A1/O生物脫氮工藝一、設(shè)計(jì)資料設(shè)計(jì)解決能力為日解決廢水量為30000m3廢水水質(zhì)以下：PH值7.0~7.5水溫14~25℃BOD5=160mg/LVSS=126mg/L(VSS/TSS=0.7)TN=40mg/LNH3-N=30mg/L根據(jù)規(guī)定：出水水質(zhì)以下：BOD5=20mg/LTSS=20mg/LTN15mg/LNH3-N8mg/L根據(jù)環(huán)保部門規(guī)定，廢水解決站投產(chǎn)運(yùn)行后排廢水應(yīng)達(dá)成國標(biāo)《污水綜合排放原則》GB8978-1996中規(guī)定的“二級現(xiàn)有”原則，即COD120mg/lBOD30mg/lNH-N<20mg/lPH=6-9SS<30mg/l二、污水解決工藝方案的擬定都市污水用沉淀法解決普通只能去除約25~30℅的BOD5，污水中的膠體和溶解性有機(jī)物不能運(yùn)用沉淀辦法去除，化學(xué)辦法由于藥劑費(fèi)用很高并且化學(xué)混凝去除溶解性有機(jī)物的效果不好而不適宜采用。采用生物解決法是去除廢水中有機(jī)物的最經(jīng)濟(jì)最有效的選擇。廢水中的氮普通以有機(jī)氮、氨氮、亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮等四種形態(tài)存在。生活污水中氮的重要存在形態(tài)是有機(jī)氮和氨氮。其中有機(jī)氮占生活污水含氮量的40%~60%，氨氮占50%~60%，亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮僅占0%~5%。廢水生物脫氮的基本原理是在傳統(tǒng)二級生物解決中，將有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為氨氮的基礎(chǔ)上，通過硝化和反硝化菌的作用，將氨氮通過硝化轉(zhuǎn)化為亞硝態(tài)氮、硝態(tài)氮，再通過反硝化作用將硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)猓_(dá)成從廢水中脫氮的目的。廢水的生物脫氮解決過程，事實(shí)上是將氮在自然界中循環(huán)的基本原理應(yīng)用與廢水生物解決，并借助于不同微生物的共同協(xié)調(diào)作用以及合理的認(rèn)為運(yùn)用控制，并將生物去碳過程中轉(zhuǎn)化而產(chǎn)生及原廢水中存在的氨氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)舛鴱膹U水中脫除的過程。在廢水的生物脫氮解決過程中，首先在好氧（oxic）條件下，通過好氧硝化的作用，將廢水中的氨氮氧化為亞硝酸鹽氮；然后在缺氧（Anoxic）條件下，運(yùn)用反硝化菌（脫氮菌）將亞硝酸鹽和硝酸鹽還原為氮?dú)猓∟2）而從廢水中逸出。因而，廢水的生物脫氮普通涉及氨氮的硝化和亞硝酸鹽氮及硝酸鹽氮的反硝化兩個(gè)階段，只有當(dāng)廢水中的氨以亞硝酸鹽氮和硝酸鹽的形態(tài)存在時(shí)，僅需反硝化（脫氮）一種階段.◆與傳統(tǒng)的生物脫氮工藝相比，A/O脫氮工藝則有流程簡短、工程造價(jià)低的優(yōu)點(diǎn)。該工藝與傳統(tǒng)生物脫氮工藝相比的重要特點(diǎn)以下：①流程簡樸，構(gòu)筑物少，大大節(jié)省了基建費(fèi)用；②在原污水C/N較高（不不大于4）時(shí)，不需外加碳源，以原污水中的有機(jī)物為碳源，確保了充足的反硝化，減少了運(yùn)行費(fèi)用；③好養(yǎng)池設(shè)在缺養(yǎng)之后，可使反硝化殘留的有機(jī)物得到進(jìn)一步去除，提高出水水質(zhì)；④缺養(yǎng)池在好養(yǎng)池之前，首先由于反硝化消耗了一部分碳源有機(jī)物，可減輕好養(yǎng)池的有機(jī)負(fù)荷，另首先，也能夠起到生物選擇器的作用，有助于控制污泥膨脹；同時(shí)，反硝化過程產(chǎn)生的堿度也能夠賠償部分硝化過程對堿度的消耗；⑤該工藝在低污泥負(fù)荷、長泥齡條件下運(yùn)行，因此系統(tǒng)剩余污泥量少，有一定穩(wěn)定性；⑥便于在常規(guī)活性污泥法基礎(chǔ)上改造A1/O脫氮工藝；⑦混合液回流比的大小，直接影響系統(tǒng)的脫氮率，普通混合液回流比取200％~500％，太高則動力消耗太大。