專利名稱：采用a/o型生物曝氣濾池進(jìn)行污水處理廠擴(kuò)容的設(shè)計(jì)計(jì)算方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及一種采用進(jìn)行污水處理廠擴(kuò)容的設(shè)計(jì)計(jì)算方法。
背景技術(shù)：
城市污水處理廠擴(kuò)容的含義是指現(xiàn)有城市污水處理廠的處理水量已達(dá)到原設(shè)計(jì)的水量，但進(jìn)水量還在不斷增加，現(xiàn)有處理設(shè)備的容量已滿足不了要求，需要進(jìn)行技術(shù)改造和擴(kuò)建；或現(xiàn)有城市污水處理廠由于各種原因，出水水質(zhì)達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，需要對(duì)現(xiàn)有處理工藝進(jìn)行技術(shù)改造或增設(shè)部分處理設(shè)備，以改善出水水質(zhì)；或兩者兼有之。
城市人口和工業(yè)生產(chǎn)都隨著社會(huì)的發(fā)展，相應(yīng)的城市污水量(包括生活污水和進(jìn)入城市污水管網(wǎng)的生產(chǎn)廢水)也會(huì)相應(yīng)增多，特別是從改革開(kāi)放以來(lái)，隨著我國(guó)工業(yè)化和人口城市化進(jìn)程的加快，城市污水量的增加趨勢(shì)日益加快。此外，城市污水的水質(zhì)也在不斷變化。但是，城市污水處理廠的設(shè)計(jì)處理容量(包括水量和水質(zhì))是有一定設(shè)計(jì)年限的。設(shè)計(jì)年限是指城市污水處理廠的設(shè)計(jì)容量?jī)H能滿足達(dá)到某一年限預(yù)測(cè)的容量，超過(guò)此年限，污水處理廠現(xiàn)有設(shè)備將達(dá)不到設(shè)計(jì)的出水水質(zhì)，需要擴(kuò)容或另建新的污水處理廠。
國(guó)家對(duì)城市污水處理廠的出水水質(zhì)有嚴(yán)格的要求，與世界其它各國(guó)一樣，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)環(huán)境質(zhì)量的要求也相應(yīng)的提高，要求處理后的出水水質(zhì)越來(lái)越嚴(yán)格。
我國(guó)最早城市污水處理廠的水質(zhì)指標(biāo)主要是生化需氧量BOD5和懸浮物SS兩項(xiàng)。1988年頒布的《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-88)中開(kāi)始增加化學(xué)需氧量COD，氨氮NH3-N等主要水質(zhì)指標(biāo)。1996年制訂的《污水綜合排入標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)中對(duì)總磷TP提出了要求，對(duì)化學(xué)需氧量COD、生化需氧量BOD5、氨氮NH3-N、懸浮物SS均有新的規(guī)定。其中COD的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為60mg/L，二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為120mg/L；BOD5一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為20mg/L，BOD5二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為30mg/L；NH3-N一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為15mg/L，二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為25mg/L；SS一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為20mg/L，二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為30mg/L。
