污水处理厂工艺设计(6)

氧化沟计算草图如下图2-6：

图2-6 卡鲁塞尔氧化沟计算草图

2.7.1 设计依据与要求

本设计的卡罗塞尔氧化沟设计参数如下[1,6]：

a．污泥负荷力：0.05~0.15kdBOD/?kgMLSS?d? b．水力停留时间：HRT?6~30h

c．未达到污泥的好氧化稳定，污泥龄SRT?25d；

.17m3/h?1101.85L/s d．设计流量采用平均流量：Q=9.52?104m3/d?3966e．设计最低水温为：10℃ f．设计最高水温为：25℃ 2.7.2 设计计算

计算部分如下[1,6]：

⑴ 去除BOD5

①氧化沟出水溶解性BOD5浓度S，根据《氧化沟活性污泥法污水处理技术规范》，不设初尘池的MLVSS/MLSS一般取0.5~0.65， 取MLVSS/MLSS=0.65，则

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S?Se?1.42(MLVSS/MLSS)?MLSS?(1-e -0.23?5) ?20-1.42?0.6?20?(1-e-0.23?5)?7.38(mg/l)②好氧区容积V1。

好氧区容积计算采用动力学计算方法。

V1?Y?cQmax(S0-S)

XV(1?Kd?c) 式中，V1—好氧区容积，m3；

Y—污泥产率系数，KgVSS/KgBOD5，根据《室外排水设计规范》（下同）， 不设初沉池的一般取0.5KgVSS/KgBOD5～0.8KgVSS/KgBOD5，取Y=0.5 KgVSS/KgBOD5；

θc—污泥泥龄，

d，一般大于15d,取θc =20d； S0—进水BOD5浓度，mg/l；

XV—混合液挥发性悬浮固体浓度（MLVSS），一般取1750mg/l～3150mg/l,取XV =2500mg/l；

Kd—内源代谢系数，d-1,一般取0.04～0.075，取Kd =0.055 d-1。 则 V1?

③好氧区水力停留时间t1

t1?V117908??0.385(d)?9.26(h) Qmax464000.5?20?46400?(210-7.38)?17908(m3)

2500?(1?0.055?20)④剩余污泥量△X

用Yobs计算剩余活性污泥量比较简便快捷。

?XV?YobsQmax(S0-S)?YQmax(S0-S)

1?Kd?c 式中，△XV—混合液挥发性悬浮固体质量，Kg/d；

Yobs—表观产率系数，KgVSS/KgBOD5。

0.5?46400?(150-7.38)?1576(kg/d）则 ?XV?

1?0.055?20 △X=△XV /0.7=1576/0.65=2425kg/d。 每去除1kgBOD5产生污泥量

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?X2425? Qmax(S0-S)46400?(150-7.38)

?0.366(kgDS/kgBOD5)?⑵脱氮

① 需氧化的氨氮量N0

氧化沟产生的剩余污泥中含氮率为12.4%，则用于生物合成的总氮量为

N0?0.124?Y(S0-S)?8.8(mg/l)

需要氧化的NH3-N量N1=进水TKN-出水NH3-N-生物合成所需氮 N0=36-8-8.8=19.2mg/l。 ② 脱氮量 Nr

Nr=进水TKN-出水TN-用于生物合成所需氮 N0=36-20-8.8=7.2mg/l。 ① 碱度平衡

一般认为，剩余碱度达到100mg/l(以CaCO3计)，即可保持pH≥7.2，生物反应能够正常进行。每氧化1mgNH3-N需要消耗7.14mg碱度；每氧化1mgBOD5产生0.1mg碱度；每还原1mgNO3--N产生3.57mg碱度。

剩余碱度SALK1=原水碱度-硝化消耗碱度+反硝化产生碱度+氧化BOD5产生碱度 =280-7.14×13.1+3.57×1.1+0.1×（150-7.38）=204.76mg/l ④ 脱氮所需容积V2

