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1、曝气系统设计计算 方法一 （1）设计需氧量 AOR AOR=去除 BOD5需氧量-剩余污泥中 BODu氧当量+NH4+-N 消化需氧量-反消化产氧量 碳化需氧量： 0edMLVSS=YQ SS-KV X xP =44000（）415=4399kg/d 消化需氧量： D1碳化需氧量2/kgOd D2消化需氧量2/kgOd xP剩余污泥产量kg/d Y污泥增值系数，取。 kd污泥自身氧化率， 。 0S总进水 BOD5(kg/m3) eS二沉出水 BOD5(kg/m3) MLVSSX 挥发性悬浮固体(kg/m3) 0e12440000.2480.0031.421.4243999607/0.680.6
2、8xQ SSDPkgOd002024.574.5712.414.57440005624.5712.4%439910008365/exDQ NNPkgOd0N总进水氨氮 eN二沉出水氨氮 Q总进水水量m3/d 每氧化 1mgNH4+-N 需消耗碱度；每还原 1mgNO3-N 产生碱度；去除 1mgBOD5产生碱度。 剩余碱度SALK1=进水碱度-消化消耗碱度+反消化产生碱度+去除BOD5产生碱度 假设生物污泥中含氮量以计，则： 每日用于合成的总氮=*4399=545 即，进水总氮中有 545*1000/44000=L 被用于合成被氧化的 NH4+-N。 用于合成被氧化的 NH4+-N： = =L
3、 所需脱硝量 =（进水总氮-出水总氮）-28= =L 需还原的硝酸盐氮量: 因此，反消化脱氮产生的氧量 ： 总需氧量： AOR =9607+8365-1560=164122/kgOd 最大需氧量与平均需氧量之比为，则 去除每 1kgBOD5的需氧量 322.862.86545.61560/TDNkgOd123DDDmax221.41.41641222977/957/AORRkgOdkgOh01641244000 0.2480.003eAORQ SS4400012.4545.6/1000TNmgL（进水氨氮量出水氨氮量）用于合成的总氮量 2020024. 1TLTsmsCCCAORSOR （2）
4、标准需氧量 采用鼓风曝气，微孔曝气器。曝气器铺设于池底，距池底，淹没深度，氧转移效率 EA=20，计算温度 T=25，将实际需氧量 AOR 换算成标准状态下的需氧量 SOR。 式中： 气压调整系数， 所在地区实际大气压为105 Pa XC曝气池内平均溶解氧，取XC=2mg/L； 查得水中溶解饱和度：Cs(20)=L 微孔曝气器的空气扩散气出口处绝对压为： 空气离开好氧反应池时氧的百分比： 好氧 反应池中平均溶解氧饱和度： Csm(20) 535351.013 109.8 101.013 109.8 105.51.552 10bpHPa000000000054.17100201217920121
5、10012179121AAtEEO 205552.066 10421.552 1017.549.12.066 1042btSPOC50.9871.013 10所在地区实际气压 标准需氧量为 SOR SOR=22941 2/kgOd =9562/hkgO 相应最大时标准需氧量： =13382/hkgO 好氧反应池平均时供气量： 最大时供气量： 方法二： （1） 曝气池的需氧量 曝气池中好氧微生物为完成有机物的降解转化作用， 必须有足够量的溶解氧的参与。好氧生物处理含碳有机物可用两种方法计算。 第一种方法， 将好氧微生物所需的氧量分为两部分： 即微生物对有机物质进行分解代谢和微生物本身的内源呼吸过
6、程所需要的氧，见式（2-2-41 ）和（2-2-43 ） 。这两部分氧量之和即为生物处理需氧，见式（2-2-48 ） 。 /20( ) eVOaQSSbXV （2-2-48） = 44000（）+10601 =7884 20 2016412 9.10.820.95 0.987 10.621.024max1.4SORSOR397510010015933/0.30.320sASORGmhE3max1.41.4 1593322306/ssGGmh式中：O2曝气池混合液需要的氧量，kg O2/d； Q处理的污水量，m3/d； S0曝气池进水 BOD5浓度，kg BOD5/m3； Se处理出水 BOD5