2003年又頒布了專門(mén)針對(duì)城市污水處理廠的《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)，對(duì)出水中的總氮TN提出了要求，并對(duì)出水中的氨氮NH3-N提出了更高的要求，其中出水排向III類水域執(zhí)行的一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)，氨氮NH3-N的濃度為8mg/L(水溫低于12℃的為15mg/L)，二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為25mg/L。隨著排放標(biāo)準(zhǔn)的不斷更新和要求越來(lái)越嚴(yán)格，一些早期建成的城市污水處理廠一直面臨著不斷擴(kuò)容和技改的任務(wù)，以適應(yīng)排放標(biāo)準(zhǔn)不斷更新的需要。
增加城市污水處理量和改善出水水質(zhì)有兩種不同的做法，建設(shè)新的污水處理廠或?qū)ΜF(xiàn)有城市污水處理廠進(jìn)行擴(kuò)容。前者在技術(shù)上較為簡(jiǎn)單，但在經(jīng)濟(jì)上的耗費(fèi)很大；后者可充分利用現(xiàn)有設(shè)備，進(jìn)行挖潛改造和采用新的先進(jìn)技術(shù)，盡量減少新建的處理設(shè)備，降低建設(shè)費(fèi)用和運(yùn)行成本，這在經(jīng)濟(jì)上是合理的，當(dāng)為首選方案，但因受現(xiàn)有污水處理廠各種條件的限制，尤其是受原污水處理廠占地面積的限制，給擴(kuò)容帶來(lái)較大的難度本發(fā)明人于2003年9月9日專利號(hào)為03263211.8公開(kāi)了“一種生物曝氣濾池”，并于2004年5月11日專利號(hào)為200410026149.3又申請(qǐng)了一種“一種污水處理方法及濾池”。這種A/O型生物曝氣濾池作為城市污水處理的設(shè)備，可以提高現(xiàn)有城市污水處理廠的處理水量和改善出水水質(zhì)，尤其是在2003年以后，國(guó)家頒布了新的《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)，國(guó)內(nèi)不少現(xiàn)有的城市污水處理廠都面臨著進(jìn)一步去除氨氮NH3-N、總氮TN或還需改善其它出水水質(zhì)指標(biāo)的要求。該項(xiàng)技術(shù)可為現(xiàn)有污水處理廠增加處理水量和全面改善出水水質(zhì)，包括COD、BOD5、SS、NH3-N、TN等各種水質(zhì)指標(biāo)，提供一項(xiàng)先進(jìn)的新技術(shù)，具有占地面積少，經(jīng)濟(jì)節(jié)省等優(yōu)點(diǎn)。
但是，目前將A/O型生物曝氣濾池用于現(xiàn)有城市污水處理廠進(jìn)行三級(jí)處理擴(kuò)容，還沒(méi)有可供設(shè)計(jì)采用的三級(jí)處理擴(kuò)容的設(shè)計(jì)計(jì)算方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種采用A/O型生物曝氣濾池進(jìn)行污水處理廠擴(kuò)容的方法。在給定現(xiàn)有二沉池出水水量和二沉池、初沉池出水水質(zhì)下，要求擴(kuò)容后做到出水水質(zhì)全面達(dá)標(biāo)，計(jì)算出所需引入的初沉池出水流量、出水循環(huán)流量、缺氧段的容積、好氧段的容積等主要設(shè)計(jì)參數(shù)。
本發(fā)明的目的可以通過(guò)采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)一種采用A/O型生物曝氣濾池進(jìn)行污水處理廠擴(kuò)容的設(shè)計(jì)計(jì)算方法，包括有一級(jí)污水處理的初沉池(2)，二級(jí)污水處理的二沉池(1)，其主要特點(diǎn)是在二沉池(1)的出水端連接有入水調(diào)節(jié)池(4)，三級(jí)污水處理的A/O型生物曝氣濾池(3)與入水調(diào)節(jié)池(4)相連通。
所述的采用A/O型生物曝氣濾池進(jìn)行污水處理廠擴(kuò)容的設(shè)計(jì)計(jì)算方法，包括有從初沉池(2)的出水端引入出水(Q2)或/和從A/O型生物曝氣濾池(3)出水端引入的循環(huán)水(Q3)。