因此A1/O工藝脫氮率普通為70％~80％，難于進(jìn)一步提高。三、污水解決工藝設(shè)計(jì)計(jì)算(一)、污水解決系統(tǒng)1、格柵設(shè)計(jì)流量：平均日流量Qd=3000m3/d=0.35m3/s則K2=1.42最大日流量Qmax=K2Qd=0.50m3/s設(shè)計(jì)參數(shù)：格柵傾角=60柵條間隙b=0.021m柵條水深h=0.4m過柵流速v=0.9m/s（1）柵槽寬度①柵條的間隙數(shù)n格柵設(shè)兩組，按兩組同時(shí)工作設(shè)計(jì)，一格停用，一格工作校核。則n===31個(gè)②柵槽寬度B柵槽寬度普通比格柵寬0.2~0.3m,取0.2m設(shè)柵條寬度S=10mm(0.01m)則柵槽寬度B=S（n-1）+bn+0.2=0.01(31-1)+0.02131+0.2=1.15m(2)通過格柵的水頭損失h1①進(jìn)水渠道漸寬部分的L1。設(shè)進(jìn)水渠寬B1=0.85m其漸寬部分展開角1=20進(jìn)水渠道內(nèi)的流速為0.77m/sL1===0.41m②柵槽與出水渠道連接出的漸窄部分長寬L2，mL2===0.21m③通過格柵的水頭損失h1,mh1=h0k(k普通采用3)h0=sin,=h1=sink=2.42sin603=0.097m(設(shè)=2.42)（3）柵后槽總高度H，m設(shè)柵前渠道超高h(yuǎn)2=0.3mH1=h+h1+h2=0.4+0.097+0.3=0.797≈0.8m（4）柵槽總長度L1，m（式中H1=h+h2）(5)每日柵渣量W，m/3dw=式中，w1為柵渣量m3/10m污水，格柵間隙為16~25mm時(shí)w1=0.10~0.05m/10m3污水；格柵間隙為30~50mm時(shí),w1=0.03~0.1m3/103m3污水本工程格柵間隙為21mm,取W1=0.07m3/10m3污水W==2.18（m3/d）0.2（m3/d）采用機(jī)械清渣2、提高泵站采用A1/O生物脫氮工藝方案，污水解決系統(tǒng)簡樸，污水只考慮一次提高。污水經(jīng)提高后入平流式沉砂池，然后自流通過缺養(yǎng)池、好養(yǎng)池、二沉池等。設(shè)計(jì)流量Qmax=1800m3/h,采用3臺螺旋泵，單臺提高流量為900m3/h。其中兩臺正常工作，一臺備用。3．平流式沉池砂(1)沉沙池長度L，mL=vt(取v=0.25m/s,t=30s)則L=0.2530=7.5m(2)水流端面面積A，m2A===2m2(3)池總寬度B，mB=nb(取n=2,b=0.6m)則B=20.6=1.2m(4)有效水深h2,mh2===1.7m(5)沉砂池容積v,m3V=（取x=30m3/106m3污水，T=2dk2=1.42）則V==1.83m3(6)每個(gè)沉斗砂容積V0,m3設(shè)每個(gè)分格有2個(gè)沉沙斗，共4個(gè)沉砂斗則V0==0.46m3(7)沉砂斗尺寸①沉砂斗上口寬a,ma=+a1(式中h/3為斗高取h/3=0.35m,a1為斗底寬取,a1=0.5m,斗壁與水平面的傾角55)則a=+0.5=1.0m②沉砂斗容積V0，m3V0=h/3(2a2+2aa1+2a12)=(212210.5+20.5)2=0.2m3(8)沉砂室高度h3,m采用重力排沙，設(shè)池底坡度為0.06，坡向砂斗，沉砂室有兩部分構(gòu)成：一部分為沉砂斗，另一部分為沉砂池坡向沉砂斗的過濾部分，沉砂室的寬度為2（L2+a）+0.2L2===2.65mh3=h/3+0.06L2=0.35+0.062.65=0.51m(9)沉砂池總高度H，m取超高h(yuǎn)1=0.3mH=h1+h2+h3=0.3+1.7+0.51=2.51m(10)驗(yàn)算最小流速Vminm/s在最小流速時(shí)，只用一格工作（n1=1）Vmin=Qmin===0.25m3/s則Vmin===0.25m/s﹥0.15m/s(11)砂水分離器的選擇沉砂池的沉砂經(jīng)排砂裝置排除的同時(shí)，往往是砂水混合體，為進(jìn)一步分離出砂和水，需配套砂水分離器去除沉砂的間隔時(shí)間為2d，根據(jù)該工程的排砂量，選用一臺某公司生產(chǎn)的螺旋水分離器。