曝气系统设计计算

1、曝气系统设计计算方法一(1)设计需氧量AORAOR去除BOD需氧量-剩余污泥中BOD氧当量+NHT-N消化需氧量-反消化产氧量碳化需氧量：Q S Se0 e0.681.42巳440000.248 0.0030.681.42 4399 9607 kgO2/dFX=YQ S。Se-Kd V XmlvSS=0.6 X 44000 X(0.248-0.003 )-4434.1X 4X 1.75/15=4399kg/d消化需氧量:D24.57Q N0Ne 4.5712.4 00Px4.57 4400056 24.57100012.4%43998365 kgO2 /dD1碳化需氧量 kgO2/dD2消化需

2、氧量 kgO2/dFX 剩余污泥产量 kg/dY污泥增值系数，取0.6。kd污泥自身氧化率，0.05。S0总进水BOD( kg/m3)Se 二沉出水 BOD(kg/m)X MLVSS 挥发性悬浮固体(kg/m3)N0总进水氨氮Ne二沉出水氨氮Q总进水水量 m/d每氧化1mgNM-N需消耗碱度7.14mg；每还原1mgNO-N产生碱度3.57mg；去除ImgBQ产生碱度O.lmg。剩余碱度Salk=进水碱度-消化消耗碱度+反消化产生碱度+去除BOD产生碱度假设生物污泥中含氮量以12.4 %计，贝每日用于合成的总氮=0.124*4399=545即，进水总氮中有545*1000/44000=12.4

3、mg/L 被用于合成被氧化的 NH+-N。用于合成被氧化的Nhf-N:（进水氨氮量一出水氨氮量）用于合成的总氮量=56-2-12.4=41.6mg/L所需脱硝量=（进水总氮-出水总氮）-28=68-12-12.4 =43.6mg/L需还原的硝酸盐氮量Nt4400012.41000545.6 mg / L因此，反消化脱氮产生的氧量：D32.86Nt2.86 545.61560kgO2/d总需氧量:AOR D 1 D 2 D 3=9607+8365-1560=16412kgO2 / d最大需氧量与平均需氧量之比为1.4，则AORmax 1.4 R 1.41641222977 kgO2 /d 957

4、 kgO 2 / h去除每1kgBOD的需氧量AORQ S0 Se1641244000 0.248 0.0031.5kgO2 /kgBOD5(2)标准需氧量采用鼓风曝气，微孔曝气器。曝气器铺设于池底，距池底0.2m，淹没深度 7.8m，氧转移效率E=20%，计算温度T=25°C，将实际需氧量AOF换算成标准状态下的需氧量SORSORAOR Cs 20CsmT Cl 1.024 T 20式中：p 气压调整系数，所在地区实际大气压为1.00 x 105 Pa所在地区实际气压1.013 1050.987CX 曝气池平均溶解氧，取CX =2mg/L;查得水中溶解饱和度：CS(20) =9.1

5、mg/L微孔曝气器的空气扩散气出口处绝对压为：心 1.013 1059.8 103 H 1.013 105 9.8 103 5.51.552 105 Pa空气离开好氧反应池时氧的百分比：好氧 Ot21 1 Ea100 0 021 1 20°° 0100 00 17.54 007921 1 EA79 21 12000CS 20反应池中平均溶解氧饱和度：2.066 1054259.11.552 1017.542.066 1054210.6mg/L16412 9.120 200.82 0.95. 0.987 10.6 21.024标准需氧量为SORSOR=22941kgO2 /

6、d =956 kgO2 / h相应最大时标准需氧量:SORmaxkgO2 / h好氧反应池平均时供气量:SOR975G s10010015933 m3 / h0.3 E a0.320最大时供气量：Gsmax 1.4Gs 1.4 1593322306 m3/h方法二:（1）曝气池的需氧量曝气池中好氧微生物为完成有机物的降解转化作用, 的参与。好氧生物处理含碳有机物可用两种方法计算。必须有足够量的溶解氧第一种方法，将好氧微生物所需的氧量分为两部分： 即微生物对有机物质进 行分解代和微生物本身的源呼吸过程所需要的氧，见式（2-2-41 ）和（2-2-43） 这两部分氧量之和即为生物处理需氧，见式（2

