工艺计算A2O-AO-MBBR

一、生物脱氮工艺设计计算

（一）设计条件：

设计处理水量Q＝15000m 3/d=625.00m 3/h=0.17m 3/s 总变化系数Kz= 1.53

进水水质：出水水质：

进水COD Cr =300mg/L COD Cr =30mg/L BOD 5=S 0=145mg/L BOD 5=S z =6mg/L TN=58mg/L TN=10mg/L NH 4+

-N=45mg/L NH 4+

-N= 1.5mg/L

碱度S ALK =280mg/L pH＝7.2

SS=70mg/L SS=C e =20mg/L VSS=52.5mg/L

f=VSS/SS=0.75曝气池出水溶解氧浓度

2夏季平均温度T1＝25℃硝化反应安全系数K=

3

冬季平均温度T2＝10℃

活性污泥自身氧化系数Kd=0.05

活性污泥产率系数Y＝0.6

混合液浓度X＝4000mgMLSS/L SVI＝150

20℃时反硝化速率常数q dn,20＝0.06kgNO 3-

-N/kgMLVSS

曝气池池数n=2

若生物污泥中约含12.40%的氮用于细胞合成

（二）设计计算

1、好氧区容积V1计算

（1）估算出水溶解性BOD 5（Se)

-8.56mg/L

（2）设计污泥龄计算

硝化速率低温时μN(10)＝0.152d -1

硝化反应所需的最小泥龄θc m

= 6.570d

设计污泥龄θc =19.710d

（3）好氧区容积V 1

=4573.1

m 3

好氧区水力停留时间t 1=7.32h

2、缺氧区容积V 2=-??-=-)1TSS TSS VSS

42.1kt z e S S （[][]

)2.7(833.011047.022)158.105.0()

15(098.02pH O k O N N e O T T N --???

?

????+??????+=--μ)1()

(01c d V c K X S S Q Y V θθ+-=V T dn T X q N

V ,21000

?=

（1）需还原的硝酸盐氮量计算微生物同化作用去除的总氮= 5.75mg/L 被氧化的氨氮＝进水总氮量-出水氨氮量-用于合成的总氮量＝50.75mg/L 所需脱硝量＝进水总氮量-出水总氮量-用于合成的总氮量＝42.25mg/L 需还原的硝酸盐氮量N T ＝633.69kg/d

