曝氣系統(tǒng)設(shè)計計算-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN曝氣系統(tǒng)設(shè)計計算方法一(1)設(shè)計需氧量AORAOR=去除BOD5需氧量-剩余污泥中BODu氧當(dāng)量+NH4+-N消化需氧量-反消化產(chǎn)氧量碳化需氧量：0.68D='G0-%)-1.42P=4W°°x(°248—0.003)_1.42^4399=9607QgO/d)10.68*0682P=YQ(S0-S)-KdxVxXmlvss=X44000X()X4X15=4399kg/d消化需氧量：0.68D2=4.57Q(N0-N)-4.57x12.4匕xP1=4.57x44000x(56-2)x4.57x12.4%x43991000=8365kgO2/dD1——碳化需氧量(kgO2/d)D2——消化需氧量(kgO2/d)P——剩余污泥產(chǎn)量kg/dY污泥增值系數(shù)，取。kd污泥自身氧化率，。S——總進(jìn)水BOD5(kg/m3)S二沉出水BOD5(kg/m3)X——揮發(fā)性懸浮固體(kg/m3)MLVSS

N0總進(jìn)水氨氮Ne——二沉出水氨氮Q總進(jìn)水水量m3/d每氧化1mgNH4+-N需消耗堿度；每還原1mgNO3--N產(chǎn)生堿度；去除1mgBOD5產(chǎn)生堿度。剩余堿度SALK1=進(jìn)水堿度-消化消耗堿度+反消化產(chǎn)生堿度+去除BOD5產(chǎn)生堿度假設(shè)生物污泥中含氮量以％計，則：每日用于合成的總氮=*4399=545即，進(jìn)水總氮中有545*1000/44000=L被用于合成被氧化的NH4+-N。用于合成被氧化的NH4+-N：=（進(jìn)水氨氮量一出水氨氮量）-用于合成的總氮量=L所需脫硝量=（進(jìn)水總氮-出水總氮）-28==L需還原的硝酸鹽氮量:44000x12.4Eg1000=545.6mg/L因此，反消化脫氮產(chǎn)生的氧量:1000D3=2.86%=2.86x545.6=1560kgOJd總需氧量：AOR=D1+D2-D3=9607+8365-1560=16412kgO2/d最大需氧量與平均需氧量之比為，則maxAOR=1.4R=1.4x16412=22977kgO2/d=957kgO2/h去除每1kgBOD5的需氧量=q（AO二）_16412=44000(0.248-0.003)

(2)標(biāo)準(zhǔn)需氧量max采用鼓風(fēng)曝氣，微孔曝氣器。曝氣器鋪設(shè)于池底，距池底，淹沒深度，氧轉(zhuǎn)移效率Ea=20%，計算溫度T=25°C，將實際需氧量AOR換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的需氧量SOR。,AORxC..SOR=\Go)__-—-av|3pC.-C/x1.024(t-20)sm(T)L式中：P—?dú)鈮赫{(diào)整系數(shù)，所在地區(qū)實際大氣壓為X105Pa所在地區(qū)實際氣壓p所在地區(qū)實際氣壓p==0.9871.013x105CX—曝氣池內(nèi)平均溶解氧，取CX=2mg/L；查得水中溶解飽和度：cs(20)=l微孔曝氣器的空氣擴(kuò)散氣出口處絕對壓為:Pb=1.013x105+9.8x103xH=1.013x105+9.8x103x5.5=1.552x105Pa空氣離開好氧反應(yīng)池時氧的百分比:好氧O=21(1-E)x1000，=21(1-2000)x1000，=17.54(/t79+2111-Ea)79+21(1-2000)%七反應(yīng)池中平均溶解氧飽和度：Csm(20)=Cs(20)^2.066乂105+還j=9.1x'1.552x10517.54、、2.066x105+=9.1x-、、一、_16412x9.1標(biāo)準(zhǔn)需氧量為SOR-0.82x〔0.95x0.987X10.6—2〕x1.024伽-20)SOR=22941kgOJd=956kgO2/h相應(yīng)最大時標(biāo)準(zhǔn)需氧量：SORmax=Wkfo2/h好氧反應(yīng)池平均時供氣量：SOR975G=03Ex100=兩一20x100=15933m3/hA最大時供氣量：G=1.4G=1.4x15933=22306m3/h方法二(1)曝氣池的需氧量曝氣池中好氧微生物為完成有機(jī)物的降解轉(zhuǎn)化作用，必須有足夠量的溶解氧的參與。好氧生物處理含碳有機(jī)物可用兩種方法計算。第一種方法，將好氧微生物所需的氧量分為兩部分：即微生物對有機(jī)物質(zhì)進(jìn)行分解代謝和微生物本身的內(nèi)源呼吸過程所需要的氧，見式(2-2-41)和(2-2-43)。這兩部分氧量之和即為生物處理需氧，見式(2-2-48)。O2=a/-Q-(S0—S)+b/-X"V(2-2-48)=X44000X()+XX10601=7884式中：o2——曝氣池混合液需要的氧量，kgO2/d；Q處理的污水量，m3/d；S0——曝氣池進(jìn)水BOD5濃度，kgBOD5/m3；Se——處理出水BOD5濃度，kgBOD5/m3；