本發(fā)明采用A/O型生物曝氣濾池進(jìn)行污水處理廠擴(kuò)容的設(shè)計(jì)計(jì)算方法包括有設(shè)計(jì)參數(shù)二沉池(1)引入水水量(Q1)、初沉池(2)引入水量(Q2)及三級(jí)污水處理的A/O型生物曝氣濾池(3)引入水水量(Q3)，其水質(zhì)為化學(xué)需氧量濃度Cn，COD、生化需氧量濃度Cn，BOD5、總氮濃度Cn，TN、氨氮濃度Cn，NH3-N、硝氮濃度Cn，NOX-N及懸浮物濃度Cn，SS。其中下標(biāo)中的第一個(gè)n為1-3，分別代表二沉池(1)、初沉池(2)和三級(jí)污水處理的A/O型生物曝氣濾池(3)循環(huán)水的各項(xiàng)水質(zhì)濃度值。
本發(fā)明采用A/O型生物曝氣濾池進(jìn)行污水處理廠擴(kuò)容的設(shè)計(jì)計(jì)算方法的關(guān)鍵是發(fā)明人利用試驗(yàn)確定了A/O型生物曝氣濾池三級(jí)處理設(shè)計(jì)的特性參數(shù)為a為4；安全系數(shù)b為1.1-1.4；c為1.1-1.3；K1為8.5d-9.5d；K2為8.3d-9.3d；K3為3.0d-4.0d； E為0.05-0.10；q∠3.5m3/m2.h。對(duì)取得以上特性參數(shù)的方法不再論述，其使用在以下計(jì)算公式中陸續(xù)敘述。
本發(fā)明采用的工藝方法及有關(guān)A/O型生物曝氣濾池的結(jié)構(gòu)在同一天申請(qǐng)的“采用A/O型生物曝氣濾池進(jìn)行污水處理廠擴(kuò)容的方法”中有詳細(xì)的描述。
所述的采用A/O型生物曝氣濾池進(jìn)行污水處理廠擴(kuò)容的設(shè)計(jì)計(jì)算方法，包括有(1)判斷是否引入初沉池(2)的流量Q2若C1，COD-CCODN∠ca(C1，TN-C3，TN)引入初沉池出水，否則不引入。
其中去除每mg/L總氮TN消耗的化學(xué)需氧量COD mg/L數(shù)a為4；c為1.1-1.3。
(2)確定引入初沉池(2)的流量Q2Q2=bQ1[a(C1,TN-C3,TN)-C1,COD+CCODN]C2,COD-CCODN-a(C2,TN-C3,TN)]]>其中安全系數(shù)b為1.1-1.4。
(3)判斷是否引入三級(jí)污水處理的A/O型生物曝氣濾池(3)循環(huán)水量Q3Q1C1，NOX-N≤Q1C1，TN+Q2C2，TN-(Q1+Q2)C3，TN引入循環(huán)水，否則不引入。
(4)確定引入三級(jí)污水處理的A/O型生物曝氣濾池(3)循環(huán)水量Q3Q3=Q1(C1,TN-C1,NOX-N)+Q2(C2,TN-C2,NOX-N)-(Q1+Q2)C3,TN,1000.C3,NOX-N]]>
(5)確定好氧段(36)容積V0V0=K2Q0C0,NH3-N1000C3,NH3-N]]>其中K2為8.3d-9.3d。
(6)確定缺氧段(35)容積VAVA=K1Q0C0,NOX-N1000{C0,NOX-C0,TN+C3,TN/(1-E)}]]>其中K1為8.5d-9.5d；E為0.05-0.10。
(7)出水COD濃度的校核C3,COD=K3Q1C1,COD+Q2C2,COD-Q0a(C0,TN-C3,TN/1-E)1000V0-K3Q3]]>其中K3為3.0d-4d。
本發(fā)明的有益效果是1.傳統(tǒng)的城市污水三級(jí)處理是混凝沉淀和過(guò)濾。這些方法主要是去除二級(jí)處理出水中的懸浮固體和膠體物質(zhì)，并相應(yīng)的可去除這些污染物質(zhì)的所產(chǎn)生的BOD5和COD，但這些方法對(duì)去除污水中的氨氮和總氮卻無(wú)顯著的效果，當(dāng)需要進(jìn)一步去除氨氮和總氮時(shí)，這些傳統(tǒng)的三級(jí)處理方法已不能使用。好氧型生物曝氣濾池具有很好的去除氨氮的效果，并對(duì)COD、BOD5、SS等污染物也有相當(dāng)好的去除效果，出水BOD5和SS可降到10mg/L以下，但對(duì)總氮仍無(wú)理想的效果。A/O型生物曝氣濾池是傳統(tǒng)的的好氧型生物曝氣濾池的改進(jìn)，保持了好氧型生物曝氣濾池的各種優(yōu)點(diǎn)外，還具有脫氮的功能，與其他三級(jí)處理方法相比，適合現(xiàn)有城市污水處理廠擴(kuò)容，滿足新排放標(biāo)準(zhǔn)對(duì)出水總氮要求的同時(shí)，其他主要水質(zhì)指標(biāo)，如COD、BOD5、氨氮、SS、等都會(huì)大幅度的下降，可以全面改善現(xiàn)有二級(jí)處理出水的水質(zhì)。當(dāng)有需要時(shí)，可使出水中的上述各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到各種再生水利用的水質(zhì)要求。采用A/O型生物曝氣濾池三級(jí)處理作為現(xiàn)有城市污水處理廠擴(kuò)容的工程措施較改造和擴(kuò)建曝氣池以及增加二次沉淀池要簡(jiǎn)單。
