1 设计任务及资料1.1 设计任务根据已知资料，设计A2/O生物处理系统1.2 污水水质及设计要求设计水量 Q=3000m3/d设计资料：设计进水、出水水质见表2 A2/O工艺的设计流量、处理效率等计算2.1 设计流量计算根据原始数据与基本参数，首先判断是否，可采用A²/O法。

COD/TN=500/50=10＞8，BOD5/TP=300/10=30＞20，符合条件，可采用A²/O 法。

设计流量：Q=3000m3/d=125m3/h=0.035 m3/s2.2 去除率的计算2.2.1 溶解性BOD5的去除率活泩污泥处理系统处理水中的BOD5值是由残存的溶解性BOD5和非溶解性BOD5二者组成，而后者主要是以生物污泥的残屑为主体。

活性污泥的净化功能，是去除溶解性BOD5。

因此从活性污泥的净化功能来考虑，应将非溶解性的BOD5从处理水的总BOD5值中减去。

取原污水BOD5值（S）为300mg/L，经初次沉淀池及缺氧池、厌氧段处理，按降低25％考虑，则进入曝气池的污水，其BOD5值（S）为：Sα＝300（1-25％）＝225mg/L计算去除率，对此，首先按式BOD5＝5⨯（1.42bXαC e）=7.1XαC e计算处理水中的非溶解性BOD5值,上式中C e——处理水中悬浮固体浓度，取用综合排放一级标准20mg/L;b-----微生物自身氧化率，一般介于0.05-0.1之间，取0.09；X α---活性微生物在处理水中所占比例，取值0.4 得BOD 5＝7.1⨯0.09⨯0.4⨯20＝5.1mg/L.处理水中溶解性BOD 5值为：20-5.1＝14.9mg/L ，去除率：%38.93%1002259.14225=⨯-=η 2.2.2 COD r 的去除率 进水COD c 为300mg/L ；%66.7%100003010003=⨯-=η 2.2.3 SS 的去除率进水SS 为100mg/L ，出水SS 为10mg/L%90%10010010100=⨯-=η 2.2.4 总氮的去除率出水标准中的总氮为5mg/L ，入水总氮取50mg/L ，总氮的去除率为：%95%10050550=⨯-=η 2.2.5 磷酸盐的去除率进水中磷酸盐的浓度为10mg/L 计。

如磷酸盐以最大可能成Na 3PO 4计，则磷的含量为10×0.189=1.89mg/L.注意：Na 3PO 4中P 的含量在可能存在的磷酸盐（溶解性）中是含量最大的，这样计算出来的进水水质中的磷含量偏大，对整个设计来说是偏安全的。

磷的去除率为均具有去除水中BOD、脱氮、除磷功能。

经技术经济比较，本方案推荐选用目前5应用广泛，技术先进、成熟可靠A2/O污水处理工艺，氧化沟工艺因占地面积较大，处理效率慢，故不适宜使用。

4 A2/O生物处理的概述及发展4.1 A2/O工艺的原理首段厌氧池，流入原污水及同步进入的从二沉池回流的含磷污泥，本池主要功能为释放磷，使污水中P的浓度升高，溶解性有机物被微生物细胞吸收而使污水中的BOD5浓度下降；另外，NH3-N因细胞的合成而被去除一部分，使污水中的NH3-N浓度下降，但NO3-N含量没有变化。

在缺氧池中，反硝化菌利用污水中的有机物作碳源，将回流混合液中带入大量NO3-N和NO2-N还原为N2释放至空气，因此BOD5浓度下降，NO3-N浓度大幅度下降，而磷的变化很小。

在好氧池中，有机物被微生物生化降解，而继续下降；有机氮被氨化继而被硝化，使NH3-N浓度显著下降，但随着硝化过程使NO3-N的浓度增加，P随着聚磷菌的过量摄取，也以较快的速度下降。

A2/O工艺它可以同时完成有机物的去除、硝化脱氮、磷的过量摄取而被去除等功能，脱氮的前提是NO3-N应完全硝化，好氧池能完成这一功能，缺氧池则完成脱氮功能。

厌氧池和好氧池联合完成除磷功能。

4.2 工艺流程4.2 A2/O工艺的特点（1）厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类微生物菌群的有机配合，能同时具有去除有机物、脱氮除磷的功能。

（2）在同时脱氧除磷去除有机物的工艺中，该工艺流程最为简单，总的水力停留时间也少于同类其他工艺。

（3）在厌氧-缺氧-好氧交替运行下，丝状菌不会大量繁殖，SVI一般100，不会发生污泥膨胀。

（4）污泥中磷含量高，一般为2.5%以上。

（5）脱氮效果受混合液回流比大小的影响，除磷效果则受回流污泥中夹带DO和硝酸态氧的影响，因而脱氮除磷效率不可能很高。

4.3 A2/O工艺的应用发展20世纪80年代末90年代初，A2/O工艺因其较好的除磷脱氮效果而逐渐应用于城市污水处理之中，并且成为主流。

在此阶段，氮磷污染物控制与去除技术的研究及相关技术的应用成为水环境污染控制日益紧迫的重要课题。

20世纪90年代以来，随着具有脱氮除磷功能污水处理工艺的研究应用，发现A2/O工艺本身存在的缺陷，即硝化菌、反硝化菌和聚磷菌在有机负荷、泥龄以及碳源需求上存在着矛盾和竞争，很难在同一系统中同时获得氮、磷的高效去除，阻碍着生物除磷脱氮技术的应用，因此为解决这些工艺矛盾，研究者们进行了大量研究来进行工艺改进，开发出倒置A2/O、UCT、A+A2/O等工艺，尤其对倒置A2/O进行了大量研究，现已完成了对其原理与特点、运行参数的研究，并通过生产试验研究，现已有部分污水厂已采用该工艺并取得了良好的运行效果，如常州北城污水厂、青岛团岛污水厂、青岛李村河污水处理厂等。

