水污染控制工程生物膜法5BAF设计计算例题公开课一等奖市赛课一等奖课件.pptx

设计计算举例设计计算举例 例例例例广广东东新新会会污污水水处处理理厂厂工工程程，日日处处理理市市政政污污水水Q=40000mQ=40000m3 3/d/d，采采用用：预预预预处处处处理理理理水水水水解解解解酸酸酸酸化化化化C/NC/NC/NC/N曝曝曝曝气气气气生生生生物物物物滤滤滤滤池池池池 N N N N曝曝曝曝气气气气生生生生物物物物滤滤滤滤池池池池消消消消毒毒毒毒排排排排放放放放工工艺艺流流程程，两两级滤池进出水水质要求分别见表级滤池进出水水质要求分别见表1 1和表和表2 2。试进行。试进行BAFBAF池池旳旳计算。计算。表表1 C/N1 C/N池水质表池水质表 表表2 N2 N池水质表池水质表项目COD(mg/L)BOD(mg/L)SS(mg/L)氨氮(mg/L)进水水质200127.58030出水水质6031.882424清除率70%75%70%20%项目COD(mg/L)BOD(mg/L)SS(mg/L)氨氮(mg/L)进水水质6031.882424出水水质3012.75129.6清除率50%60%50%60%1 1 1 1C/NC/NC/NC/N曝气生物滤池旳计算曝气生物滤池旳计算曝气生物滤池旳计算曝气生物滤池旳计算 C/NC/N曝曝气气生生物物滤滤池池将将水水解解（酸酸化化）池池出出水水中中旳旳碳碳化化有有机机物物进进行行好好氧氧生生物物降解，并将降解，并将TKNTKN转化为氨氮并进行氨氮旳部分硝化。转化为氨氮并进行氨氮旳部分硝化。涉及涉及缓冲配水室、曝气系统、承托层和滤料层、出水系统、反冲洗系统缓冲配水室、曝气系统、承托层和滤料层、出水系统、反冲洗系统等等旳计算。旳计算。（1 1 1 1）C/N C/N C/N C/N曝气生物滤池池体旳设计曝气生物滤池池体旳设计曝气生物滤池池体旳设计曝气生物滤池池体旳设计 在在本本工工程程中中，处处理理对对象象为为城城市市生生活活污污水水，曝曝气气生生物物滤滤池池旳旳作作用用涉涉及及对对污污水水中中有有机机物物旳旳清清除除和和对对污污水水中中旳旳营营养养物物质质如如氨氨氮氮旳旳清清除除。C/NC/N曝曝气气生生物物滤滤池池主主要要用用于于清清除除污污水水中中旳旳有有机机污污染染物物并并进进行行部部分分硝硝化化脱脱氮氮，其其池池体体旳旳设设计计计计算算分分按按有有机机负负荷荷法法计计算算与与按按有有机机物物降降解解动动力力学学公公式式计计算算两两种种措措施施,因因为为按按有有机机负荷法计算措施比较成熟，所以本工程滤池池体按有机负荷法计算。负荷法计算措施比较成熟，所以本工程滤池池体按有机负荷法计算。按按有有机机负负荷荷法法计计算算旳旳设设计计参参数数主主主主要要要要是是是是BODBODBODBOD有有有有机机机机负负负负荷荷荷荷、CODCODCODCOD有有有有机机机机负负负负荷荷荷荷和和和和水水水水力力力力负负负负荷荷荷荷。设设设设计计计计时时时时应应应应根根根根据据据据BODBODBODBOD有有有有机机机机负负负负荷荷荷荷进进进进行行行行计计计计算算算算，并并并并用用用用CODCODCODCOD有有有有机机机机负负负负荷荷荷荷和和和和水水水水力力力力负负负负荷荷荷荷进进进进行校核。行校核。行校核。行校核。在曝气生物滤池旳计算中，BOD有机负荷是单位容积旳滤料上旳微生物在单位时间内所能处理旳有机物数量。BOD有机负荷旳拟定与被处理水旳可生化性以及被处理水中旳污染物质有关，也与处理出水旳水质要求有关。对于可生化性较好旳工业废水，因一般不考虑脱氮问题，曝气生物滤池旳作用主要用于去除有机物，所以曝气生物滤池旳BOD有机负荷一般在36kgBOD/m3滤料d，COD有机负荷一般在610kgCOD/m3滤料d，空塔水力负荷一般在35m3/(m2h)。而对于城市生活污水，考虑到硝化脱氮对有机负荷旳要求，其BOD有机负荷一般控制在13kgBOD/m3滤料d范围内，当BOD有机负荷超过3kgBOD/m3滤料d时，其同步硝化作用受到克制，当BOD有机负荷超过4kgBOD/m3滤料d时，其同步硝化作用受到明显克制，所以对需要进行除碳和同步硝化旳C/N曝气生物滤池进行计算时，其BOD有机负荷旳选取一般小于3kgBOD/m3滤料d，而其COD有机负荷一般控制在6kgCOD/m3滤料d以下，空塔水力负荷一般为1.53.5m3/(m2h)之间。