2.A/O型生物曝氣濾池對(duì)各種污染物質(zhì)去除的效率高，水力停留時(shí)間短，容積小，占地面積少。經(jīng)估算，用于不同情況的城市污水處理廠擴(kuò)容的三級(jí)處理，所需的水力停留時(shí)間，一般約0.5-2小時(shí)左右，包括其附屬設(shè)備如提升泵房，鼓風(fēng)機(jī)房等在內(nèi)，相當(dāng)于或不超過(guò)一級(jí)處理所需的占地面積，這對(duì)土地緊張的現(xiàn)有污水處理廠擴(kuò)容方案的選擇具有明顯的優(yōu)勢(shì)。
3.A/O型生物曝氣濾池用作污水處理廠擴(kuò)容三級(jí)處理的費(fèi)用，因各種具體情況不同，難于進(jìn)行確切的計(jì)算，但可作出一些簡(jiǎn)單的分析。生物曝氣濾池的建設(shè)費(fèi)用要比容積相同的砂濾池要貴，主要是生物曝氣濾池所用的濾料價(jià)格較高，但隨著國(guó)內(nèi)生物曝氣濾池的使用日漸廣泛，專門(mén)用于生物曝氣濾池的濾料產(chǎn)量也在不斷增加，價(jià)格也在下降。該公司研制和生產(chǎn)的鑫橋2號(hào)生物濾料具有性能好、價(jià)格便宜的優(yōu)點(diǎn)，將可使生物曝氣濾池與其他生物處理工藝一樣，除了要求進(jìn)一步除磷以外，不需要投加任何藥劑，運(yùn)行費(fèi)用主要是電耗。用作三級(jí)處理，進(jìn)水中的有機(jī)物濃度不高，而且較多的有機(jī)物在缺氧段的反硝化過(guò)程中被去除，好氧段的工藝用氣量很少，所需的氣水比很低，鼓風(fēng)機(jī)的電耗不多。A/O型生物曝氣濾池的電耗主要用于污水的提升。如污水處理廠的地勢(shì)平坦，現(xiàn)有二沉池出水或初沉池出水的水位較底，若需要出水回流，包括循環(huán)水在內(nèi)，都需要水泵提升至生物曝氣濾池，約需數(shù)米的提升水頭，但這部份的電耗并不多。
4.本設(shè)計(jì)計(jì)算方法準(zhǔn)確，參數(shù)可靠，可供采用的A/O型生物曝氣濾池用于現(xiàn)有城市污水處理廠三級(jí)處理擴(kuò)容的設(shè)計(jì)計(jì)算。
以下結(jié)合附圖所示之最佳實(shí)施例作進(jìn)一步詳述

圖1為A/O型生物曝氣濾池用作污水處理廠擴(kuò)容三級(jí)處理的流程示意圖。
具體實(shí)施例方式見(jiàn)圖1，A/O型生物曝氣濾池用作污水處理廠擴(kuò)容三級(jí)處理的流程，一級(jí)污水處理的初沉池2，二級(jí)污水處理的二沉池1，在二沉池1的出水端連接有入水調(diào)節(jié)池4，三級(jí)污水處理的A/O型生物曝氣濾池3與入水調(diào)節(jié)池4相連通。從初沉池2的出水端引入出水Q2或/和從A/O型生物曝氣濾池3出水端引入的循環(huán)水Q3。
采用的三級(jí)污水處理的A/O型生物曝氣濾池3在其底部設(shè)有卵石承托層34，其上設(shè)有用氣曝氣系統(tǒng)391，用氣曝氣系統(tǒng)391的上部為好氧段36及出水段37，其下部為缺氧段35；在缺氧段35和好氧段36內(nèi)填充有濾料；在卵石承托層34還設(shè)有反沖用氣進(jìn)氣裝置392；在出水段37的出水口設(shè)有出水閥371，其一端連通消毒接觸池31，另一端連通入水調(diào)節(jié)池4；在消毒接觸池31與三級(jí)污水處理的A/O型生物曝氣濾池的底部卵石承托層34之間設(shè)有反沖水泵5。
實(shí)施例1某城市污水處理廠，處理水量2萬(wàn)m3/d。出水水質(zhì)達(dá)不到新排放標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。要求采用A/O型生物曝氣濾池進(jìn)行擴(kuò)容，計(jì)算該工藝的主要設(shè)計(jì)參數(shù)，給出二沉池1、初沉池2和擴(kuò)容后的水質(zhì)指標(biāo)如下(1)a.測(cè)定二沉池1出水水質(zhì)C1，COD＝50mg/L；C1，BOD5＝20mg/L；C1，TN＝28mg/L；C1NH3-N＝18mg/L；C1，NOX-N＝8mg/LC1，SS＝30mg/L。
