A2O工艺计算(全)

A/A/O工艺生物处理池设计计算1.基本数据1.1流量日平均流量Qav=50000cum/d日最小流量Qmin=50000cum/d日变化系数Kz=1.30日最大流量Qmax=Kz*Qav=65000cum/d设计日流量Q=50000cum/d1.2水质名称及单位进水出水设计出水BOD5(mg/l)2002010COD(mg/l)4006040SS(mg/l)250200TN(mg/l)402020NH3-N(mg/l)3055NO3-N(mg/l)011TP(mg/l)510.5SP(mg/l)2.51.5油类(mg/l)7010色度(倍)50PH值7平均最高温(度)16平均最低温(度)81.3参数选取1.3.1运行参数△生物池中活性污泥浓度Xvss=1785mgMLVSS/l△挥发活性组份比例fvss=0.35(一般0.7~0.8)△污泥回流比r=0.5△混合液回流比R=21.3.2碳氧化工艺参数△污泥理论产泥系数Y=0.6mgVSS/mgBOD5(范围0.4~0.8,一般0.6)△20℃时污泥自身氧化系数Kd20=0.051/d(范围0.04~0.075,一般0.06)1.3.3硝化工艺参数△硝化菌在15℃时的最大比生长速率μm(15)=0.471/d(范围0.4~0.5,一般0.47或0.45)△好氧池中溶解氧浓度DO=2.0mg/l△NH4-N的饱和常数KN=T=Tmin=8℃KN=10^(0.051*T-1.158)=0.2mg/l△硝化菌理论产率系数Yn=0.15mgVSS/mgNH4－N(范围0.04~0.29,一般0.15)△20℃时硝化菌自身氧化系数KdN20=0.041/d(范围0.03~0.06,一般0.05)△安全系数SF=1.8(范围1.5~4,一般2.5)△氧的饱和常数Ko=1.0mg/l(范围0.25~2.46,一般1.0)1.3.4反硝化工艺参数△在20℃时的反硝化速率UDN(20)=0.111/d(范围0.075~0.115,一般0.1)△厌氧池溶解氧浓度DOn=0.15mg/l1.3.5除磷工艺参数△2好氧池设计计算(按低温情况计算)2.1参数修正污水的最低平均水温Tmin=8℃△污泥自身氧化系数Kd修正Kd(Tmin)=Kd20*1.05^(Tmin-20)=0.0281/d△硝化菌最大比生长速率μm修正μm=μm(15)*e^[0.098*(Tmin-15)]*[1-0.833*(7.2-PH)]*[DO/(Ko+DO)]=0.1321/d△硝化菌自身氧化系数KdN修正KdN(Tmin)=KdN20*1.05^(Tmin-20)=0.0221/d2.2计算设计泥龄2.2.1最大基质利用率k'=μm/Yn=0.881/d2.2.2泥龄计算△最小硝化泥龄tcmin由公式:1/tcmin=Yn*k'-kdN得:tcmin=1/(Yn*k'-kdN)tcmin=1/(Yn*k'-kdN)=9.16d△设计泥龄tc=SF*tcmin=16.5d2.3污泥负荷2.3.1硝化污泥负荷Un由公式:1/tc=Yn*Un-kdN得:Un=(1/tc+kdN)/YnUn=(1/tc+kdN)/Yn=0.55mgNH4-N/(mgMLVSS*d)2.3.2出水氨氮浓度Ne由公式:Un=k'*Ne/(Kn+Ne)得:Ne=Un*Kn/(k'-Un)Ne=Un*Kn/(k'-Un)=0.30mg/l2.3.3碳氧化污泥负荷Us由公式:1/tc=Y*Us-kd得:Us=(1/tc+kd)/YUs=(1/tc+kd)/Y=0.15mgBOD/(mgMLVSS*d)2.4好氧池容积2.4.1BOD氧化要求水力停留时间tb=(So'-Se)/(Us*Xvss*f)=0.68d=16.43hf为VSS中可好氧生物降解部分所占比例取f=88.74%2.4.1硝化要求水力停留时间△BOD5表观产率系数Yobs=Y/(1+Kd*tc)=0.41mgVSS/