A2O工艺计算(全).xls
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1、A/A/O 工工 艺艺 生生 物物 处处 理理 池池 设设 计计 计计 算算1. 基 本 数 据1.1 流 量日 平 均 流 量 Qav = 50000cu m / d日 最 小 流 量 Qmin = 50000cu m / d日 变 化 系 数 Kz = 1.30日 最 大 流 量 Qmax = Kz * Qav =65000cu m / d设 计 日 流 量 Q = 50000cu m / d1.2 水 质 名 称 及 单 位进 水出 水设计出水BOD5 (mg / l)2002010 COD (mg / l)4006040 SS (mg / l)250200 TN (mg / l)402
2、020 NH3-N (mg / l)3055 NO3-N (mg / l)011TP (mg / l)510.5 SP (mg / l)2.51.5油 类 (mg / l)7010 色 度 ( 倍 )50PH 值7 平 均 最 高 温 (度)16 平 均 最 低 温 (度)81.3 参 数 选 取1.3.1 运 行 参 数 生 物 池 中 活 性 污 泥 浓 度 Xvss =1785 mg MLVSS / l挥发活性组份比例 fvss =0.35 ( 一 般 0.7 0.8 ) 污 泥 回 流 比 r =0.5 混 合 液 回 流 比 R =21.3.2 碳 氧 化 工 艺 参 数 污 泥 理
3、 论 产 泥 系 数 Y =0.6 mgVSS/mgBOD5( 范 围 0.4 0.8 , 一 般 0.6 )20 时污泥自身氧化系数 Kd20 =0.05 1/d( 范 围 0.04 0.075 , 一 般 0.06 )1.3.3 硝 化 工 艺 参 数 硝 化 菌 在 15 时 的 最 大 比 生 长 速 率 m(15) =0.47 1/d( 范 围 0.4 0.5 , 一 般 0.47 或 0.45 ) 好 氧 池 中 溶 解 氧 浓 度 DO =2.0 mg / l NH4-N 的 饱 和 常 数 KN = T = Tmin = 8 KN = 10( 0.051 * T - 1.158
4、 ) = 0.2 mg / l 硝 化 菌 理 论 产 率 系 数 Yn =0.15 mgVSS/mgNH4N( 范 围 0.04 0.29 , 一 般 0.15 )20时硝化菌自身氧化系数 KdN20 =0.04 1/d( 范 围 0.03 0.06 , 一 般 0.05 ) 安 全 系 数 SF =1.8 ( 范 围 1.5 4 , 一 般 2.5 ) 氧 的 饱 和 常 数 Ko =1.0 mg / l( 范 围 0.25 2.46 , 一 般 1.0 )1.3.4 反 硝 化 工 艺 参 数 在 20 时 的 反 硝 化 速 率 UDN(20) =0.11 1/d( 范 围 0.075
5、 0.115 , 一 般 0.1 ) 厌 氧 池 溶 解 氧 浓 度 DOn =0.15 mg / l1.3.5 除 磷 工 艺 参 数2 好 氧 池 设 计 计 算 ( 按 低 温 情 况 计 算 ) 2.1 参 数 修 正污 水 的 最 低 平 均 水 温 Tmin =8 污 泥 自 身 氧 化 系 数 Kd 修 正Kd(Tmin) = Kd20 * 1.05 ( Tmin - 20) = 0.0281 / d 硝 化 菌 最 大 比 生 长 速 率 m 修 正m = m(15) * e0.098*(Tmin - 15) * 1 - 0.833*(7.2 - PH) * DO / (Ko