b.測(cè)定初沉池2出水水質(zhì)C2，COD＝220mg/L；C2，BOD5＝110mg/L；C2，TN＝35mg/L；C2，NH3-N＝30mg/L；C2，NOX-N＝1mg/L；C2，SS＝80mg/L。
c.需要達(dá)到的排放標(biāo)準(zhǔn)《城鎮(zhèn)污水處理廠污染排放標(biāo)準(zhǔn)》中的一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)，C3，COD＝60mg/L；C3，TN＝20mg/L；C3NH3-N＝8mg/L；C3，BOD5＝20mg/L；C3，SS＝20mg/L。
(2)確定A/O型生物曝氣濾池3三級(jí)處理設(shè)計(jì)的特性參數(shù)CODN＝22.7mg/L；a＝4；b＝1.2-1.3；c＝1.2；K1＝8.9d；K2＝8.8d；K3＝3.5d；E＝0.08；q∠3.5m3/m2.h。
由己知條件C1，TN＝28mg/L；C1NH3-N＝18mg/L，C1，SS＝30mg/L均大于排放標(biāo)準(zhǔn)《城鎮(zhèn)污水處理廠污染排放標(biāo)準(zhǔn)》中的一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)。
(3)引入初沉池2的流量Q2通過(guò)下式計(jì)算C1，COD-CCODN＝50-22.7＝27.3mg/Lca(C1，TN-C3，TN)＝1.2×4×(28-20)＝38.4mg/LC1，COD-CCODN∠1.2a(C1，TN-C3，TN)其中c＝1.2所以需引入初沉池出水，最低的流量Q2通過(guò)下式計(jì)算Q2=bQ1[a(C1,TN-C3,TN)C1,COD+CCODN]C2,COD-CCODN-a(C2,TN-C3,TN)]]>1.3×20000[4(28-20)-50+22.7]220-22.7-4(35-20)]]>
=890m3/d]]>Q1＝20000-890＝19110m3/d。
考慮到Q2很小，進(jìn)入原曝氣池和二沉池的水量變化不大，可以認(rèn)為經(jīng)擴(kuò)容改造后，原二沉池出水水質(zhì)不變。
(4)循環(huán)水量Q3Q1C1，NOX-N＝19110×8＝152080Q1C1，TN+Q2C2，TN-(Q1+Q2)C3，TN＝19110×28+890×35-(19110+890)×20＝166230m3/dQ1C1，NOX-N≤Q1C1，TN+Q2C2，TN-(Q1+Q2)C3，TN所以需出水回流，回流量應(yīng)為Q3=Q1(C1,TN-C1,NOX-N)+Q2(C2,TN-C2,NOX-N)-(Q1+Q2)C3,TN,1000.C3,NOX-N]]>=19110×(28-8)+890×35-(19110+890)×2016]]>=834.4m3]]>C3，NOX-N的最低值為12mg/L。這里取16mg/L。
(5)好氧段容積V0的計(jì)算C3，NH3-N＝C3，TN-C3，NOX-N＝20-16＝4mg/LC0,NH3-N=Q1C1,NH3-N+Q2C2,NH3-N+Q3C3,NH3-NQ1+Q2+Q3]]>=19110×18+890×30+834.4×420000+834.4]]>=17.95mg/L.]]>
V0=K2Q0C0,NH3-N1000C3,NH3-N]]>=8.8×20000×17.954×1000]]>=789.8m3]]>其中K2＝8.8d。
(6)缺氧段容積VA的計(jì)算C0,NOX-N=Q1C1,NOX-N+Q3C3,NOX-NQ1+Q2+Q3]]>=19110×8+834.4×1620000+834.4]]>=7.98mg/L]]>C0,TN=Q1C1,TN+Q2C2,TN+Q3C3,TNQ1+Q2+Q3]]>=19110×28+890×35+834.4×2020000+834.4]]>=27.98mg/L]]>VA=K1Q0C0,NOX-N1000(C0,NOX-N-C0.,TN+C3,TN/1-E)]]>=8.9×20000×81000(8-28+20/(1-0.08))]]>
=818m3]]>其中K1＝8.9d。
(7)出水COD濃度的校核C3,COD=K3{Q1C1,COD+C2,COD-Q0a(C0,TN-C3,TN/(1-E))}1000V0-K3.Q3]]>+1000V0CCODN1000V0-K3Q3]]>=3.5×{19110×50+890×220-20000×4×(27.98-20/(1-0.08))}1000×789.8-3.5×834.4]]>+1000×789.8×22.71000×789.8-3.5×834.4]]>=0.64+22.78]]>=23.38mg/L]]>其中K3為3.5d。
