《水污染控制工程_第八章_生物膜法5—BAF设计计算例题.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《水污染控制工程_第八章_生物膜法5—BAF设计计算例题.ppt（29页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、设计计算举例设计计算举例 例例例例广广东东新新会会污污水水处处理理厂厂工工程程，日日处处理理市市政政污污水水Q=40000mQ=40000m3 3/d/d，采采用用：预预预预处处处处理理理理水水水水解解解解酸酸酸酸化化化化C/NC/NC/NC/N曝曝曝曝气气气气生生生生物物物物滤滤滤滤池池池池 N N N N曝曝曝曝气气气气生生生生物物物物滤滤滤滤池池池池消消消消毒毒毒毒排排排排放放放放工工艺艺流流程程，两两级滤池进出水水质要求分别见表级滤池进出水水质要求分别见表1 1和表和表2 2。试进行。试进行BAFBAF池的计算。池的计算。表表1 C/N1 C/N池水质表池水质表 表表2 N2 N池水质
2、表池水质表项目COD(mg/L)BOD(mg/L)SS(mg/L)氨氮(mg/L)进水水质200127.58030出水水质6031.882424去除率70%75%70%20%项目COD(mg/L)BOD(mg/L)SS(mg/L)氨氮(mg/L)进水水质6031.882424出水水质3012.75129.6去除率50%60%50%60%1 1 1 1C/NC/NC/NC/N曝气生物滤池的计算曝气生物滤池的计算曝气生物滤池的计算曝气生物滤池的计算 C/NC/N曝曝气气生生物物滤滤池池将将水水解解（酸酸化化）池池出出水水中中的的碳碳化化有有机机物物进进行行好好氧氧生生物物降解，并将降解，并将TKN
3、TKN转化为氨氮并进行氨氮的部分硝化。转化为氨氮并进行氨氮的部分硝化。包括包括缓冲配水室、曝气系统、承托层和滤料层、出水系统、反冲洗系统缓冲配水室、曝气系统、承托层和滤料层、出水系统、反冲洗系统等等的计算。的计算。（1 1 1 1）C/NC/NC/NC/N曝气生物滤池池体的设计曝气生物滤池池体的设计曝气生物滤池池体的设计曝气生物滤池池体的设计 在在本本工工程程中中，处处理理对对象象为为城城市市生生活活污污水水，曝曝气气生生物物滤滤池池的的作作用用包包括括对对污污水水中中有有机机物物的的去去除除和和对对污污水水中中的的营营养养物物质质如如氨氨氮氮的的去去除除。C/NC/N曝曝气气生生物物滤滤池池
4、主主要要用用于于去去除除污污水水中中的的有有机机污污染染物物并并进进行行部部分分硝硝化化脱脱氮氮，其其池池体体的的设设计计计计算算分分按按有有机机负负荷荷法法计计算算与与按按有有机机物物降降解解动动力力学学公公式式计计算算两两种种方方法法,由由于于按按有有机机负荷法计算方法比较成熟，所以本工程滤池池体按有机负荷法计算。负荷法计算方法比较成熟，所以本工程滤池池体按有机负荷法计算。按按有有机机负负荷荷法法计计算算的的设设计计参参数数主主主主要要要要是是是是BODBODBODBOD有有有有机机机机负负负负荷荷荷荷、CODCODCODCOD有有有有机机机机负负负负荷荷荷荷和和和和水水水水力力力力负负负
5、负荷荷荷荷。设设设设计计计计时时时时应应应应根根根根据据据据BODBODBODBOD有有有有机机机机负负负负荷荷荷荷进进进进行行行行计计计计算算算算，并并并并用用用用CODCODCODCOD有有有有机机机机负负负负荷荷荷荷和和和和水水水水力力力力负负负负荷荷荷荷进进进进行校核。行校核。行校核。行校核。在在曝曝气气生生物物滤滤池池的的计计算算中中，BODBODBODBOD有有有有机机机机负负负负荷荷荷荷是是单单位位容容积积的的滤滤料料上上的的微微生生物物在在单单位位时时间间内内所所能能处处理理的的有有机机物物数数量量。BODBOD有有机机负负荷荷的的确确定定与与被被处处理理水水的的可可生生化化性
6、性以以及及被被处处理理水水中中的的污污染染物物质质有有关关，也也与与处处理理出出水水的的水水质质要要求求有有关关。对对于于可可生生化化性性较较好好的的工工工工业业业业废废废废水水水水，因因一一般般不不考考虑虑脱脱氮氮问问题题，曝曝气气生生物物滤滤池池的的作作用用主主要要用用于于去去除除有有机机物物，所所以以曝曝气气生生物物滤滤池池的的BODBOD有有机机负负荷荷一一般般在在3 36kgBOD/m6kgBOD/m3 3滤滤料料dd，CODCOD有有机机负负荷荷一一般般在在6 610kgCOD/m10kgCOD/m3 3滤滤料料dd，空空塔塔水水力力负负荷荷一一般般在在3 35m5m3 3/(m/
