1、A1/O生物脫氮工藝一、 設計資料設計處理能力為日處理廢水量為30000m3廢水水質如下：PH值7.07.5 水溫1425 BOD5=160mg/L VSS=126mg/L(VSS/TSS=0.7) TN=40mg/L NH3-N=30mg/L根據要求：出水水質如下：BOD5=20mg/L TSS=20mg/L TN 15mg/L NH3-N 8mg/L根據環保部門要求，廢水處理站投產運行后排廢水應達到國家標準污水綜合排放標準GB8978-1996中規定的“二級現有”標準，即COD 120mg/l BOD 30 mg/l NH -N<20 mg/l PH=6-9 SS<30 mg/

2、l二、污水處理工藝方案的確定城市污水用沉淀法處理一般只能去除約2530的BOD5，污水中的膠體和溶解性有機物不能利用沉淀方法去除，化學方法由于藥劑費用很高而且化學混凝去除溶解性有機物的效果不好而不宜采用。采用生物處理法是去除廢水中有機物的最經濟最有效的選擇。廢水中的氮一般以有機氮、氨氮、亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮等四種形態存在。生活污水中氮的主要存在形態是有機氮和氨氮。其中有機氮占生活污水含氮量的40%60%，氨氮占50%60%，亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮僅占0%5%。廢水生物脫氮的基本原理是在傳統二級生物處理中，將有機氮轉化為氨氮的基礎上，通過硝化和反硝化菌的作用，將氨氮通過硝化轉化為亞硝態氮、硝態氮，

3、再通過反硝化作用將硝態氮轉化為氮氣，而達到從廢水中脫氮的目的。廢水的生物脫氮處理過程，實際上是將氮在自然界中循環的基本原理應用與廢水生物處理，并借助于不同微生物的共同協調作用以及合理的認為運用控制，并將生物去碳過程中轉化而產生及原廢水中存在的氨氮轉化為氮氣而從廢水中脫除的過程。在廢水的生物脫氮處理過程中，首先在好氧（oxic）條件下，通過好氧硝化的作用，將廢水中的氨氮氧化為亞硝酸鹽氮；然后在缺氧（Anoxic）條件下，利用反硝化菌（脫氮菌）將亞硝酸鹽和硝酸鹽還原為氮氣（N2）而從廢水中逸出。因而，廢水的生物脫氮通常包括氨氮的硝化和亞硝酸鹽氮及硝酸鹽氮的反硝化兩個階段，只有當廢水中的氨以亞硝酸鹽

4、氮和硝酸鹽的形態存在時，僅需反硝化（脫氮）一個階段. 與傳統的生物脫氮工藝相比，A/O脫氮工藝則有流程簡短、工程造價低的優點。該工藝與傳統生物脫氮工藝相比的主要特點如下：流程簡單，構筑物少，大大節省了基建費用；在原污水C/N較高（大于4）時，不需外加碳源，以原污水中的有機物為碳源，保證了充分的反硝化，降低了運行費用；好養池設在缺養之后，可使反硝化殘留的有機物得到進一步去除，提高出水水質；缺養池在好養池之前，一方面由于反硝化消耗了一部分碳源有機物，可減輕好養池的有機負荷，另一方面，也可以起到生物選擇器的作用，有利于控制污泥膨脹；同時，反硝化過程產生的堿度也可以補償部分硝化過程對堿度的消耗；該工藝

5、在低污泥負荷、長泥齡條件下運行，因此系統剩余污泥量少，有一定穩定性；便于在常規活性污泥法基礎上改造A1/O脫氮工藝；混合液回流比的大小，直接影響系統的脫氮率，一般混合液回流比取200500，太高則動力消耗太大。因此A1/O工藝脫氮率一般為7080，難于進一步提高。三、 污水處理工藝設計計算(一)、污水處理系統1、格柵設計流量：平均日流量Qd=3000m3/d=0.35m3/s則K2=1.42最大日流量 Qmax=K2Qd=0.50m3/s設計參數：格柵傾角 =60 柵條間隙b=0.021m 柵條水深h=0.4m 過柵流速v=0.9m/s（1）柵槽寬度柵條的間隙數n 格柵設兩組，按兩組同時工作設

6、計，一格停用，一格工作校核。則n= = =31個柵槽寬度B柵槽寬度一般比格柵寬0.20.3m,取0.2m設柵條寬度 S=10mm(0.01m)則柵槽寬度 B=S（n-1）+bn+0.2=0.01 (31-1)+0.021 31+0.2=1.15m(2)通過格柵的水頭損失h1 進水渠道漸寬部分的L1。設進水渠寬B1=0.85m其漸寬部分展開角 1=20進水渠道內的流速為0.77m/sL1= = =0.41m 柵槽與出水渠道連接出的漸窄部分長寬L2，mL2= = =0.21m 通過格柵的水頭損失h1,mh1=h0k(k一般采用3)h0= sin , =h1= sin k=2.42 sin60 3=

