2024年4月24日发(作者：函青旋)
国外给排水
德国一段硝化和反硝化活性污泥法曝气池
的设计计算
(
下
)
唐建国
六、供氧量计算
在污水净化中微生物的耗氧量包括碳类物
质
BOD
5
降解的耗氧量和氨氮类物质氧化的耗
氧量
,
这两种耗氧量必须分开计算。供氧量
O
B
是根据两种耗氧量之和及饱和溶解氧的情况来
计算的。
BOD
5
降解的耗氧量
OV
C
按表
8
计算
,
该
当有硝化和反硝化要求时
,
在设计计算时除
了要验算在
10
℃有硝化反应的耗氧量外
,
还要
验算
10
℃和
20
℃时有硝化反应和反硝化反应的
耗氧量。
要求的最大单位供氧量
O
B
(
k
g
O
2
燉
k
g
BOD
5
)
必须满足曝气区所设定的溶解氧
C
X
的要求
,
按
式
(
8
)
计算
:
O
B
=
C
S
C
S
-
耗氧量与水温和污泥龄
t
TS
有关。氮类物质氧化
的耗氧量
OV
N
(
k
g
O
2
燉
k
g
BOD
5
)
按下式计算
:
-
-Nmax
-
B
d,NO
-
-Nd
-
B
d,NO
-
-N0
)
OV
N
=[4.6
(
B
d,NO
333
C
X
(
OV
C
燈
f
C
+
OV
N
燈
f
N
)(
8
)
+1
1
7
B
d,NO
3
-
-Nd
燉
]
B
d,BOD
5
max
(
7
)
式中
B
d,NO
3
-
-Nmax
———曝气池进水
(
不包括回流
)
中设计凯氏氮负荷
(
扣除进
入出水中的有机氮和进入
剩余污泥中的氮
)
和设计硝
-
-Nd
B
d,NO
3
式中
C
S
———饱和溶解氧
(
与温度有关
)(
m
g
燉
L
)
;
C
X
———曝气池设计溶解氧浓度
(
m
g
燉
L
)
,
推
荐值为
:
无硝化反应
C
X
=2m
g
燉
L;
有
硝化反应
C
X
=2m
g
燉
L;
同步反硝化
的好氧区
C
X
=0
1
5m
g
燉
L;
———碳类物质的冲击负荷系数
;
——氮类物质的冲击负荷系数。
f
N
—
f
C
和
f
N
详见表
9
。
f
C
酸盐氮负荷之和
(
k
g
燉
d
)
;
———平均被反硝化的硝酸盐氮
负荷
(
k
g
燉
d
)
;
———曝气池进水
(
不包括回流
)
中
设计硝酸盐氮负荷
(
k
g
燉
d
)
;
———曝气池进水
(
不包括回流
)
中
设计最大
BOD
5
负荷
(
k
g
燉
d
)
。
冲击负荷系数表
污泥泥龄
t
TS
(
d
)
f
f
f
N
C
表
9
101525
B
d,NO
3
-
-N0
B
dB,OD
5
max
468
1
1
301
1
251
1
201
1
201
1
151
1
10
(
≤
20000
人口当量
)
(
≥
100000
人口当量
)
—
—
—
—
—
2
1
502
1
001
1
50
N
2
1
01
1
801
1
50
—
OV
C
(k
g
O
2
燉
k
g
BOD
5
)
t
TS
表
8
国
1525
(
d
)
T
(
℃
)
46810
要求的最大小时供氧量为
:
α
(
k
g
O
2
O
B
=
O
B
燈
B
hB
燉
h
)
,OD
5
max
(
9
)
式中
B
hB
——曝气池进水
(
不包括回流
)
中
,OD
5
max
—
0
1
83
0
1
87
0
1
94
1
1
00
1
1
05
0
1
96
1
1
00
1
1
08
1
1
17
1
1
22
No.2
1
1
05
1
1
10
1
1
20
1
1
30
1
1
35
1997
1
1
15
1
1
20
1
1
30
1
1
40
1
1
45
1
1
32
1
1
38
1
1
46
1
1
54
1
1
60
1
1
55
1
1
60
1
1
60
1
1
60
1
1
60
10
12
15
18
20
设计最大
BOD
5
小时负荷
(
k
g
燉
h
)
。
在设计计算曝气设备时
,
必须考虑到在实
际运转条件下的安全可靠性
,
如果是原污水直
接进入曝气池内
,
所计算的最大供氧量应乘以
·
57
·
给水排水
Vol.23
1
1
0
～
2
1
0
的系数。污水处理厂运行初期
,
大多
碱度是用
mmol/L
或者
m
g
HCO
3
/L
表示
的。对于硝化反应消耗的碱度为
2mmol
碱度
/
mmolN,
相当于
8
1
7m
g
HCO
3
/m
g
N;
反硝化
-
-
数情况下
,
其实际负荷低于设计负荷
,
加之由于
各种负荷在白天和夜间的变化影响
,
其耗氧量
波动变化有时高达
5
∶
1,
因而曝气设备应该有
