AO工艺标准设计计算参考Word格式.docx
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6便于在常规活性污泥法基础上改造A1/0脱氮工艺;
7混合液回流比的大小,直接影响系统的脱氮率,一般混合液回流比取200%~500%,太高则动力消耗太大。
因此A1/O工艺脱氮率一般为70%~80%,难于进一步提高。
三、污水处理工艺设计计算
(一)、污水处理系统
1、格栅
设计流量:
平均日流量Qd=3000m3/d=0.35m3/s
则K2=1.42
最大日流量Qmax=K2Qd=0.50m3/s
设计参数:
格栅倾角=60栅条间隙b=0.021m栅条水深h=0.4m过
栅流速v=0.9m/s
(1)栅槽宽度
1栅条的间隙数n格栅设两组,按两组同时工作设计,一格停用,
一格工作校核。
则n===31个
2栅槽宽度B
栅槽宽度一般比格栅宽0.2~0.3m取0.2m
设栅条宽度S=10mm(0.01m)
则栅槽宽度B=S(n-1)+bn+0.2=0.01(31-1)+0.02131+0.2=1.15m
(2)通过格栅的水头损失hl
1进水渠道渐宽部分的L1。
设进水渠宽B仁0.85m其渐宽部分展开
角仁20
进水渠道内的流速为0.77m/s
L1===0.41m
2栅槽与出水渠道连接出的渐窄部分长宽L2,m
L2===0.21m
3通过格栅的水头损失h1,m
h1=h0k(k一般采用3)
h0=sin,二
h1=sink=2.42sin603=0.097m设=2.42)
(3)栅后槽总高度H,m
设栅前渠道超高h2=0.3m
H1=h+h1+h2=0.4+0.097+0.3=0.797〜0.8m
(4)栅槽总长度L1,m
L=L1+L2+1.0+0.5+=0.41+0.21.1.0+0.5+=2.52m(式中H1=h+h2)
(5)每日栅渣量W,m/3d
w=式中,w1为栅渣量m3/10m污水,格栅间隙为16~25mm时
w1=0.10~0.05m/10m3污水;
格栅间隙为30~50mm时,w仁0.03~0.1m3/103m3污水
本工程格栅间隙为21mm,取W1=0.07m3/10m3污水
W==2.18(m3/d)0.2(m3/d)
采用机械清渣
2、提升泵站
采用A1/O生物脱氮工艺方案,污水处理系统简单,污水只考虑一次提升。
污水经提升后入平流式沉砂池,然后自流通过缺养池、好养池、二沉池等。
设计流量Qmax=1800m3/h,采用3台螺旋泵,单台提升流量为900m3/h其中两台正常工作,一台备用。
3.平流式沉池砂
(1)沉沙池长度L,m
L=vt(取v=0.25m/s,t=30s)
则L=0.2530=7.5m
(2)水流端面面积A,m2
A===2m2
(3)池总宽度B,m
B=nb取n=2,b=0.6m)
贝SB=20.6=1.2m
⑷有效水深h2,mh2===1.7m
(5)沉砂池容积v,m3
V=(取x=30m3/106m3污水,T=2dk2=1.42
贝SV==1.83m3
(6)每个沉斗砂容积V0,m3
设每个分格有2个沉沙斗,共4个沉砂斗
则V0二=0.46m3
(7)沉砂斗尺寸
1沉砂斗上口宽a,m
a=+a1式中h/3为斗高取h/3=0.35m,al为斗底宽取,a1=0.5m,斗壁与
水平面的倾角55)
则a=+0.5=1.0m
2沉砂斗容积V0,m3
V0=h/3(2a2+2aa1+2a12)=(212210.5+20.5)2=0.2m3
(8)沉砂室高度h3,m
采用重力排沙,设池底坡度为0.06,坡向砂斗,沉砂室有两部分组成:
一部分为沉砂斗,另一部分为沉砂池坡向沉砂斗的过滤部分,沉砂室
的宽度为2(L2+sj)+0.2
L2===2.65m
h3=h/3+0.06L2=0.35+0.062.65=0.51m
(9)沉砂池总高度H,m
取超高h1=0.3m
H=h1+h2+h3=0.3+1.7+0.51=2.51m
(10)验算最小流速Vminm/s
在最小流速时,只用一格工作(n1=1)
Vmin=Qmin=二=0.25m3/s
则Vmin===0.25m/s>
0.15m/s
(11)砂水分离器的选择
沉砂池的沉砂经排砂装置排除的同时,往往是砂水混合体,为进一步
