曝气生物滤池设计计算(2014219).doc

曝气生物滤池设计计算
一、设计条件
1、进水水质情况
Q=12000m³/d
COD≤60mg/L
BOD5≤30mg/L
总氮TN≤50mg/L（氨氮+亚硝酸盐氮+硝酸盐氮+有机氮）
总凯式氮KN≤40mg/L（氨氮+有机氮）
亚硝酸盐氮、硝酸盐氮：10 mg/L
氨氮25 mg/L
有机氮15 mg/L
2、采用硝化、反硝化生物脱氮工艺时，技术要求
采用硝化、反硝化生物脱氮工艺时，要求BOD5:TN＞4，当污水中碳源不足时，需要额外补充。碳源可采用甲醇、乙酸等碳源。投加甲醇作为反硝化碳源时，每1mg硝态氮需投加甲醇的量可按3mg计。
二、工艺流程

外加碳源 回流液

前置反硝化生物滤池（DN池） 硝化生物滤池（N池） 出水

外加碳源前置反硝化生物滤池脱氮工艺

三、设计计算
1、 反硝化生物滤池(DN池)计算
（1）按反硝化容积负荷法计算
A=W/H0
W=Q*▽CN/(1000*qTN)
式中：A--滤池总面积（㎡）
W--滤料总体积（m³）
H0---滤料装填高度（m）
▽CN--反硝化滤池进、出水硝酸盐氮浓度差值（mg/L）
Q—设计污水流量（m³/d）
qTN—反硝化容积负荷（KgNO3--N）/m³.d
① 进水硝酸氮浓度取最大值：50mg/L,出水取最小5mg/L,则▽CN为45mg/L
② 反硝化容积负荷qTN=0.8 KgNO3--N/（m³.d），规范取值范围为（0.8 -1.2）KgNO3--N/（m³.d）
③ 滤料总体积： W=Q*▽CN/(1000*qTN)=12000*45/（1000*0.8）=675m³
④ 滤料装填高度：H0=3.5m，规范取值范围为（2.5m-4.5m）
⑤ 滤池总面积：A=W/H0=675/3.5=193㎡
⑥ 滤池数量n=2座
⑦ 单池面积：W0=A/2=193/2=96.5㎡（单池面积＜100㎡），符合规范要求。
（2）按空床停留时间计算
A=QT/24q
q= H0/t
式中：A--滤池总面积（㎡）
QT –设计污水量与消化液回流量之和（m³/d）含
H0---滤料装填高度（m）
t—空床水力停留时间（h），取值范围20-30min
q—滤池水力表面负荷（m³/㎡.h），即滤速（取值范围8.0-10），含回流
①混合液回流比R=μ/1-μ,取值范围100%-400%，取200%
②q—滤池水力表面负荷，取8.0m³/（㎡.h），符合要求
③滤池总面积A=QT/24q =12000*3/（24*8）=187.5㎡
④空床停留时间t= H0/q=0.375h=22.5min（符合要求）
（3）反硝化生物滤池确定
①反硝化生物滤池面积确定
根据以上两种方法计算滤池面积比较，选用较大者，则反硝化生物滤池总面积为193㎡，取值200㎡，数量2座，单池面积100㎡。
②滤池高度H= H0+h0+h1+h2+h3+h4
H0---滤料装填高度（m）（取值范围2.5-4.0m）
h0---承托层高度（m）（取值范围0.3-0.5m）
h1---缓冲配水区高度（m）（取值范围1.35-1.5m）
h2---清水区高度（m）（取值范围1.0-1.5m）
h3---超高（m） （取值范围0.3-0.5m）
h4---滤板厚度高（m）
设计滤池总高度H=7.0m
③反硝化生物滤池确定
尺寸：10000mm*10000mm*7000mm
数量：2座
结构：钢混
（4）反硝化生物滤池反冲洗设计
（1） 空气冲洗强度：12-16L/㎡.S
设计采用12L/㎡.S，单池冲洗空气量Q=12*100=1200 L/S=72m³/min
（2） 水冲洗强度4-6L/㎡.S
设计采用4L/㎡.S，单池冲洗水量Q=4*100=400L/S=1440m³/h
（5）长柄滤头设计
