專利名稱：污水處理廠擴容的設計計算方法
技術領域：
本發明主要涉及一種污水處理廠擴容的設計計算方法。
背景技術：
城市污水處理廠擴容的含義是指現有城市污水處理廠的處理水量已達到原設計的水量，但進水量還在不斷增加，現有處理設備的容量已滿足不了要求，需要進行技術改造和擴建或現有城市污水處理廠由于各種原因，出水水質達不到排放標準的要求，需要對現有處理工藝進行技術改造或增設部分處理設備，以改善出水水質，或兩者兼有之。
城市人口和工業生產都隨著社會的發展，相應的城市污水量(包括生活污水和進入城市污水管網的生產廢水)也會相應增多，特別是從改革開放以來，隨著我國工業化和人口城市化進程的加快，城市污水量的增加趨勢日益加快。此外，城市污水的水質也在不斷變化。但是，城市污水處理廠的設計處理容量(包括水量和水質)是有一定設計年限的。設計年限是指城市污水處理廠的設計容量僅能滿足達到某一年限預測的容量，超過此年限，污水處理廠現有設備將達不到設計的出水水質，需要擴容或另建新的污水處理廠。
國家對城市污水處理廠的出水水質有嚴格的要求，與世界其它各國一樣，隨著社會經濟的發展，對環境質量的要求也相應的提高，要求處理后的出水水質越來越嚴格。
我國最早城市污水處理廠的水質指標主要是生化需氧量BOD5和懸浮物SS兩項。1988年頒布的《污水綜合排放標準》(GB8978—88)中開始增加化學需氧量COD，氨氮NH3-N等主要水質指標。1996年制訂的《污水綜合排入標準》(GB8978—1996)中對總磷TP提出了要求，對化學需氧量COD、生化需氧量BOD5、氨氮NH3-N、懸浮物SS均有新的規定。其中COD的一級標準為60mg/L，二級標準為120mg/L；BOD5一級標準為20mg/L，BOD5二級標準為30mg/L；NH3-N一級標準為15mg/L，二級標準為25mg/L；SS一級標準為20mg/L，二級標準為30mg/L。
2003年又頒布了專門針對城市污水處理廠的《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918—2002)，對出水中的總氮TN提出了要求，并對出水中的氨氮NH3-N提出了更高的要求，其中出水排向III類水域執行的一級B標準，氨氮NH3-N的濃度為8mg/L(水溫低于12℃的為15mg/L)，二級標準為25mg/L。隨著排放標準的不斷更新和要求越來越嚴格，一些早期建成的城市污水處理廠一直面臨著不斷擴容和技改的任務，以適應排放標準不斷更新的需要。
增加城市污水處理量和改善出水水質有兩種不同的做法，建設新的污水處理廠或對現有城市污水處理廠進行擴容。前者在技術上較為簡單，但在經濟上的耗費很大；后者可充分利用現有設備，進行挖潛改造和采用新的先進技術，盡量減少新建的處理設備，降低建設費用和運行成本，這在經濟上是合理的，當為首選方案，但因受現有污水處理廠各種條件的限制，尤其是受原污水處理廠占地面積的限制，給擴容帶來較大的難度。
本發明人于2003年9月9日專利號為03263211.8公開了“一種生物曝氣濾池”，并于2004年5月11日專利號為200410026149.3又申請了一種“一種污水處理方法及濾池”。這種A/O型生物曝氣濾池作為城市污水處理的設備，可以提高現有城市污水處理廠的處理水量和改善出水水質，尤其是在2003年以后，國家頒布了新的《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)，國內不少現有的城市污水處理廠都面臨著進一步去除氨氮NH3-N、總氮TN或還需改善其它出水水質指標的要求。該項技術可為現有污水處理廠增加處理水量和全面改善出水水質，包括COD、BOD5、SS、NH3-N、TN等各種水質指標，提供一項先進的新技術，具有占地面積少，經濟節省等優點。
