万吨生活污水的缺氧好氧的脱氮设计201资料

1、学院专业年级班别学号学生姓名指导教师水污染控制工程课程设计项目3万吨生活污水的缺氧好氧的脱氮设计环境科学与工程学院环境工程10 环境工程2班311*肥敏罗建中2013年6月目录一、设计概述1二、设计任务与内容12.1 设计任务 12.2 设计规模和指标 1（ 1）设计规模 1（ 2）设计指标 1三、工艺流程及说明 13.1 工艺原理 13.2 A/O 工艺 23.2.1 工艺流程图及说明 23.2.2 工艺特点 : 23.2.3 A/O工艺设计参数 3四、工艺设计计算34.1 工艺设计参数 34.2 反应池容积计算 44.2.1 好氧池设计计算 44.2.2 缺氧池设计计算 54.3 反应池尺

2、寸计算 54.3.1 单组池容积 54.3.2 单组好氧池容积 64.3.3 单组缺氧池容积 64.4 曝气系统设计计算 64.4.1 需氧量计算 64.4.2 空气量计算 74.4.3 鼓风机出口风压计算84.5 回流量比计算84.6 反应池进、出水系统计算84.6.1 进水流量 84.6.2 污泥回流管 84.6.3 混合液回流管 84.6.4 进水管 94.6.5 出水管 94.7 二沉池工艺计算94.7.1 设计参数 94.7.2 设计计算 10五、机械设备选型 125.1 缺氧池设备选择（以单组反应池计算） 125.2 污泥回流设备 125.4 混合液回流设备 13六、总结 13【参

3、考文献】 14【附件】 143110007674陈昶敏 水控制污染工程课程设计一、设计概述我国水体污染主要来自两方面，一是工业发展超标排放工业废水，二是城市化 中由于城市污水排放和集中处理设施严重缺乏，大量生活污水未经处理直接进入水体造成环境污染。工业废水近年来经过治理虽有所减少，但城市生活污水有增无减，占 水质污染的519包上。本设计要求处理水量为3万t/d的城市生活污水，设计方案针对已运行稳定有效 的A/O活性污泥法工艺处理城市生活污水。 它可以同时完成有机物的去除，硝化脱氮 的过量摄取而被去除等功能，脱氮的前提是NK - N应完全硝化，好氧池能完成这一功能，缺氧池则完成脱氮功能。二、设计

4、任务与内容2.1 设计任务根据所给资料利用缺氧好氧工艺设计一个合理的方案用于处理城市污水。2.2 设计规模和指标(1)设计规模生活污水处理规模为3万t/d(2)设计指标本项目设计进出水水质根据生活污水来源和生活污水排放标准GB 18918-2002标准列出，采用第一级B标准排放浓度，如下表1设计进、出水水质表1CODcr mg/LBOD5 mg/LNH3-N mg/LTp mg/LSS mg/L进水水质250100253200出水水质60208120三、工艺流程及说明3.1 工艺原理污水在好氧条件下使含氮有机物被细菌分解为氨，然后在好氧自养型硝化细菌的作用下进一步转化为亚硝酸盐，再经好氧自养型

5、硝化细菌作用转化为硝酸盐，至此完成了硝化反应；在缺氧条件下，兼性异氧细菌利用或部分利用污水中原有的有机物碳 源为电子供体，以硝酸盐代替分子氧作电子受体， 进行无氧呼吸，分解有机质，同时, 将硝酸盐中氮还原成气态氮，至此完成了反硝化反应。A1/O工艺不但能取得比较满意 的脱氮效果，而且通过上述缺氧一好氧循环操作， 同样可取得高的CO于口 BOD勺去除 率。3.2 A/O工艺3.2.1 工艺流程图及说明混合液回流a.缺氧池：反硝化菌利用污水中的有机物作为碳源， 将回流液带入的大量NQ N 和NO N还原为N释放至空气中。BODfifc度下降，NO3N的浓度大幅度下降，而磷 的变化很小。b.好氧池：

6、有机物被微生物生化降解而继续下降；有机氮被氨化继而被硝化，使 NH N浓度显著下降，但该过程使 NO3N浓度增加，磷随着聚磷菌的过量摄取，也 以较快速度下降。好氧池将NHN完全硝化，缺氧池完成脱氮功能；3.2.2 工艺特点：该工艺中反硝化反应以污水中的有机物为碳源，生物接触氧化池为做好养段的除氮。反硝化产生的碱度可以补充硝化阶段 50%勺需要碱量；利用原水中的有机物，无 需外加碳源；利用硝酸盐作为电子处理进水中有机物，不仅节约后续曝气量，而且反 硝化对碳源的利用广泛，甚至包括难降解的有机物；前置缺氧池可以有效的控制系统 的污泥膨胀。3.2.3 A/O工艺设计参数查污水处理厂工艺设计手册得 A/