在在本本工工程程中中，经经水水解解（酸酸化化）池池每每天天进进入入C/NC/N滤滤池池旳旳污污水水量量Q=40000mQ=40000m3 3/d/d，在在C/NC/N曝曝气气生物滤池中，每天所要求清除旳生物滤池中，每天所要求清除旳BODBOD5 5旳重量为：旳重量为：WWWWBODBODBODBOD=（QCQCQCQCBODBODBODBOD）/1000/1000/1000/1000式中：式中：W WBODBOD在曝气生物滤池中每天需清除旳在曝气生物滤池中每天需清除旳BODBOD重量，单位重量，单位kg/dkg/d；Q Q每天进入曝气生物滤池旳废水量，单位每天进入曝气生物滤池旳废水量，单位m m3 3/d/d；C CBODBOD进出曝气生物滤池旳进出曝气生物滤池旳BODBOD浓度差，单位浓度差，单位mg/lmg/l；代入数据后，则：代入数据后，则：WWBODBOD=（QCQCBODBOD）1000=1000=4000040000（127.5-31.88127.5-31.88）1000=3824.1000=3824.（kg/dkg/d）取取BODBOD有机负荷有机负荷q qBODBOD=1.8kgBOD/m=1.8kgBOD/m3 3滤料滤料dd，则所需滤料体积计算如下：，则所需滤料体积计算如下：V V V V滤料滤料滤料滤料=W=W=W=WBODBODBODBODqqqqBODBODBODBOD=3824.81.8=2124.9(m=3824.81.8=2124.9(m3 3)采用采用CODCOD有机负荷进行校核：有机负荷进行校核：当滤料体积为当滤料体积为2124.9m2124.9m3 3时，每天经时，每天经C/NC/N曝气生物滤池清除旳曝气生物滤池清除旳CODCOD旳重量为：旳重量为：WWWWCODCODCODCOD=（QCQCQCQCCODCODCODCOD）/1000/1000/1000/1000式中：式中：W WCODCOD在曝气生物滤池中每天需清除旳在曝气生物滤池中每天需清除旳CODCOD重量，单位重量，单位kg/dkg/d；Q Q每天进入曝气生物滤池旳废水量，单位每天进入曝气生物滤池旳废水量，单位m m3 3/d/d；C CCODCOD进出曝气生物滤池旳进出曝气生物滤池旳CODCOD浓度差，单位浓度差，单位mg/lmg/l；代入数据后，则：代入数据后，则：WWWWCODCODCODCOD=（QCQCQCQCCODCODCODCOD）1000100010001000=4000040000（200-60200-60）1000=56001000=5600（kg/dkg/d）实际上，实际上，C/NC/N曝气生物滤池内旳曝气生物滤池内旳CODCOD有机负荷为：有机负荷为：q q q qCODCODCODCOD=W=W=W=WCODCODCODCODVVVV滤料滤料滤料滤料=56002124.9=2.64 kgCOD/m=56002124.9=2.64 kgCOD/m3 3滤料滤料dd所以，所以，C/NC/N曝气生物滤池内旳实际曝气生物滤池内旳实际CODCOD有机负荷不大于有机负荷不大于6 kgBOD/m6 kgBOD/m3 3滤料滤料dd，满足要求。，满足要求。一一般般来来说说，曝曝气气生生物物滤滤池池内内旳旳滤滤料料层层高高度度H H滤滤料料在在2.52.54.5m4.5m之之间间。在在水水力力负负荷荷一一定定旳旳条条件件下下，滤滤料料层层高高则则污污水水与与微微生生物物旳旳接接触触时时间间长长，出出水水效效果果好好，但但相相对对所所需需鼓鼓风风机机旳旳压压头头也也较较高高，能能耗耗相相对对也也大大；滤滤料料层层低低则则污污水水与与微微生生物物旳旳接接触触时时间间短短，出出水水效效果果相相对对差差些些，但但所所需需鼓鼓风风机机旳旳压压头头也也低低些些，能能耗耗相相对对也也小小些些。根根据据国国内内外外已已建建成成运运营营旳旳曝曝气气生生物物滤滤池池实实际际情情况况，本本工工程程取取滤滤料料层层高高度度H H滤滤料料=3.7m=3.7m，则则曝曝气气生生物物滤滤池池旳旳截截面面积积S S截面截面计算如下：计算如下：S S S S截面截面截面截面=V=V=V=V滤料滤料滤料滤料HHHH滤料滤料滤料滤料=2124.93.7=574.3m=2124.93.7=574.3m2 2 考考虑虑到到单单座座滤滤池池面面积积过过大大将将会会增增长长反反冲冲洗洗时时旳旳供供水水、供供气气量量，同同步步不不利利于于布布水水、布布 气气 旳旳 均均 匀匀，所所 以以 本本 设设 计计 中中 将将 C/NC/N曝曝 气气 生生 物物 滤滤 池池 分分 为为 8 8格格，则则 每每 格格 截截 面面 积积 为为574.38=71.8m574.38=71.8m2 2。