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kd――污泥自身氧化率,0.05
So——总进水BOD5(kg/m3)
Se——二沉出水BOD5(kg/m3)
XMLVSS——挥发性悬浮固体(kg/m3)
No——总进水氨氮
Ne——二沉出水氨氮
Q——总进水水量m3/d
每氧化ImgNH4+-N需消耗碱度7.14mg;
每还原ImgNO3—-N产生碱度3.57mg;
去除ImgBOD5产生碱度O.lmg。
剩余碱度SALK1=进水碱度-消化消耗碱度+反消化产生碱度+去除BOD5产生碱度
假设生物污泥中含氮量以12.4%计,贝
每日用于合成的总氮=0.124*4399=545
即,进水总氮中有545*1000/44000=12.4mg/L被用于合成被氧化的
NH4+-N。
用于合成被氧化的NH4+-N:
(进水氨氮量一出水氨氮量)用于合成的总氮量
=56-2-12.4
=41.6mg/L
所需脱硝量=(进水总氮-出水总氮)-28=68-12-12.4=43.6mg/L
需还原的硝酸盐氮量:
因此,反消化脱氮产生的氧量
D32.86Nt2.86545.61560kgO2/d
总需氧量:
=9607+8365-1560=16412kgO2/d
最大需氧量与平均需氧量之比为1.4,则
16412
440000.2480.003
1.5kgO2/kgBOD5
(2)标准需氧量
采用鼓风曝气,微孔曝气器。
曝气器铺设于池底,距池底0.2m,淹没深度7.8m,氧转移效率Ea=20%,计算温度T=25C,将实际需氧量AOR换算成标准状态下的需氧量SOR。
式中:
p—气压调整系数,
所在地区实际大气压为1.00X105Pa
Cx—曝气池内平均溶解氧,取Cx=2mg/L;
查得水中溶解饱和度:
Cs(20)=9.1mg/L
微孔曝气器的空气扩散气出口处绝对压为:
空气离开好氧反应池时氧的百分比:
反应池中平均溶解氧饱和度:
Csm(20)CS20Pb5
2.06610542
1.55210517.54
9.15
10.6mg/L
164129.1
2020
标准需氧量为SOR0.820.950.98710.621.024
SOR=22941kgO2/d=956kgO2/h
相应最大时标准需氧量:
SORmax1.4SOR=1338kgO2/h
好氧反应池平均时供气量:
最大时供气量:
Gsmax1.4Gs1.41593322306m3/h
方法二:
(1)曝气池的需氧量
曝气池中好氧微生物为完成有机物的降解转化作用,必须有足够量的溶解氧
的参与。
好氧生物处理含碳有机物可用两种方法计算。
第一种方法,将好氧微生物所需的氧量分为两部分:
即微生物对有机物质进
行分解代谢和微生物本身的内源呼吸过程所需要的氧,见式(2-2-41)和
(2-2-43)。
这两部分氧量之和即为生物处理需氧,见式(2-2-48)。
O2a/Q(S0Se)b/XvV(2-2-48)
=0.475X44000X(0.248-0.003)+0.149X1.75X1060
=7884
O2曝气池混合液需要的氧量,kgO2/d;
So——曝气池进水BOD5浓度,kgBOD5/m3;
Se——处理出水BOD5浓度,kgBOD5/m3;
V——曝气池体积,m3;
Xv――曝气池挥发性悬浮固体,kgMLVSS/m3;
a/――微生物分解代谢单位重量BOD5的需氧量,kgO2/kgBOD5,对生活污水a/值的范围为0.42〜0.53;
b/单位重量微生物内源呼吸自身氧化的需氧量,kgO2/kg
MLVSSd,b/值的范围为0.11〜0.188d-1。
第二种方法可以从污水的BOD5和每日排放的剩余污泥量来进行估算。
假
设所去除的BOD5最后都转变成最终产物,总需氧量可由BODu来计算(BODu是总碳氧化需氧量),由于部分BOD5转变为剩余污泥中的新细胞,所以剩余污泥中BODu必须从总需氧量中扣除,剩余污泥的需氧量等于1.42X剩余污泥量。
因此,采用式(2-2-49))计算去除含碳有机物的需氧量。
°
?
