本发明公开了一种强化反硝化脱氮除磷的氧化沟生物反应池尺寸设计方法,本发明中将循环频次纳入到生物反应池尺寸设计过程中,用于确定氧化沟生物反应池尺寸的设计。本项发明适合循环廊道前设置厌氧区(池),循环廊道内设置缺氧区和好氧区,循环廊道外不设置缺氧区(池)的脱氮除磷氧化沟系统生物反应池尺寸的设计。本发明的方法所得到的氧化沟生物反应池能够富集反硝化聚磷菌,有助于实现一碳两用,进而提高氧化沟生物反应池的污染物去除效果。与实现氮、磷相同处理效果的其它活性污泥工艺相比,用本发明的方法设计的氧化沟生物反应池可节省有机物消耗量、耗氧量,并降低剩余污泥产量。
强化反硝化脱氮除磷的氧化沟生物反应池尺寸设计方法,包括如下步骤:①确定生物反应池Qin,So,Nto,Nk和Po;其中:Qin为生物反应池的进水流量,单位m3/d;So为生物反应池进水五日生化需氧量质量浓度,单位mg/L,所述五日生化需氧量简写为BOD5;Nto为生物反应池进水总氮质量浓度,单位mg/L,所述总氮简写为TN;Nk为生物反应池进水总凯氏氮质量浓度,单位mg/L,所述总凯氏氮简写为TKN;Po为生物反应池进水总磷质量浓度,单位mg/L,所述总磷简写为TP;②确定生物反应池ηBOD5、ηTN、ηTP;ηBOD5为生物反应池BOD5总处理率,单位%,取值范围85~95;ηTN为生物反应池TN总处理率,单位%,取值范围55~80;ηTP为生物反应池TP总处理率,单位%,取值范围50~75;③确定生物反应池Se、Nte、Pe;Se为生物反应池出水BOD5质量浓度,单位mg/L,Se=(1‑ηBOD5)So;Nte为生物反应池出水TN质量浓度,单位mg/L,Nte=(1‑ηTN)Nto;Pe为生物反应池出水TP质量浓度,单位mg/L,Pe=(1‑ηTP)Po;④确定X,Xv,Ls,y,Lv,LTN,θc,Y,tp,tn,to,HRT,R各参数取值:X为生物反应池内混合液悬浮固体平均质量浓度,单位kg/L,取值范围2.0~4.5,所述混合液悬浮固体简写为MLSS;Xv为生物反应池内混合液挥发性悬浮固体平均质量浓度,单位kg/L,取值范围1.4~3.2,所述混合液挥发性悬浮固体简写为MLVSS;Ls为生物反应池BOD5污泥负荷,单位kg/(kg.d);以BOD5/MLVSS表示时,取值范围为0.10~0.21;或以BOD5/MLSS表示时,取值范围为0.07~0.15;y为单位体积混合液中MLVSS在MLSS中所占比例,单位g/g;设初沉池时,y取值范围为0.65~0.70;不设初沉池时,y取值范围为0.50~0.65;Lv为BOD5容积负荷,单位kg/(m3.d),取值范围0.20~0.70;LTN为总氮负荷率,简写为TN/MLSS,单位kg/(kg.d),取值范围≤0.06;θc为设计污泥龄,单位d,取值范围为12~25;Y为污泥产率系数,单位kg/kg;Y根据试验资料确定;若无试验资料,设初沉池时,取值范围0.3~0.6,不设初沉池时,取值范围0.5~0.8;tp为厌氧池水力停留时间,单位h,取值范围1~2;tn为缺氧区水力停留时间,单位h,取值范围1~4;to为好氧区水力停留时间,单位h,取值范围6~12;HRT为总水力停留时间,单位h,取值范围8~18,HRT=tp+tn+to;R为污泥回流比,R=QR/Qin,单位%,取值范围50~100;所述QR为沉淀池向生物反应池回流的污泥量,单位m3/d;⑤依据以下公式求得厌氧池容积Vp、缺氧区容积Vn和好氧区容积Vo;Vp=tp·Qin24---(1)]]>Vn=0.001Qin(Nk-Nte)-0.12ΔXVKdeTX---(2)]]>ΔXV为排出生物反应池的微生物量,单位kg/d;ΔXV=yYQin(So-Se)1000---(3)]]>KdeT为T℃时的脱氮速率,kg/(kg.d),KdeT根据试验资料确定,若无试验资料时按下式计算:KdeT=Kde201.08(T‑20) (4)Kde20为20℃时的脱氮速率,kg/(kg.d),取值范围0.03~0.06;T为设计温度,单位℃;Vo=Qin(So-Se)θcoY1000X---(5)]]>θco为好氧区设计污泥龄值,单位d;θco=F1μ---(6)]]>F为安全系统,取1.5~3.0;μ为硝化菌生长速率,单位1/d;μ=0.47NaKN+Nae0.098(T-15)---(7)]]>Na为生物反应池中氨氮质量浓度,单位mg/L;KN为硝化作用中氮的半速率常数,单位mg/L,取1.0;⑥选定曝气装置种类和规格;依据场地要求及计算得到的Vp确定厌氧池的长、宽、高及有效水深;依据场地要求、曝气装置种类和规格以及计算得到的Vn和Vo确定缺氧区及好氧区的长、廊道宽、高及有效水深;其特征是还包括:⑦依据循环廊道的廊道宽B,循环廊道的有效水深H,混合液在循环廊道内的流速v,v取0.3m/s,循环廊道水力停留时间HRTCC,HRTCC=tn+to,及Qin,计算循环频次f:f=86400·B·H·vQin·HRTCC---(8)]]>如果3.2≤f≤7.6,则完成设计过程,得到反硝化聚磷菌所占比例较高的脱氮除磷氧化沟,否则,重新选定曝气装置种类,依据场地要求及曝气装置种类
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