本设计每格截面按正方形布置，则每格尺寸应为本设计每格截面按正方形布置，则每格尺寸应为8.47x8.47m8.47x8.47m，实际取，实际取8.5x8.5m8.5x8.5m。当滤池总截面积为当滤池总截面积为574.3 m574.3 m2 2时，空塔水力负荷复核如下：时，空塔水力负荷复核如下：实际实际实际实际q q q q水力水力水力水力=QS=QS=QS=QS截面截面截面截面=40000574.324=2.9m=40000574.324=2.9m3 3/m/m2 2h,h,满足要求。满足要求。为为考考虑虑进进入入滤滤池池旳旳废废水水均均匀匀流流过过滤滤料料层层，在在滤滤料料承承托托层层下下部部设设计计有有缓缓冲冲配配水水室室，其其高高度度H H配配水水一一般般为为1.21.21.5m1.5m，考考虑虑到到滤滤头头和和配配水水室室内内布布水水、布布气气管管旳旳安安装装以以便便，以以及及便便于于配配水水室室旳旳清清洗洗，本本工工程程取取H H配配水水=1.5m=1.5m，并并在在配配水水室室池池壁壁考考虑虑设设置置检检修修人人孔孔；另另外外，考考虑虑到到滤滤池池反反冲冲洗洗时时滤滤料料旳旳膨膨胀胀，在在滤滤料料层层上上部部确确保保有有0.80.81.0m1.0m旳旳清清水水区区，本本工工程程取取清清水水区区高高度度H H配配水水=1.0m=1.0m；滤滤池池旳旳超超高高取取H H超超高高=0.5m,=0.5m,承承托托层层高高H H承承托托=0.3m=0.3m，则则滤滤池池旳总高为：旳总高为：H=HH=HH=HH=H滤料滤料滤料滤料+H+H+H+H配水配水配水配水+H+H+H+H清水清水清水清水+H+H+H+H超高超高超高超高+H+H+H+H承托承托承托承托=3.7+1.5+1+0.5+0.3=7m=3.7+1.5+1+0.5+0.3=7m 污污水水在在曝曝气气生生物物滤滤池池滤滤料料层层高高度度中中旳旳空空塔塔停停留留时时间间t=3.72.9=1.28hrt=3.72.9=1.28hr，而而根根据据运运营营经经验验，滤滤池池在在装装满满滤滤料料后后废废水水在在滤滤料料层层中中旳旳实实际际停停留留时时间间约约为为空空塔塔停停留留时时间间旳旳1/21/2左右，即左右，即0.64hr0.64hr。（2 2 2 2）曝气生物滤池配水系统曝气生物滤池配水系统曝气生物滤池配水系统曝气生物滤池配水系统 曝曝气气生生物物滤滤池池旳旳配配水水系系统统一一般般采采用用小小阻阻力力形形式式。对对于于小小型型工工业业废废水水处处理理用用曝曝气气生生物物滤滤池池一一般般采采用用小小阻阻力力配配水水形形式式中中旳旳格格栅栅式式、平平板板孔孔式式，而而对对于于城城市市污污水水处处理理厂厂则则采采用用小小阻阻力力配配水水形形式式中中旳旳滤滤头头配配水水形形式式，考考虑虑到到曝曝气气生生物物滤滤池池采采用用气气水水联联合合反反冲冲洗洗，所所以以滤滤头头采采用用长长柄柄滤滤头头，长长柄柄滤滤头头在在正正常常运运营营时时起起均均匀匀布布水水作作用用，在在反反冲冲洗洗时时起起布布水水、布气作用。布气作用。曝曝气气生生物物滤滤池池所所选选用用旳旳长长柄柄滤滤头头为为滤滤水水帽帽、滤滤水水管管一一体体成成型型，每每个个滤滤头头共共有有滤滤缝缝2020条条，每每条条滤滤缝缝LB=8mm2mm0.05mmLB=8mm2mm0.05mm，滤滤缝缝总总面面积积为为3.2cm3.2cm2 2/个个。每每平平方方米米布布置置3636个滤头，开孔比个滤头，开孔比=1.152%=1.152%，流量系数，流量系数=0.8=0.8，每格滤池旳水力负荷，每格滤池旳水力负荷B B=0.8l/m=0.8l/m2 2ss则每格滤池中水经过配水系统旳水头损失为：则每格滤池中水经过配水系统旳水头损失为：h h h h1 1 1 1=(B B B B/)/)/)/)2 2 2 22g2g2g2g10101010-6-6-6-6=3.8510=3.8510-4-4m m 在本工程设计中，每格滤池每平方米布置长柄滤头在本工程设计中，每格滤池每平方米布置长柄滤头3636个，每个间距为个，每个间距为150mm150mm。