7、0.097m (設 =2.42)（3）柵后槽總高度H，m設柵前渠道超高h2=0.3mH1= h+h1+h2=0.4+0.097+0.3=0.7970.8m（4）柵槽總長度L1，mL=L1+L2+1.0+0.5+ =0.41+0.21.1.0+0.5+ =2.52m （式中H1=h+h2）(5)每日柵渣量W，m/3d w= 式中，w1為柵渣量 m3/10 m 污水 ， 格柵間隙為1625mm時w1=0.100.05m /10 m3 污水；格柵間隙為3050mm時, w1=0.030.1m3/103m3污水本工程格柵間隙為21mm,取W1=0.07m3/10m3污水W= =2.18（m3/d） 0

8、.2（m3/d）采用機械清渣2、提升泵站采用A1/O生物脫氮工藝方案，污水處理系統簡單，污水只考慮一次提升。污水經提升后入平流式沉砂池，然后自流通過缺養池、好養池、二沉池等。設計流量Qmax=1800m3/h,采用3臺螺旋泵，單臺提升流量為900m3/h。其中兩臺正常工作，一臺備用。3平流式沉池砂(1) 沉沙池長度L，mL=vt (取v=0.25m/s,t=30s)則L=0.25 30=7.5m(2) 水流端面面積A，m2A= = =2m2(3) 池總寬度B，mB=nb (取n=2, b=0.6m)則B=2 0.6=1.2m(4) 有效水深h2, mh2= = =1.7m(5) 沉砂池容積v,

9、 m3V= （取x=30m3/106m3污水，T=2d k2=1.42）則V= =1.83m3(6) 每個沉斗砂容積V0,m3設每個分格有2個沉沙斗，共4個沉砂斗則V0= =0.46m3(7) 沉砂斗尺寸 沉砂斗上口寬a,ma= +a1 (式中h/3為斗高取h/3=0.35m, a1為斗底寬取,a1=0.5m, 斗壁與水平面的傾角55 )則a= +0.5=1.0m 沉砂斗容積V0，m3V0=h/3(2a2+2aa1+2a12)= (2 12 2 1 0.5 +2 0.5)2 =0.2m3(8) 沉砂室高度h3 ,m采用重力排沙，設池底坡度為0.06，坡向砂斗，沉砂室有兩部分組成：一部分為沉砂斗

10、，另一部分為沉砂池坡向沉砂斗的過濾部分，沉砂室的寬度為 2（L2+a） +0.2L2= = =2.65mh3=h/3+0.06 L2=0.35+0.06 2.65=0.51m(9) 沉砂池總高度H，m取超高h1=0.3mH=h1+h2+h3=0.3+1.7+0.51=2.51m(10)驗算最小流速Vmin m/s在最小流速時，只用一格工作（n1=1）Vmin= Qmin= = =0.25m3/s則Vmin= = =0.25m/s0.15m/s(11) 砂水分離器的選擇沉砂池的沉砂經排砂裝置排除的同時，往往是砂水混合體，為進一步分離出砂和水，需配套砂水分離器清除沉砂的間隔時間為2d，根據該工程的

11、排砂量，選用一臺某公司生產的螺旋水分離器。該設備的主要技術性能參數為：進水砂水分離器的流量為13L/S ，容積為0.6m3，進水管直徑為100mm, 出水管直徑為100mm，配套功率為0.25KW4、A1/O生物脫氮工藝設計計算(1)好氧區容積V1V1= (取Y=0.6;Kd=0.05)出水溶解性BOD5。為使出水所含BOD5降到20mg/L，出水溶解性BOD5濃度S應為：S=201.42× ×TSS(1ekt)=201.42×0.7×20×(1e0.23×5)=6.41(mg/L)設計污泥齡。首先確定硝化速率 （取設計pH=7.2）

12、，計算公式：=0.47e0.098(T15) 10.0833(7.2Ph)=0.47e0.098(1415) ×=0.462×0.958×0.606=0.247(d1)硝化反應所需的最小污泥齡= = =4。05（d）選用安全系數K=3；設計污泥齡 =K =3×4.05=12.2(d)好氧區容積V1，m3V1= =7482.38(m3)好氧區容積V2V2= 需還原的硝酸鹽氮量。微生物同化作用去除的總氮NW：NW=0.124 =0.124× =7.2(mg/L)被氧化的NH3-N=進水總氮量出水氨氮量用與合成的總氮量=4087.2=24.8(mg/