能够满足最低负荷要求的性能。例如通过划分
供氧单元或者调节供氧量来予以满足。但是为
了保证活性污泥在曝气池中不沉淀
,
在最低供
氧量时
,
也必须满足池底有一定的流速要求。
对于前置反硝化工艺
,
在回流比达
100
～
300%
时
,
在好氧池的前端的耗氧量可达平均值
的两倍以上
,
但是全池的溶解氧含量不应低于
2m
g
/L
。对于矩形好氧池
,
应该在池长的
1/4
反应产生的碱度为
1mmol
碱度
/mmolN,
相当
于
4
1
35m
g
HCO
3
/m
g
N
(
反硝化
)
。
在曝气池中
,
在微生物对氧的利用过程中
,
由于
CO
2
的产生
,
会使水中的
p
H
值下降。当水
中的
CO
2
含量为
0
1
5
～
1
1
0mmol/L
时
,
相应的
一般要求曝气池中的
p
H
值
p
H
值为
6
1
6
～
6
1
9
。
不低于
7
1
0
。
p
H
值与氧利用率及碱度之间的关
系见表
10
。
p
H
值与氧利用率及碱度之间的关系
p
H
氧利用率
(
%
)
691218
-
表
10
24
和
3/4
两个位置检测溶解氧。供氧量可以根据
连续检测曝气池出水中的
N
H
4
-N
信号值进
行调节
,
回流污泥量可以根据连续检测反硝化
池出水的
N
O
3
-N
信号值进行调节。
供氧和搅拌也可分为两套设备
,
这对于前
置反硝化工艺是十分适用的
,
在反硝化池中也
可安装曝气设备
,
以便使其有转换为硝化反应
好氧池的可能。反硝化池的搅拌能量密度取决
于池子的大小
,
一般而言
,
反硝化池的搅拌能量
3
密度为
3
～
8W/m
池容。
七、碱度计算
曝气池进水的碱度
K
S
是受污水处理厂所
辖流域内饮用水的硬度影响
,
但更主要取决于
进水中氨氮的含量。由于雨水中不含有硬度物
质
,
所以雨水的进入会降低进水的碱度。
曝气池出水中的碱度不应低于
1
1
5
mmol/L,
污水中的碱度由于硝化反应和化学除
磷药剂的投加会降低
,
而由于反硝化反应又会升
高。在不考虑化学除磷时
,
曝气池出水中的碱度
按式
(
10
)
计算
:
K
Se
=
K
S0
-[0
1
07
(
NH
0
-NH
e
-
NO
0
+NO
e
)
]
-
+
碱度
1
1
0
1
1
5
2
1
0
2
1
5
3
1
0
(
mmol
燉
L
)
6
1
9
7
1
1
7
1
2
7
1
3
7
1
4
6
1
7
6
1
9
7
1
0
7
1
1
7
1
2
6
1
6
6
1
8
6
1
9
7
1
0
7
1
1
6
1
5
6
1
7
6
1
8
6
1
9
7
1
0
6
1
4
6
1
6
6
1
7
6
1
8
6
1
9
对于有硝化反应、有硝化反应和反硝化反应
的污水净化
,
其碱度计算是很重要的
,
特别是对
于水深较深的曝气池
,
因为其有较高的氧转移效
率。
八、计算例题
(
一
)
、进水资料
1
1进水水量
Q
t
=26000m/d;
Q
tmax
=1530m/h
(
Q
tmax
33
(
mmol/L
)
(
mmol/L
)
;
(
10
)
值由水量检测资料分析得出
)
,
Q
m
≈
3000m/h
。
2
1生化需氧量
根据对有关检测资料的分析
,
最大负荷周的
日平均值
(
用于污泥龄的计算
)
为
5850k
g
/
d
≈
6000k
g
/d,
所有工作日
85%
的频率分析值
(
用于供氧量计算
)
为
7000k
g
/d,
即
:
B
d,BOD
5
=
6000k
g
/d,
相当于
230m
g
/L;
B
h,BOD
5
=250k
g
/
h;
B
d,BOD
5
max
=7000k
g
/d;
B
h,BOD
5
max
=292k
g
/h
。
3
1凯氏氮
3
式中
K
S0
、
K
Se
———曝气池进、出水的碱度
NH
0
、
NH
e
———曝气池进、出水中的
N
H
4
-N
+
浓度
(
m
g
/L
)
;
NO
0
、
NO
e
———曝气池进、出水中的
N
O
3
-N
-
根据对有关资料的分析
,
最大负荷周的
TKN
日平均值为
1192k
g
/d,
考虑污泥处理区
浓度
(
m
g
/L
)
。
·
58
·
来水中的氮负荷
160k
g
/d,
计
TKN
为
1192+
给水排水
Vol
1
23No.21997
160
≈
1350k
g
/d
。扣除进入出水中的有机氮
(
估
算
2m
g
/L
)
:52k
g
/d;
扣除进入剩余污泥中的
氮
(
按
BOD
5
的
5%
计
)
:300k
g
/d,
即
:
B
d,TKN0
=1350-0
