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曝气生物滤池设计计算

作者:admin 浏览 60 发布时间 2019-12-12

 

产品知识

曝气生物滤池设计计算

作者 admin 浏览 发布时间 2018-08-20

  


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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