生物接觸氧化池設計一、接觸氧化池重要由池體、填料床、曝氣裝置及進出水裝置等構成，具體結構如圖所示。圖3-3生物接觸氧化池的構造示意圖生物接觸氧化池設計要點：（1）生物接觸氧化池一般不應少于2座；（2）設計時采用的BOD5負荷最佳通過實際擬定。也可以采用經驗數據，一般解決城市污水可用1.0～1.8kgBOD5/(m3·d)，解決BOD5≤500mg/L的污水時可用1.0～3.0kgBOD5/(m3·d)；（3）污水在池中的停留時間不應小于1～2h（按有效容積計）；（4）進水BOD5濃度過高時，應考慮設出水回流系統；（5）填料層高度一般大于3.0m，當采用蜂窩填料時，應分層裝填，每層高度為1m，蜂窩孔徑不小于25mm；當采用小孔徑填料時，應加大曝氣強度，增長生物膜脫落速度；（6）每單元接觸氧化池面積不宜大于25m2，以保證布水、布氣均勻；（7）氣水比控制在(10～15)：1。因廢水的有機物濃度較高，本次設計采用二段式接觸氧化法。設計一氧池填料高取3.5m，二氧池填料高取3m。3.5.1Nv=0.2881Se0.7246=0.2881*9.240.7246=1.443[kgBOD5/(m3*d)]式中Nv—接觸氧化的容積負荷,kgBOD5/(m3*d);Se—出水BOD5值,mg/l3.5.2t=24*S0/(1000*Nv)=24*231/(1000*1.443)=3.842(h)式中S0——進水BOD5值，mg/L。設計一氧池接觸氧化時間占總接觸時間的60％：t1=0.6t=0.6*3.842=2.305(h)設計二氧池接觸氧化時間占總接觸時間的40％：t2=0.4t=0.4*3.842=1.537(h)3.5.3接觸氧化池尺寸設計一氧池填料體積V1V1=Qt1=1500*2.305/24=144m3一氧池總面積A1-總:A1-總=V1/h1-3=144/3.5=41.2(m2)>25m2一氧池格數n取2格,設計一氧池寬B1取4米,則池長L1:L1=144/(3.5*4)=10.3m剩余污泥量：在《生物接觸氧化池設計規程》中推薦該工藝系統污泥產率為0.3～0.4kgDS/kgBOD5，含水率96％～98％。本設計中，污泥產率以Y＝0.4kgDS/kgBOD5，含水率97％。則干污泥量用下式計算：WDS=YQ(S0-Se)+(X0-Xh-Xe)Q式中WDS——污泥干重，kg/d；Y——活性污泥產率，kgDS/kgBOD5；Q——污水量，m3/d；S0——進水BOD5值，kg/m3；Se——出水BOD5值，kg/m3；X0——進水總SS濃度值，kg/m3；Xh——進水中SS活性部分量，kg/m3；Xe——出水SS濃度值，kg/m3；。設該污水SS中60％可為生物降解活性物質，泥齡SRT取5d，則一氧池污泥干重：WDS＝0.4*1500*5*（0.231－0.0462）+（0.126－0.126*0.6－0.027）*1500×5=648.9（kg/5d）污泥體積：QS=WDS/(1-97%)=648.9/(1000*0.03)=21.62m3泥斗容積計算公式Vs=(1/3)*h(A’+A’’+sqr(A’*A’’)式中Vs——泥斗容積，m3；h——泥斗高，m；A’——泥斗上口面積，m2；A’’——泥斗下口面積，m2；設計一氧池泥斗高2.0m，泥斗下口取1.0m×1.0m，則一氧池泥斗體積：Vs1=(1/3)*2.0*(41.2+1.0+sqr(41.2*1.0)=32.4(m3)>21.63m3一氧池超高h1-1取0.5m，穩定水層高h1-2取0.5m，底部構造層高h1-4取0.8m，則一氧池總高H1：H1