V曝氣池體積，m3；X——曝氣池?fù)]發(fā)性懸浮固體，kgMLVSS/m3；a——微生物分解代謝單位重量BOD5的需氧量，kgo2/kgbod5,對生活污水a(chǎn)/值的范圍為?；b/——單位重量微生物內(nèi)源呼吸自身氧化的需氧量，kgO2/kgMLVSS?d,b/值的范圍為?d-1。第二種方法可以從污水的BOD5和每日排放的剩余污泥量來進(jìn)行估算。假設(shè)所去除的BOD5最后都轉(zhuǎn)變成最終產(chǎn)物，總需氧量可由BODu來計算（BODu是總碳氧化需氧量），由于部分BOD5轉(zhuǎn)變?yōu)槭Ｓ辔勰嘀械男录?xì)胞，所以剩余污泥中BODu必須從總需氧量中扣除，剩余污泥的需氧量等于x剩余污泥量。因此，采用式（2-2-49））計算去除含碳有機(jī)物的需氧量。X?V―V(2-2-49)(2-2-49)=14096kgO2/d式中：o2——曝氣池混合液需要的氧量，kgO2/d；Q處理的污水量，m3/d；S0——曝氣池進(jìn)水BOD5濃度，kgBOD5/m3；Se——處理出水BOD5濃度，kgBOD5/m3；V曝氣池體積=（*4=10601m3）XV——曝氣池?fù)]發(fā)性懸浮固體，kgMLVSS/m3；f——BOD5和BODu的轉(zhuǎn)化系數(shù)，約為；——細(xì)菌細(xì)胞的氧當(dāng)量；ec——設(shè)計污泥齡，14?？紤]到減輕好氧污染物質(zhì)對水體污染，國家對排入水體的NH4+-N的濃度做出了限制，在《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB18918-2002）》中對出水的NH4+-N的濃度有明確要求，如對城市污水，一級標(biāo)準(zhǔn)A：NH4+-N的濃度＜5mg/L（以氮計，水溫＞12°C），和＜8mg/L（以氮計，水溫＜12°C）；一級標(biāo)準(zhǔn)B：NH4+-N的濃度＜8mg/L（以氮計，水溫＞12°C），和＜15mg/L（以氮計，水溫＜12C）。在好氧生物處理中，降低NH4+-N的濃度的方法是硝化，即把NH4+-N氧化為NO3--N。硝化過程的需氧，以化學(xué)計量為依據(jù)，轉(zhuǎn)換每kg的NH4+-N，理論上需要的氧。此外，在生物處理系統(tǒng)設(shè)計時中，常需要進(jìn)行反硝化脫氮，即，將NO3--N將轉(zhuǎn)化N2。此過程中由于NO3--N作為電子受體，自然降低了氧在系統(tǒng)中的需要量，化學(xué)計量系數(shù)為kgNO3--N。因此，硝化和反硝化，即為NH4+-N轉(zhuǎn)化為N2過程中凈的需氧量可表示為式。O2ndn=4.57Q-（N0-N）-2.86Q-（N0-N-NO-）（2-2-50）=5070kgO2/d式中：O2N-DN——生物反應(yīng)池進(jìn)行硝化反硝化需要的凈氧量，kgO2/d；Q處理的污水量，m3/d；N0——進(jìn)水可氧化的氮濃度，kg/m3；56Ne——出水可氧化的氮濃度，kg/m3；NO3-——出水中的NO3--N濃度，kg/m3；——化學(xué)計量系數(shù)，單位為kgO2/kgnh4+-n；——化學(xué)計量系數(shù)，單位為kgO2/kgno3--n。在污水中由于還有一些還原性物質(zhì)的存在，當(dāng)它們的濃度較高時，要詳細(xì)計算氧的消耗量。例如，當(dāng)水中出現(xiàn)硫化氫時，其氧化關(guān)系H2S+2O2—H2SO4綜上所述，當(dāng)生物處理以含碳有機(jī)物去除為目的時，需氧量采用式（2-2-48）或式（2-2-49）計算；當(dāng)生物處理既要求去除含碳有機(jī)物，又要求去除氮時，需氧量采用式（2-2-48）或式（2-2-49）與式（2-2-50）相加，此時總的需氧量O2total采用式（2-2-52）進(jìn)行計算。O2〃疽"O2N-DN（2-2-52）=（14096+5070=19167方法二）kgOJd（7884+5070=12954方法一）(2)標(biāo)準(zhǔn)需氧量采用鼓風(fēng)曝氣，微孔曝氣器。曝氣器鋪設(shè)于池底，淹沒深度，氧轉(zhuǎn)移效率Ea=20%，計算溫度T=20°C，將實際需氧量AOR換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的需氧量SOR。AORxCSOR(卞(20』av|3pC.-C/x1.024(t-20)sm(T)L式中：SORP——?dú)鈮赫{(diào)整系數(shù)，Cs(20)——水中飽和溶解度CX——曝氣池內(nèi)平均溶解氧，取CX=2mg/L；H——曝氣器淹沒深度，m。