A2O工艺计算

2.5.1 设计流量

生物处理构筑物的设计流量以最高日平均流量计。取日变化系数为1.2。 Q=1.2×18000=21600m3/d=900m3/h=0.25m3/s。 2.5.2 反应池进水水质

本设计中进水中BOD5较小，则可不设初沉池。所以进水中 S0=150mg/L，X0=200mg/L，N=40mg/L 2.5.2 确定设计污泥龄

需要反硝化的硝态氮浓度为：NO?N?0.05?S0?Se??Ne

?40?0.05?150?10??15=18mg/L 式中，NO---需要反硝化的硝态氮浓度，mg/L；

N---进水中TN浓度，mg/L；

S0---进水BOD浓度，mg/L； Se---出水BOD浓度，mg/L； Ne---出水TN浓度，mg/L。 反硝化速率Kde?NOSe?18150?0.12。

查相关表格，有VDV??cd?c?0.3；取硝化泥龄?c0?11d

式中，?cd---缺氧污泥龄，d； ?c---总污泥龄，d。 则：系统总污泥龄为：?c?1??c0?cd?111?0.3?15.7d

?c缺氧污泥龄为：?cd??c??cd?15.7?11?4.7d 2.5.3 计算污泥产率系数

??1?0.2??0.17?0.75?c?1.072X Y?K?0.75?0.60??T?15?S01?0.17?c?1.072??T?15??? ??10?15???1?0.2??0.17?0.75?15.7?1.072200? ?0.9??0.75?0.6??10?15?1501?0.17?15.7?1.072??? ? ?1.16kgSS /kgBOD式中，K---结合我国情况的修正系数，K?0.9； X0---进水悬浮固体浓度，mg/L；

T---设计水温，与泥龄计算取相同数值。

核算污泥负荷： LS?S0?c?Y?S0?Se??15015.7?1.16?150?10?

?0.06kgBOD/(kgMLSS?d) 2.5.4 确定污泥浓度

由于本设计中没有初沉池，则：取混合液浓度为X=4g/L，SVI=120mg/L。对于污泥浓缩时间，由于有反硝化，故取浓缩时间tE?1.5h，则：

回流污泥浓度XR?0.7R?1000SVI?3tE?0.7?1000120?31.5?6.68g/L

XXR?X?46.68?4?149%?150%

式中，XR---回流污泥浓度，g/L； R---污泥回流比。 符合要求。

2.5.5 计算好氧、缺氧反应池容积 V? ?24Q??c?Y?S0?Se?1000X24?900?15.7?1.16?150?10?1000?4

?13768m3

水力停留时间：

T?V/Q?13768/18000?0.765d?18.4h

在反应池容积中，好氧区占80%。为11014m3，缺氧区占20%，为2754m3。 2.5.6 内回流比

要求的反硝化率如下：

fde?1.2NotNht?1.2?16.227.9?0.70

R?rR?r?1?1.5?0.91.5?0.9?1?0.71?0.70取内回流比r=0.9。则反硝化率为：fde?

即内回流比为50%时，可以满足反硝化要求。 为保证反硝化效果，取内回流r=1.8。 2.5.7 厌氧池计算

厌氧池容积

VA?0.75Q?1?R??0.15VD?0.75?900??1?1.5??0.15?2754?2100.6m3

停留时间：TA=2100.6/900=2.33h 2.5.8 反应池总容积

3 V?VO?VD?VA?11014?2754?2101?1586m9

总停留时间：T=18.4+2.33=20.73h。 2.5.8 反应池主要尺寸

反应池总容积V=15869m3；

设两组反应池，单组池容V'=V/2=158696/2=7934.5m3 有效水深h=4.5m；

单组有效面积S'=7934.5/4.5=1763.22m3 采用5廊道式推流式反应池，廊道宽b=7.5m； 单组反应池长度L=S/B=1763.22/(5×7.5)=47.02m

根据厌氧区、缺氧区、好氧区各部分所需容积进行如下调整：

厌氧区廊道宽b1=5.0m，缺氧区廊道宽b2=6.5m，好氧区分三个廊道，每个廊道宽b3=8.5m

校核：b1/h=5/4.5=1.11 b2/h=6.5/4.5=1.44 b3/h=8.5/4.5=1.89(满足b/h=1～2) L/b1=47.02/5=9.04 L/b2=47.02/6.5=7.23 L/b3=47.02/8.5=5.53 (满足L/h=5～10)