1
05
×
6000-0
1
002
×
26000=998
≈
1000k
g
/d;
所有工作日
85%
的频
率分析值
1550k
g
/d;
扣除出水中的有机氮
(
估
算
2m
g
/L
)
:52k
g
/d;
扣除进入剩余污泥中的
氮
(
按
BOD
5
的
5%
计
)
:350k
g
/d,
即
:
B
d,TKNmax
=1550-0
1
05
×
7000-0
1
002
×
26000=1148
≈
1150k
g
/d
。
4
1硝酸盐氮
所有工作日
85%
的频率分析值
,
B
d,NO
3
-N
-
0
=0,
B
d,NO
-
3
-N
=
B
d,TKN0
+
B
d,NO
-
3
-N0
=1000k
g
/
-
-Nmax
=
B
d,TKN
2
d,
相当于
38
1
4m
g
/L;
B
d,NO
3
max
1350
-
442
×
100%=67%
1350
能用于反硝化反应的的硝酸盐氮负荷
B
d,NO
-
3
-Nd
为曝气池进水计算
TKN
负荷
加上进水中的
N
O
3
-N
负荷
-
B
d,NO
3
-N0
,
扣除出水中的
N
O
3
-N
负荷
B
d,Ne
:
B
d,TKN0
-
B
d,NO
-
3
-Nd
=
B
d,TKN0
+
B
d,NO
3
-N0
-
B
d,Ne
-
=1000+0-26000
×
0
1
015=610k
g
/d
故应向前置反硝化池提供的硝酸盐氮为
:
610
×
100%=61%
。
1000
+
B
d,NO
-
3
-N0
=1150k
g
/d
。
5
1氨氮
根据表
6
可选择出总回流比
R
F
(
内、外回
流之和
)
至少为
150%
。
2
1反硝化容积占曝气池总容积比值
V
D
/
V
BB
的确定
在旱季流量情况下
,
每提供
1k
g
BOD
5
在
反硝化池可反硝化的硝酸盐氮量为
:
(
B
d,TKN0
+
B
d,NO
3
-N0
-
B
d,Ne
)
/
B
d,BOD
5
所有工作日
85%
的频率分析值为
+
B
d,NH
4
-N0
=1160k
g
/d,
相当于
44
1
6m
g
/L;
(
1550
×
1000/26000-15
(
扣除进水中有机氮
)
=44
1
6m
g
/L
)
。
6
1比值
TS
0
/BOD
5
=
(
1000+0-390
)
/6000
=0
1
1k
g
N
O
3
-N/k
g
BOD
5
-
所有工作日
50%
的频率分析值为
TS
0
=
3350m
g
/L;BOD
5
=5000m
g
/L;
TS
0
/BOD
5
=
0
1
67
。
7
1曝气池进水碱度
K
S0
=7
1
5mmol/L
。
由表
5
选择
:
V
D
/
V
BB
=0
1
3
。
3
1要求的最小污泥龄
对于
V
D
/
V
BB
=0
1
30,
根据表
3
选择
t
TS
=11d
(
大于
100000
人口当量
)
。
4
1单位剩余污泥产量
8
1污泥处理区来水和外来粪便污泥
在最小污泥龄为
11d
、
TS
0
/BOD
5
=0
1
67
时
,
根据表
7
得降解
BOD
5
产生的剩余污泥量
为
:
US
B
=
US
BOD
5
=0
1
81k
g
/k
g
BOD
5
无外来粪便污泥
,
污泥处理区来水
(
175m
3
/d
、
160k
g
TKN/d
)
24h
均匀投加至进
5
1曝气池容积计算
(
1
)
BOD
5
污泥负荷和容积负荷
水中。
(
二
)
、旱季和平均条件情况下的曝气池计
算
采用前置反硝化工艺。
1
1除氮效率的计算
)
下
,
出水为了安全起见
,
在计算温度
(
10
℃
-
中的
N
O
3
-N
含量采用
15m
g
/L,
有机氮含量
采用
2m
g
/L,
则在出水中的总氮量为
:
26000
×
0
1
015+26000
×
0
1
002=442k
g
/d
氮的平均去除率为
:
给水排水
Vol.23No.21997
由公式
(
4
)
计算
BOD
5
污泥负荷
:
B
TS
=1/
(
US
B
·
t
TS
)
=1/
(
0
1
81
×
11
)
=0
1
112k
g
BOD
5
/
(
k
g
干物质·
d
)
3
由表
4
选择固体物浓度
:
TS
BB
=2
1
5k
g
/m
由公式
(
5
)
计算
BOD
5
容积负荷
:
B
R
=
B
TS
·
TS
BB
=0
1
112
×
2
1
5=0
1
28k
g
/
(
m
3
·
d
)
。
(
2
)
曝气池容积
由公式
(
6
)
V
BB
=
B