目前將A/O型生物曝氣濾池用于現有城市污水處理廠進行三級處理擴容的設計計算方法，本發明人于2005年10月13日專利號為200510096195.5公開了“采用A/O型生物曝氣濾池進行污水處理廠擴容的設計計算方法”。該專利申請首次提出的計算方法，解決了部分設備的設計參數的計算，但也還存在一些問題。
發明內容
本發明的目的在于避免現有技術的不足之處而提供一種污水處理廠擴容的設計計算方法。在給定現有二沉池出水水量和二沉池、初沉池出水水質下，要求擴容后做到出水水質全面達標，計算出所需引入的初沉池出水流量、出水循環流量、缺氧段的容積、好氧段的容積等主要設計參數。
本發明的目的可以通過采用以下技術方案來實現一種污水處理廠擴容的設計計算方法，其特征是計算步驟為 A. (1)判斷是否引入初沉池(2)的流量Q2 若C1，COD-CCODN<ba(C1，TN-C3，TN)引入初沉池(2)出水，否則不引入； 其中a為缺氧段反硝化去除每mg/L硝氮消耗COD mg/L數，a＝4；b為引入初 沉池出水流量的安全系數1.1—1.4 (2)確定引入初沉池(2)的流量Q2 其中安全系數b為1.1-1.4；污水中難生物降解的化學需氧量COD濃度CCODN為20—35mg/L B. (1)判斷是否引入三級污水處理的A/O型生物曝氣濾池(3)循環水流量Q3 Q1C1，NOX-N≤c[Q1C1，TN+Q2C2，TN—(Q1+Q2)C3，TN]引入循環水，否則不引入； (3)確定引入三級污水處理的A/O型生物曝氣濾池(3)循環水量Q3 其中C為循環水量的安全系數，C＝1.1—1.3。
C.確定好氧段(36)容積V0 其中K2為好氧段出水氨氮濃度與氨氮容積負荷的比值，K2＝8.3d—9.3d； D.確定缺氧段(35)容積VA 其中K1為缺氧段出水硝氮濃度與硝氮容積負荷的比值K1＝8.5d—9.5d；E為好氧段對總氮的去除率E＝0.05—0.10。
所述的污水處理廠擴容的設計計算方法， 出水COD濃度的校核 其中K3為好氧段出水出水中易生物降解COD濃度與COD容積負荷的比值，K3＝3.0d—4.0d。
本發明主要適用于采用A/O型生物曝氣濾池進行污水處理廠擴容的設計計算方法，工藝流程包括有一級污水處理的初沉池2，二級污水處理的二沉池1，在二沉池1的出水端連接有入水調節池4，三級污水處理的A/O型生物曝氣濾池3與入水調節池4相連通。從初沉池2的出水端引入出水Q2或/和從A/O型生物曝氣濾池3出水端引入的循環水Q3。
本發明污水處理廠擴容的設計計算方法包括有設計參數二沉池1引入水水量Q1、初沉池2引入水量Q2及三級污水處理的A/O型生物曝氣濾池3引入水水量Q3，其水質為化學需氧量濃度Cn，COD、生化需氧量濃度Cn，BOD5、總氮濃度Cn，TN、氨氮濃度Cn，，NH3-N、硝氮濃度Cn，NOX-N及懸浮物濃度Cn，SS。其中下標中的第一個n為1—3，分別代表二沉池1、初沉池2和三級污水處理的A/O型生物曝氣濾池3循環水的各項水質濃度值。
本發明采用A/O型生物曝氣濾池進行污水處理廠擴容的設計計算方法是發明人利用試驗確定了A/O型生物曝氣濾池三級處理設計的特性參數為 各特征參數的物理意義及確定依據 a缺氧段反硝化去除每mg/L硝氮消耗COD mg/L數。試驗得出，a＝4。
表1 缺氧段ΔCOD與ΔTN的比值
表1和附圖2表示缺氧段去除的COD和TN，缺氧段去除的總氮為ΔTN，消耗的COD為ΔCOD，ΔTN和ΔCOD有明顯的相關性，ΔCOD/ΔTN值幾乎為一定值，平均為4.0。即在缺氧段去除1mg/L的TN，約需要4mg/L的COD。此值略大于理論值3.7。由此可見，缺氧段去除的COD主要用于反硝化，此外還有吸附過濾作用去除非溶解性和難被微生物利用的COD，以及細胞合成消耗的的COD，實際的ΔCOD/ΔTN值要略大于理論值。
a去除每mg/L TN消耗的COD mg/L數，從以上試驗得出a＝4。
b引入初沉池出水流量的安全系數，b＝1.1-1.4，若初沉池出水水質變化較大，采用較大的b值，若水質較為穩定，則采用低值。
