A2O生物处理池工艺设计Word文档格式.doc
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8.1厌氧池设备选择 12
8.2缺氧池设备选择 12
8.3污泥回流设备 12
9．混合液回流设备 13
9.1混合液回流泵 13
9.2混合液回流管 13
9.3泵房压力出水总管设计流量 13
五、主要工艺设备表 14
六、总结体会 14
一、A2O工艺简介
A2/O工艺亦称A-A-O工艺，是英文Anaerobic-Anoxic-Oxic第一个字母的简称（生物脱氮除磷）。
按实质意义来说，本工艺称为厌氧-缺氧-好氧法，生物脱氮除磷工艺的简称。
A2/O工艺是流程最简单，应用最广泛的脱氮除磷工艺。
污水首先进入厌氧池，兼性厌氧菌将污水中的易降解有机物转化成VFAs。
回流污泥带入的聚磷菌将体内的聚磷分解，此为释磷，所释放的能量一部分可供好氧的聚磷菌在厌氧环境下维持生存，另一部分供聚磷菌主动吸收VFAs，并在体内储存PHB。
进入缺氧区，反硝化细菌就利用混合液回流带入的硝酸盐及进水中的有机物进行反硝化脱氮，接着进入好氧区，聚磷菌除了吸收利用污水中残留的易降解BOD外，主要分解体内储存的PHB产生能量供自身生长繁殖，并主动吸收环境中的溶解磷，此为吸磷，以聚磷的形式在体内储存。
污水经厌氧，缺氧区，有机物分别被聚磷菌和反硝化细菌利用后浓度已很低，有利于自养的硝化菌的生长繁殖。
最后，混合液进入沉淀池，进行泥水分离，上清液作为处理水排放，沉淀污泥的一部分回流厌氧池，另一部分作为剩余污泥排放。
本工艺在系统上可以称为最简单的同步脱氮除磷工艺，总的水力停留时间少于其他同类工艺。
而且在厌氧-缺氧-好养交替运行条件下，不易发生污泥膨胀。
运行中切勿投药，厌氧池和缺氧池只有轻缓搅拌，运行费用低。
该工艺处理效率一般能达到：
BOD5和SS为90%~95%，总氮为70%以上，磷为90%左右，一般适用于要求脱氮除磷的大中型城市污水厂。
其工艺流程图如下：
污泥回流
本工艺具有如下特点：
（1）本工艺在系统上可以称为最简单的同步脱氮除磷工艺，总的水力停留时间少于其他同类工艺。
（2）在厌氧（缺氧）、好氧交替运行条件下，丝状菌不能大量增殖，无污泥膨胀之虞，SVI值一般均小于100。
（3）污泥中含磷浓度高，具有很高的肥效。
（4）运行中勿需投药，两个A断只用轻缓搅拌，并不增加溶解氧浓度，运行费用高。
二、设计要求
1．设计规模
20000m3/d处理规模城市污水处理厂。
2.排放标准
广东省地方标准水污染物排放限值（DB44/26-2001）
第二时段第二类污染物最高允许排放浓度一级标准
3.进出水水质
单位：
mg/L
CODcr
BOD5
NH3-N
SS
磷酸盐（以P计）
进水
250
100
30
200
5
出水
40
20
10
0.5
三、设计依据
（1）《水污染控制工程》
（2）《污水处理厂设计与运行》
（3）广东省地方标准<
水污染物排放限值>
（DB44/26-2001）
（4）《总图制图标准》（GB/T50103-2001）
（5）《建筑制图标准》（GB/T50104-2001）
（6）《建筑结构制图标准》（GB/T50105-2001）
（7）《给水排水制图标准》（GB/T50106-2001）
四、设计数据处理
1、设计参数确定
《城市污水厂处理设施设计计算崔玉川刘振江张绍怡等编化学工业出版社P143-150》
表4-1A2/O厌氧-缺氧-好氧生物脱氮除磷工艺主要设计参数
项目
数值
BOD5污泥负荷N/[kgBOD5/（kgMLSS·
d）]
0.13~0.2
TN负荷/[kgTN/（kgMLSS·
<
0.05（好氧段）
0.06（厌氧段）
污泥浓度MLSS/（mg/L）
3000~4000
污泥龄Θc/d
15~20
水力停留时间t/h
8~11
各段停留时间比较A:
A:
O
（1:
1:
3）~（1:
4）
污泥回流比R/%
50~100