該設(shè)備的重要技術(shù)性能參數(shù)為：進(jìn)水砂水分離器的流量為1～3L/S，容積為0.6m3，進(jìn)水管直徑為100mm,出水管直徑為100mm，配套功率為0.25KW4、A1/O生物脫氮工藝設(shè)計(jì)計(jì)算(1)好氧區(qū)容積V1V1=(取Y=0.6;Kd=0.05)①出水溶解性BOD5。為使出水所含BOD5降到20mg/L，出水溶解性BOD5濃度S應(yīng)為：S=20－1.42××TSS(1－e－kt)=20－1.42×0.7×20×(1－e－0.23×5)=6.41(mg/L)②設(shè)計(jì)污泥齡。首先擬定硝化速率（取設(shè)計(jì)pH=7.2），計(jì)算公式：－15)][][][1－0.0833(7.2－Ph)]－15)×=0.462×0.958×0.606=0.247(d－1)硝化反映所需的最小污泥齡===4。05（d）選用安全系數(shù)K=3；設(shè)計(jì)污泥齡=K=3×4.05=12.2(d)③好氧區(qū)容積V1，m3V1==7482.38(m3)⑵好氧區(qū)容積V2V2=①需還原的硝酸鹽氮量。微生物同化作用去除的總氮NW：NW=0.124=0.124×=7.2(mg/L)被氧化的NH3-N=進(jìn)水總氮量－出水氨氮量－用與合成的總氮量=40－8－7.2=24.8(mg/L)所需脫硝量=進(jìn)水總氮量－出水總氮量－用與合成的總氮量=40－15－7.2=17.8(mg/L)需還原的硝酸鹽氮NT=30000×17.8×=534(kg/d)②反硝化速率qdn.T=qdn,20(qdn20取0.12kgNO-N/(kgMLVSS·d);取1.08。)qdn.T=0.12×1.0814－20=0.076(kgNO-N/(kgMLVSS)③缺氧區(qū)容積V2==2509.4（m3）缺氧區(qū)水力停留時(shí)間t2===0.084(d)=2.0(h)⑶曝氣池總?cè)莘eV總，m3V總=V1+V2=7482.32+2509.4=9991.78m3系統(tǒng)總設(shè)計(jì)泥齡=好氧池泥齡+缺氧池泥齡=12.2+12.2×=16.29d⑷污泥回流比及混合液回流比①污泥回流比R。設(shè)SVI=150，回流污泥濃度計(jì)算公式：XR=×r(r取1.2)XR=×1.2=8000mg/L混合液懸浮固體濃度X（MLSS）=4000mg/L污泥回流比R=×100﹪=×100﹪=100﹪（普通取50﹪~100﹪）②混合液回流比R內(nèi)。混合液回流比R內(nèi)取決與所規(guī)定的脫氮率。脫氮率可用下式粗略估算：===62.5﹪r===167﹪≈200﹪⑸剩余污泥量生物污泥產(chǎn)量：PX===1523.73kg/d對存在的惰性物質(zhì)和沉淀池的固體流失量可采用下式計(jì)算：PS=Q（X1－Xe）(Q取30000m3/d)Ps=Q(X1－Xe)=30000×(0.18－0.126－0.02)=1020kg/d剩余污泥量△X=PX+PS=1523.73+1020=2543.73kg/d去除每1kgBOD5產(chǎn)生的干泥量===0.61kgDs/kgBOD5⑹反映池重要尺寸①好氧反映池。總?cè)莘eV1=7482。38m3,設(shè)反映池2組。單組池容V1單===3741.19m3有效水深h=4.0m,單組有效面積S1單===935.30m3采用3廊道式，廊道寬b=6m,反映池長度L1===52m超高取1.0,則反映池總高H=4.0+1.0=5.0m②缺氧反映池尺寸總?cè)莘eV2=2509.4m3設(shè)缺氧池2組，單組池容V2單==1254.7m3有效水深h=4.1m,單組有效面積S2單===306.02m長度與好氧池寬度相似，為L=18m,池寬===17m⑺反映池進(jìn)，出水計(jì)算①進(jìn)水管。