d,BOD
5
/
B
R
=6000/0
1
28
·
59
·
供氧量计算结果表
计算情况
分类
溶解氧
(
m
g
/L
)
C
S
C
X
t
TS
f
表
11
计算结果
选择参数
进水
C
(
d
)
11
11
11
11
8
8
3
3
f
N
BOD
5
负
荷
(
k
g
/d
)
6000
7000
6000
7000
6000
7000
进水
氮负荷
(
k
g
/d
)
1150
1000
1150
1000
1150
1000
OV
C
OV
N
O
B
(
k
g
O
2
/h
)
1
1
18
1
1
18
1
1
18
1
1
18
1
1
35
1
1
35
(
k
g
O
2
/h
)
0
1
76
0
1
66
0
1
46
0
1
41
0
1
46
0
1
41
(
k
g
O
2
/h
)
3
1
11
2
1
54
2
1
45
2
1
23
2
1
92
2
1
61
硝化反应
10
℃
硝化、反硝化
反应
10
℃
硝化、反硝化
反应
20
℃
11
11
11
11
09
09
2
2
2
2
2
2
1
1
0
1
1
2
1
1
0
1
1
2
1
1
0
1
1
2
1
1
8
1
1
0
1
1
8
1
1
0
2
1
0
1
1
0
注
:
在
20
℃时污泥龄为
6d,
为安全起见采用
8d
。
=21500m
3
3
K
S0
=7
1
5mmol/L
NH
0
=44
1
6m
g
/L
NH
e
=0m
g
/L
(
完全硝化反应
)
NO
0
=0m
g
/L
NO
e
=15m
g
/L
3
V
D
=21500
×
0
1
3=6450m;
V
N
=
V
BB
-
V
D
=15050m
6
1要求的供氧量
供氧量是根据在最大负荷情况下
,
降解
BOD
5
的耗氧量
OV
C
(
见表
8
)
和氮类物质氧化
由公式
(
10
)
:
K
Se
的耗氧量
OV
N
(
见公式
7
)
来计算的。由于
BOD
5
和氮类物质进水的冲击负荷一般不发生
在同一时间
,
故而供氧量
O
B
的计算
(
见公式
8
)
应在不同的冲击负荷系数
f
C
和
f
N
(
见表
9
)
情况下计算
,
计算结果见表
11
。
从计算结果可以看出在
10
℃仅有硝化反
应时要求的供氧量最大
,
故供氧设备按此情况
选择
,
最大小时供氧量为
:
α
O
B
=
O
B
·
B
h,BOD
5
max
=3
1
11
×
292=908k
g
O
2
/h
7
1平均情况下的碱度验算
(
1
)
硝化反应
K
S0
=7
1
5mmol/L
NH
0
=44
1
6m
g
/L
NH
e
=0m
g
/L
(
完全硝化反应
)
NO
0
=0m
g
/L
NO
e
=38
1
4m
g
/L
=
K
S0
-[0
1
07
(
NH
0
-NH
e
-
NO
0
+
NO
e
)
]
=7
1
5-[0
1
07
(
44
1
6-0-0+15
)
]
=3
1
3>1
1
5mmol/L
8
1曝气池中的
p
H
值验算
曝气设备的氧利用率为
10%,
根据表
10
知曝气池中的
p
H
值为
:
(
1
)
有硝化反应时为
7
1
0;
(
2
)
有硝化反应和反硝化反应时为
7
1
3
。
满足要求。
参考文献
[1]
“
Bemessun
g
ab
A131
1
[2]
5000
voneinstufi
g
enBelebun
g
sanla
g
en
ArbeitsblattEinwohnerwerten
”
,ATV
mit
“
Abwasserreini
g
un
g
Abwasser,Feb
1
1991
1
Nitrifikation,Denitri
2
fikationundPhos
p
horelimination
”
,Korres
p
ondenz
[3]
“
weiter
g
ehende
Verla
g
1
Abwasserreini
g
un
g
”
,Oldenbour
g
按公式
(
10
)
:
K
Se
=
K
S0
-[0
1
07
(
NH
0
-NH
e
-
NO
0
+
NO
e
)
]
=7
1
5-[0
1
07
(
44
1
6-0-0+38
1
4
)
]
=1
1
69>1
1
5mmol/L
(
2
)
硝化反应和反硝化反应
·
60
·
★作者通讯处
:314001
嘉兴市吉安路
23
号
中国市政工程西北设计研究院嘉兴分院
电话
:
(
0573
)
2062740
(
O
)
收稿日期
:1996
2
10
2
7
给水排水
Vol
1
23No.21997
