氧化沟计算设计

问题：比较具有除P脱氮功能的城市污水二级处理工艺，以50000m³/d规模为例，分组按确定工艺完成工艺设计计算，对照两个标准与规范，核算相应指标。答：处理水量Q=5万m3/d；进水水质BOD为150mg/L；COD为300mg/L；SS为250mg/L；LmgTNLmgNNH/30,/304。处理要求出水达到国家一级(B)排放标准即COD≤60mg/L，BOD5≤20mg/L，SS≤20mg/L，LmgTNLmgNNH/20,/84。三种方案优缺点比较如下表：三种工艺方案比较方案列表优点缺点方案一SBR工艺（1）SBR工艺流程简单，不需要二沉池、污泥回流设备、调节池，布置紧凑，节省用地。（2）SBR工艺可以交替实现好氧、缺氧、厌氧的环境，改变曝气量反应时间，脱氮除磷效果好。（3）污泥沉降性好。能很好的抑制污泥膨胀（1）对在线检测和计算机自动化控制、运行管理和技术人员素质要求都很高。（2）无法实现连续进水（3）设备闲置率高，提升阻力损失大。方案二A/A/O工艺（1）能同时具有去除有机物、脱氮除磷功能（2）总的水力停留时间少于同类其它工艺。（3）在厌氧-缺氧-好氧交替运行下，丝状菌不会大量繁殖，不会发生污泥膨胀。（1）AA/O工艺相对复杂，运行存在许多难以控制的困难（2）脱氮除磷效果难提高，污泥增长有限度。方案三氧化沟工艺(1)工艺流程简单，运行管理方便。(2)运行稳定，处理效果好，可以除磷脱氮。(3)能承受水量、水质的冲击负荷，对浓度较高的工业废水有较强的适应能力。(4)污泥量少、性质稳定，可直接浓缩脱水，不必厌氧消化。（1）占地面积大（2）容积利用率低本方案设计采用氧化沟，氧化沟分两座，每座处理水量Q=2.5万m3/d。下面是氧化沟工艺流程图。氧化沟工艺流程图污水格栅提升泵细格栅沉砂池氧化沟污泥浓缩干化污泥外运外运出水洗砂排砂总污泥龄：20dMLSS=4000mg/LMLVSS/MLSS=0.7MLVSS=2800mg/L污泥产率系数（VSS/BOD5）Y=0.6kg/（kg.d）(1)好氧区容积计算出水中VSS=0.7SS=0.7×20=14mg/LVSS所需BOD=1.42×14（排放污泥中VSS所需得BOD通常为VSS的1.42倍）出水悬浮固体BOD5=0.7×20×1.42×（1-e-0.23×5）=13.6mg/L出水中溶解性Se=BOD5＝20-13.6mg/L=6.4mg/L%.795%100150.461505去除率BOD好氧区容积：内源代谢系数Kd=0.0535.77467.04000)2005.01()4.6150(25000206.0)1()(mXcKdcSeSoYQVV好氧停留时间hhQVt7.4424250007746.5好氧校核：)/(17.05.77467.0400025000)4.6150()(5dkgMLVSSkgBODVXSeSoQMFV好氧满足脱氮除磷的要求。硝化校核：硝化菌比增长速率105.02011dcnnf为硝化菌在活性污泥中所占比例，原污水中BOD5/TKN=150/30=5，此时对应nf=0.054NkgNHkgVSSYn4/1.0（硝化菌产率系数）nq为单位质量的硝化菌降解NNH4的速率：5.01.005.0nnnYq实际硝化速率1027.05.0054.0dqfrnnn硝化水力停留时间hthdrXNNtnven44.798.6291.0027.0280083010因而设计水力停留时间7.44h满足硝化要求。（2）缺氧区容积计算剩余污泥量：5.1084)2005.01(1000)4.6150(250006.0)1(1000)(cKdSeSoYQXwkg/d设其中有12.4％为氮，近似等于TKN中用于合成部分为：0.1241084.5=134.487kg/dLmgQXNwte/38.51000脱氮量dkgNNONNHTNQWee/51.2905.1084124.01000)]_()_([340T=20摄氏度时，脱氮速率dkgMLVSSNkgNONdn/06.03缺氧区容积：3dntee042.46040000.065.38-20-3025000XNN-N-NQmV）（）（缺氧水力停留时间：0.5h2425000460.42Q缺氧Vtdn（3）氧化沟总容积：总容积：38207mVV缺氧好氧总V总水力停留时间：7.94httdn总t氧化沟尺寸设计：氧化沟采用4廊道式卡鲁塞尔氧化沟，取池深3.5m，宽7m，氧化沟总长m0.33575.38207好氧段长度m2.31675.35.7746缺氧段长度m8.1875.342.460弯道处长度:m6621221273则单个直道长:m25.67466335(取70m)故氧化沟总池长=70+7+14=91m，总池宽=74=28m（未计池壁厚）。校核实际污泥负荷dkgMLSSkgBODXVQSNos/114.08207400015025000（4）剩余碱度计算已知产生100mg/L（以CaCO3计），可使PH≥7.2。生物反应能够正常进行，每氧化1mgNH3-N需要消耗7.141mg碱度，每氧化1mgBOD5产生0.1mg碱度，每还原1mgNO3-N产生3.57mg碱度。剩余碱度=进水碱度+3.57×反硝化NO3的量+0.1×去除BOD5的量-7.14×去除总氮的量=250－7.1×4.62+3.57+0.1×（150－6.4）－7.14×17=250－32.802+3.57－14.46－121.38=84.93mg/L计算所得剩余碱度以CaCO3计，此值可使PH≥7.2mg/L（5）需氧量：dkgNNONNHTNQXNNQXSSQDeeweweoO/3090)5830(2500086.2105.10846.4124.0)2030(250006.4105.108442.1)4.6150(2500047.1)]_()_([86.26.4124.0)(6.442.1)(47.13334002α＝0.9β＝0.98ρ=1C=2mg/LdkgOCCCDRTO/83.4719024.1)238.8198.0(9.017.93090024.1][2)2025()20(282002考虑安全系数：hkgOdkgOR/236/79.566383.47192.1220曝气设备设计：查手册，选用DY325型倒伞型叶轮表面曝气机，直径Ф＝3.5m,电机功率N=55kW,单台每小时最大充氧能力为125kgO2/h，每座氧化沟所需数量888.11252361250Rn，取n=2台（6）污泥回流量氧化沟系统中，如果已知回流污泥的含量，就可以根据下面简单的质量平衡式，计算出维持MLSS的回流污泥流量，即XQQXQQXrrr）（0式中:rQ—回流污泥量dm3；Q—污水流量dm3；0X—进水SS含量Lmg;Xr—回流污泥含量Lmg，取10000g/L；根据上式，可得25000×250＋10000×Qr=（25000+Qr）×4000回流污泥量Qr=15625（dm3）回流比%7.660.4100.4XXXRr，实际取70％考虑到回流至厌氧池的污泥为11%，则回流到氧化沟的污泥为59%。（7）剩余污泥量：剩余污泥量：5.1084)2005.01(1000)4.6150(250006.0)1(1000)(cKdSeSoYQXwkg/d如由池底排除，二沉池排泥浓度为10g/L，每个氧化沟产泥量=dm/45.108105.10843（8）氧化沟计算草草图如下：备用曝气机可暂不安装栏杆图5氧化沟计算草图上上钢梯走道板走道板出水管至流量计井及二沉池进水管接自提升泵房及沉砂池