某城市生活污水量Q=15
000m3/d,原水COD=300
mg/L、BOD5=150
mg/L、SS=200
mg/L、TKN=30
mg/L、TP=4.0
mg/L、pH=7~9;設計出水水質為COD=60
mg/L、BOD5=20
mg/L、SS=20
mg/L、NH+4-N≤5.0
mg/ L、NO3-N≤10.0
mg/L、TP≤1.0
mg/L。
2.1
氧化溝區Ⅲ容積的確定
、
好氧區容積
V1=好氧區需要的污泥量/混合液濃度
硝化菌的比增長速率可用下式計算:
μ=0.47
e0.098(T-15)×[N/(N+100.051T-1.158)]×[DO/(K0+DO)] (3)
當最低溫度T=15
℃、出水NH3-N=5.0
mg/L、DO=2.0
mg/L、K0=1.3時,μ=0.28d-1,θ=1/μ=3.6
d,安全系數取2.5,則設計污泥齡為9
.0 d。為保證污泥穩定,確定污泥齡為25
d,μ=0.04d-1。
好氧區有機物的去除速率
q0=(μ+k)/y=0.15
kgBOD5/(kgVSS·d)
通過計算,則MLSS=4.0kg/m3,MLVSS=2.8kg/m3,好氧區需要的污泥量
為13
000 kg,好氧區的容積V1=4
643m3,水力停留時間t=V1/Q
=7.4 h。
、
缺氧區容積
V2=脫硝需要的污泥量/混合液濃度
假設生物污泥含12.4%的氮,則每日用于生物合成的N合=每日產生的污泥量×12.4%,而污泥產量=y×Q×ΔBOD5/(1+kθ)=585
kg/d,則N合=72.54
kg/d,進水中用于生物合成的氮為4.8mg/L、被氧化的NH+4-N=30-4.8-5.0=20.2
mg/L。
脫硝所需NO3-N=20.2-10.0=10.2
mg/L;在15
℃時反硝化速率q1=0.02×10-5=0.013
6kgNO3-N/(kgVSS·d),需還原的NO3-N=10.2×0.8×(15
000×10-3)=122.4 kg/d,脫硝所需MLVSS=122.4/0.0136=9000
kg。
通過計算,缺氧區容積V2=3
214m3,氧化溝區Ⅲ容積=V1+V2=7857m3,水力停留時間t1=12.57
h。
2.2
缺氧區Ⅱ容積的確定
①
除磷所需容積V3:若缺氧區水力停留時間取40
min,則V3=417m3。
、
脫硝所需容積V4:若需還原的NO3-N=30.6
kg/d,脫硝所需的MLVSS=2250kg,則V4=804m3,缺氧區Ⅱ容積=V3+V4=1221
m3,水力停留時間t2=1.95
h。
2.3
厭氧區Ⅰ容積的確定
生物除磷系統的厭氧區水力停留時間取1.5
h,所需容積V5=150000×1.5/24=938m3。
2.4
污泥回流比的確定
①
外回流比R
假設二沉池排放污泥濃度XR=8
000 mg/L,A2/C氧化溝混合液濃度X=4000
mg/L,則R=X/(XR-X)=100%。
、
內回流比r
由氧化溝Ⅳ的通道回流到缺氧區Ⅱ的回流量為Qr,通道寬度為1.0m、水深為4.0m、流速為0.3
m/s,則Qr=1.2m3/s,最大回流比
r=(1.2×86 400/15 000)×100%=691%,內回流量可以通過安裝在回流通道上的閘板控制。
通過上述計算可知,A2/C氧化溝總容積為10
016m3,水力停留時間為16
h,混合液濃度為4
000 mg/L,污泥負荷為0.05kgBOD5/(kgMLSS·d),污泥齡為25d。污泥外回流比R=100%,混合液內回流比r=400%~600%。
3
結語
、
A2/C氧化溝利用溝內的水力循環、無動力回流等特點,實現了類似于A2/O工藝,以達到脫氮除磷的目的。一般城市生活污水若采用A2/C氧化溝處理,可使出水磷濃度<1.0
mg/L,其他指標可達到GB
8978—1996的一級排放標準。
、
主要設計參數的確定如下:
a.厭氧區容積一般按1.0~2.0
h的水力停留時間確定。
b.缺氧區容積包括脫硝和除磷兩部分,除磷所需容積一般按0.5~1.0
h水力停留時間確定,脫硝量可按總脫硝量的15%~20%計算,反硝化速率計算可采用后續好氧區的數據以確定脫硝所需容積。
c.氧化溝區Ⅲ容積包括氧化、硝化、反硝化所需容積。好氧區有機物去除速率可用公式q0=(μ+k)/y計算,反硝化區的脫硝速率可用公式q1=
μ1/y1計算。
d.A2/C氧化溝混合液的濃度一般取3000~4
000 mg/L,污泥負荷為0.05~0.08kgBOD5/(kgMLSS·d),污泥齡為15~30d。
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13619365851
收稿日期:2001-10-16