7、O工艺设计参数如下:A/O工艺设计参数表项目单位参数值BOD亏泥负荷USkgBOD5/(kgMLSS.d)0.05 0.15总氮负荷率kgTN/(kgMLSS.d)0.05污泥浓度（MLSS Xg/L2.5 4.0污泥龄0 cd11 23污泥产率YkgVSS/ kgBOD0.3 0.6需氧量Okg O2/ kgBOD51.1 2.0水力停留时间HRTh816（其中缺氧段0.53.0）污泥回流比R%50 100混合液回流比R%100 400总处理效率%9095 (BOD%6085 (TN)四、工艺设计计算4.1 工艺设计参数本次设计参数确定为：设计流量为Q =30000000 kg / d100

8、0kg/m3二30000m3/d =0.35m3/s设计温度T=20 C取污泥浓度（MLS$ X=2.5g/L4.2 反应池容积计算4.2.1 好氧池设计计算4.2.1.1 硝化系统的污泥龄%。根据水污染控制工程P154污泥泥龄法得，公式V =YQ（S0SeWC。X（1 Kd%。）根据P125表12-2城镇污水的典型动力学参数值（20 C）得动力学参数单位范围典型值r maxgCQ5D（Gvss - d）2-105KsgBOD m325-10060YgVSS/ gBOD0.4-0.80.6Kdd-10.04-0.0750.06根据流量实际情况，选取 丫=0.6, Kd=0.06 , MLVSS

9、/MLSS=0q7注意到，计算式中污泥龄并不是去除有机物的系统污泥龄，是消化系统的污泥龄%。，且15c时硝化菌的最大比生长速率为0.47d ,则硝化菌比生长速率二二0.47 Nae0。985） = 0.47 -5 e0.098 （205） = 0.096Kn Na175 251 1.-即名。=f =2父=21d（符合 1123d）0.096其中Kn为消化作用中半速率常数，取175g/m3。F为污泥龄设计安全系数，一般取1.52.5,取 2。4.2.1.2好氧区容积YQ（S。-Se尸C。X（1 .九5。）3=7646.01m06 M 30000 m（100-20）父 212500 M 0.7 父

10、（1+0.06 父 21）取好氧池实际体积为7700m-17 -好氧池水力停留时间t =V =Z700_M24 =6.2h （满足 5-15.5 ）Q 30000A/O 总体容积为 V =丫好 +V缺=7700+ 2700 = 10400m3总停留时间为t =t好+t缺=6.2 + 2.2 = 8.4h （满足816）4.2.2缺氧池设计计算4.2.2.1 排除生物脱氮系统的剩余污泥量由已知条件求得表观产率系数Yobs = Y=一=0.2651 Kd 1co1+0.06 21d CO则剩余污泥量为 XYobsQ So-S. , -0.265 30000 100 - 20 ）=636kgMLVS

11、S/d4.2.2.2缺氧区容积取生物反应池进水总凯氏氮浓度为 50mg/L （氨氮浓度为25mg/L,凯氏氮为有机氮 与氨氮的总量），反应池出水总氮浓度 20mg/L,混合液挥发性悬浮固体浓度 X为 4gMLVSS/L 反硝化速率 Kde为 0.05gNO-N（gMLVSS*d）。Q N-Nte -0.12 Xv 30000 50-20 -0.12 636000KdeXv0.05 4 1000=2618.4m3取缺氧池实际体积为2700/。缺氧池的水力停留时间为t缺=/=型0父24 = 2.2卜（满足0.5-3）Q 100004.3反应池尺寸计算4.3.1 单组池容积反应池总体积V=10400

12、mi设反应池2组，单组池容积V.V =10400 = 5200m3224.3.2单组好氧池容积设计有效水深h = 6m单组好氧池体积为：V单77003=3850m2有效面积5单=匕=3850/6 = 641.674h拟采用廊道式推流反应池，廊宽 b = 5 m ,廊道数n = 5个单组好氧反应池长度 L =a=64167 = 25.67mbn 5 5b 5校核：一 =0.83（满足 0.8 1.5） h 6L =7=5.13 （满足 5-10） b 5取超高为1.0m,则反应池总高 H = 6+1 = 7m4.3.3单组缺氧池容积单组缺氧池体积为：S缺=V缺=2700 = 225m 2h 2

13、m 6缺氧池宽b = 12.5m缺氧池长L =包=225m =18m b 12.5m取超高为1.0m,则反应池总高H= 6+1=7 m4.4曝气系统设计计算4.4.1需氧量计算已知系统每天排除的剩余污泥量l_Xv=636kgMLVSS/d ,进、出水的总凯氏氮浓度分别为50mg/L和12mg/L,进水总氮浓度为55mg/L,出水总硝态氮浓度取 5mg/L。O2 =Q S068& 一1.42 Xv 4.57 Q Nk - Nke -0.12 Xv-2.86 Q Nt - Nke - Noe -0.12 Xv30000 100-20=-1.42 636 1000 4.57 30000 50-12

