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曝氣生物濾池設(shè)計(jì)計(jì)算
一、設(shè)計(jì)條件
1、進(jìn)水水質(zhì)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(jī)氮）
總凱式氮KN≤40mg/L（氨氮+有機(jī)氮）
亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮：10 mg/L
氨氮25 mg/L
有機(jī)氮15 mg/L
2、采用硝化、反硝化生物脫氮工藝時(shí)，技術(shù)要求
采用硝化、反硝化生物脫氮工藝時(shí)，要求BOD₅:TN＞4，當(dāng)污水中碳源不足時(shí)，需要額外補(bǔ)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(shí)，每1mg硝態(tài)氮需投加甲醇的量可按3mg計(jì)。
二、、設(shè)計(jì)計(jì)算

1. 反硝化生物濾池(DN池)計(jì)算

（1）按反硝化容積負(fù)荷法計(jì)算
A=W/H₀
W=Q*_▽C_N/(1000*q_TN)
式中：A--濾池總面積（㎡）
      W--濾料總體積（m³）
H_0---濾料裝填高度（m）
_▽C_N--反硝化濾池進(jìn)、出水硝酸鹽氮濃度差值（mg/L）
  Q—設(shè)計(jì)污水流量（m³/d）
  q_TN—反硝化容積負(fù)荷（KgNO₃^--N）/m³.d

• 進(jìn)水硝酸氮濃度取大值：50mg/L,出水取小5mg/L,則_▽C_N為45mg/L
• 反硝化容積負(fù)荷q_TN=0.8 KgNO₃^--N/（m³.d），規(guī)范取值范圍為（0.8 -1.2）KgNO₃^--N/（m³.d）
• 濾料總體積： W=Q*_▽CN/(1000*q_TN)=12000*45/（1000*0.8）=675m³
• 濾料裝填高度：H₀=3.5m，規(guī)范取值范圍為（2.5m-4.5m）
• 濾池總面積：A=W/H₀=675/3.5=193㎡
• 濾池?cái)?shù)量n=2座
• 單池面積：W₀=A/2=193/2=96.5㎡（單池面積＜100㎡），符合規(guī)范要求。

（2）按空床停留時(shí)間計(jì)算
A=Q_T/24q
q= H₀/t
式中：A--濾池總面積（㎡）
      Q_T –設(shè)計(jì)污水量與消化液回流量之和（m³/d）含
H_0---濾料裝填高度（m）
t_—空床水力停留時(shí)間（h），取值范圍20-30min
q—濾池水力表面負(fù)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(fù)荷，取8.0m³/（㎡.h），符合要求
 ③濾池總面積A=Q_T/24q =12000*3/（24*8）=187.5㎡
 ④空床停留時(shí)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(jù)以上兩種方法計(jì)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(shù)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(qū)高度（m）（取值范圍1.35-1.5m）
h2---清水區(qū)高度（m）（取值范圍1.0-1.5m）
h3---濾板厚度高（m）
設(shè)計(jì)濾池總高度H=7.0m
③反硝化生物濾池確定
尺寸：10000mm*10000mm*7000mm
數(shù)量：2座
結(jié)構(gòu)：鋼混
（4）反硝化生物濾池反沖洗設(shè)計(jì)
①　空氣沖洗強(qiáng)度：12-16L/㎡.S
  設(shè)計(jì)采用12L/㎡.S，單池沖洗空氣量Q=12*100=1200 L/S=72m³/min
②　水沖洗強(qiáng)度4-6L/㎡.S
  設(shè)計(jì)采用4L/㎡.S，單池沖洗水量Q=4*100=400L/S=1440m³/h
（5）長(zhǎng)柄濾頭設(shè)計(jì)
濾板規(guī)格：980*980*1000mm,濾頭數(shù)量：49個(gè)/塊
濾頭總數(shù)：100*49*2=9800個(gè)
（6）外加碳源設(shè)計(jì)
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(tài)氮需投加甲醇的量可按3mg計(jì)，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(jì)算

（1）按硝化容積負(fù)荷法計(jì)算
A=W/H₀
W=Q*_▽C_TKN/(1000*q_NH3-N)
式中：A--濾池總面積（㎡）
      W--濾料總體積（m³）
H₀--濾料裝填高度（m）
_▽C_TKN --進(jìn)、出硝化濾池凱式氮濃度差值（mg/L）
  Q—設(shè)計(jì)污水流量（m³/d）
q_NH3-N—硝化容積負(fù)荷（KgNH₃-N）/m³.d

• 進(jìn)水總凱式氮濃度40mg/L,出水設(shè)計(jì)8mg/L,則_▽C_TKN為32mg/L
• 硝化容積負(fù)荷q_NH3-N =0.6 KgNH₃-N/（m³.d），規(guī)范取值范圍為（0.6 -1.0）KgNH₃-N/（m³.d）
• 濾料總體積W=Q*_▽C_TKN /(1000*q_NH3-N)=12000*32/（1000*0.6）=640m³
• 濾料裝填高度：H₀=3.5m，規(guī)范取值范圍為（2.5m-4.5m）
• 濾池總面積：A=W/H₀=640/3.5=182㎡
• 濾池?cái)?shù)量n=2座
• 單池面積：W₀=A/2=182/2=91㎡（單池面積＜100㎡），符合規(guī)范要求。

