AAO脫氮除磷工藝課程設(shè)計

1、課程設(shè)計課程名稱水污染控制工程題目名稱A/A/O脫氮除磷工藝課程設(shè)計學(xué)生學(xué)院 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院專業(yè)班級 07環(huán)境工程（1）班學(xué) 號學(xué)生姓名指導(dǎo)教師20010 年 7 月 6 日基本原理厭氧-缺氧-好氧（Anaerobic-Anoxic-OxiG簡稱 A/A/O或A2/O）工藝由厭氧 池、缺氧池、好氧池串聯(lián)而成，是 Ai/O與A2/O流程的結(jié)合。是20世紀70年代 由美國專家在厭氧-好氧除磷工藝基礎(chǔ)上開發(fā)出來的。該工藝在厭氧 -好氧除磷工 藝中加入缺氧池，將好氧池流出的一部分混合液流至缺氧池的前端， 以達到反硝 化脫氮的目的。工藝流程圖如下：沉淀池回流污泥污水進入?yún)捬醴磻?yīng)區(qū)，同時進入的還有從二

2、沉池回流的活性污泥， 聚磷菌在厭氧 環(huán)境下釋磷，同時轉(zhuǎn)化易降解COD. VFA為PHB,部分氨氮因細胞的合成而去除。 污水經(jīng)過第一厭氧反應(yīng)器以后進入缺氧反應(yīng)器，本反應(yīng)器的首要功能是進行脫 氮。硝態(tài)氮通過混合液內(nèi)循環(huán)由好氧反應(yīng)器傳輸過來，通暢內(nèi)回流量為 2至4 倍原污水量，部分有機物在反硝化菌的作用下利用硝酸鹽作為電子受體而得到降 解去除，磷基本無變化?；旌弦簭娜毖醴磻?yīng)區(qū)進入好氧反應(yīng)區(qū)，混合液中的COD濃度已基本接近排放標(biāo)準(zhǔn)，在好氧反應(yīng)區(qū)除進一步降解有機物外， 主要進行氨氮的硝化和磷的吸收， 混 合液中的硝態(tài)氮回流至缺氧區(qū)，污泥中過量吸收的磷通過剩余污泥排除。厭氧-缺氧-好氧工藝可以同時完成有機

3、物的去除、反硝化脫氮、除磷的功能，脫 氮的前提是氨氮應(yīng)完全硝化，好氧池能完成這一功能，缺氧池能完成脫氮的功能， 厭氧池和好氧池聯(lián)合完成除磷功能。工藝特點厭氧、缺氧、好氧三種不同的環(huán)境條件和不同類型的微生物菌群的有機結(jié)合，能同時具有去除有機物、脫氮除磷的功能。工藝簡單，水力停留時間較短。SVI一股小于100,不會發(fā)生污泥膨脹。污泥中含磷量高，一般在 以上。脫氮效果受混合液回流比大小的影響。除磷效果則受回流污泥中挾帶溶解氧DO和硝酸態(tài)氧的影響。設(shè)計參數(shù)污水處理量Q: 20000m3/d進水出水COD (mg/L)18040TN (mg/L)4015TP (mg/L)41BOD (mg/L)1002

4、0氨氮(mg/L)3510BOD5污泥負荷 Us： (kgMLSSd) 回流污泥濃度Xr： 6000mg/L 污泥回流比R: 80% 混合液回流比Ri: 400%設(shè)計計算反應(yīng)池設(shè)計計算混合液固體濃度X-R Xr1 R4 6000 2667mg/l反應(yīng)池容積V QSo 10000 100NX 0.13 2667水力停留時間2884.3 m3V 2884.3Q 100000.29d 7h各段水力停留時間和容積厭氧：缺氧：好氧 =1 ： 1 ： 3t厭氧二 V厭氧=1153.7m3t缺氧二 V缺氧=1153.7m3t好氧二 V好氧=3661.1m3反應(yīng)池的主要尺寸設(shè)反應(yīng)池有2組，則Vd % 1442

5、.13 m3設(shè)有效水深h = 4 m,則Sd 史 1442.13 360.5 m3h 4擬采用廊道式推流反應(yīng)池，廊寬 b = 5 m,廊道數(shù)n = 4個,Sd721L 36.05m 3 取 L = 40m bn 5 4校核:b 5 1.25滿足勺范圍，5 40 8滿足510的范圍 b 5取超高為1m,則反應(yīng)池總高H = 5m(3)反應(yīng)池進、出水系統(tǒng)設(shè)計計算進水管設(shè)計單池進水流量Q1 Qo 200000.116m3/s22 24 3600設(shè)流速v=0.8m/s、一一Q1 過水面積A 一v0.11600.145 m20.8一一 4 A一官徑 d . 一 0.43m = 430 mm取進水管管徑為D

