生物脱氮除磷AO工艺设计计算

（一）设计条件：设计处理水量Q＝30000m 3/d=1250.00m 3/h=0.35m 3/s总变化系数Kz= 1.42进水水质：出水水质：进水COD Cr =350mg/L COD Cr =100mg/L BOD 5=S 0=160mg/L BOD 5=S z =20mg/L TN=40mg/L TN=15mg/L NH 4+-N=30mg/L NH 4+-N=8mg/L 碱度S ALK =280mg/L pH＝7.2SS=180mg/L SS=C e =20mg/LVSS=126mg/L f=VSS/SS=0.7曝气池出水溶解氧2mg/L 夏季平均温度T1＝25℃硝化反应安全系数3冬季平均温度T2＝14℃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/LSVI＝15020℃时反硝化速率常数q dn,20＝0.12kgNO 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)6.41mg/L（2）设计污泥龄计算硝化速率低温时μN(14)＝0.247d -1一、生物脱氮工艺设计计算=-⨯⨯-=-)1TSS TSSVSS42.1kt 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硝化反应所需的最小泥龄θc m = 4.041d 设计污泥龄θc =12.122d（3）好氧区容积V 1=7451.9m 3好氧区水力停留时间t 1=5.96h2、缺氧区容积V 2（1）需还原的硝酸盐氮量计算微生物同化作用去除的总氮=7.11mg/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＝24.89mg/L所需脱硝量＝进水总氮量-出水总氮量-用于合成的总氮量＝17.89mg/L需还原的硝酸盐氮量N T ＝536.56kg/d（2）反硝化速率q dn,T ＝q dn,20θT-20＝(θ为温度系数，取1.08）0.076kgNO 3--N/kgMLVSS（3）缺氧区容积V 2＝2534.1m 3缺氧区水力停留时间t 2=V 2/Q= 2.03h 3、曝气池总容积V ＝V 1+V 2＝9986.0m 3系统总污泥龄＝好氧污泥龄+缺氧池泥龄＝16.24d4、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；)1()(01c d V c K X S S Q Y V θθ+-=VT dn T X q N V ,21000⨯=)1()(124.00c d W K S S Y N θ+-=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＝181.53mg/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＝80001.2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＝62.50%混合液回流比R 内＝η/(1-η)=167%6、剩余污泥量（1）生物污泥产量1525.5kg/d(2)非生物污泥量P S P S ＝Q（X 1-X e ）＝1020kg/d (3)剩余污泥量ΔX ΔX＝P X +P S ＝2545.5kg/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r SVIX R 610==+-=c d X K S S YQ P θ1)(0设2座曝气池，每座容积V单＝V/n=3725.96m3曝气池有效水深h=4m 曝气池单座有效面积A单＝V单/h=931.49m2采用3廊道，廊道宽b=6m曝气池长度L＝A单/B=51.7m 校核宽深比b/h= 1.50校核长宽比L/b=8.62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=1267.05m3缺氧池有效水深h= 4.1m 缺氧池单座有效面积A单＝V单/h=309.04m2缺氧池长度L＝好氧池宽度＝18.0m 缺氧池宽度B＝A/L=17.2m8、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Q1＝0.347m3/s进水管设计流速v1=0.8m/s进水管管径d 1=0.743m 取d 1=0.7m校核管道流速v=Q/A=0.902m/s（2）回流污泥入口：设计流量Q 2=Q=0.347m 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=0.496m 2渠道断面b×h=1×0.5m校核流速v=0.694m/s（3）进水竖井进水孔过流量：Q'＝（1+R）×Q/n＝0.347m 3/s孔口流速v'=0.6m/s 孔口过水断面积A'=Q'/v'=0.579m 2(4)出水堰及出水竖井矩形堰流量公式：出水流量Q 3=0.347m 3/s 堰宽b=6m 堰上水头H=0.099m 出水孔孔口流速v 3=0.6m/s孔口过水断面积A 3=0.579m 2(5)出水管。

管道流速v 4=0.8ms/管道过水断面积A 4=0.434m 2出水管管径d 4=0.743m 取d 4=0.7m校核管道流速v=0.902m/s9、设计需氧量AOR=碳化需氧量+硝化需氧量-反硝化脱氮产氧量＝=πv Q 14=πv Q 442/3233H 866.1242.0⨯⨯==b H gb Q(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D1：4576.27kgO2/d (2)硝化需氧量D2＝4.6Q(N0-N e)-4.6×12.4%×P X=3834.19kgO2/d（3）反硝化脱氮产生的氧量D3＝2.86N T＝1534.57kgO2/d（4）总需氧量AOR ＝D1+D2-D3＝6875.89kgO2/d＝286.50kgO2/h（5）最大需氧量AOR max=K z AOR=9754.96kgO2/d＝406.46kgO2/h去除1kgBOD的需氧量＝1.64kgO2/kgBOD5（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=4m曝气头距池底距离0.2m曝气头淹没深度＝ 3.8m曝气头处绝对压力p b=p+9800H=138540Pa曝气头氧转移效率E A=20%)20()()20(024.1)(C-⨯-⨯=tTsbsCCAORSORβρα=---=-Xkte PeSSQD42.11)(1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/LC 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9.12mg/L 夏季平均标准需氧量SOR(25)=412.04kg/h 最大时标准需氧量SOR max=584.56kg/h 夏季平均空气用量Q F(25)＝SOR(25)/0.3/E A=6867.28m3/h=114.45m3/min最大空气用量Q max=9742.75m3/h=162.38m 3/min（7）所需空气压力p（相对压力）p=h1+h2+h3 +h4+Δhh1：供风管道沿程阻力0.001MPaH2：供风管道局部阻力0.001MPah3：曝气器淹没水头0.038MPah4：曝气器阻力，取0.004MPaΔh：富余水头取0.005MPap=0.049MPa=49Kpa （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：0.14kgO2/(h·个)曝气器数量n1=SOR max/q c=4175个=-+)1(2179)E-21(1AAE=⎪⎪⎭⎫⎝⎛+⨯42O10066.2C5)25()25(tbssbpC＝B、以曝气器服务面积校核单个曝气器服务面积f=F/n1=0.598m 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=0.415m取DN=400mmB、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=1623.8m 3/h流速v=10m/s 管径d=0.240m取DN=250mm 双侧供气（向两侧廊道供气）支管空气流量Q=3247.6m 3/h流速v=10m/s 管径d=0.339m取DN=350mm10、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＝1267.05m 3混合全池污水所需功率N＝6335W11、污泥回流设备选择污泥回流比R＝100%污泥回流量Q R ＝1250m 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＝625m 3/h=πv Q 4=πv Q 4=πv Q 4。