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生物濾池設計計算
瀏覽: 發布日期:2020-12-03 13:13
曝氣生物濾池設計計算
一、設計條件
1、進水水質情況
     Q=12000m³/d
COD≤60mg/L
BOD5≤30mg/L
總氮TN≤50mg/L(氨氮+亞硝酸鹽氮+硝酸鹽氮+有機氮)
總凱式氮KN≤40mg/L(氨氮+有機氮)
亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮:10 mg/L
氨氮25 mg/L
有機氮15 mg/L
2、采用硝化、反硝化生物脫氮工藝時,技術要求
采用硝化、反硝化生物脫氮工藝時,要求BOD5:TN>4,當污水中碳源不足時,需要額外補充。碳源可采用甲醇、乙酸等碳源。投加甲醇作為反硝化碳源時,每1mg硝態氮需投加甲醇的量可按3mg計。
二、工藝流程
 
外加碳源                     回流液

       
       
 

前置反硝化生物濾池(DN池)     硝化生物濾池(N池)      出水
 
              外加碳源前置反硝化生物濾池脫氮工藝
三、設計計算
  1. 反硝化生物濾池(DN池)計算
(1)按反硝化容積負荷法計算
A=W/H0
W=Q*CN/(1000*qTN)
式中:A--濾池總面積(㎡)
      W--濾料總體積(m³)
H0---濾料裝填高度(m)
CN--反硝化濾池進、出水硝酸鹽氮濃度差值(mg/L)
  Q—設計污水流量(m³/d)
  qTN反硝化容積負荷(KgNO3--N)/m³.d
  • 進水硝酸氮濃度取最大值:50mg/L,出水取最小5mg/L,則CN為45mg/L
  • 反硝化容積負荷qTN=0.8 KgNO3--N/(m³.d),規范取值范圍為(0.8 -1.2)KgNO3--N/(m³.d)
  • 濾料總體積: W=Q*CN/(1000*qTN)=12000*45/(1000*0.8)=675m³
  • 濾料裝填高度:H0=3.5m,規范取值范圍為(2.5m-4.5m)
  • 濾池總面積:A=W/H0=675/3.5=193㎡
  • 濾池數量n=2座
  • 單池面積:W0=A/2=193/2=96.5㎡(單池面積<100㎡),符合規范要求。
(2)按空床停留時間計算
A=QT/24q
q= H0/t
式中:A--濾池總面積(㎡)
      QT –設計污水量與消化液回流量之和(m³/d)含
H0---濾料裝填高度(m)
t空床水力停留時間(h),取值范圍20-30min
q—濾池水力表面負荷(m³/㎡.h),即濾速(取值范圍8.0-10),含回流
   ①混合液回流比R=μ/1-μ,取值范圍100%-400%,取200%
   ②q—濾池水力表面負荷,取8.0m³/(㎡.h),符合要求
 ③濾池總面積A=QT/24q =12000*3/(24*8)=187.5㎡
 ④空床停留時間t= H0/q=0.375h=22.5min(符合要求)
(3)反硝化生物濾池確定
①反硝化生物濾池面積確定
根據以上兩種方法計算濾池面積比較,選用較大者,則反硝化生物濾池總面積為193㎡,取值200㎡,數量2座,單池面積100㎡。
②濾池高度H= H0+h0+h1+h2+h3+h4
H0---濾料裝填高度(m)(取值范圍2.5-4.0m)
h0---承托層高度(m)(取值范圍0.3-0.5m)
h1---緩沖配水區高度(m)(取值范圍1.35-1.5m)
h2---清水區高度(m)(取值范圍1.0-1.5m)
h3---超高(m)(取值范圍0.3-0.5m)
h4---濾板厚度高(m)
設計濾池總高度H=7.0m
③反硝化生物濾池確定
尺寸:10000mm*10000mm*7000mm
數量:2座
結構:鋼混
(4)反硝化生物濾池反沖洗設計
① 空氣沖洗強度:12-16L/㎡.S
  設計采用12L/㎡.S,單池沖洗空氣量Q=12*100=1200 L/S=72m³/min
② 水沖洗強度4-6L/㎡.S
  設計采用4L/㎡.S,單池沖洗水量Q=4*100=400L/S=1440m³/h
(5)長柄濾頭設計
濾板規格:980*980*1000mm,濾頭數量:49個/塊
濾頭總數:100*49*2=9800個