c循環水量的安全系數。C＝1.1—1.3，若污水處理廠進水水質變化較大，采用高值，變化較小采用低值。
K1缺氧段出水硝氮濃度與硝氮容積負荷的比值，與污水的性質和水溫有關，可通過試驗求得。對于一般的城鎮污水處理廠，水溫為12～25℃，試驗得出K1＝8.5d—9.5d。
表2 缺氧段出水硝氮濃度與硝氮容積負荷關系
若忽略TKN在缺氧段的變化，缺氧段去除TN主要是反硝化作用，反硝化是在缺氧條件下將硝氮還原成氮氣，從水中釋放出來。去除硝氮的數量應與去除總氮的數量相等。去除硝氮的效果與反硝化的速率有關。表2和附圖3表示缺氧段出水硝氮濃度與硝氮容積負荷之間的關系。附圖3顯示了兩者的線性關系，直線的方程為 式中
——缺氧段出水硝氮濃度，mg/L； NA，NOX—N——缺氧段硝氮的容積負荷， kg NOX—N/m3.d；
———進水硝氮濃度mg/L； Q0————進水流量，m3/d； VA————缺氧段的容積，m3； K1————系數，d； 由附圖3得出直線的斜率為K1＝8.9d。
K2——好氧段出水氨氮濃度與氨氮容積負荷的比值，與污水的性質和水溫有關，可通過試驗求得。對于一般的城鎮污水處理廠，水溫為12～25℃，試驗得出K2＝8.3d—9.3d。
表3好氧段出水氨氮濃度與氨氮容積負荷的關系
好氧段通過硝化作用可將氨氮氧化去除，生成硝氮。去除氨氮的效果與反應速率和容積負荷有關。表3和附圖4表示好氧段出水氨氮濃度與氨氮的容積負荷之間的關系。附圖4顯示兩者的線性關系的方程為 式中 C3，NH3—N——好氧段出水氨氮濃度，mg/L； N3，NH3—N——好氧段氨氮的容積負荷，kg NH3—N/m3.d；
——缺氧段出水(好氧段進水)氨氮濃度，mg/L； V0————好氧段的容積，m3； K2————系數，d； 附圖4直線的斜率為K2＝8.8d。
由附圖4可以得出，若要求出水氨氮濃度低于8mg/L，滿足《城鎮污水處理廠污染物排放標準》中一級B標準(GB18918-2002)好氧段的氨氮容積負荷應不大于約0.9kg NH3—N/m3.d。
K3——好氧段出水出水中易生物降解COD濃度與COD容積負荷的比值，與污水的性質和水溫有關，可通過試驗求得。對于一般的城鎮污水處理廠，水溫為12～25℃，試驗得出K3＝3.0d—4.0d。
表4 好氧段出水COD濃度與COD容積負荷
表4和附圖5表示好氧段出水COD濃度C3，COD與容積負荷N3，COD的關系。
考慮到COD中存在難降解的CODN，好氧段去除COD的動力學方程為 式中 C3，COD——好氧段出水COD濃度，mg/L； N3，COD——好氧段COD的容積負荷，kg COD/m3.d； CA，COD——缺氧段出水(好氧段進水)COD濃度，mg/L； V0————好氧段的容積，m3； K3————系數，d； CCODN———污水中難生物降解的COD。
附圖5中直線的斜率為系數K3＝3.6d。
直線在縱坐標上的截距表示污水中所含的難生物降解COD的近似值，此值約為22.7mg/L。
好氧段去除COD的效果很好，出水的COD濃度很低。A/O型生物曝氣濾池的三級處理，進水的COD值本來已較低，為滿足反硝化脫氮所需的有機碳，有時還需引入部分初沉池的出水，故出水COD并不是A/O型生物曝氣濾池出水水質的控制指標。
E——好氧段對總氮的去除率。可通過試驗求得。對一般的城鎮污水處理廠，水溫為12～25℃，試驗得出E＝0.05—0.10。
表5 好氧段去除總氮的效果
表5表示好氧段去除總氮的效果。好氧段對總氮也有一些去除效果，但十分微小。表5的實驗結果表明，好氧段對總氮的平均去除效果約為8％，好氧段去除總氮是由于微生物細胞的合成和生物膜內側缺氧段的反硝化作用產生，這些作用對總氮去除的影響不大。
q——A/O型生物曝氣濾池的水力負荷，濾料層的總高H建議一般可取為2～3m，太低會影響處理效果，太高反沖洗不易干凈。
