高品相阴离子聚丙烯酰胺厂家AO工艺设计计算书

　　高品相阴离子聚丙烯酰胺厂家AO工艺设计计算书

　　高品相阴离子聚丙烯酰胺生产厂家AO工艺设计计算书。基本原理：A/O工艺将前段缺氧段和后段好氧段串联在一起，A段DO(溶解氧)不大于0.2mg/L，O段DO=2～4mg/L。在缺氧段异养菌将污水中的淀粉、纤维、碳水化合物等悬浮污染物和可溶性有机物水解为有机酸，使大分子有机物分解为小分子有机物，不溶性的有机物转化成可溶性有机物，当这些经缺氧水解的产物进入好氧池进行好氧处理时，可提高污水的可生化性及氧的效率;在缺氧段，异养菌将蛋白质、脂肪等污染物进行氨化(有机链上的N或氨基酸中的氨基)游离出氨(NH3、NH4+)，在充足供氧条件下，自养菌的硝化作用将NH3-N(NH4+)氧化为NO3-，通过回流控制返回至A池，在缺氧条件下，异氧菌的反硝化作用将NO3-还原为分子态氮(N2)完成C、N、O在生态中的循环，实现污水无害化处理。

　　工艺优点：

　　(1)效率高。该工艺对废水中的有机物，氨氮等均有较高的去除效果。当总停留时间大于54h，经生物脱氮后的出水再经过混凝沉淀，可将COD值降至100mg/L以下，其他指标也达到排放标准，总氮去除率在70%以上。

　　(2)流程简单，投资省，操作费用低。该工艺是以废水中的有机物作为反硝化的碳源，故不需要再另加甲醇等昂贵的碳源。尤其，在蒸氨塔设置有脱固定氨的装置后，碳氮比有所提高，在反硝化过程中产生的碱度相应地降低了硝化过程需要的碱耗。

　　(3)缺氧反硝化过程对污染物具有较高的降解效率。如COD、BOD5和SCN-在缺氧段中去除率在67%、38%、59%，酚和有机物的去除率分别为62%和36%，故反硝化反应是最为经济的节能型降解过程。

　　(4)容积负荷高。由于硝化阶段采用了强化生化，反硝化阶段又采用了高浓度污泥的膜技术，有效地提高了硝化及反硝化的污泥浓度，与国外同类工艺相比，具有较高的容积负荷。

　　(5)缺氧/好氧工艺的耐负荷冲击能力强。当进水水质波动较大或污染物浓度较高时，本工艺均能维持正常运行，故操作管理也很简单。通过以上流程的比较，不难看出，生物脱氮工艺本身就是脱氮的同时，也降解酚、氰、COD等有机物。结合水量、水质特点，我们推荐采用缺氧/好氧(A/O)的生物脱氮(内循环) 工艺流程，使污水处理装置不但能达到脱氮的要求，而且其它指标也达到排放标准。

　　工艺缺点：

　　(1)由于没有独立的污泥回流系统，从而不能培养出具有独特功能的污泥，难降解物质的降解率较低;

　　(2)若要提高脱氮效率，必须加大内循环比，因而加大了运行费用。另外，内循环液来自曝气池，含有一定的DO，使A段难以保持理想的缺氧状态，影响反硝化效果，脱氮率很难达到90%。

　　(3)影响因素：水力停留时间 (硝化>6h ，反硝化<2h )污泥浓度MLSS(>3000mg/L)污泥龄( >30d )N/MLSS负荷率(<0.03 )进水总氮浓度( <30mg/L)

　　常见设计参数：

　　A/O工艺设计参数

　　①水力停留时间：硝化不小于5～6h;反硝化不大于2h，A段:O段=1:3

　　②污泥回流比：50～100%

　　③混合液回流比：300～400%

　　④反硝化段碳/氮比：BOD5/TN>4，理论BOD消耗量为1.72gBOD/gNOx--N

　　⑤硝化段的TKN/MLSS负荷率(单位活性污泥浓度单位时间内所能硝化的凯氏氮)：<0.05KgTKN/KgMLSS·d

　　⑥硝化段污泥负荷率：BOD/MLSS<0.18KgBOD5/KgMLSS·d

　　⑦混合液浓度x=3000～4000mg/L(MLSS)

　　⑧溶解氧：A段DO<0.2～0.5mg/L

　　O段DO>2～4mg/L

　　⑨pH值：A段pH =6.5～7.5

　　O段pH =7.0～8.0

　　⑩水温：硝化20～30℃

　　反硝化20～30℃

　　⑪碱度：硝化反应氧化1gNH4+-N需氧4.57g，消耗碱度7.1g(以CaCO3计)。

　　反硝化反应还原1gNO3--N将放出2.6g氧，生成3.75g碱度(以CaCO3计)

　　⑫需氧量Ro——单位时间内曝气池活性污泥微生物代谢所需的氧量称为需氧量(KgO2/h)。微生物分解有机物需消耗溶解氧，而微生物自身代谢也需消耗溶解氧，所以Ro应包括这三部分。

　　Ro=a’QSr+b’VX+4.6Nr

　　a’─平均转化1Kg的BOD的需氧量KgO2/KgBOD

　　b’─微生物(以VSS计)自身氧化(代谢)所需氧量KgO2/KgVSS·d。

　　上式也可变换为：

　　Ro/VX=a’·QSr/VX+b’ 或 Ro/QSr=a’+b’·VX/QSr

　　Sr─所去除BOD的量(Kg)

