1、A2/O 工艺计算说明书1. 概述城市污水处理厂的污水主要是来自居民生活污水和市区内的工业废水，该工业废水在排入市政管网之前已经过适当处理，并达到国家二级排放标准，可直接排入污水处理厂进行进一步处理。该生活污水和工业废水经市政排水管网固定排放口收集。假定污水中主要是可溶性有机物、氮、磷等，而且有机物的浓度不是特别高，可生化性较好，在处理时需要考虑常规的脱氮除磷。根据室外排水设计规范 （GB50014-2006）确定该城区水质特点为：设计水质 BOD COD SS TN TPmg/L 240 400 250 40 8污水排放的要求执行城镇污水处理厂污染物排放标准 （GB 18918-2002）一
2、级 B 标准，则出水水质特点为：控制指标 BOD COD SS TN TP含量（mg/L） 20 60 20 20 12. 工艺选择和评价在活性污泥法中，根据室外排水设计规范 （GB50014-2006 ）推荐对于设计流量小于 10104m3/d 的城市污水处理厂可以采用氧化沟法、A 2/O 法进行处理。由于氧化沟对于脱氮除磷效果不是很好，而且占地比较大。所以应选用A2/O 工艺进行生化处理。A2/O 工艺是污水处理工艺中的应用典范，它由脱氮工艺和除磷工艺综合起来的一种能够起到同步脱氮除磷作用的污水处理工艺。它是传统活性污泥工艺、生物脱氮除磷工艺的综合体，并具有优良的 BOD 降解和脱氮除磷的
3、效果，其工程投资低，且有丰富的、可借鉴的设计运行经验，所以在国内外城市污水处理厂经常被采用。 A2/O 工艺原理是有机氮通过氨化作用转变为氨氮，好氧下继续发生硝化转变为亚硝态氮和硝态氮，含有硝态氮与原污水一起从好氧池流到进行反硝化脱氮作用的缺氧区；磷在厌氧条件下被聚磷菌释放，在好氧区又被聚磷菌吸收，达到除磷目的；污染物在好氧区被氧化降解，去除 COD 和BOD5。根据 A2/O 脱氮除磷工艺主要设计参数来考查该城区污水是否可采用 A2/O工艺。A2/O 脱氮除磷主要设计参数 设计项目 要求数值BOD5 污泥负荷 0.130.2好氧段总氮负荷 小于 0.05 厌氧段总磷负荷 小于 0.06溶解氧
4、浓度 DO（mg/L ） 好氧区域大于 2厌氧池 COD : TN 大于 8 总水力停留时间 t 811h污泥回流比 R 0.51.0混合液回流比 R 内 1.03.0厌氧池 TP : BOD5 小于 0.06 由上可知：本城区污水处理设计中COD/TN=400/20=208 （符合要求）TP/BOD5=8/240=0.0330.06 （符合要求）故可采用 A2/O 工艺。3.工艺参数和设计计算3.1 工艺参数本设计流量为：Q max=200000m3/d。因其流量过大，需设计两组 A2/O 生物池来调节水量。即每组池体流量为：Q 1=Qmax /2=100000 m3/dBOD5 去除负荷
5、N=0.16kg BOD5/kg MLVSS回流污泥浓度 Xr=6000mg/L污泥回流比 R=100%池体悬浮固体浓度 LgRr/301TN 去除率 =50%，则混合液内回流比 %10内3.2 设计计算：3.2.1 反应池参数设计反应池的体积 NXSVeO)( Q1单 3m4583016.)2(反应池停留时间 ，取整为 T=11h。h9.04583t单反应池各段水力停留时间：T 厌氧 : T 缺氧 :T 好氧 =1：1：3， 则 T 厌氧 =2.2h ；T 缺氧 =2.2h ；T 好氧 =6.6h相应的各段池子的体积为：厌氧池 V 厌氧 =9166.6m39200 m3缺氧池 V 缺氧 =9
6、166.6m39200 m3好氧池 V 好氧 =27499.8m327600 m33.2.2 反应池尺寸设计（1）厌氧池尺寸：工作水深取为 h=4.5m。厌氧池容积: V 厌氧 =9200m3则厌氧池面积：A=V/h=9200/4.5=2044m 2池宽取 40m，则池长 L=F/B=2044/40=51.1m，取整为 52m。设 2 廊道式厌氧池。设置保护高 0.5m，故池总高为 H=h+0.5=4.5+0.5=5.0m。（2）缺氧池尺寸：工作水深取为 h=4.5m。缺氧池容积 ： V 厌氧 =9200m3则缺氧池面积：A=V/h=9200/4.5=2044m 2。选取 B 为 40m，则池