取超高为0.6m，则反应池总高为H=4.5+0.6=5.1m。 2.5.10 反应池进、出水系统计算 （1）进水管

单级反应池进水管设计流量Q1=18000/2=9000m3/d=0.104m3/s 管道流速取v?0.8m/s； 管道过水断面积A? 管径d?4A?Q1V?0.1040.8?0.130m2

4?0.13???0.407m

取进水管管径DN400mm。 （2）回流污泥管

单组反应池回流污泥管设计流量QR?R?管道流速取v?0.8m/s； 管道过水断面积A? 管径d?4A?QRV?0.1560.8?0.195m2Q2?1.5?0.104?0.156m/s

3

4?0.195???0.498m

取回流污泥管管径DN500mm。 （3）进水井

反应池进水孔尺寸：

进水孔过流量Q2=(1+R)Q1=(1+1.5)×9000=0.260m3/s 孔口流速v?0.6m/s 孔口过水断面积 A?Q2V?0.2600.6?0.434m2

孔口尺寸取为1.0m×0.45m； 进水井平面尺寸取为1.5m×1.5m。 （4）出水堰及出水井

按矩形堰流量公式计算：

Q3?0.422gbH3/23/2?1.86bHQ2

180002?0.458m/s3式中 Q3??1?R?r??(1?1.5?1.8)?；

b--堰宽，b=7.5m； H--堰上水头，m；

Q3? H????1.86b??2/3?0.458????1.86?7.5??2/3?0.10m

出水孔过流量Q4?Q3?0.458m3/s； 孔口流速v?0.6m/s 孔口过水断面积A?Q4V?0.4560.6?0.763m2

孔口尺寸取为1.0m×0.8m； 出水井平面尺寸取为1.5m×1.5m。 （5）出水管

反应池出水管设计流量Q5?Q3?0.458m3/s 管道流速取v?0.8m/s； 管道过水断面积A? 管径d?4A?Q5V?0.4580.8?0.573m2

4?0.573???0.854m

取出水管管径DN900mm。 校核管道流速v?Q5A?0.4580.25???0.92?0.72m/s

2.5.11 曝气系统的设计计算

采用鼓风曝气系统，空气扩散装置安设在水下H=4.3m处；计算水温设为25°；

曝气池出口处溶解氧浓度C=2mg/L。 1确定需氧量 ○

按公式R?O2?a'Q(S0?Se)?b'XVV计算 式中O2--混合液需氧量，kgO2/d；

a'--活性污泥微生物每代谢1kgBOD所需要的氧量，以kg计，本设计取0.5；

Q--污水流量，m3/d；

b'--每kg活性污泥每天自身氧化所需要的氧量，以kg计，本设计取0.1； V--曝气池容积，m3，本设计中为5395.54m3。 代入各值，则有单组需氧量

R?O2?0.5?9000?(150?4.74)?0.1?2.4?5395.54

=655kgO2/d 2计算曝气池内平均溶解氧饱和度 ○

1）空气扩散装置出口处的绝对压力Pb?P?9.8?103H

?1.013?105?9.8?4.3?103 =1.42Pa 2）取氧转移速率EA=10%，气泡离开池表面时，氧的百分比 Ot?21?1?EA?79?21?1?EA??21??1?0.1?79?21??1?0.1??19.3%

3）确定计算水温25°C以及及20°C下的氧的饱和度，查《排水工程》下册附录1，得：

CS?25o??8.4mg/L CS?20o??9.17mg/L 则：曝气池内平均溶解氧饱和度，Csb?25??Cs????Ot??2.206?10?5Pb

?8.4???1.42?2.026??19.3??42?=9.75mg/L

Csb?20??Cs???O?t5?2.206?10??1.42?2.026Pb

?9.17??3计算20°C时脱氧清水的需氧量 ○

R0??19.3???10.64mg/L42?

??????Csb?TRCS?20??1.024??C?oT?20??655?9.170.85??0.95?1?9.75?2??1.024?25?20?

?864kgO2/d?36kgO2/h

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