曝气系统设计计算(DOC 11页)

曝气系统设计计算方法一( 1)设计需氧量 AORAOR=去除 BOD5需氧量 - 剩余污泥中 BODu氧当量 +NH4+-N 消化需氧量 -反消化产氧量 碳化需氧量：D1Q S Se 0e0.681.42Px44000 0.248 0.00344000 00.26488 0.003 1.42 4399 9607 kgO2 /dPx =YQ S0Se -K d V X MLVSS=44000（） 4 15=4399kg/d消化需氧量：D24.57 Q N 0 Ne4.57 12.4 0 0 Px4.57 4400056 24.57 12.4% 439910008365 kgO 2 / dD1碳化需氧量 kgO2 / dD2消化需氧量 kgO2 / dPx 剩余污泥产量 kg/d Y污泥增值系数，取。 kd污泥自身氧化率， 。S0 总进水 BOD5( kg/m3)Se 二沉出水 BOD5( kg/m3)X MLVSS 挥发性悬浮固体 (kg/m )N 0 总进水氨氮Ne 二沉出水氨氮Q总进水水量 m/d每氧化 1mgNH4+-N 需消耗碱度；每还原 1mgN3O-N 产生碱度；去除 1mgBO5D 产生碱度。剩余碱度SALK1=进水碱度-消化消耗碱度 +反消化产生碱度 +去除BOD5产生碱度 假设生物污泥中含氮量以计，则：每日用于合成的总氮 =*4399=545即，进水总氮中有 545*1000/44000=L 被用于合成被氧化的 NH4+-N。用于合成被氧化的 NH4+-N： （进水氨氮量出水氨氮量） 用于合成的总氮量=L所需脱硝量 = （进水总氮 -出水总氮） -28= =L 需还原的硝酸盐氮量 :NT44000 12.41000545.6 mg / L因此，反消化脱氮产生的氧量 ：D3 2.86 NT2.86 545.6 1560 kgO2 /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，则AORmax 1.4R 1.4 16412 22977 kgO2 / d 957 kgO 2/h去除每 1kgBOD5 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，淹没深度，氧转 移效率 EA=20，计算温度 T=25，将实际需氧量 AOR换算成标准状态下的需 量 SOR。SORAOR Cs 20CsmTCL 1.024 T 20式中： 气压调整系数， 所在地区实际大气压为 105 Pa所在地区实际气压1.013 1050.987CX 曝气池内平均溶解氧，取 CX =2mg/L； 查得水中溶解饱和度： Cs(20) =L 微孔曝气器的空气扩散气出口处绝对压为： pb 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 EA10000211 20 0 0 10000 17.54 00t 79 211 EA79 211 2000反应池中平均溶解氧饱和度：CS 20P bO t52.066 105 4259.11.552 105 17.542.066 105 4210.6mg/ L16412 9.120 200.82 0.95 0.987 10.6 2 1.024 20 20标准需氧量为 SORSOR=22941kgO2 /d =956 kgO2 /h相应最大时标准需氧量：S O R m a xkgO2 /h好氧反应池平均时供气量：SOR9753Gs10010015933 m3 /h0.3 E A0.3 20最大时供气量：Gsmax 1.4Gs 1.4 15933 22306 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， 必须有足够量的溶解氧 的参与。好氧生物处理含碳有机物可用两种方法计算。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 行分解代谢和微生物本身的内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（ 2-2-48 ）。O2 a/ Q （ S0 Se ） b/ XV V（2-2-48 ）= 44000（） +10601=7884式中： O2曝气池混合液需要的氧量， kg O2/d ； Q处理的污水量， m3/d ； S0曝气池进水 BOD5浓度， kg BOD5/m3； Se处理出水 BOD5浓度， kg BOD5/m3； V曝气池体积， m3； XV曝气池挥发性悬浮固体， kg MLVSS /m3；a/微生物分解代谢单位重量 BOD5的需氧量， kg O2/ kg BOD 5，对生活 污水 a/ 值的范围为；b/单位重量微生物内源呼吸自身氧化的需氧量， kg O2/ kg MLVSS d， b/值的范围为 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 BODu来计算（ BODu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。O2 Q （ S0 Se） 1.42 XV Vf c（ 2-2-49 ）=14096 kgO2 /d式中：O2曝气池混合液需要的氧量， kg O2/d ；Q处理的污水量， m3/d；S0曝气池进水 BOD5浓度， kg BOD5/m3；Se处理出水 BOD5浓度， kg BOD5/m3；V曝气池体积 =（*4=10601 m3）XV曝气池挥发性悬浮固体， kg MLVSS /m3；f BOD5和 BODu的转化系数，约为；细菌细胞的氧当量；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 5mg/L （以氮计，水温 12），和8mg/L（以氮计，水温 12）；一级标准 B：NH4+-N 的浓度 8mg/L（以氮计，水温 12），和 15mg/L（以氮计，水温 12）。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NO3-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NO3-N将转化 N2。此过程中由于 NO3-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 kgNO3-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。