6、+DO)= 0.1321 / d 硝 化 菌 自 身 氧 化 系 数 Kd N 修 正KdN(Tmin) = KdN20 * 1.05 ( Tmin - 20) = 0.0221 / d2.2 计 算 设 计 泥 龄2.2.1 最 大 基 质 利 用 率 k = m / Yn = 0.88 1 / d2.2.2 泥 龄 计 算 最 小 硝 化 泥 龄 tcmin由 公 式 : 1 / tcmin = Yn * k - kdN 得 : tcmin = 1 / ( Yn * k - kdN )tcmin =1 / ( Yn * k - kdN) =9.16 d 设 计 泥 龄 tc = SF *
7、tcmin =16.5 d2.3 污 泥 负 荷2.3.1 硝 化 污 泥 负 荷 Un由 公 式 : 1 / tc= Yn * Un - kdN 得 : Un = (1 / tc + kdN ) / YnUn = ( 1 / tc + kdN ) / Yn =0.55mgNH4-N/(mgMLVSS*d )2.3.2 出 水 氨 氮 浓 度 Ne由 公 式 : Un = k * Ne / (Kn + Ne) 得 : Ne = Un * Kn / ( k - Un)Ne = Un * Kn / ( k - Un ) =0.30 mg / l2.3.3 碳 氧 化 污 泥 负 荷 Us由 公 式
8、 : 1 / tc= Y * Us - kd 得 : Us = (1 / tc + kd ) / YUs = ( 1 / tc + kd ) / Y =0.15mgBOD/(mgMLVSS*d )2.4 好 氧 池 容 积2.4.1 BOD 氧 化 要 求 水 力 停 留 时 间tb = ( So - Se ) / ( Us * Xvss * f ) =0.68d =16.43 hf为VSS中可好氧生物降解部分所占比例取 f = 88.74%2.4.1 硝 化 要 求 水 力 停 留 时 间 BOD5 表 观 产 率 系 数Yobs = Y / ( 1 + Kd * tc )=0.41 mgV
9、SS / mgBOD5 硝 化 细 菌 在 微 生 物 中 的 百 分 比 fn硝 化 的 氨 氮 量 Nd=TN0-0.122*Yobs*(So-Se)-Ne-0.016*Kd*tc*(So-Se)*Yobs =31.2 mg / l硝 化 菌 百 分 比 fn=Yn*Nd/(Yabs*(So-Se)+Yn*Nd+0.016*Kd*tc*(So-Se)*Yobs)=0.066 硝 化 水 力 停 留 时 间 tntn = (TNo-0.122*Yobs*(S0-Se)-Ne-0.016*Kd*tc*(So-Se)*Yobs ) / ( Usn * X * fn )=0.48d =11.5 h
10、2.4.2 好 氧 池 水 力 停 留 时 间 选 定 t =16.43 h2.4.3 好 氧 池 容 积 Va = Q * t / 24 =34230.3 cu m2.5 排 泥 量 计 算 污 泥 有 机 部 分 产 量 W1 = Yobs * ( So - Se ) * Q / 1000 =3907.29 kg / d 污 泥 内 源 衰 减 残 留 物 量 W2 = fP * Kd * tc * W1 =358.54 kg / d 污 泥 惰 性 部 分 产 量 W3 = ss * SSo * Q / 1000 =6500.0 kg / d总 悬 浮 物 TSS 惰 性 组 份 比 例
11、 ss 取52% 污 泥 硝 化 部 分 产 量 W4 = Yn * (NH0-Nhe) * Q / (1+tc*KdN) =137.2 kg / d 活性污泥总产量 W =W1+W2+W3+W4-SSe*Q/1000 =10903.0 kg / d =10.9 t / d 污 泥 的 综 合 产 率 W / (So - Se) * Q / 1000) =1.15kgDS/kgBOD 活性污泥挥发性组分中活性部分所占比例 f = W1 / (W1+W2+W4) =88.74% 2.6 污 泥 中 MLVSS 比 例 fvss= ( W1/fvss ) / W =0.3584 选 定0.362.