濾料層的截面積 水力負荷 生物曝氣濾池的水力負荷不宜采用太大，否則會引起水頭損失增長過快，縮短反沖周期，造成反沖用水增大，這還與選用濾料的性質和粒徑有關，由試驗得出q不宜超過3.5m3/m2.h。
本發明的有益效果是 1.傳統的城市污水三級處理是混凝沉淀和過濾。這些方法主要是去除二級處理出水中的懸浮固體和膠體物質，并相應的可去除這些污染物質所產生的BOD5和COD，但這些方法對去除污水中的氨氮和總氮卻無顯著的效果，當需要進一步去除氨氮和總氮時，這些傳統的三級處理方法已不能使用。好氧型生物曝氣濾池具有很好的去除氨氮的效果，并對COD、BOD5、SS等污染物也有相當好的去除效果，出水BOD5和SS可降到10mg/L以下，但對總氮仍無理想的效果。A/O型生物曝氣濾池是傳統的的好氧型生物曝氣濾池的改進，保持了好氧型生物曝氣濾池的各種優點外，還具有脫氮的功能，與其他三級處理方法相比，適合現有城市污水處理廠擴容，滿足新排放標準對出水總氮要求的同時，其他主要水質指標，如COD、BOD5、氨氮、SS、等都會大幅度的下降，可以全面改善現有二級處理出水的水質。當有需要時，可使出水中的上述各項指標達到各種再生水利用的水質要求。采用A/O型生物曝氣濾池三級處理作為現有城市污水處理廠擴容的工程措施較改造和擴建曝氣池以及增加二次沉淀池要簡單。
2.A/O型生物曝氣濾池對各種污染物質去除的效率高，水力停留時間短，容積小，占地面積少。經估算，用于不同情況的城市污水處理廠擴容的三級處理，所需的水力停留時間，一般約0.5—2小時左右，包括其附屬設備如提升泵房，鼓風機房等在內，相當于或不超過一級處理所需的占地面積，這對土地緊張的現有污水處理廠擴容方案的選擇具有明顯的優勢。
3.A/O型生物曝氣濾池用作污水處理廠擴容三級處理的費用，因各種具體情況不同，難于進行確切的計算，但可作出一些簡單的分析。生物曝氣濾池的建設費用要比容積相同的砂濾池要貴，主要是生物曝氣濾池所用的濾料價格較高，但隨著國內生物曝氣濾池的使用日漸廣泛，專門用于生物曝氣濾池的濾料產量也在不斷增加，價格也在下降。該公司研制和生產的鑫橋2號生物濾料具有性能好、價格便宜的優點，將可使生物曝氣濾池與其他生物處理工藝一樣，除了要求進一步除磷以外，不需要投加任何藥劑，運行費用主要是電耗。用作三級處理，進水中的有機物濃度不高，而且較多的有機物在缺氧段的反硝化過程中被去除，好氧段的工藝用氣量很少，所需的氣水比很低，鼓風機的電耗不多。A/O型生物曝氣濾池的電耗主要用于污水的提升。如污水處理廠的地勢平坦，現有二沉池出水或初沉池出水的水位較底，若需要出水回流，包括循環水在內，都需要水泵提升至生物曝氣濾池，約需數米的提升水頭，但這部份的電耗并不多。
4.本設計計算方法準確，參數可靠，可供采用的A/O型生物曝氣濾池用于現有城市污水處理廠三級處理擴容的設計計算。
以下結合附圖所示之最佳實施例作進一步詳述 圖1為A/O型生物曝氣濾池用作污水處理廠擴容三級處理的流程示意圖； 圖2為本發明的缺氧段去除的COD和TN的關系； 圖3為本發明的缺氧段出水硝氮濃度與硝氮容積負荷之間的關系； 圖4為本發明的好氧段出水氨氮濃度與氨氮的容積負荷之間的關系； 圖5為本發明的表示好氧段出水COD濃度C3COD與容積負荷N3COD的關系。
具體實施例方式 見圖1，A/O型生物曝氣濾池用作污水處理廠擴容三級處理的流程，一級污水處理的初沉池2，二級污水處理的二沉池1，在二沉池1的出水端連接有入水調節池4，三級污水處理的A/O型生物曝氣濾池3與入水調節池4相連通。從初沉池2的出水端引入出水Q2或/和從A/O型生物曝氣濾池3出水端引入的循環水Q3。
