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;设计出水水质为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
氧化沟区Ⅲ容积的确定
①
好氧区容积
V1=好氧区需要的污泥量/混合液浓度
硝化菌的比增长速率可用下式计算:
μ=0.47
e0.098(T-15)×[N/(N+100.051T-1.158)]×[DO/(K0+DO)] (3)
当最低温度T=15
℃、出水NH3-N=5.0
mg/L、DO=2.0
mg/L、K0=1.3时,μ=0.28d-1,θ=1/μ=3.6
d,安全系数取2.5,则设计污泥龄为9
.0 d。为保证污泥稳定,确定污泥龄为25
d,μ=0.04d-1。
好氧区有机物的去除速率
q0=(μ+k)/y=0.15
kgBOD5/(kgVSS·d)
通过计算,则MLSS=4.0kg/m3,MLVSS=2.8kg/m3,好氧区需要的污泥量
为13
000 kg,好氧区的容积V1=4
643m3,水力停留时间t=V1/Q
=7.4 h。
②
缺氧区容积
V2=脱硝需要的污泥量/混合液浓度
假设生物污泥含12.4%的氮,则每日用于生物合成的N合=每日产生的污泥量×12.4%,而污泥产量=y×Q×ΔBOD5/(1+kθ)=585
kg/d,则N合=72.54
kg/d,进水中用于生物合成的氮为4.8mg/L、被氧化的NH+4-N=30-4.8-5.0=20.2
mg/L。
脱硝所需NO3-N=20.2-10.0=10.2
mg/L;在15
℃时反硝化速率q1=0.02×10-5=0.013
6kgNO3-N/(kgVSS·d),需还原的NO3-N=10.2×0.8×(15
000×10-3)=122.4 kg/d,脱硝所需MLVSS=122.4/0.0136=9000
kg。
通过计算,缺氧区容积V2=3
214m3,氧化沟区Ⅲ容积=V1+V2=7857m3,水力停留时间t1=12.57
h。
2.2
缺氧区Ⅱ容积的确定
①
除磷所需容积V3:若缺氧区水力停留时间取40
min,则V3=417m3。
②
脱硝所需容积V4:若需还原的NO3-N=30.6
kg/d,脱硝所需的MLVSS=2250kg,则V4=804m3,缺氧区Ⅱ容积=V3+V4=1221
m3,水力停留时间t2=1.95
h。
2.3
厌氧区Ⅰ容积的确定
生物除磷系统的厌氧区水力停留时间取1.5
h,所需容积V5=150000×1.5/24=938m3。
2.4
污泥回流比的确定
①
外回流比R
假设二沉池排放污泥浓度XR=8
000 mg/L,A2/C氧化沟混合液浓度X=4000
mg/L,则R=X/(XR-X)=100%。
②
内回流比r
由氧化沟Ⅳ的通道回流到缺氧区Ⅱ的回流量为Qr,通道宽度为1.0m、水深为4.0m、流速为0.3
m/s,则Qr=1.2m3/s,最大回流比
r=(1.2×86 400/15 000)×100%=691%,内回流量可以通过安装在回流通道上的闸板控制。
通过上述计算可知,A2/C氧化沟总容积为10
016m3,水力停留时间为16
h,混合液浓度为4
000 mg/L,污泥负荷为0.05kgBOD5/(kgMLSS·d),污泥龄为25d。污泥外回流比R=100%,混合液内回流比r=400%~600%。
3
结语
①
A2/C氧化沟利用沟内的水力循环、无动力回流等特点,实现了类似于A2/O工艺,以达到脱氮除磷的目的。一般城市生活污水若采用A2/C氧化沟处理,可使出水磷浓度<1.0
mg/L,其他指标可达到GB
8978—1996的一级排放标准。
②
主要设计参数的确定如下:
a.厌氧区容积一般按1.0~2.0
h的水力停留时间确定。
b.缺氧区容积包括脱硝和除磷两部分,除磷所需容积一般按0.5~1.0
h水力停留时间确定,脱硝量可按总脱硝量的15%~20%计算,反硝化速率计算可采用后续好氧区的数据以确定脱硝所需容积。
c.氧化沟区Ⅲ容积包括氧化、硝化、反硝化所需容积。好氧区有机物去除速率可用公式q0=(μ+k)/y计算,反硝化区的脱硝速率可用公式q1=
μ1/y1计算。
d.A2/C氧化沟混合液的浓度一般取3000~4
000 mg/L,污泥负荷为0.05~0.08kgBOD5/(kgMLSS·d),污泥龄为15~30d。
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13619365851
收稿日期:2001-10-16