氧化沟计算设计

1、问题：比较具有除 P脱氮功能的城市污水二级处理工艺，以50000m3/d规模为例，分组按 确定工艺完成工艺设计计算，对照两个标准与规范，核算相应指标。 3 答：处理水量 Q=5 万 m /d ；进水水质 BOD 为 150mg/L ； COD 为 300 mg/L ； SS 为 250mg/L ； NH / - N =30mg/L,TN =30mg/L。处理要求出水达到国家一级 (B)排放标准即 COD 60 mg/L , BOD 5 20 mg/L , SSw 20mg/L , NH 4 _ N 岂 8mg / L,TN 岂 20mg / L。 三种方案优缺点比较如下表： 三种工艺方案比较

2、方案列表 优点 缺点 万案一 SBR工艺 (1) SBR工艺流程简单，不需要二沉池、污 泥回流设备、调节池，布置紧凑，节省用地。 (2) SBR工艺可以交替实现好氧、缺氧、厌 氧的环境，改变曝气量反应时间，脱氮除磷 效果好。 (3) 污泥沉降性好。能很好的抑制污泥膨胀 (1) 对在线检测和计算机自 动化控制、运行管理和技术人 贝素质要求都很冋。 (2) 无法实现连续进水 (3) 设备闲置率高，提升阻 力损失人。 万案二 A/A/O工艺 (1) 能冋时具有去除有机物、脱氮除磷功能 (2) 总的水力停留时间少于冋类其它工艺。 (3) 在厌氧-缺氧-好氧交替运行下，丝状菌 不会大量繁殖，不会发生污泥

3、膨胀。 (1) AA/O工艺相对复杂， 运 行存在许多难以控制的困难 (2) 脱氮除磷效果难提高， 污泥增长有限度。 万案三 氧化沟工艺 (1) 工艺流程简单，运行管理方便。 (2) 运行稳定，处理效果好，可以除磷脱氮。 (3) 能承受水量、水质的冲击负荷，对浓度较 高的工业废水有较强的适应能力。 (4) 污泥量少、性质稳定，可直接浓缩脱水， 不必厌氧消化。 (1) 占地面积大 (2) 容积利用率低 本方案设计采用氧化沟，氧化沟分两座，每座处理水量Q=2.5万m3/d。下面是 氧化沟 工艺流程图 氧化沟工艺流程图 总污泥龄：20d MLSS=4000mg/L MLVSS/MLSS=0.7 ML

4、VSS=2800mg/L 污泥产率系数(VSS/BOD 5) Y=0.6kg / ( kg.d) (1)好氧区容积计算 出水中 VSS=0.7SS=0.7 X 20=14mg/L VSS所需BOD=1.42 X 14 (排放污泥中 VSS所需得BOD通常为VSS的1.42倍) 出水悬浮固体 BOD5=0.7X 20 x 1.42X( 1-e0.23x5) =13.6 mg/ L 出水中溶解性 Se=BOD5= 20-13.6 mg/ L=6.4mg/L 150 _6 4 BOD5 去除率=6.4 100% =95.7% 150 好氧区容积：内源代谢系数 Kd=0.05 YQ(So-Se)日 c

5、0.6x20 x25000 x(1506.4)3 V 好氧7746.5m (1 Kd dC)XV (1 0.05 20) 4000 0.7 停留时间t=V好氧二7746? 24h=7.44h Q 25000 ” F Q(SoSe) (1506.4)汉25000 n， 校核：0.17kgBOD5/(kgMLVSS d) MXVV 好氧 4000X0.7X7746.5 满足脱氮除磷的要求。 1 1 1 硝化校核：硝化菌比增长速率-0.05d n曳20 fn为硝化菌在活性污泥中所占比例，原污水中BOD5/TKN=150/30=5，此时对应fn =0.054 Yn =0.1kgVSS/ kgNH /

6、- N (硝化菌产率系数) +卩 0 05 qn为单位质量的硝化菌降解NH4-N的速率：qn n0.5 Yn0.1 实际硝化速率 rn =fn qn =0.054 0.5 =0.027d* 硝化水力停留时间 tn = No _ Ne0.291d J =6.98h ：t =7.44h Xv -rn2800 0.027 因而设计水力停留时间 7.44h满足硝化要求。 （2 ）缺氧区容积计算 剩余污泥量： X_ YQ(SO-Se)严 25000(150-6.4)=1084.5kg/d 1000 (1 Kdc)1000 (1 0.05 20) 设其中有12.4%为氮，近似等于TKN中用于合成部分为：0