Q(S。
Q)M22
fc(2-2-49)
=14096kgO2/d
Q处理的污水量,m3/d;
S0——曝气池进水BOD5浓度,kgBOD5/m3;
V——曝气池体积=(2650.25*4=10601m3)
Xv——曝气池挥发性悬浮固体,kgMLVSS/m3;
f——B0D5和BODu的转化系数,约为0.68;
1.42——细菌细胞的氧当量;
0c设计污泥龄,14。
考虑到减轻好氧污染物质对水体污染,国家对排入水体的NH4+-N的浓度做出了限制,在《城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)》中对出水的NH4+-N的浓度有明确要求,如对城市污水,一级标准A:
NH4+-N的浓度<5mg/L(以氮计,水温>12°
C),和W8mg/L(以氮计,水温w12°
C);
一级标准B:
NH4+-N的浓度w8mg/L(以氮计,水温〉12C),和<15mg/L(以氮计,水温w12C)0
在好氧生物处理中,降低NH4+-N的浓度的方法是硝化,即把NH4+-N氧化为NO3--N。
硝化过程的需氧,以化学计量为依据,转换每kg的NH4+-N,理论上需要4.57kg的氧。
此外,在生物处理系统设计时中,常需要进行反硝化脱氮,即,将NO3--N将转化N2。
此过程中由于NO3--N作为电子受体,自然降低了氧在系统中的需要量,化学计量系数为2.86kgO2/kgNO3--N。
因此,硝化和反硝化,即为
NH4+-N转化为N2过程中净的需氧量可表示为式。
O2NDN4.57Q(N。
Ne)2.86Q(N。
肌NO3)
(2-2-50)
=5070kgO2/d
O2n-dn――生物反应池进行硝化反硝化需要的净氧量,kgO2/d;
No——进水可氧化的氮浓度,kg/m3;
56
Ne——出水可氧化的氮浓度,kg/m3;
NO3-——出水中的NO3--N浓度,kg/m3;
4.57——化学计量系数,单位为kgO2/kgNH4+-N;
2.86——化学计量系数,单位为kgO2/kgNO3--N。
在污水中由于还有一些还原性物质的存在,当它们的浓度较高时,要详细计算氧
的消耗量。
例如,当水中出现硫化氢时,其氧化关系
H2S202H2SO4
综上所述,当生物处理以含碳有机物去除为目的时,需氧量采用式(2-2-48)
或式(2-2-49)计算;
当生物处理既要求去除含碳有机物,又要求去除氮时,需氧量采用式(2-2-48)或式(2-2-49)与式(2-2-50)相加,此时总的需氧量O2total采用式(2-2-52)进行计算。
O2totalO2O2NDN(2-2-52)
=(14096+5070=19167方法二)kgO?
"
(7884+5070=12954方
法一)
曝气器铺设于池底,淹没深度5.5m,氧转移
效率Ea=20%,计算温度T=20C,将实际需氧量AOR换算成标准状态下的需
氧量SORo
SOR
AORCs20
CsmTCl1.024T20
式中:
p气压调整系数,
Cs(20)――水中饱和溶解度
H――曝气器淹没深度,mo
所在地区实际大气压为1.0X105Pa
Cs(2o)=9.1mg/L
微孔曝气器的空气扩散气出口处绝对压为:
53535
Pb1.013109.810H1.013109.8105.51.55210Pa
反应池中平均溶解氧饱和度:
9.1咤卫;
2.066105
17.54
42
191679.1
0.820.950.98710.621.024
SORmax1.4SOR=1563kgO2/h
SOR—
1116—
Gs
100
18600m3/h
0.3Ea
0.320
Gsmax1.4Gs1.41208326040m3/h
(三)室外排水规范
生物反应池中好氧区的污水需氧量,根据去除的五日生化需氧量、氨氮的硝
化和除氮等要求,宜按下列公式计算:
02=0.001aQ(So—Se)—cZXv+b[0.001Q(Nk—Nke)—0.12△Xv]
—0.62b[0.001Q(Nt—Nke—Noe)—0.12△Xv]
O2—污水需氧量(kgO2/d);
Q—生物反应池的进水流量(m3/d);
44000
So—生物反应池进水五日生化需氧量浓度(mg/L);
248
Se—生物反应池出水五日生化需氧量浓度(mg/L);
3
△Xv—排出生物反应池系统的微生物量;
(kg/d);
Nk—生物反应池进水总凯氏氮浓度(mg/L);
68
Nke—生物反应池出水总凯氏氮浓度(mg/L);
12
Nt—生物反应池进水总氮浓度(mg/L);
Noe—生物反应池出水硝态氮浓度(mg/L);
8
△—排出生物反应池系统的微生物中含氮量(kg/d);
a—碳的氧当量,当含碳物质以BOD5计时,取1.47;
b—常数,氧化每公斤氨氮所需氧量(kgO2/kgN),取4.57;
c—常数,细菌细胞的氧当量,取1.42。
Yt—污泥产率系数(kgMLSS/gBOD5),宜根据试验资料确定。
无试验资料时,系统有初次沉淀池时取0.3,无初次沉淀池时取0.6〜1.0;
y—MLSS中MLVSS所占比例;
O2=0.001aQ(So—Se)—c△Xv+b[0.001Q(Nk—Nke)—0.12△Xv]
—0.62b[0.001Q(Nt—Nke—Noe)—0.12ZXV]=21123-2.31△Xv
-4.57*0.12△-0.62*4.57*0.001*44000*(68-12-8)+0.62*4.57*0.12ZXv
=15847-1.42*△Xv+11260-0.548ZXv-5984+0.340ZXv
=21159-1.628△Xv△Xv=y*Q*(So—Se)*0.001*yt
=0.7*44000*0.245*0.3=2264kg/d
因此02=17473kgO2/d
效率Ea=20%,计算温度T=20C,将实际需氧量AOR换算成标准状态下的需
p气压调整系数,
Cx——曝气池内平均溶解氧,取Cx=2mg/L;
因此
1.013105
Pb1.0131059.8103H1.0131059.81035.51.552105Pa
Ot
好氧
211Ea
79211Ea
10000
21120°
。
792112000
10000
17.5400
c,1.55210517.54
174739.1
0.82
0.950.98710.621.0242020
SOR=24425kgO?
=1018kgOz/h
1018—
16967m3/h
Gsmax1.4Gs1.41696723753m3/h
方法一结果:
Gs=15933m3/h
方法二结果:
Gs=18600m3/h
方法三结果:
Gs=16967m3/h
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