分离出砂和水,需配套砂水分离器
清除沉砂的间隔时间为2d,根据该工程的排砂量,选用一台某公司
生产的螺旋水分离器。
该设备的主要技术性能参数为:
进水砂水分离器的流量为1~3L/S,容积为0.6m3,进水管直径为
100mm,出水管直径为100mm,配套功率为0.25KW
4、A1/O生物脱氮工艺设计计算
(1)好氧区容积V1
V1=取Y=0.6;
Kd=0.05)
1出水溶解性B0D5为使出水所含B0D5降到20mg/L,出水溶解性
B0D5浓度S应为:
S=20-1.42xxTSS(4kt)
=20-1.42x0.7x2-X-0.23x5)
=6.41(mg/L)
2设计污泥龄。
首先确定硝化速率(取设计pH=7.2),计算公式:
二[0.47e0.098(T—15)][][][1—0.0833(7.2—Ph)]=0.47e0.098(14—15)x
=0.462X0.958X0.606=0.247(d
硝化反应所需的最小污泥龄
===405(d)
选用安全系数K=3;
设计污泥龄二K=3X4.05=12.2(d)
③好氧区容积V1,m3
V1==7482.38(m3)
⑵好氧区容积V2
V2=
1需还原的硝酸盐氮量。
微生物同化作用去除的总氮NW:
NW=0.124=0.124X=7.2(mg/L)
被氧化的NH3-N=ffi水总氮量—出水氨氮量—用与合成的总氮量=40
—8—7.2=24.8(mg/L)
所需脱硝量二进水总氮量-出水总氮量-用与合成的总氮量=40-15
—7.2=17.8(mg/L)
需还原的硝酸盐氮NT=30000<
17.8X=534(kg/d)
2反硝化速率qdn.T=qdn,20(qdn20取0.12kgNO-N/(kgMLVSSd);
取
1.08。
)
qdn.T=0.12X1.0—40=0.076(kgN0-N/(kgMLVSS)
3缺氧区容积
V2==2509.4(m3)
缺氧区水力停留时间
t2===0.084(d)=2.0(h)
⑶曝气池总容积V总,m3
V总二V1+V2=7482.32+2509.4=9991.78m3
系统总设计泥龄二好氧池泥龄+缺氧池泥龄=12.2+12.2X=16.29d
⑷污泥回流比及混合液回流比
1污泥回流比R。
设SVI=15Q回流污泥浓度计算公式:
XR=Xr(取
1.2)
XR=X1.2=8000mg/L
混合液悬浮固体浓度X(MLSS=4000mg/L
污泥回流比R=X100=X100=100%(一般取50%~100%)
2混合液回流比R内。
混合液回流比R内取决与所要求的脱氮率。
脱氮率可用下式
粗略估算:
二二=62.5%
r===167%~200
⑸剩余污泥量生物污泥产量:
PX===1523.73kg/d
对存在的惰性物质和沉淀池的固体流失量可采用下式计算:
PS=Q(X1—Xe)(Q取30000m3/d)
Ps=Q(XJXe)=30000X(0—80.126—0.02)=1020kg/d
剩余污泥量AX二PX+PS=1523.73+1020=2543.73kg/d
去除每1kgB0D5产生的干泥量二二=0.61kgDs/kgBOD5
⑹反应池主要尺寸
①好氧反应池。
总容积V1=7482。
38m3,设反应池2组
单组池容V1单===3741.19m3
有效水深h=4.0m,单组有效面积S1单二二=935.30m3
采用3廊道式,廊道宽b=6m,反应池长度L仁二=52m
超高取1.0,则反应池总高H=4.0+1.0=5.0m
②缺氧反应池尺寸
总容积V2=2509.4m3
设缺氧池2组,单组池容V2单二=1254.7m3
有效水深h=4.1m,单组有效面积S2单二二=306.02m
长度与好氧池宽度相同,为L=18m池宽二二=17m
⑺反应池进,出水计算
1进水管。
两组反应池合建,进水与流污泥进入进水竖井,经混合后经配渠,进水潜孔进入缺氧池。
单组反应池进水管设计流量Q^Q==0.347m3/s
管道流速采用v=0.8m/s。
管道过水断面A===0.434m
管径d===0.74m
取进水管管径DN700mm。
校核管道流速v=二=0.90m/s
2回流污泥渠道。
单组反应池回流污泥渠道设计流量QR
QR=R<