(8)其它出水水質(zhì)指標(biāo)都能達(dá)到要求(9)濾料層總體積和水力負(fù)荷1)濾料層總體積VV＝VA+V0＝818+789.8＝1608.2m32)水力負(fù)荷q濾料層的總高H建議一般可取為2.5～3m，太低會(huì)影響處理效果，太高反沖洗不易干凈，這里取2.5m。
濾料層的截面積w=VH=1608.225]]>
=634.28m2]]>2)水力負(fù)荷q=Q0w=Q1+Q2+Q324w]]>=1.36m3/m2.h q∠3.5m/m.n]]>3)水力停留時(shí)間T＝V/(Q1+Q2)＝1608×24×60/20000＝111min實(shí)施例2某城市污水處理廠，處理水量1萬(wàn)m3/d。出水水質(zhì)達(dá)不到新排放標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，要求采用A/O型生物曝氣濾池進(jìn)行擴(kuò)容，計(jì)算該工藝的主要設(shè)計(jì)參數(shù)，給出二沉池1、初沉池2和擴(kuò)容后的水質(zhì)指標(biāo)如下二沉池出水水質(zhì)C1，COD＝45mg/L；C1，TN＝28mg/L；C1NH3-N＝12mg/L；C1，NOX-N＝14mg/L；C1，SS＝30mg/L。
初沉池出水水質(zhì)C2，COD＝275mg/L；C2，TN＝34mg/L；C2，NH3-N＝28mg/L；C2，NOX-N＝1mg/L；C2，SS＝80mg/L。
排放標(biāo)準(zhǔn)《城鎮(zhèn)污水處理廠污染排放標(biāo)準(zhǔn)》中的一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)，C3，COD＝60mg/L；C3，TN＝20mg/L；C3NH3-N＝8mg/L；C3，BOD5＝20mg/L；C3，SS＝30mg/L。
已知A/O型生物曝氣濾池三級(jí)處理設(shè)計(jì)的特性參數(shù)CODN＝22.7mg/L；a＝4； b＝1.2-1.3； c＝1.2；K1＝8.9d；K2＝8.8d； K3＝3.5d；E＝0.08； q∠3.5m3/m2.h。
由已知條件C1，TN＝28mg/L；C1NH3-N＝12mg/L；C1，SS＝30mg/L。均大于《城鎮(zhèn)污水處理廠污染排放標(biāo)準(zhǔn)》中的一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)。
(1)引入初沉池2出水流量Q2C1，COD-CCODN＝45-22.7＝27.3mg/L。
C1，COD-CCODN＝45-22.7＝27.3mg/L。
ca(C1，TN-C3，TN)＝1.2×4×(28-20)＝38.4mg/L。
C1，COD-CCODN＜ca(C1，TN-C3，TN)所以需引入的初沉池出水，最低的流量Q2，可通過(guò)下式計(jì)算Q2=bQ1[a(C1,TN-C3,TN)-C1,COD+CCODN]C2,COD-CCODN-a(C2,TN-C3,TN)]]>1.3×10000[4(28-20)-45+22.7]275-22.7-4(34-20)]]>=642.4m3/d]]>Q1＝10000-642＝9358m3/d考慮到Q2很小，進(jìn)入原曝氣池和二沉池的水量變化不大，可以認(rèn)為經(jīng)擴(kuò)容改造后，原二沉池出水水質(zhì)不變。
(2)循環(huán)水量Q3Q1C1，NOX-N＝9358×14＝131012Q1C1，TN+Q2C2，TN-(Q1+Q2)C3，TN＝9358×28+642×34-10000×20＝83852Q1C1，NOX-N≥Q1C1，TN+Q2C2，TN-(Q1+Q2)C3，TN所以不需出水回流。
(3)好氧段容積V0的計(jì)算C0,NH3-N=Q1C1,NH3-N+Q2C2,NH3-NQ1+Q2]]>=9358×12+642×2810000]]>
=13.38mg/L.]]>V0=K2Q0C0,NH3-N1000C3,NH3-N]]>=8.8×10000×13.381000×8]]>=147.2m3]]>(4)缺氧段容積VA的計(jì)算C0,NOX-N=Q1C1,NOX-NQ1+Q2]]>=9358×1410000]]>=13.38mg/L]]>C0,TN=Q1C1,TN+Q2C2,TNQ1+Q2]]>=9358×28+642×3410000]]>=28.3mg/L]]>VA=K1Q0C0,NOX-N1000[C0,NOX-N-C0,TN+C3,TNNN/(1-E)]]]>
