曝氣生物濾池設計計算
一（yī）、設計條件（jiàn）
1、進水水質情況      Q=12000m³/d
COD≤60mg/L
BOD₅≤30mg/L
總氮TN≤50mg/L（氨氮+亞硝酸鹽（yán）氮+硝酸（suān）鹽氮+有機氮）
總凱式氮KN≤40mg/L（氨（ān）氮+有機氮）
亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮：10 mg/L
氨氮25 mg/L
有（yǒu）機氮15 mg/L
2、采用硝化、反硝化生物脫氮工藝時，技術要求
采用硝化、反硝化生物脫（tuō）氮工藝時，要求BOD₅:TN＞4，當汙水中碳源不足時，需要額外（wài）補充。碳源可采用甲醇、乙酸等碳源。投加甲醇作為反硝化碳源時，每1mg硝態氮需投加（jiā）甲醇的量（liàng）可按3mg計。
二、、設計計算

1. 反硝化生物濾池(DN池（chí）)計算

（1）按反硝化容積負荷（hé）法計算
A=W/H₀
W=Q*_▽C_N/(1000*q_TN)
式中：A--濾池總（zǒng）麵積（㎡）
      W--濾料總（zǒng）體積（m³）
H_0---濾料裝填高度（m）
_▽C_N--反硝化濾池進、出水硝（xiāo）酸鹽氮濃度差值（mg/L）
  Q—設計汙水流（liú）量（m³/d）
  q_TN—反硝化容積負荷（KgNO₃^--N）/m³.d

• 進水硝酸氮濃度取大（dà）值：50mg/L,出水取小5mg/L,則_▽C_N為45mg/L
• 反硝化容積負荷q_TN=0.8 KgNO₃^--N/（m³.d），規範取值範圍為（0.8 -1.2）KgNO₃^--N/（m³.d）
• 濾料總體積（jī）： W=Q*_▽CN/(1000*q_TN)=12000*45/（1000*0.8）=675m³
• 濾料裝填高度：H₀=3.5m，規範取值範（fàn）圍為（2.5m-4.5m）
• 濾池總麵積（jī）：A=W/H₀=675/3.5=193㎡
• 濾池數量n=2座（zuò）
• 單池麵積：W₀=A/2=193/2=96.5㎡（單池麵積＜100㎡），符合規範要求。

（2）按空床停留時間計算
A=Q_T/24q
q= H₀/t
式中：A--濾（lǜ）池總麵積（㎡）
      Q_T –設計汙水量與消化液回流（liú）量之和（m³/d）含
H_0---濾料裝填（tián）高度（m）
t_—空床水（shuǐ）力停留時間（h），取值範圍20-30min
q—濾池水（shuǐ）力表麵負荷（hé）（m³/㎡.h），即濾速（取值範圍8.0-10），含（hán）回流
   ①混合液回流比R=μ/1-μ,取值範圍100%-400%，取200%
   ②q—濾池水力表麵負荷，取8.0m³/（㎡.h），符合要求
 ③濾池總麵積A=Q_T/24q =12000*3/（24*8）=187.5㎡
 ④空床停留時間（jiān）t= H₀/q=0.375h=22.5min（符合要（yào）求（qiú））
（3）反（fǎn）硝化生物濾池確定（dìng）
①反硝（xiāo）化（huà）生物濾池麵積確定
根據以上兩種方法計算濾（lǜ）池麵積比較，選（xuǎn）用較大者，則（zé）反硝化生物濾池總麵（miàn）積為193㎡，取值200㎡，數量2座，單池麵積（jī）100㎡。
②濾池高度H= H₀+h0+h1+h2+h3+h4
H0---濾料裝填高度（m）（取值範圍2.5-4.0m）
h0---承托層高度（m）（取值範圍0.3-0.5m）
h1---緩衝配（pèi）水區高度（m）（取（qǔ）值範圍1.35-1.5m）
h2---清水區高度（m）（取值範圍（wéi）1.0-1.5m）
h3---濾板厚度高（m）
設計濾池總高度H=7.0m
③反硝化生物濾池確定
尺寸：10000mm*10000mm*7000mm
數量：2座
結構：鋼混
（4）反硝化生物濾池反衝洗設計
①　空氣（qì）衝洗強度：12-16L/㎡.S
  設計采（cǎi）用（yòng）12L/㎡.S，單池（chí）衝洗空氣量Q=12*100=1200 L/S=72m³/min
②　水衝（chōng）洗強度4-6L/㎡.S
  設計采用4L/㎡.S，單池衝洗水量Q=4*100=400L/S=1440m³/h
（5）長柄濾頭設計
濾板規格：980*980*1000mm,濾頭數量：49個/塊
濾頭總數：100*49*2=9800個
（6）外加碳源設計
反（fǎn）硝化生物濾池每天去（qù）除硝（xiāo）酸氮的量為：45*12000/1000=540kg/d
每1mg硝態氮需投加甲醇的量可按（àn）3mg計，則甲醇每天的投加量為540kg/d*3=1620kg