13、L)所需脫硝量=進水總氮量出水總氮量用與合成的總氮量=40157.2=17.8(mg/L)需還原的硝酸鹽氮NT=30000×17.8× =534(kg/d) 反硝化速率qdn.T=qdn,20 ( qdn20取0.12kgNO -N/(kgMLVSS·d); 取1.08。)qdn.T=0.12×1.081420=0.076(kgNO -N/(kgMLVSS) 缺氧區容積V2= =2509.4（m3）缺氧區水力停留時間t2= = =0.084(d)=2.0(h)曝氣池總容積V總，m3V總=V1+V2=7482.32+2509.4=9991.78m3系統總設

14、計泥齡=好氧池泥齡+缺氧池泥齡=12.2+12.2× =16.29d污泥回流比及混合液回流比 污泥回流比R。設SVI=150，回流污泥濃度計算公式：XR= ×r (r取1.2)XR= ×1.2=8000mg/L混合液懸浮固體濃度X（MLSS）=4000mg/L污泥回流比R= ×100= ×100=100（一般取50100） 混合液回流比R內。混合液回流比R內取決與所要求的脫氮率。脫氮率可用下式粗略估算： = = =62.5r= = =167200剩余污泥量 生物污泥產量：PX= = =1523.73kg/d對存在的惰性物質和沉淀池的固體流失量可

15、采用下式計算：PS=Q（X1Xe） (Q取30000m3/d)Ps=Q(X1Xe)=30000×(0.180.1260.02)=1020kg/d剩余污泥量X=PX+PS=1523.73+1020=2543.73kg/d去除每1kgBOD5產生的干泥量= = =0.61kgDs/kgBOD5反應池主要尺寸 好氧反應池。總容積V1=7482。38m3,設反應池2組。單組池容V1單= = =3741.19m3有效水深h=4.0m,單組有效面積S1單= = =935.30m3采用3廊道式，廊道寬b=6m,反應池長度L1= = =52m超高取1.0,則反應池總高H=4.0+1.0=5.0m 缺

16、氧反應池尺寸總容積V2=2509.4m3設缺氧池2組，單組池容V2單= =1254.7m3有效水深h=4.1m,單組有效面積S2單= = =306.02m長度與好氧池寬度相同，為L=18m,池寬= = =17m反應池進，出水計算 進水管。兩組反應池合建，進水與流污泥進入進水豎井，經混合后經配渠，進水潛孔進入缺氧池。單組反應池進水管設計流量 Q1=Q= =0.347m3/s管道流速采用v=0.8m/s。管道過水斷面A= = =0.434m管徑d= = =0.74m取進水管管徑DN 700mm。校核管道流速v= = =0.90m/s 回流污泥渠道。單組反應池回流污泥渠道設計流量QRQR=R

17、5;Q=1× =0.347m3/s渠道流速v=0.7m/s;則渠道斷面積A= = =0.496m2則渠道斷面b×h=1.0m×0.5m校核流速v= =0.69m/s渠道超高取0.3m;渠道總高為0.5+0.3=0.80m 進水豎井。反應池進水孔尺寸：進水孔過流量Q2=（1+R）× =（1+1）× = =0.347m3/s孔口流速v=0.6m/s孔口過水面積A= = =0.58m2孔口尺寸取 1.2m×0.5m;進水豎井平面尺寸2.0m×1.6m。 出水堰及出水豎井。按矩形堰流量公式：Q3=0.42 bH =1.866

18、5;b×HQ3=(1+R) =(1+1) =Q=0.347m3/s(b取6.0m)H= = =0.10m出水孔過流量Q4=Q3=0.347m3/s孔口流速v=0.6m/s;孔口過水斷面積A= = =0.58m2孔口尺寸取 1.2m×0.5m;出水豎井平面尺寸2.0m×1.6m。 出水管。單組反應池出水管設計流量Q5=Q3=0.347m3/s管道流速v=0.8m/s;管道過水斷面A= = =0.9m/s曝氣系統設計計算 設計需氧量AOR。需氧量包括碳化需氧量和硝化需氧量，并應扣除剩余活性污泥排放所減少BOD5及NH3-N的氧當量（此部分用于細胞合成，并未耗氧），同時

19、還應考慮反硝化產生的氧量。AOR=碳化需氧量+硝化需氧量反硝化脫氮產氧量=（去除BOD5需氧量剩余污泥中BOD5需氧量）+（NH3-N硝化需氧量剩余污泥中NH3-N的氧當量）反硝化脫氮產氧量a 碳化需氧量D1D1= 1.42Px(k取0.23,t取5d)D1= 1.42×1523.73=4579.42kgO2/db 硝化需氧量D2D2=4.6Q(N0Ne) 4.6×12.4×Px=4.6×30000×(0.040.008) 4.6×12.4×1523.73=3546.86kgO2/dc 反硝化脫氮產生的氧量D3 D3=2.8