（2）反硝化速率q dn,T ＝q dn,20θ

T-20＝(θ为温度系数，取1.08）0.028kgNO 3--N/kgMLVSS （3）缺氧区容积V 2＝

7600.5m 3缺氧区水力停留时间t 2=V 2/Q=12.16h

3、曝气池总容积V＝V 1+V 2＝12173.6m 3系统总污泥龄＝好氧污泥龄+缺氧池泥龄＝

52.47d 4、碱度校核

每氧化1mgNH 4+-N需消耗

7.14mg碱度；去除1mgBOD 5产生0.1mg碱度；

每还原1mgNO 3--N产生

3.57mg碱度；剩余碱度S ALK1=进水碱度-硝化消耗碱度+反硝化产生碱度+去除BOD 5产生碱度

＝83.85mg/L>

100mg/L(以 CaCO 3计）

5、污泥回流比及混合液回流比

（1）污泥回流比R计算＝8000混合液悬浮固体浓度X（MLSS）＝4000mg/L

污泥回流比R＝X/（X R -X)=100%(一般取50～100％）

（2）混合液回流比R 内计算

总氮率ηN ＝（进水TN-出水TN）/进水TN＝

82.76%混合液回流比R 内＝η/(1-η)=

480%

6、剩余污泥量

（1）生物污泥产量

381.4kg/d (2)非生物污泥量P S

P S ＝Q（X 1-X e ）＝-37.5kg/d

(3)剩余污泥量ΔX

ΔX＝P X +P S ＝343.9kg/d

设剩余污泥含水率按99.20%计算7、反应池主要尺寸计算

（1）好氧反应池

设

2座曝气池，每座容积V 单＝V/n=2286.54m 3曝气池有效水深h=4m

mg/L (r为考虑污泥在沉淀池中停留时间、池深、污泥厚度等因素的系数，取V

T dn T X q N V ,21000

?=

)1()(124.00c d W K S S Y N θ+-=r SVI

X R 6

10==+-=c

d X K S S YQ P θ1)(0

曝气池单座有效面积A 单＝V 单/h=

571.63m 2采用3廊道，廊道宽b=

6m 曝气池长度L＝A 单/B=

31.8m 校核宽深比b/h=

1.50校核长宽比L/b=

5.29曝气池超高取1m，曝气池总高度H=

5m （2）缺氧池尺寸

设2座缺氧池，每座容积V 单＝V/n=

3800.25m 3缺氧池有效水深h=

4.1m 缺氧池单座有效面积A 单＝V 单/h=

926.89m 2缺氧池长度L＝好氧池宽度＝

18.0m 缺氧池宽度B＝A/L=51.5m

8、进出水口设计

（1）进水管。两组反应池合建，进水与回流污泥进入进水竖井，经混合后经配水渠、进水潜孔进入缺氧池。

单组反应池进水管设计流量Q 1＝0.174m 3/s

进水管设计流速v1=0.8m/s 进水管管径d 1=0.526m

取d 1=0.7m 校核管道流速v=Q/A =0.451m/s

（2）回流污泥入口：设计流量Q 2=Q=0.174m 3/s

污泥回流渠道设计流速v 2=0.7m/s

渠道断面积A＝Q R /v 2=0.248

m 2渠道断面b×h=1×

0.5m 校核流速v=0.347

m/s （3）进水竖井

进水孔过流量：Q'＝（1+R）×Q/n＝

0.174m 3/s 孔口流速v'=0.6

m/s 孔口过水断面积A'=Q'/v'=0.289

m 2

(4)出水堰及出水竖井矩形堰流量公式：出水流量Q 3=

0.174m 3/s 堰宽b=

6m 堰上水头H=

0.062m 出水孔孔口流速v 3=

0.6m/s 孔口过水断面积A 3=

0.289m 2(5)出水管。

管道流速v 4=0.8ms/

管道过水断面积A 4=

0.217m 2=πv Q

142

/3233H 866.1242.0??==b H gb Q

出水管管径d 4=0.526m 取d 4=0.7m

校核管道流速v=0.451m/s

9、设计需氧量AOR=碳化需氧量+硝化需氧量-反硝化脱氮产氧量＝

(去除BOD需氧量-剩余污泥中BOD氧当量)+(氨氮硝化需氧量-剩余污泥中氨氮的氧当量)

-反硝化脱氮产氧量

（1）碳化需氧量D1：2828.99kgO 2/d

(2)硝化需氧量D 2＝4.6Q(N 0-N e )-4.6×12.4%×P X =3919.89kgO 2/d

（3）反硝化脱氮产生的氧量D 3＝2.86N T ＝1812.36kgO 2/d

（4）总需氧量AOR＝D 1+D 2-D 3＝4936.53kgO 2/d＝

205.69kgO 2/h （5）最大需氧量AOR max =K z AOR=

7558.43kgO 2/d＝314.93kgO 2/h 去除1kgBOD的需氧量＝

2.37kgO 2/kgBOD 5（6）标准需氧量氧总转移系数α＝0.85

氧在污水中饱和溶解度修正系数β＝0.95

曝气池内平均溶解氧浓度C＝2mg/L

所在地区大气压力p=101300Pa

因海拔高度不高引起的压力系数ρ＝p/101300= 1.00

曝气池水深H= 5.5m

曝气头距池底距离0.2m

曝气头淹没深度＝ 5.3m

曝气头处绝对压力p b =p+9800H=153240

Pa 曝气头氧转移效率E A =

20%气泡离开水面时含氧量Qt=

17.54%夏季清水氧饱和度C S(25)=

8.38mg/L C s(20)=

9.17mg/L 冬季清水氧饱和度C s(10)＝11.33mg/L

曝气池内平均溶解氧饱和度9.71mg/L

夏季平均标准需氧量SOR (25)=272.64kg/h

最大时标准需氧量SOR max =417.45kg/h

夏季平均空气用量Q F(25)＝SOR (25)/0.3/E A =4544.01m 3/h=75.73m 3/min

最大空气用量Q max =6957.44m 3/h=

115.96m 3/min （7）所需空气压力p（相对压力）p=h1+h2+h3+h4+Δh

h1：供风管道沿程阻力0.001MPa

H2：供风管道局部阻力0.001MPa

h3：曝气器淹没水头0.053MPa

=πv Q

44)

20()()

20(024.1)(C -?-?=t T sb s C C AOR SOR βρα=-+)1(2179)E -21(1A A E =???? ??+?42O 10066.2C 5)25()25(t b s sb p C ＝=---=-X kt e P e S S Q D 42.11)(01

h4：曝气器阻力，取0.004MPa Δh：富余水头取0.005MPa p=0.064MPa=

64Kpa （8）曝气器数量计算

A、按供氧能力计算

曝气器供氧能力q c ：0.14kgO 2/(h·个)曝气器数量n1=SOR max /q c =2982个

B、以曝气器服务面积校核

单个曝气器服务面积f=F/n1=0.742m 2<0.75m 2

（9）供风管道计算

A、干管。供风干管采用环状布置

流速v=10m/s 管径d=0.351m 取DN=300mm

B、支管。单侧供气支管（布气横管）（向单侧廊道供气）支管空气流量Q=1159.6m 3/h

流速v=10m/s

管径d=0.203m 取DN=250mm

双侧供气（向两侧廊道供气）

支管空气流量Q=2319.1m 3/h

流速v=10m/s

管径d=0.286m 取DN=300mm

10、缺氧池设备选择

缺氧池分三格串联，每格内设一台机械搅拌器。所需功率按5W/m 3污水计算。

每个缺氧池有效容积V 单缺＝3800.25m 3

混合全池污水所需功率N＝19001W

11、污泥回流设备选择

污泥回流比R＝100%

污泥回流量Q R ＝625m 3/h

设回流污泥泵房1座，内设3台回流潜污泵，2用1备单泵流量Q R单＝312.5m 3/h =πv Q

4=πv Q

4=πv Q

4

mg/L

-N/kgMLVSS

1.2

/h

2

/h

2

3/min 3/min