mgBOD5△硝化细菌在微生物中的百分比fn硝化的氨氮量Nd=TN0-0.122*Yobs*(So'-Se)-Ne-0.016*Kd*tc*(So'-Se)*Yobs=31.2mg/l硝化菌百分比fn=Yn*Nd/(Yabs*(So'-Se)+Yn*Nd+0.016*Kd*tc*(So'-Se)*Yobs)=0.066△硝化水力停留时间tntn=(TNo-0.122*Yobs*(S0'-Se)-Ne-0.016*Kd*tc*(So'-Se)*Yobs)/(Usn*X*fn)=0.48d=11.5h2.4.2好氧池水力停留时间选定t=16.43h2.4.3好氧池容积Va=Q*t/24=34230.3cum2.5排泥量计算△污泥有机部分产量W1=Yobs*(So-Se)*Q/1000=3907.29kg/d△污泥内源衰减残留物量W2=fP*Kd*tc*W1=358.54kg/d△污泥惰性部分产量W3=ηss*SSo*Q/1000=6500.0kg/d总悬浮物TSS惰性组份比例ηss取52%△污泥硝化部分产量W4=Yn*(NH0-Nhe)*Q/(1+tc*KdN)=137.2kg/d△活性污泥总产量W'=W1+W2+W3+W4-SSe*Q/1000=10903.0kg/d=10.9t/d△污泥的综合产率W'/[(So-Se)*Q/1000)=1.15kgDS/kgBOD△活性污泥挥发性组分中活性部分所占比例f=W1/(W1+W2+W4)=88.74%2.6污泥中MLVSS比例fvss'=(W1/fvss)/W=0.3584选定0.362.7污泥中MLSSX=MLVSS/fvss=4981mg/l选定5000mg/l实际污泥负荷0.0555kgBOD/kgSS.d实际污泥龄校核tc'=15.70d2.8污泥体积取活性污泥含水率p=99.0%污泥浓度Nw=10.0kg/m3污泥体积Vs=W/Nw=1090m3/d=21.6l/s(14hr)2.9污泥浓缩脱水取污泥浓缩脱水机每日工作14小时每小时处理泥量77.9m3/h相当于779kg干泥/h含水率体积m3流量m3/h流量l/s99.00%109077.8821.694.00%181.712.983.680.00%54.53.891.1每公斤干泥加混凝剂PAM0.004kgPAM/kg干泥加药量43.61kg/d=3.115kg/h2.10生物池容积计算2.10.1A/A/O生物池生物池总容积V=45264.5m3总停留时间T=21.73hr设计水深H1=5.5m系列数S=2系列单渠道宽度B1=9m单系列生物池面积A1=4115.0m2单系列生物池长度L1=457.2m缺氧区长度L2=0m曝气池总长度L3=457.2m取L3=460m单系列曝气池分格数4格单格曝气池长度L4=115m曝气池超高H2=0.5m曝气池总高H=6m缺氧段容积V1=8950.9m3每系列缺氧段长度L4=90.4m取L4=92m厌氧段容积V2=2083.3m3每系列厌氧段长度L5=21.0m取L4=23m生物池总容积校核Vt=45540m3系统总污泥龄计算Tt=20.88d2.11二沉池辐流式沉淀池设计有效水深H1=3.5m3缺氧池设计计算(按低温情况计算)3.1参数修正污水的最低平均水温Tmin=8℃△反硝化速率UDN修正UDN=UDN(20)*1.09^(Tmin-20)*(1-DOn)=0.0332mgNO3-N/mgMLVSS*d3.2反硝化池容积Vdn△反硝化氮量NDenitNDenit=TNo-TNe-0.12*W1/Q*1000=10.6mg/l(TNe为设计值)△容积VdnVdn=NDenit/(UDN*Xvss)=0.18d=4.30hV=8950.9cum△综合回流比(R+r)=NDenit/TNe=0.534厌氧池设计计算(按低温情况计算)4.1参数修正4.2厌氧区容积Vp=Q*tan/24=2083.3cum厌氧区名义水力停留时间tan=1