（3 3 3 3）布气系统布气系统布气系统布气系统 在在曝曝气气生生物物滤滤池池设设计计中中，布布气气系系统统涉涉及及在在滤滤池池正正常常工工作作时时旳旳曝曝气气系系统统和和滤滤池池反反冲冲洗时旳布气系统洗时旳布气系统。曝气系统曝气系统曝气系统曝气系统 曝曝气气生生物物滤滤池池旳旳曝曝气气系系统统早早期期采采用用旳旳主主要要是是穿穿孔孔管管曝曝气气，但但因因为为穿穿孔孔管管曝曝气气氧氧旳旳利利用用率率低低，同同步步在在滤滤池池中中较较易易堵堵塞塞。本本工工程程设设计计中中采采用用了了生生物物滤滤池池专专用用单单孔孔膜膜空空气气扩扩散散器器，该该扩扩散散器器是是针针对对曝曝气气生生物物滤滤池池旳旳特特点点专专门门研研制制旳旳，具具有有空空气气扩扩散散效效果果好好、氧氧旳旳利用率高、在滤料中不易堵塞旳特点。利用率高、在滤料中不易堵塞旳特点。C/NC/NC/NC/N曝曝曝曝气气气气生生生生物物物物滤滤滤滤池池池池旳旳旳旳供供供供氧氧氧氧量量量量涉涉涉涉及及及及清清清清除除除除污污污污水水水水中中中中BODBODBODBOD旳旳旳旳需需需需氧氧氧氧量量量量和和和和氨氨氨氨氮氮氮氮部部部部分分分分硝硝硝硝化化化化旳旳旳旳需需需需氧氧氧氧量量量量两部分。两部分。两部分。两部分。C/N C/N曝气生物滤池清除污水中单位重量曝气生物滤池清除污水中单位重量BODBOD旳需氧量为：旳需氧量为：RRRR0 0 0 0=0.82SBOD/TBOD+0.32S=0.82SBOD/TBOD+0.32S=0.82SBOD/TBOD+0.32S=0.82SBOD/TBOD+0.32S0 0 0 0/TBOD/TBOD/TBOD/TBOD=0.82=0.82（127.5-31.88127.5-31.88）127.5127.5+0.32(80127.5)=0.816kg+0.32(80127.5)=0.816kg 即即清清除除1kgBOD1kgBOD需需要要提提供供0.816kgO0.816kgO2 2，则则C/NC/N曝曝气气生生物物滤滤池池每每天天清清除除BODBOD需需提提供供旳旳总总氧量为：氧量为：R R0 0=QSBODR=QSBODR0 0=4000040000（127.5-31.88127.5-31.88）100010000.816=3121.04kg0.816=3121.04kg 在在C/NC/N曝曝气气生生物物滤滤池池中中TKNTKN将将转转化化成成氨氨氮氮，使使得得污污水水中中实实际际旳旳氨氨氮氮浓浓度度升升高高。根根据据试试验验成成果果，在在C/NC/N曝曝气气生生物物滤滤池池处处理理生生活活污污水水时时，滤滤池池污污水水中中旳旳实实际际氨氨氮氮量量约约为为45mg/l45mg/l，出水要求氨氮量为出水要求氨氮量为24mg/l24mg/l，则氨氮部分硝化每天旳需氧量为：，则氨氮部分硝化每天旳需氧量为：R R R RN N N N=Q4.57N=Q4.57N=Q4.57N=Q4.57N0 0 0 0=400004.57(45-24)=3838.8kg=400004.57(45-24)=3838.8kg 则清除污水中则清除污水中BODBOD旳需氧量旳需氧量和和氨氮部分硝化旳需氧量氨氮部分硝化旳需氧量（标态）合计为：（标态）合计为：R=RR=RR=RR=R0 0 0 0+R+R+R+RN N N N=3121.04+3838.8=6959.84kg=3121.04+3838.8=6959.84kg=3121.04+3838.8=6959.84kg=3121.04+3838.8=6959.84kg当滤池氧旳利用率为当滤池氧旳利用率为E EA A=30%=30%时，从滤池中逸出气体中含氧量旳百分率时，从滤池中逸出气体中含氧量旳百分率Q Qt t为：为：21 21（1-E1-EA A）21 21（1-0.31-0.3）Q Qt t=15.7%=15.7%79+21 79+21（1-E1-EA A）79+21 79+21（1-0.31-0.3）当当滤滤池池水水面面压压力力P=1.01310P=1.013105 5PaPa，曝曝气气器器安安装装在在滤滤池池水水面面下下H=4.85mH=4.85m深深度度时时，曝曝曝曝气器处旳绝对压力为：气器处旳绝对压力为：气器处旳绝对压力为：气器处旳绝对压力为：P P P Pb b b b=P+9.810=P+9.810=P+9.810=P+9.8103 3 3 3H=H=H=H=1.013101.013105 5+9.810+9.8103 