氧化沟设计.doc

氧化沟的工艺系统的设计1、设计的参数和选择：对于城市污水，氧化沟系统通常的预处理采用粗细格栅和沉砂池，一般不设初沉池。混合液在沟内的循环速度为0.250.35 m/s，以确保混合液呈悬浮状态。氧化沟污泥回流比采用60%200%，设计污泥浓度为1500 5000mg MLSS/L，氧化沟中的氧转移效率为1.52.1 kg/(kWh)。设计参数与进出水水质密切相关，与是否脱氮脱磷密切相关。氧化沟工艺的重要设计参数及相应取值如下：泥龄：氧化沟的设计泥龄范围为448d，通常的泥龄取值为1030 d。泥龄与温度、脱氮、脱磷要求和要求稳定污泥的程度相关。有机负荷：氧化沟常用的设计有机负荷取值0.160.35 BOD5kg/(m3d)。污泥负荷：0.030.10 BOD5kg/(kg MLSSd)水力停留时间：对于城市污水，采用的数值为630 h。2、氧化沟的工艺系统的设计：1) 氧化沟工艺设计一般的原则：除考虑有机物的去除和污泥的稳定的要求外，目前氧化沟的设计中，通常考虑脱氮，有时还要考虑脱磷的要求。脱氮时按如下步骤进行：确定进水水质和出水水质。调查进水的pH值和营养物含量是否适合生物处理的要求；要求脱氮时，应考虑碳源的来源和质量。估算用于合成的总氮量和需要去除的总氮量；计算硝化菌的生长速率n和在设计环境条件下硝化所需最小污泥平均停留时间cm；式中n 硝化菌的生长率(d-1)；N出水的NH4+-N的浓度(mg/L) ；T温度()；DO氧化沟中的溶解氧浓度(mg/L) ；KO2氧的半速常数O2（mg/L）,0.452.0 mg/L。则最小污泥平均停留时间为选择安全系数来计算氧化沟设计污泥停留时间；式中cd设计污泥停留时间(d)；SF安全系数，与水温、进出水水质、水量等因素有关，通常取2.03.0。计算去除有机物及硝化所需的氧化沟体积和水力停留时间；式中V用于硝化及氧化有机物所需的氧化沟有效体积(m3)；Y污泥产率系数(kg VSS/kg去除BOD5)，对城市污水取0.30.5；Q处理水流量(m3/d)；S0进水BOD5浓度(mg/L)；Se出水BOD5浓度(mg/L)；cd污泥龄(d)，如考虑污泥稳定，cd取30d左右；Kd污泥内源呼吸系数(d-1)，对城市污水，Kd取0.031.0 d-1；X混合液污泥浓度(kg MLVSS/L)，考虑脱氮时，X取2.53.5 kg MLVSS/L。估算在硝化过程中所消耗的和在反硝化过程中所产生的碱度。通常系统中应保证有大于l00 mg/L(CaCO3计)的剩余碱度(即保持pH7.2)，以保证硝化时所需的环境；剩余碱度(或出水碱度)=进水碱度(以CaCO3计)+3.57反硝化NO3-N的量+0.1去除BOD5的量7.14氧化沟氧化总氮的量式中3.57反硝化NO3-N产生的碱度 mg/(mg NO3-N)；0.1去除BOD5产生的碱度 mg/(mg BOD5)；7.14氧化NH4+-N消耗的碱度 mg/(mg NH4+-N)。选择反硝化速率：式中实际的反硝化速率mg NO3-N/(mgVSSd)；反硝化速率mg NO3-N/(mgVSSd)，在温度为1527，城市污水取值范围0.03一0.11；DO反硝化条件下的溶解氧浓度(mg/L)。 依据反硝化速率和MLVSS浓度，确定反硝化所要求增加的氧化沟的体积，式中V反硝化所需氧化沟的反应体积(m3?；去除的硝酸盐氮量(kg/d)；其他符号同前。因此，氧化沟总体积为在同时有脱磷要求时，氧化沟前要设专门的厌氧池，厌氧池水力停留时间按l.02.0 h考虑，如果进水中快速可降解有机物含量高，水力停留时间可以取得小一些，生物反应系统的污泥停留时间不宜大于20 d。2) 需氧量的确定：氧的供给是以需氧量为依据的，计算需氧量时，假定除了用于合成的那一部分有机物外，所有有机物都被氧化。同样，除了用于合成的那部分氮外，其余的氮都需被先氧化，然后在反硝化的过程中再被还原，此过程还可获得一部分氧。因此，需氧量可以表示为：需氧量=去除的BOD-剩余污泥的BOD+去除氮的需氧量-剩余污泥含NH4+-N氧化所需氧量一反硝化中获得的氧量用公式可表示为：式中O2同时去除BOD5和脱氮所需的氧量(kg O2/d)；Q污水流量(m3/d)；S0进水BOD5 (mg/L)；Se出水BOD5 (mg/L)；K速率常数(d-1)；t BOD试验天数(d)，对BOD5，t=5d；每日产生的生物污泥量(VSS kg/d)；N0进水氮浓度(mg TKN/L)；Ne出水氮浓度(mg TKN/L)；还原或反硝化的硝酸盐氮量(mgNO3-N/L)得到需氧量后，可根据工艺要求选择曝气设备。由于考虑厌氧或缺氧的要求，还需核算混合需要的最小净输人功率(以确保沟内平均水流速度大于等于0.25m/s)。混合要求的最小功率可用下式计算：式中绝对粘滞性系数，20时等于1.0087；P/V单位体积需要的净输入功率(W/m3)；MLSS氧化沟中混合液污泥浓度(mg/L)。3) 沉淀池的设计：氧化沟工艺由于通常采用延时曝气工艺参数，因此污泥的沉降性能要优于普通活性污泥法工艺。典型的沉淀池设计参数见表1。表1 氧化沟工艺中沉淀池设计的推荐参数溢流率m3/(m2d)固体负荷kg/(m2d)堰负荷率m3/(md)12.220.44.9821241864）剩余污泥量的确定：针对我国城市污水的特点，在泥龄为1030 d,氧化沟工艺的污泥产率为0.30.5kg VSS/kg去除BQD5。剩余污泥量的计算应考虑泥中惰性物质和沉淀池出水流失的固体，基本公式可表示为：式中总的剩余污泥量(kg/d)；Q污水流量(m3/d)；进水BOD5 (mg/L)一出水BOD5 (mg/L)；Y污泥产率，kg VSS/kg去除BOD5；fMLVSS/MLSS之比；设计污泥停留时间(d)；Xl污泥中的惰性物质(mg/L)为进水总悬浮物浓度(TSS)与挥发性悬浮物浓度(VSS)之差；Xe随出水流出的污泥量(mg/L)。