采用的三級污水處理的A/O型生物曝氣濾池3在其底部設有卵石承托層34，其上設有用氣曝氣系統391，用氣曝氣系統391的上部為好氧段36及出水段37，其下部為缺氧段35；在缺氧段35和好氧段36內填充有濾料；在卵石承托層34還設有反沖用氣進氣裝置392；在出水段37的出水口設有出水閥371，其一端連通消毒接觸池31，另一端連通入水調節池4；在消毒接觸池31與三級污水處理的A/O型生物曝氣濾池的底部卵石承托層34之間設有反沖水泵5。
實施例1 某城市污水處理廠，處理水量2萬m3/d。出水水質達不到新排放標準的規定。要求采用A/O型生物曝氣濾池進行擴容，計算該工藝的主要設計參數，給出二沉池1、初沉池2和擴容后的水質指標如下 (1)a.測定二沉池1出水水質C1，COD＝50mg/L；C1，BOD5＝20mg/L；C1，TN＝28mg/L；C1NH3-N＝18mg/L；C1，NOX-N＝8mg/LC1，SS＝30mg/L。
b.測定初沉池2出水水質C2，COD＝220mg/L；C2，BOD5＝110mg/L；C2，TN＝35mg/L；C2，NH3-N＝30mg/L；C2，NOX-N＝1mg/L；C2，SS＝80mg/L。
c.需要達到的排放標準《城鎮污水處理廠污染排放標準》中的一級B標準，C3，COD＝60mg/L；C3，TN＝20mg/L；C3NH3-N＝8mg/L；C3，BOD5＝20mg/L；C3，SS＝20mg/L。
(2)確定A/O型生物曝氣濾池3三級處理設計的特性參數 CODN＝22.7mg/L；a＝4；b＝1.3；c＝1.2；K1＝8.9d；K2＝8.8d； K3＝3.5d； E＝0.08； q<3.5m3/m2.h。
由已知條件C1，TN＝28mg/L；C1NH3-N＝18mg/L，C1，SS＝30mg/L均大于排放標準《城鎮污水處理廠污染排放標準》中的一級B標準。
(3)引入初沉池2的流量Q2通過下式計算 C1，COD-CCODN＝50-22.7＝27.3mg/L ba(C1，TN-C3，TN)＝1.3×4×(28-20)＝41.6mg/L C1，COD-CCODN<ba(C1，TN—C3，TN) 所以需引入初沉池出水， 最低的流量Q2通過下式計算 Q1＝20000—890＝19110m3/d。
考慮到Q2很小，進入原曝氣池和二沉池的水量變化不大，可以認為經擴容改造后，原二沉池出水水質不變。
(4)循環水量Q3 Q1C1，NOX-N＝19110×8＝152080 c[Q1C1，TN+Q2C2，TN—(Q1+Q2)C3，TN] ＝1.2[19110×28+890×35—(19110+890)×20] ＝199400m3/d Q1C1，NOX-N<c[Q1C1，TN+Q2C2，TN—(Q1+Q2)C3，TN] 所以需出水回流，回流量應為 C3，NOX-N的最低值為12mg/L。這里取16mg/L。
(5)好氧段容積V0的計算 C3，NH3-N＝C3，TN—C3，NOX-N＝20—16＝4mg/L Q0＝Q1+Q2+Q3＝20000+1001＝21001m3/d 其中K2＝8.8d。
(6)缺氧段容積VA的計算 其中K1＝8.9d。
(7)出水COD濃度的校核 其中K3為3.5d。
(8)其它出水水質指標都能達到要求 (9)濾料層總體積和水力負荷 1)濾料層總體積V V＝VA+V0＝800+824＝1624m3 2)水力負荷q 濾料層的總高H建議一般可取為2～3m，太低會影響處理效果，太高反沖洗不易干凈，這里取2.5m。
濾料層的截面積 2)水力負荷 q<3.5m3/m2.h 3)水力停留時間T＝V×24×60/(Q1+Q2) ＝1624×24×60/20000＝117min 實施例2 某城市污水處理廠，處理水量1萬m3/d。出水水質達不到新排放標準的規定，要求采用A/O型生物曝氣濾池進行擴容，計算該工藝的主要設計參數，給出二沉池1、初沉池2和擴容后的水質指標如下 二沉池出水水質C1，COD＝45mg/L；C1，TN＝28mg/L；C1，NH3-N＝11mg/L； C1，NOX-N＝16mg/L；C1，SS＝30mg/L。