7、浓度，kg BOD5/m3； V曝气池体积，m3； XV曝气池挥发性悬浮固体，kg MLVSS /m3； a/微生物分解代谢单位重量 BOD5的需氧量，kg O2/ kg BOD5，对生活污水 a/值的范围为； b/单位重量微生物内源呼吸自身氧化的需氧量，kg O2/ kg MLVSSd，b/值的范围为 d -1。 第二种方法可以从污水的 BOD5 和每日排放的剩余污泥量来进行估算。假设所去除的 BOD5 最后都转变成最终产物，总需氧量可由 BODu 来计算（BODu 是总碳氧化需氧量） ，由于部分 BOD5 转变为剩余污泥中的新细胞，所以剩余污泥中BODu 必须从总需氧量中扣除，剩余污泥的需
8、氧量等于剩余污泥量。因此，采用式（2-2-49） ）计算去除含碳有机物的需氧量。 02( ) 1.42eVcQSSXVOf （2-2-49） =140962/kgOd 式中： O2曝气池混合液需要的氧量，kg O2/d； Q处理的污水量，m3/d； S0曝气池进水 BOD5 浓度，kg BOD5/m3； Se处理出水 BOD5 浓度，kg BOD5/m3； V曝气池体积=（*4=10601 m3） XV曝气池挥发性悬浮固体，kg MLVSS /m3； fBOD5 和 BODu 的转化系数，约为； 细菌细胞的氧当量； c设计污泥龄，14。 考虑到减轻好氧污染物质对水体污染，国家对排入水体的 NH
9、4+-N 的浓度做出了限制，在城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002) 中对出水的NH4+-N的浓度有明确要求，如对城市污水，一级标准 A：NH4+-N 的浓度5mg/L（以氮计， 水温12） ， 和8mg/L （以氮计， 水温12） ； 一级标准 B： NH4+-N的浓度8mg/L（以氮计，水温12） ，和15mg/L（以氮计，水温12） 。 在好氧生物处理中，降低 NH4+-N 的浓度的方法是硝化，即把 NH4+-N 氧化为NO3-N。硝化过程的需氧，以化学计量为依据，转换每 kg 的 NH4+-N，理论上需要的氧。 此外，在生物处理系统设计时中，常需要进行反硝化脱氮，即，
10、将 NO3-N将转化 N2。此过程中由于 NO3-N 作为电子受体，自然降低了氧在系统中的需要量，化学计量系数为 kgNO3-N。因此，硝化和反硝化，即为 NH4+-N 转化为 N2过程中净的需氧量可表示为式。 20034.57()2.86()NDNeeOQNNQNNNO （2-2-50） =50702/kgOd 式中：O2 N-DN生物反应池进行硝化反硝化需要的净氧量，kg O2/d； Q处理的污水量，m3/d； N0进水可氧化的氮浓度，kg/m3；56 Ne出水可氧化的氮浓度，kg/m3； NO3-出水中的 NO3-N 浓度，kg/m3； 化学计量系数，单位为 kg O2/kg NH4+-
11、N； 化学计量系数，单位为 kgO2/ kg NO3-N。 在污水中由于还有一些还原性物质的存在， 当它们的浓度较高时， 要详细计算氧的消耗量。 2020024. 1TLTsmsCCCAORSOR例如，当水中出现硫化氢时，其氧化关系 22242H SOH SO 综上所述，当生物处理以含碳有机物去除为目的时，需氧量采用式（2-2-48）或式（2-2-49 ）计算；当生物处理既要求去除含碳有机物，又要求去除氮时，需氧量采用式 （2-2-48） 或式 （2-2-49） 与式 （2-2-50） 相加， 此时总的需氧量 O2 total采用式（2-2-52）进行计算。 222totalNDNOOO （2
12、-2-52） =（14096+5070=19167 方法二）2/kgOd（7884+5070=12954 方法一） （2）标准需氧量 采用鼓风曝气，微孔曝气器。曝气器铺设于池底，淹没深度，氧转移效率EA=20，计算温度 T=20，将实际需氧量 AOR 换算成标准状态下的需氧量 SOR。 式中： 气压调整系数， Cs(20)水中饱和溶解度 XC曝气池内平均溶解氧，取XC=2mg/L； H曝气器淹没深度，m。 所在地区实际大气压为105 Pa 因此 查得水中溶解饱和度：Cs(20)=L 50.9871.013 10所在地区实际气压 2020024. 1TLTsmsCCCAORSOR微孔曝气器的空气
13、扩散气出口处绝对压为： 空气离开好氧反应池时氧的百分比： 好氧 反应池中平均溶解氧饱和度： Csm(20) SOR=26792 2/kgOd =11162/hkgO 相应最大时标准需氧量： =15632/hkgO 好氧反应池平均时供气量： 最大时供气量： 535351.013 109.8 101.013 109.8 105.51.552 10bpHPa000000000054.1710020121792012110012179121AAtEEO 205552.066 10421.552 1017.549.12.066 104210.6/btSPOCmg L20 20191679.10.820.