(6)外加碳源設計
反硝化生物濾池每天去除硝酸氮的量為:45*12000/1000=540kg/d
每1mg硝態氮需投加甲醇的量可按3mg計,則甲醇每天的投加量為540kg/d*3=1620kg
  1. 硝化曝氣生物濾池(N池)計算
(1)按硝化容積負荷法計算
A=W/H0
W=Q*CTKN/(1000*qNH3-N)
式中:A--濾池總面積(㎡)
      W--濾料總體積(m³)
H0--濾料裝填高度(m)
CTKN --進、出硝化濾池凱式氮濃度差值(mg/L)
  Q—設計污水流量(m³/d)
qNH3-N硝化容積負荷(KgNH3-N)/m³.d
  • 進水總凱式氮濃度40mg/L,出水設計8mg/L,則CTKN為32mg/L
  • 硝化容積負荷qNH3-N =0.6 KgNH3-N/(m³.d),規范取值范圍為(0.6 -1.0)KgNH3-N/(m³.d)
  • 濾料總體積W=Q*CTKN /(1000*qNH3-N)=12000*32/(1000*0.6)=640m³
  • 濾料裝填高度:H0=3.5m,規范取值范圍為(2.5m-4.5m)
  • 濾池總面積:A=W/H0=640/3.5=182㎡
  • 濾池數量n=2座
  • 單池面積:W0=A/2=182/2=91㎡(單池面積<100㎡),符合規范要求。
(2)按空床停留時間計算
A=Q/24q
q= H0/t
式中:A--濾池總面積(㎡)
      Q –設計污水量(m³/d)
H0---濾料裝填高度(m)
t空床水力停留時間(h),取值范圍30-45min
q—濾池水力表面負荷(m³/㎡.h),即濾速(取值范圍3-12)
①空床停留時間t取40min=0.67h(符合要求)
②濾池水力表面負荷q= H0/t=3.5/0.67=5.2 m³/(㎡.h).符合要求
③濾池總面積A=Q/24q =12000/(24*5.2)=96㎡
④空床停留時間t= H0/q=0.375h=22.5min(符合要求)
(3)反硝化曝氣生物濾池確定
①反硝化生物濾池面積確定
根據以上兩種方法計算濾池面積比較,選用較大者,則反硝化生物濾池總面積為182㎡,取值190㎡,單池面積95㎡,數量2座。
②濾池高度H= H0+h0+h1+h2+h3+h4
H0---濾料裝填高度(m)(取值范圍2.5-4.0m)
h0---承托層高度(m)(取值范圍0.3-0.5m)
h1---緩沖配水區高度(m)(取值范圍1.35-1.5m)
h2---清水區高度(m)(取值范圍1.0-1.5m)
h3---超高(m) (取值范圍0.3-0.5m)
h4---濾板厚度高(m)
設計濾池總高度H=7.0m
③反硝化曝氣生物濾池確定
尺寸:10000mm*9500mm*7000mm
數量:2座
結構:鋼混
(4)硝化曝氣生物濾池反沖洗設計
  • 空氣沖洗強度:12-16L/㎡.S
  設計采用12L/㎡.S,單池沖洗空氣量Q=12*95=1140 L/S=68.4m³/min,風壓:58.8Kpa
  • 水沖洗強度4-6L/㎡.S
  設計采用4L/㎡.S,單池沖洗水量Q=4*95=380L/S=1368m³/h
(5)長柄濾頭設計
濾板規格:980*980*1000mm,濾頭數量:36個/塊
濾頭總數:95*36*2=6840個
(6)曝氣系統設計
曝氣系統采用單孔膜空氣擴散器
規格:Φ60*45mm
要求:36個/㎡
總數量:6840個
通氣量:0.2-0.3m³/h
曝氣量:0.3*6840=2052 m³/h=34.2 m³/min
風壓:53.9Kpa
曝氣生物濾池設計計算
一、設計條件
1、進水水質情況
     Q=12000m³/d
COD≤60mg/L
BOD5≤30mg/L
總氮TN≤50mg/L(氨氮+亞硝酸鹽氮+硝酸鹽氮+有機氮)
總凱式氮KN≤40mg/L(氨氮+有機氮)
亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮:10 mg/L
氨氮25 mg/L
有機氮15 mg/L
2、采用硝化、反硝化生物脫氮工藝時,技術要求
采用硝化、反硝化生物脫氮工藝時,要求BOD5:TN>4,當污水中碳源不足時,需要額外補充。碳源可采用甲醇、乙酸等碳源。投加甲醇作為反硝化碳源時,每1mg硝態氮需投加甲醇的量可按3mg計。
二、工藝流程
 