=h1-1+h1-2+h1-3+h1-4+h泥斗=0.5+0.5+3.5+0.8+2.0=7.3(m)則一氧池尺寸：L1*B1*H1=10.3m*4.0m*7.3m二氧池填料體積V1V2=Qt2=1500*1.573/24=98.3m3二氧池總面積A1-總:A2-總=V2/h2-3=98.3/3=32.8(m2)>25m2二氧池格數n同樣取2格,設計二氧池寬B1取4米,則池長L2:L2=32.8/4=8.2m設該污水SS中60％可為生物降解活性物質，泥齡SRT取5d，則二氧池污泥干重：WDS＝0.4*1500*5*（0.0462－0.00924）+（0.0378－0.0378*0.6－0.01134）*1500×5=139.23（kg/5d）污泥體積：QS=WDS/(1-97%)=139.23/(1000*0.03)=4.64m3本設計接觸氧化池泥斗高0.9m，泥斗下口取0.5m×0.5m，則二氧池泥斗體積：Vs2=(1/3)*0.9*(32.8+0.25+sqr(32.8*0.25)=10.77(m3)>4.64m3二氧池超高h2-1取0.5m，穩定水層高h2-2取0.5m，底部構造層高h2-4取0.8m，則一氧池總高H2：H2=h2-1+h2-2+h2-3+h2-4+h泥斗2=0.5+0.5+3+0.8+0.9=5.7(m)則二氧池尺寸：L2*B2*H2=8.2m*4.0m*5.7m一氧池污泥和二氧池污泥匯合。污泥量＝21.63＋4.64＝26.27m3，選用DN175mm排污管，流速=0.7m/s，i＝0.56%，排泥時間＝3.57min。3.5.4校核BOD容積負荷為：I=QS0/[(V1+V2)*1000]=1500*231/[(144+98.3)*1000]=1.43[kg/(m3*d)]BOD去除負荷為：I’=Q(S0-Se)/[(V1+V2)*1000]=1500*(231-9.24)/[(144+98.3)*1000]=1.37[kg/(m3*d)]均符合設計規定。3.5.5本設計采用YCDT立體彈性填料,YCDT型立體彈性填料篩選的聚烯烴類和聚酰胺中的幾種耐腐、耐溫、耐老化的優質品種，混合以親水、吸附、抗熱氧等助劑，采用特殊的拉絲，絲條制毛工藝，將絲條穿插著固著在耐腐、高強度的中心繩上，由于選材和工藝配方精良，剛柔適度，使絲條呈立體均勻排列輻射狀態，制成了懸掛式立體彈性填料的單體，填料在有效區域內能立體全方位舒展滿布，使氣、水、生物膜得到充足混滲接觸互換，生物膜不僅能在運營過程中獲得愈來愈大的比表面積，又能進行良好的新陳代謝，這一特性與現象是國內目前其他填料不可比擬的。由于該填料獨特的結構形式和優良的材質工藝選擇，使其具有使用壽命長、充氧性能好、耗電小、啟動掛膜快、脫膜更新容易、耐高負荷沖擊，處理效果顯著、運營管理簡便、不堵塞、不結團和價格低廉等優點。YCDT型立體填料與硬性類蜂窩填料相比，孔隙可變性大，不易堵塞；與軟性類填料相比，材質壽命長，不粘連結團；與半軟性填料相比，比表面積大，掛膜迅速、造價低廉。因此，該填料可確認是繼各種硬性類填料、軟性類填料和半軟性填料后的第四代高效節能新奇填料。YCDT型立體填料材質特性[26]如表3-2所示。