奥贝尔氧化沟工艺设计计算
1.已知条件
33（1）设计水量Q=100000m3/d =4166.7m/h =1.157m/s=1157L/s
（2）设计进水水质BOD5浓度S0?150mg/L；TSS浓度X0?25m，0g/LVSS?175mg/L(VSS/TSS=0.7)；TKN?45mg/L(进水中认为不含硝态氮)；
NH3-N=35mg/L；TKN?45mg/L；最低水温14℃；最高水温25℃。
（3）设计出水水质BOD5浓度Se=20mg/L；TSS浓度X0?20mg/L；TKN1?20mg/L；
NH3-N=15mg/L
2.设计计算
（1） 基本设计参数 污泥产率系数 Y=0.55
混合液悬浮固体浓度（MLSS）X=4000mg/L,混合液挥发性悬浮固体浓度（MLVSS） XV=3000mg/L (MLVSS/MLSS=0.75)；通常的泥龄取值为10～30d。本设计污泥龄
，对于城市污水，一般采用0.05～0.1。 ?c?30d。污泥自身氧化率（1/d）
设计中取Kd=0.05, 20℃时脱氮率qdn?0.035kg（还原的NO3—N/（kgMLXSS·d）
去除BOD5计算
① 氧化沟出水溶解性BOD5浓度S。为了保证二级出水BOD5浓度Se≤20mg/L，必须控
制氧化沟出水所含溶解性BOD5浓度。 S?SC?1.42?(VSS)?TSS?(1?e?0.23?5） TSS?0.23?5 ?20?1.42?0.7?20?(1?e ）（mg/L） ?6.41
② 好氧区容积V1，m3
V1?
YQ?S0?Se??c
Xv?1?Kd?c?式中 V1——好氧区有效容积（m3）；
Y——污泥净产率系数（kgMLSS/kgBOD5）,一般采用0.5～0.65之间；
S0、Se——分别为进、出水BOD5浓度（mg/L）； X——污泥浓度（mg/L）； ?c——污泥龄（d）；
Kd——污泥自身氧化率（1/d），对于城市污水，一般采用0.05～0.1。
设计中取Y=0.55, Kd=0.05 V1?
③ 好氧区水力停留时间t1, h
t1?0.55?100000??150?10??30
?66956.52（m3）3000??1?0.05?30?V166956.52 ??0.669d?16.07（h）Q1000000④ 剩余污泥量?X, kg/m3
?X?Q(S0?S)Y?Q(X1?XC)
?1?Kd?c?式中X1——进水悬浮固体惰性部分(进水TSS一进水vss)的浓度;
3
X1=250一0.7 ?250=75mg/L=0. 075(kg/m) X2——TSS的浓度。本式中XC=20mg/L=0.02kg/m3
故 ?X?Q(S0?S)Y?Q(X1?XC)
?1?Kd?c?0.55?100000(0.075?0.02)
?1?0.05?30??100000(0.2?0.00641) ?9758.98（kg/m3）去除每1kg BOD5产生的干污泥量
?X9758.98??0.54（kgDs/kgB5O DQ(S0?Se)100000?（0.2?0.02）（3）脱氮计算
①氧化的氨氮量。假设总氮中非氨态氮没有硝酸盐的存在形式，而是大分子中的化合态氮，其在生物氧化过程中需要经过氨态氮这一形式。另外，氧化沟产生的剩余生物污泥中含氮率为12. 4% 。则用于生物合成的总氮为:
N0?0.124?Y?S0?S?0.55(150?6.41) ?0.124??3.92(mg/L)1?Kd?c1?0.05?30需要氧化的氨氮量N1=进水TKN一出水NH 3-N一生物合成 所需氮量N0
N1?45?15?3.92?26.08(mg/L）②脱氮量Nr。需要的脱氮Nr=进水总氮量一出水总氮量一生物合成所需的氮量
Nr?45?20?3.92?21.08(mg/L）③碱度平衡。氧化1mg NH3-N需消耗7. 14mg/L碱度;每氧化1mg BOD5产生0. lmg/L
碱度，每还原lmg NO3--N产生3. 57mg/L碱度。
剩余碱度SALK1=原水碱度一硝化消耗碱度+反硝化产生碱度+氧化BOD5产生碱度 ?280?7.14?24.44?3.57?21.08?0.1?(150?6.41)
?205.82(mg/L）
④计算脱氮所需池容V2及停留时间T2
（T?20）脱硝率qdn（t）?qdn（20）?1.08
（14?20）-14℃时qdn?0.035?1.08?0.022[kg（还原的NO3-N)/kgMLVSS]