=8.9×10000×13.381000[13.38-28.3+20/(1-0.08)]]]>=174.6m3]]>(5)出水COD濃度的校核C3,COD=K3Q1C1,COD+Q2C2,COD-Q0a[C0,TN-C3,TN/(1-E)]1000V0+CCODN]]>=3.5×{9358×45+642×275-10000×428.3-[20/(1-0.08)]}1000×147.2]]>+22.7=31mg/L]]>(6)其它出水水質(zhì)指標(biāo)都能達(dá)到要求(7)濾料層總體積、水力負(fù)荷和水力停留時(shí)間1)濾料層總體積VV＝VA+V0＝174.6+294.4＝469m32)水力負(fù)荷q濾料層的總高H取2.5m。
濾料層的截面積W=VH=321.8/2.5=128.7m2]]>2)水力負(fù)荷q=Q0w=Q1+Q2+Q324wm3/m2.h]]>
=1000024×128.7]]>=3.23m3/m2.h∠3.5m3/m2.h]]>3)水力停留時(shí)間t=V×24×60Q1+Q2]]>=321.8×24×6010000]]>=46.3min]]>實(shí)施例3某城市污水處理廠，處理水量3萬(wàn)m3/d。出水水質(zhì)達(dá)不到新排放標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，要求采用A/O型生物曝氣濾池進(jìn)行擴(kuò)容，計(jì)算該工藝的主要設(shè)計(jì)參數(shù)，給出二沉池、初沉池和擴(kuò)容后的水質(zhì)指標(biāo)如下二沉池出水水質(zhì)C1，COD＝80mg/L；C1，BOD5＝30mg/L；C1，TN＝26mg/L；C1NH3-N＝20mg/L；C1，NOX-N＝4mg/L；C1，SS＝40mg/L。
初沉池出水水質(zhì)C2，COD＝275mg/L；C1，BOD5＝30mg/L；C2，BOD5＝150mg/L；C2，TN＝32mg/L；C2，NH3-N＝27mg/L；C2，NOX-N＝1mg/L；C2，SS＝80mg/L。
《城鎮(zhèn)污水處理廠污染排放標(biāo)準(zhǔn)》中的一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)C3，COD＝60mg/L；C3，TN＝20mg/L；C3NH3-N＝8mg/L；C3，BOD5＝20mg/L；C3，SS＝20mg/L。
A/O型生物曝氣濾池三級(jí)處理設(shè)計(jì)的特性參數(shù)CODN＝22.7mg/L；a＝4；b＝1.2-1.3；c＝1.2；K1＝8.9d；K2＝8.8d；K3＝3.5d；E＝0.08；q∠3.5m3/m2.h。
由已知條件C1，TN＝26mg/L；C1NH3-N＝30mg/L；C1，BOD5＝30mg/L；C1NH3-N＝20mg/L；C1，SS＝40mg/L均大于《城鎮(zhèn)污水處理廠污染排放標(biāo)準(zhǔn)》中的一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)。
引入初沉池出水流量Q2
C1.COD-CCODN＝80-22.7＝57.3mg/L。
ca(C1，TN-C3，TN)＝1.2×4×(26-20)＝28.8mg/L。
C1，COD-CCODN＞1.2a(C1，TN-C3，TN)所以不需引入的初沉池出水。
其余計(jì)算步驟同上例。
權(quán)利要求
1.一種采用A/O型生物曝氣濾池進(jìn)行污水處理廠擴(kuò)容的設(shè)計(jì)計(jì)算方法，包括有一級(jí)污水處理的初沉池(2)，二級(jí)污水處理的二沉池(1)，其特征是在二沉池(1)的出水端連接有入水調(diào)節(jié)池(4)，三級(jí)污水處理的A/O型生物曝氣濾池(3)與入水調(diào)節(jié)池(4)相連通。
