某污水厂反硝化滤池设计计算

1、1第七章 设计依据和指导思想7.1设计依据7.2设计规范及标准189182002城市杂用水水质(GB/T18920-2002)27.3主要设计原则7.3.1根据招标文件要求，选用供货范围之一的工艺方案进行设 计，该套技术工艺先进成熟，运行稳定定可靠。7.3.2采用质量优良的设备及产品，确保污水处理设施能够长期 稳定运行。7.3.3在工艺设计细节上进行优化，在确保污水处理出水稳定达 到规定的标准的前提下，处理设施投资省、占地少、能耗低、节 省运行费用。，充分考滤工艺操作的管理方便，确保系统长期运行稳定、可靠、安全实用，并具有较好的生产环境和劳动条件。，改善污水处理站及周围环境。，重视消防、安全工

2、作。，总体布局合理美观。7.4设计范围7.4.2本方案设计边界范围为工艺流程框图中双点画线框以内的 相关部分。3详见本设计方案工艺流程部分 。第八章 设计基础资料8.1地理位置XX地处河北省中南部，位于北纬3726 - 3846，东经113 31115 29之间，东与衡水接壤，南与邢台毗连，西与 山西为邻，北与保定为界。辖区总面积1 5848平方公里。8.2城市性质XX市是河北省省会，1925年开始设市、旧称石门市，1948年 初改称为XX市，它是我国建市较早，有一定工业基础的较大城市，经过几十年的发展，现已成为我国华北重要工业基地，并是全国 的纺织、化工、医药、电子工业中心之一。同时又是河北

3、省的政 治、经济、文化、科学、教育中心。8.2气象条件XX地处暖温带、半湿润、半干旱季风型大陆性气候，四季分 明。年平均气温：12.9 C极端最高气温：42.7 C极端最低气温：-26.5C多年平均降水量：537.2mm4年内降水量的6080%集中在68月份，春冬季节干旱少 雨，年际变化悬殊。8.3本系统设计进水条件(1)进水水量本合同设计规模为日平均流量50万mVday，总变化系数1.3，高峰设计流量28431riVh。(2)进水水质进生物滤池构筑物水质指标：XX桥东污水处理厂生物滤池进水水质值序号项目要求设计值1BOD5(mg/L)302CODcr(mg/L)703SS(mg/L)304T

4、N(mg/L)655NO3-N(mg/L)576NH4+-N (mg/L)57TP(mg/L)78水温(C)14-258.4本系统设计出水要求主导风向：次主导风向： 风频率：冬季平均风速夏季平均风速最大积雪厚度：最大冻土厚度：年平均雷曝日数为:东南风(夏季)西北风(冬春季)10%1.8米/秒1.5米/秒19厘米53厘米5高效沉淀池处理后出水达到下表要求:表8-2序号项目要求设计值1BOD5(mg/L)122CODcr (mg/L)503SS(mg/L)134TN(mg/L)155TP(mg/L)N2_4H2NH2OH2屆10补充碳源， 本投标文件采用投加甲醇的方 案解决有机碳不足的问题。此时有

5、机物的需要量为：Cm=2.47NO3-N+1.53NO3-N+0.87DO并按考滤30%的余量计算10.2反硝化生物滤池工艺描述本投标系统的反硝化生物滤池为三级串联后置反硝化生物滤池， 滤池配置为两组28格，每组14格，单格平面尺寸为12680mM 9270mm附设有反冲洗废水池和废水泵、鼓风机房及压缩空气系统等。每组每格反硝化滤池的进水闸阀、排水阀、反冲洗水阀、反冲洗 气阀、出水调节阀以及排气阀均采用气动阀门，供气由空压机供气，由电磁阀控制开闭。滤池设计为分流进水，定水位形式。每格滤池各 设一个进水阀门。 滤池水位由滤池出水堰控制， 滤池采用向上流过滤， 滤池出水接至总出水管排至高效沉淀池。

6、二级处理后的污水经中间提升泵站提升进入生物滤池总进水槽， 由总进水槽分配至每格生物滤池进水管，每格生物滤池进水管将污水 送至滤池底部，污水自下而上以一定的流速流经生物滤料， 滤料上长 满生物膜，污水与生物膜相接触，在生物膜微生物的作用下，消耗有 机物碳源，分解污水中的硝态氮、亚硝态氮，从而使污水得到净化， 达到脱碳、 脱氮的目的。 同时充满滤料的滤床可以有效的截留水中的 悬浮物质，去除SS从而使污水能得到进一步澄清。系统设有碳源 投加系统， 当碳源不足时， 可通过投加少量的甲醇来弥补， 确保脱氮 所需碳源，保证脱氮效果。由于微生物的不断繁殖，生物膜逐渐增厚，超过一定厚度后，吸 附的有机物，在传