2024年4月24日发(作者：函青旋)
国外给排水
德国一段硝化和反硝化活性污泥法曝气池
的设计计算
(
下
)
唐建国
六、供氧量计算
在污水净化中微生物的耗氧量包括碳类物
质
BOD
5
降解的耗氧量和氨氮类物质氧化的耗
氧量
,
这两种耗氧量必须分开计算。供氧量
O
B
是根据两种耗氧量之和及饱和溶解氧的情况来
计算的。
BOD
5
降解的耗氧量
OV
C
按表
8
计算
,
该
当有硝化和反硝化要求时
,
在设计计算时除
了要验算在
10
℃有硝化反应的耗氧量外
,
还要
验算
10
℃和
20
℃时有硝化反应和反硝化反应的
耗氧量。
要求的最大单位供氧量
O
B
(
k
g
O
2
燉
k
g
BOD
5
)
必须满足曝气区所设定的溶解氧
C
X
的要求
,
按
式
(
8
)
计算
:
O
B
=
C
S
C
S
-
耗氧量与水温和污泥龄
t
TS
有关。氮类物质氧化
的耗氧量
OV
N
(
k
g
O
2
燉
k
g
BOD
5
)
按下式计算
:
-
-Nmax
-
B
d,NO
-
-Nd
-
B
d,NO
-
-N0
)
OV
N
=[4.6
(
B
d,NO
333
C
X
(
OV
C
燈
f
C
+
OV
N
燈
f
N
)(
8
)
+1
1
7
B
d,NO
3
-
-Nd
燉
]
B
d,BOD
5
max
(
7
)
式中
B
d,NO
3
-
-Nmax
———曝气池进水
(
不包括回流
)
中设计凯氏氮负荷
(
扣除进
入出水中的有机氮和进入
剩余污泥中的氮
)
和设计硝
-
-Nd
B
d,NO
3
式中
C
S
———饱和溶解氧
(
与温度有关
)(
m
g
燉
L
)
;
C
X
———曝气池设计溶解氧浓度
(
m
g
燉
L
)
,
推
荐值为
:
无硝化反应
C
X
=2m
g
燉
L;
有
硝化反应
C
X
=2m
g
燉
L;
同步反硝化
的好氧区
C
X
=0
1
5m
g
燉
L;
———碳类物质的冲击负荷系数
;
——氮类物质的冲击负荷系数。
f
N
—
f
C
和
f
N
详见表
9
。
f
C
酸盐氮负荷之和
(
k
g
燉
d
)
;
———平均被反硝化的硝酸盐氮
负荷
(
k
g
燉
d
)
;
———曝气池进水
(
不包括回流
)
中
设计硝酸盐氮负荷
(
k
g
燉
d
)
;
———曝气池进水
(
不包括回流
)
中
设计最大
BOD
5
负荷
(
k
g
燉
d
)
。
冲击负荷系数表
污泥泥龄
t
TS
(
d
)
f
f
f
N
C
表
9
101525
B
d,NO
3
-
-N0
B
dB,OD
5
max
468
1
1
301
1
251
1
201
1
201
1
151
1
10
(
≤
20000
人口当量
)
(
≥
100000
人口当量
)
—
—
—
—
—
2
1
502
1
001
1
50
N
2
1
01
1
801
1
50
—
OV
C
(k
g
O
2
燉
k
g
BOD
5
)
t
TS
表
8
国
1525
(
d
)
T
(
℃
)
46810
要求的最大小时供氧量为
:
α
(
k
g
O
2
O
B
=
O
B
燈
B
hB
燉
h
)
,OD
5
max
(
9
)
式中
B
hB
——曝气池进水
(
不包括回流
)
中
,OD
5
max
—
0
1
83
0
1
87
0
1
94
1
1
00
1
1
05
0
1
96
1
1
00
1
1
08
1
1
17
1
1
22
No.2
1
1
05
1
1
10
1
1
20
1
1
30
1
1
35
1997
1
1
15
1
1
20
1
1
30
1
1
40
1
1
45
1
1
32
1
1
38
1
1
46
1
1
54
1
1
60
1
1
55
1
1
60
1
1
60
1
1
60
1
1
60
10
12
15
18
20
设计最大
BOD
5
小时负荷
(
k
g
燉
h
)
。
在设计计算曝气设备时
,
必须考虑到在实
际运转条件下的安全可靠性
,
如果是原污水直
接进入曝气池内
,
所计算的最大供氧量应乘以
·
57
·
给水排水
Vol.23
1
1
0
～
2
1
0
的系数。污水处理厂运行初期
,
大多
碱度是用
mmol/L
或者
m
g
HCO
3
/L
表示
的。对于硝化反应消耗的碱度为
2mmol
碱度
/
mmolN,
相当于
8
1
7m
g
HCO
3
/m
g
N;
反硝化
-
-
数情况下
,
其实际负荷低于设计负荷
,
加之由于
各种负荷在白天和夜间的变化影响
,
其耗氧量
波动变化有时高达
5
∶
1,
因而曝气设备应该有