14、-0.12 636000-2.86 30000 55 -12 -5 -0.12 636000= 4.45 106g/d =4.45t/d4.4.2空气量计算如果采用鼓风曝气，设曝气池有效水深6日曝气扩散器安装距池底 0.2m,则扩散器上静水压5.8m,其他相关参数选择：a值取0.7 , B值取0.95 , p =1,曝气设备堵塞系数F取0.8 ,采用管式微孔扩 散设备，E=18%扩散器压力损失4kPa, 20c水中溶解氧饱和度为9.17mg/L。扩散器出口处绝对压力：3535 Pd = p 9.8 10 H =1.013 109.8 105.8 =1.58 10 Pa空气离开曝气池面时，气泡含

15、氧体积分数:0 二 211 一 Ea 100%=21 1 一0.18100% =17.9%79 21 1 -Ea79 21 1 -0.1820 C时曝气池混合液中平均氧饱和度Pd752.026 105以7 =9.174251.58x105 752.02610517.942-11.06mg/L将计算需氧量换算为标准条件下(20C ,脱氧清水)充氧量O2 Cs(20) 20ml采用周边转动式刮泥机。4.7.2.3 污泥区高度为了防止磷在池中发生厌氧释放，故贮泥时间采用Tw=2h,混合液浓度X =3000mg/L ,回流污泥浓度为Xr =6000mg/L ,二沉池污泥区所需存泥容积 VWVwTw(1

16、 R)QmaxXX Xr2 (1 0.5) 4212 30003 =5616m3000 6000每个沉淀区容积 V:Vw561623=2808m每个沉淀池污泥区的容积3V =2808m3h428082106则污泥区高度为=1.3m4.7.2.4 沉淀区有效水深设计沉淀时间t=3h, h 2=qbT=1X3=3m （介于24m）4.7.2.5 储泥斗体积= 12.5m3、,tO 泥 3M100V 二二2424取污泥斗直径为5m,故污泥斗高度为h6=12.5/5=2.5m。4.7.2.6二沉池总高度：取二沉池缓冲层高度h3=0.4m,超高为hi=0.3m则池边总高度为h=hi+h2+h3+h4=0

17、.3+3.0+0.4+1.3=5m设池底度为i=0.05 ,则池底坡度降为D -d 52 -2h5 =i=0.05 =1.25m22式中：d为下口直径，取2nl则池中心总深度为:H=h+h+ h6=5+1.25+2.5=8.75m4.7.2.7 沉淀池进水管、出水管和排泥管的管径取进水管：DN=1400mm出水管：DN=900mm排泥管：DN=900mm4.7.2.8 辐流式二沉池计算草图 如下：图6辐流式沉淀池图7辐流式沉淀池计算草图五、机械设备选型5.1 缺氧池设备选择（以单组反应池计算）缺氧池设导流墙，将池分2格，每格内设潜水搅拌机2台，按5w/m3比容计厌氧池有效容积V厌=2700m3

18、全混合池污水所需功率：5 X 2700=5400w则每台潜水搅拌机功率：5400 = 2800w查手册选取：QJB2.5/8-400/3-74085.2 污泥回流设备污泥回流比：R=50%污泥回流量：Q2= R Q1= 50% 0.2604=0.1302m3/s=468.72m3/h设回流污泥泵房一座，内设2台潜污泵（1用1备）单泵流量Q单=Q=468.72m7h5.4 混合液回流设备混合液回流比R内=300%混合液回流量 Q3=Ri Q1=300% 0.2604m3/s= 0.7812m3/s=2812m3 / h设混合液回流泵房2座，内设3台潜污泵（2用1备）单泵流量Q单=Q/4=703m

19、3/h六、总结经过了两周每天一点点的努力，积累起来，我就完成了这份课程设计。刚开始接 触水污染控制工程这门课程的时候， 对缺氧一好氧工艺的了解仅仅是局限于课本上的 流程和原理，对它的构筑物并不是十分清楚，而且对其他相关的活性污泥法的性能和 曝气设备都没有具体详细的概念。 虽然大二的时候，已经开始学习做化工原理课程设 计，也进行了关于填料塔的课程设计。但是，因为一开始对污水处理工艺的了解并不 到位，导致了这次课程设计从开始就有些棘手。 后来在同学的解说下大概的理清了思 路。于是从总体的反应池体积开始，慢慢细分到缺氧池、好氧池的尺寸，还有相关管 道的设计和设备的使用，结合理论上的计算和参数，把各种相关公式和参数联系起来， 但是又由于不同参考书有不同的解法。所以，我必须在大量查找资料，详细了解后， 选定适合的方法和参数。经过几天的运算，基本上完成了设计计算，在这个过程中也 重新认识了缺氧一好氧工艺的特点和脑子里对该工艺更加深刻。在从开始的无从下手，到一步一个脚印的计算、推算、验算等，再到查找设计参 数资料、设备参数，最后到两天一夜连续画图的全过程里，我学习到的不仅仅是缺氧 池、好氧池的设计计算等，更多的是一整套的设计思路和设计过程。虽然，相比起真 正的设计，这一份简简单单的设计简直就是小