7、(m2 2h)h)。而而对对于于城城城城市市市市生生生生活活活活污污污污水水水水，考考虑虑到到硝硝化化脱脱氮氮对对有有机机负负荷荷的的要要求求，其其BODBOD有有机机负负荷荷一一般般控控制制在在1 13kgBOD/m3kgBOD/m3 3滤滤料料dd范范围围内内，当当BODBOD有有机机负负荷荷超超过过3kgBOD/m3kgBOD/m3 3滤滤料料dd时时，其其同同步步硝硝化化作作用用受受到到抑抑制制，当当BODBOD有有机机负负荷荷超超过过4kgBOD/m4kgBOD/m3 3滤滤料料dd时时，其其同同步步硝硝化化作作用用受受到到明明显显抑抑制制，所所以以对对需需要要进进行行除除碳碳和和同
8、同步步硝硝化化的的C/NC/N曝曝气气生生物物滤滤池池进进行行计计算算时时，其其BODBOD有有机机负负荷荷的的选选取取一一般般小小于于3kgBOD/m3kgBOD/m3 3滤滤料料dd，而而其其CODCOD有有机机负负荷荷一一般般控控制制在在6kgCOD/m6kgCOD/m3 3滤滤料料dd以以下下，空空塔水力负荷一般为塔水力负荷一般为1.51.53.5m3.5m3 3/(m/(m2 2h)h)之间。之间。在在本本工工程程中中，经经水水解解（酸酸化化）池池每每天天进进入入C/NC/N滤滤池池的的污污水水量量Q=40000mQ=40000m3 3/d/d，在在C/NC/N曝曝气气生物滤池中，每
9、天所要求去除的生物滤池中，每天所要求去除的BODBOD5 5的重量为：的重量为：WWWWBODBODBODBOD=（QCQCQCQCBODBODBODBOD）/1000/1000/1000/1000式中：式中：WWBODBOD在曝气生物滤池中每天需去除的在曝气生物滤池中每天需去除的BODBOD重量，单位重量，单位kg/dkg/d；QQ每天进入曝气生物滤池的废水量，单位每天进入曝气生物滤池的废水量，单位m m3 3/d/d；CCBODBOD进出曝气生物滤池的进出曝气生物滤池的BODBOD浓度差，单位浓度差，单位mg/lmg/l；代入数据后，则：代入数据后，则：WWBODBOD=（QCQCBODB
10、OD）1000=1000=4000040000（127.5-31.88127.5-31.88）1000=3824.1000=3824.（kg/dkg/d）取取BODBOD有机负荷有机负荷q qBODBOD=1.8kgBOD/m=1.8kgBOD/m3 3滤料滤料dd，则所需滤料体积计算如下：则所需滤料体积计算如下：V V V V滤料滤料滤料滤料=WWWWBODBODBODBODqqqqBODBODBODBOD=3824.81.8=2124.9(m=3824.81.8=2124.9(m3 3)采用采用CODCOD有机负荷进行校核：有机负荷进行校核：当滤料体积为当滤料体积为2124.9m2124.
11、9m3 3时，每天经时，每天经C/NC/N曝气生物滤池去除的曝气生物滤池去除的CODCOD的重量为：的重量为：WWWWCODCODCODCOD=（QCQCQCQCCODCODCODCOD）/1000/1000/1000/1000式中：式中：WWCODCOD在曝气生物滤池中每天需去除的在曝气生物滤池中每天需去除的CODCOD重量，单位重量，单位kg/dkg/d；QQ每天进入曝气生物滤池的废水量，单位每天进入曝气生物滤池的废水量，单位m m3 3/d/d；CCCODCOD进出曝气生物滤池的进出曝气生物滤池的CODCOD浓度差，单位浓度差，单位mg/lmg/l；代入数据后，则：代入数据后，则：WWW
12、WCODCODCODCOD=（QCQCQCQCCODCODCODCOD）1000100010001000=4000040000（200-60200-60）1000=56001000=5600（kg/dkg/d）实际上，实际上，C/NC/N曝气生物滤池内的曝气生物滤池内的CODCOD有机负荷为：有机负荷为：q q q qCODCODCODCOD=W=W=W=WCODCODCODCODVVVV滤料滤料滤料滤料=56002124.9=2.64 kgCOD/m=56002124.9=2.64 kgCOD/m3 3滤料滤料dd所以，所以，C/NC/N曝气生物滤池内的实际曝气生物滤池内的实际CODCOD有