混合液回流比R内/%
100~300
溶解氧浓度DO/（mg/L）
厌氧池<
0.2,缺氧段≤0.5，好氧段=2
COD/TN
>
8（厌氧池）
TP/BOD5
0.06（厌氧池）
①BOD5污泥负荷N=0.15kgBOD5/（kgMLSS·
d）
②回流污泥浓度Xr=6000mg/L
③活性污泥挥发性固体含量MLVSS/MLSS=0.7
④污泥回流比R=100%
⑤进水TN=27mg/L,出水TN=7mg/L，
ηTN=（27-7）／27=74%
混合液悬浮固体浓度
X=R/（1+R）*Xr=1/2*6000=3000mg/L
混合液回流比
R内=ηTN/（1-ηTN）*100%=74/（1-0.74）*100%=235%
回流污泥量Qr
Qr=RQ=1.00*20000=20000m³
／d
循环混合液流量Qc
Qc=R内*20000=2.35*20000=47000m³
⑥200C时反硝化速率为0.12kgNOx-N/kgMLVSSd,
⑦污泥产率系数y=0.6kgVSS/kgBOD5d
⑧内源呼吸速率Kd=0.04d-1
⑩剩余污泥含水率99%
2、反应池设计计算
2.1厌氧池设计计算
平均停留时间t厌=1.5h
V厌=20000/24*1.5=1250m³
2.2缺氧池设计计算
AO反应池容积VAO：
VAO=QSo/（NX）=20000*100/（0.15*3000）=4445m³
AO反应池总水力停留时间tAO：
tAO=VAO/Q=4445/20000=0.22d=6h
取缺氧∶好氧=1∶3
缺氧池水力停留时间:
t缺=1/4*6=1.5h
缺氧池容积:
V缺=1/4*4445=1111.25m³
2.3好氧池设计计算
好氧池水力停留时间:
t好=3/4*6=4.5h
好氧池容积:
V好=3/4*4445=3333.75m³
反应池总体积：
V=V厌+VAO=1250+4445=5695m³
总停留时间：
t=t厌+tAO=1.5+6=7.5h
3、剩余污泥ΔX=Px+Ps
Px=Y*Q（S0－Se）－Kd*V*Xv
=0.6*20000（0.100-0.020）－0.04*5695*0.7*3=481.62kg/d
Ps=（TSS－TSSe）Q*50%=（0.2-0.02）*20000*50%=1800kg/d
ΔX=481.62+1800=2281.64kg/d
污泥含水率为99%时，剩余污泥体积为：
V剩=2281.64/（1%*1000）=228.2m³
/d
4、反应池主要尺寸
反应池总容积V=5695m3
设反应池两组，单组池容积V单=V/2=5695/2=2847.5m3
有效水深4m，则有效面积为S=V/4=5695/4=1424m²
，S单=V单/4=712m²
采用5廊道式推流式反应池，廊道宽b=6m；
反应池长度：
L=S/B=1424/（4*6）=59m；
校核：
b/h=6/4=1.5（满足b/h=1～2）；
L/b=59/6=9.8（满足L/h=5～10）；
取超高为0.5m，则反应池总高H=4.0+0.5=4.5m
厌氧池尺寸宽L1=（1250/2）/（4*4*6）=6.5（m）尺寸为6.5244（m）
缺氧池尺寸宽L2=（1111.25/2）/（4*4*6）=5.8（m）尺寸为5.8244（m）
好氧池尺寸宽L3=（3333.75/2）/（4*4*6）=17.4（m）尺寸为17.4244（m）
5、碱度校核
每氧化1mgNH3-N需消耗碱度7.14mg/L,每还原1mgNH3-N产生碱度3.57mg；
去除1mgBOD5产生碱度0.1mg。
①硝化消耗碱度mg/l
②反硝化产生碱度
③处理出水剩余碱度为50mgCaCO3/l，则需投入碱度
6、反应池进、出水系统计算
6.1进水管
反应池进水管设计流量
，
管道流速，管道过水断面积A，
管径，取进水管直径DN1000mm。
进水井孔口尺寸取为1.0m×
1.0m,进水井平面尺寸取为3.6m×
3.6m.
