课程设计课程名称水污染控制工程题目名称A/A/O脱氮除磷工艺课程设计学生学院环境科学与工程学院专业班级 07环境工程（1）班学号学生姓名指导教师20010 年 7 月 6 日一．基本原理厌氧-缺氧-好氧（Anaerobic-Anoxic-Oxic，简称A/A/O或A2/O）工艺由厌氧池、缺氧池、好氧池串联而成，是A1/O与A2/O流程的结合。

是20世纪70年代由美国专家在厌氧-好氧除磷工艺基础上开发出来的。

该工艺在厌氧-好氧除磷工艺中加入缺氧池，将好氧池流出的一部分混合液流至缺氧池的前端，以达到反硝化脱氮的目的。

工艺流程图如下：污水回流污泥剩余污泥污水进入厌氧反应区，同时进入的还有从二沉池回流的活性污泥，聚磷菌在厌氧环境下释磷，同时转化易降解COD、VFA为PHB，部分氨氮因细胞的合成而去除。

污水经过第一厌氧反应器以后进入缺氧反应器，本反应器的首要功能是进行脱氮。

硝态氮通过混合液内循环由好氧反应器传输过来，通畅内回流量为2至4倍原污水量，部分有机物在反硝化菌的作用下利用硝酸盐作为电子受体而得到降解去除，磷基本无变化。

混合液从缺氧反应区进入好氧反应区，混合液中的COD浓度已基本接近排放标准，在好氧反应区除进一步降解有机物外，主要进行氨氮的硝化和磷的吸收，混合液中的硝态氮回流至缺氧区，污泥中过量吸收的磷通过剩余污泥排除。

厌氧-缺氧-好氧工艺可以同时完成有机物的去除、反硝化脱氮、除磷的功能，脱氮的前提是氨氮应完全硝化，好氧池能完成这一功能，缺氧池能完成脱氮的功能，厌氧池和好氧池联合完成除磷功能。

二．工艺特点(1)厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同类型的微生物菌群的有机结合，能同时具有去除有机物、脱氮除磷的功能。

(2)工艺简单，水力停留时间较短。

(3)SVI 一般小于100，不会发生污泥膨胀。

(4)污泥中含磷量高，一般在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挟带溶解氧DO 和硝酸态氧的影响。

三．设计参数污水处理量Q ：20000m 3/dBOD5污泥负荷Us ：0.13kgBOD 5/(kgMLSS ·d) 回流污泥浓度Xr ：6000mg/L 污泥回流比R ：80% 混合液回流比Ri ：400%四．设计计算 （1）反应池设计计算① 混合液固体浓度2667mg/l 60000.810.8Xr R 1R X =⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎪⎭⎫ ⎝⎛+=② 反应池容积0QS 10000100V 2884.3NX 0.132667⨯===⨯m 3 ③ 水力停留时间V 2884.3t 0.29d 7h Q 10000==== ④ 各段水力停留时间和容积厌氧∶缺氧∶好氧 = 1∶1∶3t 厌氧=1.4h V 厌氧=1153.7m 3t 缺氧=1.4h V 缺氧=1153.7m 3 t 好氧=4.2h V 好氧=3661.1m 3⑤ 反应池的主要尺寸设反应池有2组，则V Vd 1442.132==m 3设有效水深h = 4 m ，则d d V 1442.13S 360.5h 4===m3拟采用廊道式推流反应池，廊宽b = 5 m ，廊道数n = 4个 m 05.3645721bn S L d =⨯==3 取L = 40m 校核：25.145h b == 满足1~2的范围， 8540b L ==满足5~10的范围 取超高为1m ，则反应池总高H = 5m （3）反应池进、出水系统设计计算① 进水管设计单池进水流量0.1163600242200002Q Q1=⨯⨯==m 3/s设流速v=0.8m/s 过水面积145.08.0116.0v Q1A ===m 2 管径0.43π4Ad ==m = 430 mm 取进水管管径为DN450 mm ② 回流污泥管设计 流量09.03600242200008.02QR Qr =⨯⨯⨯=⋅=m 3/s设流速v = 0.8m/s 面积0.120.80.09v Qr A ===m 2 管径391mm 0.391m π4Ad ===取回流污泥管管径为DN400mm ③ 进水井设计进水孔流量()()0.2083600242200000.812Q R 1Q 2=⨯⨯⨯+=+=m 3/s 设流速v = 0.5m/s 面积0.420.50.208v Q A 2===m 2孔口尺寸取700mm ×600mm进水井平面尺寸取3000mm ×3000mm④ 出水堰及出水井设计出水堰量Q 3等于出水孔流量Q 4()()0.6836002422000020.812Q Ri R 1Q3=⨯⨯⨯++=++= m3/s 23233bH86.1bH2g 0.42Q ==设出水堰宽度b = 7m 求得堰上水头H = 0.105m 设出水孔孔口流速v = 0.5m/s 孔口面积 1.360.50.68v Q A 4===m 2 取A = 1.5m 2则孔口尺寸为2000mm ×750mm出水井平面尺寸取3000mm ×3000mm⑤ 出水管设计出水管流量Q5等于出水流量Q3 设管内流速v=0.8m/s 过水面积0.850.80.68v Q A 5===m2 管径 1.04m π4Ad ==取出水管管径为DN1100mm 校核流速0.72m/s 1.14π0.68A'Q5v'2=⨯==（4）曝气系统设计计算污泥产率系数Y 取0.6kgMLVSS/kgBOD 5 内源代谢系数Kd 取0.08d -1 污泥泥龄取10d 可求剩余污泥量△Xv()()533.3kg/d10100.08120100200000.6θcK 1Se S Y Q ΔXv 3d 0=⨯⨯+-⨯⨯=⋅+-=-曝气需氧量()()1595.6kg/d533.31.420.6820-10020000 1.42Δ.0.68S S Q O ve 02=⨯-⨯=--=考虑到氨氮氧化时还需要一定的需氧量，故最终需氧量取2000kg/d 本设计采用鼓风曝气，有效水深4m ，曝气扩散器安装距池底0.2m ， 则扩散器上静水压3.8m ，α取0.7，β取0.95，ρ取1，曝气设备堵塞系数F 取0.8，采用管式微孔扩散器，E A =20%，扩散器压力损失4kPa ，20ºC 水中溶解氧饱和度为9.17mg/L 。