13、机负荷小于有机负荷小于6 kgBOD/m6 kgBOD/m3 3滤料滤料dd，满足要求。满足要求。一一般般来来说说，曝曝气气生生物物滤滤池池内内的的滤滤料料层层高高度度H H滤滤料料在在2.52.54.5m4.5m之之间间。在在水水力力负负荷荷一一定定的的条条件件下下，滤滤料料层层高高则则污污水水与与微微生生物物的的接接触触时时间间长长，出出水水效效果果好好，但但相相对对所所需需鼓鼓风风机机的的压压头头也也较较高高，能能耗耗相相对对也也大大；滤滤料料层层低低则则污污水水与与微微生生物物的的接接触触时时间间短短，出出水水效效果果相相对对差差些些，但但所所需需鼓鼓风风机机的的压压头头也也低低些些，
14、能能耗耗相相对对也也小小些些。根根据据国国内内外外已已建建成成运运行行的的曝曝气气生生物物滤滤池池实实际际情情况况，本本工工程程取取滤滤料料层层高高度度H H滤滤料料=3.7m=3.7m，则则曝曝气气生生物物滤滤池池的的截截面面积积S S截面截面计算如下：计算如下：S S S S截面截面截面截面=V=V=V=V滤料滤料滤料滤料HHHH滤料滤料滤料滤料=2124.93.7=574.3m=2124.93.7=574.3m2 2 考考虑虑到到单单座座滤滤池池面面积积过过大大将将会会增增加加反反冲冲洗洗时时的的供供水水、供供气气量量，同同时时不不利利于于布布水水、布布 气气 的的 均均 匀匀，所所 以
15、以 本本 设设 计计 中中 将将 C/NC/N曝曝 气气 生生 物物 滤滤 池池 分分 为为 8 8格格，则则 每每 格格 截截 面面 积积 为为574.38=71.8m574.38=71.8m2 2。本设计每格截面按正方形布置，则每格尺寸应为本设计每格截面按正方形布置，则每格尺寸应为8.47x8.47m8.47x8.47m，实际取实际取8.5x8.5m8.5x8.5m。当滤池总截面积为当滤池总截面积为574.3 m574.3 m2 2时，空塔水力负荷复核如下：时，空塔水力负荷复核如下：实际实际实际实际q q q q水力水力水力水力=QS=QS=QS=QS截面截面截面截面=40000574.3
16、24=2.9m=40000574.324=2.9m3 3/m/m2 2h,h,满足要求。满足要求。为为考考虑虑进进入入滤滤池池的的废废水水均均匀匀流流过过滤滤料料层层，在在滤滤料料承承托托层层下下部部设设计计有有缓缓冲冲配配水水室室，其其高高度度H H配配水水一一般般为为1.21.21.5m1.5m，考考虑虑到到滤滤头头和和配配水水室室内内布布水水、布布气气管管的的安安装装方方便便，以以及及便便于于配配水水室室的的清清洗洗，本本工工程程取取H H配配水水=1.5m=1.5m，并并在在配配水水室室池池壁壁考考虑虑设设置置检检修修人人孔孔；另另外外，考考虑虑到到滤滤池池反反冲冲洗洗时时滤滤料料的的
17、膨膨胀胀，在在滤滤料料层层上上部部保保证证有有0.80.81.0m1.0m的的清清水水区区，本本工工程程取取清清水水区区高高度度H H配配水水=1.0m=1.0m；滤滤池池的的超超高高取取H H超超高高=0.5m,=0.5m,承承托托层层高高H H承承托托=0.3m=0.3m，则则滤滤池池的总高为：的总高为：H=HH=HH=HH=H滤料滤料滤料滤料+H+H+H+H配水配水配水配水+H+H+H+H清水清水清水清水+H+H+H+H超高超高超高超高+H+H+H+H承托承托承托承托=3.7+1.5+1+0.5+0.3=7m=3.7+1.5+1+0.5+0.3=7m 污污水水在在曝曝气气生生物物滤滤池池
18、滤滤料料层层高高度度中中的的空空塔塔停停留留时时间间t=3.72.9=1.28hrt=3.72.9=1.28hr，而而根根据据运运行行经经验验，滤滤池池在在装装满满滤滤料料后后废废水水在在滤滤料料层层中中的的实实际际停停留留时时间间约约为为空空塔塔停停留留时时间间的的1/21/2左右，即左右，即0.64hr0.64hr。（2 2 2 2）曝气生物滤池配水系统曝气生物滤池配水系统曝气生物滤池配水系统曝气生物滤池配水系统 曝曝气气生生物物滤滤池池的的配配水水系系统统一一般般采采用用小小阻阻力力形形式式。对对于于小小型型工工业业废废水水处处理理用用曝曝气气生生物物滤滤池池一一般般采采用用小小阻阻力力
