983-城鎮(zhèn)污水處理廠設(shè)計（二）

983-城鎮(zhèn)污水處理廠設(shè)計（二）,城鎮(zhèn),污水處理,設(shè)計 設(shè)計主要參考資料氧化溝工藝氧化溝（oxidation ditch） 又稱循環(huán)曝氣池，是一種改良的活性污泥法，其曝氣池呈封閉的渠形，污水和活性污泥混合液在其中循環(huán)流動。氧化溝的水力停留時間和污泥齡較長，有機負荷很低[0.05~0.15kgBOD 5/（kgMLSS·d）]，實質(zhì)上相當(dāng)于延時曝氣活性污泥系統(tǒng)。氧化溝的出水質(zhì)好，一般情況下，BOD 5去除率可達到 95%～99%，脫氮率可達到 90%，除磷效率在 50%左右，如在處理過程中，適量的投加鐵鹽，則除磷效率可達到 95%。目前常用于生物脫氮的氧化溝工藝主要有卡魯塞爾式和三溝交替工作式。這里主要介紹三溝式，三溝交替工作式氧化溝，又稱 T 型氧化溝，是丹麥 Kruger 公司開發(fā)的生物脫氮新工藝。該系統(tǒng)由三個相同的氧化溝組建在一起作為一個單元運行，三個氧化溝之間相互連通，兩側(cè)的Ⅰ，Ⅲ兩池交替做曝氣池和沉淀池，中間的Ⅱ池始終進行曝氣，進水交替進入Ⅰ池和Ⅲ池，出水相應(yīng)從Ⅲ池和Ⅰ池引出。這樣交替的運行特點提高的曝氣池轉(zhuǎn)刷利用率，有利于生物脫氮。三溝交替工作式氧化溝生物脫氮的運行過程可分為 6 個階段。階段 A 污水通過分配井流入Ⅰ池，出水自Ⅲ池引出，三池的工作狀態(tài)為：Ⅰ池轉(zhuǎn)刷低速旋轉(zhuǎn)，維持缺氧狀態(tài)，進行反硝化和有機物的部分分解；Ⅱ池轉(zhuǎn)刷高速轉(zhuǎn)動，進行有機物進一步降解及 NH4+-N 的硝化；Ⅲ池轉(zhuǎn)刷停止轉(zhuǎn)動，作為沉淀池。階段 B 進水引入 Ⅱ池，出水自 Ⅲ池引出，Ⅰ池和Ⅱ池維持好氧狀態(tài)，Ⅲ池保留為沉淀池。階段 C 進水仍引入 Ⅱ池，出水自 Ⅲ池引出，Ⅰ池轉(zhuǎn)為沉淀池，完成泥水分離；Ⅱ池轉(zhuǎn)刷低速轉(zhuǎn)動，維持缺氧狀態(tài)。對階段 B 中積累的硝酸鹽進行反硝化，Ⅲ池仍為沉淀池。階段 D 進水引入Ⅲ池，出水自Ⅰ池引出。Ⅰ池與Ⅲ池的工作狀態(tài)正好與階段 A 相反，Ⅱ池則與階段 A 相同。階段 E Ⅱ池工作狀態(tài)與階段 B 相同，Ⅰ池與Ⅲ池的工作狀態(tài)與階段 B 相反。階段 F Ⅱ池工作狀態(tài)與階段 C 相同，Ⅰ池與Ⅲ池的工作狀態(tài)與階段 C 相反。從上述運行個過程可以看出，三溝交替工作式氧化溝是一個 A/O 生物脫氮或行污泥系統(tǒng)，可以完成有機物的降解和硝化反硝化的過程，取得良好的 BOD5去除效果。依靠三池工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，聲去了活性污泥回流和混合液回流，從爾節(jié)省了點耗和基建費用。三溝交替工作的氧化溝系統(tǒng)個階段運行時間可根據(jù)水質(zhì)情況進行調(diào)整。整個運行過程中。溢流堰高度的調(diào)節(jié)，進出水的切換幾轉(zhuǎn)刷的開啟，停止，轉(zhuǎn)刷的調(diào)整均由自控裝置進行控制。三溝式氧化溝的脫氮通過是通過新開發(fā)的雙速惦記來實現(xiàn)的，曝氣轉(zhuǎn)刷能起到混合器和曝氣器的雙重功能。當(dāng)處于反硝化階段時，轉(zhuǎn)刷低速運轉(zhuǎn)，僅僅保持池中污泥懸浮，而池中處于缺氧狀態(tài)。好氧和缺氧階段完全可由轉(zhuǎn)刷轉(zhuǎn)速的改變進行自動控制。三溝交替工作式氧化溝的設(shè)計。1． 設(shè)計概述。三溝式氧化采用合建式系統(tǒng)，即有一條邊溝總是作為沉淀池來使用，因此計算污泥量時應(yīng)僅計算不包括沉淀狀態(tài)的污泥在內(nèi)的污泥。為了準(zhǔn)確的表明設(shè)計的泥齡，需要引入三溝式氧化溝參與工藝反應(yīng)（硝化，反消化）的有效性系數(shù) ,假定三溝是等體積的，則 aftXtfmsa5.03???式中 ——邊溝參與反應(yīng)的平均 MLSS 含量， ㎏/m 3；s——邊溝在半個周期內(nèi)的工作時間， h；st——中溝參與反應(yīng)的平均 MLSS 含量，㎏/m 3；mX——中溝在半個周期內(nèi)的工作時間， h；t——三條溝的平均 MLSS 含量， ㎏/m 3；——運行一個周期內(nèi)的工作時間， h。