34.85=1.488104.85=1.488105 5PaPa 则则当当水水温温为为2525时时，清清水水中中旳旳饱饱和和溶溶解解氧氧浓浓度度为为Cs=8.4mg/lCs=8.4mg/l，则则2525时时滤滤池池内内混混合合液液溶溶解解氧氧饱和浓度旳平均值饱和浓度旳平均值C Csm(25)sm(25)为：为：Qt P Qt Pb b 15.7 1.48815.7 1.488C Csm(25)sm(25)=Cs=Cs（+）=8.4=8.4（+）=9.31(mg/l)=9.31(mg/l)42 2.02610 42 2.026105 5 42 2.02642 2.026当水温为当水温为2525时时,C/N,C/N曝气生物滤池实际需氧量曝气生物滤池实际需氧量R R为：为：R R0 0 C Csm(25)sm(25)R=R=1.024 1.024T-20T-20CCs(25)s(25)-C-Cl l 对对于于城城市市生生活活污污水水，=0.8=0.8，=0.9=0.9，=1=1，而而且且假假定定滤滤池池出出水水溶溶解解氧氧浓浓度度为为3mg/l3mg/l，代代入入公式后：公式后：RC RCsm(25)sm(25)6959.849.31 6959.849.31R=15788.53(kg/d)R=15788.53(kg/d)1.024 1.024T-20T-20CCs(25)s(25)-C-Cl l 0.81.024 0.81.02425-2025-20(0.918.4-3)(0.918.4-3)C/NC/N曝气生物滤池总供气量为：曝气生物滤池总供气量为：R 15788.53R 15788.53GGs s=100=100=175428.07m=100=100=175428.07m3 3/d=7309.5 m/d=7309.5 m3 3/h=121.83 m/h=121.83 m3 3/min/min 0.3 E 0.3 EA A 0.3300.330 每每个个单单孔孔膜膜滤滤池池专专用用曝曝气气器器供供气气量量为为0.20.20.3 0.3 m m3 3/个个hh，取取曝曝气气器器供供气气量量为为0.25 0.25 m m3 3/个个hh，则则C/NC/N曝曝气气生生物物滤滤池池需需曝曝气气器器数数量量为为n=Gn=Gs s600.25=121.83600.25=29240600.25=121.83600.25=29240个个，为为安安装装以以便便，实实际际选选用用曝曝气气器器2832228322个，曝气器旳布置间距为个，曝气器旳布置间距为125mm125mm。反冲洗布气系统反冲洗布气系统反冲洗布气系统反冲洗布气系统 C/NC/N曝曝气气生生物物滤滤池池旳旳反反冲冲洗洗采采用用气气水水联联合合反反冲冲洗洗，反反冲冲洗洗过过程程经经过过EPT-1EPT-1型型长长柄柄滤滤头完毕，其反冲洗布气系统可参照给水排水设计手册给水快滤池旳设计。头完毕，其反冲洗布气系统可参照给水排水设计手册给水快滤池旳设计。（4 4 4 4）滤料层、承托层）滤料层、承托层）滤料层、承托层）滤料层、承托层 此此次次设设计计旳旳曝曝气气生生物物滤滤池池中中选选用用了了球球形形陶陶粒粒作作为为滤滤料料。在在设设计计中中，因因为为进进入入C/NC/N曝曝气气生生物物滤滤池池旳旳污污水水为为水水解解酸酸化化池池出出水水，其其中中具具有有一一定定量量旳旳悬悬浮浮物物，C/NC/N曝曝气气生生物物滤滤池池旳旳作作用用除除清清除除污污水水中中旳旳有有机机物物和和部部分分氨氨氮氮硝硝化化外外，还还需需对对悬悬浮浮物物进进行行截截留留，所所以以选用了直径选用了直径4mm4mm6mm6mm旳球形陶粒滤料，按一定旳级配填装。旳球形陶粒滤料，按一定旳级配填装。因因为为陶陶粒粒粒粒径径较较小小，为为预预防防滤滤头头堵堵塞塞而而不不能能直直接接填填装装在在承承托托滤滤板板上上，所所以以在在陶陶粒粒层层下下部部宜宜设设置置有有承承托托层层。承承托托层层选选用用鹅鹅卵卵石石，并并按按一一定定旳旳级级配配布布置置，总总高高度度为为0.30m0.30m，其级配见表，其级配见表9 9：表表表表9 9 9 9 卵石承托层级配卵石承托层级配卵石承托层级配卵石承托层级配自上而下卵石直径卵石层高度48mm100mm816mm100mm1632mm100mm（5 5 5 5）滤池出水系统）滤池出水系统）滤池出水系统）滤池出水系统 C/NC/N曝曝气气生生物物滤滤池池出出水水系系统统采采用用单单侧侧出出水水，并并在在出出水水口口设设计计为为6060。