12、7 污 泥 中 MLSS X = MLVSS / fvss =4981mg / l 选 定5000mg / l实际污泥负荷0.0555kgBOD/kgSS.d 实际污泥龄校核 tc =15.70 d 2.8 污 泥 体 积取 活 性 污 泥 含 水 率 p =99.0%污 泥 浓 度 Nw =10.0kg/m3污 泥 体 积 Vs = W/Nw =1090m3/d =21.6l/s (14 hr)2.9 污 泥 浓 缩 脱 水取污泥浓缩脱水机每日工作14小时每小时处理泥量77.9m3/h 相当于779kg干泥/h 含水率体积 m3流量 m3/h流量 l/s 99.00%109077.8821.
13、6 94.00%181.712.983.6 80.00%54.53.891.1每公斤干泥加混凝剂 PAM0.004kgPAM/kg干泥加药量43.61kg/d =3.115kg/h2.10 生物池容积计算 2.10.1 A/A/O生物池 生物池总容积 V =45264.5m3 总停留时间 T =21.73hr 设计水深 H1=5.5m 系列数 S=2系列 单渠道宽度 B1 =9m 单系列生物池面积A1=4115.0m2 单系列生物池长度L1=457.2m 缺氧区长度 L2=0m 曝气池总长度 L3=457.2m 取L3=460m单系列曝气池分格数4格 单格曝气池长度 L4=115m 曝气池超高
14、 H2=0.5m 曝气池总高 H=6m 缺氧段容积 V1 =8950.9m3 每系列缺氧段长度 L4=90.4m 取L4=92m 厌氧段容积 V2 =2083.3m3 每系列厌氧段长度 L5=21.0m 取L4=23m 生物池总容积校核 Vt=45540m3 系统总污泥龄计算 Tt =20.88d 2.11 二沉池 辐流式沉淀池设计有效水深 H1=3.5m3 缺 氧 池 设 计 计 算 ( 按 低 温 情 况 计 算 ) 3.1 参 数 修 正污 水 的 最 低 平 均 水 温 Tmin =8 反 硝 化 速 率 UDN 修 正UDN = UDN(20) * 1.09 (Tmin - 20)
15、* (1 - DOn) = 0.0332mgNO3-N/mg MLVSS*d3.2 反 硝 化 池 容 积 Vdn 反 硝 化 氮 量 NDenit NDenit = TNo - TNe - 0.12*W1/Q*1000 =10.6 mg / l( TNe 为 设 计 值) 容 积 VdnVdn = NDenit / ( UDN * Xvss ) =0.18 d =4.30 hV =8950.9 cu m 综 合 回 流 比 (R+r) = NDenit / TNe = 0.534 厌 氧 池 设 计 计 算 ( 按 低 温 情 况 计 算 )4.1 参 数 修 正4.2 厌 氧 区 容 积
16、Vp = Q * tan / 24 =2083.3 cu m厌氧区名义水力停留时间 tan =1 hr4.3 厌氧区实际水力停留时间 tant = 24 * Vp / (1+r) * Q =0.7 hr( 满 足 要 求 )4.4 厌 氧 区 释 放 出PO4P 浓 度 CP1 PO4-P 释 放 速 率 系 数 kp = 0.0236 * So - 0.036 =4.68mgP/gMLSS*hr CP1 = CPo + kp * tant * X / 1000 =18.1 mg / l4.5 好 氧 区 出 水 PO4P 浓 度 CP2 PO4-P 吸 收 速 率 系 数 ku , 取0.5
17、 l / gMLSS*hr 好 氧 区 实 际 水 力 停 留 时 间 t2 = t / (1 + r + R) = 4.69 hr 由 公 式 ln( Cp1 / Cp2) = ku * X * t2 / 1000得 : Cp2 = Cp1 * exp( - ku * X * t2 /1000) = 0.27 mg/l4.6 校 核 好 氧 区 出 水 总 磷 浓 度 TPeTPe = ( CP2 + 0.055 ) / 0.671 =0.49 mg/l4.7 校 核 污 泥 含 磷 率 PxPx = ( TPo - TPe ) * Q / ( W * 1000) =5.77%基 本 满 足
