曝气生物滤吃设计计算

一、设计条件

1、进水水质情况

Q=12000m?/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（m?）

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（m?/d）

qTN—反硝化容积负荷（KgNO3--N）/m?.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/（m?.d），规范取值范围为（0.8 -1.2）KgNO3--N/（m?.d）

③滤料总体积： W=Q*▽CN/(1000*qTN)=12000*45/（1000*0.8）=675m?

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（m?/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（m?/㎡.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8.0m?/（㎡.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

（4.1）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=72m?/min

（4.2）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=1440m?/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（m?）

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（m?/d）

qNH3-N—硝化容积负荷（KgNH3-N）/m?.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/（m?.d），规范取值范围为（0.6 -1.0）KgNH3-N/（m?.d）

③滤料总体积W=Q*▽CTKN /(1000*qNH3-N)=12000*32/（1000*0.6）=640m?

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（m?/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（m?/㎡.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 m?/(㎡.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

（4.1）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=68.4m?/min，风压：58.8Kpa

（4.2）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=1368m?/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：0.2-0.3m?/h

曝气量：0.3*6840=2052 m?/h=34.2 m?/min

风压：53.9Kpa