生物反应池与高程计算

1、生物反应池（SBR、AAO、AAC等）与高程计算一、SBR生物反应池平均水量40000T/d,Kz=1.37 Qmax=54800 T/d，主要设计参数：生物选择池反应时间：1hr；生物主反应池：进水同时曝气，其中进水时间0.5 hr，曝气反应时间2.8 hr，沉淀时间1 hr，排水时间0.5 hr，一个周期共4.8 hr，每天有24/4.8=5个周期。设排出比1/m=1/4，（选取）反应池MLSS=3500 mg/L，BOD污泥负荷0.07kgBOD/kgMLSS.d,单池反应器容积：V=8000m3有效水深：6m,故所需水面积为1333 m2, 设主曝气区单格平面尺寸（组）：长55.0&#

2、215;宽24.0m，则所需表面积为1320 m2。反应器运行水位计算如下：（反应器水位概念图如图3.4）h4h3h2h1hsh1（LWL排水结束后的水位）=h2（MWL一个周期的平均进水量进水结束后的水位）=h3（HWL1个周期的最大污水量进水结束后的水位）=6m, h4（ HHWL超过1个周期最大污水量的报 图3.4 反应器水位概念图警、溢流水位）=6+0.5=6.5m, hs（污泥界面）=4-0.5=3.5m.生物选择池容积为：40000/241=1667 m3有效水深：6m（与主反应区同深）,故所需表面积为278 m2生物选择池数量：2池，每池与两主反应区对应净尺寸约为：2池×

3、;3.0×48.0m实际有效容积：1728m3生物反应池计算简图生物选择池搅拌功率：35 w/m3设剩余污泥产率为0.9kgDS/kgBOD5原污水BOD5为150mg/L,经预处理后降低25%，则进入反应池的污水，其BOD5为：150（1-25%）=112.5mg/L水中非溶解性BOD5值：BOD5=式中 Ce处理水中悬浮固体浓度，取值20mg/LXa活性微生物在处理水中所占的比例，取值0.4b微生物自身氧化率，一般介于0.050.1之间，取0.1代入各值，BOD5=5.7 mg/L处理水中溶解性BOD5值为20-5.7=14.3 mg/L去除了112.5-14.3=98.2 mg

4、/L，去除率为98.2/112.5=87%剩余污泥量：=4843kgDS/d污泥龄：=16dSBR需氧量：式中 OD每周期需氧量，kg O2/周期；LrBOD去除量，kg BOD/周期；MLVSS反应器内的生物量，kg； TA曝气时间， h/周期； No硝化量，kg N/周期； ND脱氮量，kg N/周期； a系数，kgO2/kg BOD5，取1； b污泥自身氧化需氧率，kgO2/（kg MLVSS·h），取0.07； =1778 kg O2/周期 =635 kg O2/h最大需气量：=10548m3/h=176 m3/min气水比：=6.31混合液回流比：R1=20%；上清夜排出装

5、置：每池的排水负荷33.3 m3/min每池设一台滗水器，则排水负荷为33.3 m3/min，考虑到流量变化系数为，则滗水器的最大排水负荷为33.3×1.37=45.6 m3/min=2737 m3/h。滗水器采用机械旋转式滗水器，每台滗水量为Q15003000m3/h，适用水位升降范围不小于1000mm，单台电机功率N=2.2kW，当好氧池需要排水时，滗水器通过机械驱动装置以一定的速度下降至预设高度滗水；完成排水过程后，撇水器上升，回到待机状态，直到下一个排水周期。主反应池的末段设置2台内回流泵，在反应进水阶段将混合液泵送至选择池。内回流泵采用潜水离心泵，总数量为4台（每座反应池2

6、台），单台流量Q=340m3/h，扬程H=3.0m，电机功率N=9.0kW。生物反应池的污泥渠设置4台潜水离心泵（每座反应池2台），通过泵将剩余污泥提升至污泥均质池。潜水离心泵单台流量Q=67.5m3/h，扬程H=5.0m，电机功率N=4.0kW。3.2.6 空气管线设计与鼓风机房图3.6 主曝气区中空气管线布置图按图3.6所示的空气管线布置，在相邻的两个廊道上设一根干管，该干管上20对配气竖管,设40根配气竖管，一组曝气池共80根配气竖管。每根配气竖管的供气量为： m3/h一组主曝气区平面面积为： =2640 m2每个空气扩散器服务面积按0.5 m2计，则所需空气扩散器的总数为： =5280