hr4.3厌氧区实际水力停留时间tant=24*Vp/[(1+r)*Q]=0.7hr(满足要求)4.4厌氧区释放出PO4－P浓度CP1△PO4-P释放速率系数kp=0.0236*So-0.036=4.68mgP/gMLSS*hr△CP1=CPo+kp*tant*X/1000=18.1mg/l4.5好氧区出水PO4－P浓度CP2△PO4-P吸收速率系数ku,取0.5l/gMLSS*hr△好氧区实际水力停留时间t2=t/(1+r+R)=4.69hr△由公式ln(Cp1/Cp2)=ku*X*t2/1000得:Cp2=Cp1*exp(-ku*X*t2/1000)=0.27mg/l4.6校核好氧区出水总磷浓度TPeTPe=(CP2+0.055)/0.671=0.49mg/l4.7校核污泥含磷率PxPx=(TPo-TPe)*Q/(W*1000)=5.77%基本满足要求5需氧量计算6曝气器计算5.1有机物碳化需氧量O2－cO2-c=1.47*Q*(So-Se)/1000-1.42*W1=8416.6kgO2/d式中：BODu/BOD5=1.47理论上微生物自身氧化的好氧量1.42kgO2/kgVSS5.2硝化需氧量O2-nO2-n=4.6*[Q*(TNo-Ne)-0.12*W1]=6973.3kgO2/d式中：微生物细胞中N的比例为14/113=0.12kgN/kgVSS5.3反硝化可利用氧O2-dnO2-dn=2.86*[Q*(TNo-TNe)/1000-0.12*W1*fvss]=2390.656kgO2/d(TNe使用要求值20mg/l)5.4总需氧量O2=O2_c+O2_n-O2_dn=12999.3kgO2/d=13.0tO2/d5.5去除每公斤BOD5的需氧量=O2*1000/[Q*(So-Se)]=1.37kgO2/kgBOD6曝气器计算水深?m6.1基础数据6.1.1实际传氧速率N(AOR)12999.3kgO2/d=541.6kgO2/h6.1.2污水剩余DO值(DO)2.0mg/L6.1.3标准状态下清水中饱和溶解氧(CS,20度)9.17mg/L6.1.4当地海拔高度2800m6.1.5当地大气压Pa(kPa)(见给排水手册一P81页)7.36mH2O=72.13Kpa6.1.6污水温度(T)高温16度低温6.1.7T温度时清水饱和溶解氧(简明排水设计手册P6页)9.95mg/L6.1.8T、Pa时清水饱和溶解氧(CSW)7.086.1.9空气中含氧量占平原地区比值74.10%6.2计算6.2.1微孔曝气头项目KKL215KKL215KKL215KKL215单台气量(m3/h.只)7.57.57.57.5氧气利用率(EA%)38383838设计有效水深(m)5.55.55.55.5实际传氧效率α(KLa污/KLa清)0.650.650.650.65污水与清水的饱和溶解氧比值β0.900.900.900.90曝气池逸出气体的含氧率%(Ot)14.1514.1514.1514.15曝气装置处实际压力Pb(kgf/cm2)1.2861.2861.2861.28616℃时曝气池中平均溶解氧值CSM(mgO2/L)8.588.588.588.5816℃时f值(f＝N0：N＝SOR：AOR)2.712.712.712.7116℃时标准传氧速率N0(SOR)(kg－O2/h)1469.141469.141469.141469.1416℃时供空气体积Gs(m3/h)17391.6117391.6117391.6117391.618℃时曝气池中平均溶解氧值CSM(mgO2/L)10.2310.2310.2310.238℃时f值(f＝N0：N＝SOR：AOR)2.602.602.602.608℃时标准传氧速率N0(SOR)(kg－O2/h)1409.081409.081409.081409.088℃时供空气体积Gs(m3/h)16680.6816680.6816680.6816680.68