20、6NT式中，NT為反硝化脫除的硝態氮量，取NT=534kg/dD3=2.86×534=1527.24kgO2/d故總需氧量AOR=D1+D2D3=4579.42+3546.861527.24=6599.04kgO2/h=274.96kgO2/h最大需氧量與平均需氧量之比為1.4，則：AORmax=1.4AOR=1.4×6599.04=9238.66kgO2/d=384.94kgO2/h去除每1kgBOD5的需氧量= = =1.57kgO2/kgBOD5標準需氧量。采用鼓風曝氣，微孔曝氣器敷設于池底，距池底0.2m,淹沒深度3.8m，氧轉移效率EA=20，將實際需氧量AOR換

21、算成標準狀態下的需氧量SORSOR= （T取25，CL取2mg/L, 取0.82, 取0.95）查表得水中溶解氧飽和度：CS（20）=9.17mg/L,CS(25)=8.38mg/L空氣擴散器出口處絕對壓力：Pb=p+9.8×103H (p=1.013×105Pa,Pb=1.013×105+9.8×103×3.8=1.385×105Pa空氣離開好氧反應池時氧的百分比Ot:Ot= ×100式中，EA為空氣擴散裝置的氧的轉移效率，取EA=20Ot= =17.54好氧反應池中平均溶解氧飽和度：Csm(25)=Cs(25)( + )

22、=8.38×( + )=9.12mg/L標準需氧量為：SOR= =9835.62kg/d=409.82kg/h相應最大時標準需氧量為：SORmax=1.4SOR=1.4×9835.62=13769.87kg/d=573.74kg/h好氧池反應池平均時供氣量為：GS= ×100= ×100=6830.33m3/h最大時供氣量為：Gsmax=1.4GS=9562.46m3/h所需空氣壓力p(相對壓力) p=h1+h2+h3+h4+h(h4取0.004Mpa,h取0.005Mpa)取h1+h2=0.002Mpap=0.002+0.038+0.004+0.005

23、=0.049Mpa=49kPa可根據總供氣量，所需風壓，污水量及負荷變化等因素選定風機臺數，進行風機與機房設計。 曝氣器數量計算（以單組反應池計算）。a 按供氧能力計算曝氣器數量。 h1= 采用微孔曝氣器，參照有關手冊，工作水深4.3m,在供風量q=13m3(h·個) 時，曝氣器氧利用率EA=20，服務面積0.30.75m,2,充氧能力qc=0.14kgO2/(h·個)，則：h1= =2049個b 以微孔曝氣器服務面積進行校核f= = =0.46m20.75m2 供風管道計算。供風管道指風機出口至曝氣器的管道。a 干管。供風干管采用環狀布置。流量QS=0.5×Gs

24、max=0.5×9562.46=4781.23m3/h流速v=10m/s管徑d= = =0.411m取干管管徑為DN400mm。b 支管。單側供氣（向單側廊道供氣）支管（布氣橫管）：QS單= × = ×9562.46=1593.74m3/h流速v=10m/s;管徑d= = =0.237m取支管管徑為DN250mm。雙側供氣：QS雙= = ×9562.46=3187.49m3/h流速v=10m/s;管徑d= = =0.336m取支管管徑為DN400mm。缺氧池設備選擇 缺氧池分成三格串聯，每格內設一臺機械攪拌器。缺氧池內設3臺潛水攪拌機，所需功率按5W/m

25、3污水計算。厭氧池有效容積V單=17×18×4.1=1254.6m3混合全池污水所需功率N單=1254.6×5=6273W污泥回流設備選擇污泥回流比R=100污泥回流量QR=RQ=30000m3/d=1250m3/h設回流污泥泵房1座，內設3臺潛污泵（2用1備）；單泵流量QR單=0.5QR=0.5×1250=625m3/h水泵揚程根據豎向流程確定。混合液回流泵混合液回流比R內=200混合液回流量QR=R內Q=2×30000=60000m3/d=2500m3/h每池設混合液回流泵2臺，單泵流量QR單= =625m3/h混合液回流泵采用潛污泵。5、向心輻流式二次沉淀池（1）沉淀池部分水面面積F最大設計流量Qmax=0.5m3/s=1800m3/h采用兩座向心輻流式二次沉淀池，表面負荷取0.8m3/(m2·h) 則F= = =1125m2(2)池子直徑DD= = =37.9m取D=38m(3)校核堰口負荷qq= = =2.104.34L/(s·m)(4)校核固體負荷GG= = =153.6kg/(m2·d)(符合要求)（5）澄清區高度h2 設沉淀池沉淀時間t=2.5hh2= =qt= =2m(6)污泥區高度h2h2= =