污水處理曝氣生物濾池設計計算，帶你走進設計世界
一、污水處理曝氣生物濾池設計條件

1、進水水質情況

Q=12000m³/d

COD≤60mg/L

BOD5≤30mg/L

總氮TN≤50mg/L（氨氮+亞硝酸鹽氮+硝酸鹽氮+有機氮）

總凱式氮KN≤40mg/L（氨氮+有機氮）

亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮：10 mg/L

氨氮25 mg/L

有機氮15 mg/L

2、采用硝化、反硝化生物脫氮工藝時，技術要求

采用硝化、反硝化生物脫氮工藝時，要求BOD5:TN＞4，當污水中碳源不足時，需要額外補充。碳源可采用甲醇、乙酸等碳源。投加甲醇作為反硝化碳源時，每1mg硝態(tài)氮需投加甲醇的量可按3mg計。

二、污水處理曝氣生物濾池工藝流程

外加碳源前置反硝化生物濾池脫氮工藝

三、污水處理曝氣生物濾池設計計算

1、反硝化生物濾池(DN池)計算

（1）按反硝化容積負荷法計算

A=W/H0

W=Q*▽CN/(1000*qTN)

式中：

A--濾池總面積（㎡）

W--濾料總體積（m³）

H0---濾料裝填高度（m）

▽CN--反硝化濾池進、出水硝酸鹽氮濃度差值（mg/L）

Q—設計污水流量（m³/d）

qTN—反硝化容積負荷（KgNO3--N）/m³.d

①進水硝酸氮濃度取*大值：50mg/L,出水取*小5mg/L,則▽CN為45mg/L

②反硝化容積負荷qTN=0.8 KgNO3--N/（m³.d），規(guī)范取值范圍為（0.8 -1.2）KgNO3--N/（m³.d）

③濾料總體積： W=Q*▽CN/(1000*qTN)=12000*45/（1000*0.8）=675m³

④濾料裝填高度：H0=3.5m，規(guī)范取值范圍為（2.5m-4.5m）

⑤濾池總面積：A=W/H0=675/3.5=193㎡

⑥濾池數(shù)量n=2座

⑦單池面積：W0=A/2=193/2=96.5㎡（單池面積＜100㎡），符合規(guī)范要求。

（2）按空床停留時間計算

A=QT/24q 

q= H0/t

式中：

A--濾池總面積（㎡）

QT –設計污水量與消化液回流量之和（m³/d）含

H0---濾料裝填高度（m）

t—空床水力停留時間（h），取值范圍20-30min

q—濾池水力表面負荷（m³/㎡.h），即濾速（取值范圍8.0-10），含回流

①混合液回流比R=μ/1-μ,取值范圍100%-400%，取200%

②q—濾池水力表面負荷，取8.0m³/（㎡.h），符合要求

③濾池總面積A=QT/24q =12000*3/（24*8）=187.5㎡

④空床停留時間t= H0/q=0.375h=22.5min（符合要求）

（3）反硝化生物濾池確定

①反硝化生物濾池面積確定

根據(jù)以上兩種方法計算濾池面積比較，選用較大者，則反硝化生物濾池總面積為193㎡，取值200㎡，數(shù)量2座，單池面積100㎡。

②濾池高度H= H0+h0+h1+h2+h3+h4

H0---濾料裝填高度（m）（取值范圍2.5-4.0m）

h0---承托層高度（m）（取值范圍0.3-0.5m）

h1---緩沖配水區(qū)高度（m）（取值范圍1.35-1.5m）

h2---清水區(qū)高度（m）（取值范圍1.0-1.5m）

h3---超高（m） （取值范圍0.3-0.5m）

h4---濾板厚度高（m）

設計濾池總高度H=7.0m

③反硝化生物濾池確定

尺寸：10000mm*10000mm*7000mm

數(shù)量：2座

結構：鋼混

（4）反硝化生物濾池反沖洗設計

（4.1）空氣沖洗強度：12-16L/㎡.S

  設計采用12L/㎡.S，單池沖洗空氣量Q=12*100=1200 L/S=72m³/min

（4.2）水沖洗強度4-6L/㎡.S

  設計采用4L/㎡.S，單池沖洗水量Q=4*100=400L/S=1440m³/h

（5）長柄濾頭設計

濾板規(guī)格：980*980*1000mm,濾頭數(shù)量：49個/塊

濾頭總數(shù)：100*49*2=9800個

（6）外加碳源設計

反硝化生物濾池每天去除硝酸氮的量為：45*12000/1000=540kg/d

每1mg硝態(tài)氮需投加甲醇的量可按3mg計，則甲醇每天的投加量為540kg/d*3=1620kg

2、硝化曝氣生物濾池（N池）計算

（1）按硝化容積負荷法計算

A=W/H0

W=Q*▽CTKN/(1000*qNH3-N)