Q=1X=0.347m3/s
渠道流速v=0.7m/s;
则渠道断面积A===0.496m2
则渠道断面bxh=1.0mX0.5m
校核流速v==0.69m/s
渠道超高取0.3m;
渠道总高为0.5+0.3=0.80m
3进水竖井。
反应池进水孔尺寸:
进水孔过流量Q2=(1+R)x=(1+1)x==0.347m3/s
孔口流速v=0.6m/s
孔口过水面积A===0.58m2
孔口尺寸取1.2mx0.5m;
进水竖井平面尺寸2.0mX1.6m
4出水堰及出水竖井。
按矩形堰流量公式:
Q3=0.42bH=1.866xbxH
Q3=(1+r)=(1+1)二Q=0.347m3/s(取6.0m)
H===0.10m
出水孔过流量Q4=Q3=0.347m3/s
孔口流速v=0.6m/s;
孔口过水断面积A===0.58m2
出水竖井平面尺寸2.0mx1.6m
5出水管。
单组反应池出水管设计流量
Q5=Q3=0.347m3/s
管道流速v=0.8m/s;
管道过水断面A===0.9m/s
⑻曝气系统设计计算①设计需氧量AOR。
需氧量包括碳化需氧量和硝化需氧量,并应扣除剩余活性污泥排放所减少B0D5及NH3-N的氧当量(此部分用于细胞合成,并未耗氧),同时还应考虑反硝化产生的氧量。
AOR=S化需氧量+硝化需氧量—反硝化脱氮产氧量二(去除BOD5需氧量—剩余污泥中BOD5需氧量)+(NH3-N硝化需氧量—剩余污泥中NH3-N的氧当量)—反硝化脱氮产氧量
a碳化需氧量D1
D1=—1.42Px(k取0.23,t取5d)
D1=—1.42X1523.73=4579.42kgO2/d
b硝化需氧量D2
=4.6X30000X
D2=4.6Q(N0-Ne)—4.6X12落XPx
008)—4.6X12落X1523.73=3546.86kgO2/dc反硝化脱氮产生的氧量D3
D3=2.86NT
式中,NT为反硝化脱除的硝态氮量,取NT=534kg/d
D3=2.86X534=1527.24kgO2/d
故总需氧量AOR=D1+D2—D3=4579.42+3546.86—
1527.24=6599.04kgO2/h=274.96kgO2/h
最大需氧量与平均需氧量之比为1.4,则:
AORmax=1.4AOR=1.4X6599.04=9238.66kgO2/d=384.94kgO2/h
去除每1kgB0D5的需氧量二二=1.57kgO2/kgBOD5
⑵标准需氧量。
采用鼓风曝气,微孔曝气器敷设于池底,距池底0.2m,淹没深度3.8m,氧转移效率EA=20%,将实际需氧量AOR换算成标准状态下的需氧量SOR
SOR=(T取25C,CL取2mg/L,取0.82,取0.95)
查表得水中溶解氧饱和度:
CS(20)=9.17mg/L,CS(25)=8.38mg/L
空气扩散器出口处绝对压力:
Pb二p+9.8X103H(p=1.013x105Pa,Pb=1.013x105+9.8x103x3.8=1.385x105Pa空气离开好氧反应池时氧的百分比Ot:
Ot=x100
式中,EA为空气扩散装置的氧的转移效率,取EA=20%
Ot==17.54%
好氧反应池中平均溶解氧饱和度:
Csm(25)=Cs(25)(+)=8.38x(+)=9.12mg/L
标准需氧量为:
SOR==9835.62kg/d=409.82kg/h
相应最大时标准需氧量为:
SORmax=1.4SOR=1.4X9835.62=13769.87kg/d=573.74kg/h
好氧池反应池平均时供气量为:
GS=x100=x100=6830.33m3/h
最大时供气量为:
Gsmax=1.4GS=9562.46m3/h
3所需空气压力p(相对压力)p=h1+h2+h3+h4+Ah(h4取0.004Mpa,Ah
取0.005Mpa)
取h1+h2=0.002Mpap=0.002+0.038+0.004+0.005=0.049Mpa=49kPa
可根据总供气量,所需风压,污水量及负荷变化等因素选定风机台数,
进行风机与机房设计。
3曝气器数量计算(以单组反应池计算)。
a按供氧能力计算曝气器数量。
h1=
采用微孔曝气器,参照有关手册,工作水深4.3m,在供风量