7、个为安全计，采用5600个空气扩散器，每个竖管上安设的空气扩散器数目为： =70个每个空气扩散器的配气量为： =0.94 m3/h将已布置的空气管路及布设的空气扩散器绘制成空气管路计算图，用以进行计算。空气管的计算尺寸简图如图3.7、图3.8：(1) 管道布置及压力损失计算如下：沿程损失，局部损失（转化成沿程损失相当的管线长度）管段当量长度为构配件局部损失折合管段长度，按如下公式进行计算：； 式中参数K取值见表3.3所示； 空气管线压力损失计算见表3.4所示。图3.7空气管的计算尺寸简图图3.8 空气管的计算尺寸简图表3.3 K值取值气流转弯三通：1.33直流异径口三通：0.420.67直流等

8、口径三通：0.33弯头：0.40.7大小头：0.10.2球阀：2.0角阀：0.9闸阀：0.29 给水排水设计手册5 P324-328 或按给水排水快速设计手册2 P120-121 确定管径及损失。张自杰 ， 排水工程损失计算查图 在最后的附录中，中国建筑工业出版社管径确定流量Q m3/h 经济流速 v m/s(小管45 m/s 大管1015 m/s)手册损失计算表排水工程损失计算表定温度：摄氏30度；初估风机压力P=(1.5+H)×9.8 KPa表3.4 空气管路计算表管段编号管段长度（m）空气空气流量(m3/min)空气流速(m/s)管径mm配件管段当量长度（m）管段计算长度（m）

9、压力9.8（Pa/m）损失9.8（Pa/m）流量(m3/h)1-20.360.940.015-32弯头1个0.450.810.150.12152-30.361.890.03-32三通一个1.191.550.170.26353-40.362.830.04-32三通一个，异径管一个1.6420.280.564-51.156.580.11-32三通一个，异径管一个1.642.790.461.28345-61.1513.160.22-32四通一个，异径管一个2.743.892.810.8926-71.1519.740.334.550四通一个，异径管一个2.293.440.72.4087-81.1526

10、.320.443.170四通一个，异径管一个3.424.570.351.59958-910.865.81.10580闸门一个，弯头三个，三通一个5.5716.370.69.8229-102.55131.62.196.1100四通一个，异径管一个5.257.80.64.6810-112.55263.24.396150四通一个，异径管一个8.5411.090.454.990511-122.55394.56.585.5200四通一个，异径管一个12.0714.620.57.3112-132.55525.88.766.2200四通一个，异径管一个12.0714.620.253.65513-142.55

11、657.110.958200四通一个，异径管一个12.0714.620.324.678414-152.55788.413.146.8250四通一个，异径管一个15.7718.320.458.24415-162.55919.715.337250四通一个，异径管一个15.7718.320.6511.90816-172.55105117.527.4250四通一个，异径管一个15.7718.320.366.595217-182.551182.319.7058250四通一个，异径管一个15.7718.320.254.5818-192.551313.621.899250四通一个，异径管一个15.7718.

12、320.47.32819-202.551444.924.089.3250四通一个，异径管一个15.7718.320.458.244续表3.420-212.551576.226.2713250四通一个，异径管一个15.7718.320.610.99221-222.551707.528.4614250四通一个，异径管一个15.7718.320.814.65622-232.551838.830.6515250四通一个，异径管一个15.7718.320.916.48823-242.551970.132.8315250四通一个，异径管一个15.7718.32118.3224-252.552101.435

13、.0211300四通一个，异径管一个19.6322.180.265.766825-262.552232.737.2113300四通一个，异径管一个19.6322.180.613.30826-272.55236439.414300四通一个，异径管一个19.6322.180.715.52627-282.552495.341.5814300四通一个，异径管一个19.6322.180.817.74428-298.852626.643.7715300四通一个，异径管一个，弯头两个26.1735.020.931.51829-3035253.287.5515400四通一个，异径管一个27.7230.720.