兩組反映池合建，進(jìn)水與流污泥進(jìn)入進(jìn)水豎井，經(jīng)混合后經(jīng)配渠，進(jìn)水潛孔進(jìn)入缺氧池。單組反映池進(jìn)水管設(shè)計(jì)流量Q1=Q==0.347m3/s管道流速采用v=0.8m/s。管道過水?dāng)嗝鍭===0.434m管徑d===0.74m取進(jìn)水管管徑DN700mm。校核管道流速v===0.90m/s②回流污泥渠道。單組反映池回流污泥渠道設(shè)計(jì)流量QRQR=R×Q=1×=0.347m3/s渠道流速v=0.7m/s;則渠道斷面積A===0.496m2則渠道斷面b×h=1.0m×0.5m校核流速v==0.69m/s渠道超高取0.3m;渠道總高為0.5+0.3=0.80m③進(jìn)水豎井。反映池進(jìn)水孔尺寸：進(jìn)水孔過流量Q2=（1+R）×=（1+1）×==0.347m3/s孔口流速v=0.6m/s孔口過水面積A===0.58m2孔口尺寸取1.2m×0.5m;進(jìn)水豎井平面尺寸2.0m×1.6m。④出水堰及出水豎井。按矩形堰流量公式：Q3=0.42bH=1.866×b×HQ3=(1+R)=(1+1)=Q=0.347m3/s(b取6.0m)H===0.10m出水孔過流量Q4=Q3=0.347m3/s孔口流速v=0.6m/s;孔口過水?dāng)嗝娣eA===0.58m2孔口尺寸取1.2m×0.5m;出水豎井平面尺寸2.0m×1.6m。⑤出水管。單組反映池出水管設(shè)計(jì)流量Q5=Q3=0.347m3/s管道流速v=0.8m/s;管道過水?dāng)嗝鍭===0.9m/s⑻曝氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算①設(shè)計(jì)需氧量AOR。需氧量涉及碳化需氧量和硝化需氧量，并應(yīng)扣除剩余活性污泥排放所減少BOD5及NH3-N的氧當(dāng)量（此部分用于細(xì)胞合成，并未耗氧），同時(shí)還應(yīng)考慮反硝化產(chǎn)生的氧量。AOR=碳化需氧量+硝化需氧量－反硝化脫氮產(chǎn)氧量=（去除BOD5需氧量－剩余污泥中BOD5需氧量）+（NH3-N硝化需氧量－剩余污泥中NH3-N的氧當(dāng)量）－反硝化脫氮產(chǎn)氧量a碳化需氧量D1D1=－1.42Px(k取0.23,t取5d)D1=－1.42×1523.73=4579.42kgO2/db硝化需氧量D2D2=4.6Q(N0－Ne)－4.6×12.4﹪×Px=4.6×30000×(0.04－0.008)－4.6×12.4﹪×1523.73=3546.86kgO2/dc反硝化脫氮產(chǎn)生的氧量D3D3=2.86NT式中，NT為反硝化脫除的硝態(tài)氮量，取NT=534kg/dD3=2.86×534=1527.24kgO2/d故總需氧量AOR=D1+D2－D3=4579.42+3546.86－1527.24=6599.04kgO2/h=274.96kgO2/h最大需氧量與平均需氧量之比為1.4，則：AORmax=1.4AOR=1.4×6599.04=9238.66kgO2/d=384.94kgO2/h去除每1kgBOD5的需氧量===1.57kgO2/kgBOD5⑵原則需氧量。采用鼓風(fēng)曝氣，微孔曝氣器敷設(shè)于池底，距池底0.2m,沉沒深度3.8m，氧轉(zhuǎn)移效率EA=20﹪，將實(shí)際需氧量AOR換算成原則狀態(tài)下的需氧量SORSOR=（T取25℃，CL取2mg/L,取0.82,取0.95）查表得水中溶解氧飽和度：CS（20）=9.17mg/L,CS(25)=8.38mg/L空氣擴(kuò)散器出口處絕對壓力：Pb=p+9.8×103H(p=1.013×105Pa,Pb=1.013×105+9.8×103×3.8=1.385×105Pa空氣離開好氧反映池時(shí)氧