19、配配水水形形式式中中的的格格栅栅式式、平平板板孔孔式式，而而对对于于城城市市污污水水处处理理厂厂则则采采用用小小阻阻力力配配水水形形式式中中的的滤滤头头配配水水形形式式，考考虑虑到到曝曝气气生生物物滤滤池池采采用用气气水水联联合合反反冲冲洗洗，所所以以滤滤头头采采用用长长柄柄滤滤头头，长长柄柄滤滤头头在在正正常常运运行行时时起起均均匀匀布布水水作作用用，在在反反冲冲洗洗时时起起布布水水、布气作用。布气作用。曝曝气气生生物物滤滤池池所所选选用用的的长长柄柄滤滤头头为为滤滤水水帽帽、滤滤水水管管一一体体成成型型，每每个个滤滤头头共共有有滤滤缝缝2020条条，每每条条滤滤缝缝LB=8mm2mm0.0
20、5mmLB=8mm2mm0.05mm，滤滤缝缝总总面面积积为为3.2cm3.2cm2 2/个个。每每平平方方米米布布置置3636个滤头，开孔比个滤头，开孔比=1.152%=1.152%，流量系数流量系数=0.8=0.8，每格滤池的水力负荷每格滤池的水力负荷B B=0.8l/m=0.8l/m2 2ss则每格滤池中水通过配水系统的水头损失为：则每格滤池中水通过配水系统的水头损失为：h h h h1 1 1 1=(B B B B/)/)/)/)2 2 2 22g2g2g2g10101010-6-6-6-6=3.8510=3.8510-4-4m m 在本工程设计中，每格滤池每平方米布置长柄滤头在本工程
21、设计中，每格滤池每平方米布置长柄滤头3636个，每个间距为个，每个间距为150mm150mm。（3 3 3 3）布气系统布气系统布气系统布气系统 在在曝曝气气生生物物滤滤池池设设计计中中，布布气气系系统统包包括括在在滤滤池池正正常常工工作作时时的的曝曝气气系系统统和和滤滤池池反反冲冲洗时的布气系统洗时的布气系统。曝气系统曝气系统曝气系统曝气系统 曝曝气气生生物物滤滤池池的的曝曝气气系系统统早早期期采采用用的的主主要要是是穿穿孔孔管管曝曝气气，但但由由于于穿穿孔孔管管曝曝气气氧氧的的利利用用率率低低，同同时时在在滤滤池池中中较较易易堵堵塞塞。本本工工程程设设计计中中采采用用了了生生物物滤滤池池专
22、专用用单单孔孔膜膜空空气气扩扩散散器器，该该扩扩散散器器是是针针对对曝曝气气生生物物滤滤池池的的特特点点专专门门研研制制的的，具具有有空空气气扩扩散散效效果果好好、氧氧的的利用率高、在滤料中不易堵塞的特点。利用率高、在滤料中不易堵塞的特点。C/NC/NC/NC/N曝曝曝曝气气气气生生生生物物物物滤滤滤滤池池池池的的的的供供供供氧氧氧氧量量量量包包包包括括括括去去去去除除除除污污污污水水水水中中中中BODBODBODBOD的的的的需需需需氧氧氧氧量量量量和和和和氨氨氨氨氮氮氮氮部部部部分分分分硝硝硝硝化化化化的的的的需需需需氧氧氧氧量量量量两部分。两部分。两部分。两部分。C/NC/N曝气生物滤池
23、去除污水中单位重量曝气生物滤池去除污水中单位重量BODBOD的需氧量为：的需氧量为：RRRR0 0 0 0=0.82SBOD/TBOD+0.32S=0.82SBOD/TBOD+0.32S=0.82SBOD/TBOD+0.32S=0.82SBOD/TBOD+0.32S0 0 0 0/TBOD/TBOD/TBOD/TBOD=0.82=0.82（127.5-31.88127.5-31.88）127.5127.5+0.32(80127.5)=0.816kg+0.32(80127.5)=0.816kg 即即去去除除1kgBOD1kgBOD需需要要提提供供0.816kgO0.816kgO2 2，则则C/N
24、C/N曝曝气气生生物物滤滤池池每每天天去去除除BODBOD需需提提供供的的总总氧量为：氧量为：R R0 0=QSBODR=QSBODR0 0=4000040000（127.5-31.88127.5-31.88）100010000.816=3121.04kg0.816=3121.04kg 在在C/NC/N曝曝气气生生物物滤滤池池中中TKNTKN将将转转化化成成氨氨氮氮，使使得得污污水水中中实实际际的的氨氨氮氮浓浓度度升升高高。根根据据试试验验结结果果，在在C/NC/N曝曝气气生生物物滤滤池池处处理理生生活活污污水水时时，滤滤池池污污水水中中的的实实际际氨氨氮氮量量约约为为45mg/l45mg/l
25、，出水要求氨氮量为出水要求氨氮量为24mg/l24mg/l，则氨氮部分硝化每天的需氧量为：则氨氮部分硝化每天的需氧量为：R R R RN N N N=Q4.57N=Q4.57N=Q4.57N=Q4.57N0 0 0 0=400004.57(45-24)=3838.8kg=400004.57(45-24)=3838.8kg 则去除污水中则去除污水中BODBOD的需氧量的需氧量和和氨氮部分硝化的需氧量氨氮部分硝化的需氧量（标态）合计为：（标态）合计为：R=RR=RR=RR=R0 0 0 0+R+R+R+RN N N N=3121.04+3838.8=6959.84kg=3121.04+3838.8
