生物反应池与高程计算.doc

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= = =8000m3qnNm405有效水深：6m,故所需水面积为 1333 m2

2、, 设主曝气区单格平面尺寸（组）：长 55.0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）h1（LWL 排水结束后的水位）= 4125.6h2（MWL 一个周期的平均进水量进水结束后的水位）= m3.512.6h3（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.h3h2h1hsh4生物选择池容积为：40000/24 1=1667 m3有效水深：6m（与主反应区同深）,故所

3、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3.048.0m实际有效容积：1728m 3生物选择池 生物主反应池 54生物反应池计算简图生物选择池搅拌功率：35 w/m 3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=7.1bXaCe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

4、 0.1代入各值，BOD 5= =5.7 mg/L7.10420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/L，去除率为 98.2/112.5=87%剩余污泥量： =4843kgDS/d0.98.2540/1污泥龄：=16d7.0/483516SBR需氧量： ODAMLVST +4.57N -2.86 DaLrb式中 O D每周期需氧量，kg O 2/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，kgO 2/k

5、g BOD5，取 1；b污泥自身氧化需氧率，kgO 2/（kg MLVSSh） ，取0.07；DO=198.2540/(10)+.73.528.+4.73-28640/(10)=1778 kg O2/周期=635 kg O2/h最大需气量： =10548m3/h=176 m3/min%205.214.63气水比： =6.31017混合液回流比：R 1=20%；上清夜排出装置：每池的排水负荷33.3 m3/min601540DdNnTQ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 ，54801.7则滗水器的最大排水负荷为 33.31.37=45.6 m3/min=

6、2737 m3/h。滗水器采用机械旋转式滗水器，每台滗水量为Q15003000m 3/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

7、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/h601782一组主曝气区平面面积为：=2640 m245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个2640.5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5608每个空气扩散器的配气量为：=0.94

8、 m3/h601752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： ；2.15.KD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 4.5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直流等口径三通： 0.33弯头： 0.40.7大小头： 0.10.2球阀：

9、 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 空气管路计算表空气管段编号管段长度（m）流量(m3/h)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）压力9.8（Pa/m）损失9.8（Pa/

10、m）1-2 0.36 0.94 0.015 - 32 弯头 1个 0.45 0.81 0.150.12152-3 0.36 1.89 0.03 - 32 三通一个 1.19 1.55 0.170.26353-4 0.36 2.83 0.04 - 32三通一个，异径管一个 1.64 2 0.28 0.564-5 1.15 6.58 0.11 - 32三通一个，异径管一个 1.64 2.79 0.461.28345-6 1.1513.16 0.22 - 32四通一个，异径管一个 2.74 3.89 2.810.8926-7 1.1519.74 0.33 4.5 50四通一个，异径管一个 2.29

11、3.44 0.72.4087-8 1.1526.32 0.44 3.1 70四通一个，异径管一个 3.42 4.57 0.351.59958-9 10.8 65.8 1.10 5 80 闸门一个，弯 5.57 16.3 0.6 9.82头三个，三通一个7 29-10 2.55131.6 2.19 6.1 100四通一个，异径管一个 5.25 7.8 0.6 4.6810-11 2.55263.2 4.39 6 150四通一个，异径管一个 8.5411.09 0.454.990511-12 2.55394.5 6.58 5.5 200四通一个，异径管一个12.0714.62 0.5 7.3112

12、-13 2.55525.8 8.76 6.2 200四通一个，异径管一个12.0714.62 0.253.65513-14 2.55657.1 10.95 8 200四通一个，异径管一个12.0714.62 0.324.678414-15 2.55788.4 13.14 6.8 250四通一个，异径管一个15.7718.32 0.458.24415-16 2.55919.7 15.33 7 250四通一个，异径管一个15.7718.32 0.6511.90816-17 2.55 1051 17.52 7.4 250四通一个，异径管一个15.7718.32 0.366.595217-18 2.5

13、51182.3 19.705 8 250四通一个，异径管一个15.7718.32 0.25 4.5818-19 2.551313.6 21.89 9 250四通一个，异径管一个15.7718.32 0.47.32819-20 2.551444.9 24.08 9.3 250四通一个，异径管一个15.7718.32 0.458.244续表3.420-21 2.551576.2 26.27 13 250四通一个，异径管一个15.7718.32 0.610.99221-22 2.551707.5 28.46 14 250四通一个，异径管一个15.7718.32 0.814.65622-23 2.55

14、1838.8 30.65 15 250四通一个，异径管一个15.7718.32 0.916.48823-24 2.551970.1 32.83 15 250四通一个，异径管一个15.7718.32 118.3224-25 2.552101.4 35.02 11 300四通一个，异径管一个19.6322.18 0.265.766825-26 2.552232.7 37.21 13 300四通一个，异径管一个19.6322.18 0.613.30826-27 2.55 2364 39.4 14 300四通一个，异径管一个19.6322.18 0.715.52627-28 2.552495.3 41