結構部件材質比重斷裂強力拉伸強度(MPa)連續耐熱溫度(℃)脆化溫度(℃)耐酸堿穩定性絲條中心繩聚烯烴類(聚酰胺)0.930.95120N71.4DaN≥30≥1580-10080-100-15-15穩定穩定表3-2YCDT填料材質特性重要技術參數：填料單元直徑：150mm絲條直徑：0.35mm安裝距離：150mm成膜后重量：50～100kg/m3填料上容積負荷：2-3kgCOD/m3·d比表面積：50～300m2/m3空隙率：>99％填料安裝：一段接觸氧化池內填料安裝的根數：長：0.15*(n+1)=5.15n=34寬：0.15*(n+1)=4.0n=26則一段接觸氧化池填料安裝根數：(34*26)*2＝1768根二段接觸氧化池內填料安裝的根數：長：0.15*(n+1)=4.1n=27寬：0.15*(n+1)=4.0n=26則二段接觸氧化池填料安裝根數：(27*26)*2＝1404根氧化池共有填料:1768+1404=3172根填料安裝：采用懸掛支架，將填料用繩索或電線固定在氧化池上下兩層支架（10cm）上，以形成填料層。用于固定填料的支架可用塑料管焊接而成，柵孔尺寸與柵條距離與填料安裝尺寸相配合。3.5.6Q氣=D0*Q=18*1500=27000(m3/d)=18.75(m3/min)式中Q氣—需氣量,m3/d,D0—1m3污水需氣量，m3/m3，一般為15～20m3/m3；Q—污水日平均流量，m3/d一氧池需氣量：Q1-氣=0.6Q氣=0.6*18.75=11.25(m3/min)二氧池需氣量：Q2-氣=0.4Q氣=0.4*18.75=7.5(m3/min)接觸氧化池曝氣強度校核：一氧池曝氣強度：Q1-氣/A1=5.25/(41.2/2)=0.25[m3/(m2*min)]=15.3[m3/(m2*h)]二氧池曝氣強度：Q2-氣/A1=32.8/2=16.4[m3/(m2*min)]=12.8[m3/(m2*h)]二池均滿足《生物接觸氧化法設計規程》規定范圍的[10～20m3/(m2*h)].綜合以上計算，接觸氧化池總需氣量Q氣＝18.75m3/min，加上15%的工程預算QS=18.75*(1+15%)=21.56m3/min據資料，經濟的厭氧池高度一般為4～6m，并且大多數情況下這也是系統優化的運營范圍。厭氧池的池形有矩形、方形和圓形。圓形厭氧池具有結構穩定的特點，但是建造圓形厭氧池的三相分離器要比矩形和方形的厭氧池復雜得多。因此本次設計先用矩形厭氧池，從布水均勻性和經濟考慮，矩形厭氧池長寬比在2：1左右較為合適。2.6.2厭氧池容積計算（1）有效容積設計流量：200m3/d每小時8設計容積負荷為Nv=2.0kgCOD/(m3.d)進水：CODCr≥450mg/L出水：CODCr≤50mg/L則厭氧池有效容積為：V1=200×（450-50）×0.001/2=40m3（2）厭氧池總容積設計厭氧池有效高度為h=4m，則橫截面積S=40/4=10m2設計厭氧池長約為寬的2倍，則可取L=4.4m,B=2.2m；一般應用時厭氧池裝液量為70%～90%，本工程中設計反映器總高度為H=6.5m,其中超高0.5m。厭氧池的總容積V=4.4×2.2×6=58m3,有效容積為40m3,則體積有效系數為69%,符合有機負荷規定。（3）水力停留時間（HRT）和水力負荷率V2T=(40/200)×24=4.8h,V2=(200/24)/10=0.83m3/(m2.h)對于顆粒污泥，水力負荷V2=0.1～0.9m3/(m2.h),符合規定。2.6.3本次設計采用一管多點的布水方式，布水點數量與解決廢水的流量、進水濃度、容積負荷等因素有關。為配水均勻，出水孔孔徑一般為10～20mm,常采用15mm，孔口向下或與垂線成呈450方向，為了使穿孔管各孔出水均勻，規定出口流速不小于2m/s.本厭氧池采用連續進料方式，布水孔孔口向下，有助于避免管口堵塞，并且由于厭氧池底部反射散布作用，有助于布水均勻。為了增強污泥與廢水之間的接觸，減少底部進水管的堵塞，建議進水點距厭氧池