扩散器出口处绝对压力P dPa101.39 3.8109.8101.013H109.8P P 5353d ⨯=⨯⨯+⨯=⨯+= 空气离开曝气池面时，气泡含氧体积分数()()()()17.5%0.2121790.2121E 12179E 121A A 0=-⨯+-⨯=-+-=ϕ 20ºC 曝气池混合液中平均氧饱和度10.11mg/l4217.5102.026101.399.1742102.026Pd C C 5505S S =⎪⎪⎭⎫⎝⎛+⨯⨯⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯=ϕ标准条件下充氧量[]()179.4kg/h4306.7kg/d 0.81210.1110.950.79.172000F1.024C Cs(T)ρβαCs O Os 20T (20)2==⨯⨯-⨯⨯⨯⨯=⋅⋅-⋅⋅⋅=- 好氧池供气量/h 3203.6m 0.20.28179.40.28E Os Gs 3A =⨯==最大供气量Gmax = 1.4Gs = 4485m 3/h选择三台风机，两用一备，则单台风机风量为2242.5m 3/h 所需空气压力p=5m 设扩散器个数h 1为600个 校核微孔扩散器服务面积331好氧0.75m 0.601m 600360.5h A f <===池内4支供气管流量/s 0.3m /h 1121.3m 44485G 41Qs 33max ====流速取10m/s 管径 0.19m 103.140.34πv 4Q d s =⨯⨯==取管径为DN200mm 鼓风机房出口管管径0.4m 103.14360044854πv4G d'max=⨯⨯== 取管径为DN400mm（5）厌氧池、缺氧池设备选择单个厌氧池、缺氧池设有导流墙和4台水下推进器，所需功率按 5w/m3计算单池有效容积3580m 4529h b L V =⨯⨯=⋅⋅= 单池总功率为W 29005805=⨯（6）污泥回流设备回流污泥量/h 666.7m /d 16000m 200000.8Q R Q 33R ==⨯=⋅= 设污泥泵房1座，3台潜污泵，两用一备 单泵流量/h 333.35m Q 21Q 3R R 单== （7）混合液回流设备① 混合液回流泵设计回流流量/h 3333.33m /d 80000m 400%20000Ri Q Qi 33==⨯=⋅=设回流泵房2座，每座泵房设3台潜污泵，两用一备 单泵流量/h 833.33m 43333.33Qi 41Qi 单3===② 混合液回流管设计回流混合液由出水井流至回流泵房，经过潜污泵分别提升至两个缺氧池首段。

设回流管内流速v=0.8m/s过水面积21.2m 0.836003333.33vQi A === 管径 1.2m π4Ad ==取管径为DN1200mm 泵房出水管流量/s 0.463m 236003333.332Qi Q 3=== 流速v=1m/s 过水面积20.463m 10.463V Q A ===管径0.775m 3.140.4634π4Ad =⨯== 取管径为DN800mm五．调试和运行调试前对构筑物、设备等进行认真检查是非常重要和必要的，以下问题较普遍:（1）构筑物、管道内的建筑垃圾未清理干净，造成水泵和曝气系统的堵塞，影响排泥。

（2）预留孔洞、管道伸缩缝、电缆穿孔处密封不好，通水后存在漏水现象，影响调试工作。

（3）出水堰和墙体接缝处渗漏严重，甚至导致堰口不出水，无法达到设计要求。

（4）搅拌器或推进器安置角度不正确或位置不合理，导致能量浪费和局部流速不足，造成局部污泥沉积。

调试过程的工艺参数控制主要涉及溶解氧，活性污泥的生物相，污泥增长率和回流比。

该法需要注意的问题是，进入沉淀池的混合液通常需要保持一定的溶解氧浓度，以防止沉淀池中反硝化和污泥厌氧释磷，但这会导致回流污泥和回流混合液中存在一定的溶解氧，回流污泥中存在的硝酸盐对厌氧释磷过程有一定的影响，同时，系统所排放的剩余污泥中，仅有一部分污泥是经历了完整的厌氧和好氧过程，影响了污泥的充分吸磷。

另外A/A／0工艺运行不当也可出现污泥膨胀问题。

这主要是由于负荷分布不均引起的，好氧区一直处于低负荷运行状态造成了丝状菌的大量增殖。

单纯提高好氧区的DO浓度只能部分抑制污泥膨胀，应该联合负荷控制来消除A/A/O工艺的污泥膨胀现象。