所在地區(qū)實際大氣壓為X105Pa因此=所在地區(qū)實際氣壓=0987P1.013x105.查得水中溶解飽和度：cs(20)=l微孔曝氣器的空氣擴(kuò)散氣出口處絕對壓為:Pb=1.013x105+9.8x103xH=1.013x105+9.8x103x5.5=1.552x105Pa空氣離開好氧反應(yīng)池時氧的百分比:好氧21(1-E好氧21(1-E)79+21(1-E)x100《=21G-200)79+21G-200)x010000=17.540.0反應(yīng)池中平均溶解氧飽和度：Csm(20)=C(POL、——b—+—s(2。)"2.066x10542=9.1x(1.552x10517.54)、2.066x10542/AORxC,、SOR=”)—-—-a平pC,、—C以1.024T一20)sm杼)L19167x9.1Csm(20)=C=9.1x0.82x【0.95x0.987x10.6—2〕x1.02400-20)SOR=26792kgOJd=1116kgOJh相應(yīng)最大時標(biāo)準(zhǔn)需氧量：SORmaxM舞OgOjh好氧反應(yīng)池平均時供氣量：SOR1116G=03.x100=0^—20x100=18600m3/hA最大時供氣量：G=1.4G=1.4x12083=26040m3/h（三）室外排水規(guī)范生物反應(yīng)池中好氧區(qū)的污水需氧量，根據(jù)去除的五日生化需氧量、氨氮的硝化和除氮等要求，宜按下列公式計算：o2=（So-Se）-CAXv+b[（Nk-Nke）-AXv]-[（Nt-Nke-Noe）-AXv]式中：O2—污水需氧量（kgO2/d）；Q—生物反應(yīng)池的進(jìn)水流量（m3/d）；44000So一生物反應(yīng)池進(jìn)水五日生化需氧量濃度（mg/L）；248Se—生物反應(yīng)池出水五日生化需氧量濃度（mg/L）；3xv—排出生物反應(yīng)池系統(tǒng)的微生物量；（kg/d）；Nk—生物反應(yīng)池進(jìn)水總凱氏氮濃度（mg/L）；68Nke—生物反應(yīng)池出水總凱氏氮濃度（mg/L）；12Nt—生物反應(yīng)池進(jìn)水總氮濃度（mg/L）；68Noe—生物反應(yīng)池出水硝態(tài)氮濃度（mg/L）；8xv—排出生物反應(yīng)池系統(tǒng)的微生物中含氮量（kg/d）；a—碳的氧當(dāng)量，當(dāng)含碳物質(zhì)以BOD5計時，??；b一常數(shù)，氧化每公斤氨氮所需氧量（kgO2/kgN），?。籧一常數(shù)，細(xì)菌細(xì)胞的氧當(dāng)量，取。Yt—污泥產(chǎn)率系數(shù)（kgMLSS/kgBOD5），宜根據(jù)試驗資料確定。無試驗資料時，系統(tǒng)有初次沉淀池時取，無初次沉淀池時取?；y—MLSS中MLVSS所占比例；O2=(So-Se)-c^XV+b[(Nk—Nke)一△XV]-[(Nt-Nke-Noe)-△XV]=^XV=**44000*(248-3)*△XV+**44000*(68-12)*△XV***44000*(68-12-8)+**△XV=*△XV+NXV-5984+^XV=△XV△XV=y*Q*(So-Se)**yt=*44000**=2264kg/d因此O2=17473(kgO2/d)（2）標(biāo)準(zhǔn)需氧量采用鼓風(fēng)曝氣，微孔曝氣器。曝氣器鋪設(shè)于池底，淹沒深度，氧轉(zhuǎn)移效率Ea=20%，計算溫度T=20°C，將實際需氧量AOR換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的需氧量SOR。AORxC,、SOR=)(2。)—7—TaV|3pC-C)x1.024(t-20)

式中:P——?dú)鈮赫{(diào)整系數(shù)，Cs(20)水中飽和溶解度曝氣池內(nèi)平均溶解氧，取Cx=2mg/L；H——曝氣器淹沒深度，m。所在地區(qū)實際大氣壓為X105Pa因此「因此「=所在地區(qū)實際氣壓=0.9871.013X105查得水中溶解飽和度：Cs(20)=L微孔曝氣器的空氣擴(kuò)散氣出口處絕對壓為:Pb=1.013X105+9.8X103XH=1.013X105+9.8x103x5.5=1.552x105Pa空氣離開好氧反應(yīng)池時氧的百分比:后?八21G-E)m八.21(1-200)好氧°=79+21(1-AE)乂1°°%=79+21(1-20。)乂1°°%=17.54。0A0反應(yīng)池中平均溶解氧飽和度：Csm(20)=CS(2叭2.066bx105+45]'1.552X10517.54、=9.1x+"2.066X10542)=10.6mg/LSOR=—a(ipCAORxC,、、(