外加碳源                     回流液

       
   
 
 

前置反硝化生物濾池(DN池)     硝化生物濾池(N池)      出水
 
              外加碳源前置反硝化生物濾池脫氮工藝
三、設計計算
  1. 反硝化生物濾池(DN池)計算
(1)按反硝化容積負荷法計算
A=W/H0
W=Q*CN/(1000*qTN)
式中:A--濾池總面積(㎡)
      W--濾料總體積(m³)
H0---濾料裝填高度(m)
CN--反硝化濾池進、出水硝酸鹽氮濃度差值(mg/L)
  Q—設計污水流量(m³/d)
  qTN反硝化容積負荷(KgNO3--N)/m³.d
  • 進水硝酸氮濃度取最大值:50mg/L,出水取最小5mg/L,則CN為45mg/L
  • 反硝化容積負荷qTN=0.8 KgNO3--N/(m³.d),規范取值范圍為(0.8 -1.2)KgNO3--N/(m³.d)
  • 濾料總體積: W=Q*CN/(1000*qTN)=12000*45/(1000*0.8)=675m³
  • 濾料裝填高度:H0=3.5m,規范取值范圍為(2.5m-4.5m)
  • 濾池總面積:A=W/H0=675/3.5=193㎡
  • 濾池數量n=2座
  • 單池面積:W0=A/2=193/2=96.5㎡(單池面積<100㎡),符合規范要求。
(2)按空床停留時間計算
A=QT/24q
q= H0/t
式中:A--濾池總面積(㎡)
      QT –設計污水量與消化液回流量之和(m³/d)含
H0---濾料裝填高度(m)
t空床水力停留時間(h),取值范圍20-30min
q—濾池水力表面負荷(m³/㎡.h),即濾速(取值范圍8.0-10),含回流
   ①混合液回流比R=μ/1-μ,取值范圍100%-400%,取200%
   ②q—濾池水力表面負荷,取8.0m³/(㎡.h),符合要求
 ③濾池總面積A=QT/24q =12000*3/(24*8)=187.5㎡
 ④空床停留時間t= H0/q=0.375h=22.5min(符合要求)
(3)反硝化生物濾池確定
①反硝化生物濾池面積確定
根據以上兩種方法計算濾池面積比較,選用較大者,則反硝化生物濾池總面積為193㎡,取值200㎡,數量2座,單池面積100㎡。
②濾池高度H= H0+h0+h1+h2+h3+h4
H0---濾料裝填高度(m)(取值范圍2.5-4.0m)
h0---承托層高度(m)(取值范圍0.3-0.5m)
h1---緩沖配水區高度(m)(取值范圍1.35-1.5m)
h2---清水區高度(m)(取值范圍1.0-1.5m)
h3---超高(m)(取值范圍0.3-0.5m)
h4---濾板厚度高(m)
設計濾池總高度H=7.0m
③反硝化生物濾池確定
尺寸:10000mm*10000mm*7000mm
數量:2座
結構:鋼混
(4)反硝化生物濾池反沖洗設計
① 空氣沖洗強度:12-16L/㎡.S
  設計采用12L/㎡.S,單池沖洗空氣量Q=12*100=1200 L/S=72m³/min
② 水沖洗強度4-6L/㎡.S
  設計采用4L/㎡.S,單池沖洗水量Q=4*100=400L/S=1440m³/h
(5)長柄濾頭設計
濾板規格:980*980*1000mm,濾頭數量:49個/塊
濾頭總數:100*49*2=9800個
(6)外加碳源設計
反硝化生物濾池每天去除硝酸氮的量為:45*12000/1000=540kg/d