初沉池出水水質C2，COD＝275mg/L；C2，TN＝34mg/L；C2，NH3-N＝28mg/L； C2，NOX-N＝1mg/L；C2，SS＝80mg/L。
排放標準《城鎮污水處理廠污染排放標準》中的一級B標準， C3，COD＝60mg/L；C3，TN＝20mg/L；C3，NH3-N＝8mg/L；C3，BOD5＝20mg/L； C3，SS＝30mg/L。
已知A/O型生物曝氣濾池三級處理設計的特性參數CODN＝22.7mg/L； a＝4；b＝1.3；c＝1.2； K1＝8.9d；K2＝8.8d；K3＝3.5d； E＝0.08；q<3.5m3/m2.h。
由已知條件C1，TN＝28mg/L；C1，NH3-N＝12mg/L； C1，SS＝30mg/L。均大于《城鎮污水處理廠污染排放標準》中的一級B標準。
(1)引入初沉池2出水流量Q2 C1，COD-CCODN＝45—22.7＝22.3mg/L。
ba(C1，TN-C3，TN)＝1.3×4×(28—20)＝41.6mg/L。
C1，COD-CCODN<ba(C1，TN-C3，TN) 所以需引入的初沉池出水，最低的流量Q2，可通過下式計算 Q1＝10000—642＝9358m3/d 考慮到Q2很小，進入原曝氣池和二沉池的水量變化不大，可以認為經擴容改造后，原二沉池出水水質不變。
(2)循環水量Q3 Q1C1，NOX-N＝9358×16＝149700 c[Q1C1，TN+Q2C2，TN—(Q1+Q2)C3，TN]＝1.2[9358×28+642×34—10000×20] ＝100600 Q1C1，NOX-N≥Q1C1，TN+Q2C2，TN—(Q1+Q2)C3，TN 所以不需出水回流。Q3＝0 (3)好氧段容積V0的計算 (4)缺氧段容積VA的計算 (5)出水COD濃度的校核 (6)其它出水水質指標都能達到要求 (7)濾料層總體積、水力負荷和水力停留時間 1)濾料層總體積V V＝VA+V0＝160+133＝293m3 2)水力負荷q 濾料層的總高H取2.2m。
濾料層的截面積 2)水力負荷 3)水力停留時間 實施例3 某城市污水處理廠，處理水量3萬m3/d。出水水質達不到新排放標準的規定，要求采用A/O型生物曝氣濾池進行擴容，計算該工藝的主要設計參數，給出二沉池、初沉池和擴容后的水質指標如下 二沉池出水水質C1，COD＝80mg/L；C1，BOD5＝30mg/L；C1，TN＝26mg/L；C1，NH3-N＝20mg/L；C1，NOX-N＝4mg/L；C1，SS＝40mg/L。
初沉池出水水質C2，COD＝275mg/L；C2，BOD5＝150mg/L；C2，TN＝32mg/L；C2，NH3-N＝27mg/L；C2，NOX-N＝1mg/L；C2，SS＝80mg/L。
《城鎮污水處理廠污染排放標準》中的一級B標準C3，COD＝60mg/L；C3，TN＝20mg/L；C3，NH3-N＝8mg/L；C3，BOD5＝20mg/L；C3，SS＝20mg/L。
A/O型生物曝氣濾池三級處理設計的特性參數CODN＝22.7mg/L；a＝4；b＝1.3；c＝1.2；K1＝8.9d；K2＝8.8d；K3＝3.5d；E＝0.08；q<3.5m3/m2.h。
由已知條件C1，TN＝26mg/L；C1NH3-N＝30mg/L；C1，BOD5＝30mg/L；C1NH3-N＝20mg/L；C1，SS＝40mg/L均大于《城鎮污水處理廠污染排放標準》中的一級B標準。
引入初沉池出水流量Q2 C1，COD-CCODN＝80—22.7＝57.3mg/L。
ba(C1，TN-C3，TN)＝1.3×4×(26—20)＝31.2mg/L。
C1，COD-CCODN>ba(C1，TN-C3，TN) Q2＝0，Q1＝3000m3/d 所以不需引入初沉池出水。
其余計算步驟同上例。
權利要求
1.一種污水處理廠擴容的設計計算方法，其特征是計算步驟為
A.