能够满足最低负荷要求的性能。例如通过划分
供氧单元或者调节供氧量来予以满足。但是为
了保证活性污泥在曝气池中不沉淀
,
在最低供
氧量时
,
也必须满足池底有一定的流速要求。
对于前置反硝化工艺
,
在回流比达
100
～
300%
时
,
在好氧池的前端的耗氧量可达平均值
的两倍以上
,
但是全池的溶解氧含量不应低于
2m
g
/L
。对于矩形好氧池
,
应该在池长的
1/4
反应产生的碱度为
1mmol
碱度
/mmolN,
相当
于
4
1
35m
g
HCO
3
/m
g
N
(
反硝化
)
。
在曝气池中
,
在微生物对氧的利用过程中
,
由于
CO
2
的产生
,
会使水中的
p
H
值下降。当水
中的
CO
2
含量为
0
1
5
～
1
1
0mmol/L
时
,
相应的
一般要求曝气池中的
p
H
值
p
H
值为
6
1
6
～
6
1
9
。
不低于
7
1
0
。
p
H
值与氧利用率及碱度之间的关
系见表
10
。
p
H
值与氧利用率及碱度之间的关系
p
H
氧利用率
(
%
)
691218
-
表
10
24
和
3/4
两个位置检测溶解氧。供氧量可以根据
连续检测曝气池出水中的
N
H
4
-N
信号值进
行调节
,
回流污泥量可以根据连续检测反硝化
池出水的
N
O
3
-N
信号值进行调节。
供氧和搅拌也可分为两套设备
,
这对于前
置反硝化工艺是十分适用的
,
在反硝化池中也
可安装曝气设备
,
以便使其有转换为硝化反应
好氧池的可能。反硝化池的搅拌能量密度取决
于池子的大小
,
一般而言
,
反硝化池的搅拌能量
3
密度为
3
～
8W/m
池容。
七、碱度计算
曝气池进水的碱度
K
S
是受污水处理厂所
辖流域内饮用水的硬度影响
,
但更主要取决于
进水中氨氮的含量。由于雨水中不含有硬度物
质
,
所以雨水的进入会降低进水的碱度。
曝气池出水中的碱度不应低于
1
1
5
mmol/L,
污水中的碱度由于硝化反应和化学除
磷药剂的投加会降低
,
而由于反硝化反应又会升
高。在不考虑化学除磷时
,
曝气池出水中的碱度
按式
(
10
)
计算
:
K
Se
=
K
S0
-[0
1
07
(
NH
0
-NH
e
-
NO
0
+NO
e
)
]
-
+
碱度
1
1
0
1
1
5
2
1
0
2
1
5
3
1
0
(
mmol
燉
L
)
6
1
9
7
1
1
7
1
2
7
1
3
7
1
4
6
1
7
6
1
9
7
1
0
7
1
1
7
1
2
6
1
6
6
1
8
6
1
9
7
1
0
7
1
1
6
1
5
6
1
7
6
1
8
6
1
9
7
1
0
6
1
4
6
1
6
6
1
7
6
1
8
6
1
9
对于有硝化反应、有硝化反应和反硝化反应
的污水净化
,
其碱度计算是很重要的
,
特别是对
于水深较深的曝气池
,
因为其有较高的氧转移效
率。
八、计算例题
(
一
)
、进水资料
1
1进水水量
Q
t
=26000m/d;
Q
tmax
=1530m/h
(
Q
tmax
33
(
mmol/L
)
(
mmol/L
)
;
(
10
)
值由水量检测资料分析得出
)
,
Q
m
≈
3000m/h
。
2
1生化需氧量
根据对有关检测资料的分析
,
最大负荷周的
日平均值
(
用于污泥龄的计算
)
为
5850k
g
/
d
≈
6000k
g
/d,
所有工作日
85%
的频率分析值
(
用于供氧量计算
)
为
7000k
g
/d,
即
:
B
d,BOD
5
=
6000k
g
/d,
相当于
230m
g
/L;
B
h,BOD
5
=250k
g
/
h;
B
d,BOD
5
max
=7000k
g
/d;
B
h,BOD
5
max
=292k
g
/h
。
3
1凯氏氮
3
式中
K
S0
、
K
Se
———曝气池进、出水的碱度
NH
0
、
NH
e
———曝气池进、出水中的
N
H
4
-N
+
浓度
(
m
g
/L
)
;
NO
0
、
NO
e
———曝气池进、出水中的
N
O
3
-N
-
根据对有关资料的分析
,
最大负荷周的
TKN
日平均值为
1192k
g
/d,
考虑污泥处理区
浓度
(
m
g
/L
)
。
·
58
·
来水中的氮负荷
160k
g
/d,
计
TKN
为
1192+
给水排水
Vol
1
23No.21997
160
≈
1350k
g
/d
。扣除进入出水中的有机氮
(
估
算
2m
g
/L
)
:52k
g
/d;
扣除进入剩余污泥中的
氮
(
按
BOD
5
的
5%
计
)
:300k
g
/d,
即
:
B
d,TKN0
=1350-0