每1mg硝態氮需投加甲醇的量可按3mg計,則甲醇每天的投加量為540kg/d*3=1620kg
  1. 硝化曝氣生物濾池(N池)計算
(1)按硝化容積負荷法計算
A=W/H0
W=Q*CTKN/(1000*qNH3-N)
式中:A--濾池總面積(㎡)
      W--濾料總體積(m³)
H0--濾料裝填高度(m)
CTKN --進、出硝化濾池凱式氮濃度差值(mg/L)
  Q—設計污水流量(m³/d)
qNH3-N硝化容積負荷(KgNH3-N)/m³.d
  • 進水總凱式氮濃度40mg/L,出水設計8mg/L,則CTKN為32mg/L
  • 硝化容積負荷qNH3-N =0.6 KgNH3-N/(m³.d),規范取值范圍為(0.6 -1.0)KgNH3-N/(m³.d)
  • 濾料總體積W=Q*CTKN /(1000*qNH3-N)=12000*32/(1000*0.6)=640m³
  • 濾料裝填高度:H0=3.5m,規范取值范圍為(2.5m-4.5m)
  • 濾池總面積:A=W/H0=640/3.5=182㎡
  • 濾池數量n=2座
  • 單池面積:W0=A/2=182/2=91㎡(單池面積<100㎡),符合規范要求。
(2)按空床停留時間計算
A=Q/24q
q= H0/t
式中:A--濾池總面積(㎡)
      Q –設計污水量(m³/d)
H0---濾料裝填高度(m)
t空床水力停留時間(h),取值范圍30-45min
q—濾池水力表面負荷(m³/㎡.h),即濾速(取值范圍3-12)
①空床停留時間t取40min=0.67h(符合要求)
②濾池水力表面負荷q= H0/t=3.5/0.67=5.2 m³/(㎡.h).符合要求
③濾池總面積A=Q/24q =12000/(24*5.2)=96㎡
④空床停留時間t= H0/q=0.375h=22.5min(符合要求)
(3)反硝化曝氣生物濾池確定
①反硝化生物濾池面積確定
根據以上兩種方法計算濾池面積比較,選用較大者,則反硝化生物濾池總面積為182㎡,取值190㎡,單池面積95㎡,數量2座。
②濾池高度H= H0+h0+h1+h2+h3+h4
H0---濾料裝填高度(m)(取值范圍2.5-4.0m)
h0---承托層高度(m)(取值范圍0.3-0.5m)
h1---緩沖配水區高度(m)(取值范圍1.35-1.5m)
h2---清水區高度(m)(取值范圍1.0-1.5m)
h3---超高(m) (取值范圍0.3-0.5m)
h4---濾板厚度高(m)
設計濾池總高度H=7.0m
③反硝化曝氣生物濾池確定
尺寸:10000mm*9500mm*7000mm
數量:2座
結構:鋼混
(4)硝化曝氣生物濾池反沖洗設計
  • 空氣沖洗強度:12-16L/㎡.S
  設計采用12L/㎡.S,單池沖洗空氣量Q=12*95=1140 L/S=68.4m³/min,風壓:58.8Kpa
  • 水沖洗強度4-6L/㎡.S
  設計采用4L/㎡.S,單池沖洗水量Q=4*95=380L/S=1368m³/h
(5)長柄濾頭設計
濾板規格:980*980*1000mm,濾頭數量:36個/塊
濾頭總數:95*36*2=6840個
(6)曝氣系統設計
曝氣系統采用單孔膜空氣擴散器
規格:Φ60*45mm
要求:36個/㎡
總數量:6840個
通氣量:0.2-0.3m³/h
曝氣量:0.3*6840=2052 m³/h=34.2 m³/min
風壓:53.9Kpa

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