5 A2/O生物处理系统的设计与计算5.1 设计参数进水水质：+-N=50mg/l T-P=10mg/l BOD5=300mg/l CODcr=500mg/l SS=100mg/l NH4出水水质：+-N=5mg/l T-P=1mg/lBOD5=10mg/l CODcr=50mg/l SS=10mg/l NH45.2 设计计算5.2.1 污泥回流比，R = 100%5.2.2 BOD5 污泥负荷, Ns = 0.2kgBOD /(kgMLSS ×d)； 校核N s =K 2S e f/ηK 2取0.0185 S e =14.9 η=0.9383 f=0.75代入公式得0.22kgBOD /(kgMLSS ×d) 计算结果确定，Ns 的值取的是适宜的 5.2.3 回流污泥浓度，X R =6 000mg/L ； 5.2.4 水力停留时间，h Q V t 2.1300044.3601===5.2.5混合液活性污泥浓度，160003000111R R X X R ==⨯=++5.2.6 反应池容积0300022511250.23000QS V NX ⨯===⨯5.2.7 反应池总水力停留时间11250.37593000V t d h Q ====5.2.8 各段水力停留时间和容积 厌氧：缺氧：好氧＝1：1：4厌氧池水力停留时间1/69 1.5h t =⨯=厌，池容31/61125187.5m V =⨯=厌 缺氧池水力停留时间1/69 1.5h t =⨯=厌，池容31/61125187.5m V =⨯=厌 好氧池水力停留时间2/396h t =⨯=好，池容32/31125750m V =⨯=好 曝气池有效面积S 单 设反应池2 组，单组池容V 单3=V 1125==562.5m 22V 单有效水深h =4.2m单组有效面积3=V 562.5S ==133.93m h 4.2单单采用5 廊道推流式反应池，廊道宽b =10m ， 单组反应池长度LL=S 133.93==3.83m B 75⨯单校核B/H=1.67符合要求，介于1～2之间 取超高为0.5m ，则反应池总高H =4.2+0.5=4.7m 5.2.9 反应池进、出水系统计算 5.2.9.1 进水管Q=0.0347×1.2=0.0416 m 3/s(1.2为安全系数） 管道流速 v=0.98 m/s管道过水断面积 A=Q/v=0.0416/0.98=0.0424 m 2 管径0.23d m===取出水管管径DN250mm 5.2.9.2回流污泥管单组反应池回流污泥管设计流量3300001.2 1.0 1.20.01/864004R d Q R Q m s=⨯⨯=⨯⨯=⨯(1.2——安全系数) 管道流速取 v 1=0.70(m/s) 取回流污泥管管径 DN 250 mm 5.2.9.3进水井 反应池进水孔尺寸：进水孔过流量 Q 2=(1+R)Q/2=(1+1)⨯3000/86400/2=0.035m 3/s 孔口流速 v=0.8m/s ，孔口过水断面积 A=Q 2/v=0.017/0.8=0.044(m 2) 孔口尺寸取m m 1.02.0⨯Φ 进水竖井平面尺寸m m 5.25.2⨯5.2.9.4 出水堰及出水井按矩形堰流量公式计算：33223 1.86Q bH == 34(1)0.07m /2QQ R R s =++=内 b ——堰宽，b=7mH--堰上水头,223330.07()0.031.86 1.867Q H m b ⎛⎫=== ⎪⨯⨯⎝⎭出水井平面尺寸为 0.03×7（m ×m ） 5.2.9.5 出水管单组反应池出水管设计流量反应池出水管设计流量Q 5=Q 3/2 =0.035 (m 3/s) 管道流速s m v /8.0= 管道过水断面积A=250.0350.0440.8Q m v == 管径 m Ad 24.014.3044.044=⨯==π取出水管管径DN250mm 校核管道流速520.0350.71/0.253.14()2Q v m s A ===⨯5.2.10 曝气系统设计计算 （1）设计需氧量3'()' 4.6 2.6R e V r O a Q S S b X V N NO ︒=-++-其中：第一项为合成污泥需要量，第二项为活性污泥内源呼吸需要量，第三项为消化污泥需氧量，第四项为反硝化污泥需氧量(2)氨氮中被氧化后有90%参与了反硝化过程，有10%氮仍以3NO -存在 (3)(3)用于还原的3(3015)90%13.5/NO N mg L -=-⨯= 仍以3NO -存在的3NO N -=(3015)10% 1.5/mg L -⨯= (4)取'0.6,'0.07a b ==3'()' 4.6 2.6R e V r O a Q S S b X V N NO ︒=-++- =)0064.014.0(30006.0-⨯⨯+0.0726200 3.0⨯⨯+3103000%9015)6.26.4(-⨯⨯⨯⨯-3103000%10156.4-⨯⨯⨯⨯-d kg /78.5802=所以总需氧量为5802.78/kg d =241.8/kg h 最大需要量与平均需氧量之比为1.4，则 h kg O Q R /5.3388.2414.14.1max =⨯== 去除1kgBOD 5的需氧量52/16)02.014.0(300078.5802)(kgBOD kgO S S Q O e R =-⨯=-(5)标准需氧量采用鼓风曝气，微孔曝气器。