7、递到滤料表面的微生物之前已被代谢。此时，滤料 表面的内层微生物因得不到有机营养而进入内源代谢，失去其粘附在 滤料上的性能， 脱落下来。这时滤池则需要进行冲洗。本反硝化生物 滤池冲洗采用气水联合冲洗， 冲洗水采用生物滤池出水， 由反冲洗水 泵进行冲洗， 冲洗空气则采用罗茨鼓风机供气。冲洗水排至反冲洗废 水池，回流继续处理。冲洗强度通过自动控制系统进行控制，确保冲 洗得有效、彻底，又保证滤床及生物群不被破坏， 从而在冲洗结束11后， 系统可以尽快的回复其工艺性能。 每格滤池交替进行冲洗， 反冲洗周 期大于12小时。系统自控设有冲洗有2种形式：正常强度的冲洗和超强度的冲洗， 两种冲洗的冲洗时间、冲洗

8、流量不同，超强度冲洗流量更大，时间更 长，这此参数均可通过电脑进行调节。 冲洗是在与正常过滤的相同方 向进行的，使用已过滤的清水。反冲洗水泵提供反冲洗水，工艺鼓风 机提供冲洗空气。系统设有布水系统，确保反硝化滤池进水及冲洗水及冲洗空气配 水配气均匀。布水系统整体混凝土滤板和调节滤头的布水系统，滤头 及底模采用聚苯乙烯材质， 材料耐腐蚀强。 并且滤头具有保证气水共 同冲洗时空气的均匀分配。滤头系统的设计，除了考虑空气冲洗时， 整个滤板上的分配均匀外， 还考虑风机了起动时空气进流涌动的脉冲。系统设有循环水泵， 当处理水量低时， 可通过处理水循环来保证 滤池的水负荷满足要求， 从保证不同原水流量情况

9、下滤池的正常运行。系统的控制总控制台以协调滤池控制台及反冲洗设备的工作状 态。反硝化滤池的控制系统采用“分散控制、集中管理” ，各单格滤 池旁设分控柜（就地柜）一个，控制滤池的过滤及其阀门，包括反冲 洗时的相关阀门。整个滤池设公共柜一个，安装于滤池集中控制室，处理各分控柜的反冲洗申请，以及反冲洗设备的控制。各分控柜和公 共柜通过工业控制网连接起来，实现数据的传输。 并设上位机监控站 一台，动态显示滤池工艺工作状况、设备运行状况、反冲洗参数设置 等。该系统可实现整个滤池工艺的无人职守、 全自动化控制。 该控制 系统具备运行稳定、安全、可靠、能耗低、操作简单、明了、维护方 便、快捷、适应性强等特点

10、。此系统是建立在PLC基础上，由滤池控制单元和公共控制单元组 成。滤池控制单元可实现下列功能： 自动控制无人操作的滤池的过滤和反冲洗一旦出现故障，将生产损失限于故障单元 使操作员能人工或自动启动反冲洗 用计时器和/或水头损失的启动自动反冲洗 滤池控制单元向负责控制和故障排除工作的操作人员显示最多 的数据，包括但不限于：12滤池水头损失 滤池状态：反冲洗、等候反冲洗、生产中、停止或故障 已经反冲洗的上一个滤池自各个滤池上一次冲洗的过滤时间 阀门状态：开、关或故障 反冲洗废水泵状态：可用、开、关或故障 气洗鼓风机状态：可用、开、关或故障 当一个滤池需要时， 公共控制单元负责在对下列各项进行检查后

11、自动开始反冲洗：压缩空气压力高 反冲洗泵和鼓风机为可用状态 无其它冲洗滤池 滤池上设有反映出各滤池的进水水质、液位、堵塞状况、反冲洗 过程控制液位计等自动控制仪表。具体详见自动控制5.2系统自动控控制系统技术性能描述（1）反硝化滤池所需滤料计算 滤料体积按下式计算VDN=Q（N0-Ne）/1000qND式中：VDN：所需反硝化滤料体积（m3）Q:进入滤池的日平均污水量(m3/d)No：进水中硝态氮浓度(mg/l)Ne：出水中硝态氮浓度(mg/l)qND:滤料的反硝化负荷，kg NQN/m3滤料.d,城市污水一般 取o.8-4.o由招标文件给定的进水水质条件：Q=500000X 1.3=6500