1
05
×
6000-0
1
002
×
26000=998
≈
1000k
g
/d;
所有工作日
85%
的频
率分析值
1550k
g
/d;
扣除出水中的有机氮
(
估
算
2m
g
/L
)
:52k
g
/d;
扣除进入剩余污泥中的
氮
(
按
BOD
5
的
5%
计
)
:350k
g
/d,
即
:
B
d,TKNmax
=1550-0
1
05
×
7000-0
1
002
×
26000=1148
≈
1150k
g
/d
。
4
1硝酸盐氮
所有工作日
85%
的频率分析值
,
B
d,NO
3
-N
-
0
=0,
B
d,NO
-
3
-N
=
B
d,TKN0
+
B
d,NO
-
3
-N0
=1000k
g
/
-
-Nmax
=
B
d,TKN
2
d,
相当于
38
1
4m
g
/L;
B
d,NO
3
max
1350
-
442
×
100%=67%
1350
能用于反硝化反应的的硝酸盐氮负荷
B
d,NO
-
3
-Nd
为曝气池进水计算
TKN
负荷
加上进水中的
N
O
3
-N
负荷
-
B
d,NO
3
-N0
,
扣除出水中的
N
O
3
-N
负荷
B
d,Ne
:
B
d,TKN0
-
B
d,NO
-
3
-Nd
=
B
d,TKN0
+
B
d,NO
3
-N0
-
B
d,Ne
-
=1000+0-26000
×
0
1
015=610k
g
/d
故应向前置反硝化池提供的硝酸盐氮为
:
610
×
100%=61%
。
1000
+
B
d,NO
-
3
-N0
=1150k
g
/d
。
5
1氨氮
根据表
6
可选择出总回流比
R
F
(
内、外回
流之和
)
至少为
150%
。
2
1反硝化容积占曝气池总容积比值
V
D
/
V
BB
的确定
在旱季流量情况下
,
每提供
1k
g
BOD
5
在
反硝化池可反硝化的硝酸盐氮量为
:
(
B
d,TKN0
+
B
d,NO
3
-N0
-
B
d,Ne
)
/
B
d,BOD
5
所有工作日
85%
的频率分析值为
+
B
d,NH
4
-N0
=1160k
g
/d,
相当于
44
1
6m
g
/L;
(
1550
×
1000/26000-15
(
扣除进水中有机氮
)
=44
1
6m
g
/L
)
。
6
1比值
TS
0
/BOD
5
=
(
1000+0-390
)
/6000
=0
1
1k
g
N
O
3
-N/k
g
BOD
5
-
所有工作日
50%
的频率分析值为
TS
0
=
3350m
g
/L;BOD
5
=5000m
g
/L;
TS
0
/BOD
5
=
0
1
67
。
7
1曝气池进水碱度
K
S0
=7
1
5mmol/L
。
由表
5
选择
:
V
D
/
V
BB
=0
1
3
。
3
1要求的最小污泥龄
对于
V
D
/
V
BB
=0
1
30,
根据表
3
选择
t
TS
=11d
(
大于
100000
人口当量
)
。
4
1单位剩余污泥产量
8
1污泥处理区来水和外来粪便污泥
在最小污泥龄为
11d
、
TS
0
/BOD
5
=0
1
67
时
,
根据表
7
得降解
BOD
5
产生的剩余污泥量
为
:
US
B
=
US
BOD
5
=0
1
81k
g
/k
g
BOD
5
无外来粪便污泥
,
污泥处理区来水
(
175m
3
/d
、
160k
g
TKN/d
)
24h
均匀投加至进
5
1曝气池容积计算
(
1
)
BOD
5
污泥负荷和容积负荷
水中。
(
二
)
、旱季和平均条件情况下的曝气池计
算
采用前置反硝化工艺。
1
1除氮效率的计算
)
下
,
出水为了安全起见
,
在计算温度
(
10
℃
-
中的
N
O
3
-N
含量采用
15m
g
/L,
有机氮含量
采用
2m
g
/L,
则在出水中的总氮量为
:
26000
×
0
1
015+26000
×
0
1
002=442k
g
/d
氮的平均去除率为
:
给水排水
Vol.23No.21997
由公式
(
4
)
计算
BOD
5
污泥负荷
:
B
TS
=1/
(
US
B
·
t
TS
)
=1/
(
0
1
81
×
11
)
=0
1
112k
g
BOD
5
/
(
k
g
干物质·
d
)
3
由表
4
选择固体物浓度
:
TS
BB
=2
1
5k
g
/m
由公式
(
5
)
计算
BOD
5
容积负荷
:
B
R
=
B
TS
·
TS
BB
=0
1
112
×
2
1
5=0
1
28k
g
/
(
m
3
·
d
)
。
(
2
)
曝气池容积
由公式
(
6
)
V
BB
=
B