7、长 L=F/B= =51.1m，取整为 52m。保护高设计为 0.5m，故池总高为 H=h+0.5=4.5+0.5=5.0m。（3）确定曝气池各部位尺寸曝气池容积 : V 好氧 =27600 m3池深 H=4.5m,则平面面积 A=27600/4.56133m 2选取 B=8m，则宽度与高度比值 ，(满足 =12) 78.154HB池长 L=F/B=6133/8=767m采用 8 廊道式布置的曝气池，则每廊道长：L1L/8=767/8=110m， L1/B=110/8=13.75（满足 L / B 10）取超高 0.5m，则池总高为 H=4.5+0.55.0m。3.3.3 校核氮磷负荷及污泥量
8、（1）好氧区总氮负荷为：0.05 (符合设计要求)dkgMLSTNXVTNQ/048.276301好 氧（2）厌氧区总磷负荷为：0.06 (符合设计要求) /9.P0 厌 氧（3）剩余污泥量 X：21X式中： ed1e0)(XVKQSY）（ e125.取自氧率 Kd 值为 0.05，增殖常数 Y 值为 0.4，代入计算得：dkgX/19250则： d/kg13425湿污泥量确定：设生物池剩余污泥的含水率为 99.4%，则剩余污泥量为：2410-X）（ PQS h/m3.92410%.9-）（3.2.4 池体进、出水构筑设计（1）进水管单反应池的进水管设计流量：Q 1=100000m3/d=1.
9、16m3/s。 管道流速 v=1 m/s。管道过水断面积为：A=Q 1/v=1.161=1.16 m2。 则管径为： ，取 DN= 1500 mm。A4d56.回流污泥管：设计流量 ，管道内流速 v=0.8m/s。 sRQ/104.3r单 池管道直径 ，取 DN=400mm。vDr4nm7380（2）回流污泥管单反应池回流污泥管设计流量为：Q R=R*Qs=1.0*93.23m3/h=93.23m3/h。 管道流速取 v1=0.8m/s。管道过回流液断面积为：A=Q R/v=93.2336000.8=0.032 m2 。 则管径为： ，取 DN= 250 mm。Ad4203.（3）进水井反应池
10、进水孔过流量为：Q 2=(1+R 内 )Q1= (1+1) *1.16=2.32m3/s孔口流速 ：v=0.70m/s孔口过水断面积为: A=Q 2/v=2.320.70=3.31 m2孔口尺寸取为： 1.8m1.8m进水井构筑设计尺寸：2.5m2.5m（4）出水堰及出水井按矩形堰口计算公式： 1.55.1386bH24.0gQ流量 Q3=Q1(1+R+R 内 )=3.48 m3/s 堰宽 b=8.0m，堰上水头损失 H 为：H=0.38m出水孔过流量为：Q 4=Q3=3.48 m3/s孔口流速 v=0.8m/s孔口过水断面积为：A=Q 4/V=3.480.8=4.35 m2（5）出水管反应池
11、出水管设计流量为：Q 5=Q3=3.48m3/s管道流速 v=0.8 m/s管道过水断面为：A=Q 5/ v=3.480.8=4.35 m2则管径为： ，取 DN =2500 mmA4d35.3.2.5 曝气系统的计算与设计需气量计算（本设计采用鼓风曝气系统）本设计最大流量 Qmax=200000m3/d=2.32m3/s平均流量为 dsKz /m15792/78.312. 3max（1） 平均需氧量计算公式为： 好 氧VXSQOb)(ae02查表（污泥系统不同运行方式的 a，b 值 ）得: a=0.5, b=0.18，代入各值: 10)4(5379.02O27601038.hkgd/.6/k
12、g46（2）最大时需氧量计算根据上面计算带入各值得：2760*138.010)24(*25.0(max)2 Ohkgd/7.5/kg8（3）每日去除的 BOD 值 dBD/kg40)(（4）去除每千克 BOD5 的需氧量值 BODOkg/06.147252（5）最大时需氧量与平均时需氧量之比： .82)max(3.2.6 供气量的设计计算本设计采用鼓风曝气系统，使用网状膜型中微孔空气扩散器，其敷设条件为：在 30的温度下离底高 0.2 米，其上面水深 4.5 米。并由经验选取空气扩散装置型号为 Wm-180 型。此扩散装置特点：较高的氧利用率、均匀的布气状况，简易的构造方式，通畅的扩散形式，且
