奥贝尔氧化沟设计计算

4.4.2奥贝尔氧化沟的设计4.4.2.1基本设计参数设计污泥龄θc：由于点源曝气，氧化沟中存在缺氧区域，在奥贝尔氧化沟的外沟，由于亏氧，缺氧区更大，因此，当只要求硝化时，泥龄应取10d，再加上除磷要求的厌氧区，以及增加污泥同步稳定的要求，氧化沟总泥龄取20d。θc=20d污泥产率系数Y：151500072.117.01072.175.017.02.016.075.0TCTCSXKY15101510072.12017.01072.12075.017.02.011501606.075.09.0=0.87KgSS/kgBOD查表知，混合液悬浮固体浓度（MLSS）X=4500mg/L。由MLVSS/MLSS=0.75可知，混合挥发性悬浮固体浓度（MLVSS）Xv=3375mg/L进水水质：BOD5浓度S0=160mg/lSS=160mg/lTN=32mg/lTP=3mg/lNH3-N=20mg/lCODCr=320mg/l最低水温10摄氏度，最高水温25摄氏度出水水质：BOD5浓度Se=10mg/lSS=10mg/lTN=15mg/lTP=0.5mg/lNH3-N=5mg/lCODCr=50mg/l内源呼吸系数Kd=0.055，200C时脱氮率qdn=0.035kg(还原的NO3—N/(kgMLVSS•d)4.4.2.2去除BOD计算1.氧化沟中BOD5浓度S)1(42.1523.0eTSSTSSVSSSSe=10-1.42×0.7×10×（523.01e）=3.23mg/l2.好氧区容积V130max121361)20055.01(375.300323.016.087.02055500)1(mKXSSYQVcdvc3.好氧区水力停留时间t1385.05550021361max11QVtd=9.24h4.剩余污泥量ΔX剩余污泥量为：dkgKYSSQXcd/59.360420055.0187.0)00323.016.0(555001)(0每去除1kgBOD5产生的干污泥量)/(433.0)01.016.0(5550059.3604)(50maxkgBODkgDSSSQXe4.4.2.3脱氮量计算（a）氧化沟的氨氮量氧化沟产生的剩余污泥中含氮率为12.4%，则用于生物合成的总氮量为：lmgkSSYNcd/1.520055.01)23.3160(55.0124.01)(124.000需要氧化的氨氮量N1=进水TN-出水NH3-N-生物合成氮量N0=32-5-5.1=21.9（mg/l）（a）脱氮量Nr=进水总氮量TN-出水总氮量TN-生物合成所需的氮No=32-15-5.1=11.9（mg/L）（c）脱氮所需容积V2及停留时间t2脱硝率20)20()(08.1Tdntdnqq10℃时)]/([02.008.1035.052010dkgVSSkgBODqdn脱氮所需容积4.9784337502.09.1155500max2VdnrXqNQVm3停留时间18.0555004.9784max22QVtd=4.32h（b）氧化沟总容积V及停留时间tV=V1+V2=21361+9784.4=31145.4m3t=t1+t2=9.24+4.32=13.56h校核污泥负荷084.0375.34.3114516.055500Q=F0maxWVVXSkgBOD5/KgVSS·d规定氧化沟污泥负荷在0.05~0.1kgBOD5/KgVSS·d，故符合规范。4.4.2.4需氧量计算（a）设计需氧量AOR。氧化沟设计需氧量AOR=去除BOD5需氧量-剩余污泥中BOD5的需氧量-剩余污泥中NH3-N的耗氧量+去除NH3-N的需氧量-脱氮产氧量（b）去除BOD5需氧量D1D1=a×Q(S0-S)+bVXv其中a——微生物对有机底物氧化分解的需氧率，取0.50；b——活性污泥自身氧化需氧率，取0.10；D1=0.50×55500（0.16-0.00323）+0.10×31145.4×3.375＝14861.94kg/d（c）剩余污泥量BOD需氧量D2（用于合成的那一部分）D2=1.42×YQ（S0-S）/(1+Kdθc)=1.42×0.87×55500×（0.16-0.00323）/(1+0.055×20)=5118.5kg/d（d）剩余污泥中NH3-N的耗氧量D3D3=4.6x污泥含氮率x氧化沟剩余污泥=4.6x0.124x3604.59=2056kg/d（e）去除NH3-N的需氧量D4D4=4.6X（进水TN-出水后NH3-N）xQmax/1000=4.6X（32-5）x55500/1000=6893.1kg/d（f）脱N产氧量D5D5=2.86×脱氮量xQmax/1000=2.86x11.9x55500/1000=1888.89kg/d总需氧量＝D1-D2-D3+D4-D5=14861.94-5118.5-2056+6893.1-1888.89=12691.65kg/d考虑安全系数1.4，则AOR＝1.4×12691.65＝17768.31kg/d=740.35kg/h校核去除每1kgBOD5的需氧量＝17768.31/[55500×（0.16-0.00323）]＝2.04kgO2/kgBOD5氧化沟设计值在1.2-2.5kgO2/kgBOD5之间，设计合格。（g）标准状态下需氧量SOR0(20)(20)(())1.024TAORCsSORCsTC式中Cs（20）－20℃氧的饱和度，取Cs（20）＝9.17mg/LCs（25）－25℃氧的饱和度，取Cs（25）＝8.38mg/LC-溶解氧浓度α－修正系数，取0.85β－修正系数，取0.95ρ=0.900T-进水最高温度，℃奥贝尔氧化沟采用三沟通道系统，计算溶解氧浓度C按照外沟：中沟：内沟＝0.2：1：2。