1. 硝化曝氣生物濾池（N池（chí））計算

（1）按硝化容（róng）積負（fù）荷法計算
A=W/H₀
W=Q*_▽C_TKN/(1000*q_NH3-N)
式中：A--濾池總麵積（㎡）
      W--濾料總（zǒng）體積（m³）
H₀--濾料裝填高度（m）
_▽C_TKN --進、出硝化濾池（chí）凱式氮濃度差值（mg/L）
  Q—設計汙水（shuǐ）流量（m³/d）
q_NH3-N—硝化容（róng）積負荷（KgNH₃-N）/m³.d

• 進（jìn）水總凱式氮濃度40mg/L,出（chū）水（shuǐ）設計8mg/L,則_▽C_TKN為32mg/L
• 硝化容積負荷q_NH3-N =0.6 KgNH₃-N/（m³.d），規範取值範圍為（0.6 -1.0）KgNH₃-N/（m³.d）
• 濾料總體積W=Q*_▽C_TKN /(1000*q_NH3-N)=12000*32/（1000*0.6）=640m³
• 濾料裝填高度：H₀=3.5m，規範取值範（fàn）圍為（2.5m-4.5m）
• 濾池總麵積：A=W/H₀=640/3.5=182㎡
• 濾池數量n=2座
• 單池麵積：W₀=A/2=182/2=91㎡（單池麵積（jī）＜100㎡），符合規（guī）範要求。

（2）按空床停留時間計算
A=Q/24q
q= H₀/t
式中：A--濾池總麵積（jī）（㎡）
      Q –設計汙水量（m³/d）
H_0---濾料裝填高度（m）
t_—空床水力停留時間（h），取值範圍30-45min
q—濾池水力表麵負荷（m³/㎡.h），即濾（lǜ）速（取值範圍（wéi）3-12）
①空床停（tíng）留時間t取40min=0.67h（符合要（yào）求）
②濾池水力表麵負（fù）荷q= H₀/t=3.5/0.67=5.2 m³/(㎡.h）.符合要（yào）求
③濾池總麵積A=Q/24q =12000/（24*5.2）=96㎡
④空床停留時間t= H₀/q=0.375h=22.5min（符合要求（qiú））
（3）反硝化曝（pù）氣生（shēng）物濾（lǜ）池確（què）定
①反硝化生物濾池麵積（jī）確定
根據以上兩種方法（fǎ）計（jì）算（suàn）濾池麵積比較（jiào），選用較大者，則反硝化生物濾池總（zǒng）麵積為182㎡，取值190㎡，單池麵積95㎡，數量2座。
②濾池（chí）高度H= H₀+h0+h1+h2+h3+h4
H0---濾料裝填高度（m）（取值範（fàn）圍2.5-4.0m）
h0---承托層高度（m）（取值範圍0.3-0.5m）
h1---緩衝配水區（qū）高度（m）（取值（zhí）範圍1.35-1.5m）
h2---清水區高度（dù）（m）（取值範（fàn）圍1.0-1.5m）
h3---濾板厚（hòu）度（dù）高（m）
設計（jì）濾池總高度H=7.0m
③反硝化曝氣生物濾池確定
尺寸：10000mm*9500mm*7000mm
數量：2座
結構：鋼混
（4）硝（xiāo）化曝氣生物（wù）濾池反（fǎn）衝洗（xǐ）設計

• 空氣衝洗強度：12-16L/㎡.S

  設計采用12L/㎡.S，單池衝洗空氣量Q=12*95=1140 L/S=68.4m³/min，風壓（yā）：58.8Kpa

• 水衝洗強（qiáng）度4-6L/㎡.S

  設計采用4L/㎡.S，單池衝洗水量Q=4*95=380L/S=1368m³/h
（5）長（zhǎng）柄濾（lǜ）頭設計
濾板規格：980*980*1000mm,濾頭數量：36個（gè）/塊
濾頭總數（shù）：95*36*2=6840個
（6）曝（pù）氣係統設計（jì）
曝氣係統采用單孔膜空氣擴散器（qì）
規格（gé）：Φ60*45mm
要求：36個（gè）/㎡
總數量：6840個
通氣量：0.2-0.3m³/h
曝氣量：0.3*6840=2052 m³/h=34.2 m³/min
風（fēng）壓：53.9Kpa
曝氣生物濾池設（shè）計計算
一、設計條件
1、進水水質情況
     Q=12000m³/d
COD≤60mg/L
BOD₅≤30mg/L
總氮TN≤50mg/L（氨氮（dàn）+亞硝酸鹽（yán）氮+硝酸鹽氮+有機（jī）氮）
總凱式（shì）氮KN≤40mg/L（氨氮+有機氮）
亞（yà）硝酸鹽氮、硝酸鹽氮：10 mg/L
氨氮（dàn）25 mg/L
有機氮（dàn）15 mg/L
2、采用硝化（huà）、反硝化生物脫氮工藝時，技術要求（qiú）
采用硝化、反硝化生物脫氮工藝時，要求BOD₅:TN＞4，當汙水（shuǐ）中碳源不足時，需要（yào）額外補充。碳源可采用甲醇（chún）、乙酸等碳源。投加（jiā）甲醇作為反硝化碳源時，每1mg硝態氮需投（tóu）加甲醇的量可按（àn）3mg計。
二、設（shè）計計算