12、00(m3/d)(注：1.3为小时变化系数。)No=57(mg/l)Ne= 15(TN)-5(NH4-N)=10(mg/l)qND=2.82(针对城市污水反硝化特性取值) 故反硝化滤料体积为：VDN=Q(N0-Ne)/1000qND=650000X (57-10) - (1000 X 2.82)33=10833 m3取10860 m3(2)反硝化滤池平面设计滤池总面积按下式计算：A= VDN/H13H:滤料层的高度：2.5-4.5m根据招标文件提供土建条件,取滤料层高度为：H=3.0m则滤池总面积A= VDN/H32=10860 m3.0m=3290.9m为保证滤池配水均匀,滤池按28格设计。

13、则单格池的面积为A单=3290.9mi-28=117.5卅取长边12.68m,则滤池短边：9.27单池尺寸：12.68mX 9.27m(3)反硝化滤池高度设计取：配水区高度：0.95m承托层高度：0.3m滤料层高度：3.3m清水区高度：1.1m超高：0.94m滤池总高: H总=0.95+0.3+3.0+1.1+0.94=6.29m与招标文件提供的土建条件图相符(4)滤池循环系统设计 回流比取日平均水量的60%，平均小时回流水量为：500000mVd - 24h/d x 60%=12500鬲设计选用8台回流水泵，6用2备，每台回流水泵参数为： 流量Q=2083m3/h， 扬程H=4m(5)滤池水

14、冲洗系统计算 滤池水冲洗系统分为四组，每组分别负责7格滤池的冲洗，每组冲洗系统每次只反冲一个滤池，依次轮流进行。滤池水冲洗强度取：5.4L/(m2.s)一般5-6 L/(m2.s)每格滤池需要的冲洗水量为：5.4L/(m2.s) x 1 2 1 .2 m2(单格滤池面积)x 3.6=2356.128 m2/h根据现场高差条件、滤池水头损失、管道及局部阻力损件，确 定水泵扬程为12m。故每组冲洗系统选三台Q=1180mh TMH=12m的离心泵，两用1备。四组共需反冲洗水泵12台(8用4备)(6)气冲洗系统计算考滤到气水联合反冲洗，而水冲洗分四组设计。故气冲洗系统 按同时对14四格滤池进行冲洗考

15、滤。气冲洗强度取：13.45L/(m2.s) 一般12-18 L/(m2.s)则需要的冲洗空气量为：13.45 L/(m2.s) x 121.2m2x 4x 3.6=23474 m3/h选4台罗茨鼓风机同时工作， 单台风量为：23474 m3/h-4=5868.5 m3/h,取5880 m3/h。根据滤池水位、阻力损失、管道沿程及局部阻力损失，风压选900 mbar。气冲洗选用Q=5880 nm/h P=900 mbar罗茨鼓风机6台，4用2备。（1）进水碳源校核由于反硝化需要消耗碳源，每将1mg的N03-N转化为氮气，需要消耗2.86mg有机物（溶解性COD。反硝化生物滤池进水COD浓 度小

16、于等于70mg/l,般溶解性COD仅占65%。，故进水中的有机物 最多仅够去除硝态氮的量为：70X 0.65-2.86=15.9mg/l。考虑到进水浓度在70mg/l的下限及 其他因素影响。这部份有机物于去除的硝态氮按13mg/l计算。因此，要保证污水中所有硝态氮完全完全成反硝化，必须投加碳 源。（2）完全反硝化需甲醇投加量的计算采用投加甲醇的方法来补充碳源。由于进水中NOJ-N为57mg/l（NC2-N）含量按0计），出水中 剩余NOJ-N按10mg/l,废水中溶解氧浓度按0.5mg/l。需投加甲醇的 量按下式计算：15Cm=2.47NO3-N+1.53NO2-N+0.87DO=2.47X（57-13-10）+1.53 X0+0.87X0.5=84.5 mg/l考滤30%的余量，实际每天需投加的甲醇量为：84.5 x 1.3=109.85mg/l故甲醇用量按110mg/l投加计算由于满负荷按高效沉淀池处理出水为日处理废水50万m,考虑到滤池反洗，沉淀池排泥等因素影响，考滤损失水量为5%，因此反硝化滤池实际处理水量为：33500000m3x (1+5%)=525000 m3故系统每天需投加的甲醇总量为：33525000 m x 120 g/ m - 1000=63000kg按高效沉淀池处理出水500000m3/d考虑，吨水甲醇投加量为：63000kg-500000n