26、=6959.84kg=3121.04+3838.8=6959.84kg=3121.04+3838.8=6959.84kg当滤池氧的利用率为当滤池氧的利用率为E EA A=30%=30%时，从滤池中逸出气体中含氧量的百分率时，从滤池中逸出气体中含氧量的百分率Q Qt t为：为：2121（1-E1-EA A）2121（1-0.31-0.3）Q Qt t=15.7%=15.7%79+21 79+21（1-E1-EA A）79+2179+21（1-0.31-0.3）当当滤滤池池水水面面压压力力P=1.01310P=1.013105 5PaPa，曝曝气气器器安安装装在在滤滤池池水水面面下下H=4.85m
27、H=4.85m深深度度时时，曝曝曝曝气器处的绝对压力为：气器处的绝对压力为：气器处的绝对压力为：气器处的绝对压力为：P P P Pb b b b=P+9.810=P+9.810=P+9.810=P+9.8103 3 3 3H=H=H=H=1.013101.013105 5+9.810+9.8103 34.85=1.488104.85=1.488105 5PaPa 则则当当水水温温为为2525时时，清清水水中中的的饱饱和和溶溶解解氧氧浓浓度度为为Cs=8.4mg/lCs=8.4mg/l，则则2525时时滤滤池池内内混混合合液液溶溶解解氧氧饱和浓度的平均值饱和浓度的平均值C Csm(25)sm(2
28、5)为：为：Qt Qt P Pb b 15.7 1.48815.7 1.488C Csm(25)sm(25)=Cs=Cs（+）=8.4=8.4（+）=9.31(mg/l)=9.31(mg/l)42 2.02610 42 2.026105 5 42 2.02642 2.026当水温为当水温为2525时时,C/N,C/N曝气生物滤池实际需氧量曝气生物滤池实际需氧量R R为：为：R R0 0 C Csm(25)sm(25)R=R=1.024 1.024T-20T-20CCs(25)s(25)-C-Cl l 对对于于城城市市生生活活污污水水，=0.8=0.8，=0.9=0.9，=1=1，而而且且假假定
29、定滤滤池池出出水水溶溶解解氧氧浓浓度度为为3mg/l3mg/l，代代入入公式后：公式后：RCRCsm(25)sm(25)6959.849.31 6959.849.31R=15788.53(kg/d)R=15788.53(kg/d)1.024 1.024T-20T-20CCs(25)s(25)-C-Cl l 0.81.024 0.81.02425-2025-20(0.918.4-3)(0.918.4-3)C/NC/N曝气生物滤池总供气量为：曝气生物滤池总供气量为：R 15788.53R 15788.53GGs s=100=100=175428.07m=100=100=175428.07m3 3/
30、d=7309.5 m/d=7309.5 m3 3/h=121.83 m/h=121.83 m3 3/min/min 0.3 E 0.3 EA A 0.3300.330 每每个个单单孔孔膜膜滤滤池池专专用用曝曝气气器器供供气气量量为为0.20.20.3 0.3 m m3 3/个个hh，取取曝曝气气器器供供气气量量为为0.25 0.25 m m3 3/个个hh，则则C/NC/N曝曝气气生生物物滤滤池池需需曝曝气气器器数数量量为为n=Gn=Gs s600.25=121.83600.25=29240600.25=121.83600.25=29240个个，为为安安装装方方便便，实实际际选选用用曝曝气气器
31、器2832228322个，曝气器的布置间距为个，曝气器的布置间距为125mm125mm。反冲洗布气系统反冲洗布气系统反冲洗布气系统反冲洗布气系统 C/NC/N曝曝气气生生物物滤滤池池的的反反冲冲洗洗采采用用气气水水联联合合反反冲冲洗洗，反反冲冲洗洗过过程程通通过过EPT-1EPT-1型型长长柄柄滤滤头完成，其反冲洗布气系统可参照头完成，其反冲洗布气系统可参照给水排水设计手册给水排水设计手册给水快滤池的设计。给水快滤池的设计。（4 4 4 4）滤料层、承托层）滤料层、承托层）滤料层、承托层）滤料层、承托层 本本次次设设计计的的曝曝气气生生物物滤滤池池中中选选用用了了球球形形陶陶粒粒作作为为滤滤料