(1)判斷是否引入初沉池(2)的流量Q2
若C1，COD-CCODN<ba(C1，TN-C3，TN)引入初沉池(2)出水，否則不引入；
其中a為缺氧段反硝化去除每mg/L硝氮消耗COD mg/L數，a＝4；b為引入初
沉池出水流量的安全系數1.1—1.4；
(2)確定引入初沉池(2)的流量Q2
其中安全系數b為1.1-1.4；污水中難生物降解的化學需氧量COD濃度CCODN為20—35mg/L；
B.
(1)判斷是否引入三級污水處理的A/O型生物曝氣濾池(3)循環水流量Q3
Q1C1，NOX-N≤c[Q1C1，TN+Q2C2，TN—(Q1+Q2)C3，TN]引入循環水，否則不引入；
(2)確定引入三級污水處理的A/O型生物曝氣濾池(3)循環水量Q3
其中C為循環水量的安全系數，C＝1.1—1.3；
C.確定好氧段(36)容積V0
其中K2為好氧段出水氨氮濃度與氨氮容積負荷的比值，K2＝8.3d—9.3d；
D.確定缺氧段(35)容積VA
其中K1為缺氧段出水硝氮濃度與硝氮容積負荷的比值K1＝8.5d—9.5d；E為好氧
段對總氮的去除率E＝0.05—0.10。
2.如權利要求1所述的污水處理廠擴容的設計計算方法，
其特征是出水COD濃度的校核
其中K3為好氧段出水出水中易生物降解COD濃度與COD容積負荷的比值，K3＝3.0d—4.0d。
3.如權利要求1所述的污水處理廠擴容的設計計算方法，其特征是包括有A/O型生物曝氣濾池三級處理設計的特性參數為
a缺氧段反硝化去除每mg/L硝氮消耗COD mg/L數，試驗得出，a＝4；
b引入初沉池出水流量的安全系數，b＝1.1-1.4，若初沉池出水水質變化較大，采用較大的b值，若水質較為穩定，則采用低值；
c循環水量的安全系數，C＝1.1—1.3，若污水處理廠進水水質變化較大，采用高值，變化較小采用低值；
K1缺氧段出水硝氮濃度與硝氮容積負荷的比值，與污水的性質和水溫有關，可通過試驗求得，對于一般的城鎮污水處理廠，水溫為12～25℃，試驗得出K1＝8.5d—9.5d；
K2好氧段出水氨氮濃度與氨氮容積負荷的比值，與污水的性質和水溫有關，可通過試驗求得，對于一般的城鎮污水處理廠，水溫為12～25℃，試驗得出K2＝8.3d—9.3d；
K3好氧段出水出水中易生物降解COD濃度與COD容積負荷的比值，與污水的性質和水溫有關，可通過試驗求得，對于一般的城鎮污水處理廠，水溫為12～25℃，試驗得出K3＝3.0d—4.0d；
E好氧段對總氮的去除率，可通過試驗求得，對一般的城鎮污水處理廠，水溫為12～25℃，試驗得出E＝0.05—0.10；
QA/O型生物曝氣濾池的水力負荷，試驗確定q<3.5m3/m2.h。
全文摘要
本發明主要涉及一種污水處理廠擴容的設計計算方法。一種污水處理廠擴容的設計計算方法，包括有一級污水處理的初沉池(2)，二級污水處理的二沉池(1)，其主要特點是在二沉池(1)的出水端連接有入水調節池(4)，三級污水處理的A/O型生物曝氣濾池(3)與入水調節池(4)相連通。本發明在給定現有二沉池出水水量和二沉池、初沉池出水水質下，要求擴容后做到出水水質全面達標，計算出所需引入的初沉池出水流量、出水循環流量、缺氧段的容積、好氧段的容積等主要設計參數。本設計計算方法準確，參數可靠，可供采用的A/O型生物曝氣濾池用于現有城市污水處理廠三級處理擴容的設計計算。
文檔編號C02F3/30GK101417849SQ20081015109
公開日2009年4月29日 申請日期2008年9月16日 優先權日2008年9月16日
發明者邱熔處, 剛 王 申請人:甘肅金橋給水排水設計與工程(集團)有限公司