t根據(jù)本章的第一節(jié)所述三溝式氧化溝的運行過程可知，氧化溝運行一個周期的時間為8 小時，一個工作工程（半個周期）為 4 小時，即階段 A～C 或階段 D～F。過度階段為 C或 F，此階段第一或第三溝轉(zhuǎn)刷停止運行開始泥水分離約一個小時,因此在設(shè)計中應(yīng)用上述的計算公式時,可取 =3h, =4h, =8h.在理論上 / =0.41,如果三條溝的平均afstmttmXsMLSS 含量分布為 5.0㎏/m 3,2.0㎏/m 3,5.0 ㎏/m 3。據(jù)邯鄲市東郊污水處理廠三溝式氧化溝工藝實際測定，MLSS 含量在三條溝內(nèi)的分布為 5.3㎏/m 3,2.0㎏/m 3,5.0 ㎏/m 3。 / 與理mXs論推導(dǎo)值非常接近。以實際的 MLSS 分布代汝上述 的計算公式，可計算 為af af= tXtfmsa5.03???48.01.432??? 由以上計算可以看出 的值較小，或者說容積和設(shè)備的利用率低。目前，提高容積af和設(shè)備利用率的方法是在三溝式氧化溝的設(shè)計中擴大中溝的比例，中溝的容積可占50%～70%或更多，單個邊溝的容積占 30%～50%。有資料表明，當(dāng)中溝的容積比例采用 50%和 70%時， 可分別達到 0.69 和 0.80，從而設(shè)備的利用率和污泥分布均勻得到提高。af計算實例1. 已知條件（1） 城市污水設(shè)計流量 Q=12000m3/d，臨界運行水溫 15℃，最高溫度25℃，PH=7.0～7.6。（2） 氧化溝進水水值：BOD 5=150mg/L，SS=126mg/L，TKN=28 mg/L，堿度（以 CaCO3計）=200 mg/L。（3） 要求二級出水水值：BOD 5=20mg/L，SS=20mg/L，TN≤10 mg/L，[NH 4+-N] ≤2 mg/L （設(shè)計按 TN=8mg/L，[NH 4+-N]= 1mg/L，生物處理出水中生物不可降解溶解性有機氮和出水 VSS 中喊有有機氮總量為2mg/L，[NO 3-N]= 5mg/L考慮） ，且污泥得到穩(wěn)定。2. 設(shè)計計算（1） 確定設(shè)計有關(guān)參數(shù)1) 污泥齡 c=30 天（考慮污泥得穩(wěn)定化要求） ；?2) 污泥含量 MLSS=4000 mg/L；3) fb= =0.7；MLSV4) 回流污泥含量 X1=10000 mg/L；5) 20 時反硝化速率 （NO 3—N / MLVSS）q D，20 =0.02 kg/（kg .d） ；?6) 反硝化溫度校正系數(shù) =1.09；?7) 污泥產(chǎn)率系數(shù)（VSS / BOD 5） Y=0.6kg /（kg。d） ；8) 內(nèi)源呼吸速率 Kd=0.05 d-1 ；9) 剩余污泥含水率 99.2 ；010) 曝氣池好氧 DO=2mg/L。（2） 好氧區(qū)容積計算1) 確定水中溶解性 BOD5確定出水中得溶解性 BOD5出水中 VSS=0.7SS=0.7×20=14 （mg/L）VSS 所需得 BODu=1.42×14（排放污泥中 VSS 所需得 BODU 通常為 VSS 的1.42 倍）VSS 所需得 BOD5=0.68×0.7×20×1.42=13.5 mg/ L出水中得溶解性 BOD5=20-13.5=6.52) 好氧區(qū)容積 V 好V 好 = m3；428305.17.04626.10 ????????）（ ）（）（ ）（ CdVekXSYQ?好氧水力停留時間：t 好 = =8.9 h；21048??好3) 缺氧區(qū)容積計算氧化溝生物污泥產(chǎn)量WV= dkgkSYQCde /413305.1.626.010 ???????）（）（ ?用于細胞合成得的 TNK=0.124 WV=0.124×1228=152.31 （kg/d）即 TKN 中有（51.2×1000）/12000=4.3（mg/L） 用于合成故需氧化得[NH 3-N]=20.7-5=15.7（mg/L）需還原得[NO 3-N]=10.43反硝化速率 ： q D=0.020×1.09（15-20） =0.013缺氧區(qū)容積 V 缺 ：所以 3517407.13.025mXqNVDT???