污水处理CASS池设计计算教案资料Word下载.docx
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排水比:
入=丄=丄=0.4
m2.5
(2)BOD-污泥负荷(或称BOD-SS负荷率)(Ns)
Ns=K2Sef
Ns——BOD污泥负荷(或称BOD-SS负荷率),kgBOD/(kgMLSSd);
&
――有机基质降解速率常数,L/(mg•),生活污水&
取值范围为0.0168-
0.0281,本水厂取值0.0244;
n有机基质降解率,%
_SaSe
n=—
Sa
混合液中挥发性悬浮固体与总悬浮固体浓度的比值,一般在生活污水中,
f值为0.7-0.8,本水厂设计选用0.75。
代入数值,得
尸皆9「7%,之后把本数值代入得Ns=3^=°
.2
kgBOD(kgMLSSd)
(3)
24S。
NsmNw
24120
0.22.53200
1.8h
曝气时间Ta
式中Ta—曝气时间,h
S—进水平均BOD5,mg/L
m—排水比1/m=1/2.5
Nw—混合液悬浮固体浓度(MLSS):
X=3200mg/L
⑷沉淀时间Ts
活性污泥界面的沉降速度与MLSS浓度、水温的关系,可以用下式进行计
算。
Vmax=7.4W4^tXo-1.7(MLSSW3000)
4-126
Vmax=4.6X04X<
o(MLSS》3000)
式中Vmax—活性污泥界面的初始沉降速度。
t—水温,°
C
Xo—沉降开始时MLSS的浓度,Xo=Nw=3200mg/L,
Vmax=4.6W4X3200-1'
26=1.76m/s
沉淀时间Ts用下式计算
式中Ts—沉淀时间,h
H—反应池内水深,m
—安全高度,取1.2m
(5)排水时间Td及闲置时间Tf
根据城市污水处理厂运行经验,本水厂设置排水时间TD取为0.5h,闲置时
间取为0.1h。
运行周期T=Ta+Ts+TD+Tf=4h
24
每日运行周期数n=—=6
4
(6)CASS池容积V
CASS也容积采用容积负荷计算法确定,并用排水体积进行复核。
(i)采用容积负荷法计算:
VQ(SaS©
NeNwf
式中:
C—城市污水设计水量,nVd;
Q=14400n/d;
Nw—混合液MLSS亏泥浓度(kg/m3),本设计取3.2kg/m3;
Ne—BOD污泥负荷(kgBODs/kgMLSSd),本设计取
0.2kgBOD/kgMLSSd;
Sa—进水BOD浓度(kg/L),本设计Sa=120mg/L;
Se—出水BOD浓度(kg/L),本设计Se=10mg/L;
f—混合液中挥发性悬浮固体浓度与总悬浮固体浓度的比值,本设计
取0.75;
贝
14400(12010)1033
V3300m3
0.23.20.75
3300
本水厂设计CASS池四座,每座容积m3
(ii)排水体积法进行复核
单池容积为VimQ
25
14400
1500
(m3)
nN
64
反应池总容积V4Vi
41500
6000
式中V—单池容积,m3
n—周期数;
N—池数;
Q—平均日流量,m3/d
由于排水体积法计算所得单池容积大于容积负荷法计算所得,因此单池容
积应按最大容积值计,否则将不满足水量运行要求,则单池容积Vi=1500m3,
反应池总容积V=6000m3。
(7)CASS也的容积负荷
CASS池工艺是连续进水,间断排水,池内有效容积由变动容积(Vi)和
固定容积组成,变动容积是指池内设计最高水位至滗水器最低水位之间高度
(Hi)决定的容积,固定容积由两部分组成,一是活性污泥最高泥面至池底之间高度(H3)决定的容积(V3),另一部分是撇水水位和泥面之间的容积,它是防止撇水时污泥流失的最小安全距离(H2)决定的容积(V2)。
CASS也总有效容积V(m3):
V=nix(Vi+V2+V3)
(i)池内设计最高水位至滗水机排放最低水位之间的高度,Hi(m);
QH
HiNV
式中:
N——日内循环周期数,N=6;
H池内最高液位H(m),本设计H=4.0m。
(H)滗水结束时泥面高度,H3(m
已知撇水水位和泥面之间的安全距离,H2==i.2m;
H3=H-(Hi+H2)=4-i.6-i.2=i.2m
(iii)SVI—污泥体积指数,(ml/g)
h3
svi=—HNw
代入数值,则
3
SVI=93(ml/g),此数值反映出活性污泥的凝
43.2
聚、沉降性能良好。
(8)CASS也外形尺寸
B—池宽,mB:
H=1—2,取B=8m8/4=2,满
足要求;
满足要求。