式中：

A--濾池總面積（㎡）

W--濾料總體積（m³）

H0---濾料裝填高度（m）

▽CTKN –進、出硝化濾池凱式氮濃度差值（mg/L）

Q—設計污水流量（m³/d）

qNH3-N—硝化容積負荷（KgNH3-N）/m³.d

①進水總凱式氮濃度40mg/L,出水設計8mg/L,則▽CTKN為32mg/L

②硝化容積負荷qNH3-N =0.6 KgNH3-N/（m³.d），規(guī)范取值范圍為（0.6 -1.0）KgNH3-N/（m³.d）

③濾料總體積W=Q*▽CTKN /(1000*qNH3-N)=12000*32/（1000*0.6）=640m³

④濾料裝填高度：H0=3.5m，規(guī)范取值范圍為（2.5m-4.5m）

⑤濾池總面積：A=W/H0=640/3.5=182㎡

⑥濾池數(shù)量n=2座

⑦單池面積：W0=A/2=182/2=91㎡（單池面積＜100㎡），符合規(guī)范要求。

（2）按空床停留時間計算

A=Q/24q 

q= H0/t

式中：

A--濾池總面積（㎡）

Q –設計污水量（m³/d）

H0---濾料裝填高度（m）

t—空床水力停留時間（h），取值范圍30-45min

q—濾池水力表面負荷（m³/㎡.h），即濾速（取值范圍3-12）

①空床停留時間t取40min=0.67h（符合要求）

②濾池水力表面負荷q= H0/t=3.5/0.67=5.2 m³/(㎡.h）.符合要求

③濾池總面積A=Q/24q =12000/（24*5.2）=96㎡

④空床停留時間t= H0/q=0.375h=22.5min（符合要求）

（3）反硝化曝氣生物濾池確定

①反硝化生物濾池面積確定

根據(jù)以上兩種方法計算濾池面積比較，選用較大者，則反硝化生物濾池總面積為182㎡，取值190㎡，單池面積95㎡，數(shù)量2座。

②濾池高度H= H0+h0+h1+h2+h3+h4

H0---濾料裝填高度（m）（取值范圍2.5-4.0m）

h0---承托層高度（m）（取值范圍0.3-0.5m）

h1---緩沖配水區(qū)高度（m）（取值范圍1.35-1.5m）

h2---清水區(qū)高度（m）（取值范圍1.0-1.5m）

h3---超高（m） （取值范圍0.3-0.5m）

h4---濾板厚度高（m）

設計濾池總高度H=7.0m

③反硝化曝氣生物濾池確定

尺寸：10000mm*9500mm*7000mm

數(shù)量：2座

結構：鋼混

（4）硝化曝氣生物濾池反沖洗設計

（4.1）空氣沖洗強度：12-16L/㎡.S

設計采用12L/㎡.S，單池沖洗空氣量Q=12*95=1140 L/S=68.4m³/min，風壓：58.8Kpa

（4.2）水沖洗強度4-6L/㎡.S

設計采用4L/㎡.S，單池沖洗水量Q=4*95=380L/S=1368m³/h

（5）長柄濾頭設計

濾板規(guī)格：980*980*1000mm,濾頭數(shù)量：36個/塊

濾頭總數(shù)：95*36*2=6840個

（6）曝氣系統(tǒng)設計

曝氣系統(tǒng)采用單孔膜空氣擴散器

規(guī)格：Φ60*45mm

要求：36個/㎡

總數(shù)量：6840個

通氣量：0.2-0.3m³/h

曝氣量：0.3*6840=2052 m³/h=34.2 m³/min

風壓：53.9Kpa

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