（2）按空床停留時(shí)間計(jì)算
A=Q/24q
q= H₀/t
式中：A--濾池總面積（㎡）
      Q –設(shè)計(jì)污水量（m³/d）
H_0---濾料裝填高度（m）
t_—空床水力停留時(shí)間（h），取值范圍30-45min
q—濾池水力表面負(fù)荷（m³/㎡.h），即濾速（取值范圍3-12）
①空床停留時(shí)間t取40min=0.67h（符合要求）
②濾池水力表面負(fù)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(shí)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(jù)以上兩種方法計(jì)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(shù)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(qū)高度（m）（取值范圍1.35-1.5m）
h2---清水區(qū)高度（m）（取值范圍1.0-1.5m）
h3---濾板厚度高（m）
設(shè)計(jì)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(shù)量：2座
結(jié)構(gòu)：鋼混
（4）硝化曝氣生物濾池反沖洗設(shè)計(jì)

• 空氣沖洗強(qiáng)度：12-16L/㎡.S

  設(shè)計(jì)采用12L/㎡.S，單池沖洗空氣量Q=12*95=1140 L/S=68.4m³/min，風(fēng)壓：58.8Kpa

• 水沖洗強(qiáng)度4-6L/㎡.S

  設(shè)計(jì)采用4L/㎡.S，單池沖洗水量Q=4*95=380L/S=1368m³/h
（5）長(zhǎng)柄濾頭設(shè)計(jì)
濾板規(guī)格：980*980*1000mm,濾頭數(shù)量：36個(gè)/塊
濾頭總數(shù)：95*36*2=6840個(gè)
（6）曝氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)
曝氣系統(tǒng)采用單孔膜空氣擴(kuò)散器
規(guī)格：Φ60*45mm
要求：36個(gè)/㎡
總數(shù)量：6840個(gè)
通氣量：0.2-0.3m³/h
曝氣量：0.3*6840=2052 m³/h=34.2 m³/min
風(fēng)壓：53.9Kpa
曝氣生物濾池設(shè)計(jì)計(jì)算
一、設(shè)計(jì)條件
1、進(jìn)水水質(zhì)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(jī)氮）
總凱式氮KN≤40mg/L（氨氮+有機(jī)氮）
亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮：10 mg/L
氨氮25 mg/L
有機(jī)氮15 mg/L
2、采用硝化、反硝化生物脫氮工藝時(shí)，技術(shù)要求
采用硝化、反硝化生物脫氮工藝時(shí)，要求BOD₅:TN＞4，當(dāng)污水中碳源不足時(shí)，需要額外補(bǔ)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(shí)，每1mg硝態(tài)氮需投加甲醇的量可按3mg計(jì)。
二、設(shè)計(jì)計(jì)算

1. 反硝化生物濾池(DN池)計(jì)算

（1）按反硝化容積負(fù)荷法計(jì)算
A=W/H₀
W=Q*_▽C_N/(1000*q_TN)
式中：A--濾池總面積（㎡）
      W--濾料總體積（m³）
H_0---濾料裝填高度（m）
_▽C_N--反硝化濾池進(jìn)、出水硝酸鹽氮濃度差值（mg/L）
  Q—設(shè)計(jì)污水流量（m³/d）
  q_TN—反硝化容積負(fù)荷（KgNO₃^--N）/m³.d

• 進(jìn)水硝酸氮濃度取大值：50mg/L,出水取小5mg/L,則_▽C_N為45mg/L
• 反硝化容積負(fù)荷q_TN=0.8 KgNO₃^--N/（m³.d），規(guī)范取值范圍為（0.8 -1.2）KgNO₃^--N/（m³.d）
• 濾料總體積： W=Q*_▽CN/(1000*q_TN)=12000*45/（1000*0.8）=675m³
• 濾料裝填高度：H₀=3.5m，規(guī)范取值范圍為（2.5m-4.5m）
• 濾池總面積：A=W/H₀=675/3.5=193㎡
• 濾池?cái)?shù)量n=2座
• 單池面積：W₀=A/2=193/2=96.5㎡（單池面積＜100㎡），符合規(guī)范要求。

（2）按空床停留時(shí)間計(jì)算
A=Q_T/24q
q= H₀/t
式中：A--濾池總面積（㎡）
      Q_T –設(shè)計(jì)污水量與消化液回流量之和（m³/d）含
H_0---濾料裝填高度（m）
t_—空床水力停留時(shí)間（h），取值范圍20-30min
q—濾池水力表面負(fù)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(fù)荷，取8.0m³/（㎡.h），符合要求
 ③濾池總面積A=Q_T/24q =12000*3/（24*8）=187.5㎡
 ④空床停留時(shí)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(jù)以上兩種方法計(jì)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(shù)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(qū)高度（m）（取值范圍1.35-1.5m）
h2---清水區(qū)高度（m）（取值范圍1.0-1.5m）
h3---濾板厚度高（m）
設(shè)計(jì)濾池總高度H=7.0m
③反硝化生物濾池確定
尺寸：10000mm*10000mm*7000mm
數(shù)量：2座
結(jié)構(gòu)：鋼混
（4）反硝化生物濾池反沖洗設(shè)計(jì)
①　空氣沖洗強(qiáng)度：12-16L/㎡.S
  設(shè)計(jì)采用12L/㎡.S，單池沖洗空氣量Q=12*100=1200 L/S=72m³/min
②　水沖洗強(qiáng)度4-6L/㎡.S
  設(shè)計(jì)采用4L/㎡.S，單池沖洗水量Q=4*100=400L/S=1440m³/h
（5）長(zhǎng)柄濾頭設(shè)計(jì)
濾板規(guī)格：980*980*1000mm,濾頭數(shù)量：49個(gè)/塊
濾頭總數(shù)：100*49*2=9800個(gè)
（6）外加碳源設(shè)計(jì)
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(tài)氮需投加甲醇的量可按3mg計(jì)，則甲醇每天的投加量為540kg/d*3=1620kg