取池体超高0.5m,贝UH)=H+0.5=4.5m
(iii)微生物选择区Li,(m
CASS池中间设1道隔墙,将池体分隔成微生物选择区(预反应区)和主反
应区两部分。
靠进水端为生物选择区,其容积为CASS也总容积的10流右,另
部分为主反应区。
选择器的类别不同,对选择器的容积要求也不同。
Li=10%L=10%47=4.7m
(iv)反应池液位控制
mi251
排水结束时最低水位h1442.4(m)
基准水位h2为4.0m;
超高0.5m;
保护水深=1.2m。
污泥层高度hs①2.41.21.2(m)
贝撇水水位和泥面之间的安全距离,H2=hs=1.2m
(9)连通孔口尺寸
时连通孔的数量取为3。
(i)连通孔面积Ai
Ai按下式进行计算:
U—孔口流速,取U=70m/h
将各数值代入,计算得:
(ii)孔口尺寸设计
(10)复核出水溶解性BOD5
处理水中非溶解性B0D5的值:
DOD5=7.1bXaCe
Ce——处理水中悬浮固体浓度10mg/L
Xa——活性微生物在处理水中的所占比例取0.4
b微生物自身氧化速率
普通负荷:
0.4
高负荷:
0.8
延时曝气系统:
0.1
本设计取0.4
DOD5=7.10.075X0.4Xl0=2.13mg/L
故水中溶解性DOD5要求小于10—2.13=7.87mg/L
而该设计出水溶解性DOD5:
Se=
24K2NWfTAn
=24120
=240.024432000.751.86
=4.38mg/L
设计结果满足设计要求。
(11)计算剩余污泥量
理论分析,知温度较低时,产生生物污泥量较多。
本设计最冷时是冬季平均
最冷温度是0.2C。
02C时活性污泥自身氧化系数:
ton
Kd(0.2)=Kd(20)t
=0.028
1000fSnN
剩余生物污泥量"
XV=YQ需-Kd(0.2)ViNW
=0.6X14400X1204.38-0.028X1500X3200X0.75X1.8
1000100024
=817.52kg/d
剩余非生物污泥量:
CC
△Xs=Q(1-fbf)X0—e
1000
28610
=14400X(1-0.7X0.75)X——
=1887.84kg/d
公式中,fb――进水VSS中可生化部分比例,取fb=0.7;
剩余污泥总量:
X=△Xv+AXs=817.52+1887.84=2705kg/d
剩余污泥浓度Nr:
Nw32003
Nr=—5333mg/L5.333kg/m
110.4
剩余污泥含水率按99.3%计算,湿污泥量为2705510.4m3/d
5.3
(12)复核污泥龄
=1
C=YNsKd
c——污泥龄
0.50.20.07
=33d
硝化所需最小污泥龄:
c?
N
硝化所需最小污泥龄
-1
d;
n=(1/)X1.103(15-t)Xfs
硝化细菌的增长速率d-1:
T=0.2摄氏度时,取为0.35;
fs——安全系数:
为保证出水氨氮小与5mg/L取2.3〜3.0;
取2.3;
T――污水温度:
取冬季最不利温度0.2摄氏度。
n=(1/)X1.103(15-T)xfs
=(1/0.35)X1.103(15-0.2X2.3
=28d
经校核,污泥龄满足硝化要求。
(13)需氧量
设计需氧量包括氧化有机物需氧量,污泥自身需氧量、氨氮硝化需氧量及出水带走的氧量。
设计需氧量考虑最不利情况,按夏季时高水温计算设计需氧量。
(i)氧化有机物需氧量,污泥自身需氧量O1以每去除1kgBOD需要
0.48kgOa的经验法计算
0.4814400
12010
103
0.146000320010
=3448(kg02/d)
式中Oa—需氧量,kgO2/d;
0.42
0.11
a'
—活性污泥微生物每代谢1kgBOD需氧量,一般生活污水取为kk〜0.53kg,本设计取0.48kg;
b'
—1kg活性污泥每天自身氧化所需要的氧量,一般生活污水取为kk〜0.188kg,本设计取0.12kg。
(ii)氨氮硝化需氧量Q按下式计算;
Ob457QNkNke0.12VNwf
/、360003.20.75
=4.57[14400X(36-5)X10-3-0.12X]
33
=1801kO2/d)
式中4.57—氨氮的氧当量系数;
Nk—进水总凯氏氮浓度,g/L;
Nke—出水总凯氏氮浓度,g/L;
XV—系统每天排出的剩余污泥量,kk/d;
总需氧量
O总OaOb344818015249kk/d=218.7kg/h
(14)标准需氧量
标准需氧量计算公式:
SOR=
