曝氣生物濾吃設(shè)計計算
一、設(shè)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+亞鹽氮+鹽氮+有機氮）
總凱式氮KN≤40mg/L（氨氮+有機氮）
亞鹽氮、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(shù)要求
采用硝化、反硝化生物脫氮工藝時，要求BOD5:TN＞4，當(dāng)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(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(shè)計計算
1、反硝化生物濾池(DN池)計算
（1）按反硝化容積負(fù)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)、出水鹽氮濃度差值（mg/L）
Q—設(shè)計污水流量（m³/d）
qTN—反硝化容積負(fù)荷（KgNO3--N）/m³.d
①進(jìn)水氮濃度取大值：50mg/L,出水取小5mg/L,則▽CN為45mg/L
②反硝化容積負(fù)荷qTN=0.8 KgNO3--N/（m³.d），規(guī)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(guī)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(shù)量n=2座
⑦單池面積：W0=A/2=193/2=96.5㎡（單池面積＜100㎡），符合規(guī)范要求。
（2）按空床停留時間計算
A=QT/24q
q= H0/t
式中：
A--濾池總面積（㎡）
QT –設(shè)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(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*-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=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(jù)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(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---超高（m） （取值范圍0.3-0.5m）
h4---濾板厚度高（m）
設(shè)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(shù)量：2座
結(jié)構(gòu)：鋼混
（4）反硝化生物濾池反沖洗設(shè)計
（4.1）空氣沖洗強度：12-16L/㎡.S
設(shè)計采用12L/㎡.S，單池沖洗空氣量Q=12*100=1200 L/S=72m³/min
（4.2）水沖洗強度4-6L/㎡.S
設(shè)計采用4L/㎡.S，單池沖洗水量Q=4*100=400L/S=1440m³/h
（5）長柄濾頭設(shè)計
濾板規(guī)格：980*980*1000mm,濾頭數(shù)量：49個/塊
濾頭總數(shù)：100*49*2=9800個
（6）外加碳源設(shè)計
反硝化生物濾池每天去除氮的量為：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(fù)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(shè)計污水流量（m³/d）
qNH3-N—硝化容積負(fù)荷（KgNH3-N）/m³.d
①進(jìn)水總凱式氮濃度40mg/L,出水設(shè)計8mg/L,則▽CTKN為32mg/L
②硝化容積負(fù)荷qNH3-N =0.6 KgNH3-N/（m³.d），規(guī)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(guī)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(shù)量n=2座
⑦單池面積：W0=A/2=182/2=91㎡（單池面積＜100㎡），符合規(guī)范要求。
（2）按空床停留時間計算
A=Q/24q
q= H0/t
式中：
A--濾池總面積（㎡）
Q –設(shè)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(fù)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(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---超高（m） （取值范圍0.3-0.5m）
h4---濾板厚度高（m）
設(shè)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(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
（4.1）空氣沖洗強度：12-16L/㎡.S
設(shè)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
（4.2）水沖洗強度4-6L/㎡.S
設(shè)計采用4L/㎡.S，單池沖洗水量Q=4*95=380L/S=1368m³/h
（5）長柄濾頭設(shè)計
濾板規(guī)格：980*980*1000mm,濾頭數(shù)量：36個/塊
濾頭總數(shù)：95*36*2=6840個
（6）曝氣系統(tǒng)設(shè)計
曝氣系統(tǒng)采用單孔膜空氣擴散器
規(guī)格：Φ60*45mm
要求：36個/㎡
總數(shù)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(fēng)壓：53.9Kpa