q=1~3m3(h个)时,曝气器氧利用率EA=2%,服务面积0.3~0.75m,2,充氧能力qc=0.14kgO2/(h个),则:
h1==2049个
b以微孔曝气器服务面积进行校核
f===0.46m2<
0.75m2
4供风管道计算。
供风管道指风机出口至曝气器的管道。
a干管。
供风干管采用环状布置。
流量QS=0.5XGsmax=0.5X9562.46=4781.23m3/h
流速v=10m/s
管径d===0.411m
取干管管径为DN400mm。
b支管。
单侧供气(向单侧廊道供气)支管(布气横管):
QS单二X=x9562.46=1593.74m3/h
管径d===0.237m
取支管管径为DN250mm。
双侧供气:
QS双二二x9562.46=3187.49m3/h
流速v=10m/s;
管径d===0.336m
取支管管径为DN400mm。
⑽缺氧池设备选择缺氧池分成三格串联,每格内设一台机械搅拌器。
缺氧池内设3台潜水搅拌机,所需功率按5W/m3污水计算。
厌氧池有效容积V单=17x18X4.仁1254.6m3
混合全池污水所需功率N单=1254.6x5=6273W
(11)污泥回流设备选择
污泥回流比R=1O0%
污泥回流量QR二RQ=30000m3/d=1250m3/h
设回流污泥泵房1座,内设3台潜污泵(2用1备);
单泵流量QR单=0.5QR=0.5X1250=625m3/h
水泵扬程根据竖向流程确定。
(12)混合液回流泵
混合液回流比R内=200%
混合液回流量QR=R内Q=2X30000=60000m3/d=2500m3/h
每池设混合液回流泵2台,单泵流量QR单二=625m3/h
混合液回流泵采用潜污泵。
5、向心辐流式二次沉淀池
(1)沉淀池部分水面面积F
最大设计流量Qmax=0.5m3/s=1800m3/h
采用两座向心辐流式二次沉淀池,表面负荷取0.8m3/(m2h)贝S
F===1125m2
(2)池子直径D
D===37.9m取D=38m
⑶校核堰口负荷q‘
q‘===2.1(X4.34〔L/(sm)〕
(4)校核固体负荷G
G===153.6〔kg/(m2d)〕(符合要求)
(5)澄清区高度h2‘设沉淀池沉淀时间t=2.5h
h2,==qt==2m
(6)污泥区高度h2‘‘
h2‘‘===1.48m
⑺池边水深h2
h2=h2‘+h2‘‘+0.3=2+1.48+0.3=3.78m
(8)污泥斗高h4设污泥斗底直径D2=1.0m上口直径D1=2.0m斗壁与
水平夹角60°
则
h4=()tan60=()tan60=0.87m
(9)池总高H二次沉淀池拟采用单管吸泥机排泥,池底坡度取0.01,
排泥设备中心立柱的直径为1.5m。
超高h仁0.3m故池总高H二h1+h2+h3+h4=0.3+3.78+0.18+0.87=5.13m(10)流入槽设计
采用环行平底糟,等距设布水孔,孔径50mm,并加100mm长短管
1流入槽设流入槽宽B=0.8m槽中流速取1.4m/s
槽中水深h=
2布水孔数n取t=650s,Gm20s-1水温20C时v=1.06m2/s
布水孔平均流速vn二==0.74m/s
布水孔数n=个
3孔距
4校核Gm
v1=
v2=
Gm==在10~30之间合格)
(二)、污泥处理系统
1、浓缩池
(1)浓缩池面积A
剩余污泥量=2543.73kg/d污泥固体通量选用30kg/(m2d)
A=m2
⑵浓缩池直径D
设计采用n=1个圆形辐流池
⑶浓缩池深度H浓缩池工作部分的有效水深h2=(式中取T=15h)
QW=取C0=6kg/m3)
则h2=
超高h1=0.3m缓冲层高度h3=0.3浓缩池设机械刮泥
坡底坡度i=1/20污泥斗下底直径D1=1.0m上底直径D2=2.4m
池底坡度造成的深度h4=()=
污泥斗高度h5=
浓缩池深度H=h1+h2+h3+h4+h5=0.3+3.125+0.3+0.215+1.0=4.94m
2、污泥泵
共设污泥泵两台,一用一备
单泵流量Q=424m3/d=17.7m3/h
3、污泥脱水间
进泥量=424m3/d=17.7m3/h
出泥饼GW=68t/d
泥饼干重W=18t/d
选用DY—3000带式脱水机,带宽3m,处理能力为600kg(干)/h,选用三台。