2.如權(quán)利要求1所述的采用A/O型生物曝氣濾池進(jìn)行污水處理廠擴(kuò)容的設(shè)計(jì)計(jì)算方法，其特征是包括有從初沉池(2)的出水端引入出水(Q2)或/和從A/O型生物曝氣濾池(3)出水端引入的循環(huán)水(Q3)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的采用A/O型生物曝氣濾池進(jìn)行污水處理廠擴(kuò)容的設(shè)計(jì)計(jì)算方法，其特征是包括有A/O型生物曝氣濾池三級(jí)處理設(shè)計(jì)的特性參數(shù)為a為4；安全系數(shù)b為1.1-1.4；c為1.1-1.3；K1為8.5d-9.5d；K2為8.3d-9.3d；K3為3.0d-4.0d；E為0.05-0.10；q∠3.5m3/m2.h。
4.如權(quán)利要求1或2所述的采用A/O型生物曝氣濾池進(jìn)行污水處理廠擴(kuò)容的設(shè)計(jì)計(jì)算方法，其特征是首先(1)判斷是否引入初沉池(2)的流量Q2若C1，COD-CODN∠ca(C1，TN-C3，TN)引入初沉池(2)出水，否則不引入。其中去除每mg/L總氮TN消耗的化學(xué)需氧量COD數(shù)a為4；c為1.1-1.3。(2)確定引入初沉池(2)的流量Q2Q2=bQ1[a(C1,TN-C3,TN)-C1,COD+CCODNC2,COD-CCODN-a(C2,TN-C3,TN)]]>其中安全系數(shù)b為1.1-1.4；污水中難生物降解的化學(xué)需氧量COD濃度CCODN為15-30mg/L。
5.如權(quán)利要求4所述的采用A/O型生物曝氣濾池進(jìn)行污水處理廠擴(kuò)容的設(shè)計(jì)計(jì)算方法，其特征是(1)判斷是否引入三級(jí)污水處理的A/O型生物曝氣濾池(3)循環(huán)水流量Q3Q1C1，NOX-N≤Q1C1，TN+Q2C2，TN-(Q1+Q2)C3，TN引入循環(huán)水，否則不引入。(2)確定引入三級(jí)污水處理的A/O型生物曝氣濾池(3)循環(huán)水量Q3Q3=Q1(C1,TN-C1,NOX-N)+Q2(C2,TN-C2,NOX-N)-(Q1+Q2)C3,TN,1000C3,NOX-N]]>
6.如權(quán)利要求5所述的采用A/O型生物曝氣濾池進(jìn)行污水處理廠擴(kuò)容的設(shè)計(jì)計(jì)算方法，其特征是確定好氧段(36)容積V0V0=K2Q0C0,NH3-N1000C3,NH3-N]]>其中K2為8.3d-9.3d。
7.如權(quán)利要求6所述的采用A/O型生物曝氣濾池進(jìn)行污水處理廠擴(kuò)容的設(shè)計(jì)計(jì)算方法，其特征是確定缺氧段(35)容積VAVA=K1Q0C0,NOx-N1000{C0,NOx-N-C0,TN+C3,TN/(1-E)}]]>其中K1為8.5d-9.5d；E為0.05-0.10。
8.如權(quán)利要求7所述的采用A/O型生物曝氣濾池進(jìn)行污水處理廠擴(kuò)容的設(shè)計(jì)計(jì)算方法，其特征是出水COD濃度的校核C3,COD=K3Q1C1,COD+Q2C2,COD-Q0a(C0,TN-C3,TN/1-E)1000V0-K3.Q3]]>其中K3為3.0d-4d。
全文摘要
本發(fā)明主要涉及一種采用進(jìn)行污水處理廠擴(kuò)容的設(shè)計(jì)計(jì)算方法。一種采用A/O型生物曝氣濾池進(jìn)行污水處理廠擴(kuò)容的設(shè)計(jì)計(jì)算方法，包括有一級(jí)污水處理的初沉池(2)，二級(jí)污水處理的二沉池(1)，其主要特點(diǎn)是在二沉池(1)的出水端連接有入水調(diào)節(jié)池(4)，三級(jí)污水處理的A/O型生物曝氣濾池(3)與入水調(diào)節(jié)池(4)相連通。本發(fā)明在給定現(xiàn)有二沉池出水水量和二沉池、初沉池出水水質(zhì)下，要求擴(kuò)容后做到出水水質(zhì)全面達(dá)標(biāo)，計(jì)算出所需引入的初沉池出水流量、出水循環(huán)流量、缺氧段的容積、好氧段的容積等主要設(shè)計(jì)參數(shù)。本設(shè)計(jì)計(jì)算方法準(zhǔn)確，參數(shù)可靠，可供采用的A/O型生物曝氣濾池用于現(xiàn)有城市污水處理廠三級(jí)處理擴(kuò)容的設(shè)計(jì)計(jì)算。
文檔編號(hào)G06F17/50GK1800059SQ20051009619
公開(kāi)日2006年7月12日 申請(qǐng)日期2005年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月13日
發(fā)明者邱熔處, 王剛 申請(qǐng)人:甘肅金橋給水排水設(shè)計(jì)與工程有限公司