　　Ro/VX─氧的比耗速度，即每公斤活性污泥(VSS)平均每天的耗氧量KgO2/KgVSS·d

　　Ro/QSr─比需氧量，即去除1KgBOD的需氧量KgO2/KgBOD

　　由此可用以上两方程运用图解法求得a’ b’

　　Nr—被硝化的氨量kd/d

　　4.6—1kgNH3-N转化成NO3-所需的氧量(KgO2)

　　几种类型污水的a’ b’值

　　⑬供氧量─单位时间内供给曝气池的氧量，因为充氧与水温、气压、水深等因素有关，所以氧转移系数应作修正。

　　i . 理论供氧量

　　1.温度的影响

　　KLa(θ)=KL(20)×1.024Q-20 θ─实际温度

　　2.分压力对Cs的影响(ρ压力修正系数)

　　ρ=所在地区实际压力(Pa)/101325(Pa) =实际Cs值/标准大气压下Cs值

　　3.水深对Cs的影响

　　Csm=Cs/2·(Pb/0.1013+Qt/21)

　　Csm─曝气池中氧的平均饱和浓度(mg/L)

　　Pb─曝气设备装设深度(Hm)处绝对气压(Mpa)

　　Pb=Po+9.81×10-3H Po─当地大气压力(Mpa)

　　Qt=21·(1-EA)/[79+21·(1-EA)]??

　　EA─扩散器的转移效率

　　Qt ─空气离开池子时含氧百分浓度

　　综上所述，污水中氧的转移速率方程总修正为：

　　dc/dt=αKLa(20)(βρCsmθ-Cl×1.024θ-20

　　{理论推出氧的转移速率dc/dt=αKLa(βCs-Cl)}

　　在需氧确定之后，取一定安全系数得到实际需氧量Ra

　　Ro=RaCsm(20)/α(βρCsm(θ)-CL)×1.024θ-20

　　则所需供气量为：

　　q=(Ro/0.3EA)×100m3/h

　　CL─混合液溶解氧浓度，约为2～3(mg/L)

　　Ra─实际需氧量KgO2/h

　　Ro─标准状态需氧量KgO2/h

　　在标准状态需氧量确定之后，根据不同设备厂家的曝气机样本和手册，计算出总能耗。总能耗确定之后，就可以确定曝气设备的数量和规格型号。

　　ⅱ.实际曝气池中氧转移量的计算

　　①经验数据法 当曝气池水深为2.5～3.5m时，供气量为：

　　采用穿孔管曝气，去除1KgBOD5的供气量80～140m3/KgBOD5

　　扩散板曝气，去除1KgBOD5供气量40～70m3空气/KgBOD5

　　②空气利用率计算法

　　每m3空气中含氧209.4升

　　1大气压(101.325Kpa),0℃ 1m3空气重1249克含氧300克

　　1大气压(101.325Kpa),20℃ 1m3空气重1221克含氧280克

　　按去除1Kg的BOD5需氧1Kg计算，需空气量分别为3.33和3.57m3，曝气时氧的利用率一般5～10%(穿孔管取值低，扩散板取值高)，假定试验在20℃进行：

　　若氧利用率为5%，去除1Kg的BOD5需供空气72m3

　　若氧利用率为10%，去除1Kg的BOD5需供空气36m3

　　算出了总的空气供气量，就可根据设备厂家提供的机样选择曝气设备的规格型号和所需台数。

　　活性污泥法系统的工艺设计

　　①处理效率(E%)

　　E=(La-Le)/La ×100%=Lr/La ×100%

　　La─进水BOD5浓度(mg/L)

　　Le─二沉池出水BOD5浓度(mg/L)

　　Lr─去除的BOD5浓度(mg/L)

　　②曝气池容积(V)

　　V=Qla/XLs=QLr/Lv

　　Q─曝气池污水设计流量(m3/d)

　　Ls─污泥负荷率KgBOD5/KgMLSS·d

　　Lv─容积负荷KgBOD5/m3有效容积·d

　　X─混合液MLSS浓度mg/L

　　③曝气时间(名义水力停留时间)t(d)

　　t=V/Q(d)

　　④实际水力停留时间t’(d)

　　t’=V/(1+R)Q (d)

　　R─污泥回流比%

　　⑤污泥产量ΔX(Kg/d)

　　ΔX=aQLr-bVXv

　　Xv=fx f=0.75

　　a─污泥增长系数，取0.5～0.7

　　b─污泥自身氧化率(d-),一般取0.04～0.1

　　Xv─混合液挥发性污泥浓度(MLVSS)Kg/m3

　　⑥污泥龄(ts)污泥停留时间SRT

　　ts=1/(aLs-b)

　　⑦剩余污泥排放量q(m3/d)

　　q=VR/(1+R)ts (m3/d)或q=ΔX/fXR(m3/d)，f=MLVSS/MLSS一般为0.75

　　XR─回流污泥浓度(Kg/ m3)

　　⑧曝气池需氧量(O2Kg/d)

　　Ro=a’QSr+b’VXv+4.6Nr

　　a’─氧化每KgBOD5需氧千克数(KgO2/KgBOD5)

　　一般a’取0.42～0.53

　　b’─污泥自身氧化需氧率(d-1)即KgO2/KgMLVSS·d

　　一般取0.188～0.11

　　Nr─被转化的氨氮量Kg/d

　　4.6─为1Kg NH3-N转化成硝酸盐所需氧量(KgO2)

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