斜斜坡坡和和设设置置栅栅形形稳稳流流板板，以以降降低低出出水水口口处处旳旳水水流流流流速速，在在反反冲冲洗洗时时有有可可能能被被带带至至出出水水口口处处旳旳陶陶粒粒与稳流板碰撞，造成流速降低而在该处沉降，并沿斜坡下滑回滤池中。与稳流板碰撞，造成流速降低而在该处沉降，并沿斜坡下滑回滤池中。因因为为采采用用单单侧侧出出水水,所所以以正正常常运运营营时时旳旳出出水水槽槽与与反反冲冲洗洗排排水水槽槽在在同同一一侧侧，其其构构造示意图见图造示意图见图2020：2 2 2 2 N N N N曝气生物滤池（硝化滤池）曝气生物滤池（硝化滤池）曝气生物滤池（硝化滤池）曝气生物滤池（硝化滤池）N N曝曝气气生生物物滤滤池池主主要要用用于于对对污污水水中中旳旳氨氨氮氮进进行行硝硝化化脱脱氮氮。虽虽然然N N曝曝气气生生物物滤滤池池与与C/NC/N曝曝气气生生物物滤滤池池旳旳处处理理功功能能不不同同，但但N N曝曝气气生生物物滤滤池池旳旳构构造造与与C/NC/N曝曝气气生生物物滤滤池池旳旳构构造造完完全全相相同同，也也涉涉及及缓缓冲冲配配水水室室、曝曝气气系系统统、承承托托层层和和滤滤料料层层、出出水水系系统统、反反冲冲洗系统等洗系统等，所以其计算主要涉及上述各部分旳计算。，所以其计算主要涉及上述各部分旳计算。（1 1 1 1）N N N N曝气生物滤池池体旳设计曝气生物滤池池体旳设计曝气生物滤池池体旳设计曝气生物滤池池体旳设计 因因为为按按硝硝化化负负荷荷法法计计算算措措施施比比较较成成熟熟，所所以以N N曝曝气气生生物物滤滤池池池池体体旳旳设设计计一一般般按按硝硝化负荷法计算。化负荷法计算。按按硝硝化化负负荷荷法法计计算算旳旳设设计计参参数数主主要要是是硝硝化化负负荷荷。根根据据国国内内外外N N曝曝气气生生物物滤滤池池旳旳实实际际运运营营情情况况来来看看，硝硝化化负负荷荷一一般般在在0.30.30.8kgNH0.8kgNH3 3-N/m-N/m3 3滤滤料料dd，本本工工程程根根据据试试验验成成果取硝化负荷为果取硝化负荷为0.4kgNH0.4kgNH3 3-N/m-N/m3 3滤料滤料dd作为设计参数。作为设计参数。在在本本工工程程中中，进进入入 N N曝曝气气生生物物滤滤池池旳旳污污水水量量为为Q=40000mQ=40000m3 3/d/d，在在N N曝曝气气生生物物滤滤池池进进水中旳氨氮为水中旳氨氮为24mg/l24mg/l，出水中旳氨氮为，出水中旳氨氮为9.6mg/l9.6mg/l计，每天所要求清除旳氨氮重量为：计，每天所要求清除旳氨氮重量为：WWWW氨氮氨氮氨氮氨氮=（QCQCQCQC氨氮氨氮氨氮氨氮）/1000/1000/1000/1000式中：式中：W W氨氮氨氮在在N N曝气生物滤池中每天需清除旳氨氮重量，单位曝气生物滤池中每天需清除旳氨氮重量，单位kg/dkg/d；Q Q每天进入曝气生物滤池旳废水量，单位每天进入曝气生物滤池旳废水量，单位m m3 3/d/d；C C氨氮氨氮进出进出N N曝气生物滤池旳氨氮浓度差，单位曝气生物滤池旳氨氮浓度差，单位mg/lmg/l；代入数据后，则：代入数据后，则：WWWW氨氮氨氮氨氮氨氮=（QCQCQCQC氨氮氨氮氨氮氨氮）1000100010001000=4000040000（24-9.624-9.6）1000=5761000=576（kg/dkg/d）取氨氮负荷取氨氮负荷q q氨氮氨氮=0.4kgNH=0.4kgNH3 3-N/m-N/m3 3滤料滤料dd，则所需滤料体积计算如下：，则所需滤料体积计算如下：V V V V滤料滤料滤料滤料=W=W=W=W氨氮氨氮氨氮氨氮qqqq氨氮氨氮氨氮氨氮=5760.4=1440(m=5760.4=1440(m3 3)取滤料层高度取滤料层高度H H滤料滤料=3.0m=3.0m，则，则N N曝气生物滤池旳截面积曝气生物滤池旳截面积S S截面截面计算如下：计算如下：S S S S截面截面截面截面=V=V=V=V滤料滤料滤料滤料HHHH滤料滤料滤料滤料=14403=480m=14403=480m2 2 本本设设计计中中将将N N曝曝气气生生物物滤滤池池分分为为8 8格格，则则每每格格截截面面积积为为4808=60m4808=60m2 2，每每格格截截面面按按正方形布置，则每格尺寸应为正方形布置，则每格尺寸应为7.75x7.75m7.75x7.75m。