脱氮所需的容积V2?QNr100000?21.08 ??31939.39（m3）Xvqdn3000?0.022停留时间t1?V231939.39 ??0.319d?7.67（h）Q1000000（4）氧化沟总容积V总及停留时问t总
V总?V1?V2?66956.52?31939.39?98895.91(m3) t总?16.07?7.67?23.74 （h）校核污泥负荷N?QSa100000?0.2 ??0.0674（m3）XvV3?98895.91设计规程规定氧化沟污泥负荷应为0.05～ 0. 1kg BOD5/ kgVSS·d)
（5）需氧量计算
①设计需氧量AOR。氧化沟设计需氧量AOR=去除BOD5需氧量﹣剩余污泥中
BOD5 的需氧量+去除NH3-N耗氧量﹣剩余污泥中N H3-N的耗氧量﹣脱氮产氧量
a. 去除BOD5需氧量D1 D1?a?Q(S0?S)?b?VX
式中 a?——微生物对有机底物氧化分解的需氧率，取0. 5 2
b?——活性污泥微生物自身氧化的需氧率，取0. 12
D1?a?Q(S0?S)?b?VX
21000?0(00.2?0.0064)?10.1?298895?.93 1 ?0.5?.21（kg/d） ?45669
b. 乘余污泥BOD5需氧量D2
D2?1.42?X?1.42? ?1.42?YQ?S
1?Kd?c0.55?100000?（0.2?0.00641）
1?0.05?30.75（kg/d） ?6047
c. 去除氨氮的需氧量D3。每lkg NH3-N硝化需要消耗4. 6kgO2
D3?4.6?(进水KTN?出水NH3-N） ?4.6?45?15?10000 01000（kg/d） ?13800
d. 剩余污泥中NH3-N耗氧量D4
D4?4.6?0.124(污泥中得含氮率）? ?4.6?0.124?YQ?S
1?Kd?c0.55?100000?（0.2?0.00641）
1?0.05?30.32（kg/d） ?2429
e. 脱氮产氧量D5。每还原1kgN03--N产生2. 86 kgO2 D5?2.86?21.08?100000?6028.88（kg/d） 1000总需氧量=D1+D2+D3+D4+D5=45669.21+6047.75+13800+2429.32+6028.88 =73975.16(kg/d)
考虑安全系数1.3，则
.16?96167.71(kg/d) AOR=1.3?73975②标准状态下需氧量SOR SOR?AOR?CS(20)?(?ρCs(T)?1)?1.024(T?20)
式中 CS(20)——20℃时氧的饱和度，取CS(20)=9.17mg/L
CS(25)——25℃时氧的饱和度，取CS(20)=8.38mg/L
C——溶解氧浓度
?——修正系数，取0.85
?——修正系数，取0.95 T——进水最高温度，℃
所在地区实际气压1.000?105??0.987 ρ=
1.013?1051.013?105氧化沟采用三沟通道系统，计算溶解氧浓度C按照外沟:中沟:内沟=0.2:1:2
充氧量分配按照外沟:中沟:内沟= 65:25:10来考虑，则供氧量分别为： 外沟道AOR1=0.65·AOR=0.65×96167.71=62509.01（kg/d） 中沟道AOR2=0.25·AOR=0.25×96167.71=24041.93（kg/d） 内沟道AOR3=0.10·AOR=0.10×96167.71=9616.77（kg/d）
各哥道标准需氧量分别为： SOR1?62509.01?9.17
0.85?(0.95?0.987?8.38?0.2)?1.024(25?20).84（kg/d）?3259.08（kg/h） ?78217
SOR2?24041.93?9.17 (25?20)0.85?(0.95?0.987?8.38?1)?1.024.38（kg/d）?1399.72（kg/h） ?33593
SOR3?9616.77?9.17 (25?20)0.85?(0.95?0.987?8.38?2)?1.024.39（kg/d）?655.47（kg/h） ?15731
总的标准需氧量：
SOR?78217.84?33593.38?15731.39?127542.61(kg/d）?5314.27（kg/h）
（6）氧化沟尺寸计算 设氧化沟五座
单座氧化沟的容积V??V98895.91??19779.18(m3） 55 氧化沟弯道部分按占总容积的80%考虑，直线部分按占总容积的20%考虑。
则
V湾?0.8?19779 .18?15823.34(m） V直?0.2?19779 .18?3955.84(m）33