缺缺氧池水力停留時間： t 缺 = =10.4 h；2Q缺4) 反應(yīng)池總?cè)莘e V = = =20006 m3；af缺好 ?48.05175) 總水力停留時間 t= =10 h（這是資料出錯，還未找到錯在那里）2410?6) 堿度平衡計算硝化消耗堿度 ： 7.14×20.7=148 （mg/L）反硝化產(chǎn)生堿度 ： 3.57×15.7=56（mg/L）去除 BOD5產(chǎn)生堿度： 0.1（S 0-Se）=0.1（150-6.5）=14（mg/L）剩余堿度=200-148+56+14=122 ＞100 （mg/L）滿足堿度需求；7) 實際需氧量計算碳化需氧量 ：D 1D1= ）（）（）（ dkgWSVe /194632.68.01524.68.0 3???????硝化需氧量 ：D 2D2=4.6Q·NO0=4.6×12000×20.7=1143 （㎏/d）反硝化脫氮產(chǎn)氧量 :D 3D3=2.6NT=2.6×12000×15.7=490（㎏/d）總需氧量 ：DD= D1+ D2- D3=1949+1143-490=2599（㎏/d）8) 標(biāo)準(zhǔn)需氧量：實際需氧量確定后，需轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)需氧量（R 0）以選取曝氣設(shè)備。其轉(zhuǎn)化公式為：????????202004.1???TTssc??式中 c——曝氣池溶解含量， mg/L；——標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下， T℃時清水中的飽和溶解氧含量，mg/L，其）（ Ts取值可參照下表，本例取 T=25℃時飽和溶解氧含量；——標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，20℃清水中的飽和溶解氧含量， mg/L；）（ 20sc——污水傳氧速率與清水傳氧速率之比，取值范圍為?0.5～0.95，本例取 =0.85； ——污水中飽和溶解氧與清水溶解氧含量之比，通常為?0.90～0.97，本例取 =0.95。??????dkgR /413202.138.945.087250 ?????標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下清水中的飽和溶解氧含量水溫/℃ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10飽和溶解氧含量/( mg/L)14.23 13.84 13.48 13.13 12.80 12.48 12.17 11.87 11.59 11.33水溫/℃ 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20飽和溶解氧含量/( mg/L)11.08 10.83 10.60 10.37 10.15 9.95 9.74 9.54 9.35 9.17水溫/℃ 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30飽和溶解氧含量/( mg/L)8.99 8.83 8.63 8.53 8.38 8.22 8.07 7.92 7.77 7.63注:其余溫度(0～30℃)下的飽和溶解氧含量利用內(nèi)差法確定,0℃時飽和溶解氧含量為 14.62 mg/L。9) 計算回流污泥量 氧化溝系統(tǒng)中，如果已知回流污泥的含量，就可以根據(jù)下面簡單的質(zhì)量平衡式，計算出維持 MLSS 的回流污泥流量，即 XQQXrr）（ ??0式中 ——回流污泥量， ；r dm3——污水流量， ；——進水 SS 含量， ；0XLg ——回流污泥含量， ；Xr Lmg——氧化溝中 NLSS 含量， 。根據(jù)上式，可得12000×126＋10000×Q r=（12000+Q r）×4000Qr=7748（ ）dm310) 剩余污泥量W= =413+（1-0.7）×0.126×12000-0.02×12000XWeV?1=1228+2000-667=2561 （㎏/d）污泥含水率 P=99.2 0剩余污泥得體積（濕污泥量）：。dmPwV3780.162)(10????剩