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一、经典SBR工艺设计计算(一)设计条件:污水厂海拔高度950m设计处理水量Q=8000m3/d=333.33m3/h=0.09m3/s总变化系数Kz=1.69进水水质:出水水质:进水CODCr=450mg/LCODCr=60mg/LBOD5=S0=200mg/LBOD5=Sz=20mg/LTN=45mg/LTN=20mg/LNH4+-N=25mg/LNH4+-N=8mg/LTP0=6mg/LTpe=1mg/L碱度SALK=0mg/LpH=0SS=250mg/LSS=Ce=20mg/LVSS=0mg/Lfb=VSS/SS=0曝气池出水溶解氧浓度2mg/L夏季平均温度T1=25℃硝化反应安全系数K=3冬季平均温度T2=10℃活性污泥自身氧化系数Kd(20)=0.06污泥龄θc=25d活性污泥产率系数Y=0.6混合液浓度MLSS,X=4000mgMLSS/L出水VSS/SS=f=0.7520℃时反硝化速率常数qdn,20=0.12kgNO3--N/kgMLVSS若生物污泥中约含12.40%的氮用于细胞合成(二)设计计算1、运行周期反应器个数n1=2,周期时间t=6h,周期数n2=4每周期处理水量:1000m3每周期分进水、曝气、沉淀、排水4个阶段进水时间te=24/n1n2=3h根据滗水顺设备性能,排水时间td=0.5h污泥界面沉降速度u=46000X-1.26=1.33m曝气池滗水高度h1=1.2m安全水深ε=0.5m沉淀时间ts=(h1+ε)/u=1.3h曝气时间ta=t-te-ts-td=1.2h反应时间比e=ta/t=0.202、曝气池体积V计算(1)估算出水溶解性BOD5(Se)13.6mg/LedzefCKSS1.7(2)曝气池体积V14634m3(3)复核滗水高度h1:有效水深H=5mh1=HQ/(n2V)=0.7m(4)复核污泥负荷0.13kgBOD5/kgMLSS3、剩余污泥量(1)生物污泥产量T=10℃时0.04d-1358kg/dT=10℃时,ΔXV(10)=532kg/d(2)剩余非生物污泥量ΔXS1840kg/d(3)剩余污泥量ΔXΔX=ΔXV+ΔXs=2198kg/dT=10℃时剩余污泥量ΔX=2372kg/d设剩余污泥含水率按99.20%计算,湿污泥量为274.7m3/dT=10℃时设剩余污泥含水率按99.20%计算,湿污泥量为296.5m3/d4、复核出水BOD5K2=0.01816.66mg/L5、复核出水氨氮浓度微生物合成去除的氨氮Nw=0.12ΔXV/Q冬季微生物合成去除的氨氮ΔNw(10)=7.98mg/L冬季出水氨氮为Ne(10)=N0-ΔNW(10)=17.02mg/L夏季微生物合成去除的氨氮ΔN(20)=1.72mg/L夏季出水氨氮为Ne(20)=N0-ΔNW(20)=23.28mg/L复核结果表明无论冬季或夏季,仅靠生物合成不能使出水氨氮低于设计标准。若考虑硝化作用,出水氨氮的计算:(1)标准水温(15℃)时硝化最大比增长速度μm(15)=0.5d-1曝气池内平均溶解氧DO=2mg/L)1()(0cdecKeXfSSQYVeXVQSNs0100010000VfXeKSSYQXdeV)20()20()10(04.1TddKK1000)1(0ebsCCffQX2202424nXftKSLach溶解氧半速度常数K0=1.3污水pH值pH=7.2冬季μm(10)=μm(15)e0.098(T-15)×DO/(K0+DO)×[1-0.833×(7.2-pH)]=0.19(2)标准水温(15℃)时硝化菌半速度常数KN(15)=0.5mg/L冬季KN(10)=KN(15)×e0.118(T-15)=0.28mg/L(3)硝化菌自身氧化系数bN(20)=0.04冬季bN(10)=bN(20)×1.04(T-20)=0.027冬季硝化菌比增长速度μN(10)=1/θc+bN=0.067d-1出水氨氮为:0.16mg/L6、设计需氧量AOR=碳化需氧量+硝化需氧量-反硝化脱氮产氧量有机物氧化需氧系数a'=0.5污泥需氧系数b'=0.12(1)碳化需氧量:1819.17kgO2/d(2)硝化需氧量1164.06kgO2/d(3)反硝化产生的氧量408.34kgO2/d(4)总需氧量AOR=AOR1+AOR2-AOR3=2574.88kgO2/d=107.3kgO2/h(5)最大需氧量AORmax=KzAOR=4351.54kgO2/d=181.3kgO2/h去除1kgBOD的需氧量=1.79kgO2/kgBOD5(6)标准需氧量氧总转移系数α=0.85氧在污水中饱和溶解度修正系数β=0.95曝气池内平均溶解氧浓度C=2mg/L所在地区大气压力p=101300Pa因海拔高度不高引起的压力系数ρ=p/101300=1.00曝气池水深H=5m曝气头距池底距离0.2m曝气头淹没深度=4.8m曝气头处绝对压力pb=p+9800H=148340Pa曝气头氧转移效率EA=20%3/2)2(gmbqvQ143/2)2(gmbq3/2)2(gmbqvQ44)20()()20(024.1)(CtTsbsCCAORSOR)10()10()10()10()10(NmNNeKNXVfebSSQaAORe')('01)12.01000(6.402ceeVXfNNQAORcwejfeVNTNNQAOR100012.010006.23气泡离开水面时含氧量Qt=17.54%夏季清水氧饱和度CS(25)=8.38mg/LCs(20)=9.17mg/L冬季清水氧饱和度Cs(10)=11.33mg/L曝气池内平均溶解氧饱和度9.52mg/L夏季平均标准需氧量SOR(25)=146.02kg/h最大时标准需氧量SORmax=246.78kg/h夏季平均空气用量QF(25)=SOR(25)/0.3/EA=2433.71m3/h=40.56m3/min最大空气用量Qmax=4112.97m3/h=68.5m3/min(7)所需空气压力p(相对压力)p=h1+h2+h3+h4+Δhh1:供风管道沿程阻力0.001MPaH2:供风管道局部阻力0.001MPah3:曝气器淹没水头0.048MPah4:曝气器阻力,取0.004MPaΔh:富余水头取0.005MPap=0.059MPa=59Kpa(8)曝气器数量计算A、按供氧能力计算曝气器供氧能力qc:0.1kgO2/(h·个)曝气器数量n1=SORmax/qc=2468个B、以曝气器服务面积校核单个曝气器服务面积f=F/n1=1.186m20.75m2)1(2179)E-21(1AAE42O10066.2C5)25()25(tbssbpC=vQ4
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