14、618.432 合计： 2567Pa2.567Kpa；微孔膜式空气扩散器的压力损失为10Kpa；压力损失为2.567+10=12.567Kpa；为安全起见，设计值取13Kpa；(2) 总压损的确定：空气扩散装置安装在距曝气池底0.2m处。所需压力为：水压 P=56.84Kpa；总压损：管线损失+曝气头损+水压=56.841369.84Kpa；为安全起见取70Kpa；(3) 设备选型：采用微孔膜式空气扩散器，适用水深：H36m，服务面积S0.5m2，氧利用率大于20，生产厂家：江都环保器材厂。（4）鼓风机房鼓风机房按一期规模建设，内设离心鼓风机3台（2用1备），用于生物反应池供气。数量：1座生化

15、反应池总需气量：176 m3/min贮泥池污泥搅拌需气量：4 m3/min平面尺寸：36×12 m2设备类型：离心鼓风机C125-1.5设备数量：3台（2用1备）单机风量：Q=125 m3/min；风压：H=0.07 Mpa；电机功率：N=180 kW生产厂家：陕西鼓风机厂二.AAO生化池A/A/O池设计图3-4 A/A/O计算简图1、 设计参数：1）水力停留总时间HRT: t=12.1hr2)BOD污泥负荷：NS=0.080kgBoD5/(kgMLSS.d)3)回流污泥浓度：Xr=10000mg/L4)污泥回流比：50%5）曝气池混合液浓度 X=R/R+1×Xr=0.5/

16、1+0.5×10000=3333mg/L=3.3kg/m36)确定内回流比RN =100%2、 A2/O曝气池容积（设4个池，以单位3.75 m3/d计算流量）1） 各段停留时间厌氧区（A1）：缺氧区（A2）：好氧区（O）=1：2：4.5厌氧区t1=1.61h缺氧区t2=3.2h好氧区t3=7.2h2)单池有效容积 V=Qt=1562.5×7.2=11250m33)池有效深度 H1=6.0m4)曝气池有效面积 S总=V/H1=11250/6.0=1875m25)设3廊道曝气池，廊宽7m. 曝气池长度L1=S/3×b=1875/3×7=89.29m 取90

17、m 厌氧区和缺氧区尺寸分别为15m×15m和15m×15m。3、 剩余污泥量WW=a(LO-Le)Q-bVxv+(so-se)Q×0.51) 降解BOD生成污泥量W1=a(Lo-Le)Q=0.55×160×80%-20/1000×15000=8910 kg/d2) 内源呼吸分解泥量Xv=f×x=0.8x=3.333×0.8=2.666kg/m3W2=b×v×Xv=0.05×11250×2.67=6007.5 kg/d3) 不可生物降解和惰性悬浮物物量（NVSS），该部分占总T

18、SS的约50%W3=(So-Se)Q×50%=150000×0.5×110-20/1000=6750kg/d4) 剩余污泥量W=W1-W2+W3=8910-6007.5+6750=9652.5kg/d每日生成活性污泥量Xw=W1-W2=8910-6007.5=2902.5kg/d5) 湿污泥量Qs=W/(1-P)×1000=9652.5/(1-0.992)×1000=1206.656m3/d6) 硝化泥龄QcQc=XV/W=3.3×11250×4/9652.5=15.3d4、 需氧量计算：02= abc1 4.6 1.42N

19、r 氨氮去除量ND 硝态氮去除量Xw剩余活性污泥量故需空气量三.A/A/C氧化沟主要设计参数如下：总停留时间为：18.85hr选择区停留时间：0.4hr厌氧区停留时间：0.9hr缺氧区停留时间：8.4hr好氧区停留时间：8.95hr污泥浓度：3.5g/l硝化段泥龄：9.3d总BOD5污泥负荷：0.073kg BOD5/ kg MLSS/d 外回流比：100%氧化沟池容：6万吨，3池已知：，H取5.35m，则：好氧区容积：，则，缺氧区容积：，则厌氧区容积：，则选择区容积：，则单池总容积:15556m3单池面积， 考虑变化系数1.41及最大水量工程扩到最大面积4100 m2单座外形尺寸约为120m×40m（面积扩大到4800 m2），水深5.35m。每座氧化沟由选择区、厌氧区、缺氧区、好氧区组成，采用高速表曝机曝气（不仅给混合液供应足够的氧，还要保证沟渠内不小于0.3m/s的水流速度以维持活性污泥的悬浮状态），具有脱氮除磷功能。外回流污泥来自于回流及剩余污泥泵房，内回流污泥量通过内回流渠道闸门控制