13、维护与管理方便易行。本型号扩散器的氧利用率可达 13左右，单位服务面积达 0.5 平方米，动力效率为每千瓦可产生 2.7-3.7 千克氧气，性能合理。查氧相关溶解度表知，水中不同温度下溶解氧饱和度为：Cs(20)=9.17mg/L Cs(30)=7.63mg/L（1）扩散器出口压力值 Pb： H30b18.9其中：P 0-标准大气压 1.013*105H-装置水没深度，即 4.5m a1045.a.0.3.35b PP（2）曝气池液体中氧饱和度均值（最不利的 30温度条件） ，即：）42106.2(t5)( OpCsbTsb其中，C S-最不利 30条件下的水中 DO 饱和度 mg/L。则 L
14、mgsb /98.3(375)30( ）（3）空气扩散装置产生的空气脱离曝气池表面时，氧的百分比： %10-2791t ）（ ）（ AEO其中，E A-装置的氧转移效率，对于本空气扩散器，E A 取 0.1。代入得： 31.91.0-t ）（ ）（4）折算为 20下，脱氧后水的氧气，即： 20)30()2(0 4.1TSCR取值0.83，0.95，C=2.0，=1.0;代入各值，得：R 0=1595.4kg/h，取 1600kg/h。相应的最大需氧量为： kg/h173024.)98.015.(83723(max)0 R取 1800kg/h。（5）曝气池的平均供氧量: hmEGAS /1032
15、.5103.43.0 34（6）曝气池最大供氧量： RAS /97. 34max(ax) （7）每立方米污水供气量为： 污 水空 气 /.8215370.4m3.2.7 空气管系统计算找出一条距离最远管路作为此系统计算管路，并相应列表计算。按单组曝气池铺设通气管。设单一干管在廊道隔墙上，共设 8 根，每干管10 对配气竖管，全池共设 160 根竖管，单组曝气池最大曝气量为： 4343S11G(max)5.90/h=2.9610m/h22每根竖管供气量为： /85.单组曝气池总平面面积为 6133m2。以 0.49m2 单一扩散设备曝气面积来设计，则所需扩散设备的总个数为： 个125649.03
16、为安全起见，需 13000 个空气扩散设备被应用于本设计，故单一竖管空气扩散装置的数量为： 个。8203单一空气扩散装置输配气量为： hm/328.13096.4将布置好的空气管路及空气扩散器进行设计，计算出本系统的总压力损失值约为： 12(h)7.35Pa网状膜空气扩散器的压力损失为 5.88kPa，则总压力损失为：6601.4Pa。为安全起见，设计取值 8.0 千帕。曝气池底 0.3 米处设置空气扩散设备。因此，鼓风机设计压力为： a96.50.8)13.054( kPP鼓风机最大时供气量:5.91104m3/h ，平均时供气量： 5.32104m3/h。由以上所得设计数据，查表选用 8
17、台 RG-400 型鼓风机（ 5 用 3 备） ，然后再根据所需来设计鼓风机房。3.2.8 设备选择（1）厌/缺氧设备选择厌氧段设 4 台功率为 5Kw 的推流式搅拌机，混合全部污水所需总功为: 20kw缺厌氧段设 3 台功率为 5Kw 的推流式搅拌机，混合全部污水所需总功率为:15kw。（2）混合液回流设备：混合液回流泵混合液回流比 R 内 =100%混合液每组池体流量为 Q1= 100000m3/d则 hmd/7.416/00. 31 内内假定每组池体泵房内需设 4 台潜污泵（3 用一备）则单泵流量为： hR /2.89/7.1633内单因此，采用 QW350-1500-15-90 型潜污泵，其功率 90kw，流量 1500 m3/h，扬程 15m。 混合液回流管回流混合液是为了提供硝态氮，其由好氧池经泵房回流提升后送至缺氧段首端以进行反硝化反应。混合液回流管设计流量为： shmQR/16./7.41633内内泵房进水管设计流速采用：v=0.8 m/s管道断面积为： 25.807.1/vA内则管径为： 36.4.d取泵房进水管管径 DN1500mm同理，泵房出水管设计流量为：Q =1.16 m 3/s设计流速采用 v=1.0m/s管道过水断面积为： 2m16.0.1/vQA则管径为： 2.64d取整得管径 DN1500mm.