脱硝速率 Kde(T)=Kde(20)×1.08(T-20) 式中，Kde(T)—T℃时的脱硝速率；

Kde(20)—20℃时的脱硝速率,取0.04gNO3--N/(gMLVSS·d)。 则20℃时Kde=0.04gNO3--N/(gMLVSS·d)

脱氮所需的容积 V2?⑤ 脱氮水力停留时间t2

t2=V2/Qmax=3294.4/46400=0.071(d)=1.704(h)

QmaxNr46400?7.1??3294.4(m3)

KdeXV0.04?2500⑶ 氧化沟总容积V及停留时间t

V=V1+V2=17993+3294.4=21287.4(m3) t=V/Qmax=21287.4/46400=0.459(d)=11.01(h) 校核污泥负荷 Ls?QmaxS046400?150??0.13?kgBOD5/(kgMLVSS?d)? XVV2500?21287.4 22

⑷ 需氧量

① 实际需氧量AOR

AOR=去除BOD5需氧量-剩余污泥中BOD5的需氧量+去除NH3-N耗氧量-剩余污泥中NH3-N的耗氧量-脱氮产氧量 去除BOD需氧量D1为

D1?a'Qmax(S0-S)?b'VXV

式中，a，—活性污泥微生物氧化分解有机物过程的需氧率，即活性污泥微生物每

代谢1kgBOD5所需要的氧量，kgO2/kg，生活污水取值一般为0.42～0.53，取a，=0.5；

b—活性污泥微生物内源代谢的自身氧化过程的需氧率，即每1kg活性污

泥每天自身氧化所需要的氧量，kgO2/（kg·d）, 生活污水取值一般为0.11～0.19，取b，=0.15。

则 D1?0.5?46400?(150-6.41)?0.15?21287.4?2500?11314.063(kg/d) 剩余污泥中BOD的需氧量D2为

D2=1.42△Xv=1.42×1586.3=2252.546(kg/d)

每硝化1kgNH3-N需要消耗4.6kgO2， 则去除NH3-N的需氧量D3为

D3=4.6×(TKN-出水NH3-N)×Qmax

=4.6×(36-8)×46400 =5976.32(kg/d) 剩余污泥中NH3-N的耗氧量D4为

D4=4.6×污泥含氮率×氧化沟剩余污泥△Xv =4.6×0.124×1586.3 =904.826(kg/d)

每还原1kgN2产生2.86kgO2，则脱氮产氧量D5为 D5=2.86×脱氮量Nr =2.86×7.1×46400 =942.198(kg/d) 总需氧量AOR为

AOR=D1-D2+D3-D4-D5

=11314.063-2252.546+5976.32-904.826-942.198 =13190.813(kg/d) 考虑安全系数1.4，则

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，

AOR=1.4×13190.813 =18467.138(kg/d) 每去除1kgBOD5的需氧量

AOR18467.138? =Qmax(S0-S)46400?(150-7.38)

?2.79(kgO2/kgBOD5)② 标准状态下需氧量SOR

SOR? 式中：Cs(20)取9.17mg/l， T取25℃， Cs(T)取8.38mg/l, C取2mg/l， α取0.85， β取0.95。

AOR?Cs(20)?(??Cs(T)-C)?1.024T-20

ρ=所在地区实际气压/（1.013×105）=0.921×105/（1.013×105） =0.909

18467.138?9.170.85?(0.95?0.909?8.38-2)?1.02425-20 则

?33868.74(kg/d)SOR? 每去除1kgBOD5的标准需氧量

SOR33868.74? =Qmax(S0-S)46400?(150-6.41)

?5.08(kgO2/kgBOD5)⑸ 氧化沟尺寸

设氧化沟2座，单座氧化沟有效容积

V单=V/2=21287.4/2=10643.7m3。 取:氧化沟有效水深h=4.5m， 超高取1m，

氧化沟深度H=4.5+1=5.5m， 中间分隔墙厚度为b0=0.25m。 单个氧化沟面积为

A单=V单/h=10643.7/4.5=2365.27(m2) 单沟道宽度取b=8m，则弯道部分的面积A1为

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