曝氣系統(tǒng)設計計算

1、曝氣系統(tǒng)設計計算方法一（1）設計需氧量AORAOR=去除BOD5需氧量-剩余污泥中BODu氧當量+NH4+-N消化需氧量-反消化產氧量碳化需氧量： =0.6×44000×（0.248-0.003）-4434.1×4×1.75/15=4399kg/d消化需氧量： D1碳化需氧量D2消化需氧量剩余污泥產量kg/dY污泥增值系數(shù)，取0.6。kd污泥自身氧化率，0.05?？傔M水BOD5(kg/m3)二沉出水BOD5(kg/m3)揮發(fā)性懸浮固體(kg/m3)總進水氨氮二沉出水氨氮Q總進水水量m3/d每氧化 1mgNH4+-N 需消耗堿度7.14mg；每還原1mgN

2、O3-N 產生堿度3.57mg；去除1mgBOD5產生堿度0.1mg。剩余堿度SALK1=進水堿度-消化消耗堿度+反消化產生堿度+去除BOD5產生堿度假設生物污泥中含氮量以12.4計，則： 每日用于合成的總氮=0.124*4399=545即，進水總氮中有 545*1000/44000=12.4mg/L被用于合成被氧化的NH4+-N。用于合成被氧化的NH4+-N： =56-2-12.4=41.6mg/L 所需脫硝量 =（進水總氮-出水總氮）-28=68-12-12.4 =43.6mg/L 需還原的硝酸鹽氮量: 因此，反消化脫氮產生的氧量 ： 總需氧量：AOR =9607+8365-1560=16

3、412 最大需氧量與平均需氧量之比為1.4，則 去除每1kgBOD5的需氧量 （2）標準需氧量采用鼓風曝氣，微孔曝氣器。曝氣器鋪設于池底，距池底0.2m，淹沒深度7.8m，氧轉移效率EA=20，計算溫度T=25，將實際需氧量AOR換算成標準狀態(tài)下的需氧量SOR。 式中： 氣壓調整系數(shù)，所在地區(qū)實際大氣壓為1.00×105 Pa 曝氣池內平均溶解氧，取=2mg/L；查得水中溶解飽和度：Cs(20)=9.1mg/L微孔曝氣器的空氣擴散氣出口處絕對壓為： 空氣離開好氧反應池時氧的百分比： 好氧反應池中平均溶解氧飽和度：Csm(20) 標準需氧量為SORSOR=22941 =956 相應最大

4、時標準需氧量： =1338好氧反應池平均時供氣量： 最大時供氣量： 方法二： （1） 曝氣池的需氧量曝氣池中好氧微生物為完成有機物的降解轉化作用，必須有足夠量的溶解氧的參與。好氧生物處理含碳有機物可用兩種方法計算。第一種方法，將好氧微生物所需的氧量分為兩部分：即微生物對有機物質進行分解代謝和微生物本身的內源呼吸過程所需要的氧，見式（2-2-41）和（2-2-43）。這兩部分氧量之和即為生物處理需氧，見式（2-2-48）。（2-2-48） =0.475×44000×（0.248-0.003）+0.149×1.75×10601 =7884式中：O2曝氣池混合

5、液需要的氧量，kg O2/d；Q處理的污水量，m3/d；S0曝氣池進水BOD5濃度，kg BOD5/m3；Se處理出水BOD5濃度，kg BOD5/m3；V曝氣池體積，m3；XV曝氣池揮發(fā)性懸浮固體，kg MLVSS /m3；a/微生物分解代謝單位重量BOD5的需氧量，kg O2/ kg BOD5，對生活污水a/值的范圍為0.420.53；b/單位重量微生物內源呼吸自身氧化的需氧量，kg O2/ kg MLVSS·d，b/值的范圍為0.110.188 d -1。第二種方法可以從污水的BOD5和每日排放的剩余污泥量來進行估算。假設所去除的BOD5最后都轉變成最終產物，總需氧量可由BOD

6、u來計算（BODu是總碳氧化需氧量），由于部分BOD5轉變?yōu)槭Ｓ辔勰嘀械男录毎?，所以剩余污泥中BODu必須從總需氧量中扣除，剩余污泥的需氧量等于1.42×剩余污泥量。因此，采用式（2-2-49）計算去除含碳有機物的需氧量。 （2-2-49） =14096式中：O2曝氣池混合液需要的氧量，kg O2/d；Q處理的污水量，m3/d；S0曝氣池進水BOD5濃度，kg BOD5/m3；Se處理出水BOD5濃度，kg BOD5/m3；V曝氣池體積=（2650.25*4=10601 m3）XV曝氣池揮發(fā)性懸浮固體，kg MLVSS /m3；fBOD5和BODu的轉化系數(shù)，約為0.68；1.42細

7、菌細胞的氧當量；c設計污泥齡，14?？紤]到減輕好氧污染物質對水體污染，國家對排入水體的NH4+-N的濃度做出了限制，在城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準(GB18918-2002)中對出水的NH4+-N的濃度有明確要求，如對城市污水，一級標準A：NH4+-N的濃度5mg/L（以氮計，水溫12），和8mg/L（以氮計，水溫12）；一級標準B：NH4+-N的濃度8mg/L（以氮計，水溫12），和15mg/L（以氮計，水溫12）。在好氧生物處理中，降低NH4+-N的濃度的方法是硝化，即把NH4+-N氧化為NO3-N。硝化過程的需氧，以化學計量為依據(jù)，轉換每kg的NH4+-N，理論上需要4.57kg的氧。此