6.2进水井
3.6m.
6.3回流污泥渠道
单组反应池回流污泥渠道设计流量Qr
渠道流速
渠道过水断面面积
渠道管径,取回流污泥管直径DN500mm
6.4出水堰及出水竖井
按矩形堰流量公式：
Q3=0.42（2g）^0.5*bH^（3/2）=1.86b*H^1.5
Q3=（1+r+R内）Q/2=（1+1+2.35）*0.116=0.5046m³
/s
式中 b=6m——堰宽，
H——堰上水头高，m
H=（Q3/1.86b）^（2/3）=[（0.5046/（1.86*6））^（2/3）=0.13m
出水孔过流量：
Q4=Q3=0.5046m³
孔口流速
孔口过水断面积：
A=Q4/v=0.5046/0.6=0.83㎡
孔口尺寸取,进水竖井平面尺寸
6.5出水管
反应池出水管设计流量，
管径，取出水管直径DN1000mm。
校核管道流速。
7、曝气系统设计计算
7.1设计需氧量AOR
《城市污水厂处理设施设计计算崔玉川刘振江张绍怡等编化学工业出版社P151-153》
AOR＝（去除BOD5需氧量-剩余污泥中BOD氧当量）+（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
碳化需氧量O1：
O1=20000*（0.1-0.02）/0.68-1.42*481.64=1669kg/d
硝化需氧量O2
O2=4.57[Q（Nk-Nke）-0.12*Px]
=4.57*[20000*（0.03-0.01）－0.12*481.64]=1564kg/d
反硝化脱氮需氧量O3
O3=2.86*20000*（0.027-0.007）=1146.4kg/d
总氧量O
AOR=O1+O2-O3=1669+1564-1146.4=2086.4kg/d
最大需氧量与平均需氧量之比为1.4，则
AORmax=1.4*2086.4=2921kd/d=121.7kg/h
去除1kgBOD5的需氧量
=AOR/Q（So-S）=2086.4/20000（0.1-0.02）=1.304kgO2/kgBOD5
7.2标准需氧量
采用膜片式微孔扩散器，敷设于距池底0.2m处，淹没水深3.8m，最不利温度为。
查《排水工程》第3版得水中溶解氧饱和度=9.17mg/l，=7.3mg/l
a空气扩散器出口处绝对压力=P+9.8H
=1.013*10^5+9.8*3.8*10^3=1.385
b空气离开曝气池面，氧的百分比
=18.43%
式中：
--空气扩散器氧的转移效率取12%
c曝气池混合液平均氧饱和度
最不利温度条件，按考虑代入各值得
138500
=8.19mg/l
换算为在条件下，脱氧清水的充氧量
SOR=AOR·
CS（20）/a（βΡCsm（T）-CL）×
1.024（T-20）=（2921×
9.17）/0.82（0.95×
1×
8.19-2）×
1.024（30-20）=4457.8kgO2/h=185.7（kg02/h）
式中：
C=2
相应最大时标准需氧量：
SORmax=1.6SOR=1.6×
185.7=297.2（kg02/h）
好氧反应池平均时供气量：
Gs=（SOR/0.3EA）×
100=185.7×
100/（0.3×
12）=5158m3/h
最大供气量：
Gmax=1.6Gs=1.6×
5158=8253m3/h
7.3所需空气压力P（相对压力）
P=h1+h2+h3+h4+Δh
式中h1+h2—供气管道沿程与局部阻力之后，取h1+h2=0.2m；
h3-曝气器淹没水头，h3=3.8m；
h4-曝气器h4=0.4m；
Δh-富余水头，Δh=0.5m。
P=h1+h2+h3+h4+Δh=0.2+3.8+0.4+0.5=4.9m
7.4曝气器数量计算（以单组反应池计算）
按供氧能力计算所需曝气器数量
式中，h1为按供量能力所需曝气器个数；
qc为曝气器标准状态下，与好氧反应池工作条件按近时的供氧能力，kgO2/（h*个）
采用微孔曝气器，参照有关手册，工作水深4.3m，在供风量1~3m3/（h*个）时，曝气器氧利用率EA=20%,服务面积0.3~0.75m2，充氧能力qc=0.14kgO2/（h*个）。