的比例Ot:Ot=×100﹪式中，EA為空氣擴(kuò)散裝置的氧的轉(zhuǎn)移效率，取EA=20﹪Ot==17.54﹪好氧反映池中平均溶解氧飽和度：Csm(25)=Cs(25)(+)=8.38×(+)=9.12mg/L原則需氧量為：SOR==9835.62kg/d=409.82kg/h對應(yīng)最大時(shí)原則需氧量為：SORmax=1.4SOR=1.4×9835.62=13769.87kg/d=573.74kg/h好氧池反映池平均時(shí)供氣量為：GS=×100=×100=6830.33m3/h最大時(shí)供氣量為：Gsmax=1.4GS=9562.46m3/h③所需空氣壓力p(相對壓力)p=h1+h2+h3+h4+△h(h4取0.004Mpa,△h取0.005Mpa)取h1+h2=0.002Mpap=0.002+0.038+0.004+0.005=0.049Mpa=49kPa可根據(jù)總供氣量，所需風(fēng)壓，污水量及負(fù)荷變化等因素選定風(fēng)機(jī)臺數(shù)，進(jìn)行風(fēng)機(jī)與機(jī)房設(shè)計(jì)。③曝氣器數(shù)量計(jì)算（以單組反映池計(jì)算）。a按供氧能力計(jì)算曝氣器數(shù)量。h1=采用微孔曝氣器，參考有關(guān)手冊，工作水深4.3m,在供風(fēng)量q=1~3m3(h·個(gè))時(shí)，曝氣器氧運(yùn)用率EA=20％，服務(wù)面積0.3~0.75m,2,充氧能力qc=0.14kgO2/(h·個(gè))，則：h1==2049個(gè)b以微孔曝氣器服務(wù)面積進(jìn)行校核f===0.46m2＜0.75m2④供風(fēng)管道計(jì)算。供風(fēng)管道指風(fēng)機(jī)出口至曝氣器的管道。a干管。供風(fēng)干管采用環(huán)狀布置。流量QS=0.5×Gsmax=0.5×9562.46=4781.23m3/h流速v=10m/s管徑d===0.411m取干管管徑為DN400mm。b支管。單側(cè)供氣（向單側(cè)廊道供氣）支管（布?xì)鈾M管）：QS單=×=×9562.46=1593.74m3/h流速v=10m/s;管徑d===0.237m取支管管徑為DN250mm。雙側(cè)供氣：QS雙==×9562.46=3187.49m3/h流速v=10m/s;管徑d===0.336m取支管管徑為DN400mm。⑽缺氧池設(shè)備選擇缺氧池分成三格串聯(lián)，每格內(nèi)設(shè)一臺機(jī)械攪拌器。缺氧池內(nèi)設(shè)3臺潛水?dāng)嚢铏C(jī)，所需功率按5W/m3污水計(jì)算。厭氧池有效容積V單=17×18×4.1=1254.6m3混合全池污水所需功率N單=1254.6×5=6273W⑾污泥回流設(shè)備選擇污泥回流比R=100％污泥回流量QR=RQ=30000m3/d=1250m3/h設(shè)回流污泥泵房1座，內(nèi)設(shè)3臺潛污泵（2用1備）；單泵流量QR單=0.5QR=0.5×1250=625m3/h水泵揚(yáng)程根據(jù)豎向流程擬定。⑿混合液回流泵混合液回流比R內(nèi)=200％混合液回流量QR=R內(nèi)Q=2×30000=60000m3/d=2500m3/h每池設(shè)混合液回流泵2臺，單泵流量QR單==625m3/h混合液回流泵采用潛污泵。5、向心輻流式二次沉淀池（1）沉淀池部分水面面積F最大設(shè)計(jì)流量Qmax=0.5m3/s=1800m3/h采用兩座向心輻流式二次沉淀池，表面負(fù)荷取0.8m3/(m2·h)則F===1125m2(2)池子直徑DD===37.9m取D=38m(3)校核堰口負(fù)荷q′q′===2.10＜4.34〔L/(s·m)〕(4)校核固體負(fù)荷GG===153.6〔kg/(m2·d)〕(符合規(guī)定)（5）澄清區(qū)高度h2′設(shè)沉淀池沉淀時(shí)間t=2.5hh2′==qt==2m(6)污泥區(qū)高度h2′′h2′′===1.48m⑺池邊水深h2h2=h2′