滤板规格：980*980*1000mm,滤头数量：49个/块
滤头总数：100*49*2=9800个
（6）外加碳源设计
反硝化生物滤池每天去除硝酸氮的量为：45*12000/1000=540kg/d
每1mg硝态氮需投加甲醇的量可按3mg计，则甲醇每天的投加量为540kg/d*3=1620kg
2、 硝化曝气生物滤池（N池）计算
（1）按硝化容积负荷法计算
A=W/H0
W=Q*▽CTKN/(1000*qNH3-N)
式中：A--滤池总面积（㎡）
W--滤料总体积（m³）
H0---滤料装填高度（m）
▽CTKN –进、出硝化滤池凯式氮浓度差值（mg/L）
Q—设计污水流量（m³/d）
qNH3-N—硝化容积负荷（KgNH3-N）/m³.d
① 进水总凯式氮浓度40mg/L,出水设计8mg/L,则▽CTKN为32mg/L
② 硝化容积负荷qNH3-N =0.6 KgNH3-N/（m³.d），规范取值范围为（0.6 -1.0）KgNH3-N/（m³.d）
③ 滤料总体积W=Q*▽CTKN /(1000*qNH3-N)=12000*32/（1000*0.6）=640m³
④ 滤料装填高度：H0=3.5m，规范取值范围为（2.5m-4.5m）
⑤ 滤池总面积：A=W/H0=640/3.5=182㎡
⑥ 滤池数量n=2座
⑦ 单池面积：W0=A/2=182/2=91㎡（单池面积＜100㎡），符合规范要求。
（2）按空床停留时间计算
A=Q/24q
q= H0/t
式中：A--滤池总面积（㎡）
Q –设计污水量（m³/d）
H0---滤料装填高度（m）
t—空床水力停留时间（h），取值范围30-45min
q—滤池水力表面负荷（m³/㎡.h），即滤速（取值范围3-12）
①空床停留时间t取40min=0.67h（符合要求）
②滤池水力表面负荷q= H0/t=3.5/0.67=5.2 m³/(㎡.h）.符合要求
③滤池总面积A=Q/24q =12000/（24*5.2）=96㎡
④空床停留时间t= H0/q=0.375h=22.5min（符合要求）
（3）反硝化曝气生物滤池确定
①反硝化生物滤池面积确定
根据以上两种方法计算滤池面积比较，选用较大者，则反硝化生物滤池总面积为182㎡，取值190㎡，单池面积95㎡，数量2座。
②滤池高度H= H0+h0+h1+h2+h3+h4
H0---滤料装填高度（m）（取值范围2.5-4.0m）
h0---承托层高度（m）（取值范围0.3-0.5m）
h1---缓冲配水区高度（m）（取值范围1.35-1.5m）
h2---清水区高度（m）（取值范围1.0-1.5m）
h3---超高（m） （取值范围0.3-0.5m）
h4---滤板厚度高（m）
设计滤池总高度H=7.0m
③反硝化曝气生物滤池确定
尺寸：10000mm*9500mm*7000mm
数量：2座
结构：钢混
（4）硝化曝气生物滤池反冲洗设计
（1） 空气冲洗强度：12-16L/㎡.S
设计采用12L/㎡.S，单池冲洗空气量Q=12*95=1140 L/S=68.4m³/min，风压：58.8Kpa
（2） 水冲洗强度4-6L/㎡.S
设计采用4L/㎡.S，单池冲洗水量Q=4*95=380L/S=1368m³/h
（5）长柄滤头设计
滤板规格：980*980*1000mm,滤头数量：36个/块
滤头总数：95*36*2=6840个
（6）曝气系统设计
曝气系统采用单孔膜空气扩散器
规格：Φ60*45mm
要求：36个/㎡
总数量：6840个
通气量：0.2-0.3m³/h
曝气量：0.3*6840=2052 m³/h=34.2 m³/min
风压：53.9Kpa

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