32、料。在在设设计计中中，由由于于进进入入C/NC/N曝曝气气生生物物滤滤池池的的污污水水为为水水解解酸酸化化池池出出水水，其其中中含含有有一一定定量量的的悬悬浮浮物物，C/NC/N曝曝气气生生物物滤滤池池的的作作用用除除去去除除污污水水中中的的有有机机物物和和部部分分氨氨氮氮硝硝化化外外，还还需需对对悬悬浮浮物物进进行行截截留留，所所以以选用了直径选用了直径4mm4mm6mm6mm的球形陶粒滤料，按一定的级配填装。的球形陶粒滤料，按一定的级配填装。由由于于陶陶粒粒粒粒径径较较小小，为为防防止止滤滤头头堵堵塞塞而而不不能能直直接接填填装装在在承承托托滤滤板板上上，所所以以在在陶陶粒粒层层下下部部宜
33、宜设设置置有有承承托托层层。承承托托层层选选用用鹅鹅卵卵石石，并并按按一一定定的的级级配配布布置置，总总高高度度为为0.30m0.30m，其级配见表其级配见表9 9：表表表表9 9 9 9 卵石承托层级配卵石承托层级配卵石承托层级配卵石承托层级配自上而下卵石直径卵石层高度48mm100mm816mm100mm1632mm100mm（5 5 5 5）滤池出水系统）滤池出水系统）滤池出水系统）滤池出水系统 C/NC/N曝曝气气生生物物滤滤池池出出水水系系统统采采用用单单侧侧出出水水，并并在在出出水水口口设设计计为为6060。斜斜坡坡和和设设置置栅栅形形稳稳流流板板，以以降降低低出出水水口口处处的的
34、水水流流流流速速，在在反反冲冲洗洗时时有有可可能能被被带带至至出出水水口口处处的的陶陶粒粒与稳流板碰撞，导致流速降低而在该处沉降，并沿斜坡下滑回滤池中。与稳流板碰撞，导致流速降低而在该处沉降，并沿斜坡下滑回滤池中。由由于于采采用用单单侧侧出出水水,所所以以正正常常运运行行时时的的出出水水槽槽与与反反冲冲洗洗排排水水槽槽在在同同一一侧侧，其其结结构示意图见图构示意图见图2020：2 2 2 2 N N N N曝气生物滤池（硝化滤池）曝气生物滤池（硝化滤池）曝气生物滤池（硝化滤池）曝气生物滤池（硝化滤池）N N曝曝气气生生物物滤滤池池主主要要用用于于对对污污水水中中的的氨氨氮氮进进行行硝硝化化脱脱
35、氮氮。虽虽然然N N曝曝气气生生物物滤滤池池与与C/NC/N曝曝气气生生物物滤滤池池的的处处理理功功能能不不同同，但但N N曝曝气气生生物物滤滤池池的的结结构构与与C/NC/N曝曝气气生生物物滤滤池池的的结结构构完完全全相相同同，也也包包括括缓缓冲冲配配水水室室、曝曝气气系系统统、承承托托层层和和滤滤料料层层、出出水水系系统统、反反冲冲洗系统等洗系统等，所以其计算主要包括上述各部分的计算。，所以其计算主要包括上述各部分的计算。（1 1 1 1）N N N N曝气生物滤池池体的设计曝气生物滤池池体的设计曝气生物滤池池体的设计曝气生物滤池池体的设计 由由于于按按硝硝化化负负荷荷法法计计算算方方法法
36、比比较较成成熟熟，所所以以N N曝曝气气生生物物滤滤池池池池体体的的设设计计一一般般按按硝硝化负荷法计算。化负荷法计算。按按硝硝化化负负荷荷法法计计算算的的设设计计参参数数主主要要是是硝硝化化负负荷荷。根根据据国国内内外外N N曝曝气气生生物物滤滤池池的的实实际际运运行行情情况况来来看看，硝硝化化负负荷荷一一般般在在0.30.30.8kgNH0.8kgNH3 3-N/m-N/m3 3滤滤料料dd，本本工工程程根根据据试试验验结结果取硝化负荷为果取硝化负荷为0.4kgNH0.4kgNH3 3-N/m-N/m3 3滤料滤料dd作为设计参数。作为设计参数。在在本本工工程程中中，进进入入 N N曝曝气
37、气生生物物滤滤池池的的污污水水量量为为Q=40000mQ=40000m3 3/d/d，在在N N曝曝气气生生物物滤滤池池进进水中的氨氮为水中的氨氮为24mg/l24mg/l，出水中的氨氮为出水中的氨氮为9.6mg/l9.6mg/l计，每天所要求去除的氨氮重量为：计，每天所要求去除的氨氮重量为：WWWW氨氮氨氮氨氮氨氮=（QCQCQCQC氨氮氨氮氨氮氨氮）/1000/1000/1000/1000式中：式中：WW氨氮氨氮在在N N曝气生物滤池中每天需去除的氨氮重量，单位曝气生物滤池中每天需去除的氨氮重量，单位kg/dkg/d；QQ每天进入曝气生物滤池的废水量，单位每天进入曝气生物滤池的废水量，单位