7、.124 1084.5=134.487 kg/d Nte Xw 1000 Q =5.38mg / L 脱氮量/皿一代亠呵-站一心诩隔-290.51kg/d 1000 T=20 摄氏度时，脱氮速率 Ndn 二 0.06kgN03 - N/kgMLVSS d 缺氧区容积： Q ( N-Ne-Nte) Ndn X 25000(30-20-5.38)460.42m3 0.06 4000 水力停留时间： *氧=460.4224 ： 0.5h Q25000 （3 ）氧化沟总容积： 3 总容积：V总= V好氧 总水力停留时间：t总二t tdn二7.94h 氧化沟尺寸设计：氧化沟采用4廊道式卡鲁塞尔氧化沟，取

8、池深 3.5m，宽7m， 8207 氧化沟总长335.0 m 3.5 汉 7 7746 5 好氧段长度 二=316.2m 3.5汉7 460 42 缺氧段长度=460.42 = 18.8m 3.5 汉 7 :7 二 21 弯道处长度：321叮66m 2 2 33566 则单个直道长:335 66二67.25m（取70m） 4 故氧化沟总池长=70+7+14=91m，总池宽=7 4=28m （未计池壁厚）。 校核实际污泥负荷 Ns= 25000150 =0.114 kgBOD / kgMLSS d XV 4000 汇 8207 （4）剩余碱度计算 已知产生100mg/L (以CaC03计)，可使

9、PH身.2。生物反应能够正常进行，每氧化 1 mgNH 3-N需要消耗7.141mg碱度，每氧化1mgB0D5产生O.lmg碱度，每还原ImgNO3- N产生3.57mg碱度。 剩余碱度=进水碱度+3.57 X反硝化NO3的量+0.1 X去除BOD5的量-7.14 X去除总氮的量 =250 - 7.1 X 4.62+3.57+0.1 X( 150-6.4)- 7.14 X 17 =250 - 32.802+3.57 14.46 - 121.38=84.93 mg/L 计算所得剩余碱度以 CaCO3计，此值可使PH身.2 mg/L (5 )需氧量： Do2 =1.47Q(S。_Se)二.42Xw

10、 +4.6Q(N _肌)0.124x4.6Xw_2.86QTNo _(NH_Ne) _(NO N) =1.4725000 (1506.4)_1.421084.51034.6 25000 (30_20) _0.124 4.6 1084.5103_2.86 25000 (30_8_5) =3090kg/d a= 0.9 A 0.98 p=1C=2mg/L DO2c20 3090 汉 9.17 0.9 (0.98 1 8.38 - 2) 1.024(20) 二 4719.83kgO2/d 考虑安全系数： =1.2 4719.83 =5663.79kgO2/d =236kgO2/h :P ?C28 -

11、C1.024(T0) 曝气设备设计：查手册，选用DY325型倒伞型叶轮表面曝气机，直径 二3.5m,电机功率N =55kW,单台每小时最大充氧能力为125kgO2/h, 每座氧化沟所需数量 n = R0 = 236 _ 1.888，取n=2台 125125 (6)污泥回流量 氧化沟系统中，如果已知回流污泥的含量，就可以根据下面简单的质量平衡式，计算出 维持MLSS的回流污泥流量，即 QX0 QrXr (Q Qr) X 式中：Qr 回流污泥量mid ; Q 污水流量m3. d ; X0 进水SS含量mgL ; Xr 回流污泥含量 mgL，取10000g/L ； 根据上式，可得 25000 X 250 + 10000 X Qr= (25000+Qr )X 4000 回流污泥量Qr=15625 ( md ) 回流比R X4066.7%，实际取70% Xr X 104.0 考虑到回流至厌氧池的污泥为11%，则回流到氧化沟的污泥为59%。 (7)剩余污泥量: 剩余污泥量： X_ YQ(SO-Se)严 25000(150-6.4)=i08