14、95 0.987 10.621.024max1.4SORSOR3111610010018600/0.30.320sASORGmhE3max1.41.4 1208326040/ssGGmh （三）室外排水规范 生物反应池中好氧区的污水需氧量， 根据去除的五日生化需氧量、 氨氮的硝化和除氮等要求，宜按下列公式计算： O2 = (SoSe)cXV+b(NkNke)XV (NtNkeNoe)XV 式中：O2污水需氧量（kgO2/d） ； Q生物反应池的进水流量（m3/d） ；44000 So生物反应池进水五日生化需氧量浓度（mg/L） ；248 Se生物反应池出水五日生化需氧量浓度（mg/L） ；3
15、XV排出生物反应池系统的微生物量； （kg/d） ； Nk生物反应池进水总凯氏氮浓度（mg/L） ；68 Nke生物反应池出水总凯氏氮浓度（mg/L） ；12 Nt生物反应池进水总氮浓度（mg/L） ；68 Noe生物反应池出水硝态氮浓度（mg/L） ；8 XV排出生物反应池系统的微生物中含氮量（kg/d） ； a碳的氧当量，当含碳物质以 BOD5 计时，取； b常数，氧化每公斤氨氮所需氧量（kgO2/kgN） ，取； c常数，细菌细胞的氧当量，取。 Yt污泥产率系数（kgMLSSkgBOD5） ，宜根据试验资料确定。无试验 资料时，系统有初次沉淀池时取，无初次沉淀池时取； yMLSS 中 M
16、LVSS 所占比例； O2 = (SoSe)cXV +b(NkNke)XV (NtNkeNoe)XV=XV =*44000* （248-3） *XV +*44000* （68-12） *XV *44000* （68-12-8） +*XV 2020024. 1TLTsmsCCCAORSOR=*XV+XV -5984+XV =XV XVy*Q*（SoSe）*yt =*44000*=2264kg/d 因此O2 =174732/kgOd （2）标准需氧量 采用鼓风曝气，微孔曝气器。曝气器铺设于池底，淹没深度，氧转移效率EA=20，计算温度 T=20，将实际需氧量 AOR 换算成标准状态下的需氧量 SO
17、R。 式中： 气压调整系数， Cs(20)水中饱和溶解度 XC曝气池内平均溶解氧，取XC=2mg/L； H曝气器淹没深度，m。 所在地区实际大气压为105 Pa 因此 查得水中溶解饱和度：Cs(20)=L 微孔曝气器的空气扩散气出口处绝对压为： 空气离开好氧反应池时氧的百分比： 535351.013 109.8 101.013 109.8 105.51.552 10bpHPa000000000054.1710020121792012110012179121AAtEEO50.9871.013 10所在地区实际气压 2020024. 1TLTsmsCCCAORSOR好氧 反应池中平均溶解氧饱和度：
18、 Csm(20) SOR=24425 2/kgOd =10182/hkgO 相应最大时标准需氧量： =14252/hkgO 好氧反应池平均时供气量： 最大时供气量： 好氧反应池平均时供气量： 方法一结果：sG=15933m3/h 205552.066 10421.552 1017.549.12.066 104210.6/btSPOCmg L20 2017473 9.10.820.95 0.987 10.621.024max1.4SORSOR3101810010016967/0.30.320sASORGmhE3max1.41.4 1696723753/ssGGmh方法二结果：sG=18600m3/h 方法三结果：sG=16967m3/h