18、 要 求5 需 氧 量 计 算 5.1 有 机 物 碳 化 需 氧 量 O2cO2-c = 1.47 * Q * (So-Se) / 1000 - 1.42*W1 =8416.6 kgO2 / d式 中:理 论 上 微 生 物 自 身 氧 化 的 好 氧 量 1.42 kgO2/kgVSS5.2 硝 化 需 氧 量 O2-nO2-n = 4.6 * Q * ( TNo - Ne ) - 0.12*W1 =6973.3 kgO2 / d式 中: 微 生 物 细 胞 中 N 的 比 例 为 14 / 113 = 0.12 kgN / kgVSS5.3 反 硝 化 可 利 用 氧 O2-dnO2-d
19、n = 2.86 * Q * ( TNo - TNe ) / 1000 - 0.12*W1*fvss =2390.656 kgO2 / d ( TNe 使用要求值20mg/l )5.4 总 需 氧 量 O2 = O2_c + O2_n - O2_dn =12999.3kgO2/d =13.0 t O2 / d5.5 去 除 每 公 斤 BOD5 的 需 氧 量 = O2 * 1000 / Q * ( So - Se ) =1.37kgO2/kgBOD6 6 曝曝 气气 器器 计计 算算水 深 ? m6.1 基 础 数 据 6.1.1 实际传氧速率N (AOR)12999.3kgO2/d =54
20、1.6kgO2/h 6.1.2 污水剩余DO值 (DO)2.0mg/L 6.1.3 标准状态下清水中饱和溶解氧 (CS,20度)9.17mg/L 6.1.4 当地海拔高度2800m 6.1.5 当地大气压Pa (kPa) (见给排水手册一P81页)7.36mH2O =72.13Kpa 6.1.6 污水温度(T)高温16度低温 6.1.7 T温度时清水饱和溶解氧 (简明排水设计手册P6页)9.95mg/L 6.1.8 T、Pa时清水饱和溶解氧 (CSW)7.08 6.1.9 空气中含氧量占平原地区比值74.10% 6.2 计 算 6.2.1 微孔曝气头 项 目KKL215KKL215KKL215
21、KKL215计算公式 单台气量 (m3/h.只)7.57.57.57.5 氧气利用率 (EA %)38383838 设计有效水深 (m)5.55.55.55.5 实际传氧效率(KLa污/KLa清)0.650.650.650.65 污水与清水的饱和溶解氧比值 0.900.900.900.90 曝气池逸出气体的含氧率% (Ot)14.1514.1514.1514.15Ot=21100(1EA)/79+21(1EA) 曝气装置处实际压力Pb (kgf/cm2)1.2861.2861.2861.286 16时曝气池中平均溶解氧值CSM (mgO2/L)8.588.588.588.58CSM=CSW(O
22、t/42+Pb/2Pa) 16时 f 值 (fN0:NSOR:AOR)2.712.712.712.71N=N0(CSMC0)1.024(T20)/CS 16时标准传氧速率N0(SOR) (kgO2/h)1469.141469.141469.141469.14N0=fN 16时供空气体积 Gs (m3/h)17391.6117391.6117391.6117391.61Gs=N0/(0.3EA) 8时曝气池中平均溶解氧值CSM (mgO2/L)10.2310.2310.2310.23 8时 f 值 (fN0:NSOR:AOR)2.602.602.602.60 8时标准传氧速率N0(SOR) (k
23、gO2/h)1409.081409.081409.081409.088时供空气体积 Gs (m3/h)16680.6816680.6816680.6816680.68 12时曝气池中平均溶解氧值CSM (mgO2/L)9.339.339.339.33 12时 f 值 (fN0:NSOR:AOR)2.662.662.662.66 12时标准传氧速率N0(SOR) (kgO2/h)1443.071443.071443.071443.07 12时供空气体积 Gs (m3/h)17083.0217083.0217083.0217083.02按16时的SOR值和供空量计算曝气装置数量按单台供气量计算微孔
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