15、.58 14 300四通一个，异径管一个19.6322.18 0.817.74428-29 8.852626.6 43.77 15 300四通一个，异径管一个，弯26.1735.02 0.931.518头两个29-30 35253.2 87.55 15 400四通一个，异径管一个27.7230.72 0.618.432合计： 2567Pa2.567Kpa；261.9.8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= =56.84

16、Kpa；5.89.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S0.5m 2，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座生化反应池总需气量： 176 m3/min贮泥池污泥搅拌需气量：4 m 3/min平面尺寸：3612 m 2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

17、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 好 氧 段缺 氧 区缺 氧 区 缺 氧 区缺 氧 区 厌 氧 区好 氧 段好 氧 段缺 氧 区缺 氧 区 微 孔 曝 气 器 厌 氧 区缺 氧 区缺 氧 区 厌 氧 区厌 氧 区 空 气 管空 气 管空 气 管空 气 管图 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：N S=0.080kgBoD5/(kgMLSS.d)3)回流污泥浓度：X r=10000mg/L4)污泥回流比：50%5）曝气池混合液浓度X=R/R+1Xr=0.5/1+0.510000=

18、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（A 1）：缺氧区（A 2）：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=1562.57.2=11250m 33)池有效深度 H 1=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/3b=1875/37=89.29m 取 90m厌氧区和缺氧区尺寸分别为 15m15m

19、和 15m15m。3、 剩余污泥量 WW=a(LO-Le)Q-bVxv+(so-se)Q0.51) 降解 BOD生成污泥量W1=a(Lo-Le)Q=0.5516080%-20/100015000=8910 kg/d2) 内源呼吸分解泥量Xv=fx=0.8x=3.3330.8=2.666kg/m3W2=bvXv=0.05112502.67=6007.5 kg/d3) 不可生物降解和惰性悬浮物物量（NVSS） ，该部分占总 TSS的约 50%W3=(So-Se)Q50%=1500000.5110-20/1000=6750kg/d4) 剩余污泥量W=W1-W2+W3=8910-6007.5+6750

20、=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=3.3112504/9652.5=15.3d4、 需氧量计算：02= XwcNbrLraD abc1 4.6 1.42Nr 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 AEOGs3.02三.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

21、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 BOD 5/ kg MLSS/d 外回流比：100%氧化沟池容：6万吨，3 池已知： ，H 取 5.35m，33120/84/Qmdmh则：好氧区容积： ，311834*.957465Vt m好则 ，21746539.Amh缺氧区容积： ，321834*.706VQt m缺则22706305.Amh厌氧区容积： ，则33184*.9751VQt m厌 2375.Amh选择区容积：，则341834*0.34VQt m选 2365.Amh单池总容积:15556m 3单池面积 ， 2156908.V

22、Ah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 120m40m（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。2501743 15024372056186502086537 3760509292051047501270 8304902052255050637052 2102表观合成系数：0.80.48

23、5117*93obsdcyyK单池产剩余活性污泥量为：考虑到之前的初沉池已去除部分 ，所以 =200mg/l，故5BOD0S30().48*20(2)*1746(/)xobsVSPyq kgd A需氧量= 0()1.5*20.180.3*746.527630.1(/)vssxvaqbV kgh总需氧量（标况）：909.5kgO 2/h 设计表曝气充氧效率：1.8kgO 2/kwh四、 污水高程计算如下: 地面标高 2.5m水位标高 m排放管出水井水位 1.97出水井至消毒池管线水头损失=0.00130=0.03m跌水 0.9m 消毒池局部损失 0.4m（查手册）消毒池水位: 3.30消毒池至生

24、化池水头损失 0.0008100(1+0.3)=0.10m生物反应池局损失 0.5m自由跌水 0.11.5m 生化池的水位 4.05.40选择池堰上水头 0.3m 生物选择池水位: 5.70沉砂池至生物选择池入流管道损失0.001160(1+0.3)=0.09m沉砂池堰上水头 0.2m自由跌水 0.15m沉砂池局损 0.4m沉砂池水位: 6.54沉砂池至配水井水头损失 0.1m 配水井水位 6.64配水井至细格栅渠道损失 0.00410=0.04m细格栅后水位 6.68过栅水头损失 0.13m 渠道闸门局部损失：0.07m进水渠水位 6.82进水泵房进水水位:进水管标高-3.00m-粗格栅局部水头损失 0.2m=-3.20水泵扬程:6.82+3.20=10m,取 12m五、污泥高程计算如下：污泥在管内水头损失：h f=2.49(L/D1.17)(v/CH)1.85污泥从 SBR生物反应池或二沉池进入贮泥池，贮泥池进浓缩池或浓缩脱水机房。