7、-2-48 ）。O2 a/ Q ( So Se)b/ Xv V(2-2-48 )=0.475 X 44000X（ 0.248-0.003 ） +0.149 X 1.75 X 10601 =7884式中：Q曝气池混合液需要的氧量，kg 02/d ;Q处理的污水量，mVd ；S0曝气池进水 BOD浓度，kg BOD5/m3;Se处理出水 BOD浓度，kg BOD5/m3;v曝气池体积，m；Xv曝气池挥发性悬浮固体，kg MLVSS /;a 微生物分解代单位重量 BOD的需氧量，kg O2/ kg BOD 5，对生活污 水a/值的围为0.420.53 ;b/单位重量微生物源呼吸自身氧化的需氧量，kg

8、 O2/ kg MLVSS d,b，值的围为0.110.188 d -1。第二种方法可以从污水的BOD5和每日排放的剩余污泥量来进行估算。假设 所去除的BOD5最后都转变成最终产物，总需氧量可由 BODi来计算（BODi是总 碳氧化需氧量），由于部分BOD5转变为剩余污泥中的新细胞，所以剩余污泥中 BODu必、须从总需氧量中扣除，剩余污泥的需氧量等于1.42 X剩余污泥量。因此, 采用式（2-2-49 ）计算去除含碳有机物的需氧量。Q( s° se)1.42Xv V(2-2-49 )=14096 kgO2/d式中：Q曝气池混合液需要的氧量，kg O2/d ;Q处理的污水量，m3/d;

9、S0曝气池进水 BOD報度，kg BOD/m3;Se处理出水BOD5&度，kg BOD/m3;V曝气池体积=（2650.25*4=10601 m3）Xv曝气池挥发性悬浮固体，kg MLVSS /卅;f BOD侨口 BODi勺转化系数，约为 0.68 ;1.42 细菌细胞的氧 当量；0 c设计污泥龄，14。考虑到减轻好氧污染物质对水体污染，国家对排入水体的NH4+-N的浓度做出了限制，在城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）中对出水的NH4+-N的浓度有明确要求，如对城市污水，一级标准 A: NH4+-N的浓度w 5mg/L（以氮计，水温12C），和w 8mg/L（以氮

10、计，水温w 12C）; 一级标准B: NH4+-N 的浓度w 8mg/L （以氮计，水温12C），和w 15mg/L （以氮计，水温w 12C）。在好氧生物处理中，降低 NH4+-N的浓度的方法是硝化，即把NH4+-N氧化为N03-N。硝化过程的需氧，以化学计量为依据，转换每kg的NH4+-N理论上需要4.57kg的氧。此外，在生物处理系统设计时中，常需要进行反硝化脱氮，即，将N03-N将转化N2此过程中由于NO-N作为电子受体，自然降低了氧在系统中的需要 量，化学计量系数为2.86kgO2/kgNQ-N。因此，硝化和反硝化，即为 NH4+-N转 化为N2过程中净的需氧量可表示为式。(2-2-

11、50)02 n dn 4.57Q (No Ne)2.86Q (No Ne NO3)=5070kgO2/d式中：O2n-d生物反应池进行硝化反硝化需要的净氧量，kg O2/d ；Q处理的污水量，mVd ；Nd进水可氧化的氮浓度，kg/m3 ； 56Ne出水可氧化的氮浓度，kg/m3；NO出水中的NO3-N浓度，kg/m3；4.57 化学计量系数，单位为 kg O2/kg NH；-N;2.86 化学计量系数，单位为 kgQ/ kg NO 3-N。在污水中由于还有一些还原性物质的存在，当它们的浓度较高时，要详细计算氧的消耗量。例如，当水中出现硫化氢时，其氧化关系H2S 2O2H2SO4综上所述，当生

12、物处理以含碳有机物去除为目的时，需氧量采用式（2-2-48 ）或式（2-2-49 ）计算；当生物处理既要求去除含碳有机物，又要求去除氮时，需氧量采用式（2-2-48）或式（2-2-49）与式（2-2-50）相加，此时总的需氧量 O2total 采用式（2-2-52 ）进行计算。O2 totalO2O2 N DN(2-2-52)(14096+5070=19167方法二)kgO2/ d ( 7884+5070=12954方法一)(2)标准需氧量采用鼓风曝气，微孔曝气器。曝气器铺设于池底，淹没深度5.5m，氧转移效率E=20%，计算温度T=20C，将实际需氧量AOF换算成标准状态下的需氧量SORSO