8、外，在生物處理系統(tǒng)設計時中，常需要進行反硝化脫氮，即，將NO3-N將轉化N2。此過程中由于NO3-N作為電子受體，自然降低了氧在系統(tǒng)中的需要量，化學計量系數(shù)為2.86kgO2/kgNO3-N。因此，硝化和反硝化，即為NH4+-N轉化為N2過程中凈的需氧量可表示為式。 （2-2-50） =5070式中：O2 N-DN生物反應池進行硝化反硝化需要的凈氧量，kg O2/d；Q處理的污水量，m3/d；N0進水可氧化的氮濃度，kg/m3；56Ne出水可氧化的氮濃度，kg/m3；NO3-出水中的NO3-N濃度，kg/m3；4.57化學計量系數(shù)，單位為kg O2/kg NH4+-N；2.86化學計量系數(shù)，單

9、位為kgO2/ kg NO3-N。在污水中由于還有一些還原性物質的存在，當它們的濃度較高時，要詳細計算氧的消耗量。例如，當水中出現(xiàn)硫化氫時，其氧化關系綜上所述，當生物處理以含碳有機物去除為目的時，需氧量采用式（2-2-48）或式（2-2-49）計算；當生物處理既要求去除含碳有機物，又要求去除氮時，需氧量采用式（2-2-48）或式（2-2-49）與式（2-2-50）相加，此時總的需氧量O2 total采用式（2-2-52）進行計算。（2-2-52） =（14096+5070=19167方法二）（7884+5070=12954方法一）（2）標準需氧量采用鼓風曝氣，微孔曝氣器。曝氣器鋪設于池底，淹沒

10、深度5.5m，氧轉移效率EA=20，計算溫度T=20，將實際需氧量AOR換算成標準狀態(tài)下的需氧量SOR。 式中： 氣壓調整系數(shù)，Cs(20)水中飽和溶解度曝氣池內平均溶解氧，取=2mg/L；H曝氣器淹沒深度，m。所在地區(qū)實際大氣壓為1.0×105 Pa 因此查得水中溶解飽和度：Cs(20)=9.1mg/L微孔曝氣器的空氣擴散氣出口處絕對壓為： 空氣離開好氧反應池時氧的百分比： 好氧反應池中平均溶解氧飽和度：Csm(20) SOR=26792 =1116 相應最大時標準需氧量： =1563好氧反應池平均時供氣量： 最大時供氣量： （三）室外排水規(guī)范生物反應池中好氧區(qū)的污水需氧量，根據(jù)去

11、除的五日生化需氧量、氨氮的硝化和除氮等要求，宜按下列公式計算：O2 = 0.001aQ(SoSe)cXV+b0.001Q(NkNke)0.12XV0.62b0.001Q(NtNkeNoe)0.12XV 式中：O2污水需氧量（kgO2/d）；Q生物反應池的進水流量（m3/d）；44000So生物反應池進水五日生化需氧量濃度（mg/L）；248Se生物反應池出水五日生化需氧量濃度（mg/L）；3XV排出生物反應池系統(tǒng)的微生物量；（kg/d）；Nk生物反應池進水總凱氏氮濃度（mg/L）；68Nke生物反應池出水總凱氏氮濃度（mg/L）；12Nt生物反應池進水總氮濃度（mg/L）；68Noe生物反應池

12、出水硝態(tài)氮濃度（mg/L）；8XV排出生物反應池系統(tǒng)的微生物中含氮量（kg/d）；a碳的氧當量，當含碳物質以BOD5 計時，取1.47；b常數(shù)，氧化每公斤氨氮所需氧量（kgO2/kgN），取4.57；c常數(shù)，細菌細胞的氧當量，取1.42。Yt污泥產率系數(shù)（kgMLSSkgBOD5），宜根據(jù)試驗資料確定。無試驗資料時，系統(tǒng)有初次沉淀池時取0.3，無初次沉淀池時取0.61.0；yMLSS 中MLVSS 所占比例；O2 = 0.001aQ(SoSe)cXV +b0.001Q(NkNke)0.12XV0.62b0.001Q(NtNkeNoe)0.12XV=21123-2.31XV=0.001*1.47

13、*44000*（248-3）-1.42*XV +4.57*0.001*44000*（68-12）-4.57*0.12XV -0.62*4.57*0.001*44000*（68-12-8）+0.62*4.57*0.12XV=15847-1.42*XV+11260-0.548XV -5984+0.340XV=21159-1.628XVXVy*Q*（SoSe）*0.001*yt=0.7*44000*0.245*0.3=2264kg/d因此O2 =17473（2）標準需氧量采用鼓風曝氣，微孔曝氣器。曝氣器鋪設于池底，淹沒深度5.5m，氧轉移效率EA=20，計算溫度T=20，將實際需氧量AOR換算成標準狀態(tài)下的需氧量SOR。 式中： 氣壓調整系數(shù)，Cs(20)水中飽和溶解度曝氣池內平均溶解氧，取=2mg/L；H曝氣器淹沒深度，m。所在地區(qū)實際大氣壓為1.0