38、m m3 3/d/d；CC氨氮氨氮进出进出N N曝气生物滤池的氨氮浓度差，单位曝气生物滤池的氨氮浓度差，单位mg/lmg/l；代入数据后，则：代入数据后，则：WWWW氨氮氨氮氨氮氨氮=（QCQCQCQC氨氮氨氮氨氮氨氮）1000100010001000=4000040000（24-9.624-9.6）1000=5761000=576（kg/dkg/d）取氨氮负荷取氨氮负荷q q氨氮氨氮=0.4kgNH=0.4kgNH3 3-N/m-N/m3 3滤料滤料dd，则所需滤料体积计算如下：则所需滤料体积计算如下：V V V V滤料滤料滤料滤料=W=W=W=W氨氮氨氮氨氮氨氮qqqq氨氮氨氮氨氮氨氮=5
39、760.4=1440(m=5760.4=1440(m3 3)取滤料层高度取滤料层高度H H滤料滤料=3.0m=3.0m，则，则N N曝气生物滤池的截面积曝气生物滤池的截面积S S截面截面计算如下：计算如下：S S S S截面截面截面截面=V=V=V=V滤料滤料滤料滤料HHHH滤料滤料滤料滤料=14403=480m=14403=480m2 2 本本设设计计中中将将N N曝曝气气生生物物滤滤池池分分为为8 8格格，则则每每格格截截面面积积为为4808=60m4808=60m2 2，每每格格截截面面按按正方形布置，则每格尺寸应为正方形布置，则每格尺寸应为7.75x7.75m7.75x7.75m。当滤
40、池总截面积为当滤池总截面积为480 m480 m2 2时，时，水力负荷复核如下：水力负荷复核如下：实际实际实际实际q q q q水力水力水力水力=QS=QS=QS=QS截面截面截面截面=4000048024=3.47m=4000048024=3.47m3 3/m/m2 2h,h,满足要求。满足要求。为为考考虑虑进进入入滤滤池池的的废废水水均均匀匀流流过过滤滤料料层层，在在滤滤料料承承托托层层下下部部也也设设计计有有缓缓冲冲配配水水室室，由由于于C/NC/N曝曝气气生生物物滤滤池池出出水水水水质质较较稳稳定定，所所以以其其高高度度H H配配水水可可小小些些，一一般般为为1.01.01.2m1.2
41、m，考考虑虑到到滤滤头头和和配配水水室室内内布布水水、布布气气管管的的安安装装方方便便，以以及及便便于于配配水水室室的的清清洗洗，本本工工程程取取H H配配水水=1.2m=1.2m，并并在在配配水水室室池池壁壁考考虑虑设设置置检检修修人人孔孔；另另外外，考考虑虑到到滤滤池池反反冲冲洗洗时时滤滤料料的的膨膨胀胀，在在滤滤料料层层上上部部保保证证有有0.80.81.0m1.0m的的清清水水区区，本本工工程程取取清清水水区区高高度度H H配配水水=1.0m=1.0m；滤滤池的超高取池的超高取H H超高超高=0.5m,=0.5m,承托层高承托层高H H承托承托=0.3m=0.3m，则滤池的总高为：则滤
42、池的总高为：H=HH=HH=HH=H滤料滤料滤料滤料+H+H+H+H配水配水配水配水+H+H+H+H清水清水清水清水+H+H+H+H超高超高超高超高+H+H+H+H承托承托承托承托=3.0+1.2+1+0.5+0.3=6m=3.0+1.2+1+0.5+0.3=6m 污水在污水在N N曝气生物滤池曝气生物滤池滤料层高度中的停留时间滤料层高度中的停留时间滤料层高度中的停留时间滤料层高度中的停留时间t=3.03.47=0.865hrt=3.03.47=0.865hrt=3.03.47=0.865hrt=3.03.47=0.865hr，（2 2 2 2）N N N N曝气生物滤池配水系统曝气生物滤池配
43、水系统曝气生物滤池配水系统曝气生物滤池配水系统 N N曝曝气气生生物物滤滤池池配配水水系系统统的的作作用用与与C/NC/N曝曝气气生生物物滤滤池池相相同同，也也采采用用长长柄柄滤滤头头配配水水，每平方米布置每平方米布置3636个滤头，开孔比个滤头，开孔比=1.152%=1.152%，流量系数流量系数=0.8=0.8，每格滤池的水力负荷每格滤池的水力负荷B B=0.964l/m=0.964l/m2 2ss，则每格滤池中水通过配水系统的水头损失为：则每格滤池中水通过配水系统的水头损失为：h h h h1 1 1 1=(B B B B/)/)/)/)2 2 2 22g2g2g2g10101010-6
44、-6-6-6=5.5810=5.5810-4-4m m 在在N N曝曝气气生生物物滤滤池池中中，每每格格滤滤池池每每平平方方米米布布置置长长柄柄滤滤头头3636个个，每每个个间间距距为为150mm150mm，其布置示意图及滤头形式可参见其布置示意图及滤头形式可参见C/NC/N曝气生物滤池的设计。曝气生物滤池的设计。（3 3 3 3）布气系统布气系统布气系统布气系统 在在N N曝曝气气生生物物滤滤池池设设计计中中，布布气气系系统统包包括括在在滤滤池池正正常常工工作作时时的的曝曝气气系系统统和和滤滤池池反反冲冲洗时的布气系统两部分。洗时的布气系统两部分。曝气系统曝气系统曝气系统曝气系统 N N曝曝
