污水處理，作為環(huán)境保護的重要組成部分，目前眾多污水處理工藝相結合而統一進(jìn)行處理污水，本文將為詳解曝氣生物濾池設計計算，以便大家進(jìn)行詳細了解。
一、設計條件
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(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，當污水中碳源不足時(shí)，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(shí)，每1mg硝態(tài)氮需投加甲醇的量可按3mg計。
二、工藝流程
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(jìn)、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
①進(jìn)水硝酸氮濃度取最大值：50mg/L,出水取最小5mg/L,則▽CN為45mg/L
②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)
③濾料總體積：W=Q*▽CN/(1000*qTN)=12000*45/(1000*0.8)=675m³
④濾料裝填高度：H0=3.5m，規范取值范圍為(2.5m-4.5m)
⑤濾池總面積：A=W/H0=675/3.5=193㎡
⑥濾池數量n=2座
⑦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(shí)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(shí)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(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(cháng)柄濾頭設計
濾板規格：980*980*1000mm,濾頭數量：49個(gè)/塊
濾頭總數：100*49*2=9800個(gè)
(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(tài)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
2、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(jìn)、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
①進(jìn)水總凱式氮濃度40mg/L,出水設計8mg/L,則▽CTKN為32mg/L
②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)
③濾料總體積W=Q*▽CTKN /(1000*qNH3-N)=12000*32/(1000*0.6)=640m³
④濾料裝填高度：H0=3.5m，規范取值范圍為(2.5m-4.5m)
⑤濾池總面積：A=W/H0=640/3.5=182㎡
⑥濾池數量n=2座
⑦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(shí)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(shí)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(shí)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(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
(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*95=1140 L/S=68.4m³/min，風(fēng)壓：58.8Kpa
(2)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(cháng)柄濾頭設計
濾板規格：980*980*1000mm,濾頭數量：36個(gè)/塊
濾頭總數：95*36*2=6840個(gè)
(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(gè)/㎡
總數量：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