6、N450 mm回流污泥管設(shè)計流量Qr R Q20.8 200002 24 36000.09 m3/s設(shè)流速v = 0.8m/s面積AQr0.09v 0.80.12m2管徑d0.391m 391mm取回流污泥管管徑為DN400mm進水井設(shè)計進水孔流量Q21 R Q21 0.8200002 24 36000.208m3/s設(shè)流速v = 0.5m/s面積AQ20.208v 0.50.42 m2孔口尺寸取700mm x 600mm進水井平面尺寸取3000mm x 3000mm出水堰及出水井設(shè)計出水堰量Q3等于出水孔流量Q4-QQ3 1 R Ri -1 0.8 22200002 24 36000.68

7、m3/s33Q30.42 J2g bH 萬 1.86 bH 2設(shè)出水堰寬度b = 7m求得堰上水頭 H = 0.105m設(shè)出水孔孔口流速v = 0.5m/s孔口面積 A Q4 068 1.36 m2取 A = 1.5m2v 0.5則孔口尺寸為2000mm x 750mm出水井平面尺寸取3000mm x 3000mm出水管設(shè)計出水管流量Q5等于出水流量Q3設(shè)管內(nèi)流速v=0.8m/s Q50.68過水面積A - 0.85 m2v 0.8管徑d J竺 1.04m取出水管管徑為DN1100mm71,Q5 0.68校核流速v- 0.72m/sA九 2A 1.124(4)曝氣系統(tǒng)設(shè)計計算污泥產(chǎn)率系數(shù)Y取k

8、gBOR內(nèi)源代謝系數(shù)Kd取污泥泥齡取10d可求剩余污泥量4XvYQ So SeAXv -1 Kd 9 C0.6 20000 100 203101 0.08 10533.3kg/d曝氣需氧量c Q So SeO21.42A.v0.6820000 100-20 1.42 533.30.681595.6kg/d考慮到氨氮氧化時還需要一定的需氧量，故最終需氧量取2000kg/d 本設(shè)計采用鼓風(fēng)曝氣，有效水深4m,曝氣擴散器安裝距池底0.2m, 則擴散器上靜水壓3.8m, a取，B取，p取1,曝氣設(shè)備堵塞系數(shù)F取，采用管 式微孔擴散器，&=20%,擴散器壓力損失4kPa, 20oC水中溶解氧飽和度為L。

9、擴散器出口處絕對壓力Pd3Pd P 9.8 10 H1.0 1 3 1 05 9.8 1 03 3.85 1.39 10 Pa空氣離開曝氣池面時，氣泡含氧體積分數(shù)21 1 Ea079 21 1 Ea21 1 0.279 211 0.217.5%20oC曝氣池混合液中平均氧飽和度CsCsPd2.026 10504251.39 1017.59.172.026 104210.11mg/lOs 一 a標(biāo)準(zhǔn)條件下充氧量。2 CS(20)Z ZZ ZT 20ZB p Cs(T) C 1.024 F2000 9.170.7 0.95 1 10.11 2 1 0.84306.7kg/d179.4kg/h好氧池

10、供氣量c Os 179.43 人Gs 3203.6m /h0.28Ea 0.28 0.2最大供氣量 Gmax = = 4485m3/h選擇三臺風(fēng)機，兩用一備，則單臺風(fēng)機風(fēng)量為所需空氣壓力p=5m設(shè)擴散器個數(shù)h1為600個校核微孔擴散器服務(wù)面積2242.5m3/hA好氧 360.5 八 cc/ 3_ _ 3f 0.601m0.75mh1600池內(nèi)4支供氣管流量-1 -448533Qs -Gmax1121.3m3/h 0.3m3/s44流速取10m/s，nv . 3.14 10鼓風(fēng)機房出口管管徑d4Gmax, n v取管徑為DN400mm(5)厭氧池、缺氧池設(shè)備選擇單個厭氧池、缺氧池設(shè)有導(dǎo)流墻和管

11、徑d 1處 J 4 0.30.19m 取管徑為DN200mm4 448543600 0.4m 3.14 104臺水下推進器，所需功率按 5w/m3計算單池有效容積 V L b h 29 5 4 580m3單池總功率為5 580 2900W(6)污泥回流設(shè)備_33回流污泥量QRR Q 0.8 20000 16000m /d 666.7m /h設(shè)污泥泵房1座，3臺潛污泵，兩用一備1 _ 3單泵流量 QRQR 333.35m /h2混合液回流設(shè)備混合液回流泵設(shè)計回流流量 Qi Q Ri 20000 400% 80000m3/d 3333.33m 3/h設(shè)回流泵房2座，每座泵房設(shè)3臺潛污泵，兩用一備白

12、 乂 13333.333單泵流量Qi單 一Qi 833.33m /h混合液回流管設(shè)計回流混合液由出水井流至回流泵房，經(jīng)過潛污泵分別提升至兩個缺 氧池首段。3333.333600 1.2m20.8設(shè)回流管內(nèi)流速v=0.8m/s，一八 Qi過水面積A 一 v管徑d4A1.2m取管徑為DN1200mm71Qi 3333.33泵房出水管流量Q - 3600 0.463m3/s22流速v=1m/sQ 0.4632過水面積A - 0.463mV 14A 4 0.463管徑d J一 J 0.775m 取管徑為DN800mm3 冗 3 3.14調(diào)試和運行調(diào)試前對構(gòu)筑物、設(shè)備等進行認真檢查是非常重要和必要的，以