1. 反硝化生物濾池(DN池)計算

（1）按反硝化容積負荷法計算
A=W/H₀
W=Q*_▽C_N/(1000*q_TN)
式中：A--濾池總（zǒng）麵積（㎡）
      W--濾料總（zǒng）體積（m³）
H_0---濾料裝填高度（m）
_▽C_N--反硝化（huà）濾池進、出水硝酸鹽氮濃度差值（mg/L）
  Q—設計汙水（shuǐ）流量（m³/d）
  q_TN—反硝化容積負荷（KgNO₃^--N）/m³.d

• 進水硝酸（suān）氮濃度取大值：50mg/L,出水取小（xiǎo）5mg/L,則_▽C_N為45mg/L
• 反硝化容積負荷q_TN=0.8 KgNO₃^--N/（m³.d），規範取值範圍為（0.8 -1.2）KgNO₃^--N/（m³.d）
• 濾料總體（tǐ）積（jī）： W=Q*_▽CN/(1000*q_TN)=12000*45/（1000*0.8）=675m³
• 濾料（liào）裝填（tián）高度：H₀=3.5m，規（guī）範取值範圍為（2.5m-4.5m）
• 濾池總麵積：A=W/H₀=675/3.5=193㎡
• 濾（lǜ）池數量n=2座
• 單池（chí）麵積：W₀=A/2=193/2=96.5㎡（單池麵積＜100㎡），符合規範要求。

（2）按空床（chuáng）停留時間計算
A=Q_T/24q
q= H₀/t
式中（zhōng）：A--濾池總麵積（㎡）
      Q_T –設計汙水量與消化液回流量之和（m³/d）含
H_0---濾料裝填高度（m）
t_—空床水力停留時間（h），取值範圍20-30min
q—濾池水力表麵負荷（m³/㎡.h），即濾速（取值範圍8.0-10），含回流
   ①混合液回流比R=μ/1-μ,取值範圍100%-400%，取200%
   ②q—濾池水力表麵負荷，取8.0m³/（㎡.h），符合要求（qiú）
 ③濾池總麵積A=Q_T/24q =12000*3/（24*8）=187.5㎡
 ④空床停留時間t= H₀/q=0.375h=22.5min（符合要求）
（3）反硝化生物濾池確定
①反硝化生物濾（lǜ）池麵積確定
根據以上兩種方法計算濾池麵積比較，選用較（jiào）大（dà）者，則（zé）反硝化生物濾池（chí）總麵積為193㎡，取值200㎡，數量2座，單池麵積100㎡。
②濾池高度H= H₀+h0+h1+h2+h3+h4
H0---濾料裝填高度（dù）（m）（取值範圍2.5-4.0m）
h0---承托層（céng）高度（m）（取值範圍0.3-0.5m）
h1---緩衝配水區高度（m）（取值範圍1.35-1.5m）
h2---清（qīng）水區高度（m）（取值範圍1.0-1.5m）
h3---濾板厚（hòu）度高（m）
設計濾池（chí）總高度H=7.0m
③反硝化生物濾池確定
尺寸：10000mm*10000mm*7000mm
數量：2座
結構：鋼混
（4）反硝化生物濾池反衝洗設計
①　空氣衝洗強度：12-16L/㎡.S
  設計采用12L/㎡.S，單池衝（chōng）洗空氣量Q=12*100=1200 L/S=72m³/min
②　水衝洗強度4-6L/㎡.S
  設計采用4L/㎡.S，單池衝洗（xǐ）水量Q=4*100=400L/S=1440m³/h
（5）長柄濾（lǜ）頭設計
濾板規格：980*980*1000mm,濾頭數量：49個/塊
濾頭總數：100*49*2=9800個
（6）外加碳源設計
反硝化生物濾池每天去除硝酸氮的量為：45*12000/1000=540kg/d
每1mg硝（xiāo）態氮需投加甲醇的量（liàng）可按3mg計，則甲醇每天（tiān）的投加量為540kg/d*3=1620kg