13、RAOR Cs 20C sm TCL1.024T 20式中：p气压调整系数，G(20)水中饱和溶解度Cx 曝气池平均溶解氧，取 Cx =2mg/L;H曝气器淹没深度，m所在地区实际大气压为1.0 x 105 Pa因此所在地区实际气压1.013 1050.987查得水中溶解饱和度：G(2°)=9.1mg/L微孔曝气器的空气扩散气出口处绝对压为：p. 1.013 105 9.8 103 H 1.013 105 9.8 103 5.5 1.552 105 Pa空气离开好氧反应池时氧的百分比:好氧 Ot211 Ea7921 1 Ea10000211 20 °。79 21 12000

14、100 0017.54 00反应池中平均溶解氧饱和度：Csm(20)C 92.066 1054259.11.552 1017.542.066 1054210.6mg/LSORC sm TAOR Cs 201.024 T 2019167 9.120 200.820.95 0.987 10.6 21.024SOR=2679永gO2 / d=1116 kgO2 / h相应最大时标准需氧量：SORmax =-145SORkgO2 / hSOR0.3 E a100好氧反应池平均时供气量：10018600 m3 / h0.320最大时供气量：Gsmax 1.4Gs 1.4 1208326040 m3/h（

15、三）室外排水规生物反应池中好氧区的污水需氧量， 根据去除的五日生化需氧量、氨氮的硝 化和除氮等要求，宜按下列公式计算：Q = 0.001aQ（S o - S - cAX v+b0.001Q（N k- Ne） - 0.12 X v0.62b0.001Q（N t- Me N） - 0.12 Xv式中：O2-污水需氧量（kgO/d ）;Q生物反应池的进水流量（m/d ）; 44000So-生物反应池进水五日生化需氧量浓度（mg/L）; 248Se生物反应池出水五日生化需氧量浓度（mg/L）； 3 Xv排出生物反应池系统的微生物量；（kg/d ）;生物反应池进水总凯氏氮浓度(mg/L); 68Me生物

16、反应池出水总凯氏氮浓度(mg/L); 12N生物反应池进水总氮浓度(mg/L); 68Me生物反应池出水硝态氮浓度(mg/L); 8Xv排出生物反应池系统的微生物中含氮量(kg/d );a碳的氧当量，当含碳物质以 B0D5计时，取1.47 ；b常数，氧化每公斤氨氮所需氧量(kgO2/kgN),取4.57 ；c常数，细菌细胞的氧当量，取1.42。Yt 污泥产率系数(kgMLS/ kgBOD),宜根据试验资料确定。无试验资料时，系统有初次沉淀池时取 0.3，无初次沉淀池时取0.61.0 ;yMLSS中MLVSS所占比例；Q = 0.001 aQSo Se) cXv + b0.001 Q(Nk Nk

17、e) 0.12 Xv-0.62 b0.001 Q(Nt Nke Noe) 0.12 XV=21123-2.31 Xv=0.001*1.47*44000*( 248-3 ) -1.42* X +4.57*0.001*44000*( 68-12 )-4.57*0.12 Xv -0.62*4.57*0.001*44000* (68-12-8 ) +0.62*4.57*0.12 Xv =15847-1.42* Xv+11260-0.548 Xv -5984+0.340 Xv=21159-1.628 XvXv= y*Q* (So-Se) *0.001*y t=0.7*44000*0.245*0.3=22

18、64kg/d因此 Q =17473 kgO2/d(2)标准需氧量采用鼓风曝气，微孔曝气器。曝气器铺设于池底，淹没深度5.5m，氧转移效率E=20%，计算温度T=20C，将实际需氧量AOF换算成标准状态下的需氧量SORSORAOR Cs 20CsmT Cl 1.024 T 20式中:P气压调整系数，G(20)水中饱和溶解度Cx 曝气池平均溶解氧，取 Cx =2mg/L;H曝气器淹没深度，m所在地区实际大气压为1.0 x 105 Pa因此0.987所在地区实际气压51.013 105查得水中溶解饱和度：G(2°)=9.1mg/L微孔曝气器的空气扩散气出口处绝对压为：53535心 1.013 109.8 10 H 1.013 109.8 105.51.552 10 Pa空气离开好氧反应池时氧的百分比:好氧 Ot211 Ea7921 1 Ea1000021 1 200。100 0079 21 1200017.54 00反应池中平均溶解氧饱和度:Csm(20)PbOt2.066 105429.1侮2卫；空2.066 104210.6mg/LSO