则：
h1=SORmax/24×
qe=297.2/（2×
0.14）=1062个
7.5供风管道计算
若，供风干管道采用环状布置。
流量Qs=0.5Gmax=0.5×
8253=4127m3/h=1.15m3/s
流速
管径d=（4*1.15/3.14*10）^05=0.382，取干管管径为DN400mm
若，单侧供气（向单侧廊道供气）
流量Qs单=×
Qs=×
1.15=0.38m3/s
管径d=（4*0.38/10*3.14）^0.5=0.22m，取支管管径为DN300mm
若，双侧供气（向两侧廊道供气）
Qs双=×
1.15=0.77m3/s
管径d=（4*0.77/3.14*10）^0.5=0.31，取支管管径DN=400mm
8、生物池设备选择
《城市污水厂处理设施设计计算崔玉川刘振江张绍怡等编化学工业出版社P154-155》
8.1厌氧池设备选择（以单组反应池）
将厌氧池分成2格，每格内设潜水搅拌器一台，所需功率按5w/m3池容计算。
厌氧池容积V容=6.5244=624m3；
选用GQT型高速潜水推流器。
8.2缺氧池设备选择（以单组反应池）
将缺氧池分成3格，每格内设潜水搅拌器一台，所需功率按5w/m3池容计算。
厌氧池容积V容=5.8244=556.8m³
8.3污泥回流设备
污泥回流比R=100%；
污泥回流量QR=120000=833.33m³
/h
设污泥回流泵房1座，内设4台潜污泵（3用1备）单泵流量QR单=QR/2=833.33/2=416.7m³
9、混合液回流设备
9.1混合液回流泵
混合液回流量
设混合液回流泵房1座，每座泵房内设3台潜污泵（2用1备）
单泵流量
9.2混合液回流管
混合液回流管设计流量Q6=R×
=100%=0.232m3/s
泵房进水管设计流速采用
管道过水断面积
管径
取泵房进水管管径DN600mm
校核管道流速
0.81>
0.5符合要求
9.3泵房压力出水总管设计流量
设计流速采用
管道过水断面==0.194m2
取泵房压力出水管管径DN500mm
五、主要工艺设备表
主要工艺设备表
编号
名称
规格
单位
数量
备注
①
潜水搅拌机
D370，N=7.5KW960r/min
台
8
②
潜水回流泵
Q=600~1200L/s,H=1.0~0.6m
N=13KW,360r/min
2
③
微孔曝气装置
φ200，供风量1~3m3/（h*个），氧利用率EA=20%，充氧能力qc=0.14kgO2/（h*个）
个
1062
六、总结体会
在开始做这份课程设计之前，我先仔细研究了老师给的设计基础资料，寻找相关资料，并对相关的理论计算、除尘设备的选择和管道的设计有了大概的构思后，才开始正式动笔。
虽然，这个课程设计只需要做A²
/O工艺，可是在真正动笔的时候还是遇到了一些问题。
首先，对于设计参数的选定要查找一些相关资料，有时要结合好几本资料才能找出相关的数据，再结合设计内容选定计算。
所以在选定参数时，就花了蛮多的功夫的。
其次，反应池的设计计算。
由于以前没有接触过水污染的课程设计，所以一开始并不知道这个设计要包括哪些方面的内容需要计算，只能参考一些资料，再自己慢慢摸索。
最后就是CAD画图。
在这之前，我对CAD可以说是一无所知，自己的电脑也没有这个软件，所以当这次课程设计要用到CAD画图时，刚开始的时候有点一筹莫展的。
在理论计算完之后，就开始了一点点的摸索CAD的使用，然后再结合相关的画图资料慢慢去一点点画。
所以，通过这次课程设计，我学到了很多，收获了很多。
学会了A²
/O工艺的这个设计流程，学会了应用CAD，这对我以后做毕业设计以及其他设计打下了基础。
而且，在这次课程设计中，碰到不懂的问题，学会了和同学一起讨论，互帮互助，增进了我们之间的友谊。
最后，感谢陈老师这个学期为我们辛勤授课及指导我们完成这个课程设计，您的谆谆教导确实让我受益匪浅、体会良多。
祝老师在今后的工作顺利、家底幸福！
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