13、下問題較普遍：構(gòu)筑物、管道內(nèi)的建筑垃圾未清理干凈，造成水泵和曝氣系統(tǒng)的堵塞，影響排泥。 預(yù)留孔洞、管道伸縮縫、電纜穿孔處密封不好，通水后存在漏水現(xiàn)象，影響調(diào)試 工作。出水堰和墻體接縫處滲漏嚴重，甚至導(dǎo)致堰口不出水，無法達到設(shè)計要求。 攪拌器或推進器安置角度不正確或位置不合理，導(dǎo)致能量浪費和局部流速不足， 造成局部污泥沉積。調(diào)試過程的工藝參數(shù)控制主要涉及溶解氧， 活性污泥的生物相，污泥增長率和回 流比。該法需要注意的問題是，進入沉淀池的混合液通常需要保持一定的溶解氧 濃度，以防止沉淀池中反硝化和污泥厭氧釋磷， 但這會導(dǎo)致回流污泥和回流混合 液中存在一定的溶解氧，回流污泥中存在的硝酸鹽對厭氧釋磷過

14、程有一定的影 響，同時，系統(tǒng)所排放的剩余污泥中，僅有一部分污泥是經(jīng)歷了完整的厭氧和好 氧過程，影響了污泥的充分吸磷。另外A/A/0工藝運行不當(dāng)也可出現(xiàn)污泥膨脹問題。這主要是由于負荷分布不均引起的，好氧區(qū)一直處于低負荷運行狀態(tài)造成了絲狀菌的大量增殖。單純提高好氧區(qū)的DO濃度只能部分抑制污泥膨脹，應(yīng)該聯(lián)合負荷控制來消除A/A/O X 藝的污泥膨脹現(xiàn)象。沉淀性能良好的污泥粒徑分布范圍較廣，且以球菌為主；膨脹污泥的粒徑大都在10 pLm以內(nèi)，污泥較為細碎，掃描電鏡可見大量絲狀菌，少量 球菌只是被包埋在絲狀菌內(nèi)部。心得體會及總結(jié)A/ A /0工藝是由厭氧池/缺氧池/好氧池/沉淀池系統(tǒng)所構(gòu)成，是在 A/0

15、除磷 工藝基礎(chǔ)上，在厭氧反應(yīng)器之后增設(shè)一個缺氧反應(yīng)器， 并使好氧反應(yīng)器中的混合 液回流至缺氧反應(yīng)器，使之反硝化脫氮。A/ A /0工藝具有較好的耐沖擊負荷能力，出水水質(zhì)較穩(wěn)定，可以進行脫氮除磷，但硝化菌、反硝化菌和聚磷菌在有機 負荷、泥齡以及碳源需求上存在著矛盾和競爭，很難在同一系統(tǒng)中長期獲得氮、 磷的高效去除；同時A/A/0工藝存在著碳源不足和回流混合液中硝酸鹽進人厭氧 區(qū)干擾除磷的問題。對于這一工藝的缺點，可以通過將缺氧池前置解決，使污水 依次通過缺氧池、厭氧池、好氧池，混合液內(nèi)回流至缺氧池，即倒置A/A/O工藝。 這次的課程設(shè)計主要是針對反應(yīng)池這一構(gòu)筑物，對格柵、沉淀池、集水管網(wǎng)和其 他

16、附屬設(shè)施都沒有明確的要求，但是在做設(shè)計的時候還是會看到相關(guān)的資料， 可 見一個污水處理流程是一個完整的過程，每一個環(huán)節(jié)都對下一步處理階段和整個 處理效果產(chǎn)生影響，必須具有綜合考慮的思維和意識。通過這次課程設(shè)計，我學(xué)到了不少東西，最后要感謝老師給與我們的指導(dǎo)和幫助， 希望以后還有機會加深學(xué)習(xí)，更全面的掌握水污染控制工程。參考文獻高廷耀，顧國維，周琪主編.水污染控制工程下冊.北京：高等教育出版社，2007崔玉川，劉振江，張紹怡等編.城市污水廠處理設(shè)施設(shè)計計算.北京：化學(xué)工業(yè) 出版社，2004王志魁編.化工原理 第三版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004游映玖主編.新型城市污水處理構(gòu)筑物圖集.北京：中國建筑工業(yè)出版社，20075 .付忠志，鄒利安.深圳羅芳污水廠一期工程試運行簡評J .給水排水，2000, 26(1): 610.6 .方茜，韋朝海，張朝升，等.碳氮磷比例失調(diào)城市污水的同步脫氮除磷J.環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備，2005, 6(11): 46-50.7 .陳際鮮，龍秋明,蔣以元，吳成強何剛.A/A/0工藝調(diào)試運行體會J.北京水務(wù)2007 年第3期:32-34.1 .空壓機