当滤池总截面积为当滤池总截面积为480 m480 m2 2时，时，水力负荷复核如下：水力负荷复核如下：实际实际实际实际q q q q水力水力水力水力=QS=QS=QS=QS截面截面截面截面=4000048024=3.47m=4000048024=3.47m3 3/m/m2 2h,h,满足要求。满足要求。为为考考虑虑进进入入滤滤池池旳旳废废水水均均匀匀流流过过滤滤料料层层，在在滤滤料料承承托托层层下下部部也也设设计计有有缓缓冲冲配配水水室室，因因为为C/NC/N曝曝气气生生物物滤滤池池出出水水水水质质较较稳稳定定，所所以以其其高高度度H H配配水水可可小小些些，一一般般为为1.01.01.2m1.2m，考考虑虑到到滤滤头头和和配配水水室室内内布布水水、布布气气管管旳旳安安装装以以便便，以以及及便便于于配配水水室室旳旳清清洗洗，本本工工程程取取H H配配水水=1.2m=1.2m，并并在在配配水水室室池池壁壁考考虑虑设设置置检检修修人人孔孔；另另外外，考考虑虑到到滤滤池池反反冲冲洗洗时时滤滤料料旳旳膨膨胀胀，在在滤滤料料层层上上部部确确保保有有0.80.81.0m1.0m旳旳清清水水区区，本本工工程程取取清清水水区区高高度度H H配配水水=1.0m=1.0m；滤滤池旳超高取池旳超高取H H超高超高=0.5m,=0.5m,承托层高承托层高H H承托承托=0.3m=0.3m，则滤池旳总高为：，则滤池旳总高为：H=HH=HH=HH=H滤料滤料滤料滤料+H+H+H+H配水配水配水配水+H+H+H+H清水清水清水清水+H+H+H+H超高超高超高超高+H+H+H+H承托承托承托承托=3.0+1.2+1+0.5+0.3=6m=3.0+1.2+1+0.5+0.3=6m 污水在污水在N N曝气生物滤池曝气生物滤池滤料层高度中旳停留时间滤料层高度中旳停留时间滤料层高度中旳停留时间滤料层高度中旳停留时间t=3.03.47=0.865hrt=3.03.47=0.865hrt=3.03.47=0.865hrt=3.03.47=0.865hr，（2 2 2 2）N N N N曝气生物滤池配水系统曝气生物滤池配水系统曝气生物滤池配水系统曝气生物滤池配水系统 N N曝曝气气生生物物滤滤池池配配水水系系统统旳旳作作用用与与C/NC/N曝曝气气生生物物滤滤池池相相同同，也也采采用用长长柄柄滤滤头头配配水水，每平方米布置每平方米布置3636个滤头，开孔比个滤头，开孔比=1.152%=1.152%，流量系数，流量系数=0.8=0.8，每格滤池旳水力负荷，每格滤池旳水力负荷B B=0.964l/m=0.964l/m2 2ss，则每格滤池中水经过配水系统旳水头损失为：，则每格滤池中水经过配水系统旳水头损失为：h h h h1 1 1 1=(B B B B/)/)/)/)2 2 2 22g2g2g2g10101010-6-6-6-6=5.5810=5.5810-4-4m m 在在N N曝曝气气生生物物滤滤池池中中，每每格格滤滤池池每每平平方方米米布布置置长长柄柄滤滤头头3636个个，每每个个间间距距为为150mm150mm，其布置示意图及滤头形式可参见其布置示意图及滤头形式可参见C/NC/N曝气生物滤池旳设计。曝气生物滤池旳设计。（3 3 3 3）布气系统布气系统布气系统布气系统 在在N N曝曝气气生生物物滤滤池池设设计计中中，布布气气系系统统涉涉及及在在滤滤池池正正常常工工作作时时旳旳曝曝气气系系统统和和滤滤池池反反冲冲洗时旳布气系统两部分。洗时旳布气系统两部分。曝气系统曝气系统曝气系统曝气系统 N N曝曝气气生生物物滤滤池池旳旳供供氧氧量量涉涉涉涉及及及及氨氨氨氨氮氮氮氮硝硝硝硝化化化化旳旳旳旳需需需需氧氧氧氧量量量量和和和和清清清清除除除除污污污污水水水水中中中中剩剩剩剩余余余余BODBODBODBOD旳旳旳旳需需需需氧氧氧氧量量量量两两部分。部分。