d,BOD
5
/
B
R
=6000/0
1
28
·
59
·
供氧量计算结果表
计算情况
分类
溶解氧
(
m
g
/L
)
C
S
C
X
t
TS
f
表
11
计算结果
选择参数
进水
C
(
d
)
11
11
11
11
8
8
3
3
f
N
BOD
5
负
荷
(
k
g
/d
)
6000
7000
6000
7000
6000
7000
进水
氮负荷
(
k
g
/d
)
1150
1000
1150
1000
1150
1000
OV
C
OV
N
O
B
(
k
g
O
2
/h
)
1
1
18
1
1
18
1
1
18
1
1
18
1
1
35
1
1
35
(
k
g
O
2
/h
)
0
1
76
0
1
66
0
1
46
0
1
41
0
1
46
0
1
41
(
k
g
O
2
/h
)
3
1
11
2
1
54
2
1
45
2
1
23
2
1
92
2
1
61
硝化反应
10
℃
硝化、反硝化
反应
10
℃
硝化、反硝化
反应
20
℃
11
11
11
11
09
09
2
2
2
2
2
2
1
1
0
1
1
2
1
1
0
1
1
2
1
1
0
1
1
2
1
1
8
1
1
0
1
1
8
1
1
0
2
1
0
1
1
0
注
:
在
20
℃时污泥龄为
6d,
为安全起见采用
8d
。
=21500m
3
3
K
S0
=7
1
5mmol/L
NH
0
=44
1
6m
g
/L
NH
e
=0m
g
/L
(
完全硝化反应
)
NO
0
=0m
g
/L
NO
e
=15m
g
/L
3
V
D
=21500
×
0
1
3=6450m;
V
N
=
V
BB
-
V
D
=15050m
6
1要求的供氧量
供氧量是根据在最大负荷情况下
,
降解
BOD
5
的耗氧量
OV
C
(
见表
8
)
和氮类物质氧化
由公式
(
10
)
:
K
Se
的耗氧量
OV
N
(
见公式
7
)
来计算的。由于
BOD
5
和氮类物质进水的冲击负荷一般不发生
在同一时间
,
故而供氧量
O
B
的计算
(
见公式
8
)
应在不同的冲击负荷系数
f
C
和
f
N
(
见表
9
)
情况下计算
,
计算结果见表
11
。
从计算结果可以看出在
10
℃仅有硝化反
应时要求的供氧量最大
,
故供氧设备按此情况
选择
,
最大小时供氧量为
:
α
O
B
=
O
B
·
B
h,BOD
5
max
=3
1
11
×
292=908k
g
O
2
/h
7
1平均情况下的碱度验算
(
1
)
硝化反应
K
S0
=7
1
5mmol/L
NH
0
=44
1
6m
g
/L
NH
e
=0m
g
/L
(
完全硝化反应
)
NO
0
=0m
g
/L
NO
e
=38
1
4m
g
/L
=
K
S0
-[0
1
07
(
NH
0
-NH
e
-
NO
0
+
NO
e
)
]
=7
1
5-[0
1
07
(
44
1
6-0-0+15
)
]
=3
1
3>1
1
5mmol/L
8
1曝气池中的
p
H
值验算
曝气设备的氧利用率为
10%,
根据表
10
知曝气池中的
p
H
值为
:
(
1
)
有硝化反应时为
7
1
0;
(
2
)
有硝化反应和反硝化反应时为
7
1
3
。
满足要求。
参考文献
[1]
“
Bemessun
g
ab
A131
1
[2]
5000
voneinstufi
g
enBelebun
g
sanla
g
en
ArbeitsblattEinwohnerwerten
”
,ATV
mit
“
Abwasserreini
g
un
g
Abwasser,Feb
1
1991
1
Nitrifikation,Denitri
2
fikationundPhos
p
horelimination
”
,Korres
p
ondenz
[3]
“
weiter
g
ehende
Verla
g
1
Abwasserreini
g
un
g
”
,Oldenbour
g
按公式
(
10
)
:
K
Se
=
K
S0
-[0
1
07
(
NH
0
-NH
e
-
NO
0
+
NO
e
)
]
=7
1
5-[0
1
07
(
44
1
6-0-0+38
1
4
)
]
=1
1
69>1
1
5mmol/L
(
2
)
硝化反应和反硝化反应
·
60
·
★作者通讯处
:314001
嘉兴市吉安路
23
号
中国市政工程西北设计研究院嘉兴分院
电话
:
(
0573
)
2062740
(
O
)
收稿日期
:1996
2
10
2
7
给水排水
Vol
1
23No.21997