SBR工艺设计计算

污水厂海拔高度430m设计处理水量Q＝5m3/d=0.21m3/h=0.00m3/s总变化系数Kz=3.69进水CODCr=450mg/LCODCr=100mg/LBOD5=S0=250mg/LBOD5=Sz=20mg/LTN=45mg/LTN=20mg/LNH4+-N=35mg/LNH4+-N=15mg/LTP0=6mg/LTpe=0.5mg/L碱度SALK=280mg/LpH＝7.2SS=300mg/LSS=Ce=20mg/LVSS=210mg/Lfb=VSS/SS=0.7曝气池出水溶解氧浓度夏季平均温度T1＝25℃硝化反应安全系数K=冬季平均温度T2＝10℃活性污泥自身氧化系数Kd(20)=0.06污泥龄θc=25d活性污泥产率系数Y＝0.6混合液浓度MLSS,X＝4000mgMLSS/L出水VSS/SS＝f=0.7520℃时反硝化速率常数qdn,20＝0.12kgNO3--N/kgMLVSS若生物污泥中约含12.40%的氮用于细胞合成反应器个数n1=1,周期时间t=8h,周期数n2=每周期处理水量：1.6667m3每周期分进水、曝气、沉淀、排水4个阶段进水时间te=24/n1n2=1h根据滗水顺设备性能，排水时间td=0.5h污泥界面沉降速度u=46000X-1.26=1.33m曝气池滗水高度h1=1.6m安全水深ε＝0.5m沉淀时间ts=(h1+ε)/u=1.6h曝气时间ta=t-te-ts-td=4.9h反应时间比e=ta/t=0.62（二）设计计算1、运行周期2、曝气池体积V计算（1）估算出水溶解性BOD5（Se)一、经典SBR工艺设计计算（一）设计条件：进水水质：出水水质：13.6mg/L4m3有效水深H＝4mh1=HQ/(n2V)=1.7m0.13kgBOD5/kgMLSST＝10℃时0.04d-10kg/dT＝10℃时，ΔXV（10）＝0kg/d0.665kg/dΔX＝ΔXV+ΔXs＝1kg/dT＝10℃时剩余污泥量ΔX＝1kg/d设剩余污泥含水率按99.20%计算,湿污泥量为0.1m3/dT＝10℃时设剩余污泥含水率按99.20%计算,湿污泥量为0.1m3/dK2=0.0187.30mg/L微生物合成去除的氨氮Nw＝0.12ΔXV/Q冬季微生物合成去除的氨氮ΔNw(10)＝10.12mg/L冬季出水氨氮为Ne(10)=N0-ΔNW(10)=24.88mg/L夏季微生物合成去除的氨氮ΔN(20)＝0.00mg/L夏季出水氨氮为Ne(20)=N0-ΔNW(20)=35.00mg/L复核结果表明无论冬季或夏季，仅靠生物合成不能使出水氨氮低于设计标准。(3)剩余污泥量ΔX4、复核出水BOD55、复核出水氨氮浓度若考虑硝化作用，出水氨氮的计算：（2）曝气池体积V（3）复核滗水高度h1：（4）复核污泥负荷3、剩余污泥量（1）生物污泥产量(2)剩余非生物污泥量ΔXSedzefCKSS1.7)1()(0cdecKeXfSSQYVeXVQSNs0100010000VfXeKSSYQXdeV)20()20()10(04.1TddKK1000)1(0ebsCCffQX2202424nXftKSLach(1)标准水温（15℃）时硝化最大比增长速度μm(15)=0.5d-1曝气池内平均溶解氧DO＝2mg/L溶解氧半速度常数K0=1.3污水pH值pH＝7.2冬季μm(10)＝μm(15)e0.098(T-15)×DO/(K0+DO)×[1-0.833×(7.2-pH)]＝0.19(2)标准水温（15℃）时硝化菌半速度常数KN(15)=0.5mg/L冬季KN(10)=KN(15)×e0.118(T-15)=0.28mg/L(3)硝化菌自身氧化系数bN(20)=0.04冬季bN(10)＝bN(20)×1.04(T-20)＝0.027冬季硝化菌比增长速度μN(10)＝1/θc+bN＝0.067d-1出水氨氮为：0.16mg/L有机物氧化需氧系数a'=0.5污泥需氧系数b'=0.12（1）碳化需氧量：1.44kgO2/d(2)硝化需氧量0.53kgO2/d(3)反硝化产生的氧量0.24kgO2/d（4）总需氧量AOR＝AOR1+AOR2-AOR3＝1.74kgO2/d＝0.1（5）最大需氧量AORmax=KzAOR=6.42kgO2/d＝0.3去除1kgBOD的需氧量＝1.51kgO2/kgBOD5（6）标准需氧量氧总转移系数α＝0.85氧在污水中饱和溶解度修正系数β＝0.95曝气池内平均溶解氧浓度C＝2mg/L所在地区大气压力p=101300Pa因海拔高度不高引起的压力系数ρ＝p/101300=1.00曝气池水深H=5m曝气头距池底距离0.2m曝气头淹没深度＝4.8m曝气头处绝对压力pb=p+9800H=148340Pa6、设计需氧量AOR=碳化需氧量+硝化需氧量-反硝化脱氮产氧量3/2)2(gmbqvQ143/2)2(gmbq3/2)2(gmbqvQ44)20()()20(024.1)(CtTsbsCCAORSOR)10()10()10()10()10(NmNNeKNXVfebSSQaAORe')('01)12.01000(6.402ceeVXfNNQAORcwejfeVNTNNQAOR100012.010006.23曝气头氧转移效率EA=20%气泡离开水面时含氧量Qt=17.54%夏季清水氧饱和度CS(25)=8.38mg/LCs(20)=9.17mg/L冬季清水氧饱和度Cs(10)＝11.33mg/L曝气池内平均溶解氧饱和度9.52mg/L夏季平均标准需氧量SOR(25)=0.10kg/h最大时标准需氧量SORmax=0.36kg/h夏季平均空气用量QF(25)＝SOR(25)/0.3/EA=1.64m3/h=0.03最大空气用量Qmax=6.07m3/h=0.1（7）所需空气压力p（相对压力）p=h1+h2+h3+h4+Δhh1：供风管道沿程阻力0.001MPaH2：供风管道局部阻力0.001MPah3：曝气器淹没水头0.048MPah4：曝气器阻力，取0.004MPaΔh：富余水头取0.005MPap=0.059MPa=59A、按供氧能力计算曝气器供氧能力qc：0.1kgO2/(h·个)曝气器数量n1=SORmax/qc=4个B、以曝气器服务面积校核单个曝气器服务面积f=F/n1=0.211m20.75m2（8）曝气器数量计算)1(2179)E-21(1AAE42O10066.2C5)25()25(tbssbpC＝vQ42mg/L33（二）设计计算1、运行周期2、曝气池体积V计算（1）估算出水溶解性BOD5（Se)本表中黑色字体可输入已知数据和条件，红色字体部分为公式，不可随意修改。一、经典SBR工艺设计计算（一）设计条件：出水水质：(3)剩余污泥量ΔX4、复核出水BOD55、复核出水氨氮浓度若考虑硝化作用，出水氨氮的计算：（2）曝气池体积V（3）复核滗水高度h1：（4）复核污泥负荷3、剩余污泥量（1）生物污泥产量(2)剩余非生物污泥量ΔXSkgO2/hkgO2/h6、设计需氧量AOR=碳化需氧量+硝化需氧量-反硝化脱氮产氧量m3/minm3/minKpa（8）曝气器数量计算