AORCs(2o)
。
时)C)1.024(T20)
Csb(T)=Cs(T)(Pb)
Ot=
21(1Ea)
7921(1Ea)
2.02610542
Pa
5
1.01310
式中SOR——水温20C,气压1.103X105pa时,转移到曝气池混合液的总氧
量,kg/h;
AOR在实际条件下,转移到曝气池混合液的总氧量,kg/h;
Cs(20)——20C时氧在清水中饱和溶解度,取Ca(20)=9.17mg/L;
――杂质影响修正系数,取值范围=0.78〜0.99,本例选用=0.90;
含盐量修正系数,本例取=0.95;
――气压修正系数;
Pa——所在地区大气压力,Pa;
T――设计污水温度,本设计考虑最不利水温,夏季T=27.3C;
Csb(t)设计水温条件下曝气池内平均溶解氧饱和度mg/L;
Cs(T)――设计水温条件下氧在清水中饱和溶解度,水温27.3C时,CS(27.3)
=8.02;
..3
Pb——空气扩散装置处的绝对压力,pa,Pb=P+9.8X10H;
P——大气压力,P=1.013X105;
H――空气扩散装置淹没深度,取微孔曝气装置安装在距池底0.5m处,淹没
深度3.5m;
Ot——气泡离开水面时,氧的百分比,%;
Ea――空气扩散装置氧转移效率,本设计选用水下射流式扩散装置,氧转移
效率Ea按26%计算;
C――曝气池内平均溶解氧浓度,取C=2mg/L。
工程所在地(郑州地区)海拔高度110m,大气压力p为0.99X105pA,压力修正系数:
p
1.013105
=0.90
0.99105
Pb=P+9.8X10H
=1.013X105+9.8X103X3.5
21(1EJ
X100%=16.4%
=1.356X105(Pa)
Pb
bOt
CSb(27.3)=Cs(27.3)(5+)
2.0661042
=8.02X(1.35610516.4)
=8.40mg/L
AORcs(20)
标准需氧量SOR:
SOR=(Csb(20)C)1.02410(27.320)
218.78.02
0.90(0.950.908.402)1.024(27.320)
=316.3kg/h
空气扩散装置的供气量,可通过下式确定:
G=SOR=316.3=4055m3/h
0.3EA0.30.26
(15)空气管系统设计
曝气系统管道布置方式为,相邻的两个廊道的隔墙上设两根干管,共四根
干管,在每根干管上设5条配气竖管,全曝气池共设4X5=20条配气竖管。
每根
竖管的配气量为:
202.75m3/h
20
曝气池平面面积为:
48(474.7)1353.6m
每个空气扩散器的服务面积按1.0m3计,则所需空气扩散器的总数为:
1353.6人
1354个
1.0
为安全计,本设计采用1400个空气扩散器,每个竖管上安设的空气扩散器的数目为:
140070个
每个空气扩散器的配气量为
图2-6曝气系统管道布置图
空气管道的流速,一般规定为:
干、支管为10~15m/s,通向空气扩散装置
的竖管、小支管为4~5m/s。
根据对于管道流速的规定,确定本设计管道系统各管段管径为:
1~2段
DN50mm,2~3段DN75mm,3~4段DN100mm,4~5段DN150mm,5~6段DN200mm,6~7段DN300mm。
空气管道一般敷设在地面上,接入曝气池的管道,应高出池水面0.5m以免
产生回水现象。
(16)污泥回流系统、剩余污泥系统排出系统设计
(i)污泥回流系统
污泥回流比按50%设计,每天回流污泥量Q50%144007200m3/d
每周期回流污泥量Q'
Q1200昇,而每周期T=4h,本设计回流污泥进
泥时间每周期取t=2h,
回流污泥泵在运行过程中是间歇运行的。
则单格CASS也
Q'
T
进泥流量为q
t
1200
150m3/h,根据流量选用污泥回流泵型号:
44
2
150QW150-15-15出口直径150mm重量360kg,每座CASS也内设该种泵一台。
出泥管管径取d=250mm
(ii)剩余污泥排出系统
由上述计算知道,剩余污泥产生量Q=510.4m3/d,每个周期单个池体产生
的污泥量qn2^咒21-3m3,每个周期排泥时间利用周期后询,则泵的流量为:
42.6m3/h。
根据流量选用剩余污泥泵型号:
50QW42-9-22,出口直
径d=50mm,重量70kg,每座CASS也内设该种泵一台。
出泥管管径取150mm
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