充氧量分配按照外沟：中沟：内沟＝65:25:10来考虑，则供氧量分别为：外沟道AOR1=0.65AOR=0.65×17768.31=11549.4kg/d中构道AOR2＝0.25AOR＝0.25×17768.31＝4442.08kg/d内沟道AOR3＝0.1AOR＝0.1×17768.31＝1776.831kg/d各构道标准需氧量分别为：dkgORS/15889024.1)2.038.89.095.0(85.017.94.115490251dkgORS/16.6904024.1)138.89.095.0(85.017.908.44420252dkgORS/36.3296024.1)238.89.095.0(85.017.983.17760253SOR=SOR1+SOR2+SOR3=15889+6904.16+3296.36=26089.52kgO2/d=1087.06kgO2/h校核去除每1kgBOD5的标准需氧量26089.52/[55500×(0.16-0.00323)]=3.0kgO2/kgBOD54.4.2.5氧化沟尺寸计算：氧化沟的沟型设计要看二沉池的尺寸，故需要先设计二沉池。（1）沉淀部分水面面积F根据生物处理段的特性，选取二沉池表面负荷q=0.9m3/(m2·h)，设2座沉淀池n=2。2max7.12849.025.2312mnqQF（2）池子直径DmFD45.407.128444，取D=40m。此二沉池直径较大，不宜采用合建式。同时为了使氧化沟总宽接近二沉池直径，沟形采用棒形。氧化沟设二座,M=2则单座氧化沟容积：V1=V/2＝31145.4/2=15572.7m3氧化沟弯道容积按总容积的80％算，直线容积按总容积的20％算VW=0.8×15572.7=12458.16m3VZ=0.2×15572.7=3114.54m3设计有效水深：h=4.0m，超高0.8m则沟深H=4.8m设外沟，中沟，内沟宽分别为B1=10m，B2=8m，B3=8m。隔墙宽：d=0.3mAW=VW/H=12458.16/4.8=2595.45m2AZ=VZ/H=3114.54/4.8=648.86m2直线段长度：L=mBBBAZ48.12)8810(286.648)(2321取L=14m由此可得，氧化沟外沟内侧圆弧半径为：R1=B1+B2+B3+r+2d=10+8+8+r+0.6=26.6+r中沟外侧圆弧半径为：R2=B2+B3+r+2d=8+8+r+2×0.3=16.6+r内沟外侧圆弧半径为：R3=B3+r+d=8+r+0.3=8.3+r外沟圆弧段面积：][2221RR中沟圆弧段面积：])3.0[(2322RR外沟圆弧段面积：])3.0[(223rR则WArRRRRR])3.0[(])3.0[(][22323222221解得r=2.56m取r=3m则外沟，中沟，内沟面积分别为：222188.17688142)6.196.29(14.3mA2222672.9928142)3.113.19(14.3mA222368.5758142)311(14.3mA外沟面积占总面积的比例为：53.068.575672.99288.176888.176830.068.575672.99288.1768672.99217.068.575672.99288.176868.575外沟，中沟，内沟面积分配比例分别为：53%，30%，17%。基本符合奥贝尔氧化沟各沟道容积比,可行。4.4.2.6出水管及调节堰的计算出水堰计算氧化沟出水设出水竖井，井内装电动可调节堰。估计δ/H0.67,按照薄壁堰计算。Q=1.86bH3/2取堰上水头高H=0.2m，则堰宽)(86.32.086.1642.086.12/32/3mHQb取b=3.9m根据可调节堰的安装要求（每边留0.3米），则出水井长度L=0.3×2+b=0.6+3.9=4.5m出水竖井宽度B取2m（考虑安装高度），则出水井平面尺寸为L×B=4.5m×2m出水井出水孔尺寸为b×h=2.8×0.5m,正常运行时，堰顶高出孔口底边0.1m，调节堰上下调节范围为0.3m。出水竖井位于中心岛，曝气转碟上游。出水管管径用DN7004.4.2.7转碟的计算与安装选用转碟式氧化沟曝气机，转碟直径为1.4m的转盘，每碟供氧1.3kgO2/（h·ds)，需功率0.69kw，盘间距一般不小于0.2m。转碟台数根据转盘总片数，沟道宽度和池形布置决定，一般选用双数。配置电机时，原则上外沟单配电机，中，内沟可共用电机。1.外沟道。SOR1=15889/(24×2)=331(kgO2/h)需要碟片数量n=SOR1/1.3=331/1.3=254.6（片），取255片。每米安装碟片数4个（最外侧碟片距离池内壁0.25m），则需要曝气转碟组数=5.6392551410n，取8组。每组转碟安装碟片数=255/8=31.88（片）取32片校核：每米安装碟片数=3.3225.010132（片）5（片），满足。所以，外沟共安装碟片数8组，每组安装32片校核单碟充氧能力=331/（32×8）=1.29kgO2/（h·ds)1.3kgO2/（h·ds),满足1.中沟道SOR2=6904.16/(24×2)=143.84(kgO2/h)需要碟片数量n=SOR2/1.3=143.84/1.3=110.64（片），取111片。每米安装碟片数4个（最外侧碟片距离池内壁0.25m），则：需要曝气转碟组数=58.331111148n，取4组。每组转碟安装碟片数=111/4=27.75（片）取28片校核：每米安装碟片数=6.3225.08128（片）5（