45、气气生生物物滤滤池池的的供供氧氧量量包包包包括括括括氨氨氨氨氮氮氮氮硝硝硝硝化化化化的的的的需需需需氧氧氧氧量量量量和和和和去去去去除除除除污污污污水水水水中中中中剩剩剩剩余余余余BODBODBODBOD的的的的需需需需氧氧氧氧量量量量两两部分。部分。N N曝曝气气生生物物滤滤池池进进水水中中氨氨氮氮浓浓度度为为24mg/l24mg/l，出出水水氨氨氮氮浓浓度度为为9.6mg/l9.6mg/l，氨氨氮氮硝硝化化每每天的需氧量为：天的需氧量为：R RN N=Q4.57N=Q4.57N0 0=400004.57(24-9.6)=2632.32kg=400004.57(24-9.6)=2632.32
46、kg N N曝气生物滤池去除污水中单位重量曝气生物滤池去除污水中单位重量BODBOD的需氧量为：的需氧量为：RRRR0 0 0 0=0.82SBOD/TBOD+0.32S=0.82SBOD/TBOD+0.32S=0.82SBOD/TBOD+0.32S=0.82SBOD/TBOD+0.32S0 0 0 0/TBOD/TBOD/TBOD/TBOD=0.82=0.82（31.88-12.7531.88-12.75）31.8831.88+0.32(2431.88)=0.733kg+0.32(2431.88)=0.733kg 即即去去除除1kgBOD1kgBOD需需要要提提供供0.733kgO0.733
47、kgO2 2，则则N N曝曝气气生生物物滤滤池池每每天天去去除除BODBOD需需提提供供的总氧量为：的总氧量为：R R0 0=QSBODR=QSBODR0 0=4000040000（31.88-12.7531.88-12.75）100010000.733=560.89kg0.733=560.89kg 则去除污水中则去除污水中BODBOD的需氧量和氨氮部分硝化的需氧量（标态）合计为：的需氧量和氨氮部分硝化的需氧量（标态）合计为：R=RR=RR=RR=R0 0 0 0+R+R+R+RN N N N=2632.32+560.89=3193.21kg=2632.32+560.89=3193.21kg当
48、滤池氧的利用率为当滤池氧的利用率为E EA A=30%=30%时，从滤池中逸出气体中含氧量的百分率时，从滤池中逸出气体中含氧量的百分率Q Qt t为：为：2121（1-E1-EA A）2121（1-0.31-0.3）Q Qt t=15.7%=15.7%79+21 79+21（1-E1-EA A）79+2179+21（1-0.31-0.3）当当滤滤池池水水面面压压力力P=1.01310P=1.013105 5PaPa，曝曝气气器器安安装装在在滤滤池池水水面面下下H=4.1mH=4.1m深深度度时，曝气器处的绝对压力为：时，曝气器处的绝对压力为：P Pb b=P+9.810=P+9.8103 3H
49、=1.01310H=1.013105 5+9.810+9.8103 34.1=1.415104.1=1.415105 5PaPa 则则当当水水温温为为2525时时，清清水水中中的的饱饱和和溶溶解解氧氧浓浓度度为为Cs=8.4mg/lCs=8.4mg/l，则则2525时时滤滤池池内内混混合合液液溶溶解解氧氧饱饱和和浓度的平均值浓度的平均值C Csm(25)sm(25)为：为：Q Qt t P Pb b 15.7 1.41515.7 1.415C Csm(25)sm(25)=Cs=Cs（+）=8.4=8.4（+）=9.01(mg/l)=9.01(mg/l)42 2.02610 42 2.02610
50、5 5 42 2.02642 2.026 当水温为当水温为2525时时,C/N,C/N曝气生物滤池实际需氧量曝气生物滤池实际需氧量R R为：为：R R0 0 C Csm(25)sm(25)R=R=1.024 1.024T-20T-20CCs(25)s(25)-C-Cl l 对对于于城城市市生生活活污污水水，=0.8=0.8，=0.9=0.9，=1=1，而而且且假假定定滤滤池池出出水水溶溶解解氧氧浓浓度度为为4mg/l4mg/l，代代入入公公式式后：后：RCRCsm(25)sm(25)3193.219.01 3193.219.01R=8979.66(kg/d)R=8979.66(kg/d)1.0