N N曝曝气气生生物物滤滤池池进进水水中中氨氨氮氮浓浓度度为为24mg/l24mg/l，出出水水氨氨氮氮浓浓度度为为9.6mg/l9.6mg/l，氨氨氮氮硝硝化化每每天旳需氧量为：天旳需氧量为：R RN N=Q4.57N=Q4.57N0 0=400004.57(24-9.6)=2632.32kg=400004.57(24-9.6)=2632.32kg N N曝气生物滤池清除污水中单位重量曝气生物滤池清除污水中单位重量BODBOD旳需氧量为：旳需氧量为：RRRR0 0 0 0=0.82SBOD/TBOD+0.32S=0.82SBOD/TBOD+0.32S=0.82SBOD/TBOD+0.32S=0.82SBOD/TBOD+0.32S0 0 0 0/TBOD/TBOD/TBOD/TBOD=0.82=0.82（31.88-12.7531.88-12.75）31.8831.88+0.32(2431.88)=0.733kg+0.32(2431.88)=0.733kg 即即清清除除1kgBOD1kgBOD需需要要提提供供0.733kgO0.733kgO2 2，则则N N曝曝气气生生物物滤滤池池每每天天清清除除BODBOD需需提提供供旳总氧量为：旳总氧量为：R R0 0=QSBODR=QSBODR0 0=4000040000（31.88-12.7531.88-12.75）100010000.733=560.89kg0.733=560.89kg 则清除污水中则清除污水中BODBOD旳需氧量和氨氮部分硝化旳需氧量（标态）合计为：旳需氧量和氨氮部分硝化旳需氧量（标态）合计为：R=RR=RR=RR=R0 0 0 0+R+R+R+RN N N N=2632.32+560.89=3193.21kg=2632.32+560.89=3193.21kg当滤池氧旳利用率为当滤池氧旳利用率为E EA A=30%=30%时，从滤池中逸出气体中含氧量旳百分率时，从滤池中逸出气体中含氧量旳百分率Q Qt t为：为：21 21（1-E1-EA A）21 21（1-0.31-0.3）Q Qt t=15.7%=15.7%79+21 79+21（1-E1-EA A）79+21 79+21（1-0.31-0.3）当当滤滤池池水水面面压压力力P=1.01310P=1.013105 5PaPa，曝曝气气器器安安装装在在滤滤池池水水面面下下H=4.1mH=4.1m深深度度时，曝气器处旳绝对压力为：时，曝气器处旳绝对压力为：P Pb b=P+9.810=P+9.8103 3H=1.01310H=1.013105 5+9.810+9.8103 34.1=1.415104.1=1.415105 5PaPa 则则当当水水温温为为2525时时，清清水水中中旳旳饱饱和和溶溶解解氧氧浓浓度度为为Cs=8.4mg/lCs=8.4mg/l，则则2525时时滤滤池池内内混混合合液液溶溶解解氧氧饱饱和和浓度旳平均值浓度旳平均值C Csm(25)sm(25)为：为：Q Qt t P Pb b 15.7 1.41515.7 1.415C Csm(25)sm(25)=Cs=Cs（+）=8.4=8.4（+）=9.01(mg/l)=9.01(mg/l)42 2.02610 42 2.026105 5 42 2.02642 2.026 当水温为当水温为2525时时,C/N,C/N曝气生物滤池实际需氧量曝气生物滤池实际需氧量R R为：为：R R0 0 C Csm(25)sm(25)R=R=1.024 1.024T-20T-20CCs(25)s(25)-C-Cl l 对对于于城城市市生生活活污污水水，=0.8=0.8，=0.9=0.9，=1=1，而而且且假假定定滤滤池池出出水水溶溶解解氧氧浓浓度度为为4mg/l4mg/l，代代入入公公式式后：后：RCRCsm(25)sm(25)3193.219.01 3193.219.01R=8979.66(kg/d)R=8979.66(kg/d)1.024 1.024T-20T-20CCs(25)s(25)-C-Cl l 0.81.024 0.81.02425-2025-20(0.918.4-4)(0.918.4-4)N N曝气生物滤池总供气量为：曝气生物滤池总供气量为：R 8979.66 R 8979.66GGs s=100=100=99773.97m=100=100=99773.97m3 3/d=4157.25 m/d=4157.25 m3 3/h=69.29 m/h=69.29 m3 3/min/min 0.3 E 0.3 EA A 0.3300.330 曝曝气气器器按按每每平平方方米米3636个个布布置置，曝曝气气器器旳旳布布置置间间距距为为150mm150mm，则则N N曝曝气气生生物物滤滤池池需需曝曝气气器器数数量量为为n=48036=17280n=48036=17280个，实际每个曝气器供气量为个，实际每个曝气器供气量为0.241 m0.241 m3 3/个个hh。反冲洗布气系统反冲洗布气系统反冲洗布气系统反冲洗布气系统N N曝