生物滤池的设计与计算4

已知：Q=7000m3/h 进水水质：BOD5=180mg/L 

出水水质要求：BOD5≤30/L

(1) 主要设计参数

① 以碎石为滤料时，工作层滤料的粒径应为40~70mm，厚度不大于1.8m，承托层的粒径为70~100mm，厚度为0.2m；当以塑料为滤料时，滤床高度可达4m；

② 正常气温下，处理城市废水时，表面水力负荷为10~30 m3/m2.d，BOD5容积负荷不大于1.2kgBOD5/m3.d，高负荷生物滤池BOD5去除率一般为75~90%；

③ 进水BOD5大于200mg/l时，应采取回流措施；

④ 池壁四周通风口的面积不应小于滤池表面积的2%；

⑤ 滤池数不应小于2座。

(2) 计算公式：

 高负荷生物滤池的计算公式

设计内容 计算公式 参数意义及取值

滤池高度(H) 以碎石为滤料时，H = 0.9~2.0m

用塑料滤料时，H = 2~4m

滤料总体积(V) V = QS/LvBOD V¾¾滤料总体积，m3

Q¾¾废水量，m3/d

S¾¾未经回流稀释时的BOD5浓度，mg/l

LvBOD¾¾容积负荷，一般不大于1.2kgBOD/m3.d

滤池面积(F)与直径(D) F = V/H  n¾¾滤池个数

F¾¾滤池面积，m2

D¾¾滤池直径，m

回流比(R) R = Fq/Q - 1 R¾¾回流比

q¾¾表面水力负荷，通常在10~30m3/m2.d之间

（3） 高负荷生物滤池的流程

(4) 出水水质与滤池高度和水力负荷之间的关系

高负荷单级生物滤池的出水水质与滤池高度以及水力负荷之间存在如下的关系：

式中： ——出水BOD5浓度，mg/l；

       ——进水浓度；mg/l；

      H——滤池高度，m；

      q——水力负荷，m3/m2.d;

      K——常数，min-1；

      n——常数。

一、滤池  按容积有机物负荷率法计算

（一）滤池的个数及滤床各尺寸的计算

1、由于BOD5＝180mg/L＜200 mg/L，故不需要考虑出水回流。

2、生物滤池总体积（V）的确定 

设生物滤池的有机负荷N＝1．0kg/m3．d，  则

V＝S0Q/N＝180*7000*24/1．0*1000＝30240（m3）

3、生物滤池的高度（H）

       以碎石为滤料，H=0.9～2.0m 取H=2m 

4、滤池的平面积（A）的确定： A=V/H=30240/2=15120m2

5、校核

（1）面积有机负荷率：NA= S0Q/ A= 180*7000 *24 /15120 *1000＝2．0 kg/m2．ｄ ∈（1．1～2．0）符合要求。

（2）面积水力负荷：q=Q/A=7000*24/15120＝11．1 m3/（m2．d）∈（10～30），合理。

6、滤池的个数及直径

采用12个池子，直径Ｄo=√4a/∏=√4*1/12*15120/3．14≈40m（＜60）在规定范围内。

a----每个滤池的面积，m2

（二）旋转布水器的设计与计算

   1、横管根数（n）与直径（D）

取n=4，则D=2*√Q´/∏*v=2*√1．94/3．14*1．0*4≈0.8m

式中  Q´为每根横管进水端流量m3/s

      v为横管进水端流速m/s，取1.0ｍ／ｓ(v≤1.0ｍ／ｓ)

2、出水孔口数和在横管上的位置，设每个出水孔的服务面积相同，则孔口数（n）为

N=1/〔1-（1-4l´/D1）2〕=1/〔1-（1-4*40/39800）2〕=250（个）

式中  l´--池中心算起第n个孔中心离横管自由端的距离，

取l´=40mm，（l´≥40mm）。

      D1--布水器跨度，mm，比容床直径小200mm，即为39800mm.

任一孔口距滤池中心的距离（ri）为

    ri= D1/4（√i/n+√i-1/n）

式中  i—从池中心算起，任一孔口在布水横管上的排列顺序。

当i=1时，r1=

当i=2时，r1=

当i=3时，r1=

当i=4时，r1=

当i=5时，r1=

当i=6时，r1=

当

当i=249 时，r1=

3、布水器旋转周速

布水器每分钟转速（m）为

m=3．478*107 Q/nd2D1=3．478*107*1944/（250*152*39800*4）=1．4r／min

式中  d—孔口直径，取15mm，（d=10～15mm）；

      Q—每根布水横管的污水流量，L／s 。