洗设计（1）空气冲洗强度：12-16L/㎡.S设计采用12L/㎡.S，单池冲洗空气量Q=12*95=1140L/S=68.4m³/min，风压：58.8Kpa（2）水冲洗强度4-6L/㎡.S设计采用4L/㎡.S，单池冲洗水量Q=4*95=380L/S=1368m³/h（5）长柄滤头设计6滤板规格：980*980*1000mm,滤头数量：36个/块滤头总数：95*36*2=6840个（6）曝气系统设计曝气系统采用单孔膜空气扩散器规格：Φ60*45mm要求：36个/㎡总数量：6840个通气量：0.2-0.3m³/h曝气量：0.3*6840=2052m³/h=34.2m³/min风压：53.9Kpa