2-2-50 )O2 N DN 4.57Q (N0 Ne) 2.86Q (N0 Ne NO3 )=5070 kgO2 /d式中：O2 N-DN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， m3/d ；N0进水可氧化的氮浓度， kg/m3；56 Ne出水可氧化的氮浓度， kg/m3；NO3-出水中的 NO3-N浓度， kg/m3； 化学计量系数，单位为 kg O2/kg NH 4+-N； 化学计量系数，单位为 kgO2/ 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 2O2 H 2SO4 综上所述，当生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 O2t otal 采用式（ 2-2-52 ）进行计算。O2 totalO2O2 N DN2-2-52 )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，氧转移效率SOR。EA=20，计算温度 T=20，将实际需氧量 AOR换算成标准状态下的需氧量SORAOR Cs 20sm TCL1.024T 20式中： 气压调整系数，Cs(20) 水中饱和溶解度CX 曝气池内平均溶解氧，取 CX =2mg/L；H曝气器淹没深度， m。所在地区实际大气压为 10 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： Cs(20) =L微孔曝气器的空气扩散气出口处绝对压为：5 3 5 3 5pb1.013 1059.8 103H 1.013 1059.8 1035.5 1.552 105 Pa空气离开好氧反应池时氧的百分比：好氧 Ot211 E A79 211 E A100007921211120200000 1000017.54 00反应池中平均溶解氧饱和度：Csm(20)P bO t2.066 105 4251.552 105 17.549.1 52.066 105 4210.6mg/ LSORAOR Cs 20sm TCL1.024T 2019167 9.120 200.82 0.95 0.987 10.6 2 1.024 20 20SOR=26792kgO2 /d =1116 kgO2 /h相应最大时标准需氧量：S O R m a x =1.145S6O3RkgO2 /h好氧反应池平均时供气量：SOR0.3 E A10011160.3 20100318600 m 3 /最大时供气量：Gsmax 1.4Gs 1.4 12083 26040 m3 / h（三）室外排水规范氨氮的硝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 化和除氮等要求，宜按下列公式计算： O2 = （S o Se） cXV+b（N kNke） XV （N t NkeNoe） XV 式中： O2污水需氧量（ kgO2/d ）； Q生物反应池的进水流量（ m3/d ）；44000 So生物反应池进水五日生化需氧量浓度（ mg/L）；248 Se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 ）； Nk生物反应池进水总凯氏氮浓度（ mg/L）； 68Nke生物反应池出水总凯氏氮浓度（ mg/L）；12 Nt生物反应池进水总氮浓度（ mg/L）；68 Noe生物反应池出水硝态氮浓度（ mg/L）； 8 XV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 BOD5 计时，取； b常数，氧化每公斤氨氮所需氧量（ kgO2/kgN），取； c常数，细菌细胞的氧当量，取。Yt 污泥产率系数（ kgMLSSkgBOD5），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，无初次沉淀池时取； yMLSS 中 MLVSS所 占比例；O2 = （ So Se） cXV +b（ Nk Nke） XV（ Nt NkeNoe）XV=XV =*44000*（248-3）*XV+*44000*（68-12）*XV*44000*（68-12-8 ）+* XV =* XV+XV -5984+ XV=XVXVy*Q* （SoSe）*y t=*44000*=2264kg/d 因此 O2 =17473 kgO2/ d2）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，氧转移效率EA=20，计算温度 T=20，将实际需氧量 AOR换算成标准状态下的需氧量 SOR。SORAOR Cs 20CsmT CL 1.024 T 20式中： 气压调整系数，Cs（20） 水中饱和溶解度CX 曝气池内平均溶解氧，取 CX =2mg/L；H曝气器淹没深度， m。所在地区实际大气压为 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： Cs(20) =L 微孔曝气器的空气扩散气出口处绝对压为： pb 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 Ot 79212111EAEA 100 00211 20 0100 00 17.54 0079 211 2000反应池中平均溶解氧饱和度：Csm(20)C S 2 0P b52.066 105O t429.11.552 10552.066 10517.544210.6mg/ LSORAOR Cs 20CsmT CL 1.024 T 2017473 9.120 200.82 0.95 0.987 10.6 2 1.024 20 20SOR=24425kgO2 / d =1018 kgO2 /h相应最大时标准需氧量：S O R m a x =1.144S2O5RkgO2 /h好氧反应池平均时供气量：SOR0.3 E A1000.1301820 100 16967 m3 / h最大时供气量：3Gsmax 1.4Gs 1.4 16967 23753 m3 / h好氧反应池平均时供气量： 方法一结果： Gs =15933m3/h 方法二结果： Gs =18600m3/h 方法三结果： Gs =16967m3/h